hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近世統一政権の成立と天下普請の展開―中近世移行期史料の研究資源化を通じて―

本年度は公儀普請関連の史料収集と整理・分析・研究のために、以下のような研究活動を行った。1史料調査:まず、靖國神社遊就館所蔵の「名古屋御城石垣絵図」の調査・撮影を行った。これは慶長十五年名古屋城普請にかかる丁場割を示した絵図である。同種のものとして宮内庁書陵部所蔵の絵図などが知られているが、本絵図はこれまで学界未紹介のものである。併せて名古屋市蓬左文庫において関連史料の調査も行った。また熊本大学所蔵「松井家文書」および、柳川古文書館寄託の立花家重臣十時家関連の文書から、公儀普請関係の史料の調査・撮影を行った。2公儀普請関係史料目録:研究協力者の協力を得て、柳川立花家関係として『柳川市史史料編V』(前年度より継続)・『福岡県史近世史料編柳川藩初期』、福岡黒田家関係として『黒田家文書』・『福岡県史近世史料編福岡藩初期』、萩毛利家関係として『大日本古文書毛利家文書』より(それぞれ刊本)、公儀普請関連の史料の抽出・目録化を行った。3『大日本古記録梅津政景日記』のフルテキストデータベース化:『大日本古記録梅津政景日記』の第二巻・第三巻テキストデータを加工、前年度に加工の完了していた第一巻とともに東京大学史料編纂所の古記録フルテキストデータベースに搭載し、一般公開した。4研究会の開催:研究代表者・研究協力者を中心に二回の研究会を開催した。それぞれの報告者・題目は以下の通りである。第一回(2018年9月3日於東京大学史料編纂所)、黒嶋敏「天下普請としての秀吉の造船」、及川亘「靖国神社遊就館所蔵『名古屋御城石垣絵図』について」、第二回(2019年3月19日於かんぽの宿柳川)、金子拓「天正四年における織田信長の洛中普請について」、黒嶋敏「『今井宗久書札留』にみる織田信長と銀山」、立石了(研究協力者)「立花家重臣十時家の公儀普請関係史料の概要」、以上。史料調査については、前年度より実施していた仙台伊達家重臣「石母田家文書」関連の調査が日程調整の不調から終了させることができなかったが、替わりに靖国神社遊就館所蔵史料から学界未紹介史料を発見することができた。また熊本大学での熊本細川家関連の史料調査や、柳川古文書館での柳川立花家関連の史料調査は、予定通りの分量を順調に行うことができた。公儀普請関係史料目録については、柳川立花家、福岡黒田家について刊行史料集より関連史料の抽出と目録化を行い、萩毛利家については前年度の作業に補足を行った。『大日本古記録梅津政景日記』のフルテキストデータベース化については、全九巻のうち第三巻までの一般公開ができた。これらの作業・調査をもとに研究代表者・研究分担者を中心に二回の研究会を開催した。以上、本年度は全体として順調に進展したといえる。史料調査については、仙台伊達家関連の調査を進めて区切りをつけるとともに、萩毛利家・熊本細川家・熊本細川家・柳川立花家については調査を継続し、それ以外の大名家の史料調査も視野に入れる。公儀普請関係史料目録については、萩毛利家関係の補足の作業を進めるとともに、熊本細川家や佐賀鍋島家について分析・研究を進める。『大日本古記録梅津政景日記』のフルテキストデータベース化については、全九巻のうち第四巻以降の作業を進め、研究期間内の全九巻の一般公開を目指す。本年度は公儀普請関連の史料蒐集と整理・分析のために以下のような活動を行った。1史料調査:まず東北歴史博物館所蔵「石母田家文書」の調査・撮影を行った。仙台伊達家の重臣・石母田家は、5000点余りの近世前期の史料を残している。初期藩政史の研究の上でも重要なものであり、史料集も刊行されているが、読解や年次比定のためには原本調査が必須であり、今年度は全体の80%の撮影を行った。次に山口県文書館所蔵「毛利家文庫」の中から、公儀普請に関連する史料を調査した。これには文書・記録のみでなく絵図も含まれる。また松浦史料博物館では同館所蔵の大坂城普請関連の絵図を熟覧し、熊本市歴史文書資料室では慶長十五年名古屋城普請の関連史料を調査した。2公儀普請関係史料目録:研究協力者の協力を得て、国立公文書館所蔵「蜂須賀家文書」、および刊本の『萩藩閥閲録』と『柳川市史史料編V』について、公儀普請関連の文書の抽出・目録化を行った。3『梅津政景日記』のフルテキストデータベース化:近世初期の基本史料である『梅津政景日記』を東京大学史料編纂所の古記録フルテキストデータベースに搭載すべく、『大日本古記録』のテキストデータを利用してテキストデータの加工を開始し、全九巻のうち第一巻の加工が終わった。4研究会の開催:研究代表者・分担者を中心として研究会を開催し、及川亘「佐賀鍋島家家老『多久家文書』の慶長十五年尾張名古屋城普請関係史料」、立石了(研究協力者)「慶長期萩藩毛利氏における組編成」の両報告を得た。史料調査については、本年度実施した東北歴史博物館所蔵「石母田家文書」の調査・撮影は全体約5000点のうち80%終了した。あわせて山口県文書館所蔵「毛利家文庫」も必要な調査・撮影が終了し、順調に進捗している。

