hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子組換えと同等の形質を植物に付与する化合物開発システムの構築

本研究では、任意に選択したDNA配列に結合する化合物であるPy-Imポリアミドを植物に添加することで、遺伝子組換えと同等の効果を植物に付与することが出来るシステムの構築を目指した。まず被子植物であるシロイヌナズナの細胞壁の合成を制御している遺伝子を抑制出来る様に設計したPy-Imポリアミドを合成し、その化合物が期待通りの活性を示すことを、酵母を用いた評価系により証明した。実際にシロイヌナズナに添加したところ、細胞壁関連の遺伝子群の発現が低下することを見いだした。本研究はPy-Imポリアミドの添加により、植物の遺伝子発現を人為的に制御し得ることを示した最初の例である。本研究ではDNA配列を任意に選択して結合出来るPy-Imポリアミドを利用し、遺伝子組換えと同等かつ遺伝しない有用な形質を植物にもたらす化合物の合成システムの開発を目指している。平成25年度では、合成した化合物について、酵母を利用して評価を行う系を構築した。具体的にはPy-Imポリアミドが結合する調節配列を導入した酵母に、調節配列に結合する転写因子をコードする遺伝子を形質転換し、当該の転写因子の活性によりレポーター遺伝子の発現を促進する系の構築を試みた。この系では、Py-Imポリアミドの添加により、化合物が調節配列に結合することで当該の転写因子の結合を阻害し、レポーター遺伝子の発現が低下することが期待される。既知の調節配列と転写因子の組み合わせ及び、幾つかのレポーター遺伝子を利用して、目的の系の構築を試みた。その結果、2種類の調節配列と転写因子の組み合わせで、抗真菌抗生物質オーレオバシジンA(AbA)を分解する酵素の遺伝子をレポーターとした系の構築に成功した。これらの系では、酵母に導入した転写因子によりレポーター遺伝子の発現が活性化されていることが確認できた。加えて、MYB46プロモーター配列に結合するPy-Imポリアミドの合成にも成功した。また明確な表現型を示すシロイヌナズナのCRES-T系統を利用し、このCRES-T系統中のキメラタンパク質が結合する配列をChipシークエンシング法により単離することも目指している。この配列に結合するPy-Imポリアミドを野生型に添加することで、元のCRES-T系統と同一の表現型を誘導する可能性を検討するためである。そこで種子にタンパク質を高蓄積するCRES-T系統の表現型の原因となっている転写因子について、結合する調節配列の決定を行うため、この転写因子のORFをクローニングした。平成26年度では、合成した化合物が、細胞内で標的配列に結合するかどうか評価を行う系の構築と、この系を使って実際に合成したPy-Imポリアミドの評価を行った。評価系は酵母のワンハイブリッドシステムを利用した系である。この系ではPy-Imポリアミドが結合する標的配列に結合する転写因子の活性によりレポーター遺伝子の発現が促進され、Py-Imポリアミドが標的配列に結合することにより、この転写因子の結合を阻害することが期待される。これをレポーター遺伝子の活性の変化で確認し、Py-Imポリアミドの標的配列への結合活性を評価することが可能であると考えられる。本評価系で用いたレポーター遺伝子は、抗真菌抗生物質オーレオバシジンA(AbA)を分解する酵素をコードする遺伝子である。当該の標的配列に結合するように合成したPy-Imポリアミドをある一定濃度以上加えた培地上で、評価系を組み込んだ組換え酵母を生育させたところ、加えていない培地で生育させた場合と比較して、AbAに対する耐性が極端に減少した。この結果は期待通り合成したPy-Imポリアミドが、標的配列に結合したことを示唆している。また明確な表現型を示すシロイヌナズナのCRES-T系統を利用し、Py-Imポリアミドの添加がCRES-T系統と同一の表現型を誘導する可能性を検討するため、このCRES-T系統中のキメラタンパク質が結合する配列をChipシークエンシング法により単離することも目指している。平成26年度では、Chipシークエンシングを行うためのタグ(GFPタンパク質)とキメラタンパク質の融合タンパク質の過剰発現体の作出に成功した。平成27年度では、平成26年度までに構築した酵母を用いた化合物評価系で評価が為されたPy-Imポリアミドについて、実際に植物(シロイヌナズナ)に添加することで、目的とした表現型が出るか確認を行った。二次細胞壁の構築が不全になり、花序がしなだれる表現型を誘導することが期待される化合物を培地に添加し、シロイヌナズナを生育させた。培地への添加濃度は、酵母を用いた評価系での結果を参考にした。その結果、化合物を添加していない培地で生育させた植物と比較して、花序はしなだれることはなかったが、全体適な生育が遅延した。更にマイクロアレイ解析により遺伝子の変動を網羅的に解析した結果、Py-Imポリアミドの添加により、遺伝子の発現レベルが全体的に低下しており、特に細胞壁関連の遺伝子の発現量が低下していた。この結果は、合成した化合物の添加により、ある程度狙い通りの遺伝子発現の変化が誘導されたことを示唆している。

本研究はPy-Imポリアミドを利用して、植物の遺伝子発現を人為的にコントロールした初めての成果である。しかしながら、発現が低下した遺伝子群のプロモーター領域に、合成したPy-Imポリアミドが結合する配列が多く含まれているか確認を行ったところ、そのような配列を見いだすことは出来なかった。本来の標的遺伝子以外の遺伝子の発現も低下させていることが原因かもしれない。本研究では、任意に選択したDNA配列に結合する化合物であるPy-Imポリアミドを植物に添加することで、遺伝子組換えと同等の効果を植物に付与することが出来るシステムの構築を目指した。まず被子植物であるシロイヌナズナの細胞壁の合成を制御している遺伝子を抑制出来る様に設計したPy-Imポリアミドを合成し、その化合物が期待通りの活性を示すことを、酵母を用いた評価系により証明した。実際にシロイヌナズナに添加したところ、細胞壁関連の遺伝子群の発現が低下することを見いだした。本研究はPy-Imポリアミドの添加により、植物の遺伝子発現を人為的に制御し得ることを示した最初の例である。当初の予定では、平成26年度内に合成したPy-Imポリアミドの効果について、植物で確認する予定であった。しかしながら酵母のワンハイブリッド系を利用した評価系を用いて、当初予想していた通りのPy-Imポリアミドの効果を確認することが出来たが、当初予定であった植物でその効果を確認する段階までは至らなかった。この原因はPy-Imポリアミドの合成に予想以上に手間取り、時間がかかっただけではなく、合成量も少なかったことである。これについては標的配列を絞るなどして、時間の短縮や合成量の確保に現在も務めているところである。また平成26年度以内にChipシークエンシング解析による調節配列の決定が為される予定であったが、サンプルに用いる転写因子とGFPとの融合タンパク質が過剰発現する系統の作製に手間取ったため、平成27年度に当該の実験を行うこととした。この過剰発現系統は既に作出が完了したことが確認できたため、Chipシークエンシング用の予算を平成27年度に残して、次年度に実験する対応を行っている。植物分子生物学平成26年度では、合成したPy-Imポリアミドについて、効果を及ぼすおおまかな濃度を評価系を用いて決定することが出来た。そこで平成27年度では、この濃度の化合物が植物に及ぼす影響について解析を行っていく予定である。具体的には化合物を添加した後に、期待通りの表現型を引き起こすかどうか確認を行う。またターゲットになる遺伝子の発現レベルも、転写産物の量を確認することで、化合物が遺伝子の発現レベルを制御しているか解析を行っていく。またChipシークエンシングによる、過剰発現することにより有用形質を引き起こすキメラタンパク質の新規調節配列の単離については、キメラタンパク質とGFPとの融合タンパク質過剰発現体が作出出来たため、この過剰発現体を用いてChipシークエンシング解析を行う予定である。当初の予定では、平成25年度内に酵母のワンハイブリッド系を利用したPy-Imポリアミドの結合判定系を構築し、実際にPy-Imポリアミドの結合能の評価を行うはずだった。判定系は予定通り、複数の調節
大気動波の生成と伝播特性に関する観測的研究

