hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
広帯域N//スペクトルECE計測による速度分布関数の閉じ込めへの影響に関する研究

導波管アンテナに関し、放射電界・位相分布を直接的に、第一原理(キルヒホッフ積分)に基づいて解析する計算コードを開発した。これは開口部がある場合の回折電界・位相分布を求める回折理論を応用したもので、開口部(ここではアンテナ方形導波管出力端)での電界・位相分布が分かれば、任意の放射位置での放射電界・位相分布を求めることができる。これにより、アンテナへのビーム結合、アンテナでの伝播、アンテナからの放射を扱う統合コードによる解析が可能となった。研究成果をまとめ、国際会議にて発表した。広帯域電子サイクロトロン柘射(ECE)計測のためのラジオメーターのための局部発振部を大幅に改良した。周波数帯域は6-20GHzに及ぶ。開発した局部発振部は主に高速周波数スイッチングのシンセサイザー、逓倍器、アンプ等からなり。時間幅10μsで高速に周波数スイッチングすることができる。任意周波数への高速周波数スイッチングが行えるよう、GUIを含むシンセサイザー制御部も開発した。開発した制御部を用いてスイッチング周波数幅を変え、(任意に)高速周波数スイッチングすることできる。これにより、内部輸送障壁のフット位置等の詳細な電子温度分布を、大まかな電子温度分布とともに、時間分解能を犠牲にすることなく計測することができる。この局部発振部はミリ波低倍器に接続され、ミリ波ヘテロダインラヂオメーターの局部発振部となる。大型ヘリカル実験装置(LHD)で昨年度構築した観測系をさらに改良した。LHD磁場が1.5Tの場合、第2、第3、第4高調波輻射の同時測定が準光学フィルターを用いて可能となる。2.85T磁場実験にて、基本波、正常波モードの垂直視野観測を行った。観測したECEスペクトルから電子温度分布の時間発展を求めた。方形コルゲート導波管アンテナの放射解析のために、これまでにキルヒホッフ積分(第一原理)に基づく計算コードを開発し、動作解析してきた。今年度、積分コードをHFSSコードで検証した。アンテナへのビーム入射では、ガウスビームを精度よく光軸調整して入射する。入射の際、主要HEllモードの他にも導波管モードが励起され、固有位相速度で導波管内を伝播する。アンテナ長を選べば、主要モードの伝播位相が放射開口部で揃うため、入射ビームと放射ビームが一致するアンテナとして動作する。アンテナ導波管内で伝播しているモード比を解析することで、入射ガウスビームから導波管モードへの結合比を知る事ができる。またアンテナ放射開口部でのモード位相を解析すれば、伝播位相速度を知ることができる。今年度、導波管内のモード比・位相を解析する手法を新たに開発した。導波管伝播モード比の解析は、円形コルゲート導波管での高効率伝送でも重要な問題で、データベースが豊富な円形コルゲート導波管での伝播モード解析を行った。新たに開発したモード解析手法の妥当性を理論・実験的に示し、国際会議にて発表した。
ヒトCENP-Aクロマチンダイナミクス

我々はCENP-Aクロマチン複合体(ICEN)の構成因子として既に40種類のタンパク質を明らかにしているが、本研究ではそれらの構成因子それぞれの機能を明らかにし、CENP-Aクロマチンダイナミクスを解明することを試みている。ヌクレオソームリモデリング活性を持つICEN2/8複合体がCENP-Aヌクレオソームリモデリングを担うことを証明するためにさらに解析を進めた。我々は細胞生物学的な実験(細胞の免疫染色、細胞周期)、細胞機能の解析(siRNAを用いたノックダウン実験)、生化学的実験(精製蛋白を用いた試験管内ヌクレオソーム再構成実験)を行い、すべての実験においてRSFリモデリング複合体がセントロメアCENP-Aクロマチン形成に関与する事を示唆するデータを得た。これまで解決できない問題として、siRNAを用いてRsf-1蛋白を除去しても、セントロメアに局在するCENP-Aの強度が減少しないことがあった。われわれは、単離核、あるいは細胞を0.5-0.6M NaClで処理することによって、siRsf-1処理後にセントロメア上のCENP-A強度が著しく減少することを発見した。これらの結果をもとに我々はCENP-Aがセントロメアに局在する様式として、2段階モデルを提唱した。第一段階:CENP-Aは何らかのシャペロン蛋白により、G1初期にセントロメア領域に緩い結合によって導入される、第二段階: RSF複合体がセントロメア上のCENP-Aを安定なヌクレソームとしてリモデルし、最終的なセントロメアクロマチンが形成される(Perpelescu et al, JCB, 2009)。最近の報告にようと、本研究から予想されたシャペロン蛋白がHJURP複合体であることが明らかにされた(Foltz etal, Cell, 2009 : Dunleavy etal,ibid)。ヌクレオソームリモデリング活性を持つICEN2/8複合体がCENP-Aヌクレオソームリモデリングを担うことを証明するためにさらに解析を進めた(論文準備中)。ICEN17/11複合体がCENP-Cとの親和性を介して動原体と相互作用し、微小管-動原体相互作用を制御することを示した。また、ICEN17/11は動原体との相互作用を介して動原体微小管上でのファイバー形成をする事を示唆した。ICEN5/Prp16はRNA-helicase domainを持ちpre-mRNAのスプライシングに関与することが、報告されているが、この蛋白が間期に一時的にセントロメアに局在し、染色体分配機能に重要であることを示した。siRNAを用いたICEN5蛋白ノックダウン実験によってCPC構成因子(INCENP, AuroraB, Survivin, Borealin)及びSgo1すべてのセントロメア局在性が失われること発見した。これらの発見は、セントロメア領域における機能発現に、RNAが関与することを具体的に示唆する始めての発見であり重要な知見である。CPC, hSgo1は細胞周期との関連で娘染色分体のセントロメア領域の対合形成、維持、乖離のタイミングを厳密に制御する極めて重要な因子であり、その機能発現にICEN5が関わることを示している。今後はヘテロクロマチン形成との関連を解析する予定である。
スコラ学における七つの罪源の哲学史的研究

本研究の目的は、七つの罪源の枠組みに着目して、中世の神学・哲学著作における罪と悪徳の理論を哲学史的に解明することである。2018年度の研究実績は以下の通りである。(1)様々な哲学者による議論の概要を知り、彼らの思想の背景をなす当時の社会状況を理解するための文献・論文の収集を順調に進めることができた。(2)トマス・アクィナス、定期討論集『悪について』第11問(倦怠de accidia)の翻訳を公表する計画を立てていたが、訳稿はほぼ完成したものの、細部を検討中のため刊行にはいたらなかった。(3)徳と意志に関する13世紀末の議論について研究を進め、ガンのヘンリクスをあつかった論文を刊行することができた。これらの論文を執筆するための研究は、罪や悪徳の理論をより正確に理解するために徳理論の解明が不可欠であるという点から有意義であったと思われる。研究主題に関わる二本の論文を刊行することができた。注文していた書籍の一部が年度中に入荷されなかったため。
癌特異的複製型ウイルスベクターを用いた効果的な免疫遺伝子治療の基礎開発