公儀普請関係史料目録については、萩毛利家の基本史料である『閥閲録』から普請関係史料の抽出を行い、毛利家についての基礎作業を終え、徳島蜂須賀家については国文学研究資料館の目録情報から普請関係史料の抽出を完了した。『梅津政景日記』のフルテキストデータベース化では、古記録フルテキストデータベースに搭載するためのテキスト加工を、全九巻のうち第一巻についてのみ完了させることができたが、これは四年間の研究期間内に全体を完了させる予定である。以上、本年度は全体として順調に進展したといえる。本年度は公儀普請関連の史料収集と整理・分析・研究のために、以下のような研究活動を行った。1史料調査:まず、靖國神社遊就館所蔵の「名古屋御城石垣絵図」の調査・撮影を行った。これは慶長十五年名古屋城普請にかかる丁場割を示した絵図である。同種のものとして宮内庁書陵部所蔵の絵図などが知られているが、本絵図はこれまで学界未紹介のものである。併せて名古屋市蓬左文庫において関連史料の調査も行った。また熊本大学所蔵「松井家文書」および、柳川古文書館寄託の立花家重臣十時家関連の文書から、公儀普請関係の史料の調査・撮影を行った。2公儀普請関係史料目録:研究協力者の協力を得て、柳川立花家関係として『柳川市史史料編V』(前年度より継続)・『福岡県史近世史料編柳川藩初期』、福岡黒田家関係として『黒田家文書』・『福岡県史近世史料編福岡藩初期』、萩毛利家関係として『大日本古文書毛利家文書』より(それぞれ刊本)、公儀普請関連の史料の抽出・目録化を行った。3『大日本古記録梅津政景日記』のフルテキストデータベース化:『大日本古記録梅津政景日記』の第二巻・第三巻テキストデータを加工、前年度に加工の完了していた第一巻とともに東京大学史料編纂所の古記録フルテキストデータベースに搭載し、一般公開した。4研究会の開催:研究代表者・研究協力者を中心に二回の研究会を開催した。それぞれの報告者・題目は以下の通りである。第一回(2018年9月3日於東京大学史料編纂所)、黒嶋敏「天下普請としての秀吉の造船」、及川亘「靖国神社遊就館所蔵『名古屋御城石垣絵図』について」、第二回(2019年3月19日於かんぽの宿柳川)、金子拓「天正四年における織田信長の洛中普請について」、黒嶋敏「『今井宗久書札留』にみる織田信長と銀山」、立石了(研究協力者)「立花家重臣十時家の公儀普請関係史料の概要」、以上。史料調査については、前年度より実施していた仙台伊達家重臣「石母田家文書」関連の調査が日程調整の不調から終了させることができなかったが、替わりに靖国神社遊就館所蔵史料から学界未紹介史料を発見することができた。また熊本大学での熊本細川家関連の史料調査や、柳川古文書館での柳川立花家関連の史料調査は、予定通りの分量を順調に行うことができた。公儀普請関係史料目録については、柳川立花家、福岡黒田家について刊行史料集より関連史料の抽出と目録化を行い、萩毛利家については前年度の作業に補足を行った。『大日本古記録梅津政景日記』のフルテキストデータベース化については、全九巻のうち第三巻までの一般公開ができた。これらの作業・調査をもとに研究代表者・研究分担者を中心に二回の研究会を開催した。史料調査については、本年度から継続して東北歴史博物館所蔵「石母田家文書」の残り約20%の調査・撮影を完了させ、仙台市博物館などに散在する伊達家・石母田家関連の史料調査もあわせて行う必要がある。また柳川立花家、佐賀鍋島家、一関田村家に関する史料調査を始める。公儀普請関係史料目録については、柳川立花家や佐賀鍋島家に関して刊本から関係史料の抽出、史料リストの作成を進める。
ヘテロール縮環ベルト型パイ共役化合物の創成

研究はヘテロール縮環ベルト型パイ共役化合物の合成および物性の解明を目的として行った。具体的には目的物の前駆体となる置換基をもたないシクロ[8]チオフェンの合成を目指した。この化合物の合成は山子らによって開発されたシクロパラフェニレンの合成法に従った。スタンニル基をもつビチオフェンに対し、ジクロロ(1,5-シクロオクタジエン)白金と金属交換を行い、白金四核錯体とした後、過剰の配位子を作用させることで還元的脱離を行った。シクロ[8]チオフェンの生成はNMRおよび質量分析から確認した。また、吸収スペクトルは既知の置換基を有するシクロ[8]チオフェンのものとおおよそ一致した。一方、上記の研究以外にも本研究室で開発したテトラボリルテトラチエニレンを前駆体として、B-N置換およびC=N置換テトラチア[8]サーキュレンの合成にも成功した。得られた化合物の構造をそれぞれ、X線結晶構造解析により明らかにしB-N置換体はサドル型構造、C=N置換体は平面構造をとっていた。またパッキング構造から、これらの分子はB-N, C=N部位の双極子モーメントを分子間で打ち消しあうように配列していることがわかった。特にC=N置換体については炭素類縁体とは異なり一次元カラム構造を形成することがわかった。また、C=N置換体は電気化学測定から高い電子受容性をもつことがわかり、炭素類縁体と同様、濃度依存NMRから溶液中で会合挙動を示すことがわかった。目的化合物の前駆体であるシクロ[8]チオフェンの合成に成功した。さらにB-N置換およびC=N置換テトラチア[8]サーキュレンの合成にも成功し、炭素類縁体のテトラチア[8]サーキュレンとは異なる物性が発現することを明らかにした。シクロ[8]チオフェンのイリジウム触媒によるホウ素化やハロゲン化等の官能基化について検討し、ヘテロール縮環ベルト型パイ共役化合物の合成を目指す。B-N置換およびC=N置換テトラチア[8]サーキュレンに関しては伝導度の測定や反応性の検討を行い、さらなる新たな機能性の発現を目指す。
共感覚メタファーのモデル化と分散システムユーザインターフェースへの応用

本研究の目的は,人間の持つ複数の感覚のモダリティに訴える感性表現を伴うメタファー(共感覚メタファー)を提供するUIを構築することである。すなわち以下の3点の研究を行う(1)分散システムのための共感覚UIメタファーの基礎的モデルの構築,(2)モデルに基づくシステムの作成,および,(3)システムの評価である。これにより以下の2点が可能になる。(1)ユーザのメンタルモデル構築を目的としたUIの実現(2)複数のモダリティ利用による障害者,情報弱者への対応平成9年度では,共感覚UIメタファーのモデル化とモデルに基づくUI記述言語の作成を行った。具体的には,UIに利用する上で実際的に必要な共感覚の種類について考察し特性化を行うことにより,従来の我々のUIメタファーのモデルに比喩写像への感覚属性の導入を行い,共感覚を扱えるように拡張した。また,記述言語を設計し,その処理系をコンピュータネットワーク上に実装した。平成10年度では,共感覚UIメタファーの構成手法の検討と共感覚UIプロトタイプの設計を行った。具体的には,ネットワーク環境上の仮想的活動空間を提供するマルチエ一ジェントシステム等を対象として,特に人間-エージェントのコミュニケーションプロトコルの高度化という観点から共感覚UIメタファーの構成手法を得た。また,共感覚UIのアーキテクチャについて検討し,さらに共感覚UIメタファーの構成手法を適用することにより共感覚UIのプロトタイプの設計を行った。平成11年度では,共感覚UIのプロトタイプの実装と共感覚UIプロトタイプの評価を行った。具体的には,ネットワーク環境上のオフィス活動を支援するマルチエージェントシステムを対象とし,情報弱者への対応に着目した共感覚UIのプロトタイプの実装及び評価を行い,共感覚メタファーの有効性を示した。すなわち以下の3点の研究を行う(1)分散システムのための共感覚UIメタファーの基礎的モデルの構築,(2)モデルに基づくシステムの作成(マルチメディアデータの利用,記述言語の作製),および,(3)システムの評価である。(1)ユーザのメンタルモデル構築を目的としたUIの実現従来の研究はマルチメディアデータをどのようにグラフィカルにUIで表示するかに主眼がおかれていたが,本研究では,ユーザの認知レベルに踏み込んだUIの実現が可能になる。(2)複数のモダリティ利用による障害者,情報弱者への対応例えば,単なるGUIでは,視覚障害者は利用できないが,このシステムで障害のあるモダリティを他のモダリティで補完することにより障害者にもやさしいUIの実現が可能になる。また,近年増加する情報弱者の個々の情報アクセスへの阻害要因に適応した形でのUIを提供することが可能になる。本年度では,特に次の2点(A)と(B)の研究を推進した。(A)共感覚UIメタファーのモデル化従来の我々のUIメタファーのモデルを共感覚を扱えるように拡張した。比喩写像への感覚属性の導入を試み,UIで使う上で実際的に必要な共感覚の種類について考察し,特性化を行った。(B)モデルに基づくUI記述言語の作成(A)の基礎理論に基づきその記述言語を設計した。さらに,その処理系コンピュータネットワーク上に実装した。この実装にあたっては,我々が開発した分散環境記述言語DeLisを基盤にそのソースコードを利用している。本研究の目的は,人間の持つ複数の感覚のモダリテイに訴える感性表現を伴うメタファー(共感覚メタファー)を提供するUIを構築することである。すなわち以下の3点の研究を行う(1)分散システムのための共感覚UIメタファーの基礎的モデルの構築,(2)モデルに基づくシステムの作成,および,

