hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己免疫性胃炎の発症機序・抗胃壁細胞性T及びB細胞クロ-ンによる免疫生物学的解析

生後3日胸腺摘出を受けたBALB/C及びDBA/2マウスの2ケ月後における抗胃壁細胞抗体産生を伴う胃炎発症頻度は、各々5171%及び3%であった。両系のrecombinant inbredlines 11系統中、好発系(H)は4中間系(M)3、嫌発系(L)4であり、26の遺伝子marker解析によってH系はBALB/C染色体1上のMI_s-I^aと、同じく2上のHc^1Iociを発現し、M及びL系はその一つ或は両方がDBA/2由来である事が明かにされた。更に、BALB/C及びH系マウスの胃炎発症率がMI_s-I^a細胞を移入されると100%になる事、MI_s-I^a-responding T cellsが高率に用いるV_<β6>-TCRを発現するT細胞が胃炎を発症したH系のみに認められる事等からeffector T cellsによって認識される胃壁細胞抗原とMI_s-I^a抗原との共通性が示唆された。Staphylocous entrotoxinに対するT細胞クロ-ンもまたMI_s-I^a抗原反応性T細胞と同様、このTCRを使う確率の高いという報告は、T_x-胃炎とStaphylococcus感染、さらには自己免疫性疾患と感染という古くて実体不明の問題に新しい光を投げかけたと思う。次年度においては、非感染マウスを用いて検討する予定である。初年度につずいて生後三日胸腺摘出BALB/cマウスに高率に発症する自己免疫性胃炎をモデルとして発症の遺伝支配と自己抗原の関係について解析した。発症遺伝子の一つは少なくとも第一染色体上のMlsー1遺伝子に連鎖しているが、この関係は胃炎発症BALB/cマウスにMlsー1^a反応性Vβ6陽性T細胞が増加し、且つそれらのマウスから13株/20株の高率でMlsー1^a反応性-Vβ6陽性T細胞クロ-ンが確立された事からも示唆された。これらのクロ-ンはすべてMlsー1^a抗原と共通抗原性があるといわれるStaphylococcal enterotoxinsに反応して増殖し、且つその中の2株はin vitroに於てマウス胃壁細胞に反応して増殖し、nu/nuマウスへの移入によって、1週後胃壁細胞抽出液に対するDTH(足しょう)反応を誘導し、4週後には弱いながら胃局所における単核球を伴う胃壁細胞傷害と抗胃壁細胞抗体産生を惹起する個体も一部に認められた。これらの所見は胃壁細胞自己抗原とMlsー1^a抗原の直接あるいは間接敵関連性の存在を窺わせるが、我々の作製したモノクロ-ナル抗胃壁細胞自己抗体3種の内、2種は種をこえて胃壁細胞のproton pump(H^+/K^+ーATPase)のα及びβ鎖をそれぞれ認識している事が精製蛋白を使う事によって確認された。更に、この抗体によって精製された豚胃壁細胞β鎖を基にして、β鎖の遺伝子構造と一次構造が決定された。胃壁細胞自己抗原とStaphylococcalenterotoxins間の共通エピト-プを確定しMlsー1抗原の実体と生物学的意味を明らかにする事が次の目標である。
前近代中国黄河中流域における水利権と水利組織

最終年度である本年度においては、地域社会と水利の伝統との関係を考察した。その成果として、近世史フォーラム6月例会において研究報告「中国近世水権試論ー水をめぐる「伝統」の形成過程」を行い、また、広島史学研究会大会において研究報告「重刻碑にみる近世山西の水をめぐる「伝統」の形成過程」を行った。また、同様の内容を「旧章再造:以一石三記与三石一記水利碑為基礎資料」(『社会史研究』第5輯)として公表した。さらに本研究課題のまとめとして、大谷大学においてワークショップ「宗族と水利から華北の「村」を再考する」を開催した。歴史学、社会学、農学など異なるディシプリンを用いる5名の研究者が報告を行い、これらの報告に対するコメントを1名の研究者が行った。研究代表者も研究報告「1819世紀山西の水利に見る村の役割ー宗族との関係をまじえて」を行い、18世紀から19世紀における地震や火災などの自然災害や人心荒廃に伴う訴訟の頻発といった社会不安に対する地域社会の応対が、21村の水利連合として、あるいは宗族の結集として現出し、その際に伝統を確認するという名のもとに当時の状況を反映した形で村を単位として水利秩序および社会秩序の再編が図られたことを明らかにした。さらに、考察を進め、19世紀末から20世紀初め、水利権売買により利益追求が進展する中で、独占・寡占による「私水」状態を依拠すべき状態とする官に対して、「公」に基づく私的所有の集積としての共同所有・共同利用が主張され、「公水」の語が現れることを指摘した。官も水争いの裁定に「公水」の概念を用いることとなるが、その際にも公議を担い、公の受け皿となったのが村であり、水権における公共性という概念は、村をその担い手とし、当該時期に「創造」されたものである可能性を指摘し、水利用に関する「公」と「私」の問題を今後の課題として提起した。本年度においては、水利紛争に関わる碑刻史料のデータベース化を進めるとともに、研究対象とする中国黄河中流域のうち、陝西省東部における水利権と水利組織の考察を主たる課題とした。