本研究は、ウイルスゲノムを遺伝子工学的に改変して、癌細胞で選択的に複製する増殖型単純ヘルペスウイルスI型(HSV-1)ベクターに直接免疫刺激遺伝子を挿入し、ウイルス複製に伴う直接的な殺細胞効果に加え強力な抗腫瘍免疫作用を有する新治療ベクターの研究開発を目的とした。新規に開発した三重欠失変異を有する増殖型HSV-1(T-01)のICP6遺伝子欠失部位に、任意の治療遺伝子を組み込むことのできるHSV-1ベクター作製系(BACシステム)を利用した。このシステムにより、従来遺伝子組換えHSV-1の作製に長期間要していたところを、短期間で容易に作製し、且つ複数の治療遺伝子を挿入することが可能となった。マウスIL-12遺伝子を挿入したT-mfIL12を作製した。HSV-1が腫瘍内で複製することに伴って特異的抗腫瘍免疫を惹起することから、免疫刺激遺伝子を発現する「武装」遺伝子組換えHSV-1は、抗腫瘍効果の増強が期待される。実際、HSV-1に感受性の高いA/Jマウスと、同系で低免疫原性のNeuro2a神経芽腫細胞を用い、皮下腫瘍モデルで効果を検討したところ、両側皮下腫瘍の片側への腫瘍内投与にて、両側いずれの腫瘍に対してもT-mfIL12はT-01に比べ有意に大きな抗腫瘍効果を示した。遠隔腫瘍に対するT-mfIL12の効果発現にはTリンパ球を必要とし、全身性抗腫瘍免疫を介することが判明した。T-mfIL12はまた、静脈内投与でも、皮下腫瘍に対する抗腫瘍効果が確認された。免疫刺激遺伝子発現型の増殖型遺伝子組換えHSV-1は、新たな癌治療のヅールとして高い発展性を有することが示された。抗腫瘍免疫における役割の重要性が認識されてきたサイトカイン等の遺伝子を用いて新たな増殖型治療ベクターを作製することは、作用機序の解明と抗腫瘍効果および安全性の向上の両面において意義が大きい。
極限地震動外乱理論の展開とそれに基づく建築耐震性能評価の信頼性向上に関する研究

東京や大阪などの大都市圏では、超高層建物の建設後に大きなレベルの地震動を経験しておらず、直下型やプレート境界型の地震動に対してどのような地震動が励起され、どのような被害が発生するかについては数値シミュレーションでしか検討されていない。また、その地震動に関連するパラメターの不確定性については確かな理論が提示されているとは言い難く、エネルギー指標の導入による地動入力のパラメター上限値の設定などの確かな理論が求められている。本研究では、極限外乱理論の展開により、従来よりも信頼性の高い建築耐震性能評価が可能となることを示した。本年度において、以下の成果を得た。(1)粘性系や履歴系の制振ダンパーの有効性・信頼性を確認するには、それぞれのダンパーにとって最も厳しい条件下で性能を検討する必要がある。本年度においては、まず、極限外乱作用時の最適ダンパー配置理論を展開した。具体的には、ダンパー配置に依存して変動する極限外乱を考慮しつつ、粘性ダンパーおよび粘弾性ダンパーの最適な配置を見出す理論を展開した。特に、ダンパー支持部材に作用する力に関する制約条件を満たしつつ最適配置を見出す新しい概念を導入し、その問題に対する最適配置法を提案した。(2)構造物のモデル特性および入力外乱の不確定性を考慮した上で、最適な制振ダンパー配置を求める新しい方法として、H無限大指標を評価関数(最小化)とする理論を展開し、その解法を構築した。(3)建築構造物の多成分地震動入力に対する耐震安全性を、独自の極限外乱理論に基づき、各方向の地震動成分間の相関を的確に考慮して評価する方法を提案した。(4)時変振動数特性を有する地震動モデルを用いて、特性の異なる複数の波(実体波、表面波など)から構成される地震動モデルの極限外乱を見出す方法を展開した。構造物の固有振動数特性や弾塑性復元力特性との関係により、極限外乱を構成する波の特性が大きく変化することを明らかにした。(5)現有の小型電動振動台と新規購入予定の同一タイプの振動台を組み合わせ、2方向地震動入力に対する極限外乱に関する実験の予備的検討を行った。(1)地震動レベルを正規化する指標としては地動最大速度および速度パワー(地動速度の2乗値の時間積分)が適していることを建物の応答特性との関係から明らかにした。(2)構造物のモデル特性および入力外乱の不確定性を考慮した上で、構造物の地震動に対する応答上限値を予測する方法を展開した。インタバル解析(区間解析)の概念を拡張し、クリティカルな不確定変数の区間内での生起可能性を考慮したURP (Updated Reference Point)法を開発した。(3) 2方向水平地震動入力を受ける場合の極限的な組み合せを見出す理論を展開した。この理論を用いて、与えられた1つの記録地震波に対して直交する方向のクリティカルな地震動を見出すことが可能となることを明らかにした。(4) (3)の理論を検証するために購入した振動台を用いた実験を実施し、継続時間がモデルの固有周期に対してそれほど長くない場合には、理論に対応する結果が得られることを明らかにした。(5)実体波と表面波から構成される地震動の極限性を建物弾塑性応答を考慮して見出す方法を展開した。(6)東北地方太平洋沿岸地震による東京、大阪等での地震動による分析を今後行う予定。

本年度において、以下の成果を得た。(1)H22年度に引き続き、地震動レベルを正規化する指標としては地動最大速度および速度パワー(地動速度の2乗値の時間積分)が適していることを建物の応答特性との関係から明らかにした。特に2011.3.11に発生した東北地方太平洋沿岸地震による大阪湾岸での観測記録から、地動最大速度および速度パワーを指標とすることの有用性を実証的に明らかにした。(2)H22年度に展開した、構造物のモデル特性および入力外乱の不確定性を考慮した上で、構造物の地震動に対する応答上限値を予測する方法を免震建物に適用し、応答上限値を高精度で予測できることを明らかにした。(3)H22年度に展開した2方向水平地震動入力を受ける場合の極限的な組み合せを見出す理論に基づき、与えられた1つの記録地震波に対して直交する方向のクリティカルな地震動を見出し、購入した振動台を用いた実験により精度を検証した。(4)東北地方太平洋沿岸地震による東京、大阪での高層建物内での観測結果の分析を行い、超高層建物では減衰定数が小さいため、損傷による減衰定数の低下が応答増幅に大きく影響することを明らかにした。
遺伝実験生物系統の保存と活用のネットワーク構築に関する調査