近年,中層大気力学に果す重力波の作用の重要性が強く認識されてきているが,現実大気中の重力波に関する観測的裏づけはまだ乏しく,様々な領域や状況に応じた観測・統計が必要である.本年度は,実測のデ-タを用いて以下の2ツのテ-マに関する統計解析を行なった.1.MUレ-ダ観測に基づく研究1990年4月2日から同6日にかけての100時間連続観測を行なった.この期間は,日本上空を移動性高低気圧がちょうど一波長ぶん通過した状況に対応していた.この期間のデ-タ(東西風,南北風,鉛直流,およびラジオゾンデ観測による気温)のスペクトル解析を行ない,時間スケ-ルとして,(1)傾圧不安定波による約4日周期,(2)地形性重力波と考えられる周期数時間以下の擾乱,に加えて(3)周期約10時間の規則的な水平風振動,を検出した.この3番目の擾乱の力学的成因は現在のところ不明であり,解析を続行中である.2.衛星オゾンデ-タによる赤道ケルビン波の研究赤道域中層大気に卓越するケルビン波は内部重力波の一種であり,その力学的特性は理論的に良く知られているが,上部成層圏では従来直接の観測が殆ど無い。この研究では,気象衛星ニンバス7号のオゾンデ-タを用い,オゾンが光化学過程を通じて気温と強く結びついていることに着目し,ケルビン波の検出とその季節変化・年々変化の統計解析を行なった.さらに,過去の解析をも含めた,内部重力波の統計的まとめをも行ない,新しいCIRAモデルの一節を執筆した.近年、中層大気力学における内部重力波の重要性が強く認識されてきているが、現実大気中の内部重力波に関する観測的裏づけはきわめて乏しい。本年度は、実測のデ-タ-を用いて以下の2点の統計解析を行った。1.ラジオゾンデ観測資料に基づく下部成層圏小規模擾乱の解析1986年の日本各地18地点の日々のレ-ウィンゾンデデ-タを用い、擾乱の強度(振幅)の季節分布および子午面分布を詳細に調べた。その結果、鉛直波長25kmの慣性内部重力波が卓越し、その強さは亜熱帯ジェットの季節変化に応じて、冬から春の極大、夏に極小を示す事がわかった。更に擾乱の東西風成分と南北風成分の位相差の統計から、この波動は、中緯度ジェット付近に発生源を持ち、エネルギ-を北西上向きに輸送していることが示された。2.MUレ-ダ-・デ-タに基づく冬と夏の比較これまで冬期の卓越する重力波はMUレ-ダ-によって詳しく調べられていたが、夏期の観測解析は行われていなかった。今回は夏期の静穏時(quiet period)における鉛直風擾乱のスペクトル解析を行ない、冬期のそれと比較することを試みた。その結果、冬期と夏期では、周波数スペクトルの形が異なること、またそのスペクトルのパワ-に寄与する擾乱の鉛直スケ-ルにも明らかな差のあることが見出された。この結果は、下部成層圏擾乱の成因の理解に大きな手ががかりを与えるものである。この解析は来年度も引続き発展させる予定である。この研究では,気象衛星ニンバス7号のオゾンデ-タを用い,オゾンが光化学過程を通じて気温と強く結びついていることに着目し,ケルビン波の検出とその季節変化・年々変化の統計解析を行なった.さらに,過去の解析をも含めた,内部重力波の統計的まとめをも行ない,新しいCIRAモデルの一節を執筆した.
保育政策が母親の就業とこどもの発達に及ぼす影響

本年度は政府統計の利用申請とデータの整理を行った。幼い子供達を抱える家庭に注目した21世紀出生児縦断調査には、両親の就業や、家事、子育て、またそれに加えて子供の発達・健康に関する情報が記録されており、包括的な子育て家庭の分析を行った。保育所に関しての情報は、社会福祉施設等調査、福祉行政報告例、地域児童福祉事業等調査などを通して得た。保育所の運営は現在市町村単位で行われているため、家計・個人データの居住地情報と組み合わせることにより、個々の家庭が直面する保育所の質や利用のしやすさに関する指標を作成した。保育所の質は保育士の配置状況や施設面の充実度などから捉え、保育所の利用のしやすさについては、当該地域の子供一人あたりの認可保育所定員数などで測った。計量経済学モデルの推定も簡単なものから開始した。特定の関数形に結果が左右されないようにノンパラメトリック・セミパラメトリック推定法を適宜活用している。また標準誤差の推定にはブートストラップ法が必要になったが、こうした手法を使うと計算量が多くなり、かなりの時間を要した。しかし、本年度高性能なワークステーションを導入することにより、効率的に研究を進めることができた。現在、データ収集・分析の最中であり、さらなる研究成果は平成30年度および31年度に得られることが見込まれる。研究計画に従って順調に進展している。これまで研究計画に従って順調に進んでおり、次年度以降も研究計画通り進めていく。具体的には、平成29年度の結果に基づき、両親の家事、育児への影響を分析する。家事に関する変数は、家事に費やした時間、具体的な内容(例:洗濯、食事の支度)、利用した家事関連サービスとそれに対する支出などを利用する。育児に関する変数は、育児に費やした時間、具体的な内容(例:おむつ交換、食事の世話)、保育所以外の保育・教育サービス利用の有無とそれに対する支出を利用する。これらの変数を利用することで、保育所利用が家庭内の生産活動にどのような影響を及ぼすのか、1年目の研究結果とあわせて詳細に分析を行う。次年度以降、特任研究員と学術支援職員を採用する。また、海外研究者の招聘も、次年度以降の来日について同意が取れたため、次年度以降助成金を使用する予定である。内定年度:2016本年度は政府統計の利用申請とデータの整理を行った。当初、特任研究員と学術支援職員を採用予定であったが、採用活動が不調に終わった。また、海外から研究者を招聘する予定であったが、そのうちの数名は都合がつかず年度中に来日することが出来なかった。
膵癌の発生・進展と細胞死に関連した中心体異常の分子機構