2015年8月23日から8月31日にかけて、研究協力者の飯山知保および李大海とともに陝西省(西安市、蒲城県、大リ県、潼関県、華陰市、華県、渭南市)における現地調査を実施し、水利碑および関連史料の収集を行った。さらに、研究を進める中で、同地域における地域社会の歴史的変遷を明らかにするためには19世紀におけるムスリム蜂起によって生じた社会構造や民族構成の変化を理解する必要があることが判明した。そこで、当初の予定には含まれなかったが、2015年8月31日から9月5日にかけて青海省(西寧市)および甘粛省(酒泉市、瓜州県、敦煌市)における現地調査を実施し、ムスリムと農業水利および地域社会に関する史料を収集した。また、水利権と水利組織に関する研究成果の公開を目的として、2015年6月6月に京都府立大学にて開催された洛北史学会第17回大会、同年6月22日から26日にかけてオランダ・デルフト市のデルフト工科大学にて開催されたWater History Conference Delft 2015、同年12月6日に大阪市立大学にて開催された国際シンポジウム、2016年3月5日に開催された大阪歴史科学協議会3月例会において研究発表を行った。これら発表においては、1319世紀の中国北部(山西省・河南省・陝西省)の事例から、水資源の分配・管理に関わる主体と方法の歴史的変遷を辿り、その変化に伴って発生した水利権売買という事象に対する国家と地域社会の認識と対応を明らかにした。その他、明清時代の陝西・山西地域における地下水灌漑に関する論文を執筆し、理論の展開、情報の伝播、認識の変化がいかになされたのかを明らかにした。本年度においては、予定していた陝西省東部における現地調査を遂行することができただけでなく、新たな課題としての社会構造・民族構成の問題を探るために青海・甘粛両省における現地調査を実施することができ、想定していた以上の成果を上げることができた。その一方で、当初の計画では2015年10月22日から25日に香川県高松市にて開催されたThe Third Conference of East Asian Environmental Historyにおいて本研究課題に関する研究発表を行う予定であったが、同会議のネットワーク委員を務めることとなり、運営上の問題から発表を断念し、水問題に関連するパネルのチェアーおよびディスカッサントを務めざるを得なくなった。ただし、研究公開に関しては、予定していたオランダでの国際会議に加えて、予定していなかった2回の学会発表および1回の国際シンポジウムでの報告を行う機会を得たため、全般的には順調に推移していると考える。本年度においては、山西省曲沃県に現存する水利関連の碑刻資料を分析し、王朝の時代を超えて水利権の根拠として受け継がれていく増刻碑と水利権の証明のためにある特定の時代の状況を復元する重刻碑との性格の違いを明らかにした。さらに伝統を作り上げるモノとしての重刻碑の意義を再評価し、さらに研究を進めるべき対象であることを指摘した。具体的な活動としては、研究協力者の飯山知保とともに河南省霊宝県・陝県・三門峡市・メン池県・新安県および山西省平陸県における水利施設と水利碑の現地調査を行い、伝統的な水資源管理と現状に関する聞き取りを行った。

また、2016年9月24日に北京市にて開催された“銘刻文献所見古代法律和社会"学術研討会に参加し、研究発表「旧章再造:以山西曲沃県“一石三記"与“三石一記"水利碑為中心材料」を行い、同年12月3日に山西大学にて開催された第2届中国人口資源環境与社会変遷学術研討会に参加し、研究発表「旧章再造:以増刻、重刻的水利碑為基礎資料」を行った。また、2017年2月12日に京都大学人文科学研究所にて開催された環境史研究会ワークショップ「人新世と環境史における時間」において、研究発表「伝統の継承と断絶:「歴史」の連続、復元、消失」を行った。本年度においては当初予定していた現地調査を行い得たことに加えて、当初の予定にはなかった国際シンポジウムでの2度の研究発表と国内の関連研究会での研究発表を行うことができたことにより、本研究課題に関する成果の公開を進めることができた。しかし、2016年度内に予定していた学術誌への投稿に関しては、論文自体の掲載は決定されたものの、年度内での発行には間に合わなかったために、論文執筆と公刊の点で課題を残した。本年度においては、これまでに収集してきた山西省・陝西省・河南省の水利碑の読解を進めるとともに、水の利用や管理に対して村や宗族がいかなる形で関与したのかという点について考察を深めた。また、井黒忍「華北「水と社會」史研究の現状と展望」(『中国史学』27)において、21世紀になり中国において急速な進展をみせた「水利社会史」という研究方法に関して、代表的な研究を取り上げ、その成果と問題点を総括した。そのほか、2018年1月26日に京都大学人文科学研究所共同研究「転換期中国における社会経済制度」での片山剛報告「土地改革前夜、土地利用に対する共同規制と〈村の領域〉の存在形態:広東省高要県金東囲を中心に」に対するコメント「移動可能な資源をいかに捉えるか?」を行い、華北と華南における村の性格や役割の相違点と類似点について議論を深めた。本年度においては、当初予定していたワークショップを開催することはできなかったが、本研究課題に関わる論文と総論各一本を執筆し、国際学会にて研究報告を行うことができたため、おおむね順調な進展と評価した。