(3)システムの評価である。これにより以下の2点が可能になる。(1)ユーザのメンタルモデル構築を目的としたUIの実現従来の研究ではマルチメディアデータをどのようにグラフィカルにUIで表現するかに主眼がおかれていたが,本研究ではユーザの認知レベルに踏み込んだUIの実現が可能になる。(2)複数のモダリティ利用による障害者,情報弱者への対応このシステムでは障害のあるモダリティを他のモダリティで補完することにより障害者にもやさしいUIの実現が可能になる。また,近年増加する情報弱者の個々の情報アクセスへの阻害要因に適応した形でのUIを提供することが可能になる。本年度では,特に次の2点(A)と(B)の研究を推進した。(A)共感覚Uエメタファーの構成手法共感覚UIメタファーの構成手法について検討した。具体的には,マルチエージェント型ビデオ会議システム或いはネットワーク環境上の仮想的活動空間を提供するマルチエージェントシステムを対象とし,特に人間ーエージェントのコミュニケーションプロトコルの高度化という観点から共感覚UIメタファーの基本的な構成手法が得られた。(B)共感覚UIのプロトタイプの設計共感覚UIのアーキテクチャについて検討し,更に,(A)の共感覚UIメタファーの構成手法を適用することにより共感覚UIのプロトタイプの機能設計を行った。エージェント指向協調分散システムにおける利用者指向UIを対象とし,共感覚UIを構成するエージェント間のコミュニケーションプロトコルの設計に注力した。本研究の目的は,人間の持つ複数の感覚のモダリティに訴える感性表現を伴うメタファー(共感覚メタファー)を提供するUIを構築することである。すなわち以下の3点の研究を行う(1)分散システムのための共感覚UIメタファーの基礎的モデルの構築,(2)モデルに基づくシステムの作成,および,(3)システムの評価である。(A)共感覚UIのプロトタイプの実装共感覚UIプロトタイプの実装を情報弱者への対応に着目して行った。
慢性関節リウマチ滑膜細胞によるin vitro骨破壊モデルの確立とその制御

慢性関節リウマチ(RA)では慢性増殖性滑膜炎により骨・軟骨破壊が起こり,高度の関節線形をきたす。RA滑膜炎局所で産生される炎症性サイトカイン,PGや蛋白分解酵素は破骨細胞の誘導,活性化や骨,軟骨基質の融解により骨破壊と関連すると考えられている。しかし,パンヌスと呼ばれる炎症性肉芽組織が骨組織を破壊していくメカニズムについては明らかではない。滑膜マクロファージをvitamin D3,MCSF存在下で,骨芽細胞株とco-cultureすることにより破骨細胞様細胞がin vitroで形成されることは滑膜細胞が破骨細胞に分化する可能性を示唆している。そこで支持細胞やサイトカイン,ホルモンなどの誘導因子非存在下で滑膜細胞が破骨細胞に分化するin vitroの培養系は未だ報告されておらず,また,破骨細様細胞の起源,形成過程やRAの骨破壊における役割についても不明である。RA滑膜組織を誘導因子,支持細胞非存在下で特殊な表面加工した培養ウェルで培養すると培養10-14日後より線維芽細胞層がはがれ,多核巨細胞の集団が出現してくる。この培養系には多核巨細胞に加え滑膜細胞,マクロファージやCD4^+Tリンパ球が混在し,RAにみられるパンヌスに類似しており,RA滑膜組織ではこのような巨細胞形成が長期持続する。巨細胞はtartrate resistant acid phosphatase(TRAP)活性を持ち,vacuclar H^+-ATP aseが発現していた。Vitronectin receptorは発現していたが,[^<125>I]-calcitonin結合は非常に弱かった。電顕による検討では破骨細胞の微細構造と類似していた。また,アクチンフィラメントの特異的な分布から極性化していると考えられた。象牙片上で培養すると,多数の吸収窩が形成されたが,吸収窩は深く集合する傾向がみられた。このことから,本培養系では,滑膜細胞が増殖,融合,極性化し骨吸収をきたす過程がみられ,RAの炎症性滑膜組織において滑膜細胞が破骨細胞に分化し,骨を破壊してゆく可能性が示唆された。さらに活動性の異なるRAと変形性関節症(OA)の滑膜組織からその破骨細胞様細胞の形成を比較したところ,OA組織培養でも破骨細胞様細胞の形成がみられたが,その形成スピードはRAに比較しておそかった。また,活動性RA滑膜組織では非活動性RAに比較して,より多数の破骨細胞様細胞の形成が速やかにみられた。一方,RA治療薬の有効性を検討したところ,NSAID添加では破骨細胞抑制は全くみられなかったが,デキサメタゾンやメトトレキサートでは抑制がみられた。これらの結果は,これらの薬剤の臨床的有効性と一致するものであり,このin vitro骨破壊モデルがRA治療や骨破壊抑制薬のスクリーニングに有用であることを示唆する。

