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東ドイツにおけるスポーツ振興の理念・方策とその実現に関する研究

東ドイツのスポーツ政策を明らかにするためには、歴史的背景をともにする西ドイツのスポーツ政策と比較検討することも重要である。本研究では、1970年代の西ドイツのスポーツ政策を検討した。結果、1970年代の連邦及び関係各省等のスポーツ政策の内容、スポーツ支援を協力的、円滑に行うための組織づくりなどが明らかとなった。3寳學淳郎、旧東ドイツスポーツ関係者の言説:インタビュー調査を中心に、平成28年度筑波大学体育・スポーツ史研究会、2017年1月。東ドイツスポーツ史の再構成のためには、整備・公開されつつある公文書類の内容と旧東ドイツスポーツ関係者などによる時代の証言者の言説を絶えず付き合わせる必要もある。本研究では、彼らが東ドイツスポーツ及びの周辺について語るものを検討した。調査では、東ドイツのスポーツシステムやスポーツ関係規定の変容など我々が知ることのなかった内容も語られた。4寳學淳郎、私の東ドイツスポーツ史研究、体育史研究、第34号、2017年3月。本論文は1を纏めたものである。5寳學淳郎、旧東ドイツスポーツ関係者の言説:インタビュー調査を中心に、東北アジア体育・スポーツ史研究、第3号、2017年3月、印刷中。本論文は学会依頼原稿であり、3を纏めたものである。1.ドイツ連邦公文書館などにおける東ドイツスポーツ関係資料の把握:平成28年度の第一の目標はドイツ連邦公文書館内に保管、整理されている東ドイツスポーツ関係資料の状況を把握することにあった。当初外部から検索できないので平成28年度に同館に赴き、館内で1952年から1970年まで東ドイツにおけるスポーツ関係の最高統括機関であった国家身体文化・スポーツ委員会の関係資料(以下、DR5文書と表記)などを内容的及び量的に把握し、リストを作成しようと考えていたが、同館と連絡をとった結果、DR5文書の目録シートがネットで公開されていることを知った。この手間がやや進捗状況が遅れている主な理由である。そこで昨年度には現地に赴かず、まずはDR5文書の目録シートをすべてダウンロードした。結果、DR5文書は、シート数が3800以上と膨大であること、大きくは1国家委員会及び内閣官房の指導と組織2計画と報告3スポーツ種目・領域の促進等8項目に分類されていること等を確認した。2.資料の確認とリストの作成:研究計画では、国家身体文化・スポーツ委員会以外に主なスポーツ関係規定を決議したSED中央委員会、人民議会等のスポーツ関係資料がどれほど存在するのかなども平成28年度に調査したいと考えていた。しかし、ドイツ連邦公文書館所蔵DR5文書だけでも膨大であることが明らかになったのでそれらは行わず、ネットで公開されているDR5文書の目録シートのリスト作成を綿密に行うこととした。3.分析枠組みの構築:平成28年度には、東ドイツスポーツ史、東ドイツスポーツ政策に関係する先行研究や参考文献をできる限り網羅的に収集した。4.海外研究協力者との協力:平成28年度には東ドイツスポーツ科学の中心地であったドイツ体育大学の学長も務めたN.ロガルスキーとメールでやり取りし、東ドイツスポーツ史研究の状況に関する情報などを入手した。
電子系ダイナミックスを取り入れた熱源駆動型乱流による内部輸送障壁の自発形成

本研究期間において得られた成果は以下の3点である。(A)特異点近傍における粒子保存性を担保した数値計算スキームの開発:従来の極座標コードでは特異点近傍で生じる数値的な湧き出しによって、保存性が破綻する問題が生じていた。そこで本年度は、特異点を跨ぐように計算メッシュを割り当て、近傍における離散化手法を改善することで、厳密な粒子保存性を担保した数値計算スキームを開発し、丸め誤差の範囲でその保存性が成立することを実証した。(B)ハイブリッド電子モデルの導入:従来の運動論的電子モデルの場合、数値的な高周波モードが現れることによって、時間方向の刻み幅が大きく制限される問題が生じていた。そこで本年度は、近年開発されたハイブリッド電子モデルを実装することで、捕捉電子の運動論効果や新古典輸送に対する効果を保持しつつ、上述の高周波モードの回避を試みた。その結果、十分に現実的な時間方向の刻み幅で電子ダイナミックスを取り入れた長時間シミュレーションを行うことに成功した。(C)電子ダイナミックスを取り入れた熱源駆動型乱流の解析:(A)-(B)によって開発したコードを用いて、運動論的電子効果が乱流に与える影響を、従来の減衰ITG乱流(勾配駆動型ITG乱流)と、外部の熱ソースとシンクのパワーバランスが成立した条件下におけるITG乱流(熱源駆動型ITG乱流)でそれぞれ解析を行った。その結果勾配駆動型ITG乱流では、運動論的電子によって帯状流が高波数成分を持つことでその安定化効果が増大した一方で、熱源駆動型ITG乱流では、従来の断熱電子と同様に力学的平衡を介して形成された空間的に局在した電場構造が支配的となり、運動論的電子効果は限定的であった。一方で、TEM乱流ではそのような電場構造は支配的とはならず、さらに自発回転の方向がITG乱流の場合とは逆向きとなることに加え、粒子ピンチが生じることを見出した。従来の計画で2018年度に設定した目標は、(1)自発的なITB形成の再現、(2)外部入力方法が与える影響の考察、であったことから、研究計画はやや遅れていると言える。しかしながら、電子ダイナミックスを取り入れた熱源駆動型乱流輸送シミュレーションが行える状況に既に達しており、粒子輸送や運動量輸送が適切に評価できていることから、2019年度に本課題が終了するまでには、電子ダイナミックスを考慮した系におけるITB形成シミュレーションの実施、および粒子/運動量/熱ソースが与える影響の考察は十分に遂行できる状況にあると考えられる。上述のように電子ダイナミックスを取り入れた熱源駆動型乱流輸送シミュレーションが行える状況に既に達しており、今後は量子科学技術研究開発機構の大型計算機であるJFRS-1や核融合科学研究所のPlasma Simulatorを有効利用することで大規模シミュレーションを実施する予定である。想定より計算時間がかかる場合等は、計算スキームや並列化手法を適宜改善することで対応する。(A)新たな固有関数展開ソルバーの開発:静電近似されたジャイロ運動論方程式系の一つである準中性条件を固有関数展開して解く数値計算手法を新たに開発した。本手法は従来と比較として少ないメッシュ数(固有関数の次数)で解くことが可能であり、Geodesic Acoustic Mode (GAM)の無衝突減衰テストからその妥当性が確認された。さらに、その開発したコードを用いて、磁場形状の楕円度、三角度が帯状流やGAMに与える影響について評価した。その結果、大域的ジャイロ運動論モデルで初めて、GAMに対する三角度の影響を明らかにした。(B)運動論的電子効果の実装:従来の断熱電子モデルを運動論的電子モデルに拡張し、イオン温度勾配(ITG)不安定性に与える影響に加え、新たに現出する捕捉電子モード(TEM)の解析を行った。その結果、密度勾配、電子温度勾配を固定してイオン温度勾配を増大させた場合、TEMからITGモードへの遷移が起き、バルーニング構造が反転することが線形解析から確認された。これはプラズマの自発回転の向きをイオン温度勾配で制御できる可能性を示唆している。(C)大規模並列計算に対するジャイロ運動論コードの最適化:数万コアによる大規模シミュレーションを想定して、我々が開発したジャイロ運動論コードの最適化を行った。具体的には、まずハイブリッド並列の実装を行い、更にMPI一対一通信のオーバーラップを行うことで計算速度の向上を試みた。その結果、従来のFlat MPIのケースと比較して、約25.8%の高速化に成功した。従来の計画で2016年度に設定した目標は、(1)熱源駆動型ITG乱流による内部輸送障壁の形成、(2)ジャイロ運動論コードの最適化、の2点であった。(1)については、研究が当初より早く進捗したため2015年度の時点で概ね完了し、【研究実績の概要】の(A)、(B)で記載したように、2016年度は次の段階である「新たな固有関数展開ソルバーの開発」と「運動論的電子効果の実装」を行うことができた。これらの開発に伴い、2017年度に予定していた「熱源駆動型TEM乱流による内部輸送障壁の自発形成」に現時点で着手できている。(2)についても、上述の(C)の通り、「大規模並列計算に対するジャイロ運動論コードの最適化」を概ね達成し、運動論的電子モデルを実装した大規模数値シミュレーションを行う環境を整備することができた。以上の結果から、当初の計画以上に研究は進展していると言える。