また、新たな観点として、水の利用と管理に関わる村や宗族の役割を盛り込むことによって、水利権売買という事象を基層社会の歴史的な変化と絡めて、より総合的に捉えることが可能となった。これは今後の研究活動に資する大きな成果であると考えられる。最終年度である本年度においては、地域社会と水利の伝統との関係を考察した。その成果として、近世史フォーラム6月例会において研究報告「中国近世水権試論ー水をめぐる「伝統」の形成過程」を行い、また、広島史学研究会大会において研究報告「重刻碑にみる近世山西の水をめぐる「伝統」の形成過程」を行った。また、同様の内容を「旧章再造:以一石三記与三石一記水利碑為基礎資料」(『社会史研究』第5輯)として公表した。さらに本研究課題のまとめとして、大谷大学においてワークショップ「宗族と水利から華北の「村」を再考する」を開催した。歴史学、社会学、農学など異なるディシプリンを用いる5名の研究者が報告を行い、これらの報告に対するコメントを1名の研究者が行った。
小型陽子線写真装置によるＣＴ撮像実験

本研究では陽子線による断層写真撮影のための高速化したシリコンストリップ位置検出器とエネルギー検出器からなるシステムを構築し、断層写真撮像原理の検証と分解能向上のための撮像技術画像解析技術の向上を目的として行われた。計数速度の大幅な向上を目指し、FPGAを用いた読み出し回路の改良とエネルギー検出器として高速シンチレーターであるYAPを導入し、放射線医学総合研究所のHIMAC加速器にて実験的研究を行った。YAPはエネルギー検出器として低レートでの測定では十分な性能を持つことが確認された。また、シリコン検出器は、ノイズもしくはパイルアップが多いものの400kHzまで動作することが確認された。26年度は高速化した回路を用いたシリコン検出器の作成と高速なシンチレーターとしてYAPシンチレーターを導入し、放射線医学総合研究所のHIMAC加速器からの陽子ビームを利用してテスト実験を行った。これまでの測定システムはデータ収集時間が非常に遅い問題点があったため、これの高速化に取り組んだ。遅さの原因は、各ストリップからの信号をマルチプレクサ回路で順次AD変換して読み出す、という現在の読み出し方式にある。これを改めて、各ストリップの信号をパラレルに読み出す方式に変更し高速化した回路に変更した。この回路を組み込んだシリコンストリップ検出器を2個作成し、HIMAC加速器にてテスト実験を行った。その結果、ノイズと信号の分離が余り良くなくノイズによるオフセットが見られた。しかしながら、このオフセット成分を除くとビームラインに常設されているプロファイルモニターによる測定とほぼ一致する。また、少なくとも400kHz程度の高レートのビーム強度下においても動作することが確認された。システムの高速化のためにはカロリーメーターの高速化も必須であるため、高速なシンチレーターとしてYAP(YAlO3:Ce Perovskite)を導入し、HIMACにてテスト実験を行った。エネルギー分解能として1.3%程度が得られ、pCTのカロリーメーターとして十分な性能を持つことが確認された。システムの高速化が画像撮像実現のネックになっており、これが我々の現在の課題となっている。高速無機シンチレーターであるYAP(YAlO3(Ce) perovskite)の陽子線によるテスト実験を昨年度に引き続き行った。今年度は昨年度よりも高速なADCを用いてビーム強度を上げて実験を行った。ビーム強度が低い時は、非常に良いエネルギー分解能を示しているが、1秒あたり約10k以上のイベント数でピーク幅が徐々に広がる、すなわち分解能が低下することが分かった。この原因はパイルアップによるものと思われるが、YAPはもっと高いカウントレートにも耐えうるものと考えられるため、陽子線ビームに細かい時間構造が有ったためでは無いかと考えられる。また、YAPの検出効率も予想される値に比し低く、これもパイルアップに原因が有ると考えられる。SSDに関しては、昨年度に読み出しの高速化のため、ASDチップ(Amp-Shaper-Discriminator)を用いた読み出し回路を作成したが、この回路はノイズが多くS/N比が非常に悪いことが分かった。その最も大きな原因は、ASD中のコンパレーターが今回の測定信号と良く適合したものでないことがあげられる。そこで、今年度はASDとは別にコンパレーター回路を増設し、アナログ信号をこの外付けコンパレーターに入力するように改造を行った。この新しい回路で、ビーム実験を行ったのだが、残念ながら回路の発振が酷く、ビームを測定することが出来なかった。今後、データ収集系との接続回路を改良して、ノイズを大幅に低減せねばならない。また、今年度はFPGAのロジックの大幅な改良を行い、データ処理を正しく行えるようにした。撮像実験が最も主要な課題であるが、撮像時間短縮のための高速化システムの開発に遅れが生じている。特にSSD回路はノイズが乗りやすく、周囲の実験環境に大きく依存するので、対策に時間を要している。本研究では陽子線による断層写真の撮像原理の検証と分解能向上のための撮像技術と画像解析技術の向上を目的としている。