hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
正則変動性とその応用

正則変動性で特徴付けられる分布について研究した。具体的には、truncated moment ∫^x_ot^αμ(dt)が緩慢変動する分布、μ(x,∞)が正則変動する分布、及び、exponential tailをもつ分布の3種類である。いずれも確率論に於いて、主に極限定理と関連して現われる分布である。slowly varying truncated momentをもつ分布とregularly varying tailをもつ分布に対しては、Mellin-Stieltjes convolution (MS-convolutionと書く。確率変数の独立積にあたるもの)についての合成、分解についての性質についての基本的な結果を得た。前者については一方が、slowly varying truncated momentをもち、他方がもたずにそれらのMS-convolutionがslowly varyingtruncatedmomentをもつような分布が存在することを示した。これはR.A.Mallerが与えていたconjectureに対する反例となっている。後者については、ふたつの分布のMS-convolutionが正則変動するtailをもち、一方にモーメントに関する条件を仮定した場合、他方のtailが正則変動性をもつかという問題について考えた。結果は正則変動の指数が0であるか負であるかによって異なり、指数0なら正しく、負ならば正しくない。ただし、指数が負の場合、正しくないことを示す具体例は現在の所、ある種のcriticalな条件を満たすものに限られており、そうしたものに限られることを余予想している。
オンライン仮動的実験に基づくRC造有開口耐震壁の数値解析モデルの確立

本研究は地震時に複雑な破壊モードを示し,構造性能の把握が困難とされる開口を有する鉄筋コンクリート造耐震壁部材(以下,有開口耐震壁)に対し,申請者の提案したせん断強度評価手法に基づき,コンピュータ解析に適用可能な復元力特性モデルを確立することで,現行設計法改正に資する成果を創出し建築構造設計者の設計自由度向上に寄与することを目的としている。具体的には,オンライン仮動的実験手法による構造実験,FEM解析,時刻歴応答解析の3つを用いて申請者が提案した有開口耐震壁の部材復元力特性モデルの検証を行い,市販の構造解析ソフトウェアに採用される柱梁モデルと同等の実用レベルにまで再現精度の向上を図る。
二重径を有する金属ナノロッドの電気化学形成

本研究では,メタマテリアルとしての応用を目ざし,二重径を有する金属ナノロッドアレイの作製に取り組んだ。具体的な手順として,1アルミニウム表面に200nm間隔の周期的なパターンを有するモールドを用いてナノインプリントを行った,2第1段階陽極酸化により細孔を形成させ,エッチングにより細孔径を拡大した,3同じようにして第2段階陽極酸化とエッチングを行った。このようにして得られた二重径細孔を有するポーラスアルミナを「鋳型」として,Agの電気めっきを試みた。電気めっきは硫酸銀水溶液中,還元(Agの析出,副反応として水素発生)と酸化(析出したAgの溶解)電位を交互に印加することにより行った。この間の電流応答を調べたところ,Agが細孔底部から析出する間,パルス電流は徐々に減少するが,析出が細い細孔から太い細孔に移るときに電流の増加が観察された。この現象は,太い細孔からバルク(電解液)に移るときも観察された。これは,電流応答をモニターすることによって二重径細孔への金属充填(率)の制御が可能であることを意味する。Agがアルミニウム/アルミナ鋳型に埋め込まれた状態でメタマテリアルは動作するが,形態観察のため鋳型を溶解させた状態でSEM測定を行った。その結果,Agナノロッドの第一径の直径は80120nm(長さ50100nm),第二径の直径は4050nm(200250nm)と見積もられた。その他,XRD,拡散反射UV-Vis分光法によってキャラクタリゼーションを行った。24年度が最終年度であるため、記入しない。メタマテリアルは,電磁波の波長領域よりも小さな構造(サブ波長構造)で構成され,負の屈折率などの異常な電磁応答を引き起こす物質である。この分野の1つの課題は,金属の3次元構造を自在に操ることであり,最近では可視,紫外領域での動作を実現するために,ナノメートルオーダーの精度を有する大規模かつ低廉な加工技術が望まれている。本研究は,ポーラスアルミナを鋳型とした金属ナノロッドアレイの電気化学的作製技術をメタマテリアル創製技術にまで発展させることを目的とする。具体的には,(1)均一な金属ナノロッドアレイを作製し,その構造を自在に制御する技術を確立する。(2)所望のアスペクト比を有する金属ナノロッドを設計する技術を確立する。(3)二重径を有する金属ナノロッドからなる高規則性アレイを作製する。(1)陽極酸化による高規則性ポーラスアルミナの作製浴温度を一定にしたシュウ酸水溶液にアルミニウム板を浸漬し,定電圧で陽極酸化を行った。細孔の形成を原子間力顕微鏡によって確認した。浴温度によって規則性を,印加電圧によって細孔径と孔間隔を制御した。(2)銀イオンのパルス電解による銀ナノロッドの形成アルミ板を基板電極としてそのまま電析させるために,(1)細孔底部のバリヤー層(絶縁層)除去,(2)交流電圧あるいは交互パルス電位の印加,(3)電析浴の調製を行い,最適条件を見いだした。構造評価には原子間力顕微鏡,走査電子顕微鏡に加えて,X線回折法を使用し,結晶構造と配向性を観察した。(3)銅イオンのパルス電解による酸化銅結晶の形成アルミ板を基板電極として銅イオンの電析を試みたところ,パルス条件によって銅,酸化銅が作り分けられ,それぞれが固有のナノ構造を有することを見いだした。当初目標として,アルミナ基板にナノパターンを加圧転写することを挙げていたが,加圧転写のための条件の最適化に多くの時間を要した。これ以外の目標については概ね計画通り達成できた。

ナノパターンの加圧転写→二重径細孔構造の構築を速やかに行い,二重径金属ナノロッドを完成させる。金属充填方法については平成23年度の実験で得られた知見を用いる。研究の終盤では得られた二重径金属ナノロッドのメタマテリアルとしての物性評価に供する。研究計画に変更点は無い。
液体ー蒸気系における圧力波ーボイド波とその流動特性への影響