(A)大規模疎行列ソルバーの改良:運動論的電子を実装した際に、準中性条件を差分化して得られる行列を解く収束性が悪化することから、不完全コレスキー分解を前処理としたソルバーを用いることで、収束効率の改善を行った。(B)HL-2Aプラズマを対象としたイオン温度勾配/捕捉電子モード不安定性の線形解析:運動論的電子モデルを実装した線形コードを用いて、HL-2Aプラズマを対象とした線形イオン温度勾配不安定性、ならびに電子捕捉モード不安定性の初期値解析を行った結果、従来のイオン温度勾配モードや捕捉電子モードと異なる低周波数モードが現れることを新たに見出した。固有値コードと併せて詳細なパラメータスキャンを行った結果、密度勾配が急峻な場合に不安定化することが確認され、粒子ピンチを引き起こすことから、密度ピーキングの要因となり得ることがわかった。(C)熱源駆動型電子捕捉モード乱流の解析:運動論的電子モデルを実装した非線形コードを用いて、熱源駆動型捕捉電子モード乱流の解析を行った結果、断熱的電子モデルのケースと比較して、径電場が高波数化することが確認された。断熱電子モデルの場合、一般に階段状の温度勾配とバランスする形で径電場が形成されるが、運動論的電子モデルでは、新たに生じる粒子輸送に由来した密度勾配によって径電場が形成されたものと考えられ、異なる物理メカニズムが支配的となることがわかった。従来の計画で2017年度に設定した目標は、(1)熱源駆動型イオン温度勾配乱流における内部輸送障壁の形成に関する論文の執筆、(2)大規模疎行列ソルバーの改良、(3)熱源駆動型捕捉電子モード乱流に関するシミュレーションであった。(2)、(3)については【研究実績の概要】の(A)、(C)で記載したように、予定通りに推移している。(1)については執筆に着手はしているが、まだ投稿前段階であり、平成30年度前期に完了させる予定である。以上の結果から、概ね順調に進展していると言える。本研究期間において得られた成果は以下の3点である。(A)特異点近傍における粒子保存性を担保した数値計算スキームの開発:従来の極座標コードでは特異点近傍で生じる数値的な湧き出しによって、保存性が破綻する問題が生じていた。そこで本年度は、特異点を跨ぐように計算メッシュを割り当て、近傍における離散化手法を改善することで、厳密な粒子保存性を担保した数値計算スキームを開発し、丸め誤差の範囲でその保存性が成立することを実証した。(B)ハイブリッド電子モデルの導入:従来の運動論的電子モデルの場合、数値的な高周波モードが現れることによって、時間方向の刻み幅が大きく制限される問題が生じていた。そこで本年度は、近年開発されたハイブリッド電子モデルを実装することで、捕捉電子の運動論効果や新古典輸送に対する効果を保持しつつ、上述の高周波モードの回避を試みた。その結果、十分に現実的な時間方向の刻み幅で電子ダイナミックスを取り入れた長時間シミュレーションを行うことに成功した。
減数分裂期コヒーシンとエピジェネティクスとの関係

コヒーシンは,4つのサブユニットから成るタンパク質複合体であり,複製されたDMを姉妹染色分体として分裂後期の開始まで接着する。申請者らは,これまでに体細胞分裂型のコヒーシンサブユニットRAD21が減数分裂においてRAD21LやREC8に置き換わることを報告している。本申請課題の目的は,減数分裂期コヒーシンがどのように相同染色体の対合や組換えに関与するかを明らかにし,そこにエピジェネティックな修飾(DNAメチル化やヒストンの修飾)が関与するかを探ることである。これまでに得られている結果から,RAD21LとREC8は相同染色体の対合・組換えの場となるシナプトネマ複合体上で,お互いに排他的に局在することが示唆されている。また,ノックアウトマウスの解析から,RAD21LもREC8も相同染色体の対合や組換えに必要であることが報告されている。そこで我々は2つの方法を用いて異なるコヒーシンの詳細な局在位置を決定することにより,両者がどのように減数分裂のイベントに関わるかを明らかにしようとした。まず,次世代光学顕微鏡システム3D-SIMを用いて,シナプトネマ複合体におけるRAD21LとREC8の位置関係を調べた。その結果,対合状態の相同染色体において,RAD21LとREC8は必ずしも鏡像の局在を示さなかった。このことは,RAD21LあるいはREC8を含むコヒーシンの位置は染色体全体に渡って固定的に決まっているわけではないことを意味する。また,ChIP-Sequence法により減数分裂期のコヒーシンのゲノムワイドな局在位置を明らかにしようと試みたが,その位置の特定には至っていない。このような結果から,一部分のコヒーシンがある特定の時期に特定の場所に局在することにより,相同染色体の対合や組換えに重要な役割を果たすのではないかと考えられる。コヒーシンは、4つのサブユニットから成るタンパク質複合体であり、複製されたDNAを姉妹染色分体として分裂後期の開始まで接着する。申請者らは、これまでに体細胞分裂型のコヒーシンサブユニットRAD21は、減数分裂において、RAD21LやREC8に置き換わることを報告している。本申請課題の目的は、減数分裂期コヒーシンがどのように相同染色体の対合や組換えに関与するかを明らかにし、そこにエピジェネティックな修飾(DNAメチル化やピストンの修飾)が関与するかを探ることである。これまでに得られている結果から、RAD21LとREC8は相同染色体の対合・組換えの場となるシナプトネマ構造上で、お互いに排他的に局在することが示唆されている。しかし、シナプトネマ構造上のどのような位置に局在するのか、その詳細な位置は明らかではない。現在、我々は2つの方法でこの局在を決定しようとしている。まず、分解能の高い3D画像を得られる光学顕微鏡システム3D-SIMを用いて、シナプトネマ構造におけるRAD21LとREC8の位置関係を決定しようとしている。また、ChIP-Sequence法により、両者のゲノムワイドな局在位置を明らかにする実験も試みている。これらの解析からコヒーシンの種類により染色体上の局在が決まれば、相同染色体が対合するときにどのようにお互いを認識し、染色体全体に渡って対合状態を維持できるのか、その分子的基盤の理解に大きく貢献できると考えられる。研究代表者の所属研究機関に変更があったので、研究環境の整備や動物実験および遺伝子組換え実験の計画書の承認などに時間を要したため。今後、RAD21Lのノックアウトマウスを用いて、RAD21Lの生体内機能を明らかにする。