我々は"膵発癌および進展に伴う中心体異常発生メカニズム"について様々な角度から分子生物学的に検討し、以下の点を明らかにした。1.膵癌における中心体異常の発生および形質維持には、細胞周期チェックポイントの破綻(特に、DNAメチル化異常による遺伝子発現消失)が関与している可能性が高いと考えられる。我々は、現在までに報告されているG2/M期チェックポイントをつかさどる遺伝子群の発現とDNAメチル化異常との関係について膵癌細胞を用いて調べた。この結果、14-3-3 sigmaは膵癌においてはむしろ過剰発現していることが明らかになり、中心体異常に関与する可能性は低いと考えられた。G2/M期チェックポイント遺伝子のひとつreprimoは、膵癌において高率(80%以上)にメチル化していることが明らかになった。現在small-interfering RNA (siRNA)を用い、reprimoの中心体過剰複製に及ぼす機能的役割を調べている(Sato et al.,論文投稿中)。さらにM期チェックポイントのMAD2の異常メチル化はみられなかったが、有糸分裂チェックポイント遺伝子CHFRは膵癌において約10%の頻度でメチレーションの異常を認めた(Sato et al.,論文投稿中)。2.我々は、放射線療法と中心体過剰複製との関係について検討中、放射線照射が癌周囲の間質細胞(線維芽細胞)に及ぼす影響について全く新しい知見を得た。つまり、癌細胞のみならず、線維芽細胞への放射線照射は癌・間質相互作用を介して癌の浸潤能を高めるということを発見した(Ohuchida, et al. Cancer Res., 2004)。膵癌における中心体異常発生メカニズムについて分子生物学的に検討し、以下の点を明らかにした。1.20種類の膵癌培養細胞株において、現在までに膵癌で報告されている遺伝子異常プロファイルを作成し、中心体異常との関連を単変量・多変量解析を用いて統計学的に解析した。しかしながら、特定の遺伝子異常と中心体異常のあいだに、明らかな相関を認めなかった(未発表データ)。2.膵癌において過剰発現している遺伝子群と中心体異常との関連を探るため、膵癌と正常膵組織での遺伝子発現パターンを、cDNAマイクロアレイを用いて比較検討した(米国ジョンズ・ホプキンス大学との共同研究)。膵癌において特異的に過剰発現している約150個の遺伝子をみいだし、この中にはいくつかの中心体複製を制御する遺伝子(例えば中心体キナーゼAurora2/AIK1)も含まれていた(Am. J. Pathol.,in press)。3.中心体異常の発生および形質維持には、細胞周期チェックポイントの破綻が関与している可能性がある。そこで、膵癌におけるチェックポイント異常を明らかにすべく、G2/M期チェックポイントをつかさどる重要なp53の下流遺伝子である14-3-3sigmaのDNAメチレーション異常を調べた。本遺伝子は、乳癌などでは高メチル化(hypermethylation)しているとの報告に反して、大多数の膵癌で低メチル化(hypomethylation)を示しており、膵癌組織における過剰発現と相関していた(Sato et al.,論文投稿中)。今後は他のG2/Mチェックポイント遺伝子(Gadd45a, chk2,reprimoなど)における遺伝子あるいはメチル化異常の有無と、中心体異常との関連を中心に解析する予定である。1.cDNAマイクロアレイを用いた膵癌における包括的遺伝子発現プロファイリングの結果、Aurora Aキナーゼをはじめとする重要な中心体複製制御遺伝子の発現異常を見いだした(Am.J.Pathol.,2003),現在、いくつかの膵癌培養細胞において、これらの遺伝子をRNA干渉(RNAi)を用いて阻害し、中心体異常に与える影響を検討中である。2.肺癌における中心体異常の発生および形質維持には、細胞周期チェックポイントの破綻(特に、DNAメチル化異常による遺伝子発現消失)が関与している可能性が高いと考えられる。現在までの検討で、G2/M期チェックポイントの中心遺伝子14-3-3sigmaは膵癌においてはむしろ過剰発現していることが明らかになり、中心体異常に関与する可能性は低いと考えられた。ごく最近、大腸癌、頭頸部癌、および胃癌において有糸分裂チェックポイント遺伝子CHFRのメチル化異常と、それに伴う遺伝子発現消失が報告され、発癌との関連が示唆されている。そこで今回、膵癌細胞におけるCHFRのメチル化異常の有無をメチレーション特異的PCRを用いて調べたところ、約10%の輝度でメチレーションの異常を認めた(Sato et al.,論文準備中)。今後はCHFRと中心体異常および遺伝子不安定性(genetic instability)との機能的関連を明らかにする予定である。G2/M期チェックポイント

遺伝子のひとつreprimoは、膵癌において高率(80%以上)にメチル化していることが明らかになった。現在small-interfering RNA (siRNA)を用い、reprimoの中心体過剰複製に及ぼす機能的役割を調べている(Sato et al.,論文投稿中)。さらにM期チェックポイントのMAD2の異常メチル化はみられなかったが、有糸分裂チェックポイント遺伝子CHFRは膵癌において約10%の頻度でメチレーションの異常を認めた(Sato et al.,論文投稿中)。2.我々は、放射線療法と中心体過剰複製との関係について検討中、放射線照射が癌周囲の間質細胞(線維芽細胞)に及ぼす影響について全く新しい知見を得た。つまり、癌細胞のみならず、線維芽細胞への放射線照射は癌・間質相互作用を介して癌の浸潤能を高めるということを発見した(Ohuchida, et al. Cancer Res., 2004)。
歴史学習指導における「史料活用」と「資料活用」の関連化方略開発研究