●ノズル内気液2相流を作り出す垂直ブロ-ダウン風洞実験装置を作成し、うまく作動することを確認した。水を用い、混入気体流量と真空槽圧力(主流のボイド率と液相流速に対応)を変えて実験を行った。●ストロボ写真を用い、各実験条件について、各測点における気泡の変形・偏流の様子を調べた。さらに2重露光写真により、気泡の局所速度を測定する方法を確立した。●半導体圧力変換器により、ノズル軸に沿った壁上の測点で圧力を測定し、平均値、変動の強さ、変動のパワ-スペクトル密度関数を算出するデ-タ処理プログラムを作成し、実行した。●いくつかの気泡流モデルに基ずき、ノズル内気泡流の準1次元定常解を数値的に求め、ボイド率、気泡寸法の相違による気泡流の加速特性、特に速度滑り特性を調べた。定常解に、ノズル上流のある位置で、ある時刻から圧力の周期変動を加え、その後の伝播および成長・減衰の様子を調べた。●ガスインゼクタ-、ストロボ測定系の工夫により、微小・均一気泡の発生、気泡の変形・偏流の鮮明な可視化に成功した。減圧・加熱水,nーペンタンによる実験を開始した。●初期値問題に適切な(複素特性曲線を与えない)体積中心速度に関する気相の運動方程式を用いるモデルは、ノズル流れに対して局所キャビテ-ションを生じ、実験結果に合わない。定常・準1次元流れに局所圧力変動を加えて、変動のその後の伝播・成長を調べる方法は、観測される圧力変動の特性と定性的に(一部定量的に)一致する。●蒸発・凝縮、気泡の核化を伴う流れの実験、および解析モデルの構成、それによる波の分散特性、ノズル流れの計算は、現在進行中であり、近く、論文および著書として公表する準備を進めている。
大阪湾44年の海洋環境変化から類推した栄養管理の在り方に関する研究

平成30年度は大阪湾の湾央部を対象として「赤潮三変動期間」並びに「各種規制」数年前のデータの組み合わせから安定した重回帰モデルを作成した。そのモデルを規制直前及び直後のデータに当てはめて、寄与率の変化を見た。C. Suzuki(2015)を手本としつつ、より説明率の高い重回帰モデルを作成し、瀬戸内海環境保全基本計画の新視点に反映させた。手順については、平成29年度と近似であり以下のとおりである。1使用変数はすべて各調査点の表層で採水された測定項目の値の中から観測データ値の充足率の高いものを選択した。2重回帰モデルは「赤潮三変動期間」及び「各種規制」の2年前以前のデータから優位水準0.15として逐次選択法(Stepwise method)を用いて算出した。3残差の検証には残差の正規確率プロット、残差対適合値、及び残差対データ順序のグラフを使い、回帰結果の正規性、誤差の独立性、分散の一定性を確認した。推定値と実測値との比較には散布図を用い、推定値が妥当であることを検証した。これらの解析にはMinitab17を使用した(試用版でトレーニングを積んだ上で)。4ここで得られたモデルをそれ以後のデータに適用し、予測値と実測値との間の相関関係を検証するとともに寄与率の低下から「各種規制」の影響を確認した。5「各種規制以後のデータ」から新規のモデルを作り、既存モデルとの偏回帰係数を比較して個々の項目の影響力を推測した。つまりは、説明変数として選択された環境要因と目的変数等との比較から、「各種規制」と赤潮指標との関係を検証した。大阪府の紙データベースの収集も完了し、既存電子データとの比較、修正もおこなった。そもそもが公式データ内で欠損とされている項目であったために、本解析におけるネックとはならない部分の修正ではあるもののデータアーカイブ化の観点から昭和47年度からの修正をおこなった。本研究室は、「大規模水損事故(先方組織長文書より一部引用)」の直撃にあい、研究室・実験室ともに全壊。(多くはデータについて)その復旧等作業が続いていた。平成30年度にあってもまだ一部、発表業績の流出、発表のとりやめ、旧ソフトでの代用や機器等の購入控えなどもあった。その一方で、研究大学への異動決定により結果的に時間的な余裕が出来、下半期においては研究スピードがかなりの部分で改善した。故の結果である。瀬戸内海環境保全基本計画は、瀬戸内海環境保全特別措置法第3条に基づき政府が策定する瀬戸内海の環境の保全に関する基本となるべき計画である。C.Suzuki(2015)を手本としつつ、より説明率の高い重回帰モデルを作成し、瀬戸内海環境保全基本計画の新視点に反映させる。本研究は、新瀬戸内法のより良き実現にもつながる研究として位置づけられるものである。これに資するため、大阪湾を対象とした「赤潮三変動期間」及び「各種規制」に着目した解析をおこない、赤潮(異常基礎生産)と水質規制との関係性をより明確にすることを目的として研究を推進する。平成31年度は、とりわけ、大阪湾の湾口部を対象として「赤潮三変動期間」並びに「各種規制」数年前のデータの組み合わせから安定した重回帰モデルを作成する。そのモデルを規制直前及び直後のデータに当てはめて、寄与率の変化を見る。平成29,30年度に引き続き、この成果をベースとした、データベース管理の重要性などの発展研究にも注視していけたらとも考えている。学生が生物指標や大阪湾を除く瀬戸内海に知的興味を示しているため、研究教育上の観点から本研究に生かす形での広域的な瀬戸内海研究の発展も期待される。1972年度から現在に至るまで定期的かつ膨大なデータ量を有する「公共用水域の水質測定調査結果」の冊子及び電子データを加工の上でデータベースを作成した。赤潮の変動を示すモデルを作成する場合は、数値として扱いにくい視覚的・慣習的な定義ではなく、定量化された赤潮の指標を用いる必要がある。近隣の広島湾を対象とした大内(1982)の研究では、慣例的に赤潮の判定基準として用いられている項目を「赤潮を示す環境要因」として使用している。本研究でも、その方法に準じて、赤潮判定基準として使用されてきた環境要因を赤潮発生の有無によらず「赤潮指標」と定義し、データベースに組み込んだ。なお、赤潮の動態を知るには赤潮発生期だけに着目するのではなく、赤潮の生活環を通しての把握が必要である。本研究で対象とする閉鎖性海域大阪湾では、赤潮が冬期も発生するため周年データを用いることとした。夏季のみ扱うのではなく、冬季データも含めて赤潮発生の有無に寄らず調査データを扱うことで、細胞誘導期を含めた赤潮の動態解析が可能となった。具体的には、平成28年度は大阪湾44年分のデータベースの作成に重点を置き、データの安定性をはかる上でのモデルの当てはめも同時進行でおこなっていったことから、論文化についてはまだ準備段階ではあるが関係学会等での研究成果の発表に繋がっている。さらには、この成果をベースとした、環境教育、データベース管理の重要性などの発展研究にまで裾野が広がりつつもある。本研究室(神戸大学先端融合研究環鈴木千賀研究室)は、「2016年6月に、近隣棟の研究室(組織・教授名略)が引き起こした大規模水損事故(先方組織長文書より一部引用)」の直撃にあい、研究室・実験室ともに全壊。1年近く経過した今もその復旧等作業が続いている。