これらの結果は,これらの薬剤の臨床的有効性と一致するものであり,このin vitro骨破壊モデルがRA治療や骨破壊抑制薬のスクリーニングに有用であることを示唆する。慢性関節リウマチ(RA)は関節滑膜を病変の主座とする慢性炎症性疾患であり,増殖性滑膜炎により骨・軟骨は快が起こり高度の変形をきたす。RAの特徴であるパンヌスと呼ばれる炎症性肉芽腫組織は軟骨表面を覆うばかりでなく,軟骨下より骨組織を破壊侵入してゆく。しかし,このような骨破壊の過程でどのような細胞が中心的役割をしているかは明らかでない。そこで,RA滑膜組織培養によりin vitroで象牙片を吸収する系の確立を目的とした。滑膜組織培養後,リンパ球の浸潤や線維芽細胞様細胞の増殖とともに,2週目よりtartrate-resistant acid phosphatase(TRAP)陽性の多核巨細胞の形成が始まりRA滑膜組織では6ヶ月以上に渡り多核巨細胞の形成が持続した。微小形態的にはruffled borderを持ち,細胞質には多数の大小の空胞,小胞体をみとめ,また類似した微小形態を持つ単核細胞もみられた。単核細胞はCD68,non-specific esterase陽性のマクロファージ様細胞で多核細胞の前駆細胞と考えられた。多核細胞はvitronectin receptor(VNR),V-ATPase陽性で,蛍光標識phalloidinで染色するとactin ringの形成がみられたが,[^<125>I]-calcitoninの結合はマウス骨髄細胞由来破骨細胞に比べて乏しかった。象牙片上で培養すると無数の深い骨吸収窩(resorption lacunae)を形成した。本培養系では滑膜由来マクロファージ様細胞の増殖が持続し,fusion,polarizationの経過をたどり骨吸収をきたすことから,RAにおいて滑膜細胞が骨破壊をきたす過程をin vitroで再現していると考えられる。現在,抗リウマチ薬,抗サイトカイン抗体,プロテアーゼ阻害薬,骨吸収抑制薬の効果を検討中である。慢性関節リウマチ(RA)では慢性増殖性滑膜炎により骨・軟骨破壊が起こり、高度の関節変形をきたす。RA滑膜炎局所で産生される炎症性サイトカイン、PGや蛋白分解酵素は破骨細胞の誘導、活性化や骨、軟骨基質の融解により骨破壊と関連すると考えられている。しかし,パンヌスと呼ばれる炎症性肉芽組織が骨組織を破壊していくメカニズムについては明らかでない。そこで支持細胞やサイトカイン,ホルモンなどの誘導因子非存在下で滑膜細胞が破骨細胞様細胞に分化するin vitroの培養系は未だ報告されておらず,また,破骨細様細胞の起源,形成過程やRAの骨破壊における役割についても不明である。昨年度,RA滑膜組織を誘導因子,支持細胞非存在下で特殊な表面加工した培養ウェルで培養すると培養10-14日後より線維芽細胞層がはがれ,多核巨細胞の集団が出現してくることを報告した。この培養系には多核巨細胞に加え滑膜細胞,マクロファージやCD4^+Tリンパ球が混在し,RAにみられるパンヌスに類似しており,RA滑膜組織ではこのような巨細胞形成が長期持続する。巨細胞はtartrate-resistant acid phosphatase,vacuolar H^+-
セントロメア構築の基盤をなすヒストンの脱アセチル化

分裂酵母DNAポリメラーゼαのアクセサリータンパク質Mcl1が欠損するとDNA複製に異常と同時に、セントロメア、mat領域における遺伝子サイレンシングが解除される極めて興味深い表現型を示した.特にセントロメア領域ではその中心ドメインとその外部のヘテロクロマティンドメインの両方でサイレンシングを解除しているという、それまでに見いだされていた変異とは異なった新奇な表現型であった.その原因を探る中で、変異株ではセントロメア領域におけるヒストンH3、4のアセチル化が亢進していることが判明した.複製にカップルしたヒストンの脱アセチル化がセントロメア構造、ヘテロクロマチン形成に必要であるとの作業仮説のもと、その妥当性を検討した.分裂酵母DNAポリメラーゼαのアクセサリータンパク質Mcl1が欠損するとDNA複製に異常と同時に、セントロメア、mat領域における遺伝子サイレンシングが解除される極めて興味深い表現型を示した.特にセントロメア領域ではその中心ドメインとその外部のヘテロクロマティンドメインの両方でサイレンシングを解除しているという、それまでに見いだされていた変異とは異なった新奇な表現型であった.その原因を探る中で、変異株ではセントロメア領域におけるヒストンH3、4のアセチル化が亢進していることが判明した.複製にカップルしたヒストンの脱アセチル化がセントロメア構造、ヘテロクロマチン形成に必要であるとの作業仮説のもと、その妥当性を検討した.セントロメア構造は中央のコアドメインであるキネトコアと、その外部近傍のヘテロクロマチン領域から構成される.キネトコア領域は微小管と結合して染色体分配・伝達の中枢機能を担い、ヘテロクロマチン構造とはまた別の特異なドメイン構造を保持する.ここにはヒストンH3バリアントであるCENP-Aが局在することが重要である.ヘテロクロマチン領域はHP1蛋白などのヘテロクロマチン蛋白が局在し、姉妹染色体の接着に必要な機能を提供する.DNA複製に伴いこれらの特異高次構造が染色体レベルでいかに保持・伝達されるかはほとんど未解明のままである.分裂酵母のDNA複製因子であるMcl1蛋白質が、キネトコア、ヘテロクロマチンの両方の領域で、その特異構造の維持に必須であること、この因子の欠損により、キネトコア領域へのSpCENP-Aのローディングが顕著に欠損していることを見いだした.Mcl1がDNA複製装置の因子であること、その欠損によりセントロメア領域へのCENP-Aの局在が著しく減少して、なお且つアセチル化H3、H4が蓄積することを統合的に考えて、複製時におけるヌクレオソームの再構成ないしは分配、及び新規ヒストンのデポジットがヒストン脱アセチル化反応で制御され、そのヒストン脱アセチル化反応をMcl1蛋白がDNA複製とカップルして統御しているというモデル検証した.実際、Mcl1の変異に起因するcnt領域の遺伝子サイレンシングの解除は、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)Sir2、Clr3を過剰生産することで部分的に抑制された.Hst2、Hst4はMcl1と薬剤(TBZ)耐性の表現型が酷似するし、Clr3、Clr6は遺伝子サイレンシングの表現型をMcl1と共有する.これらのことからMcl1のキネトコア構築に関する作用は何らかのヒストン脱アセチル化の制御を介していると思われる.分裂酵母のDNA複製因子であるMcl1蛋白質が、セントロメアのキネトコア、ヘテロクロマチンの両方の領域で、その特異構造の維持に必須であること、この因子の欠損により、キネトコア領域へのSpCENP-Aのローディングが顕著に欠損していること、Mcl1がDNA複製装置の因子であること、その欠損によりアセチル化H3、H4が蓄積するというこれまでの観察を統合的に考えて、複製時におけるヌクレオソームの再構成ないしは分配、及び新規ヒストンの取り込みが脱アセチル化反応で制御され、DNA複製とカップルして統御されているというモデルを考えた.・関与するヒストン脱アセチル化酵素HDACを検討し、Mcl1変異株のセントロメアcnt領域にアセチル化されたヒストンH3、H4が蓄積することはMis16-Mis18の変異と酷似した表現型で、Mcl1の変異に起因するcnt領域の遺伝子サイレンシングの解除は、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)であるSir2、Clr3を過剰生産することで部分的に抑制されることを確認した.また、Hst 2、Hst 4はMcl1と薬剤(TBZ)耐性の表現型が酷似し、Clr3、Clr6は遺伝子サイレンシングの表現型をMcl1と共有することを確かめた.・複製装置の中でMcl1が機能していると考えられるが、その実際はよく理解できていない.そこで複製装置の如何なるタンパク質と相互関係を有するかを決めていくために、Mcl1タンパク質と複合体として免疫的に共沈してくるタンパク質群を検証したところ、MCMヘリカーゼタンパク質群、GINS複合体タンパク質群、CENP-Bタンパク質が同定できた.