日本における各種の遺伝実験系統の保存状況を調査し、それらの系統が活用されるための情報交流の問題点を明らかにすると共に、生物種を越えた系統保存のネットワーク構築の方策を検討することを目的とした。研究班は各生物種遺伝実験系統を保存している研究者グループからの代表者と系統情報研究者、計18名から構成されている(上記分担者はリストの上位から5名)。調査は2回の研究会、海外関係機関状況調査、資料収集、シンポジュウム開催、により行った。1)研究会各種遺伝実験系統の実状を資料に基づき検討した。その中で、1)日本においては多数の高質な実験系統が収集・育成・保存されている、2)その保存については一部を除いては公的支援のないまま進められているため系統的保存の保証に不安がある、3)情報化(データベース化と公開)と研究活用が肝要である、との結論を得た。2)海外調査笹隈、山崎の両名をカナダ、アメリカ合衆国に派遣し、北米の植物種系統保存の実状調査と、世界的な系統保存ネットワークの構築につき情報交流を行った。その中で世界最大の植物系等保存データーベースGrainGenesとの提携等が協議された。3)資料収集各生物種の系統保存状況の資料、各種シンポジュウム・研究会の報告、系統保存機関のリスト等を収集た。その成果を資料集「日本における生物系統保存の現状」として出版した。4)シンポジュウム1999年1月11日に日本学術会議講堂において、「系統性物学と情報科学の出会い」と題して公開シンポジュウムを開催した。班員を含め5名の話題に基づき、系統保存とデータベース、系統を用いた創造的研究の発展について、活発な意見交流を行った。以上の検討により、今後も情報交流の場を維持すること、国立遺伝学研究所と協力してネットワークの構築を進めることにより、生物系統保存事業を進めていく必要が明らかになった。
拡散分離の定量評価により得られた大気組成の精密時空間変動に基づく温暖化影響の評価

大気輸送、二酸化炭素循環、海洋貯熱量の長期変動に対する温暖化影響評価を目的として、大気の主成分(酸素、窒素、アルゴン)の濃度・同位体比の高精度観測を地表から成層圏に及ぶ広域で展開する。得られた観測結果について、独自の手法により大気組成の拡散分離を評価・補正することで、自由対流圏での大気主成分の精密な時空間変動と成層圏大気の重力分離が観測され、南北半球間の大気交換と成層圏循環への温暖化影響評価が可能となる。同時に二酸化炭素循環と海洋貯熱量の情報を持つ酸素とアルゴン濃度の広域代表データも取得できることから、包括的な温暖化影響評価が可能となる大気輸送、二酸化炭素循環、海洋貯熱量の長期変動に対する温暖化影響評価を目的として、大気の主成分(酸素、窒素、アルゴン)の濃度・同位体比の高精度観測を地表から成層圏に及ぶ広域で展開する。同時に二酸化炭素循環と海洋貯熱量の情報を持つ酸素とアルゴン濃度の広域代表データも取得できることから、包括的な温暖化影響評価が可能となる
魚油(エイコサペンタエン酸)によるコレステロール胆石溶解:動物実験と臨床効果

現在,コレステロール(以下,Ch)胆石症に対する溶解療法(経口胆汁酸療法)の成功率は低く長期間を要することから,より有効な薬物療法の開発が望まれる.我々は,魚油(エイコサペンタエン酸;EPA)が胆汁中レシチンを増加させCh結晶析出を抑制することによりCh胆石の予防効果を発揮することを見出した.本研究ではEPAがCh胆石に対して治療効果をも有するのではないか,との仮説に基づき,魚油(EPA)の胆石溶解効果を臨床的および実験的に探究することを目的とした.まず,「ハムスター胆石モデルにおけるEPAの胆石溶解効果の実験的検討」を行った.その結果,催石食+EPA群では,催石食単独群に比し,胆汁中レシチンの増加とともに,胆石総重量の有意な減少が認められた.次に,「胆石患者におけるEPA投与の臨床効果」を検討した.その結果,EPAの6ヶ月間の経口投与が,治療前に比し,胆汁中の催石性指標(Ch過飽和度およびCh結晶析出時間)を顕著に改善することが判明した.さらに,EPAの投与を長期間(一年以上)継続した結果,2例に完全溶解,1例に部分溶解を認めた.以上,本研究により,初めて魚油(EPA)のCh胆石溶解効果が実験的ならびに臨床的に明らかとなった.動脈硬化血栓症や高脂血症の治療に広く使用されている魚油(EPA)に「Ch胆石症に対する治療効果」という新たな臨床的意義が見いだされた.現在,コレステロール(以下,Ch)胆石症に対する溶解療法(経口胆汁酸療法)の成功率は低く長期間を要することから,より有効な薬物療法の開発が望まれる.我々は,魚油(エイコサペンタエン酸;EPA)が胆汁中レシチンを増加させCh結晶析出を抑制することによりCh胆石の予防効果を発揮することを見出した.本研究ではEPAがCh胆石に対して治療効果をも有するのではないか,との仮説に基づき,魚油(EPA)の胆石溶解効果を臨床的および実験的に探究することを目的とした.まず,「ハムスター胆石モデルにおけるEPAの胆石溶解効果の実験的検討」を行った.その結果,催石食+EPA群では,催石食単独群に比し,胆汁中レシチンの増加とともに,胆石総重量の有意な減少が認められた.次に,「胆石患者におけるEPA投与の臨床効果」を検討した.その結果,EPAの6ヶ月間の経口投与が,治療前に比し,胆汁中の催石性指標(Ch過飽和度およびCh結晶析出時間)を顕著に改善することが判明した.さらに,EPAの投与を長期間(一年以上)継続した結果,2例に完全溶解,1例に部分溶解を認めた.以上,本研究により,初めて魚油(EPA)のCh胆石溶解効果が実験的ならびに臨床的に明らかとなった.動脈硬化血栓症や高脂血症の治療に広く使用されている魚油(EPA)に「Ch胆石症に対する治療効果」という新たな臨床的意義が見いだされた.現在,コレステロール(以下,Ch)胆石症に対する溶解療法(経口胆汁酸療法)の成功率は低く長期間を要することから,より有効な薬物療法の開発が望まれる.最近,我々は,魚油(エイコサぺンタエン酸;EPA)が胆汁中レシチンを増加させCh結晶析出を抑制することによりCh胆石の予防効果を発揮することを見出した.本研究では,EPAがCh胆石に対して治療効果をも有するのではないか,との仮説に基づき,魚油(EPA)の胆石溶解効果を臨床的および実験的に探究することを目的とし,本年度は「胆嚢胆石患者に対するEPA長期投与の胆汁中脂質組成,Ch析出動態改善効果」を検討した.対象は,軽症ないし無症状の胆嚢胆石患者のうち,本人から同意の得られた22例である.EPA製剤(持田製薬エパデール錠)1800mg/dayを1年間経口投与し,試験開始前と6カ月後に,内視鏡下にセルレチド筋注後B胆汁を採取し,1)胆汁中脂質組成分析,2)胆汁中脂肪酸組成,3)Ch結晶析出時間の測定,4)胆嚢収縮能の評価(超音波法),5)画像検査(腹部超音波ならびに経口胆嚢造影)による胆石溶解の評価を行なった.その結果,EPA製剤の6カ月間経口投与後,胆汁中のレシチン濃度は有意(P<0.01)に上昇し,Ch過飽和度は約20%減少した.レシチン中の脂肪酸組成は,EPAが上昇(P<0.01)すると共に,リノール酸,アラキドン酸が共に減少した(P<0.05).さらに,胆汁中のCh結晶析出時間が有意に延長した(P<0.01).胆嚢収縮能に有意な変化は認められなかった.以上,本研究により,EPA製剤の経口投与は,胆汁中レシチンを増加させ,レシチン中脂肪酸組成を変化させることにより,胆石患者のCh結晶析出を抑制することが新たに判明した.現在,Ch胆石の溶解効果について画像的な評価を行っている.現在,コレステロール(以下,Ch)胆石症に対する溶解療法(経口胆汁酸療法)の成功率は低く長期間を要することから,より有効な薬物療法の開発が望まれる.