一部、発表業績の流出、発表のとりやめ、旧ソフトでの代用や機器等の購入控えなどもあったが、ただ、その被害の中にあっても遅延無きように最大限に科研費研究活動に心血を注いだ次第である。教員らには、危機意識の欠落なきよう、日々の業務につとめて頂きたいと願う。平成29年度は大阪湾の湾奥部を対象として「赤潮三変動期間」並びに「各種規制」数年前のデータの組み合わせから安定した重回帰モデルを作成した。そのモデルを規制直前及び直後のデータに当てはめて、寄与率の変化を見る。C. Suzuki (2015)を手本としつつ、より説明率の高い重回帰モデルを作成し、瀬戸内海環境保全基本計画の新視点に反映させた。手順は以下のとおりである。1使用変数はすべて各調査点の表層で採水された測定項目の値の中から観測データ値の充足率の高いものを選択した。2重回帰モデルは「赤潮三変動期間」及び「各種規制」の2年前以前のデータから優位水準0.15として逐次選択法(Stepwise method)を用いて算出した。3残差の検証には残差の正規確率プロット、残差対適合値、及び残差対データ順序のグラフを使い、回帰結果の正規性、誤差の独立性、分散の一定性を確認した。推定値と実測値との比較には散布図を用い、推定値が妥当であることを検証した。4ここで得られたモデルをそれ以後のデータに適用し、予測値と実測値との間の相関関係を検証するとともに寄与率の低下から「各種規制」の影響を確認した。5「各種規制以後のデータ」から新規のモデルを作り、既存モデルとの偏回帰係数を比較して個々の項目の影響力を推測した。変化の推測においては、選択された変数が異なる場合に加え、厳密には環境変化前後ではデータの標準偏差に変化が生じるため、モデルを標準化した上での偏回帰係数においては前後のモデルの係数ではなく、双方のモデル内での選択された説明変数同士の比較とした。ライセンスを考慮した上で現状ではMinitabの旧版を使用している。解析の精査は次年度に実施予定である。本研究室は、「大規模水損事故(先方組織長文書より一部引用)」の直撃にあい、研究室・実験室ともに全壊。2年近く経過した今も(多くはデータについて)その復旧等作業が続いている。一部、発表業績の流出、発表のとりやめ、旧ソフトでの代用や機器等の購入控えなどもあったが、ただ、その被害の中にあっても遅延無きように最大限に科研費研究活動に心血を注いでいる次第である。平成30年度は大阪湾の湾央部を対象として「赤潮三変動期間」並びに「各種規制」数年前のデータの組み合わせから安定した重回帰モデルを作成した。そのモデルを規制直前及び直後のデータに当てはめて、寄与率の変化を見た。C. Suzuki(2015)を手本としつつ、より説明率の高い重回帰モデルを作成し、瀬戸内海環境保全基本計画の新視点に反映させた。手順については、平成29年度と近似であり以下のとおりである。
核やマントルにおけるプリュ-ム・ダイナミックスの時空間カオス

地球の内核やマントルのような状況下(Ra数・Re数)での流体運動は、プリュ-ムダイナミックスによって特徴づけられる。マントル・核境界層からのマントルプリュ-ムの形成、内核・外核境界層からの軽元素に富んだプリュ-ムの上昇、外核上部からのプリュ-ムの沈降といったプロセスが核・マントルの構造・進化を支配している。ここでは、マントルのプリュ-ムダイナミックスを非線形振動子として考え、プリュ-ムダイナミックスをモデル化した流体力学オシレ-タによって、マントル・コア内で発生する流体の非線形振動現象の研究をおこなった。流体力学オシレ-タは、自由にその振動周期を設定でき、非常に安定なlimit cycle振動をすることが分かった。また、流体力学オシレ-タに外場をあたえると、引き込み現象がおこり、frequency locking(1:1、1:2、1:3、2:3、...(オシレ-タの振動周期:外場周期)が見つかった。さらに、lockingがはずれたところでカオス現象がみつかった。また、レ-ザ-・ドップラ-流速計を用いて、流体力学オシレ-タの流速時系列デ-タの収録を試みた。今回、新たに流速を時系列デ-タとして計測するためのソフト・ハ-ドの開発をおこない、時系列デ-タを得ることに成功した。さらに、現在は流体力学オシレ-タモデルの実際の地球物理現象への応用を試みている段階である。
船舶からの一酸化二窒素排出実体把握と削減手法の評価

温室効果ガスである一酸化二窒素の船舶排ガス中濃度を航行船舶で実測し、出力に対する変動特性を明らかにした。濃度はエンジン負荷による上昇領域と安定/減少期が存在する.最高発生率(g/kWh)には出力・温度に対するピークがあり、それ以上の出力・温度では減少する.この変化特性と一酸化窒素の特性は異なる.また発生率は二酸化硫黄発生率と非常に類似な排出特性が表れたが,低空気過剰率に移動するほど発生率差は大きくなる.海水電気分解スクラバー法による窒素酸化物除去装置のN2O削減効果を検証したところ、装置通過後の濃度は1825%低下し若干の削減が可能であることが明らかとなった。温室効果ガスの一つである一酸化二窒素(N2O)について、船舶からの排出量を航行船舶での現場測定から定量的に把握することを目的に、航行中の船舶で排ガス中N2O濃度を測定した。今年度は、C重油での実験を行うため、独立行政法人航海訓練所所有の練習船銀河丸及び青雲丸で実施した。2航海で、出港(又は抜錨)入港(投錨)の間、排ガス中のN2O、及び一般ガス成分の濃度、機関運転状態や一般気象・海象項目を連続的に測定した。また、数カ所で表層海水を採取し、神戸大学に持ち帰って海水中N2O濃度を測定した。また、C重油使用中に、機関の運転状態を変化させる実験も行った。この結果、機関の運転状況及び燃焼状態に応じたN2O濃度変化、一般ガス成分との関連、及びA重油とC重油の差などが明らかになった。温室効果ガスである亜酸化窒素(N2O)は二酸化炭素,メタンと並んで温暖化を引き起こすガスとして知られている.大気中のN2Oガスは極めて安定であり,地球温暖化係数はCO2の310倍である.現在大気中のN2O濃度は約310ppbVであるが,年0.2%0.3%の増加率を示しており,産業革命以降約8%増加したと言われている.国内外の研究により,自動車用ディーゼル機関のN2Oの発生メカニズムは少しずつ解明されているが,低質燃料油を主燃料とする舶用ディーゼル機関でのデータは極めて少ない.本研究では,実船でのN2O定量計測により船舶からの排出量及び排出特性を調べた.また実験用ディーゼル機関を用いて,燃料の噴射パターンがN2O排出率に及ぼす影響を調べ,エンジン内部におけるN2Oの削減対策を検討した.実船実験においてN2O排出率を計測した結果, N2Oが温暖化に与える影響はCO2の10%程度であることが分かった.またN2O排出率の排出特性はNO排出率とは異なり,SO2排出率と類似な傾向が表れた.これは,排ガス中のSO2濃度がNO濃度よりも低いため,N2Oの排出特性はSO2の影響を大きく受けているためと考えられる.HISを装備したディーゼル機関により,噴射パターンがN2O排出率に及ぼす影響を調べた結果,噴射及びAfter噴射の噴射量の増加すること,また,Afterの噴射時期を遅らせることにより,N2O排出率を低減できることが分かった.また海水電気分解スクラーバー法によるNOx除去装置で、同時にN2Oも除去されるかについて実験を行った。実験用ディーゼル機関からの排ガス中N2O濃度を除去装置前後で測定した結果、1825%の濃度低下が認められた。しかし実用化が進められている触媒法などでは90%以上の削減効果が認められており、海水電気分解スクラーバー法は優位であるとは言いがたい。神戸大学大学院海事科学研究科付属練習船「深江丸」において、停泊・錨泊・航行中に排ガス中・大気・海水中N2O濃度、機関運転状態や一般気象・海象項目を連続的に測定した。2航海で、瀬戸内海対馬太平洋を航行し、計15日間観測を行った。また、神戸大学深江キャンパスで大気中N2O濃度、一般気象項目の常時連続計測を行った。この結果、機関の運転状況及び燃焼状態に応じてN2O濃度が変化することが明らかになったが、排気温度にも依存するため、実験用機関を用いて基礎実験を行った。これらの結果は5月に開催される国際学会で発表する。当初予定通りに実船実験は終了し、解析も進んでいる。排煙処理システムによる実験も計画が進んでおり、実施の目処が立っている。初年度に計画していた実船実験は予定通り終了し、さらに予定外だが必要が生じた実験についても実施し、これらの結果を国際学会のプロシーディングにとりまとめた。また、次年度実施する実験準備も前倒しで実施した。予定していた実船実験は全て終了したので、詳細な解析を行い、順次公表する。