また、コヒーシンのChIP-Seq法により得られた情報と既知のゲノムワイドなエピジェネティック修飾との情報を比較することにより、RAD21LやREC8の染色体上の局在位置がどのように決まるのかを検討するとともに、これらの抗体を用いた共免疫沈降法により、各種の修飾を受けたヒストンなどとの相互作用を探る。
剛塑性有限要素法の地盤工学への応用に関する総合的研究

剛性有限要素法は,構造物の極限解析を行う数値計算法の1つであり,必要な材料定数の数が少なく,境界条件の取り方に対する解の安定性は極めて高い.そのよう意味から工学的な価値はもっと強調されるべきである.しかし,従来の弾性あるいは弾塑性有限要素法と比べて,プログラミングが少し複雑であるため,まだまだ完全に認知された一般的な手法にまで大衆化されていない.本研究の最大の趣旨は,剛塑性有限要素法の利点を世にアピールするとともにそのプログラミングを公開し,その有効性を知らしめることにある.そのような観点から剛塑性有限要素法の基礎的理論を改めて見直し,改良すべき点を明らかにするとともに,より強力な計算ツールとすべく研究を進めている.2年間の研究を引き継いで本年度に実施した研究は下記のようであるが,これらについては論文として発表した.1.弾性域と思われる領域の扱い:剛塑性有限要素法では,解析対象である全領域が塑性状態にあると仮定する.しかし,実際には塑性状態ではない領域,すなわち,弾性領域が存在する.プログラミングの上では,その領域に対してある閾値を設けて近似掲計算を行っているが,その閾値の正しい設定やそれによる誤差の大きさが不明であった.そこで,弾性領域は完全な剛体として扱う方法を開発し,現在,投稿準備中である.2.地下水の存在による極限荷重の変化地盤構造物の安定解析には地下水の存在は無視できない.とくに地下水の流れがある場合のトンネル切羽の安定性を1つの例題として取り上げ,地下水の影響を検討した.つりあい式に地下水圧の項を考慮することにより,極めて自然な解析方法を確立することが可能となった.これについても論文を発表した.剛性有限要素法は,構造物の極限解析を行う数値計算法の1つであり,必要な材料定数の数が少なく,境界条件の取り方に対する解の安定性は極めて高い.そのよう意味から工学的な価値はもっと強調されるべきである.しかし,従来の弾性あるいは弾塑性有限要素法と比べて,プログラミングが少し複雑であるため,まだまだ完全に認知された一般的な手法にまで大衆化されていない.本研究の最大の趣旨は,剛塑性有限要素法の利点を世にアピールするとともにそのプログラミングを公開し,その有効性を知らしめることにある.そのような観点から剛塑性有限要素法の基礎的理論を改めて見直し,改良すべき点を明らかにするとともに,より強力な計算ツールとすべく研究を進めている.2年間の研究を引き継いで本年度に実施した研究は下記のようであるが,これらについては論文として発表した.1.弾性域と思われる領域の扱い:剛塑性有限要素法では,解析対象である全領域が塑性状態にあると仮定する.しかし,実際には塑性状態ではない領域,すなわち,弾性領域が存在する.プログラミングの上では,その領域に対してある閾値を設けて近似掲計算を行っているが,その閾値の正しい設定やそれによる誤差の大きさが不明であった.そこで,弾性領域は完全な剛体として扱う方法を開発し,現在,投稿準備中である.2.地下水の存在による極限荷重の変化地盤構造物の安定解析には地下水の存在は無視できない.とくに地下水の流れがある場合のトンネル切羽の安定性を1つの例題として取り上げ,地下水の影響を検討した.つりあい式に地下水圧の項を考慮することにより,極めて自然な解析方法を確立することが可能となった.これについても論文を発表した.数値解析の中でもっとも一般的に用いられる有限要素法は地盤工学でもかなり普及している.しかし,定量的な評価をする場合,用いる材料定数や境界条件の設定方法に大きな問題が残されている.つまり理論的な方法論は先行しているにもかかわらず,実用性はまだまだ乏しい.ところが,ここで研究対象としている剛性有限要素法は,必要な材料定数の数が少なく,境界条件の取り方に対する解の安定性は極めて高い.そのよう意味から工学的な価値はもっと強調されるべきである.しかし,従来の弾性あるいは弾塑性有限要素法と比べて,プログラミングが少し複雑であるため,まだまだ完全に認知された一般的な手法にまで大衆化されていない.本研究の最大の趣旨は,剛塑性有限要素法の利点を世にアピールするとともにそのプログラミングを公開し,その有効性を知らしめることにある.そのような観点から剛塑性有限要素法の基礎的理論を改めて見直し,改良すべき点を明らかにするとともに,より強力な計算ツールとすべく研究を進めている.本年度に実施した研究は下記のようであるが,一部については現在,発表論文を作成中である.1.弾性域と思われる領域の扱い:剛塑性有限要素法では,解析対象である全領域が塑性状態にあると仮定する.しかし,実際には塑性状態ではない領域,すなわち,弾性領域が存在する.プログラミングの上では,その領域に対してある閾値を設けて近似掲計算を行っているが,その閾値の正しい設定やそれによる誤差の大きさが不明であった.そこで,弾性領域は完全な剛体として扱う方法を開発し,上記の問題の解決策を得た.2.地下水の存在による極限荷重の変化地盤構造物の安定解析には地下水の存在は無視できない.とくに地下水の流れがある場合のトンネル切羽の安定性を1つの例題として取り上げ,地下水の影響を検討した.つりあい式に地下水圧の項を考慮することにより,極めて自然な解析方法を確立することが可能となった.