最近,我々は,魚油(エイコサペンタエン酸;EPA)が胆汁中レシチンを増加させCh結晶析出を抑制することによりCh胆石の予防効果を発揮することを見出した.本研究では,EPAがCh胆石に対して治療効果をも有するのではないか,との仮説に基づき,魚油(EPA)の胆石溶解効果を臨床的および実験的に探究することを目的とした.初年(98年)度に「Ch胆石症に対するEPA投与の臨床的効果」を検討した結果,EPAの6カ月投与が胆汁中の催石性指標(Ch過飽和度およびCh結晶析出時間)を顕著に改善することが判明した.そこで本年度は,「ハムスター胆石モデルにおけるEPAの胆石溶解効果の実験的検討」を行った.対象は,雄シリアンハムスター(4週齢,Sasco)50匹で,催石食により6週間飼育後,催石食単独または催石食+EPA(1000mg/kg)にてさらに6週間飼育した.開腹後,胆石総重量の測定,胆汁中Ch結晶観察(偏光顕微鏡),胆汁脂質組成分析を行った.その結果,催石食+EPA群では,催石食単独群に比し,胆汁中レシチンの増加とともに,胆石総重量の有意な減少が認められた.以上,本研究により,初めてEPA製剤の胆石溶解効果が実験的に明らかとなった.現在,臨床例での長期投与を継続し溶解効果について評価を行っている.現在,コレステロール(以下,Ch)胆石症に対する溶解療法(経口胆汁酸療法)の成功率は低く長期間を要することから,より有効な薬物療法の開発が望まれる.我々は,魚油(エイコサペンタエン酸;EPA)が胆汁中レシチンを増加させCh結晶析出を抑制することによりCh胆石の予防効果を発揮することを見出した.本研究では,EPAがCh胆石に対して治療効果をも有するのではないか,との仮説に基づき,魚油(EPA)の胆石溶解効果を臨床的および実験的に探究することを目的とした.まず,「ハムスター胆石モデルにおけるEPAの胆石溶解効果の実験的検討」を行った.その結果,催石食+EPA群では,催石食単独群に比し,胆汁中レシチンの増加とともに,胆石総重量の有意な減少が認められた.次に,「胆石患者におけるEPA投与の臨床効果」を検討した結果,EPAの6カ月間の経口投与が,治療前に比し,胆汁中の催石性指標(Ch過飽和度およびCh結晶析出時間)を顕著に改善することが判明した.さらに,EPAの投与を長期間(一年)継続した結果,2例に完全溶解消失,一例に部分溶解を認めた.以上,本研究により,初めて魚油(EPA)のCh胆石溶解効果が実験的ならびに臨床的に明らかとなった.これらの研究成果は,動脈硬化血栓症や高脂血症の治療に使用されている魚油(EPA)にCh胆石症の治療効果という新たな臨床的意義を負荷するものである.
体内時計の同調臨界点における代謝不安定化機構のオミクス解析と数理モデル

概日時計は24時間よりも多少短い(多少長い)周期の光サイクルにも同調できるが、短すぎる(長すぎる)と同調できなくなる。この同調から非同調へ転移する臨界点を「同調臨界点」と呼ぶ。そこでは体内時計は不安定化し、生育が非常に不均一になることが観察されている。一方で、同調条件の中でも、概日時計に備わる固有の周期(フリーラン周期)と異なる明暗周期では、生育が大きく低下することが知られる。この現象は「サーカディアン共鳴現象」と呼ばれ、そのメカニズムは未だ不明である。本研究では、概日時計の同調現象に関連した生育不良を引き起こす生理機構を解明することを目的に行った。糖代謝モデルと弱パルス入力による概日時計の位相制御モデルを融合させ、非同調ストレスの数理モデルの提案を試みた。ここでは、ストレスの指標として、葉内におけるショ糖飢餓かつショ糖過剰を導入した。シミュレーションの結果、非同調条件下ではストレス指標が増大し、非同調現象が糖代謝モデルによって説明できる可能性が示唆された。次に、シロイヌナズナCCA1::LUCを用いて、非同調条件下における時計遺伝子CCA1の発現リズムを精密に計測し、かつ実験終了時のサンプルに対してRNA-seq解析を試みた。得られたトランスクリプトームデータを分子時刻表によって解析した結果、非同調条件下において時刻表示遺伝子群(151個)が示すべき概日リズムパターンに大きな乱れが確認された。つまり、概日時計によるトランスクリプトームの調節機能が正常に働いていないことが判明した。ストレス応答遺伝子群の挙動解析を進めているが、今後更なる実験と解析が必要である。本研究により、位相方程式が適応できる弱パルス入力の非同調に対する数理モデルを提案でき、またトランスクリプトーム解析によってストレス状態の定量化と、ストレス発生機構の解明について手がかりを得ることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。通常、体内時計は24時間よりも多少短い(多少長い)周期の光サイクルにも同調できるが、短すぎる(長すぎる)と同調できなくなる。そこでは体内時計は不安定化し、生育が非常に不均一になる。本研究では、同調臨界点における環境ストレスの解明を目的とし研究を行った。これまで、ルシフェラーゼ・レポーターアッセイによる時計遺伝子CCA1の発現リズム解析により、非24時間周期の光サイクル条件における概日リズムの不安定現象を観察した。計測システムを新たに調整し、水耕栽培にてシロイヌナズナを栽培し、その成長過程におけるルシフェラーゼ発光、ならびに形状を計測するシステムを構築した。また、糖代謝モデルを利用し、ショ糖飢餓/過剰によるストレス応答の視点で生育不良のモデリングを検討した。今後は、トランスクリプトーム解析によるストレス応答遺伝子群の同定、メタボローム解析による糖代謝産物の評価を行い、分子データに基づく数理モデルの構築を目指す。ここでは、単に遺伝子や代謝などの分子実態に基づくモデリングを行うだけでなく、体内時計の制御を念頭に置いた数理モデルの構築を目指す。具体的には、時計遺伝子CCA1の時系列解析による体内時計の振幅情報ならびに位相情報の抽出を行い、非線形力学の理論的枠組みを利用した制御志向のモデルをサブモデルとして導入する。今年度は、今後の展開に向けた基礎的な取り組みを行った。計画通りに進行し、かつ新学術班会議等で新たなアイディアを得ることができ、当初計画に比べ、良い研究を展開できているため。トランスクリプトーム解析によるストレス応答遺伝子群の同定、メタボローム解析による糖代謝産物の評価を行い、分子データに基づく数理モデルの構築を目指す。