排煙処理システムによるN2O削減実験を実施し、これらの解析を行う。2012年度に、C重油使用船舶での実験を実施する。すでに実験日程は決定しており、準備中である。また2012年度後半から最終年度である2013年度にかけて、排煙処理システムを用いたN2O削減実験を行う。これらと平行して、船舶からのN2O排出量推定を行う。こらら研究成果は、随時国内外の学会等で発表し、学会誌に投稿する。標準ガスや排煙システム関係の消耗品を購入し、実験補助員を雇用して、実験を進める。また、成果発表のための旅費として使用する。実験に必要なハードウェアは揃っているため、標準ガスなどの消耗品を購入し、実験補助員を雇用して、実験を進める。
量子系における揺動散逸定理のマクロな破れ

これまでの研究により、非平衡統計物理学において最重要な定理の1つと考えられてきた揺動散逸定理(FDT)が量子系では破綻するということ、特に二次元電子系のホール伝導度に対しては巨視的な破れを持つことがわかっている。本研究では、一般の系において、電気伝導度に限らない一般の応答関数に対するFDTが、どのような条件で巨視的に破れるのかについて、モデルや応答関数の種類に依らず普遍的に成立する性質のみを用いた解析計算により調べる。また測定条件を変化させた場合にFDTの破れ方がどのように変化するのかについて、主に数値計算を用いて調べる。
非アルコール性脂肪肝炎の病態形成における JNK シグナルの機能解析

非アルコール性脂肪肝炎(NASH)は、肝炎・肝硬変へと至る病態として着目されている。本研究では、NASHの病態形成におけるJNKの役割について解析を行なった。その結果、NASH動物モデルにおいて、JNK1遺伝子のノックアウトマウスでは、肝線維化・肝癌の形成が減少している傾向が認められた。骨髄移植を用いたキメラマウスの解析結果、あるいは初代培養細胞を用いた研究結果より、NASHの病態形成には血液細胞に加え非血液細胞におけるJNK1の重要性が示唆された。1. NASH/肝線維化モデルにおける野生型、JNK1^<-/->、およびJNK2^<-/->マウスの解析コリン欠乏アミノ酸食(CDAA diet)を用い、野生型、JNK1^<-/->、およびJNK2^<-/->マウスにNASH/肝線維化を誘導した。肝臓における脂肪化の程度について、Oil Red O染色、肝組織中トリグリセライド含有量などにて評価を行ったところ、これらのマウスの間に明らかな差が認められなかった。一方、肝線維化の程度について、Sirius Red染色、線維化関連遺伝子の発現などにより検討を行ったところ、野生型、JNK2^<-/->マウスと比較してJNK1^<-/->マウスでは肝線維化の程度が低かった。野生型、JNK1^<-/->、およびJNK2^<-/->マウスより初代培養肝細胞を分離し、遊離脂肪酸の添加によりin vitroにおいて肝細胞の脂肪化を誘導した。これらの肝細胞間での脂肪化の程度、脂肪化による肝細胞死の程度について比較検討を行ったところ、明らかな差は認められなかった。以上の結果より、NASHによる肝線維化にはJNK1が重要な役割を果たしていることがin vivoの検討により示唆された。一方、野生型、JNK1^<-/->、およびJNK2^<-/->肝細胞の脂肪化に対する感受性・脂肪化による細胞死の程度はin vitro、in vivoにおいて同程度であり、肝線維化には肝細胞以外の細胞腫におけるJNK1の関与が中心となっている可能性が示唆された。本研究は、非アルコール性脂肪肝炎(NASH)の病態形成、とくに肝硬変・肝細胞癌への進展におけるc-Jun N-terminal Kinase(JNK)の役割を明らかにし、NASHの治療ターゲットとしてのJNKの可能性を分子レベルで探索することを目的としている。平成23年度には、NASH/肝線維化モデルの解析において、申請者がすでに報告している「免疫担当細胞のJNKの役割」を除外したうえで、肝細胞や肝星細胞など非血液系細胞のJNK isofomの機能を評価するために、骨髄移植によるキメラマウスの作成を行った。レシピエントが野生型、JNK1-/-、あるいはJNK2-/-マウスで、免疫担当細胞はいずれも野生型であるキメラマウスを作成し、これらをCDAA dietによるNASH/肝線維化モデルにおいて比較することにより、NASHの病態形成における非血液細胞のJNK isoformの役割について検討を行った。1.インスリン抵抗性についての検討グルコース負荷テスト、インスリン負荷テストにより検討したところ、キメラマウス間において明らかな差はみられなかった。2.肝脂肪化についての検討肝組織切片におけるOil RedO染色により評価を行ったところ、キメラマウス間において明らかな差はみられなかった。3.肝細胞障害についての検討血清中トランスアミナーゼの測定により評価を行ったところ、キメラマウス間において明らかな差はみられなかった。4.肝炎症誘導についての検討肝組織中の各種炎症性サイトカインの遺伝子発現により評価を行ったところ、レシピエントがJM1-/-マウスにおいて炎症の誘導が低下している傾向がみられた。5.肝線維化についての検討Sirius red染色および肝組織中の各種線維化関連遺伝子の発現により検討を行ったところ、レシピエントがJNK1-/-マウスにおいて線維化の誘導が低下している傾向がみられた。NASH/肝細胞癌マウスモデルにおいて、野生型、JNK1-/-、およびJNK2-/-マウスの解析を行った。これまでにも、肝細胞癌発癌モデルや細胞株における検討において、肝細胞癌の形成におけるJNKの関与が示唆されている(Sakurai T. PNAS 2006, Hui L. JCI 2008)。しかしながら、NASHからの肝細胞癌発癌におけるJNK isoformの役割については報告がなかった。本研究では、平成22年度より投与開始されたCDAA diet/80週間によるNASH/肝細胞癌モデルにおいて、野生型、JNK1-/-、およびJNK2-/-マウスの解析を行った。それぞれのマウスにおいて、肝腫瘍の数、サイズについて解析を行ったところ、JNK1-/-マウスにおいて腫瘍の数、サイズともに減少している傾向がみられた。また、NASH/肝線維化におけるJNK inhibitorの効果について解析を行った。