剛性有限要素法は,構造物の極限解析を行う数値計算法の1つであり,必要な材料定数の数が少なく,境界条件の取り方に対する解の安定性は極めて高い.そのよう意味から工学的な価値はもっと強調されるべきである.しかし,従来の弾性あるいは弾塑性有限要素法と比べて,プログラミングが少し複雑であるため,まだまだ完全に認知された一般的な手法にまで大衆化されていない.本研究の最大の趣旨は,剛塑性有限要素法の利点を世にアピールするとともにそのプログラミングを公開し,その有効性を知らしめることにある.そのような観点から剛塑性有限要素法の基礎的理論を改めて見直し,改良すべき点を明らかにするとともに,より強力な計算ツールとすべく研究を進めている.昨年度の研究を引き継いで本年度に実施した研究は下記のようであるが,一部については論文として発表した.1.弾性域と思われる領域の扱い:剛塑性有限要素法では,解析対象である全領域が塑性状態にあると仮定する.しかし,実際には塑性状態ではない領域,すなわち,弾性領域が存在する.プログラミングの上では,その領域に対してある閾値を設けて近似掲計算を行っているが,その閾値の正しい設定やそれによる誤差の大きさが不明であった.そこで,弾性領域は完全な剛体として扱う方法を開発し,現在,論文執筆中である.2.地下水の存在による極限荷重の変化地盤構造物の安定解析には地下水の存在は無視できない.とくに地下水の流れがある場合のトンネル切羽の安定性を1つの例題として取り上げ,地下水の影響を検討した.つりあい式に地下水圧の項を考慮することにより,極めて自然な解析方法を確立することが可能となった.これについては論文を発表している.剛性有限要素法は,構造物の極限解析を行う数値計算法の1つであり,必要な材料定数の数が少なく,境界条件の取り方に対する解の安定性は極めて高い.そのよう意味から工学的な価値はもっと強調されるべきである.しかし,従来の弾性あるいは弾塑性有限要素法と比べて,プログラミングが少し複雑であるため,まだまだ完全に認知された一般的な手法にまで大衆化されていない.本研究の最大の趣旨は,剛塑性有限要素法の利点を世にアピールするとともにそのプログラミングを公開し,その有効性を知らしめることにある.そのような観点から剛塑性有限要素法の基礎的理論を改めて見直し,改良すべき点を明らかにするとともに,より強力な計算ツールとすべく研究を進めている.2年間の研究を引き継いで本年度に実施した研究は下記のようであるが,これらについては論文として発表した.1.弾性域と思われる領域の扱い:剛塑性有限要素法では,解析対象である全領域が塑性状態にあると仮定する.しかし,実際には塑性状態ではない領域,すなわち,弾性領域が存在する.プログラミングの上では,その領域に対してある閾値を設けて近似掲計算を行っているが,その閾値の正しい設定やそれによる誤差の大きさが不明であった.そこで,弾性領域は完全な剛体として扱う方法を開発し,現在,投稿準備中である.2.地下水の存在による極限荷重の変化地盤構造物の安定解析には地下水の存在は無視できない.とくに地下水の流れがある場合のトンネル切羽の安定性を1つの例題として取り上げ,地下水の影響を検討した.つりあい式に地下水圧の項を考慮することにより,極めて自然な解析方法を確立することが可能となった.これについても論文を発表した.
生物活性炭処理における細菌群集の有機物利用特性と生物同化性有機物の除去機構の解明

各地の浄水場に高度処理として導入されているオゾン-生物活性炭処理を対象として、生物同化性炭素(AOC: Assimilable Organic Carbon)の除去に関与する活性炭付着細菌群集を評価した。確立した手法に基づいて、2箇所の浄水場から生物活性炭を採取し、AOC成分に応答する細菌群を評価した。AOC成分として酢酸、ギ酸、シュウ酸の3種類の低級脂肪酸を選択し、採取した生物活性炭にそれぞれ5mgC/Lになるように個別に添加した。経時的に呼吸活性を評価すると共に、高呼吸活性の細菌群を分取・同定した結果、無添加系では活性炭付着細菌の呼吸活性は、全菌数比の15%程度であったのに対して、低級脂肪酸を添加した系ではその比率は3040%に達した。高呼吸活性を有する細菌の群集構造を評価したところ、低級脂肪酸の種類によらず、Betaproteobacteria、Planctomycetesに近縁な細菌群が優占しており、低級脂肪酸の除去にはこれらの細菌群が関与していることが示唆された。高度浄水処理のひとつであるオゾン-生物活性炭処理では,活性炭表面に定着した細菌により,生物同化性炭素(AOC : Assimilable Organic Carbon)が効果的に除去されている。しかし,生物活性炭における細菌群集の構造・機能については,ほとんど知見がないのが現状である。本研究では,分子生物学的手法を用いることで,AOCの除去に積極的に関与している細菌群を特定し,生物活性炭のAOC除去機能に関する工学的知見を得ることを目的として以下の研究を進めた。1.生物活性炭に付着する細菌群集構造の詳細な解析今年度は、FISH法を用いて生物活性炭に付着している細菌の群集構造を定量的に把握することを試みた。特に、活性炭からの剥離方法やハイブリダイゼーション条件、脱水方法についての検討を行った。確立した手法によって、実際の浄水場の生物活性炭試料を解析したところ、主要な細菌群は、Acidobacteria、Alpha-proteobacteria、Beta-proteobacteriaであることが判明した。2.AOC利用細菌の特定方法の検討AOCの代謝に伴う呼吸活性の上昇をCTC法で検出することを検討した。実際の浄水場から採取した生物活性炭を無機培地に入れ、暗所で振蘯培養し、活性炭に付着する細菌群集のCTC活性の経時変化をモニタリングした。その結果、培養3日後まではCTC陽性の菌数は全体の5-20%で推移したのに対し、それ以降は呼吸活性が著しく低下することが示された。3.迅速なAOC濃度測定法の導入とAOC成分の分析手法の検討CTC法とFISH法を組み合わせ、AOCのキャラクタリゼーションを細菌群集の呼吸活性応答の差異に基づいて行うことを検討した。二重染色の条件について、特に検討を行った。
直接数値計算を用いた海洋表層での水面波と流れの相互作用に関する研究