本研究の成果は、次の3点である。1)歴史学習における「史料」と「資料」の位置関係を一定程度モデル化できた。これまで歴史学習は「調べ学習」を採り入れた学習においても、「本、教科書、資料集、事典」あるいは最近では「インターネット上の記事」など「資料」から始まっていた。ところが本研究で開発した授業は、いずれも「史料」の検討から出発し、「史料」の検討過程の中で「資料」を参照する、という位置関係になっている。このように小・中学校のどの題材を取扱う場合においても、「史料」への探求と「資料」の参照という緊張関係のある歴史学習が可能性であることを示し得た。2)学校歴史学習における「史料」論に関する新たな地平を展望できた。文字で記された痕跡としての歴史学研究の「史料」とは異なり、学校の児童生徒においては、今日の博物館展示のあり方が示唆しているように、厳密に「史料」とされない視覚的、体験的なものこそが歴史学習の出発点となり、そのような広義の一次資料としての「史料」こそが探求の対象になる。このような観点から、学校歴史学習における教材構成を再検討することが求められよう。3)「史料」を中心とした学校歴史学習と博物館活用の方向性を明らかにした。学校歴史学習にとって博物館は、「史料」が豊富に存在するという空間的な所在場所だけにはとどまらない。今日の博物館には全体を俯瞰してその「場」に入り込み、そこから構成的に細部を志向してゆくという全体先行型の学習と、実物等の細部から出発し全体を構想してゆく参加型の学習との、両面にわたる学習が可能なように展示が構成されている。学校歴史学習からみれば、「史料」を中心とした学習を学校で進める一方、「資料」から課題を見出す学習を博物館を活用して行うという方向性が十分に考えられる。平成18年度の研究の概要は以下のとおりである。1.小・中学校において取扱われ得る「史料」の収集文書史料に関しては、解読作業に時間を要するものは実際の授業での取壊いが困難なため、活字化されたもので教材化可能なものを収集し、データベース化することを試みた。加えて、より広い意味での「史料」として絵画、実物、地図(絵図)等の視覚的「史料」の収集を、図書館・文書館での複写、博物館での写真撮影等を通して行った。2.教材用「資料」の収集と現状分析近年の歴史博物館は小中学生、一般市民の歴史学習用に展示形態を工夫しており、特に精巧に作成された模型やシミュレーション等による再現資料を多用した展示、それらを活用したオリジナルの学習資料の作成も行っている。これらから特色あるものを「資料」として収集し、歴史学習の視点から分析と意味付けを試みた。3.「史料」と「資料」を関連付けた実践的・試案的研究(1)伝承教材の活用を試みた研究小学校の実践者の協力を得て、地域の伝承教材に対し、史書の記述等の「資料」を活用して読み解いてゆく授業を試案的に実践し、その学習展開過程を分析した。この結果、歴史研究では一般に、「史料」と「資料」との往復過程を原動力としながら、探究は「事象そのもの」から「事象の関連諸事象」へと進行してゆくのに対し、歴史授業の展開過程は「資料」に張り付きながら「事象そのもの」と「事象の関連諸事象」との往復過程を原動力に、学習者の問題意識に応じて「史料」へと向かってゆくことが明らかになった。(2)古地図の活用を試みた研究山口市鋳銭司地区を描いた数枚の古地図を手がかりに地域の発展を読み解いてゆく授業、及び山口県萩市の数枚の古地図を手がかりに都市の形成過程を読み解いてゆく授業を、大学院生の協力を得て試案的に構成した。

本年度は、以下の3点を実施した。1)前年度に収集した、博物館における歴史展示物の動向から、近年の博物館における歴史展示用の「史料」と「資料」の関係設定のあり方を明らかにし、それを基にした学校歴史学習の可能性を、先行実践などをもとに探った。2)前年度に試案的に開発した、「史料」としての古地図と「資料」としての地域案内マップを相補的に活用する単元計画を、小学校教員の協力者を得て小学校第4学年・地域の開発単元において実際に実践し、その有効性を検証した。その結果、(1)小学校第4学年という年齢段階での教材・学習活動としては全く問題なく、むしろ現代地図の規則制約にとらわれない子どものほうが古地図史料を柔軟に読み解いてゆくこと、(2)一般にこの単元はある一つの開発事例をもとに地域の発展を学ぶことが多いが、「史料」と「資料」の活用により、より広域的な視点から地域をとらえる学習を行い得ることを明らかにした。3)現職派遣の大学院生と共同で、「史料」を実物的な「モノ」教材に絞り、この種の「史料」から始まる探究的な学習過程を、「モノ」の種別により、(1)地域的・時代的特定性が強く、唯一性の高い「史料」、(2)地域的・時代的特定性は強いが広範に分布する「史料」、(3)地域的には特定できるが通時代に分布する「史料」、(4)地域的・時代的特定性はなく身近に入手できる「史料」、の4種に類型化し、それぞれの学習過程モデルによる4つの単元を開発した。
1次元量子多体系の統計力学とその応用

1995年のボース・アインシュタイン凝縮(BEC)の実現以後、超低温中性原子気体の実験は爆発的な進展を続け、現在では、次元性、相互作用、構成粒子の種類と成分の数等、様々なパラメータを自在に調節した凝縮体が作成されている。その一方で、1次元量子多体系の中でも最も基本的な厳密に解ける模型の一つに、デルタ関数気体がある。この模型は豊かな数理構造を持ち、1960年代より盛んに研究されてきた。近年では、デルタ関数気体は、凝縮体の擬1次元的な閉じ込め条件下における実効ハミルトニアンとして、より広い興味を集めている。2成分の引力デルタ関数気体の基底状態(温度ゼロ)はベーテ仮説法により求められていた。しかしながら、状態を記述する擬運動量とスピン波数に対する方程式を解析的に解くことは非常に困難であるため、その方程式の解を始めとして、様々な物理量の解析的な表式はほとんど得られていなかった。我々は昨年度、2成分引力フェルミ気体の擬運動量とスピン波数の分布関数を、任意のスピン偏極で計算し、エネルギー等の物理量を計算した。いずれも新しい結果であり、1件の雑誌論文にまとめ、国際学会においてポスター発表を行った。さらに、外部磁場が存在するときの2成分引力フェルミ気体の基底状態および相図を求めるために、熱的ベーテ仮説法にもとづく、外部磁場存在下における励起スペクトルを、任意のスピン偏極において計算した。その結果を利用してエネルギー、化学ポテンシャル、相転移を生じさせる磁場、等の物理量の解析的な表式を得ることに初めて成功した。結果は国内の物理学会において口頭発表し、その詳細を論文に投稿した。一方、デルタ関数気体は、1次元量子多体系の中でも最も基本的な厳密に解ける模型の一つであり、豊かな数理構造を持つ模型として研究されてきた。デルタ関数気体の基底状態は、構成粒子の統計性(ボース粒子かフェルミ粒子)と成分数、相互作用の符合(引力/斥力)に従い分類され、1つ以上からなる積分方程式系により記述される。本年度は、2成分デルタ関数気体の基底状態の研究を行った。具体的には、次の4点を実施した。1. 2成分引カフェルミ気体の擬運動最とスピン波数の分布関数を、スピン偏極ゼロにおいて、展開パラメータの高次の項まで計算した。続いて、この模型が、弱い引力で形成されるフェルミ粒子のペアが、引力が増すに従いボース統計性を獲得する、という3次元系で有名なBCS-BECクロスオーバー理論を、1次元で定最的に記述していることを見出した。2.2成分引力フェルミ気体の擬運動量とスピン波数の分布関数を、任意のスピン偏極で計算し、エネルギー等の物理量を計算した。3.2.と同様の解析を、(1)2成分斥力フェルミ気体(2)ボース・フェルミ混合気体について行った。以上において、解析的な手法で得られた結果は数値計算により綿密に検証した。国内の物理学会や国際シンポジウムへ参加し、研究成果を口頭/ポスター発表した。さらに、上記1、2の内容を、2件の雑誌論文として発表した他、学位論文に全てを詳述した。2に関する詳細なFull Paperを、投稿に向けて準備中である。
腫瘍内微小環境のモニタリングを目的とした新規糖ヌクレオチド解析法の確立