これまでの検討により、NASHの病態形成における肝脂肪化、炎症誘導、肝細胞障害、肝線維化、および肝細胞癌発癌の各ステップにおいて、肝細胞、肝星細胞、およびKupffer細胞のそれぞれにおけるJNK1、JNK2の果たす役割が明らかになってきた。これらをふまえた上で、pan-JNK inhibitorのNASHの進展抑制効果についてNASH/肝線維化モデルを用いたin vivoにおける検討を行った。現在解析中であるが、これまでのところ有意な効果は得られていない。本研究では、NASHの病態形成、とくに肝硬変・肝細胞癌への進展におけるJNK1およびJNK2の役割を明らかにし、NASHの治療ターゲットどしてのJNKの可能性を分子レベルで探索することである。これまでに、申請者らは免疫担当細胞におけるJNKの役割を明らかにしてきたが、本研究により肝細胞や肝星細胞など非血液系細胞においてもJNKが重要な役割を果たしている可能性が明らかとなってきた。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでのin vitroおよびin vivoの検討より、NASHの病態形成には非血液系細胞のなかで肝細胞以外に細胞種におけるJNK1の関与が中心となっている可能性が示唆されてきた。今後、本研究では肝星細胞におけるJNK isofomに焦点をしぼり、その炎症誘導・線維化における役割についてin vitroおよびin vivoの検討を行う予定である。また、肝線維化のみならず肝癌の形成についても解析を行う予定である。
メカニカルストレスに応答する軟骨・半月板細胞のDNA損傷修復酵素活性の解析

研究の対象となっている変形性関節症(ostearthritis:OA)は、関節軟骨の変性と摩耗、それらに続いて生じる二次性滑膜炎が病態の中心といわれている。そこで、我々はOA発症のメカニズムとしてヒトの軟骨細胞を用いて研究をすすめて来た。OA発症には加齢変化に伴う軟骨細胞の周囲を支える軟骨基質の組成変化や、肥満による体重増加、運動負荷による使い過ぎなどメカニカルストレス、それに伴って誘導される炎症や酸化ストレスなどの蓄積が関与し、そのストレス結果、軟骨細胞へDNA損傷が生じることが明らかになっている。その一方で、それらを修復する生体反応として軟骨細胞の核内にDNA修復酵素の発現も認められており、我々はin vitroの実験系でそれらを明らかにして来た。更に、臨床的なOA発症に関してヒトの膝関節障害を考えたとき、関節軟骨のみならず関節構成体として半月板組織の役割も見過ごす事ができない。そこで、継続的な実験として、軟骨細胞とともに半月板細胞のストレスに対する反応を研究する目的で、手術で得られた軟骨細胞と半月板細胞を用いて両者のストレス不可に対する反応と、周辺環境の変化にどう対応するのか酸素濃度の変化による耐用能を中心に両者の違いを検討している。半月板細胞においても軟骨細胞と同様に、DNA修復酵素の発現の有無が確認されるのかを病理組織で評価することにし、実際の標本作製をおこなっているところである。当初はメカニカルストレスによる両者の反応性の違いを、より生体に近い、関節内を想定した実験装置を作製して進行する予定でいたため、実験系の確立に難渋しているが、簡易な形ですすんでいる。最終的に論文化に向け検証している。軟骨細胞と半月板細胞へメカニカルストレスを加えるための装置を新規に計画作成し、得られた組織へ重力負荷をかける実験系を計画していたが、装置の確立に難渋し進捗状況は遅れている。また、同時に、DNA修復酵素の発現を免疫組織染色にて確認しようと、大きなブロックとして切片から検体を作成しているが、より解剖学的な部位別切片を作成しようとすすめているため切片の準備に時間がかかり進行がやや遅れている。軟骨細胞と半月板細胞のストレス負荷による違いを、まずは病理組織的に評価して部位別な違いを見出す予定である。また、低酸素下による両細胞の反応生の違いに突いてMMP-3,13、軟骨基質のデータがそろってきたので統計学的に検討を加えたい。本研究の対象となる変形性関節症(osteoarthritis:OA)は、関節軟骨の変性・摩耗とそれらに引き続いて生じる二次性滑膜炎が病態の中心と言われている。病期の進行に従って関節痛の増悪、骨軟骨の増殖にともなう関節の可動性・支持性の低下をきたし、加齢変化とともに日常生活動作や運動機能が大きく障害される。そこで我々は、OA発症の機序についてヒトの軟骨細胞を用いて研究をしてきた。加齢にともなう軟骨基質の組成変化や、体重増加などのメカニカルストレス、それにともなって誘導される炎症や酸化ストレスの蓄積が軟骨細胞へDNA損傷を引き起こす事が明らかとなり、軟骨変性機序との関連について平成24年から26年度科研費基盤研究の成果として報告してきた。(Yui N.etal.Int J Molecular Science,15(9),14921-14934,2014)(国際変形性関節症学会OARSI2014,2015)。そこで本研究では、よりヒトの生体構造条件に近づけるためにも、膝関節のOAを代表として軟骨組織と半月板組織の関係性に着目して研究を進める事とした。実験サンプリングは、大学の倫理委員会承諾のもと、手術で採取されたヒト関節軟骨組織と半月板組織を用いている。まずはその両者の細胞の違いと変性程度の比較を行っている。半月板細胞の増殖形態と軟骨細胞の増殖形態に微妙な差異があり、部位的な違いが機能的役割の違いと関連している事が明らかになった。軟骨および半月板細胞のメカニカルストレス応答機構を解析するためのメカニカルストレス負荷培養実験系を確率すべく装置の開発を進めているが、年度内の装置完成に至っていない。その理由として、骨軟骨一体化組織を用いる計画であるが、現実的に臨床検体採取が極めて少なく入手困難である点がある。また、装置自体一定の温度管理、細胞培養条件(37°C、CO2濃度5%)かつ滅菌管理が閉鎖空間として必要となるため、閉鎖空間の獲得に難渋している。そのため本年度中は試行錯誤の繰りかえしで多くの時間を費やした。半月板細胞の培養系はほぼ獲得が可能となった。免疫組織学的実験、DNA修復酵素発現の解析は従来の実験方法を用いて継続中である。研究の対象となる変形性関節症(osteoarthritis:OA)は、関節軟骨の変性、摩耗とそれらに続いて生じる二次性滑膜炎が病態の中心と言われている。病期の進行に従って関節痛の増悪、骨軟骨の増殖にともなう可動性の低下、支持性の低下をきたし、加齢変化とともに日常生活や運動機能が大きく障害される。そこで我々は、OA発症の機序についてヒトの軟骨細胞を用いて研究を進めて来た。OAの発症には、加齢変化にともなう軟骨細胞の周囲を支える軟骨基質の組成変化や、体重増加などのメカニカルストレス、それにともなって誘導される炎症や酸化ストレスなどの蓄積が関与し、そのストレスの結果、軟骨細胞へDNA損傷が生じることが明らかになっている。その一方で、それらを修復する生体反応として、DNA修復酵素の発現も見られていて、我々はin vitroの実験でそれらを明らかにしてきた。