2年度目はまず、初年度に開発した数値モデルを用いて、水面波と表層乱流の直接数値計算のパラメタスイープ実験に取り掛かった。制御パラメタとして波の振幅と風成シアの強さをとり、2つの無次元数「波形勾配」と「Froude数」とで実験を特徴付けた。いずれのケースでもLangmuir循環が生じ、その強度を比較したところ直接数値計算で生じたものの方が大幅に強いことがわかった。調査の結果、この違いは直接数値計算で波が粘性減衰し波の運動量が表層流に渡されることで風成シアが仮想的に強化される、「virtual wave stress (VWS)」によるものであることがわかった。直接数値計算ではVWSで風成シア流が強化された結果としてLangmuir循環が強化された(すなわち、波強制力の表現の違いではなく境界条件の違いにより循環強度の差が生じた)と仮説を立てて検証を行い、それを実証する結果を得た。また今後のパラメタスイープ実験の解析に向けて、理論研究を援用した新しい解析手法の開発を行い、プログラムを完成させて性能評価を行なった。これは波のような高周波運動とともに変形する座標系の上で時間平均を行い波と流れを分離する手法で、既存の解析手法では扱えなかった複雑な状況(例えば、波の振幅が大きい時や単色波でない時)でも波と平均流とを分離できるというメリットがある。上記の成果により、数値実験の準備が十分整った。今後は波形勾配とFroude数に関するパラメタスイープを進めてゆく予定である。パラメタスイープ実験の実施自体は1年遅らせたものの、Virtual wave stressにより生じる結果の解釈や波と平均流を分離した解析手法の開発など、いずれ取り組むべき事項に集中して成果を挙げている。そのため本研究の目玉であるパラメタスイープの準備が十分整っており、研究は順調に進んでいると判断する。パラメタスイープ数値実験を進め、波平均表式との比較を進めてゆく。高周波の波運動が低周波の流れに及ぼす影響を直接評価する手法は開発・検証済みなので、この手法を用いて運動量方程式・エネルギー方程式における波の効果項を波平均表式と比較する。パラメタスイープ実験で得られた結果をもとに、波と流れの双方向相互作用の振る舞いをレジームダイアグラムに記述的にまとめてゆく。パラメタスイープ実験の結果の見通しが立った段階で、単純化されたジェット構造の流れが波に及ぼす影響を定量化するための数値実験を始める。この実験は、ここまでの数値計算で明らかになった「波はその波長よりも大きい流れ構造の影響を受け空間構造を変化させる」という定性的傾向に動機付けられており、その応答の系統的・定量的理解を得るために行うものである。波のパラメタ(波長など)を固定し、単純化されたジェット構造の水平スケールや鉛直構造を様々に変化させて、その上を自由伝播する波の応答(エネルギーの空間分布など)を調べてゆく。この結果をもとに上記のパラメタスイープ実験の結果を再解釈し、結果の記述に基づいていたレジームダイアグラムに波の運動学的理解を追加する。これに並行して本研究で新たに開発した数値モデルの定式化を論文にまとめ、国際誌に投稿する。海洋表層の流れと水面波との相互作用で生じるLangmuir循環(LC)は海洋表層の混合を通して中長期的な気候を大きく変化させる役割を持つ。現在その研究においてはゆっくりと変化する流れ(表層乱流)のみを考え、それよりも速い流れ(波)の効果を外力のように表現する定式化(波平均系)が広く用いられているが、波平均系の近似の妥当性そのものが限られた状況でしか実証されていないという問題点がある。水面波を直接数値計算することでその検証を行うという目標のもと、本年度は(1)ある状況で再現されたLCの駆動機構の力学的解析と、(2)さらに高機能な数値モデルの開発を進めた。(1)前年度までに振幅の小さい波を表現できる数値モデルを用いたシミュレーションでLCの再現に成功していたが、その駆動機構、すなわち波がどのようにLCを強制するのかを詳細な渦度収支解析によって明らかにした。その結果得られたLCの駆動機構の解釈は、従来のLagrange的な理解と相補的な立ち位置となるEuler的な見方によるもので、波と流れの相互作用の理解をより進めうる重要な成果である。(2)これまでの研究に用いていた汎用海洋モデルは、空間離散化の制約上小さい振幅の波しか再現できない、モデルの汎用性を重視した設計のため波のエネルギーの数値的減衰が生じる、という2点で本研究の目的に不十分であった。より幅広い状況のシミュレーションを行うために、鉛直方向に座標を変換し、また水面波に関連する項を高次精度陽解法で解く、という方針をとることで前述の2つの問題点を回避した数値モデルを新たに開発した。テストの結果、新モデルは大振幅の波を精度よく表現し、数値的減衰も無視できる程度に抑えられる、という結果が得られた。この水準の非静力学自由表面海洋数値モデルは世界に数例しかなく、世界最先端の数値的研究を行う基盤が整った。Langmuir循環の駆動機構はこれまで、波平均系が成立するという前提のうえLagrange的な視点から理解されてきた。これをEuler的な視点から記述することは、波平均系を用いない数値計算結果を解釈する上で大きな助けとなる。また、当初の予定どおり「大振幅の波を高精度で表現する数値モデルの開発」と「入念なテスト実験」を完了することができた。

これにより、今までの数値モデルで表現できなかった状況の数値計算を行うことができるようになった。このように平成29年度の成果によって、波と流れの相互作用の数値的研究を進めるためのハード面(数値モデル)とソフト面(Eulerian解析)の準備を整えることができた。当初計画していたパラメタスイープ実験は行えなかったものの、パイロット実験は済ませており、実験・解析の準備が進んでいる。そのため、計画の進捗は概ね順調であると判断する。2年度目はまず、初年度に開発した数値モデルを用いて、水面波と表層乱流の直接数値計算のパラメタスイープ実験に取り掛かった。制御パラメタとして波の振幅と風成シアの強さをとり、2つの無次元数「波形勾配」と「Froude数」とで実験を特徴付けた。いずれのケースでもLangmuir循環が生じ、その強度を比較したところ直接数値計算で生じたものの方が大幅に強いことがわかった。調査の結果、この違いは直接数値計算で波が粘性減衰し波の運動量が表層流に渡されることで風成シアが仮想的に強化される、「virtual wave stress (VWS)」によるものであることがわかった。直接数値計算ではVWSで風成シア流が強化された結果としてLangmuir循環が強化された(すなわち、波強制力の表現の違いではなく境界条件の違いにより循環強度の差が生じた)と仮説を立てて検証を行い、それを実証する結果を得た。また今後のパラメタスイープ実験の解析に向けて、理論研究を援用した新しい解析手法の開発を行い、プログラムを完成させて性能評価を行なった。これは波のような高周波運動とともに変形する座標系の上で時間平均を行い波と流れを分離する手法で、既存の解析手法では扱えなかった複雑な状況(例えば、波の振幅が大きい時や単色波でない時)でも波と平均流とを分離できるというメリットがある。上記の成果により、数値実験の準備が十分整った。今後は波形勾配とFroude数に関するパラメタスイープを進めてゆく予定である。パラメタスイープ実験の実施自体は1年遅らせたものの、Virtual wave stressにより生じる結果の解釈や波と平均流を分離した解析手法の開発など、いずれ取り組むべき事項に集中して成果を挙げている。そのため本研究の目玉であるパラメタスイープの準備が十分整っており、研究は順調に進んでいると判断する。平成30年度は、平成29年度に開発した数値モデルをもちいて幅広いパラメタ範囲のもとLangmuir循環の数値シミュレーションを行う予定である。特に注目するパラメタとして、水面風応力と波の位相速度から求められるFroude数があげられる。これは流れが波に与える影響の大きさを特徴付ける無次元数と考えることができ、従来の波平均系ではそれがゼロの場合しか表現できない(波は流れの影響を受けない)。これに加え、従来から注目されていた、波の影響の大きさを特徴付けるLangmuir数とを変化させて数値計算を行い、乱流運動エネルギーの生成率を定量的に調査する。これらの数値実験の結果の解釈においては波平均系および水面波表現系の適切な比較を心がけ、理想化したシンプルな実験設定での数値計算を行なってゆく方針である。
高CO_2濃度下での低温および紫外線(UV-B)増加への植物の反応