ここでは、単に遺伝子や代謝などの分子実態に基づくモデリングを行うだけでなく、体内時計の制御を念頭に置いた数理モデルの構築を目指す。具体的には、時計遺伝子CCA1の時系列解析による体内時計の振幅情報ならびに位相情報の抽出を行い、非線形力学の理論的枠組みを利用した制御志向のモデルをサブモデルとして導入する。
船員技能の早期習得のための係船状態の見える化システムの開発

本研究では、船舶係留ロープの張力を簡易的に測定し、且つ、遠隔表示ができる船舶係留計測装置の開発を実施する。この装置の遠隔表示システムを申請者が所属する学生に利用してもらい、船舶の係船状況の可視化を体験することにより、船員を志す学生の係船技能の習熟の支援教材として活用する。体験者にはアンケートを依頼し、アンケート結果をもとにこの装置が教育支援につながっているのかを確認するとともに改善につなげる。
ムギ類卵細胞の人為活性化とRNP-CRISPRによるゲノム編集半数体植物の創出

本研究では、ムギ類の遠縁交雑による半数体作出法と受精卵を用いたゲノム編集技術を組み合わせることで斬新なムギ類ゲノム編集技術の確立を目的としている。本年度は、主に下記の3項目について研究を実施した。1)コムギin vitro受精(IVF)系の確立:成熟したコムギ子房の中央部付近をマンニトール溶液中で切断し、切断下部子房から卵細胞を得た。また、黄色もしくは黄緑色を呈した発達段階の葯をマンニトール溶液中破壊させることで、花粉から放出されてくる精細胞をガラスキャピラリーにて回収した。これら雌雄配偶子を融合ドロップ中に移し、電気融合法により融合させた。この際の融合条件・方法は、イネIVF系のそれらを基本的に用いたが、直流パルスの回数や融合後の受精卵の処理方法などを改変することで、コムギ配偶子の電気融合による受精卵の作出および培養が達成できた。さらに、この受精卵を増殖・発生および再分化させることで稔性をもつコムギ植物体が得られた。2)IVF系を用いたムギ類半数体植物の作出:コムギの子房から卵細胞を、トウモロコシの花粉から精細胞をそれぞれ単離し、それらの雌雄配偶子を上記1)の手法を用いて融合させることにより、コムギ-トウモロコシ交雑受精卵を5個体作出した。その後、それら交雑受精卵を培養・再分化させることで植物体(4ライン)を得た。さらに、それら植物体の倍数性をフローサイトメトリーで調べたところ、半数体であると推定された。3)交雑受精卵のCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集半数体の作出:コムギ-トウモロコシ交雑受精卵のCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集に向けて、イネ受精卵を用いてCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集法の確立を試みたところ、当該処理を施した受精卵から再生したイネ植物体の464%でゲノム編集が生じていることが示された。本研究では、単離したムギ類の卵細胞とトウモロコシの精細胞をin vitro受精(IVF)により融合させたのち、その交雑受精卵にCas9タンパク質とガイドRNA (gRNA)の複合体(Cas9-gRNA RNP)を導入し、さらにそれら受精卵を増殖・発生させる。これにより、ムギ-トウモロコシ交雑受精卵の発生過程においてトウモロコシゲノムの脱落とゲノム編集を引き起こし、ムギ類卵細胞からゲノム編集半数体植物を直接作出する。1)コムギIVF系の確立:これまでにトウモロコシおよびイネにおいてIVF系は確立されているが、コムギでは確立されていなかった。本年度、コムギのIVF系を確立できたことで、下記の項目2)および3)の解析を行うための基盤ができた。2) IVF系を用いたムギ類半数体植物の作出:コムギ卵細胞とトウモロコシ精細胞の交雑受精卵から、植物体の再分化まで進められたことは本年度期待していた以上の成果であった。また、再分化植物が半数体と推定されたことで、当初の計画どおりに進展している。3)交雑受精卵のCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集半数体の作出:イネ受精卵を用いたCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集が確立できたことから、コムギ-トウモロコシ交雑受精卵での実用化も大いに期待できる状況にある。1.コムギ-トウモロコシ交雑受精卵由来の植物体におけるゲノム組成:上記の進捗状況の項目2)において、コムギ-トウモロコシ交雑受精卵から半数体と推定されるコムギ植物体が得られたが、この植物にはトウモロコシゲノム(染色体)の一部が残存している可能性がある。当該植物体のゲノムDNAおよびトウモロコシ動原体リピートに対するプライマーを用いたPCRを行い、上記の可能性を検証する。また、当該植物のゲノムリシークエンスも試みる。2.トウモロコシ動原体可視化の試み:RGEN-ISL法を用いてトウモロコシ動原体可視化を試みる。この項目では、まず、トウモロコシ動原体リピート配列に対する蛍光標識gRNAとdCas9タンパク質の複合体をトウモロコシ葉由来の核に作用させて、トウモロコシゲノム動原体の可視化の可否を判断する。当該系が確立された際は、コムギ-トウモロコシ受精卵および初期胚を用いてトウモロコシ動原体の可視化を行い、受精卵発生過程のどの段階でトウモロコシゲノムの脱落が生じるか明らかにする。3.コムギ受精卵への物質導入系の確立:PEG-Ca2+法を用いた物質導入系をイネ受精卵の系を参考に確立する。4.交雑受精卵のCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集半数体の作出:コムギAP2遺伝子およびDL遺伝子の標的遺伝子ガイドRNAとCas9タンパク質の複合体(Cas9-gRNA RNP)を形成させたのち、コムギ-トウモロコシ交雑受精卵内にPEG-Ca2+法を用いて導入し、その受精卵から植物体を再分化させ、編集ゲノム部位の特定、表現型、倍数性の評価などを行う。さらに、半数体植物のコルヒチン処理により倍加半数体(二倍体)を作出し、自殖種子を得る。さらに、自殖次代植物において、それらの形質評価および編集遺伝子の伝達の確認などを行う。