更に、OAの発症に関してヒトの膝関節障害を考えたとき、関節軟骨のみならず、関節構成体として半月板の役割も見過ごす事ができない。そこで、継続実験として、軟骨細胞とともに半月板細胞のストレスに対する反応を研究する為に手術で得られたヒト軟骨細胞と半月板細胞を用いて両者のストレス負荷に対する反応と、周辺環境の変化にどう対応するのか酸素濃度の変化による耐用能を中心に両者の違いを検討している。当初は、メカニカルストレス装置を作製して、膝関節と同様の空間で軟骨細胞と半月板細胞の反応を観察したかったが、実験系が容易に進まず化学的なストレス負荷として実験を開始している。現在その結果も順調に得る事ができたため論文化へ向けて検証している。当初はメカニカルストレスを加える為の装置を新規に作成し、得られた組織へ負荷をかける実験系を計画していたが、装置の確立に難渋し進捗状況は遅れていた。しかし、半月板と軟骨細胞の入手が可能となったため、それらが生育するための周辺環境のストレスの違いを重点的にとらえることから着手すべく、視点を変えて実験アプローチを開始した。半月板細胞の培養と、回収手技も確立し、軟骨細胞と同様の測定も一定した結果として得る事が可能となり、各種ストレス負荷をかけた発現の違いを観察可能となっている。それらの結果をもとに、まずは軟骨のエネルギー代謝について検討中であり海外の雑誌へ論文発表を予定している。研究の対象となっている変形性関節症(ostearthritis:OA)は、関節軟骨の変性と摩耗、それらに続いて生じる二次性滑膜炎が病態の中心といわれている。そこで、我々はOA発症のメカニズムとしてヒトの軟骨細胞を用いて研究をすすめて来た。OA発症には加齢変化に伴う軟骨細胞の周囲を支える軟骨基質の組成変化や、肥満による体重増加、運動負荷による使い過ぎなどメカニカルストレス、それに伴って誘導される炎症や酸化ストレスなどの蓄積が関与し、そのストレス結果、軟骨細胞へDNA損傷が生じることが明らかになっている。その一方で、それらを修復する生体反応として軟骨細胞の核内にDNA修復酵素の発現も認められており、我々はin vitroの実験系でそれらを明らかにして来た。更に、臨床的なOA発症に関してヒトの膝関節障害を考えたとき、関節軟骨のみならず関節構成体として半月板組織の役割も見過ごす事ができない。そこで、継続的な実験として、軟骨細胞とともに半月板細胞のストレスに対する反応を研究する目的で、手術で得られた軟骨細胞と半月板細胞を用いて両者のストレス不可に対する反応と、周辺環境の変化にどう対応するのか酸素濃度の変化による耐用能を中心に両者の違いを検討している。半月板細胞においても軟骨細胞と同様に、DNA修復酵素の発現の有無が確認されるのかを病理組織で評価することにし、実際の標本作製をおこなっているところである。当初はメカニカルストレスによる両者の反応性の違いを、より生体に近い、関節内を想定した実験装置を作製して進行する予定でいたため、実験系の確立に難渋しているが、簡易な形ですすんでいる。最終的に論文化に向け検証している。軟骨細胞と半月板細胞へメカニカルストレスを加えるための装置を新規に計画作成し、得られた組織へ重力負荷をかける実験系を計画していたが、装置の確立に難渋し進捗状況は遅れている。
チタンアルミナイド軽量耐熱材料のクリープ強化機構と材料設計

チタンアルミナイド軽量耐熱材料の強化機構を解明し、その成果を耐熱材料設計に発展させることを目的として研究を行い、次の成果を得た。1.チタンアルミナイドの高温変形γTiAlは、応力レベルによって3つの機構で変形する。高応力域では動的再結晶が変形を律速し、低応力域では転位運動自体が変形を律速する。γTiAl中の転位は強い異方性をもった特異な形状を示し、このことがこの材料の高い高温強度と密接に関係している。また、α-Ti固溶体合金、α_2-Ti_3Alおよびγ-TiAlの相対強度を温度・ひずみ速度の関数として定量化した。2.θ法の発展高温材料の複雑な挙動を解析しまた高温で長時間使用される条件での挙動を精度よく推定するには、その手段が必要である。本研究では、その手段として、非定常クリープ構成式(θ法)を発展させた。この構成式を用いると、実用材料の複雑な挙動が単純明快に理解できること、長時間挙動が精度よく評価できることなどを明らかにした。また、クリープ構成式の物理的意義付けも行った。3.断熱材料設計の概念θ法でクリープ試験結果を解析すると3つの材料定数が得られる。その成果を耐熱材料設計に応用するには、2つのことを解決しておく必要がある。1)材料定数と向上すべき高温強度特性の関係。2)材料定数の金属学的制御手法。θ法の材料定数と強度特性の関係を明らかにした。また金属学的因子(拡散係数、結晶粒径、粒子、転位組織)が各材料定数に及ぼす影響を検討し、材料定数の制御方針を明らかにした。1.θ法の物理的意味本研究では,機械試験で得られたクリ-プ曲線をθ法とよばれる次式で解析し,解析結果に基づいて材料設計手法を検討する.この式の物理的意味に関する検討から,この式塑性変形の基本式であるOrowanの式から導出できることおよび材料定数A,B,αの物理的内容を明らかにした.2.θ法による解析(1)式に基づくγーTiAlのクリ-プ曲線解析から,以下のことが明らかになった.この材料は転位クリ-プで変形しており,クリ-プ強度の組成依存性は拡散係数変化にともなう変形の速度定数αの変化に起因している.クリ-プ強度の結晶粒径依存性は,変形機構そのものとは無関係であり,粒界移動や動的再結晶などの組織変化に起因している.3.組織観察結晶粒形状の観察結果から,高応力では動的最結晶が,低応力では粒果移動がおきることが明らかになった.これらは,変形の進行とともに激しくなり,この材料の劣化機構として最も重要なものである.変形初期の転位線は強い方向性を持った特異な形状を有しており,変形の進行とともに特異な異方性が消失する.このこともまたこの材料における軟化機構の一つと考えられる.4.材料設計への発展(1)式の材料定数A,B,αおよび破断ひずみε_rは重要な高温強度特性である最小クリ-プ速度ε_mおよび破断時間t_rと次の関係にある.したがって,材料定数を金属学的手法で制御できれば,クリ-プ特性を任意に制御できる.これまでに得られている情報に基づいて,材料定数の金属学的制御手法について検討をおこない,その制御指針が得られた.γ-TiAlの高温クリープを基礎的に理解し,それを耐熱材料設計に発展させることを目的として研究を行い,次のことを明らかにした.