しかしながら、以前に開発した測定システムは計数率が数百cpsと非常に低いため、効率的な実験遂行のために測定システムの高速化が急務となっている。カロリーメーターについては、高計数下では光電子増倍管の電圧降下によりエネルギー分解能が大幅に低下する事が昨年度の実験で判明したため、今年度は光電子増倍管のブリーダー回路の最適化を図り、加速器を用い粒子線のエネルギー分解能の測定実験を行った。一定の改善は見られたが、まだ最適化が不十分で予想していたほどの改善は見られなかった。今後更に最適化を進める予定である。また、ADコンバーターも高速化に対応する必要があるため、高速DSPを用いた信号処理系を導入し更なる高速化に備えた。SSDについては、従来のものはオフラインでは動作する物が、各種の電子機器が大量に動作している加速器施設ではノイズの影響を大きく受けて回路が発振し、上手く動作しないという問題がある。そのため、複雑さを避けるためにストリップ数をこれまでよりも減らし、ノイズ対策を施しやすい読み出し回路の開発を行っている。高速化システムの開発が難航しているため、実験計画に遅れが生じている。前述したようにカロリーメーターにおいてはブリーダー回路の最適化、SSDにおいてはノイズ対策に時間を要している状況である。本研究では陽子線による断層写真撮影のための高速化した位置検出器とエネルギー検出器からなるシステムを構築し、断層写真撮像原理の検証と分解能向上のための撮像技術画像解析技術の向上を目的として行われた。位置検出器としてはシリコン検出器を用い、エネルギー検出器としては高速無機シンチレーターであるYAPシンチレーターを用いた。

プロトタイプシステムを構築し放射線医学総合研究所のHIMAC加速器にて実験的研究を行ったところ、種々の問題点が明らかになった。YAP検出器はエネルギー分解能として80 MeV付近の陽子線エネルギーに約1.3%が得られ、pCTのカロリーメーターとして十分な性能を持つことが分かった。しかしながら、ビーム強度を上げて高レートでの計測を行うと分解能が著しく劣化する。これは光電子増倍管のブリーダー回路の最適化が不十分なことによるものであることが分かった。このため、この対策を施し再度測定を行ったが、当初の目標である数百kHzの計数率まで良好な分解能を得ることは出来ていない。今後さらにPMTの最適条件の探索を進めなければならない。また、PMTに代わりMPPCの利用も検討している。シリコンストリップ検出器については、高速化を目指し、また、複雑さを避けるためチャンネル数を削減した読出し回路を作成したが、加速器施設ではノイズの影響大きく回路の発信を避けることが出来なかった。本研究の目的である高レートでの断層写真の撮像に至ることは出来なかったが、本研究で得られた知見を生かし、今後も研究を進める予定である。本研究では陽子線による断層写真撮影のための高速化したシリコンストリップ位置検出器とエネルギー検出器からなるシステムを構築し、断層写真撮像原理の検証と分解能向上のための撮像技術画像解析技術の向上を目的として行われた。計数速度の大幅な向上を目指し、FPGAを用いた読み出し回路の改良とエネルギー検出器として高速シンチレーターであるYAPを導入し、放射線医学総合研究所のHIMAC加速器にて実験的研究を行った。YAPはエネルギー検出器として低レートでの測定では十分な性能を持つことが確認された。また、シリコン検出器は、ノイズもしくはパイルアップが多いものの400kHzまで動作することが確認された。CT像の撮像を今年度は目標としていたが、実現できていない。理由としては、効率的な撮像を目的として装置の高速化に取り組んだが、シリコン検出器からのノイズ成分の除去が不十分で画像を撮ることが出来なかったことが上げられる。高速化システムのSSD回路のノイズや発振に対する対策を講じる。ノイズ低減が不可能であった場合には、測定の効率が大幅に落ちるが、動作の確認できている旧来のシステムでの測定も検討する。これらのシステムを用いて、当初の計画通り撮像条件の探索や画像解析技術の研究を遂行する。装置の高速化がネックとなっている。特にノイズが問題となっているが、加速器施設のノイズは予想することが難しく、これに対応するために、ストリップ数を減らすなどシステムの単純化を図り、ノイズ対策を容易にする予定である。エネルギー分解能についてはオフラインでの測定環境を整備し、ブリーダー回路の最適化を図る。
知識科学を基盤とするイノベーション創出の実践的な「技術経営」教育プログラムの開発

平成14年度から3年計画で、「知識科学を基盤とするイノベーション創出の実践的な「技術経営」教育プログラムを開発し当初目標の2つの大きな成果を得た。第1は教育面で、MOTプログラム開発・実施であり、第2は研究面で、MOTの将来方向と方策を見出し提示し得たことである。教育面では、具体的に「テクノプロデューサー」の養成に焦点をあて、平成15年10月、東京八重洲キャンパスを開設、技術経営(MOT)コースを新規に開講し好評を得て、定員を超え順調に発展している。カリキュラム構成は、知識科学の基盤の上に技術経営中核科目を組み上げ、かつ一般講義科目も配置する3層構造とし、科目数も初年度19科目、本年1月末には33科目に達した。受講対象は社会人で、初年度約20名、本年度約35名と増加、10月末の修士課程総数は57名、博士課程は11名である。