1)コムギin vitro受精(IVF)系の確立:成熟したコムギ子房の中央部付近をマンニトール溶液中で切断し、切断下部子房から卵細胞を得た。また、黄色もしくは黄緑色を呈した発達段階の葯をマンニトール溶液中破壊させることで、花粉から放出されてくる精細胞をガラスキャピラリーにて回収した。これら雌雄配偶子を融合ドロップ中に移し、電気融合法により融合させた。この際の融合条件・方法は、イネIVF系のそれらを基本的に用いたが、直流パルスの回数や融合後の受精卵の処理方法などを改変することで、コムギ配偶子の電気融合による受精卵の作出および培養が達成できた。さらに、この受精卵を増殖・発生および再分化させることで稔性をもつコムギ植物体が得られた。2)IVF系を用いたムギ類半数体植物の作出:コムギの子房から卵細胞を、トウモロコシの花粉から精細胞をそれぞれ単離し、それらの雌雄配偶子を上記1)の手法を用いて融合させることにより、コムギ-トウモロコシ交雑受精卵を5個体作出した。その後、それら交雑受精卵を培養・再分化させることで植物体(4ライン)を得た。さらに、それら植物体の倍数性をフローサイトメトリーで調べたところ、半数体であると推定された。3)交雑受精卵のCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集半数体の作出:コムギ-トウモロコシ交雑受精卵のCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集に向けて、イネ受精卵を用いてCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集法の確立を試みたところ、当該処理を施した受精卵から再生したイネ植物体の464%でゲノム編集が生じていることが示された。本研究では、単離したムギ類の卵細胞とトウモロコシの精細胞をin vitro受精(IVF)により融合させたのち、その交雑受精卵にCas9タンパク質とガイドRNA (gRNA)の複合体(Cas9-gRNA RNP)を導入し、さらにそれら受精卵を増殖・発生させる。これにより、ムギ-トウモロコシ交雑受精卵の発生過程においてトウモロコシゲノムの脱落とゲノム編集を引き起こし、ムギ類卵細胞からゲノム編集半数体植物を直接作出する。1)コムギIVF系の確立:これまでにトウモロコシおよびイネにおいてIVF系は確立されているが、コムギでは確立されていなかった。本年度、コムギのIVF系を確立できたことで、下記の項目2)および3)の解析を行うための基盤ができた。2) IVF系を用いたムギ類半数体植物の作出:コムギ卵細胞とトウモロコシ精細胞の交雑受精卵から、植物体の再分化まで進められたことは本年度期待していた以上の成果であった。また、再分化植物が半数体と推定されたことで、当初の計画どおりに進展している。3)交雑受精卵のCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集半数体の作出:イネ受精卵を用いたCas9-gRNA RNP処理によるゲノム編集が確立できたことから、コムギ-トウモロコシ交雑受精卵での実用化も大いに期待できる状況にある。1.コムギ-トウモロコシ交雑受精卵由来の植物体におけるゲノム組成:上記の進捗状況の項目2)において、コムギ-トウモロコシ交雑受精卵から半数体と推定されるコムギ植物体が得られたが、この植物にはトウモロコシゲノム(染色体)の一部が残存している可能性がある。当該植物体のゲノムDNAおよびトウモロコシ動原体リピートに対するプライマーを用いたPCRを行い、上記の可能性を検証する。また、当該植物のゲノムリシークエンスも試みる。
新しいスピンクロスオーバー錯体の創生

末端にイミダゾール基を含む直鎖状多座配位子を用いた金属錯体の構造と磁性について研究した。目的の一つは三次元でキラリティのそろった分子を選択的に集積させる自然分掌の実現である。もうひとつはスピンクロスオーバー現象とキラリティを兼ね備えた分子群の創生である。2-メチル-4-フォルミルイミダゾールと3,3'-(ジアミノプロピル)エチレンジアミンの2:1縮合物を直鎖状6座配位子として鉄(II)錯体を合成した。二つのイミダゾール部位のプロトンがついているタイプとひとつが脱プロトン化したタイプの錯体を合成した。プロトンがついているタイプの錯体のうちでは、過塩素酸塩について詳しく研究した。この錯体は5K幅の熱履歴を持つ急激なスピン転移を示した。磁化率、メスバウアー、熱容量分析でその詳細を明らかにした。結晶構造の温度変化を決定し、高スピン状態と低スピン状態では空間群が変化することを見出した。この変化と錯体分子にある飽和6員キレート環のコンフォーメーション変化が連動していることが明らかになった。この錯体は金属イオン周りの直鎖状配位子の巻き方によりキラル分子であるが、キラル集積されていない。一方、モノ脱プロトン化錯体はイミダゾール-イミダゾレート間水素結合を形成してホモキラルな一次元鎖構造をもつ。しかし結晶構造ではC(clockwise)とA(anticlockwise)のホモキラル鎖が交互に配列したヘテロキラル構造(ラセミ混合物)となっていた。この錯体もスピンクロスオーバー挙動を示したが、熱履歴は示さなかった。スピンクロスオーバー現象は次世代光機能素子として注目を集めている。仏、独、スイスの研究グループがEUプロジェクトとして取り組んでいる。国内でも光機能材料を指向する研究計画が推進され、その中の有望な研究テーマとして取り上げられている。しかしながら、物質上の制約からビピリジン系、トリアゾール系のきわめて少数の分子が研究対象となっている。光誘起準安定状態が充分な寿命をもつためには、大きなスピン間相互作用をもつ新しい物質が必要である。Kahn及び佐藤らは、π-π相互作用を用いるが、この相互作用を多くの分子に拡張するのは困難である。Gutlichらは架橋多座配位子による多核化の方法を探っているが、困難に直面している。本研究は、イミダゾール-イミダゾレート間直接水素結合による共同効果を発現する新しいスピンクロスオーバー分子である。また、本系はpH変化によるプロトン解離が鉄のスピン状態、酸化状態を可逆的に制御できる分子群であり、ヘムタンパク化学の観点からも重要な化合物群である。平成16年11月に来日し、現在まで3ヶ月をかけて精力的に合成をすすめ、ようやく合成法を確立したところである。いくつかのサンプルで磁化率を測定し急激なスピン転移を観測した。
Benzodiazepine系薬物の脳細胞の各分画の結合に関する研究

ラット脳を細胞分画し、Benzodiazepine系薬物との結合能の高い分画をinーvitroで測定し、求めた。さらに脳を大脳皮質、小脳、脳幹、視床下部、その他に分割し、結合能の高かった分画を抽出して,結合率を求めた。また、Benzodiazepine系薬物との親和性を知るために、各組織ごとにScatchard plotをとりKd値を測定した。はじめにDe Robertisらの方法に準じて、ラット脳の細胞下分画を行なった。脳を核分画、mitochondriaーsynaptosome分画、microsome分画に分け、Benzodiazepine系薬物として^3Hーflunitrazepamを用いて各分画との結合能を測定した。その結果、mitochondriaーsynaptosome分画が有意に高い結合能を示した。以後の実験には、この分画と本質的には同一のものと考えられるホモジネ-ト粗膜分画を使用した。ついで、ラット脳を大脳皮質、小脳、脳幹、視床下部、その他に分け、そのホモジネ-ト粗膜分画を作成し、冷凍保存したものを測定に用いた。解凍した標品をTris/citrate緩衝液に浮遊させ、その一部でタンパク量をプロテインアッセイキットで測定し、ついで各々と^3Hーflunitrazapamとの結合を吸引濾過法を用いて求めた。また、結合した標識リガンドB(Bound)と非結合の遊離標識リガンドF(Free)を分離してScatchard plotをとり、そのKd値を求めた。その結果、結合は大脳皮質で最も高い値を示し、ついで視床下部であり、小脳、脳幹、その他との結合は低い値であった。また、Kd値も大脳皮質が最も低値であり、^3Hーflunitrazepamとの親和性が高いことを示した。これはflunitrazepamの作用部位および薬効との関係を示唆している可能性がある。今後は他のBenzodiazepine系薬物を用いての結合実験を行ない、比較検討したいと考える。
海外の研究者との連携による中国・日本における禅思想の形成と受容に関する研究