分裂酵母のDNA複製因子であるMcl1蛋白質が、セントロメアのキネトコア、ヘテロクロマチンの両方の領域で、その特異構造の維持に必須であること、この因子の欠損により、キネトコア領域へのSpCENP-Aのローディングが顕著に欠損していること、Mcl1がDNA複製装置の因子であること、その欠損によりアセチル化H3、H4が蓄積するというこれまでに見いだした観察を統合的に考えて、複製時におけるヌクレオソームの再構成ないしは分配、及び新規ピストンの取り込みが脱アセチル化反応で制御され、DNA複製とカップルして統御されているというモデルを考えた類似した表現型を示すセントロメア機能に関わるタンパク質群(Mis16、Mis18、Hst2、Hst4)の変異との遺伝学的効果を検定したが、顕著な効果を観察できなかった複製装置の中でMcl1が機能していると考えられるので、複製装置の如何なるタンパク質と相互関係を有するかを決めるためにMcl1タンパク質と複合体として免疫的に共沈してくるタンパク質群を検証したところ、MCMヘリカーゼタンパク質群、GINS複合体タンパク質群、CENP-Bタンパク質が同定した.そこでこれらのタンパク質の条件欠損株、過剰生産株を用いてMcl1変異の表現型を抑制、亢進を指標に検討した.また上記タンパク質におけるMcl1変異に対する特異的抑制変異を検索した。これは現在も続行中であるが、顕著な効果を今のところ見いだせていない
海洋における難分解性溶存有機物の動態を左右する微生物系統群の解明

H30年度は、前年度に作成した微細藻類抽出物質の内、珪藻2種(T. pseudonana、T. oceanica)、ハプト藻(Emiliania huxleyi)、シアノバクテリア(Synechococcus sp.)抽出物質のペプチド態及び遊離態アミノ酸組成分析を行った。この結果、ペプチド態のアミノ酸組成比は4種の微細藻類間で類似していることが明らかとなった。一方、遊離態アミノ酸組成比は、4種の微細藻類間で異なることが明らかとなった。これらの抽出物質の内、外洋性の微細藻類であるハプト藻(E. huxleyi)及び珪藻(T. oceanica)由来の抽出物質を用いて、有機物添加培養実験(マイクロコスム実験)を実施し、微生物群集構造及び代謝遺伝子解析用の核酸試料、FDOM解析試料を取得した。培養実験は、鹿児島県長島町で取得した海水を実験室に持ち帰り実施し、培養時間は3日間とした。また、コントロール区として、何も添加しない処理区を置いた。微生物群集構造解析の結果から、両微細藻類の抽出物質添加画ではFirmicutesとBacteroidetes系統群の割合が増加していたことが明らかとなった。また、FDOMの解析結果から、タンパク質様物質(B及びT)の蛍光値が培養後に減少していたことから、これらの物質は微生物の分解を受けた可能性が考えられた。腐植様物質Mの蛍光値は全処理区で減少した。また、腐植様物質Aの蛍光値はコントロール区で増加していたのに対し、ハプト藻抽出物質添加区では減少していた。また、ハプト藻由来の腐植様物質Cは増加する傾向が見られた。これらの結果から、外洋性微細藻類が生成する有機物の遊離態アミノ酸組成は異なること、また、これらの有機物に含まれるFDOMの微生物による分解・生成は微細藻類間で異なる可能性が示唆された。H30年度は、微細藻類抽出物質のアミノ酸組成解析およびこれらを用いたマイクロコスム実験を実施することができた。アミノ酸組成解析では、珪藻株に関しては外洋性のものと沿岸性のものとで、遊離態アミノ酸組成比が異なることが明らかとなったことから、沿岸域と外洋域での有機物(アミノ酸)の動態が異なる可能性を示すことができた。また、外洋性の微細藻類間でも遊離態アミノ酸組成比が異なることが明らかとなったことから、天然環境において優占する微細藻類種が変化することで、海洋における有機物循環の構造が変化する可能性を示すことができた。微細藻類由来有機物を天然海水に添加するマイクロコスム実験では、微生物遺伝子試料及び蛍光性溶存有機物試料を取得・解析することができた。まだ全ての分析が終了しているわけではないが、微細藻類由来の有機物を海水に添加することで、微生物の群集構造変化に伴って蛍光性溶存有機物の蛍光値が変化することを見出すことができ、これらの結果について2019年5月に実施される日本地球惑星科学連合で発表を行った。沿岸域における微生物-溶存有機物-微細藻類の相互作用研究に関して追加試料を取得する目的で、2018年7月に広島大学附属練習船を用いた海洋観測に参加予定であったが、船のエンジントラブルにより、航海が中止となったため、試料取得はできなかった。微生物単離株を用いた培養実験に関して、現在、微生物培養実験系を立ち上げており、着々と整備されつつある。本年度は、マイクロコスム実験で取得した試料の微生物群集構造及び蛍光性溶存有機物解析を引き続き実施してゆく。加えて、マイクロコスム実験で取得した核酸試料に対して、微生物代謝遺伝子解析を実施することで、微細藻類由来の有機物に対して、海洋細菌の代謝遺伝子がどのように変化するかを明らかにしてゆく。微生物培養株を用いた培養実験に関しても、早急に微生物培養の実験系を立ち上げ、今年度中に実施したいと考えている。培養実験で使用する予定の微生物培養株Thalassomonas agarivorans及びNereida ignavaは既に購入済みであり、実験系が立ち上がり次第、速やかに実験を実施できる状況にある。また、これらの結果をまとめて、国際または国内学会での発表を行う。本研究の目的は、海洋細菌と微細藻類に着目し、海洋における難分解性溶存有機物の一種と考えられている腐植様の蛍光溶存有機物(FDOM)の微生物学的生成・分解過程を評価することである。当初の予定では、昨年度中に、これらの溶存態有機物の遊離態・ペプチド態アミノ酸解析およびFDOM解析を行う予定であったが、申請者の所属異動があり、試料取得の段階までしか進めることができなかった。また、微生物培養株(Thalassotalea agarivoransおよびNereida ignava)を取得したが、これらを用いた溶存有機物分解実験までは進めることができなかった。年度中に、申請者の所属機関異動があり、新たな環境での微細藻類株の培養環境確立(培養株の購入、培養器や培地の最適化など)に時間を要したため、微細藻類由来の溶存有機物試料取得の段階までしか進めることができなかった。