JAIST-MOTコースは、(1)知識科学を基盤に、(2)先端的MOT科目を導入、(3)国際連携による国際レベルの内容、(4)インタラクティブに自由闊達に討議、(5)理論に基づく「実践」重視、に特徴がある。世界に先駆けた知識科学の蓄積を生かし、企業科学や戦略ロードマッピング、技術標準化、サービス・サイエンス等の先端科目を開発し導入している。一方、研究面では、次世代MOTの戦略目標として「ジャストインタイム・イノベーション」という新コンセプト創出し、その具体化のために、「戦略ロードマッピング」と「サービス・サイエンス」を統合する「統合型戦略ロードマッピング」の方法論の開発に取り組み奥の論文や著書を書き、講演会やセミナー・ワークショップ等で普及啓蒙に当たっている。さらに、国際共同連携組織GATICを創設し、米国NW大学、スイスETH、英国ケンブリッジ大等、欧米企業の参加も得て、国際産学MOT連携教育研究を進めている。以上、本研究プロジェクトは、教育と研究および産学連携・社会貢献の面で大きな成果を達成できた。ここに深く感謝したい。当初目標の下記4項についてご報告します。(1)米欧諸国の主要大学における技術経営(MOT)の先行事例分析と企業のMOT活用状況調査(2)日本における技術経営(MOT)の実践および人材育成の実態調査-その特徴とニーズの分析(社)科学技術と経済の会を通し、技術経営(MOT)に関するアンケート調査を実施し、産業界のニーズに基づき実践的技術経営(MOT)コースを開発し、今年実践予定である。(3)知識科学をベースとするプロダクト・イノベーション・マネジメントの方法論の導出イノベーション・マネジメントの新しい方法論として、次世代イノベーションモデルを開発し、テクノプロデューサーの育成と基盤整備について政府や学界、産業界に発表し啓蒙を行った(別項:論文・講演等ご参照)。これらをMOT実践コースに取り込む。(4)技術経営(MOT)の実践的な教育研修プログラムの開発と試行JAISTは「MOTコースの新設」という基本方針を固めた。特長は、連携講座の都心展開による杜会人教育および知識科学(ナレッジ・サイエンス)を基盤とするMOTコースの構築である。2003年度には試行実験に進む。(1)米欧諸国およびアジア諸国の技術経営(MOT)プログラムの事態調査(2)日本の企業の技術経営(MOT)の実態および課題とニーズ調査日本企業のMOTに対する考え方や教育ニーズを再調査。製造業を中心とする技術経営の状況は、社団法人科学技術と経済の会、国研や企業研究所のイノベーション経営については、ローランド・ベルガーに調査委託し現場にニーズ調査を実施した。

(3)知識科学を基盤とするイノベーション・マネジメントモデルのフレームワーク基本設計上記予備調査に基づき、MOT教育の基本設計を行い、知識科学をベースとするカリキュラム体系を設計し、プログラム開発を行った。技術経営中核講義、知識科学中核講義、一般基礎・特定講義を3層構造に組み立て、従来科目の改変、新規科目の開発を行った。特に、技術経営には、(1)戦略ロードマッピング、(2)技術標準化論、(3)ビジネスモデル論、(4)技術者リーダーショップ論など、先端的なMOT科目の開発が出来た。既に実践講義による検証を行っている。(4)国際産学連MOT研究組織(GATIC)を設立し、次世代技術経営に関する国際会議を開催平成14年度からの3年計画「知識科学を基盤とするイノベーション創出の実践的な「技術経営」教育プログラム開発」は、当初目標を達成し大きな成果を得た。具体的には、平成15年10月、東京八重洲キャンパスを開設、技術経営(MOT)コースを新規に開講し好評を得て順調に発展している。これは、知識科学、技術経営、一般講義科目の3層で構成され、初年度19科目、翌年3科目追加し、17年度は大幅に拡大、現在約30科目に増強している。受講対象は社会人で、初年度約20名、次年度約35名と増加、本年3月、早期終了者3名が学位を取得。博士課程への入学者は総数5名に増え、科目等履修生も多い。学生の学会発表も多く本格的なMOTコースとして社会から認知されている。JAIST-MOTコースの特徴は、(1)知識科学を基盤に、(2)先端的MOT科目を導入、(3)国際連携による国際レベルの内容、(4)インタラクティブに自由闊達に討議、(5)理論に基づく「実践」重視、などである。世界に先駆け創設した知識科学の蓄積を活用し、企業科学や戦略ロードマッピンング、技術標準化、サービス・サイエンス等の先端科目を開発導入。これらを国際共同連携組織(GATIC)を創設し、米国ノースウエスタン大学、スイス連邦工科大学、英国ケンブリッジ大学等との国際連携により、共同講義や国際ワークショップを開催、欧米企業の参加を得て、次世代イノベーション・マネジメントについての国際産学MOT連携教育研究を進めている。本研究の成果として特に、次世代MOTの戦略目標を「ジャストインタイム・イノベーション」という新コンセプトで捉え、戦略ロードマッピングとサービス・サイエンスを統合する、次世代イノベーターとしての「テクノプロデューサー」育成プラットホームを構築することが出来たと考えている。
非線形分光による有機デバイス界面電荷輸送機構の定量的解析と分子配向挙動