1. γ-TiAlの最小クリープ速度の温度・応力依存性γ-TiAlの最小クリープ速度は,その温度・応力依存性が異なる3つの領域(高応力H,中応力M,低応力L)に分割される.領域Hでは応力指数n=4,活性化エネルギーQ=350kJ/mol,領域Mではn=8,Q=650kJ/mol,領域Lではn=4,Q=650kJ/molとなる.2.各領域の変形機構領域Hでは,クリープ初期から動的再結晶が観察され,動的再結晶が変形を律速している.領域Mでは,クリープ後期に結晶粒界の張り出しが見られるが,明瞭な動的再結晶は起きない.この領域では,超転位に比べて通常転位の活動が活発で,クリープ初期に多量の通常転位が導入され,それらは方向性を持った特異な形状を示す.この通常転位の可動化が変形を律速している.領域Lでは,動的再結晶は起きず,通常転位も超転位もその密度は領域Mに比べて低い.この領域では,転位の運動自体が変形を律速しているものと考えられる.3. α-Ti固溶体合金およびα_2-Ti_3Alとの相対強度γ-TiAlはTi-Al固溶体合金より高強度で,高ひずみ速度(10^<-1>s^<-1>で数倍)に比べて低ひずみ速度(10^<-8>s^<-1>で1桁)ほど変形応力の差が大きい.γ-TiAlはα_2-Ti_3Alと同程度の変形応力を示す.ただしγ-TiAlは,変形応力の組成依存性が大きく,化学量論組成からのずれにともなう強度低下が大きい.
休眠遺伝子の強制発現システムによる糸状菌からの新規生理活性物質の探索

近年のゲノム解析の結果、糸状菌はそのゲノム中に未同定の二次代謝産物生合成遺伝子群を多数有していることが明らかとなり、有用生理活性物質の有望な生物資源と見なされている。しかし、それら生合成遺伝子群の発現は生育環境に強く依存することから、通常用いられている培養条件では誘導発現されず眠ったままであると考えられる。本研究は、休眠状態にある有用生理活性物質生合成遺伝子群を強制発現させることにより、通常の培養方法では未開拓の遺伝子資源を有効に活用しようとするものである。本研究では、遺伝子資源として、昆虫病原性糸状菌及びモナスカス属糸状菌をもちいることとした。昆虫病原性糸状菌は昆虫に侵入・感染し、ついにはその宿主を死に至らしめるが、その過程において、昆虫が有する免疫系に対抗すべく、様々な二次代謝産物を生産しているものと考えられる。又、宿主を殺すために種々の毒素を生産することも明らかとなっている。本研究では、昆虫病原性糸状菌50種について種々検討を加えた結果、昆虫成分を培地成分として加えた場合にのみ高い生理活性生産能を示す菌株を取得し、本化合物の精製、構造決定を行った結果、新規化合物の取得に至っている。又、モナスカス属糸状菌についても種々検討を加え、シトルニン生合成遺伝子クラスターの取得、形質転換系の確立、シトルニン生合成系の正の制御因子の同定とその活用による大量生産に成功している。近年のゲノム解析の結果、糸状菌はそのゲノム中に未同定の二次代謝産物生合成遺伝子を多数有していることが明らかとなり、有用生理活性物質の有望な生物資源とみなされている。しかし、それら生合成遺伝子の発現は生育環境に強く依存することから、通常用いられている培養条件では誘導発現されず眠ったままであると考えられる。本研究は休眠状態にある有用生理活性物質生合成遺伝子を強制発現させることにより、通常の培養方法では未開拓の遺伝子資源を有効に利用しようとするものである。本研究では遺伝子資源として昆虫病原性糸状菌を用いることにした。また、宿主を殺すための種々の毒素を生産することも明らかになっている。本研究ではまず、昆虫病原性糸状菌約50種類について通常の培養条件下での生理活性物質生産状況をStaphylococcus aureus、Bacillus subtilis、Saccharomyces cerevisiaeの三種類の被験菌を用いて解析し、生産プロファイルを作成した。その結果、通常の培養条件下で全く抗菌物質を産生しない7菌株を選抜することが出来た。次に、これらの菌株に強制発現プロモーターを導入する際に、必須となるAgrobacteriumを用いた形質転換系について、形質転換体を構築することを試みた。現在、形質転換体候補株の解析を行っている。
人間活動が都市生態系の窒素循環に与える影響の診断手法の開発と予防的治療策の探求