一方、遊離態アミノ酸組成比は、4種の微細藻類間で異なることが明らかとなった。これらの抽出物質の内、外洋性の微細藻類であるハプト藻(E. huxleyi)及び珪藻(T. oceanica)由来の抽出物質を用いて、有機物添加培養実験(マイクロコスム実験)を実施し、微生物群集構造及び代謝遺伝子解析用の核酸試料、FDOM解析試料を取得した。培養実験は、鹿児島県長島町で取得した海水を実験室に持ち帰り実施し、培養時間は3日間とした。また、コントロール区として、何も添加しない処理区を置いた。微生物群集構造解析の結果から、両微細藻類の抽出物質添加画ではFirmicutesとBacteroidetes系統群の割合が増加していたことが明らかとなった。また、FDOMの解析結果から、タンパク質様物質(B及びT)の蛍光値が培養後に減少していたことから、これらの物質は微生物の分解を受けた可能性が考えられた。腐植様物質Mの蛍光値は全処理区で減少した。また、腐植様物質Aの蛍光値はコントロール区で増加していたのに対し、ハプト藻抽出物質添加区では減少していた。また、ハプト藻由来の腐植様物質Cは増加する傾向が見られた。これらの結果から、外洋性微細藻類が生成する有機物の遊離態アミノ酸組成は異なること、また、これらの有機物に含まれるFDOMの微生物による分解・生成は微細藻類間で異なる可能性が示唆された。H30年度は、微細藻類抽出物質のアミノ酸組成解析およびこれらを用いたマイクロコスム実験を実施することができた。アミノ酸組成解析では、珪藻株に関しては外洋性のものと沿岸性のものとで、遊離態アミノ酸組成比が異なることが明らかとなったことから、沿岸域と外洋域での有機物(アミノ酸)の動態が異なる可能性を示すことができた。また、外洋性の微細藻類間でも遊離態アミノ酸組成比が異なることが明らかとなったことから、天然環境において優占する微細藻類種が変化することで、海洋における有機物循環の構造が変化する可能性を示すことができた。微細藻類由来有機物を天然海水に添加するマイクロコスム実験では、微生物遺伝子試料及び蛍光性溶存有機物試料を取得・解析することができた。まだ全ての分析が終了しているわけではないが、微細藻類由来の有機物を海水に添加することで、微生物の群集構造変化に伴って蛍光性溶存有機物の蛍光値が変化することを見出すことができ、これらの結果について2019年5月に実施される日本地球惑星科学連合で発表を行った。沿岸域における微生物-溶存有機物-微細藻類の相互作用研究に関して追加試料を取得する目的で、2018年7月に広島大学附属練習船を用いた海洋観測に参加予定であったが、船のエンジントラブルにより、航海が中止となったため、試料取得はできなかった。微生物単離株を用いた培養実験に関して、現在、微生物培養実験系を立ち上げており、着々と整備されつつある。H29年度は、現在の所属機関において、申請者が取得した外洋海水を用いて、沿岸性および外洋性微細藻類の培養環境を確立することができた。しかしながら、P. marinusの培養環境の確立・整備はできなかった。今後は、これらの微細藻類の培養環境を整備していくと同時に、海洋細菌株の培養環境の整備も実施してゆく。
食感日本語表現の多言語辞書作り－食感表現学習教材セットの創作も目指して－

食品を食べた時の食感表現のうち、「バリバリ」や「ねちゃねちゃ」といったオノマトペ(擬音語・擬態語)表現と「かたい」「コシが無い」などの一般表現が、日本語以外の言語を母国語(英語・独語・仏語・中国語)とするパネリストによりどのように表現されるか食感表現を収集し、日本語-非日本語間の食感対照表を作成することを目的として以下の実験・調査を実施した。さまざまな物性特性と各種食感表現を呈する食品の選定を行い、破断強度の大小を理解するバリパリ系の煎餅とボキッポキッ系のプリッツ、粘稠性強度の大小を理解するグニャクニャ系のグミとネチョ系のゼリー、弾性強度を理解するフワ系のスポンジケーキ、油分・水分バランスを理解するカリカリ系のベーコンを調製し、日本語話者、フランス語話者、ドイツ語話者、中国語話者からの食感表現を採取し、また、各試料の各物性特性および咀嚼中の香気量を測定している。各言語によって、言葉の種類数、使われる頻度に違いが見られ、各物性特性における食感表現使用範疇の特定が進められつつある。上記実食データの収集と同時に、各言語のこれまでに出版された辞書類を集め、収載されている食感表現の整理抜粋を進めることで、食感表現の実食に伴う表現と、慣習的な使用表現との間の相違をまとめつつある。なお、辞書類の調査は、過去の版を入手できるものは、時系列変化も考察し、食感表現の消長についても焦点を当てる。初年度に選定終了した企業依頼の煎餅類(亀田製菓株式会社製)とグミ類(株式会社明治製)に関しては、煎餅類について国内在住ドイツ語話者(10名)、フランス語話者(26名)、中国語話者(26名)の食感表現収集が進み、グミ類については咀嚼モデル装置による香気放散量・物性測定が終了した。また、棒状試料(プリッツ試料、江崎グリコ株式会社)の選定では7段階の破断強度の試料を得るに至り、香気放散・物性測定が終了した。企業に依頼を予定していた試料がすべて選定終了し(煎餅類、グミ類、プリッツ類)、それぞれのデータ採取が進捗していることから、企業との共同研究体制は構築完了したと考えられる。研究室内調製のスポンジケーキ類(7段階の弾性、一部市販品を含む)およびゼリー類(7段階の粘性)では異なる物性値となる配合を決定し、物性測定および日本語話者による食感表現の収集が終了した。学内調製の試料(スポンジケーキ類、ゼリー類、ベーコン類)についてはH30年度中に配合割合等の決定が終了し、データ採取が進捗した。フランス語、ドイツ語、中国語話者の国内在住パネリストの登録が進み、今後の種々試料についてのデータ採集の態勢が整えられた点は大きな進展であったが、履歴書提出、謝金支払の銀行口座提出では、日本語とは異なる数字表記法などによる不明瞭書類も多発し、事務処理の効率化方法も考える必要が出てきた。また、既に採取した英語圏のデータについての取りまとめを行った。この他、上記、独、仏、中国語および日本語の食感表現に関連する資料の収集を進め、日本語辞書8種(『広辞苑』17版を含む)、フランス語“La Petit Robert"、中国語『現代漢語詞典』(17版)掲載の食感表現の抜粋整理が進展した。未選定の試料炭酸飲料(研究室内調製、シュワシュワ系)について、引き続き試料調製を実施し、交付者が開発した、咀嚼モデル装置を用いて、試料からのフレーバーリリースデータを構築する。残りのデータ収集を2019年8月までに進め(仏、独、中国語の一部煎餅、3言語のグミ、プリッツ試料)、全データの統括まとめを実施する。資料調査では、各言語の辞書・辞典・事典に掲載された食感表現の食品物性ごとの分類整理を進め、また、複数版が入手できる資料(日本語『広辞苑』と中国語『現代漢語詞典』)に関しては、経時変化についての考察も進める。試料選定において、煎餅類(亀田製菓株式会社)とグミ類(株式会社明治)試料の配合割合および製造方法が決定し、煎餅は5段階の硬度(5.153.2N)の異なる試料を、グミは6段階の粘稠度および硬度(0.424.8N)の異なる試料を調製した。研究室所蔵の咀嚼モデル装置(特許第5062590号)を用い試料からのフレーバーリリースデータを構築した。煎餅試料については日本語話者パネリストおよび英語話者パネリスト(オーストラリアとイギリス)のデータを採取し、食感表現の分析を開始した。グミ試料については日本語話者パネリストのデータを採取し、データの分析を開始した。一部解析結果を国際認知言語会議“Sound symbolism of foodtexture: Cross-linguistic differences in hardness"および人工知能学会全国大会「米菓のオノマトペ表現にみる食体験とその記憶のずれ」で発表した。英語以外の、ドイツ語、フランス語、中国語については、各言語のコーディネーターとの打ち合わせにより、調査用紙の作成を行い、各言語への翻訳が終了した。