腫瘍内微小環境において生じる糖代謝の異常が糖鎖機能に及ぼす影響を明らかにするため、本研究では高速液体クロマトグラフィーと質量分析計を用いた細胞内糖ヌクレオチドの定量法とその合成経路の追跡法を確立した。低グルコース・低酸素曝露した癌細胞株における糖ヌクレオチドの変化を解析した結果、悪性度が高い膵臓癌細胞株においてUDP-GlcNAc、UDP-Galレベルが特徴的に減少することを見出し、その変化が細胞表面上のN結合型糖鎖構造に影響を及ぼすことを明らかにした。癌などの疾患における糖鎖の役割が明らかになるにつれ、糖代謝から糖鎖生成までの各行程を統合的に捉える必要性が高まっている。単糖の代謝活性型である糖ヌクレオチドは糖転移酵素の基質として、その細胞内レベルや局在変化が糖鎖修飾を調節している。本研究は糖ヌクレオチド変化による糖鎖の新たな生理作用を見出すため、糖ヌクレオチドの新規解析法を確立し、糖代謝異常における意義を明らかにすることを目的とする。本年度はHPLCによる糖ヌクレオチドの一斉定章法と、LC-MSによるグルコース代謝追跡法を確立した。HPLC法は細胞を70%冷エタノールで処理後、続いて固相抽出で精製した試料を、特定のODSカラムを用い最適条件により分離・定量する。本法では細胞内の主要な糖ヌクレオチドを一斉定量できることから、糖鎖修飾の全貌を知る手がかりを得ることができる。次に本法はLC-MS法として改良し、安定位体標識単糖を用いた代謝標識法と組み合わせ、グルコースから糖ヌクレオチドへの生合成経路の追跡法として応用した。例えば^<13>C_6-グルコースで標識した場合、UDP-GlcNAcのMSスペクトルは、糖ヌクレオチドの糖鎖部分、ヌクレオチド部分、更にN-アセチル基が標識された同位体パターンを示し、その同位体イオン比率はグルコースからヘキソサミン経路、核酸合成経路および解糖系への代謝め流れを示すことがわかった。更に悪性度が高い膵臓癌細胞株を用いて、糖ヌクレオチドの低グルコース・低酸素応答の解析に応用したところ、膵臓癌細胞株のみ特異的にUDP-GlcNAcの減少、UDP-GalやUDP-Glcの約10倍減少が認められた。今後はこれらの糖ヌクレオチド変化による糖鎖の構造的変化を探索し、癌微小環境域における癌悪性化において糖鎖が果たす意義を探る予定である。本研究は糖鎖修飾の制御因子である糖ヌクレオチドを多面的に解析する方法を確立し、癌など糖代謝異常における生理的意義を明らかにすることを目的とする。昨年度はHPLCとLC-MSを用いて細胞内糖ヌクレオチドレベルと代謝経路を追跡する方法を確立した。本年度は^<13>C6-グルコースで標識した糖ヌクレオチドのMSスペクトルから単糖代謝の合成・分解を追跡する方法を検討した。具体的には、UDP-GlcNAcの質量同位体分布を継時的にモニターすることにより、ヘキソサミン経路、核酸合成経路、解糖系などの合成経路の流れを、またCMP-NeuAcの同位体からはUDP-GlcNAcの分解経路の流れを捉えることに成功した。本法により昨年度見出した低グルコース・低酸素曝露による膵臓癌細胞株に特異的な糖ヌクレオチドの減少変化を追究したところ、その原因の一つとして、低酸素で核酸合成経路の流れが低下していることがわかった。また膵臓β細胞株インスリノーマを用いた解析から、膵臓β細胞ではUDP-GlcNAc分解経路すなわちCMP-NeuAc合成経路が極めて遅いことを見出した。グルコース代謝と糖鎖生成との連携を明らかにするため、糖タンパク質のN型糖鎖および0型糖鎖を網羅的に解析できる方法を立ち上げ、低酸素曝露による細胞表面糖鎖の構造的変化を検討した。N型糖鎖の高分岐糖鎖とポリラクトサミン型糖鎖の発現量に違いを見出し、シアリルTn抗原などの0型糖鎖も低酸素で増加していることをが明らかにした。更にグルコース代謝と密接に関わるグルコース輸送体2の糖鎖変化を免疫沈降後、レクチンプロットにより解析し興味深い知見も得つつある。本研究結果からグルコース代謝から糖ヌクレオチド、糖鎖生成の連携を明らかにする糸口を得た。
21世紀に向けての科学技術教育政策に関する国際比較調査

本研究は、21世紀に向けてのわが国の科学技術教育政策の指針を、世界的視野に立って探ることを目的としている。諸外国における科学技術教育の現状の把握に際して、文献のみではなく、調査対象国におけるフィールドワークを通して、研究の精緻さを追求した。具体的には、次の3つを目的とした。(1)各国における科学技術教育が社会システムの一部としてどのように組み込まれているかを分析し、わが国との対比を行う。(2)国際的に共有すべき科学技術教育の方向性があるのか、あるとすれば何かを明確にする。(3)わが国の科学技術教育政策にとって必要なガイドライン作成のための資料を提供する。本研究では、比較の分析項目を次の4つに設定して、分析を行った。(1)科学技術教育に関わる教育政策と教育行政システム、(2)科学技術教育の政策動向、(3)科学技術教育の教育課程と授業実践、(4)科学技術教育の実践を支える教育環境。なお、科学技術教育政策に関しては、特に国家の科学技術教育に対する関与の仕方や程度を中心に検討した。調査対象国は、先進諸国や開発途上国を含む世界12カ国とし、これまで科学教育の研究対象となりにくかった、アフリカや南米、中東諸国も含めた。本研究で明らかとなり、特に注目すべきことは、科学技術教育の振興に際しては、一般的に、国家主導で行われており、全国規模の科学技術教育の基準化が進行していることである。しかしながら、国家による科学技術教育の統一的基準化の運用レベルにおいては、教育的伝統により、各国の方法が同じではない。また、新しく開発されてきた各国のプロジェクトは、近年の科学教育や科学史・科学哲学、認知科学研究における新しい知見が多く取り入れられていることは、一般的な傾向として指摘できる。1.比較・調査の方法と視点を明確にした。調査対象国に関するこれまでの研究成果を整理し、以下について検討した。教育現象や教育課題を比較的に取り扱う際に用いられる社会諸科学の研究方法・アプローチを参考にして、本調査研究で採用する実証的・経験主義的な国際比較の方法を理論的に基礎づけた。つぎに科学技術教育が社会システムの一部として果たす役割、ならびにわが国の科学技術教育の問題点を分析し、本研究で行う国際比較の視点を明確にした。2.調査対象国の科学技術教育の実状を調査した。実地調査の担当者は調査対象国にそれぞれ滞在し、研究組織において確認した比較視点に基づいて科学技術教育の実状を調査した。(1)教育技術教育に関わる教育政策と教育行政システム、(2)科学技術教育の研究動向、(3)科学技術教育の教育課程と授業実践、(4)科学技術教育の実践を支える教育環境(とくに教師教育と学校施設との関係)、これら4項目について、文献調査、インタビュー調査、統計調査、授業実践の分析などを継続的に実施した。3.今後の研究展開各国の調査結果を分析し、次年度の研究課題として、以下の2点を確認した。(1)諸外国の科学技術教育の実態を国別類型に分類し、世界的に見られる一定の傾向やパターン、一方その国独自の特性を明確にする。(2)これからのわが国の科学技術教育政策に必要なガイドラインを明確にする。
球面上の解析