有機デバイス内部の分子配向と電荷蓄積・輸送挙動、素子特性との関係を定量的に解明することは有機エレクトロニクスの根幹をなす重要課題である。本研究は、有機デバイスに対して、電界誘起2重共鳴SFG法により、素子駆動時の電荷注入により生成される分子種を同定し、電荷挙動と分子配向との相関を定量的に解明することを目的とする。電界誘起SFG法により、実素子中の分子配向が関わる分子内、分子間伝導の素子特性への関連を明らかにする。さらに電気測定と電界誘起SFG測定を組み合わせることで、素子に電圧印加した際の注入電荷量と電荷蓄積との関係を定量的に解析し、デバイスの動的な界面電荷輸送特性の全容を解明する。
特殊教育に携わる教員のテクノストレスの実態と予防対策のためのカリキュラの開発

コンピュータの普及に伴い、学校におけるコンピュータ利用が急速に進みつつある。その反面、コンピュータ教育が盛んになるにつれて、教員がコンピュータを利用する際の心理面に関しても多くの問題点が出てくる可能性がある。そこで、本研究では、「テクノ依存症的傾向」および「テクノ不安症的傾向」の実態を把握し、テクノストレスと心理特性(タイプA行動パターン)や疲労感、コンピュータの利用状時間などとの関連性を分析することを目的とした。又、近年、ディスプレイ上で文書を読むことが多くなり、利用する色の組み合わせによっては眼の疲労を招く危険がある。そこで、コンピュータディスプレイ上の文字色を疲労感についても検討を進めることを目的とした。その結果、以下の知見を得た。1.タイプA群の方がタイプB群よりも、テクノ依存症的傾向、テクノ不安症的傾向、疲労感、ストレスが高かった。2.重回帰分析の結果、タイプAに影響する変数は、「高いコンピュータへの適応感覚」、「動作・反応の速さ」、「コンピュータ作業環境から日常環境への切替困難度」、「職場での利用時間」が関与していることが示唆された。3.視認性が低い場合は瞬目率が減少し、眼の疲労につながる可能性を示唆した。コンピュータ等の利用による疲労、ストレス対策においても心理学的、医学的な方法が開発され始めてきているが、一般教員を対象にした研究はほとんどない。そこで、本研究は教員用の「テクノ依存症的傾向」及び「テクノ不安症的傾向」の実態を把握し、テクノストレスと心理特性(タイプA行動パターン判別検査、コンピュータに対する態度等)や背景要因(年齢・勤続年数等)、労働状況などの関連性を分析することを目的としている。本年度は、テクノストレスに関する文献及び資料等を収集し、研究動向の検討・分析を行った。また、テクノ依存症的傾向及びテクノ不安症的傾向の検査尺度が確立されていないので、テクノストレス症候群的傾向を判定する調査項目の内容について検討した。次に、予備調査に伴うデータを分析した結果、性格行動特性であるタイプA行動パターン群の方がタイプB行動パターン群よりも、テクノ依存症的傾向、テクノ不安症的傾向、疲労感等が高いことが明らかになった。また、タイプA行動パターンに影響する変数は、「コンピュータへの高い適応感覚」等が関与していることが示唆された。さらに、テクノストレス症候群の予防対策のための指導プログラムについても検討を進めた。コンピュータ等の利用による疲労、ストレス対策においても心理学的、医学的な方法が開発され始めてきているが、教員を対象にした研究はほとんどない。そこで、本研究では「テクノ依存症的傾向」および「テクノ不安症的傾向」の実態を把握し、テクノストレスと心理特性(タイプA行動パターン判別検査、コンピュータに対する態度等)や背景要因(年齢・勤続年数等)、コンピュータの利用状況などとの関連性を分析することを目的としている。本年度は、テクノ依存症的傾向、テクノ不安症的傾向、疲労感、コンピュータ利用時間等に関して、性格行動特性であるタイプA行動パターン群とタイプB行動パターン群を比較し、どのような違いがあるのかを具体的に明らかにした。また、タイプA行動パターン群の特徴を把握するために主成分分析を実行し、4因子(攻撃性、熱中生、時間切迫感、緊張生)を抽出した。また、コンピュータ不安度調査の項目に関しても検討を進めた。さらに、近年、カラーディバイス上で文書を読むことが多くなり、利用する色の組み合わせによっては疲労を招く危険がある。そこで、コンピュータディスプレイ上の文字色と疲労感およびドライアイについても検討を進めた。特に、ドライアイの予防対策のためのプログラムについて検討を進めた。その反面、コンピュータ教育が盛んになるにつれて、教育がコンピュータを利用する際の心理面に関しても多くの問題点が出てくる可能性がある。そこで、本研究では「テクノ依存症的傾向」および「テクノ不安症的傾向」の実態を把握し、テクノストレスと心理特性(タイプA行動パターン)や疲労感、コンピュータの利用状時間などとの関連性を分析することを目的とした。また、近年、ディスプレイ上で文書を読むことが多くなり、利用する色の組み合わせによっては眼の疲労を招く危険がある。そこで、コンピュータディスプレイ上の文字色と疲労感についても検討を進めることを目的とした。

1.タイプA群の方がタイプB群よりも、テクノ依存症的傾向、テクノ不安症的傾向、疲労感、ストレスが高かった。2.重回帰分析の結果、タイプAに影響する変数は、「高いコンピュータへの適応感覚」、「動作・反応の速さ」、「コンピュータ作業環境から日常環境への切替困難度」、「職場での利用時間」が関与していることが示唆された。3.視認性が低い場合は瞬目率が減少し、眼の疲労につながる可能性を示唆した。