本研究は,急速な成長下にある中国大都市を代表的な都市生態システムの例に取り上げ,自然科学的手法と社会科学的手法の融合により,急速な都市化に伴う人々の生活スタイル(食生活,家庭衛生設備,交通手段)及び生産スタイル(農業,工業,サービス業)の変化がどれほど地域窒素収支や水環境に影響を及ぼしているかを定量的に解明した。また,物質循環の視点から地域環境問題や持続性の診断・予防的治療を行った。大都市のみを観察した場合には河川への潜在窒素負荷量は近年減少傾向にあり,水質汚染問題は改善されているように見えるが,周辺地域を含む広範囲で考えると問題はむしろ拡大していると言え,新たな環境対策の提案が急務である。2013年8月1523日の間に中国科学院地理科学・資源研究所の中国側カウンターパートの協力により、北京市の市区、郊外および農村地域の住民を対象に、食生活の現状、今後の消費指向、トイレの様式、生活排水の排出ルートなどについてアンケート調査を実施した。農村地域では、各地域で実際行われている農作法、すなわち、各化学肥料の施用割合/施用方法、農副生産物や家畜排泄物の再利用状況などについても調査を行った。また、産業連関表と環境統計年鑑を用いて、産業構造の変化を分析するとともに、その変化が地域窒素負荷に与える影響を分析した。さらに、1980-2010年の各年の人口、各産業の生産量・生産額、各作物生産量などの統計データも入手し、窒素収支に関するデータベースの構築にむけて着々と進んでいる。H26年度には、都市生態系における窒素フローモデルを構築し、北京市および上海市を例に、ー1980-2010年の各年の人口、各産業の生産量・生産額、家庭消費などの統計データ、大気・水域観測データ、産業連関表、住民日常生活調査を元に、窒素収支に関するデータベースを構築した;ー家庭食料消費や農業生産などの統計データに合わせて、地域窒素フローモデルに関わる諸パラメータ(1人あたりの窒素摂取量/排出量、人間の排泄物による環境への窒素負荷量、排泄物の循環率、農副生産物の循環率など)を同定した;ー産業連関分析、現地調査、統計解析などの学際的アプローチによって、農業、工業、家庭から水域へ流出する窒素負荷量の時系列変化を推定し、急速な都市化による人々の生活スタイルと生産スタイルの変化が都市生態システムの窒素循環にどう影響を及ぼすかを定量的に評価し、物質循環の視点から地域環境問題の診断を行った。これらの研究成果は環境科学会での口頭発表(「北京市の都市化が地域窒素収支に及ぼす影響評価と循環型社会にむけた対策提」)や環境科学会誌での論文発表(「上海市の都市化が地域窒素収支に及ぼす影響の解析と対策提案ー社会経済要因を物質循環に結びつけてー」)によって公表された。H27年度には現地カウンターパートである中国科学院地理科学与資源研究所と連携して、6月14日から21日の間に、初年度に実施した日常アンケート調査の補完調査、およびモデル検証のための主要河川の水質調査を実施した。その際、現地報告会を開き、これまでに構築した地域窒素フローモデルと分析結果(生活スタイル・生産スタイルの変化が地域窒素負荷構造の変動に与える影響)に基づき、環境共生型/循環型都市システムに向けて改善策、緩和策、適応策の提言を行い、現地の専門家や住民の意見を伺った。また年度の後半には、現地のニーズに基づいてより具体的実行性のある政策提言を行うため、食品廃棄物、一般廃棄物管理および3R政策の適用に着目し、日本における食品廃棄物の発生および環境管理政策についてレビューした。なお、本研究の成果の一部として纏めた研究論文「上海市の都市化が地域窒素収支に及ぼす影響の解析と対策提案-社会経済要因を物質循環に結びつけて-」が2015年度の環境科学会「論文賞」を受賞したことから、9月に行われた環境科学会2015年会にて受賞記念講演を行い、研究成果を社会にむけて発信した。深刻な日中関係の下で、社会調査やデータの入手などが厳しくなり、また、二度の転職もあって、本年度中は現地に足を運ぶことはできなかった。しかしながら、統計資料や先行研究や文献により、北京市や上海市における窒素フローの変化を解析し、国際誌に論文発表できたため、おおむね順調に進展していると言えよう。環境学H27年度にはいままでの「診断結果」に基づき、環境共生型/循環型都市システムに向けて、予防的治療策を提言する予定である。また、最終年度ということもあり、現在、中国にいるカウントパートナーと密接に連絡を取りながら、現地調査および現地報告会を実行するように調節している。

厳しい国際情勢の中、予定通りに現地調査を実施できたこと、また、1980-2010年の5年毎の産業連関表を入手し、対象地域の生活スタイル(食生活、家庭衛生設備、交通手段)と生産スタイル(農業、工業、サービス業)の現状とその変化を定量的に把握することができたことから、現在までの達成度についてはおおむねに順調に進んでいると言える。H26年度は2度の転職があったため、予定していた現地調査が実施できず、27年度に実施する必要があるため。今後は都市化に伴う人々の生活スタイルと生産スタイルの変化がどれほど地域の窒素循環や水環境に影響を及ぼしているかを定量的に解明し、物質循環の視点から地域環境問題や持続性の診断を行い、予防的治療方策を提言する。ただ、課題が一点残されている。現状では、北京市及び周辺地域の大気からのWet/Dry窒素沈降量データや北京主要河川の水質指標(TN、NH4+など)の経年変化のデータなどが大変入手困難な状態となっている。これらのデータがないと、地域の窒素収支は不完全な状態となってしまう恐れがある。対策として、北京と同様なメガシティ上海市では、先行文献中に大気窒素沈降量、主要河川の水質指標などが公表されているため、上海市も視野に入れて研究を進めていく予定。H25に実施したアンケート調査の補完調査、および現地報告会を69月の間に実行する予定。特になし。
東北・北陸地方における海岸生アナイボゴケ属地衣類の生育地調査と分類学的検討

日本産海岸生アナイボゴケ属地衣類の分類学的実体を明らかにするため、東北地方・北陸地方において野外調査を行い、得られた標本について分類学的検討を行った。調査は岩礁海岸の潮間帯から飛沫帯を中心に行い、加えて近隣の内陸についても比較のため調査した。研究の結果、日本産海岸生アナイボゴケ属として、新種と日本初記録種を含む12種を認めた。分類形質として、地衣体における黒斑の有無・形、湿時ゼラチン化の有無、割れ目の有無、被子器の形・直径、involucrellumの形、子嚢胞子の大きさ・形が重要である従来の考えを追認した。一方、地衣体の色彩については、生態的変異が大きいため、従来考えられていたよりも慎重な評価が必要という結論に達した。分類形質として周糸が重要であることが新たに明らかになった。また、従来本属では知られていなかった、地衣体表面に広がるタイプの粉子器を確認した。これらの結果は論文として準備中である。海岸生アナイボゴケ属と同所的に生育する地衣類の中に、分類学的ないし地理学的に興味深い地衣類数種を確認し、論文として報告した。岩手・宮城両県の海岸の岩上において発見した、アナイボゴケ科のThelidium pacificum Haradaを本属では唯一の海岸生地衣類として新種記載した。宮城県の海岸からThelene11aceaeのThelenella luridella(Nyl.)Mayrh.を日本で初めて記録した。従来国内では御岳からの100年以上も前の報告が唯一であったスミイボゴケ科のDiploicia canescens(Dicks.)A.Massal.を、宮城県と千葉県の海岸において発見し、生態・形態・化学成分を記載した。岩手県内の海岸近くの河川岩上に生育していたPyrenocollema japonicum Haradaを新種記載した。東北地方の太平洋岸(岩手県・宮城県)において、海岸における地衣類の調査を実施した。調査においては、特に潮間帯から飛沫帯にかけて、アナイボゴケ属(Verrucaria)に着目し、その生育状況を調査・記録し、必要に応じて資料を採取した。また、比較のため、海岸以外でも資料を採取した。採取した資料について、実験室において実体顕微鏡を用いて外部形態を観察し、また切片を多数作製し生物顕微鏡により内部形態を精査し、記載・スケッチ・写真等により記録した。また、必要に応じ成分分析(呈色反応・顕微結晶法・薄層クロマトグラフィー)を行った。採取した資料は全て標本化した。これまでの国内における研究代表者による野外調査(房総半島・伊豆半島・紀伊半島勢・瀬戸内海・九州)との比較から、東北地方が最もアナイボゴケ属地衣類の生育が潮間帯で顕著であることが判明した。従来は当地方からは海岸生アナイボゴケ属の報告は全くなかったが、本調査により、アナイボゴケ5種が海岸に生育することが分かった。これらは、研究代表者の従来の調査による日本各地の標本との分類学的な比較検討を実施中である。アナイボゴケ属以外の地衣類(海岸生以外の地衣類を含む)について、新知見を得た。水生のPyrenocollema(ピレノコレマ;和名なし)属地衣類の一種が海岸近くの河川の岩上より得られた。本種は、従来知られるいかなる種とも異なるので、新種と考えられる。