森本は複素球面および複素光錐上の整関数,正則関数について研究している。これらの空間に適当に位相を入れ,線形位相空間と考えることができる。その上の連続線形汎関数についても,同次多項式による展開フーリエ・ボレル変換が考えられる。これらについての論文を発表することができた。内山は双曲型初期値問題の特異摂動の漸近解をMaslovの正準作用素を用いて構成した。田原は、特異点をもつ非線形偏微分方程式の正則解と特異解の様子について調べ発表した。吉野は、半平面の直積上で定義され指数型、かつ整数格子点の上で代数的整数の値を取る正則関数の形を決定した。平田はCoulomb相互作用を含むLong Range InteractionをもつHartree typeの非線型Schrodiugle方程式に対し、適当なphase shiftを作ることにより,その漸近挙動を調べた。他の4名の研究者(大内忠,斎藤友克,小林美千代,笠嶋友美)もそれぞれ成果を得た。また,超関数,フーリエ解析に関する入門書がこのグループの研究より生れた。
筋ジストロフィーの中枢神経障害:ジストロフィン複合体と相互作用する分子の解明

デュシェンヌ型筋ジストロフィーの原因遺伝子産物であるジストロフィンは、筋再生や神経筋接合部形成に関与するα1-シントロフィンなど多くのタンパク質とともにジストロフィン複合体を構成することが知られている(Hosaka Y^*, Yokota T^*et al.,J Cell Biol. 2002.158,1097-1107,^*equally contributed)。α1-シントロフィンはPDZドメインを持ち、これまでに水チャネルであるアクアポリン-4との相互作用が見出されているが(Yokota T et al.,Proc Japan Acad. 2000.76B,22-27)、脳において機能分子と相互作用し同疾患の中枢神経障害に関与している可能性がある。そこで、研究代表者らは同分子と相互作用する可能性がある分子を検索した。酵母を用いたTwo-hybrid System、α1-シントロフィン欠損マウスの膜画分を用いたDifferential 2D-PAGE、及びプロテオーム解析などを駆使し相互作用分子の検索を行ったところ、α1-シントロフィンがABCトランスポーターの一つであるABCA1と相互作用し同分子の活性を制御していることを見出し、論文を出版した(J Biol Chem.2004,279:15091-15095)。さらに、α1-シントロフィンがカテニン関連分子のACRP1と相互作用すること、及び同分子が骨格筋形質膜に強く発現していることを見出し、同分子の機能解析を進めている(未発表)。加えて、α1-シントロフィンと相互作用する神経型の一酸化窒素合成酵素(nNOS)の役割について、ジストロフィン欠損mdxマウスなどをモデル動物として睾丸挙筋における血管拡張機能の解析を行ったところ、DMDにおいて見られる血管拡張障害にnNOSの欠損が大きく関与していることが示された。そこで、本所見のさらなる分子メカニズムや機能の解析を進めている(未発表)。デュシェンヌ型筋ジストロフィーの原因遺伝子産物が作るジストロフィン複合体のうちで、α1-シントロフィンは神経筋接合部形成などに関与することが知られている(Hosaka Y, Yokota T et al.,J Cell Biol.2002.158,1097-1107)。同分子はPDZドメインを持ち、これまでに水チャネルであるアクアポリン-4との相互作用が見出されているが(Yokota T et al.,Proc Japan Acad.2000.76B,22-27)、脳において機能分子と相互作用し同疾患の中枢神経障害に関与している可能性がある。そこで酵母を用いたTwo-hybrid System、及びα1-シントロフィン欠損マウスの膜画分を用いたDifferential 2D-PAGEやプロテオーム解析などを駆使し、同分子と相互作用する分子の検索を行った。Two-hybrid Systemを用いた検索により、アクアポリン-4がABCトランスポーターの一つであるABCA1と相互作用し、同分子の活性を制御していることが見出された(Munehira Y, Ohnishi T, Kawamoto S, Furuya A, Shitara K, Imamura M, Yokota T et al.,J Biol Chem.2004.In press)。またα1-シントロフィンがカテニン関連分子のACRP1と相互作用すること、及び同分子が骨格筋形質膜に強く発現していることを見出した(未発表)。さらにα1-シントロフィンと相互作用する神経型の一酸化窒素合成酵素(nNOS)の役割について調べるため、ジストロフィン欠損mdxマウスなどをモデル動物として睾丸挙筋における血管拡張機能の解析を行ったところ、DMDにおいて見られる血管拡張障害にnNOSの欠損が大きく関与していることが示された(Sato K, Yokota T et al.,Circulation,審査中)。

加えて、α1-シントロフィンと相互作用する神経型の一酸化窒素合成酵素(nNOS)の役割について、ジストロフィン欠損mdxマウスなどをモデル動物として睾丸挙筋における血管拡張機能の解析を行ったところ、DMDにおいて見られる血管拡張障害にnNOSの欠損が大きく関与していることが示された。そこで、本所見のさらなる分子メカニズムや機能の解析を進めている(未発表)。
新生児における抗体非依存性感染防御因子について-MBPとP100血中濃度の検討-