本プロジェクトは、中国禅を研究対象とする第I部会と日本禅を研究対象とする第II部会からなるが、平成30年度は、第I部会は3回の定例研究会(9月22日・11月17日・12月22日)を、第II部会は2回の定例研究会(6月16日・10月13日)を開催した(いずれも一般に公開)。定例研究会では、研究代表者の伊吹敦のほか、研究分担者の程正氏、齋藤智寛氏、ダヴァン・ディディエ氏らが研究発表を行った。また、これらの定例研究会のうち、6月16日、9月22日の定例研究会では、この機会を利用して海外の研究者の招聘を行い、国際シンポジウムの形式で開催した。具体的には、6月16日の定例研究会では、ダヴァン・ディディエ氏に加えて、フランスの二人の学者(フレデリック・ジラール、張超)をお招きして「フランスの研究者による禅研究」と題する国際シンポジウム、9月22日の定例研究会では、程正氏に加えて、中国から定源氏をお招きして「初期禅宗研究の最前線」と題する国際シンポジウムを開催した。これとは別に、国内外の研究機關と共催の形で、次に掲げるような二つの大規模な国際シンポジウムを開催した。1.武漢大学国際禪文化研究センター設立記念国際シンポジウム「Chan・Zen・Seon:禅的形成及其在世界的展開」(5月4日、武漢大学、武漢大学との共催)2.第1回道元研究国際シンポジウム「世界の道元研究の現在」(7月21日・22日、東洋大学白山キャンパス、駒澤大学禅研究所・東洋大学東洋学研究所と共催)また、上記の定例研究会、国際シンポジウムでの発表内容を中心に、研究プロジェクト内外の研究者の投稿論文をも集録した本研究プロジェクト編集の学術雑誌、『国際禅研究』第2号を刊行した(2018年10月、全256頁)。平成30年度は、大規模な国際シンポジウムを2回、小規模な国際シンポジウムを2回開催することができたので、少なくともこの点では、当初の計画を超える実績を挙げることができた。そのうち、中国の武漢大学で武漢大学国際禅文化研究センターと共催した国際シンポジウム「Chan・Zen・Seon:禅的形成及其在世界的展開」では、本研究プロジェクトの構成員の大部分が発表を行うとともに、国内から二人(朝倉友海、井上克人)、韓国から四人(崔鈆植、朴海鐺、朴仁錫、朴永煥)を招聘するなど、中心的な役割を果たした。また、東洋大学を会場に駒澤大学禅研究所、並びに東洋大学東洋学研究所と共催した国際シンポジウム「世界の道元研究の現在」では、アメリカから二人(ウィリアム・ボディフォード、ゲオレン・コプフ)、ヨーロッパから三人(フレデリック・ジラール、ラジ・シュタイネック、アルド・トリーニ)、韓国から一人(柳済東)、日本から三人(竹村牧男、石井清純、頼住光子、何燕生)を招聘して最新の研究成果を発表してもらい、世界の道元研究において多様なアプローチが行われていることを明示することができた。このシンポジウムは大変な反響を呼び、連日、百数十人の聴衆がおし寄せ、また、宗教関係の新聞に大きく取り上げられた。一方で問題点があったことも認めねばならない。一つは定例研究会の開催回数が、当初の目標に達しなかったということである。研究分担者の発表が一巡したこともあるが、国際シンポジウムの開催が頻繁であったことが大きかった。もう一つは、『国際禅研究』の刊行が第2号のみに止まったということである。国際シンポジウムに費用が嵩んだため、次年度以降の予算の前倒しを行ったが、それでも第3号の刊行は次年度に持ち越された。以上、いくつかの問題点はあったものの、全体を振り返るとき、おおよそ当初の計画に沿った実績を挙げることができたと判断している。平成30年度の研究実績を踏まえ、今後の研究の推進方策として以下のものを考えている。1.今年度までには行えなかった重要なテーマについて国際シンポジウムを開催する。具体的には、第I部会に関しては、a.禅の起源の解明、b.禅問答と語録・公案の成立と意義、c.明清時代における禅の意義、c.近現代における禅の意義、等であり、また、第II部会に関しては、a.兼修禅の実態と評価、b.近世における禅宗の存在意義、c.近現代における禅の意義、c.欧米への禅の伝播とその意義、等である。ただ、時間的・経費的・能力的限界があるので、これらのテーマの中から条件の調ったものから順次実施してゆく予定である。2.本年度、国際シンポジウムを多数開催したため、その際の発表内容を元にした多くの論文が寄せられている。これらを全て公表するために、少なくとも来年度は『国際禅研究』を二冊刊行しなくては間に合わない。経費がかかるが、何とかやりくりして実現してゆくつもりである。3.シンポジウム開催と『国際禅研究』刊行以外では、禅宗研究のために日本に留学中の外国人留学生が交流できる機会を設けることができないか検討してゆきたい。また、日本の今後の禅研究のために、禅研究の意義を広く社会に知らしめる書籍が刊行できないかについても検討を始めたい。