そしてまず、日本国内の独・仏・中国語話者からの食感表現を収集し、予備調査を実施するため、国内パネリストの募集を開始した。この他、上記、独、仏、中国語および日本語の食感表現に関連する資料を収集し、食感表現の辞書・辞典・事典掲載数の調査を開始した。企業に依頼する2種試料調製(煎餅類、グミ類)が終了し、データ採取が進捗していることから、第一段階は終了したと考えられる。残りの試料(ポッキー類、スポンジケーキ類、炭酸飲料類)については、ポッキー類の試料選定がやや難航しているものの、H30年度中には選定終了するものと考えられる。また、スポンジケーキ類と炭酸飲料類は研究室内で調製することになった。選定終了した試料については、研究室所蔵の咀嚼モデル装置による実験が進展した。特に、グミ試料模擬咀嚼においては、グミ試料の強弾力に耐え得る模擬歯の作製ができた点が大きな成果となった。英語圏での試料収集については、オーストラリアおよびイギリスでの第1段調査が終了し、煎餅のデータが回収されたので、残りのアメリカでの調査が実施できるように引き続き調整を行うこととした。調査地として、イギリスの研究者との連携もあり、ペンシルベニア州立大学での実施が決定した。アメリカでの調査においては、複数試料を持ち込んでの実施にしたいと計画している。英語圏以外の言語については、調査用紙(煎餅試料)の各言語の翻訳が終了した。なお、中国語圏用の調査用紙は、繁字体と簡字体の2種類を用意した。そして、当初予定していなかった予備調査として、国内在住の各言語話者から食感表現を収集することとした。ドイツ、フランス、中国での調査を将来実施する際、どうしても一般パネリスト(食品科学を専門としていない人)が、味表現(しょっぱい、甘いなど)と食感表現を区別せずに回答することが多いことから、これを防止するためにも、傾向を把握しておきたかったからである。このための各言語話者のパネリスト募集を開始した。ドイツ語話者の募集は終了し、H30年度初頭には、調査が開始できるところまでに来ている。食品を食べた時の食感表現のうち、「バリバリ」や「ねちゃねちゃ」といったオノマトペ(擬音語・擬態語)表現と「かたい」「コシが無い」などの一般表現が、日本語以外の言語を母国語(英語・独語・仏語・中国語)とするパネリストによりどのように表現されるか食感表現を収集し、日本語-非日本語間の食感対照表を作成することを目的として以下の実験・調査を実施した。さまざまな物性特性と各種食感表現を呈する食品の選定を行い、破断強度の大小を理解するバリパリ系の煎餅とボキッポキッ系のプリッツ、粘稠性強度の大小を理解するグニャクニャ系のグミとネチョ系のゼリー、弾性強度を理解するフワ系のスポンジケーキ、油分・水分バランスを理解するカリカリ系のベーコンを調製し、日本語話者、フランス語話者、ドイツ語話者、中国語話者からの食感表現を採取し、また、各試料の各物性特性および咀嚼中の香気量を測定している。各言語によって、言葉の種類数、使われる頻度に違いが見られ、各物性特性における食感表現使用範疇の特定が進められつつある。上記実食データの収集と同時に、各言語のこれまでに出版された辞書類を集め、収載されている食感表現の整理抜粋を進めることで、食感表現の実食に伴う表現と、慣習的な使用表現との間の相違をまとめつつある。なお、辞書類の調査は、過去の版を入手できるものは、時系列変化も考察し、食感表現の消長についても焦点を当てる。
Ｉｎ－ｓｉｔｕバイオフィルムモニタリングによる膜ファウリング形成機構の解明

本研究は、膜分離活性汚泥法(MBR法)における最も主要な問題である膜面のバイオフィルム形成による膜透過流速の低下現象(膜ファウリング)の制御方法の確立を最終目的とする。これまでの研究によって、MBRを低有機物負荷下で運転することで、膜上にバイオフィルム形成を誘発でき、バイオフィルム内に未培養門細菌群が優占化するという知見を得た。本研究は、MBR膜上における未培養門細菌の役割を解明し、バイオフィルム形成機構の解明と制御方法の確立を目指す。
超微小エアロゾルの革新的捕集法の開発と応用に基づく新粒子生成時の化学的動態解明

大気エアロゾルの重要な発生プロセスである新粒子生成(NPF)は、最終的に雲凝結核の濃度を決定付け、地球の気候に影響を与える。しかし、NPFによって生成間もないナノ粒子(直径:数nm100nm)の化学組成は、その質量の小ささから捕集および化学分析が極めて難しく、十分に理解されていない。そこで本研究では、1ナノサイズの大気エアロゾルを粒径ごとに細かく分級し、かつ高効率で採集できる新たな装置を開発し、2季節に応じて東アジアの様々な地域に起源を持つ空気塊が観測可能な能登半島先端を観測フィールドとして、実大気中で起こる新粒子生成(NPF)の観測に応用することを目的としている。平成30年度は、ナノ粒子を効率的に採集できる装置(DAPS)の開発を念頭に、その性能評価に必要なエレクトロスプレー式のナノ粒子発生装置や微分型移動度分析器(DMA)を作成し、実験基盤を整えた。連携先の米国ADI社の研究員とも直接議論する場を設け、進捗の共有、方向性について検討を行った。また、本研究計画の最終年度以降には表面増強ラマン分光法(SERS)の応用によるナノ粒子の高感度分析についても盛り込んでいるが、その技術的な研究も並行して進めており、その進捗に基づいた科学論文を国際誌Aerosol Science and Technology誌に国際共著論文として発表することができた。開発中のDAPSと表面増強ラマン分光法のような高感度分析手法を組み合わせることにより、ナノ粒子の高時間分解能測定の実現に向けた応用が期待できる。装置の開発に不可欠な凝結核カウンタ(CPC)の不具合など、予期しないトラブルによって実験に支障がでる問題はあったものの、表面増強ラマン分光法の技術的な検討では一部計画を前倒しで成果が得られており、全体としてはおおむね順調に推移してると判断できる。来年度以降も、ひきつづき米国の連携先と密に連携し、開発計画の進捗を共有、必要に応じて装置デザインの微調整を行いながらナノ粒子の採集装置の開発を加速させる。金沢大所有のDMAとCPCを用いて装置の分級特性および捕集効率を実験的に評価した後、試験的な実大気エアロゾルへの応用を目指す。
生きた植物における情報伝達機構に関する基礎研究