1.血清サンプルの採取下記の症例を対象に血清を採取,現在も継続中a.未熟児:28週未満,28週32週,32週36週b.成熟児:経膣分娩,帝王切開c.正常乳幼児d.正常学童:50例e.細菌感染症の新生児2.血中MBP及びP100濃度の測定前年度に作製したヒトP100の大腸菌発現融合蛋白を抗原として免役し,得られたウサギ抗血清を用いて血中P100のELISA測定法を種々検討したが,特異性のある結果は得られなかった.そこで,臨床応用に優れたELISA測定系に用いる抗MBP・P100特異的抗体を得るために,正常ヒト血清からRaRF複合体蛋白を精製し,これを抗原としてマウスモノクロナル抗体の作製を行った.精製RaRFを免役したマウス脾臓を細胞融合し,およそ600個のハイブリドーマをスクリーニングし,60個の陽性クロンを得た.ウエスタンブロットにより5個の抗MBP陽性抗体を選び出し,これらのクロンのマウス腹水液を精製後,それぞれビオチン標識して抗体競合試験を行った.競合試験の結果,非競合関係にある3種の抗体クロンを選び出し,現在サンドイッチELISA法による血中MBP濃度測定の条件を検討している.一方,抗P100抗体を得るために,精製RaRF蛋白複合体を,先に作製した抗MBP抗体を用いた抗体アフィニティーカラムにかけ,RaRF複合体よりP100成分を精製した.これを免疫抗原としたマウスモノクロナル抗体を作製中である.現在,およそ400個のハイブリドーマクロンをスクリーニングし,26個の陽性クロンを得,ウエスタンブロットによる抗原特異性を調べている.1血清サンプルの採取下記の症例を対象に血清を採取、現在も継続中a.未熟児:28週未満、2832週、3236週b.成熟児:経腟分娩、帝王切開c.正常乳幼児d正常学童:50例e.細菌感染症の新生児2血中P100濃度の測定ラジオイムノアッセイを用いた測定系を完成させ、P100の血中濃度の測定を施行した。成人において約100例の測定を行った。しかし、約1mlの血液量を必要とし、新生児特に未熟児にとって侵襲が大きすぎること、1回の測定に4日を要し、臨床応用に困難が生じるなど、問題点が表出した。そこで、微量サンプル、短時間で測定可能、更には臨床応用可能となるような、新たな測定系の開発を開始した。3新たな測定系の検討ELISAを用いた測定系の開発を目的として新たに実験を開始した。この際、P100蛋白の作成とそれに対する特異抗体の作成が重要なポイントとなる。そこでまず我々は、以下の方法で、P100蛋白をコードしているcDNAを発現ベクターに組み込み、大腸菌によりヒトP100蛋白を発現させた。(1) P100cDNAクローンより、目的の遺伝子(P100のcDNAの全コード領域、H鎖、L鎖)をそれぞれPCRで増幅した。(2)発現ベクターは、pGEX-4T-1とpGEX-5X-1(ファルマシア社製)を選択した。(3)発現ベクターに各々のcDNAをライゲーション後、大腸菌(BL21)にtransformした。(4)目的のプラスミドが確認された各クローンを選択し、LB液体培地でカルチャーした。十分な菌量になったところでIPTGを加え、融合蛋白の発現を促した。1.血清サンプルの採取下記の症例を対象に血清を採取,現在も継続中a.未熟児:28週未満,28週32週,32週36週b.成熟児:経膣分娩,帝王切開c.正常乳幼児d.正常学童:50例e.細菌感染症の新生児2.血中MBP及びP100濃度の測定前年度に作製したヒトP100の大腸菌発現融合蛋白を抗原として免役し,得られたウサギ抗血清を用いて血中P100のELISA測定法を種々検討したが,特異性のある結果は得られなかった.そこで,臨床応用に優れたELISA測定系に用いる抗MBP・P100特異的抗体を得るために,正常ヒト血清からRaRF複合体蛋白を精製し,これを抗原としてマウスモノクロナル抗体の作製を行った.精製RaRFを免役したマウス脾臓を細胞融合し,およそ600個のハイブリドーマをスクリーニングし,60個の陽性クロンを得た.ウエスタンブロットにより5個の抗MBP陽性抗体を選び出し,これらのクロンのマウス腹水液を精製後,それぞれビオチン標識して抗体競合試験を行った.競合試験の結果,非競合関係にある3種の抗体クロンを選び出し,現在サンドイッチELISA法による血中MBP濃度測定の条件を検討している.一方,抗P100抗体を得るために,精製RaRF蛋白複合体を,先に作製した抗MBP抗体を用いた抗体アフィニティーカラムにかけ,RaRF複合体よりP100成分を精製した.これを免疫抗原としたマウスモノクロナル抗体を作製中である.現在,およそ400個のハイブリドーマクロンをスクリーニングし,26個の陽性クロンを得,ウエスタンブロットによる抗原特異性を調べている.
インターフェロン誘導型抗ウイルス機構主要酵素リボヌクレアーゼLの構造と機能

本研究の目的は、新規抗ウイルス薬の合理的デザインに役立てるため、インターフェロン誘導型抗ウイルス機構2-5Aシステムの主要酵素であるHumanリボヌクレアーゼLの立体構造を解明することである。HumanRNase Lは741アミノ酸残基から成り、N末側がアンキリンリピートドメイン(ANK)、中央部がキナーゼ類似ドメイン、C末側がRNaseドメインであると言われている。RNaseLは不活性型単量体として誘導されるが、2-5A(2',5'-結合オリゴアデニル酸)のANKへの結合により2量体化し活性型となるという仮説が提唱されている。我々は既にHuman RNase LのANKと2-5Aとの複合体の結晶化に成功していたが、今年度は、PF-AR NW12を用いることにより、太さ20μm程度の針状結晶であったが、1.8Å分解能の回折強度データを得ることに成功した。人工アンキリンリピート構造に基づいて作成した6リピートからなる理想構造を用いた分子置換法による位相決定に成功し、遂に、ANK/2-5A複合体の立体構造を明らかにした(Tanaka, N.et al.,EMBO J.23,3929-3938(2004))。HumanRNase LのANKは、アンキリンリピートの8回繰り返し構造をとっており、リピート4と5の間に挿入ヘリックスが存在していた。2-5Aはリピート2から4の部分に結合しており、これまでのリピート7および8に結合するという説を覆す結果であった。2-5Aの一番目及び三番目のAMP部分は、それぞれ、リピート4および2と等価な結合様式で結合していた。興味深いことに、これら2-5A認識に関与するアミノ酸残基は、アンキリンリピートの繰り返し配列上で、等価な位置に存在していた。今回の構造解析の結果から、RNaseLに対してより高い活性化能を持ち、かつ生体内で安定な2-5A誘導体をデザインするための知見が得られた。N末端側のアンキリンリピートドメイン(以下ANKと略、このドメインに2-5Aが結合し、RNase Lを2量体化させ、活性化するという仮説が現在は受け入れられている)に関して、2-5Aとの複合体として、我々は結晶化に成功した。得られた結晶は斜方晶系に属し、その空間群はP2_12_12_1、格子定数はa=63.02Å,b=72.96Å,c=82.45Åである。兵庫県播磨にあるSPring-8のビームラインBL41XUにおいて、回折強度データの収集を行い、2.1Å分解能までのデータを収集した。非対称単位あたりの分子数は1で解析に好都合である。大腸菌によるヒトANKの発現・精製は非常に難しいため、N末端にHis-tagを付加したANKの発現系を構築した(His-ANKと略)。His-ANKに関しても、上記と同じ空間群、類似の格子定数の結晶が得られている。また、興味深いことに、ANKのC末端にHis-tagを付加したANK(ANK-His)に関しても、類似の結晶が得られている。これまで、各種タンパク質のアンキリンリピートドメイン(タンパク・タンパク相互作用に関与するものもあれば、タンパク質・核酸相互作用に関与するものもある)の立体構造が数種類報告されているが、我々が得ているANKは、RNase LのN末側ドメインの9回繰り返し構造全てを含むものであり、結晶化に成功した最長のアンキリンリピートドメインである。ごく最近になって、上記の回折データに基づいて、予備的ながら、ANKの立体構造の解析に成功しつつある。電子密度上で、確かに2-5Aが結合していることを確認しており、現在その構造の精密化を進めているところである。
大洋スケール大気海洋相互作用