本研究プロジェクトは、中国禅を研究対象とする第I部会と日本禅を研究対象とする第II部会からなるが、第I部会は4回の定例研究会を(6月17日、7月29日、12月29日、2月24日)、第II部会は5回の定例研究会を開催した(5月20日、9月16日、10月21日、11月18日、1月27日)。定例研究会では、研究代表者のほか、研究分担者の斎藤智寛、原田香織、松浦哲文、何燕生、柳幹康、舘隆志、土屋太祐の各氏、外部からステファン・グレイス氏が発表を行った(定例研究会は全て公開で、インターネット等を通じて広報を行った)。また、可能な場合には、定例研究会の機会を利用して海外の著名な禅研究者を招聘して公開講演会を開催した。具体的には、10月21日にチューリヒ大学のラジ・シュタイネック氏に「道元と時間論」と題する講演を、また、1月27日に台湾の銘伝大学助理教授の黄青萍氏に「敦煌文献中的北宗禅及其研究価値」と題する講演をお願いした。更に、東洋大学東洋学研究所と共催の形で二度にわたって国際シンポジウムを開催した。即ち、「東アジアにおける禅仏教の思想と意義」をテーマに開催した「日・韓・中国際仏教学術大会」(7月1-2日)と「東アジアにおける禅思想の諸相」と題する国際シンポジウム(12月16日)である。特に前者は韓国金剛大学校仏教文化研究所と中国人民大学仏教与宗教学理論研究所との共催で、三箇国の研究者が集い、東アジアの禅宗全般について意見交換を行う大規模なもので、その内容は東洋学研究所から『東アジア仏教学術論集』として刊行されている。年度末には、本研究プロジェクトの研究活動の成果を社会に還元するとともに、一般から募った論文を掲載する雑誌として『国際禅研究』創刊号を刊行し、内外の研究機関や研究者に配布するとともに、全ての人が自由にアクセスできるように東洋大学学術情報リポジトリへの登録を行った。平成29年度中に第I部会で4回、第II部会で5回の定例研究会を開催し、研究プロジェクトの研究代表者・分担者のほぼ全員が研究発表を行った。これによって部会毎に二箇月に一回程度、定例研究会を開くという当初の目標はほぼ達成できた。外部の参加者を交えての熱い討論が行われた場合も見られ、禅研究の推進という点で十分な意味を持ったと考えている。また、海外の著名な研究者を招聘しての公開講演会は2回開くことができた。計画よりやや少ないが、初年度で準備不足であったため、ある程度、やむを得なかったと思う。国際シンポジウムの開催については、7月に韓国と中国の研究者を招聘して「東アジアにおける禅仏教の思想と意義」をテーマに「日・韓・中国際仏教学術大会」を開催し、12月に香港と台湾から若手研究者を招聘して小規模な国際シンポジウム「東アジアにおける禅思想の諸相」を開催した。これによって、世界の禅研究者の結節点を形成するため、毎年、大規模なシンポジウムを含む複数回の国際シンポジウムを開催するという当初の目標をかろうじて達成することができた。ただ、初年度で準備が十分でなく、二回ともはっきりとしたテーマを提示できず、取りあえず人を集めたといった感じになってしまったのは遺憾である。また、招聘した研究者が東アジアの国々に偏っている点も問題であり、今後、これらの点を修正してゆく所存である。年度末には、本プロジェクトが主催したシンポジウム、講演会、定例研究会等での発表内容や投稿論文等を掲載する『国際禅研究』創刊号を刊行・配布し、同時に東洋大学学術情報リポジトリにも登録して自由に閲覧できるようにした。これも計画通りであるが、編集の都合上、2017年の11月以降に開催したシンポジウムや講演会の発表内容は含まれていない。これらを平成30年度刊行の『国際禅研究』第2号以下に持ち越さざるをえなかったことは遺憾である。
高濃度のヒ素を含む地下水中の多成分輸送と除去システム設計のためのモデルの開発

地下水による慢性ヒ素中毒は多くの国で深刻な社会問題になっている。特にインド、バングラデシュでは広域でヒ素による地下水汚染が確認されており、多数の慢性ヒ素中毒患者が発生している。国内では、世界保健機関(WHO)の勧告を受けて当時の厚生省が1992年にヒ素の水道水質基準を0.01mg/Lに改訂し、国内各地でも地下水ヒ素汚染が報告されるようになった。ヒ素除去システムの設計及び地下水中でのヒ素の動態の把握のために、地下水中のヒ素輸送モデルの構築は重要な課題である。土壌中及び地下水中では、ヒ素の多くが3価及び5価の無機態として存在し、土壌中に存在する鉄の水酸化物によく吸着されるということが知られている。鉄の多くが水酸化第二鉄として存在するような酸化環境下では、土壌中に存在するヒ素の多くは鉄を含む堆積物に吸着されている。この堆積物が還元環境下におかれると、水酸化鉄の沈殿物は不安定となって分解し、吸着されていたヒ素が可溶化して溶出する。このような溶出機構は還元プロセス型ヒ素汚染ということができる。研究の第一段階として、上述のような鉄とヒ素の化学的相互作用に着目し、鉛直一次元のカラム実験を行った。その結果、土壌が還元環境になると鉄が溶出し始め、同時期にヒ素濃度が増加し始めた。また、還元状況下で鉄とヒ素を含む水が酸化環境におかれると、水中の鉄、ヒ素濃度はそれぞれ低下した。これにより還元状況下で溶出したヒ素、鉄を曝気させることでヒ素を除去できる可能性があることが本実験によっても示された。第二段階として、微生物の増殖による酸化還元反応を考慮した鉛直一次元の多成分輸送モデルの開発を行った。具体的には、酸化還元反応にかかわる化学種(溶存酸素、鉄、マンガン、硝酸イオン、硫酸イオン、有機態炭素)およびヒ素の濃度について数値計算を行った。本モデルにより時間経過による微生物の増殖と、それに伴う鉄、ヒ素の溶出を表現することができた。現在,ヒ素による地下水汚染が世界各地で報告されている.土壌中及び地下水中では,ヒ素の多くが3価及び5価の無機態として存在しており,これらの無機態のヒ素は,土壌中に存在する鉄の水酸化物によく吸着されるということが知られている.鉄の多くが水酸化第二鉄として存在するような酸化環境下では,土壌中に存在するヒ素の多くは鉄を含む堆積物に吸着・固定される.この堆積物が還元環境下におかれると,水酸化鉄中の鉄が溶出し,それに吸着していたヒ素が脱着・溶出すると考えられるが,本メカニズムについては,現在までのところ十分な知見が得られていない.本研究では,平成18年10月から平成19年3月の6ヶ月間に,次のような実験を行った.土壌を還元環境とするカラム実験と,還元環境の土壌から流出した水を酸化するカラム実験を連続して行い,酸化・還元環境の変化にともなう各化学種(As,Fe,Mn,Zn,Mg,K)の動態,なかでも鉄とヒ素の関係について考察した.その結果,土壌が還元環境下におかれると,土壌中のAsが溶出することが分かった.溶出時のAsとFeの挙動から,Asの溶出はFeの溶出に伴うものであることが確認できた.また,還元環境下で溶存態となったAsは酸化環境下におかれると,Feと共沈もしくはFeの沈殿物に吸着する形で,土壌表面(本実験ではガラスビース)に付着することが分かった.今後はこの実験結果を参考にし,砂層による酸化により、鉄の沈殿に伴うヒ素の共沈実験を行い、共沈現象の数値計算を目的としたモデルの開発および酸化還元環境の変化に伴うAsの溶出・吸着過程を再現するモデル(ヒ素形態予測モデル)の構築を図る予定である.地下水による慢性ヒ素中毒は多くの国で深刻な社会問題になっている。

これにより還元状況下で溶出したヒ素、鉄を曝気させることでヒ素を除去できる可能性があることが本実験によっても示された。第二段階として、微生物の増殖による酸化還元反応を考慮した鉛直一次元の多成分輸送モデルの開発を行った。具体的には、酸化還元反応にかかわる化学種(溶存酸素、鉄、マンガン、硝酸イオン、硫酸イオン、有機態炭素)およびヒ素の濃度について数値計算を行った。本モデルにより時間経過による微生物の増殖と、それに伴う鉄、ヒ素の溶出を表現することができた。