剛体容器内の液面スロッシングの内部共振現象に関する研究

本研究では,自由液面を有する正方形断面の剛体容器が水平方向に正弦励振またはランダム励振を受ける場合,容器内に二つの振動モードが同時に発生する液面スロッシングの内部共振現象について,非線形性を考慮した数学的モデルを構築し,数値計算と実験によりスロッシング挙動を明らかにするとともに,スロッシング波高を精度良く予測できることを示した.また,液面スロッシングの内部共振現象を利用した正方形断面容器が構造物の制振装置として有効であることを示した.本研究では,自由液面を有する正方形断面の剛体容器が水平方向に正弦励振またはランダム励振を受ける場合,容器内に二つの振動モードが同時に発生する液面スロッシングの内部共振現象について,非線形性を考慮した数学的モデルを構築し,数値計算と実験によりスロッシング挙動を明らかにするとともに,スロッシング波高を精度良く予測できることを示した.また,液面スロッシングの内部共振現象を利用した正方形断面容器が構造物の制振装置として有効であることを示した.本研究では,正方形断面容器が斜め水平方向に調和励振を受ける場合,容器内液面のスロッシングの非線形応答を調べた.理論解析では,卓越した2つのスロッシングモード(1,0),(0,1))に加え,5つの高次モードを考慮したモード方程式を誘導して,共振曲線を解析的に求め,実験結果と比較した.特に,(1,1)モードが解の精度の向上に大きな役割を果たすことを指摘し,次の成果を得た.(1)2つの優勢な(1,0)と(0,1)のスロッシングモードは,容器取り付け角度αが0゚から45゚に変化するにつれ,容器の各辺に沿う方向に励振の成分が直接作用すると同時に,モード間の内部共振の影響が強くなり,複雑な形状の共振曲線となる.(2)励振方向角が0°からずれると,振幅が零でない分枝が2本に分かれ,安定な分枝上では一定振幅の旋回運動が発生し,ホップ分岐が生じた後に周期性のある振幅変調運動,およびカオス振動が発生する.次に,正方形断面容器を有する弾性構造物が水平方向または鉛直方向の正弦励振を受ける系を対象とし,卓越した2つのスロッシングモード(1,0),(0,1))が励起される場合に,構造物と液面スロッシングの共振曲線を理論的,実験的に調べた結果,次の成果を得た.(3)構造物が水平励振を受ける場合,(1,0)と(0,1)のスロッシングモードが内部共振に起因して同時に発生するため,構造物の2つのピークが抑えられる.しかし,右側ピーク付近ではホップ分岐が起こり,振幅変調運動が発生する.また,励振振動数に依存して,構造物にはふれ回り運動と直線運動の振動が発生する.(4)構造物が鉛直励振を受ける場合,液位が低い場合の方が,構造物の振動が広い励振振動数範囲で抑えられるため,制振性能が優れている.しかし,同調条件にずれが存在する場合,振幅変調現象が発生するため,制振性能が悪化する.本研究では,正方形断面容器が斜め水平方向に不規則励振を受ける場合,容器内液面のスロッシングの非線形応答を調べた.理論解析では,卓越した2つのスロッシングモード(1,0),(0,1))に加え,5つの高次モードを考慮したモード方程式を誘導して,モンテカルロ法を用いた数値シミュレーションより液面変位の二乗平均値を求め,対応する線形系と比較した結果,次の成果を得た.(1)狭帯域不規則励振が作用する場合,その特定の中心周波数範囲で,直接的に励振される(1,0)モードのスロッシングが連続して発生するが,(0,1)モードのスロッシングは非線形連成により間欠的に振動する.(2)励振方向角が0°から45°に変化するにつれ,(1,0)モードと(0,1)モードの二乗平均値は同等の値を示す傾向があるが,励振方向角が40°付近になると,(1,0)モードよりも小さい励振エネルギーが作用する(0,1)モードの方が二乗平均値は大きい値を示す.(3)励振方向角が0°からずれる一般の場合には,(1,0)モードと(0,1)モードが同時に発生するため,液体の溢流が容器の四隅で起こる可能性が高い.次に,正方形断面容器が取り付けられた弾性構造物が水平方向の正弦励振を受ける系を対象とし,卓越した2つのスロッシングモード(1,0),(0,1))が励起される場合に,構造物と液面スロッシングの共振曲線を理論的,実験的に調べた結果,次の成果を得た.(4)構造物が水平励振を受ける場合,(1,0)と(0,1)のスロッシングモードが内部共振に起因して同時に発生するため,構造物の2つのピークが抑えられる.しかし,共振曲線の右側ピーク付近ではホップ分岐が起こり,振幅変調運動が発生する.この振幅変調運動は,容器断面形状を正方形から少しずらすことによって消滅する.本研究では,部分的に液体の入った長方形断面容器が斜め水平方向(励振方向α)に正弦励振される系を対象とし,液面スロッシングの(1,0)モードと(0,2)モードの固有振動数の比が1:1の内部共振条件が満たされる場合,液面スロッシングの非線形挙動について調べた.理論解析では,2つの優勢なモード(1,0と(0,2)に加え7つの高次モードを考慮して,スロッシングに対するモード方程式を導いた.