中緯度海洋が大気の様々な現象に影響を与えていることを,数値計算とデータ解析を組み合わせ,北西太平洋上の梅雨明け,台風の経路と強度,ヨーロッパ・ブロッキングとそれに伴う異常低温,などについて発見した.高度十mでの海上表面風について,全球の主要な中緯度海流域で気圧調整メカニズムが働いていることを見出し,また時間平均場の海上表面風のメカニズムを同定する診断方法を開発して気圧調整メカニズムともう一つの重要なメカニズムである鉛直混合メカニズムが共存していることを初めて定量的に示した.また黒潮続流にjet-trappedロスビー波が生じていることを初めて観測から示し,その日本沿岸水位への影響を見出した.2000年代に大気海洋相互作用研究な発展を遂げたのは,QuikSCAT衛星によって海上風が全海洋上で計測され,その収束発散および回転に明瞭に海洋の影響が見いだされたためである.しかし,この海上風応答のメカニズムについては,圧力調整メカニズムと鉛直混合メカニズムの二つの主要な仮説があり,合意が得られていなかった.我々は,新たな診断手法を開発し,それを領域大気モデルに組み込むことで,上の二つのメカニズムがどれだけ海上風の収束発散および回転に寄与するかを,定量的に明らかにすることに成功した.この診断手法では,従来行われていた単一高度の診断とは異なり,表面からある高度まで積分することで,応力の二つの側面,すなわち上空からの運動量混合と,表面摩擦によるダンピングを明示的に分けて扱うことができる.メキシコ湾流が大気にもたらす影響を調べるため,領域大気モデルを北大西洋について実行し,診断を行った.その結果メキシコ湾流上で,収束発散については圧力調整メカニズムが,回転については鉛直混合メカニズムが主要な役割を果たし,その相違は一般風の風向と,海洋表面水温フロントとの向きに依存するものとして理解することができた.また3時間間隔のGSMaP全球降水データを用いて,降水の日周期解析を実施し,日本付近の梅雨期およびメキシコ湾流の夏季に顕著な日周期変動を見出した.この日本付近の梅雨期の日周期変動は,レーダー・アメダスで得られた結果とおおむね整合的であった.データ解析では,A2-3班と連携し世界に先駆けて,雲の中まで調査することが可能な雲レーダーを搭載するCloudSAT衛星データを用いて大気海洋相互作用にともなう雲構造を同定する研究を開始した.また,北西太平洋のSSTの経年変動が最も大きい、亜熱帯循環と亜寒帯循環の境界のフロント付近において、SSTの変動と衛星データによる大気データ(:海上風、積算雲水量)との関係を調べ,海流変動がSST変動を通して大気場に影響を与えている可能性を示した。数値計算では,地球シミュレータ上の高解像度大気大循環モデルで北太平洋、または北大西洋上の海面水温勾配を平滑化した実験をそれぞれ10年分実施した。また、大気大循環モデル、大気海洋結合モデルでそれぞれ再現された梅雨前線の季節進行について解析を行い、対流圏中層ジェットと海面水温前線の相対位置によって変動する海洋から梅雨前線に供給される水蒸気量が梅雨明けに影響することを明らかにした。地球シミュレータ上の大気海洋結合モデルの出力に基づく大気海洋間の結合係数に関して解析を進め,その季節的・空間的な変動には,海洋フロント近傍での対流圏下層の局所的な安定度に加えて大規模な風系の変動が重要であることを見出した.非静力学領域・全球結合大気モデルにおいて,高解像度SSTによる駆動を可能とする開発を行った。1年分の予備的実験を2002年の海面水温を与えて行い、同モデルが計算機的に正常に終了するだけでなく、その結果が気候学的にも概ね観測と整合的であることを確認した。さらに,大洋規模の海洋フロントがどのように変動するかについて,これまで考えられていた大規模ロスビー波とは異なって,狭いジェットである黒潮続流や湾流に補足されるロスビー波が本質的であることを,高解像度海洋モデル出力結果にthin-jet理論を適用することで明らかにした.地球シミュレータ上の高解像度大気大循環モデルであるAtmospheric General Circulation Model for Earth Simulatorで北太平洋、または北大西洋上の海面水温勾配を平滑化した実験結果を解析し、海面水温前線付近で増加する低気圧の急発達が、主に暖流から水蒸気供給を受けた降水の潜熱加熱増加に起因することを明らかにした。応用的な研究も視野に入れ、全球大気海洋結合モデルを用いたアンサンブルデータ同化システムのプロトタイプを開発した。アンサンブルの次元で統計量を計算することにより、大気海洋双方向作用の時空間変動を評価しうることを示した。非静力学領域・全球結合大気モデルにおいて,高解像度海面水温による駆動実験を実施した。また、それと比較するために平滑化した海面水温で駆動する実験を実施した.これら実験結果を解析し,海面水温勾配に対する温帯低気圧活動の応答を調査した.黒潮続流の十年スケール変動に伴う日本沿岸の水位変動について解析を行い,シグナルがジェットに捕捉されたJet-trappedロスビー波により,房総半島以南の日本南岸に大きな水位変動が生じることを明らかにした.この変動は東海地方で特に大きい一方,房総半島以北では非常に小さいという顕著な地域依存性を持つ.これは,Jet-trappedロスビー波で日本沿岸に入射する信号が,沿岸捕捉波となって南向きに岸に沿って伝播するためである.また,短周期現象である降水およびブロッキングについて,数値計算結果および再解析データの解析を進めた.水平50 km解像度の大気大循環モデルAFESに衛星観測から得られた海面水温を与えた標準実験と,同じ海面水温を北西太平洋域で平滑化した実験の比較を行った.この平滑化は,黒潮・黒潮続流・亜寒帯フロントが大気にもたらす影響を捉えるために行っている.