(1)CT像の構築:昨年度まで、中性子ラジオグラフィを用いて2次元の水分像を得、植物中の情報伝達を水分の動態から考察してきた。しかし、より詳細に水分動態を求めるためには3次元化された像をもとに検討することが重要である。そこで、昨年度末から生きた植物中の水のCT像を撮る装置を組み立ててきた。CT像を得るため、試料を1度づつ回転させながら、180枚の像をCCDカメラに取り込み、180枚の像から同じ位置の1ピクセル線を取り出し、コンピュータにより断面像を構築させるシステムを作成した。本装置を用いて、カ-ネーションの花および根のCT像を得ることができた。特にカ-ネーションでは、構築された断面像を50ミクロンごとに約400枚作成し、これらを全て重ね合わせることにより花の下方約cmの立体的な水分像を得るに至った(本年2月25日の朝日新聞科学欄に他の像と共に掲載された)。(2)水分動態解析:土壌中にバナジウムおよびアルミニウムを吸水性ポリマーに吸収させてから添加し、根の育成のみならず根の活動を水分動態から解析した。その結果、バナジウムを添加した場合には、根の生育が形態からは正常と判断されても、根から0.2mm以内の土壌中の水分の動態を調べると、非常に早い時期に根の活動が停止していることが示された。根の極近傍の水分動態は今まで測定されてこなかったため、本研究で初めて、水分動態からの根の活動を解析することができた。また、土壌中の水分動態の測定結果を用いて、根および地上部の活動度ならびに生育のシミュレーションも行った。植物組織中の水分動態を得るため、(1)X線フィルムを用いて中性子ラジオグラフィ像を得る方法、ならびに(2)CCDカメラを用いて像を得る方法の、両方の実験装置のセットアップを行い、ハード面は約80%完了した。(1)では、高感度CCDカメラを農学部に設置し、原子力研究所で得られた、X線フィルム上の植物の水分像の、読み取りの段階に入っている。中性子ラジオグラフィ像から水分量を定量的に読み取るための、コンピュータソフトは、現在浜松ホトニクスで作成中である。また冷中性子を用いる、X線フィルム法の予備実験も開始し、熱中性子線を用いた像より、はるかにコントラストの高い像が得られ始めている。冷中性子照射場は、2x5cmと小さいため、ビームをスキャンさせなければならないが、スキャンスピード、試料位置などの検討を行っている。(2)では、CCDカメラのしゃへい装置の設置、および中性子を光に変換するコンバータからカメラに導入する、鏡を用いた光学系の組み立てが完了した。CCDカメラを用いる時には、X線フィルム用とは異なる高感度の螢光コンバータの開発が必要であり、その検討は原子力研究所で進めているが、リチウムを塗布したコンバータの調整が完了し、性能試験の段階に入っている。両者の手法において、現在最も大きな問題は、分解能の評価方法である。計算によらず、実験から分解能を求めるためには、標準試料が必要であるが、X線や電顕用の標準試料で試みたが、中性子線による像ができないので、現在単子葉植物の葉脈を用いることを検討している。(1)植物試料系の開発:植物試料中の水分分布のCT像を得るための装置を試作した。植物試料を回転軸上に固定し、任意の回転角度で撮影できる高精度のモーターを取り付けた。回転軸の長さが10cm以上必要であるため、回転面上のすりこみ運動による試料位置の誤差は数十ミクロンと見積もられている。本装置を用いて、植物根(マングローブ)を5度づつ回転させながら各試料位置における水分像をCCDカメラを用いてコンピュータに取り込んだ。現在、本画像の3次元化構築を検討中である。(2)画像解析ソフトの開発:土壌中、植物根近傍の水分の動態を2次元で解析するソフトをほぼ開発した。

まず、画像の黒化度を水分量に換算し、根に沿って任意の距離における水分量並びに根の各地点において接線に垂直な線分上の水分の量を定量することが可能となった。問題点としては、高分解能の画像から読みとれるデータ数が膨大であるため、データの処理の簡便化が残っている。(3)画像解析:生きている根近傍の土壌水分動態は、現在、ダイズについて解析中である。生育段階によって根の水分吸収部位が変化していくこと、アルミニウムを添加した土壌では水分の吸収動態が異なることなどが判ってきている。また、樹木の幹についても経時的な動きを解析し始めている。(1)CT像の構築:昨年度まで、中性子ラジオグラフィを用いて2次元の水分像を得、植物中の情報伝達を水分の動態から考察してきた。しかし、より詳細に水分動態を求めるためには3次元化された像をもとに検討することが重要である。そこで、昨年度末から生きた植物中の水のCT像を撮る装置を組み立ててきた。CT像を得るため、資料を1度づつ回転させながら、180枚の像をCCDカメラに取り込み、180枚の像から同じ位置の1ピクセル線を取り出し、コンピュータにより断面像を構築させるシステムを作成した。本装置を用いて、カ-ネーションの花および根のCT像を得ることができた。特にカ-ネーションでは、構築された断面像を50ミクロンごとに約400枚作成し、これらを全て重ね合わせることにより花の下方約cmの立体的な水分像を得るに至った(本年2月25日の朝日科学欄に他の像と共に掲載された)。(2)水分動態解析:土壌中にバナジウムおよびアルミニウムを吸水性ポリマーに吸収させてから添加し、根の生育のみならず根の活動を水分動態から解析した。その結果、バナジウムを添加した場合には、根の生育が形態からは正常と判断されても、根から0.2mm以内の土壌中の水分の動態を調べると、非常に早い時期に根の活動が停止していることが示された。根の極近傍の水分動態は今まで測定されてこなかったため、本研究で初めて、水分動態からの根の活動を解析することができた。また、土壌中の水分動態の測定結果を用いて、根および地上部の活動度ならびに生育のシミュレーションも行った。
疎計測情報から極限環境の物理ダイナミクスを見える化するデータ同化システムの創出

本研究課題では、極限環境にさらされる航空宇宙機から得られる疎な計測情報とデータ同化技術を活用し、運用中航空宇宙機の状態推定を実現する基盤技術の構築を目指している。本年度に取り組んだことは、以下の2点である。1.研究対象の選定・計測データ取得用の試験体の製作・試験計測、計算がともに難しい極限環境下のシステムとして、飛翔中の飛翔体周りの流れ場を対象にすることに決定した。そして、計測情報として表面圧力情報を取得することとし、飛行試験用機体の製作をすすめた。研究予算の制約上、既存機体を流用し、許容できる計測装置として、8点で同期された圧力計測装置を新規開発し、飛行中の翼表面圧力8点を計測可能な試験体を構築した。構築した飛行試験体の性能確認のために、風洞試験を実施し、試験装置が正常に動作することを確認した。そして、飛行試験を2回を実施し、飛行中の表面圧力値を問題なく取得した。3.流れ場可視化システムの開発飛行試験体の製作と並行して、データ同化手法による流れ場視化のために必要な流体計算環境の構築も進め、飛行試験体の翼単体計算格子を製作、および、流体計算を実施し、データ同化手法の検証環境を整備した。研究遂行に必要な計測データ取得のためのハードウェアの構築、および、アルゴリズム研究に必要なソフト環境の構築の目途が立ったため。2018年度に取得した風洞試験データおよび飛行試験データの解析、および、2019年度中に、2018年度試験で得られた知見を基にした追加の試験を実施する予定である。(理由)飛行試験模型製作費が、既存機の活用により想定より安価に済んだため(使用計画)追加試験費用として活用する予定である。