昨年度は、研究分担者の日本到着が11月末であったため、実質的に実験の準備しかできなかった。本年度は、イネの幼植物体(葉が3枚)を用いて、低温に対するイネの応答を生化学的観点から分析した。その際、近年、様々な植物へのストレスへの耐性に関して注目されているサルチル酸(以後、SA)の効果に着目した。SAは培養液に混入した。低温処理開始後1日目および7日目に生化学分析を行った。生化学分析は、低温障害の程度と、低温障害の直接の原因とされている活性酸素の消去系酵素:SOD(Superoxide dismutase), CAT(Catalase), GR(Glutamine rectase), GPX(glutathione perioxidase)に関して行った。低温感受性イネとしてアキタコマチを、低温耐性イネとしてコシヒカリを用いた。得られた結果は以下のようである。1.両品種とも、葉での低温障害にはSA処理の有意な影響は1日目も7日目もみられなかった。しかし、根では両品種ともSA処理により低温耐性は顕著に上昇した。2.活性酸素消去系で顕著にみられた現象は、アキタコマチの根で、SA処理によりGRの活性が7日目も対照区に比べて高い値を示していたことである。SA処理によりアキタコマチの根の低温耐性が上昇した原因は、GR活性の上昇によるものと推察される。外国人特別研究員の来日が11月末であったため、本年度は実質的な研究を行うだけの時間的余裕はなかった。来年度および再来年度の研究にむけ、準備を行った。具体的には次の通りである。1.関係する文献の収集2.チャンバー実験を行う予定であるので、チャンバーの改良の準備3.分析装置の整備主に2を中心に活動したが、研究室が現有するチャンバーに余裕がなかったため、具体的にチャンバーを本研究の目的にそうように改良(光源の追加、二酸化炭素濃度の制御など)するまでにはいたらず、改良の構想およびそのための部品の準備に終わった。来年度は、チャンバーの整備を進め、イネを用いて標記の課題に取り組む予定である。特に生化学的分析に重点を置く。
青年期におけるアイデンティティ形成・変容過程に関する総合的研究

本研究の目的は、アイデンティティは自己と他者の関係の認識によって成り立つという関係性の観点に立ち、アイデンティティ形成・変容のメカニズムを明らかにすることであった。具体的には、(1)関係性の観点から見たアイデンティティ形成・変容のメカニズムを解明する理論的枠組みを構成する(研究1)。(2)短期の縦断研究により青年のアイデンティティの形成・変容過程を明らかにする(研究2)。(3)大学生に焦点を絞ってアイデンティティ形成・変容を促すための方法を検討し提言する(研究3)。研究1では、第1に、アイデンティティ形成・変容のメカニズムを記述する枠組みとして、Fischer, K.およびKegan, R.の理論的枠組みの有用性について検討し、これらを用いた事例の記述を行った(Sugimura, 2007)。第2に、青年のアイデンティティ形成・変容過程と社会との接点の問題として、アイデンティティの二重形成プロセスモデルを提案した(溝上,2007;Mizokami, 2007)。研究2および研究3では、大学の授業をフィールドにした面接調査研究(水間,2006)と短期縦断研究(報告書参照)を実施した。その結果、第1に、アイデンティティ探求における自己の視点と他者の視点の協応にはいくつかの仕方があることが明らかになった。第2に、日常的に繰り返される自己の視点と他者の視点の協応が足場として機能し、アイデンティティの発達的変容が起こる可能性のあることがわかった。第3に、これらの結果から、アイデンティティ形成・変容を促すためには、青年が発達的変容に結びつく協応の仕方をとることをサポートする必要があることが示唆された。本研究は、アイデンティティは自己と他者の関係の認識によって成り立つという関係性の観点に立ち、アイデンティティがどのようなメカニズムで形成・変容するのかを明らかにする。具体的には、以下の3点を目的とする。(1)近年の認知発達論を援用して、アイデンティティを、構造的特徴を持つ内的な抽象(abstraction)と見なし、関係性の観点から見たアイデンティティ形成・変容のメカニズムを解明する枠組みを構成する(研究1)。本年度は研究代表者と分担者が議論を行って研究1を遂行し、以下のような成果を得た。1.アイデンティティ形成・変容過程の中核は、その青年の自己に関する諸要素(例えば、特定の課題に関する自己の表象と他者の表象)を結びつけるしかた、具現化のしかたであると見なすことができる。この様式(モード)には、個人差、発達差がある。2.自己に関する諸要素を結びつけたり具現化する際には、連続的な変化のみならず飛躍的な変化がある。近年の認知発達論(Fischerら、1980,2002など)はこの飛躍的変化をintercoordinationといった概念で説明しているが、自己・アイデンティティ形成に焦点を合わせるとその内実を、人生の重要な選択に対する意味づけの転換(杉村)、自己形成モードの構成(溝上)、バーバルな世界への同一化(水間)といった概念で説明できる。3.アイデンティティ形成・変容過程を検討する場合、自己形成・変容過程との関連を整理する必要がある。具体的には、アイデンティティ形成・変容過程は、具体的な課題領域(職業、イデオロギーなど)において展開されるが、その基盤には特定の課題領域によらない自己形成・変容過程が継続的に展開している。本研究の目的は、関係性の観点から、青年期のアイデンティティ形成・変容のメカニズムを捉える枠組みを構成する(研究1)、アイデンティティの形成・変容過程を明らかにする(研究2)、アイデンティティ形成・変容を促すための方法を検討する(研究3)ことであった。今年度は研究2を遂行する計画であったが、研究1の理論構成が非常に重要かつ時間のかかる課題であるとの判断で研究1を継続した。また、研究3の一部を行った。本年度の成果は以下の3点であった。1と2は研究1に、3は研究3に対応する。

1.先行研究はアイデンティティを主に客体として検討してきたが、主体としてのアイデンティティの発達を検討する必要があることが分かった。そして、主体としてのアイデンティティ発達を理解するには同一視(identification)から同一性(identity)への変容過程に焦点を当てること、変容過程の記述にはダイナミック・システムズ・アプローチの枠組みが有効であることを示唆した。2.先行研究が見落してきた、青年のアイデンティティ形成と社会の接点の問題を検討した。その結果、ポストモダン社会では、アイデンティティの領域が拡張し、領域間の葛藤が生じていることが分かった。そこで、現代青年のアイデンティティ発達を理解するためには、従来の領域の他に自己形成モード(personal formation mode)の概念を導入することが有効であると指摘した。3.大学の専門科目の学習過程がアイデンティティの発達過程とどう関連するのかを検討した。その結果、専門科目の学習過程はアイデンティティの形成過程における役割実験(role experiment)となっていることが分かった。また、専門科目が提示する社会的役割への同一化(identification)から脱却したり、その役割を自分なりに意味づけることが、アイデンティティ形成を促進することが示唆された。本研究は、アイデンティティは自己と他者の関係の認識によって成り立つという関係性の観点に立ち、アイデンティティがどのようなメカニズムで形成・変容するのかを明らかにする。具体的には、(1)近年の認知発達論を援用して、アイデンティティを、構造的特徴を持つ内的な抽象と見なし、関係性の観点から見たアイデンティティ形成・変容のメカニズムを解明する枠組みを構成する(研究1)。(2)短期の縦断研究により青年のアイデンティティの形成・変容過程を明らかにする(研究2)。(3)大学生に焦点を絞ってアイデンティティ形成・変容を促すための方法を検討し提言する(研究3)。研究1では、第1に、アイデンティティ形成・変容のメカニズムを記述する枠組みとして、Fischer,K.およびKegan,R.の理論的枠組みの有用性について検討し、これらを用いた事例の記述を行った(Sugimura,2007)。第2に、青年のアイデンティティ形成・変容過程と社会との接点の問題として、アイデンティティの二重形成プロセスモデルを提案した(溝上,2007;Mizokami,2007)。研究2および研究3では、大学の授業における他者との対話を通した学習過程を取り上げて、アイデンティティ形成・変容に関する短期縦断研究(実践研究)を実施した。その結果、第1に、自己の視点と他者の視点の協応にはいくつかの方法があることが明らかになった。第2に、日常的に繰り返される自己の視点と他者の視点の協応の経験が足場となって、アイデンティティの発達的変容が起こる可能性のあることがわかった。
RAGE-aptamerのループス腎炎に対する腎保護作用とそのメカニズムの解明

本研究はRAGEがどのようにループス腎炎の進展に関与しているかというメカニズム解明を行うと共に、RAGE antagonismとして我々が共同開発したRAGEアプタマーがループス腎炎の新たな治療戦略となるか解明することを目的としたものである。本年度、SLE prone mouseであるMRL/lprマウスにRAGEアプタマーを投与したところ、尿細管障害マーカーであるKim1 expression levelが有意に低下していることから、RAGEアプタマーに尿細管保護効果があることを見出した。さらにMRL/lprマウスにおいて糸球体病変が起きる16週令よりもはるかに早い8週令の時点で、RAGEが尿細管細胞において既に発現しているほか、週令が経つにつれ尿中排泄RAGE濃度は高くなり尿細管障害マーカーとして汎用されている尿中NAG濃度と正相関の関係性を有していることを見出した。これらの知見から、SLE病態でネクローシス細胞から放出されたヌクレオゾームやCell free DNAが血中→尿中へ糸球体濾過後に、尿細管細胞表面のRAGEがそれらをトラップし細胞内で分解処理していると仮説が成り立つ。そのためSLE病勢が増していくにつれ、ヌクレオゾーム増加が尿細管細胞の分解許容能を超えると尿細管細胞が進行し、末期腎不全へ進展していくのではないかと考えている。くわえて、10週間のRAGEアプタマー投与で、尿細管間質の線維化は改善し、線維化促進サイトカインであるTissuegrowth factor-bは有意に抑制されていることを確認している。今年度久留米大学医学部動物センターの建て替えに伴い、マウスを使用した研究を行うことができなかった。そのため進捗状況は遅れており、来年度へ科研費の延長をお願いし承諾頂いている。SLE prone mouseであるMRL/lprマウスを使用したin vivo実験は順調に進みpromissingな結果を得ることができた。腎保護効果を確認できたと同時に、肝・脾・肺においてadverse effectがないことが確認できている。しかしながら、より信頼性の高い知見を得るために遺伝子改変マウスを使用し、RAGEとループス腎炎進展の関連性を証明する必要がある。そこで野生型マウス(C57BL6/J background)およびRAGE KOマウス(C57BL6/J background)にPrisutaneを投与しDrug-induced lupus nephritisを誘導することを計画している。RAGEKOマウスにおいてループス腎炎の進展が抑制されれば、その関連性を高い質を持って世界に発信することができると考えられる。本研究はループス腎炎に対するRAGEアプタマーの効果について検討し、臨床応用へつなげる研究である。本年度我々はSLE prone mouseであるMRL/lprマウスにRAGEアプタマーを皮下投与しその効果について検討したところ、腎機能の最たる指標である血中尿素窒素(BUN)は有意に低下し、SLEの指標となる補体C3の低下がRAGEアプタマー投与によって改善することを突き止めた。このことからRAGEアプタマーはループス腎炎の進行を抑制しうる可能性があることがわかった。さらに腎臓の組織学的解析を行ったところ、糸球体におけるワイヤーループ病変の発現がRAGEアプタマー投与により有意に消失することがわかった。さらに糸球体へのマクロファージの進入がRAGEアプタマー投与によって有意に抑制されていることもわかったことから、糸球体での炎症が抑制されていることを示唆するとともに、マクロファージが貪食する対象がRAGEアプタマーで治療された糸球体には少ないことが示唆される。SLEによる臓器障害メカニズムはいまだ解明されていないが、現在の通説として「血中で免疫複合体が形成され組織障害を来たすわけではなく、antigenが細胞内に取り込まれ、それを認識したIgGなど宿主免疫機構が結合することにより細胞内で免疫複合体が形成され組織障害を助長する」Planted antigen説が現在有力である。この説に基づくと血管内皮細胞や尿細管細胞においてRAGEはantigenになりうるnucleosomeやRNAを細胞内に取り込む作用があり、RAGEアプタマーはそれを抑制することで細胞内における免疫複合体形成を阻害(ワイヤーループ病変の改善)している可能性が示唆された。腎保護効果を確認できたと同時に、肝・脾・肺においてadverse effectがないことが確認できたのは大きい。しかしながら、血中ds-DNA-antibody値はRAGEアプタマー投与群で有意に高値であり、血中nucleosome,RNA,DNAなどが細胞へ取り込まれずに血中に残存したままであるためその抗体値が増加した可能性が考えられる。仮にRAGEアプタマーを長期投与した場合に臓器保護効果は見込めるものの、SLEの病勢について更なる検討が必要である。今後の研究に関する方向性は十分な議論と考察が必要になると考えられるため、その後時間をかけ実験計画を立案しているところである。

さらにMRL/lprマウスにおいて糸球体病変が起きる16週令よりもはるかに早い8週令の時点で、RAGEが尿細管細胞において既に発現しているほか、週令が経つにつれ尿中排泄RAGE濃度は高くなり尿細管障害マーカーとして汎用されている尿中NAG濃度と正相関の関係性を有していることを見出した。これらの知見から、SLE病態でネクローシス細胞から放出されたヌクレオゾームやCell free DNAが血中→尿中へ糸球体濾過後に、尿細管細胞表面のRAGEがそれらをトラップし細胞内で分解処理していると仮説が成り立つ。そのためSLE病勢が増していくにつれ、ヌクレオゾーム増加が尿細管細胞の分解許容能を超えると尿細管細胞が進行し、末期腎不全へ進展していくのではないかと考えている。くわえて、10週間のRAGEアプタマー投与で、尿細管間質の線維化は改善し、線維化促進サイトカインであるTissuegrowth factor-bは有意に抑制されていることを確認している。今年度久留米大学医学部動物センターの建て替えに伴い、マウスを使用した研究を行うことができなかった。そのため進捗状況は遅れており、来年度へ科研費の延長をお願いし承諾頂いている。今後は更なるメカニズム解明を行っていく予定としているが、そのためには多くのMRL/lprマウスを購入する必要がある。なぜならば、上記に示したように血中から細胞内へのnucleosomeなどのantigenを取り込む作用をRAGEアプタマーが抑制すると、血中nucleosome値は増加しSLE全体の病勢を増悪させる可能性が考えられる。この点に関して更なる検討が必要で、現時点では血中nucleosomeをデコイ作用で除去することができるsoluble RAGEを同時に投与しSLEの病勢がどうなるか、長期的な投与によりSLEによる臓器障害がどのように変化するのかを検討する予定としている。また、血中antigenを除去する方法として血漿交換が一つのcandidateとして考えられ、マウスで行うとしたらparabiosisが一番適当かと思われるため、さらに多くのMRL/lprマウスが必要である(2匹ずつが1個体であるため)。これらの研究でRAGEアプタマーの安全性の確認と臨床応用へ向けた更なるデータの蓄積が行える。SLE prone mouseであるMRL/lprマウスを使用したin vivo実験は順調に進みpromissingな結果を得ることができた。腎保護効果を確認できたと同時に、肝・脾・肺においてadverse effectがないことが確認できている。しかしながら、より信頼性の高い知見を得るために遺伝子改変マウスを使用し、RAGEとループス腎炎進展の関連性を証明する必要がある。そこで野生型マウス(C57BL6/J background)およびRAGE KOマウス(C57BL6/J background)にPrisutaneを投与しDrug-induced lupus nephritisを誘導することを計画している。
藻類の光感覚に関する化学エコロジー

研究の成果は、以下のキーワードでまとめることができる。1.カロテノイド藻類カロテノイドの分析を行い、オオハネモにはα-カロテンでほとんど構成されることを明らかにした。フコキサンチンなどのカロテノイドとクロロフィルとの間のエネルギー移動についてアナログ合成、蛋白質の単離、蛍光寿命の測定などを行い、両物質の相互作用を明らかにした。2.藻類の運動性と関与する物質藻類の光情報伝達物質がcAMPであることをあきらかにした。藻類の走光性に関与する光感受性物質としてフラビン類を、クリプト藻の走光性に新しい物質が関与していることを提唱した。クラミドモナスの光受容物質にアナログを用い、開発した運動解析装置を使って光異性化の中心部分の置換基が重要であることを示した。3.眼点の構造と走光性発現青色光によってクラミドモナスの性発現制御されること、クラミドモナスの眼点の観察に偏光顕微鏡が有力な手段となることを明らかにした。また、光驚動性に窒素源が重要であるという発見をした。4.緑藻の生育とその色素深所性緑藻の色素とクロロフィルbが関係していることを化合物単離によって明らかにした。研究の構成は、カロテノイド、光運動性、眼点の構造そしてエコロジーからなる。1.カロテノイド-藻類カロテノイドの分析(辻本・堀),カロテノイドとそのポルフィリン結合体の合成(伊藤,大須賀)藻類カロテノイドの物性と多様性(加藤・三室)について研究成果を発表した。2.藻類の光運動性と関与する物質-藻類の光情報伝達物質(大森,川井),藻類の走光性と光感受性物質との相関(佐藤,高橋,中村,渡辺)について研究成果を発表した。3.眼点の構造と光走性発現-青色光によるクラミドモナスの性発現制御(佐藤),クラミドモナスの眼点の物理的観察(坪井,堀)4.緑藻の生育とその色素-深所性緑藻の色素とクロロフィルの存在又は分布比について(横浜)報告を行なった。なお本研究はペアを作って共同研究を行なうことを主眼としている。その中でも新しい共同研究が発足し、研究が進行中である。1.レチノイドの合成と光受容蛋白質の研究(辻本・伊藤)2.藻類のカロテノイドと種別布(辻本・堀)3.ウニの幼生と蛍光物質(辻本・中村)4.クラミドモナスの走光性(高橋・坪井・渡辺)5.褐藻類鞭毛の単離とフラビン色素(川井・渡辺)6.フコキサンチンの物性と多様性について(加藤・三室)以上の研究の一部分は業績報告に示す通りに発表した。(1)伊藤によって合成されたレチナールアナログを用いて、辻本は光感覚に関係する蛋白質の一つであるレチノクロムの発色団部分の構造が6S-シス形であることを明らかにした。(2)カロテノイドであるフコキサンチンやゼアキサンチン等を伊藤、大須賀が合成し、三室、加藤らと共同研究することによって、蛍光の緩和過程における分子構造の効果について明らかにした。(3)クラミドモナスの眼点の光に対する驚動性について、中村は野生株と変異株を用いて460-480nmの光によって負の走光性を示すことを高橋の製作した装置を用いて明らかにした。(4)佐藤はクラミドモナスの四娘細胞ヘの分裂に光の明期と暗期が関与しているという結果を渡辺、高橋との共同研究によって明らかにしてきた。(5)川井は藻類の新しい光受容物質として、作用および発光スペクトルからフラビン類を提案した。この研究は中村、渡辺、三室との共同研究による。