これらのモード方程式にvan der Polの方法を適用して,スロッシングに対する共振曲線を解析的に求めた.数値計算による共振曲線,および数値シミュレーションによって,励振方向,容器断面のアスペクト比,および液位が共振曲線に与える影響について調べた.その結果を以下にまとめる.(1)α=0°の場合,励振変位により(1,0)モードだけが直接励振されるが,オートパラメトリック共振により,特定の励振振動数範囲で(0,2)モードも発生し,その結果,液面には右回りまたは左回りのスワール現象が発生する.また,共振曲線の一部の分枝でホップ分岐が起こり,カオス振動を含む振幅変調現象が発生する.(2)α≠0°の場合には長方形断面の奥行方向にも励振外力は働くが,直接(0,2)モードは対称モードであるため励振変位によって直接励振されない.そのため,励振方向αが0°から90°に変化するにつれ,(1,0)モードの振幅が小さくなるため,オートパラメトリック共振による作用も小さくなり,(0,2)モードの振幅も小さくなる.αが90°に近づくにつれ,(0,2)モードは発生しなくなり,α=90°の場合には(1,0)モードも振動しなくなる.(3)液位が比較的深い場合,長方形断面容器の奥行が小さくなるにつれ,(1,0)モードと(0,2)モードの固有振動数の比が1:1:から変化し,オートパラメトリック共振が発生する範囲が広くなる.不規則励振を受ける正方形容器内の非線形応答に関し,当初予定していた斜め水平方向の不規則励振の場合に対する数値計算については良好な結果が得られたが,数値計算に予想以上の時間を要したため,対応する場合の実験を行うことができなかった.また,鉛直方向の不規則励振を受ける場合についての研究実施計画はやや遅れている.24年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた不規則励振を受ける場合の実験において,現有装置では不規則励振の発生が困難であることが判明したため,対応する実験を行わないという計画に変更する.ただし,数値計算により不規則励振による非線形応答を継続して調べるため,本質的な研究計画の変更はない.最終年度には,不規則励振の場合の実験を行わない代わりとして,正方形液体容器が水平方向と鉛直方向に同時に正弦励振を受ける場合,液体スロッシングの非線形応答を理論的,および数値的に調べる予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ユスリカを用いた河川底泥中の化学物質汚染の遺伝子発現評価法の開発

1)ユスリカのストレス蛋白質hsp70、構成発現型hsc70:ユスリカにおいて、これら基本的なストレス因子のクローニング、シークエンスを行い、相同性解析と、それらの温度感受性より、遺伝子レベルの応答桂を確認した。野外のユスリカにおけるhsp70遺伝子の発現は、殺虫剤の散布時期に高い傾向がみられた。さらに短期的な曝露における応答性解析より、これらの因子は多種の化学物質によるストレスに応答することを確認した。今後、ELISA法などによる簡便な検出システムの開発が急務である。2)ストレス蛋白の各種化学物質への応答性:上記のストレス応答性因子、及び新規の殺虫剤応答性因子について、スクリーニングを行い、化学物質応答性を検討した結果、銅、カドミウムなどの重金属と、Ethofenprox、Fenitrothionなどの殺虫剤等、試験したいくつかの化学物質に対して、それぞれ固有の反応性を示すことが明らかとなった。このことより、多種の化学物質が含まれる野外環境においても、その発現パターンの解析を行うことにより、含まれる化学物質の種類を予憩できる可能性が示唆された。総体としてのストレス検出は、環境アセスメントにおいては重要な妻素であり、このシステムは有用であると考えられる。3)ユスリカを用いた迅速な化学物質評価法:さらに、OECDのテストガイドラインTG218に準拠し、上記の遺伝子発現を用いた検出法を適用したところ、通常曝露期間の4週間を8日間に縮めても化学物質の影響を検出できる可能性を示し、化学物質の影響を迅速に評価できる系であると考えられる。4)化学物質依存性の新規因子の検索:化学物質応答性のストレス感受性因子について、新規に遺伝子検出法を開発中であり、これらの遺伝子の組み合わせにより、さらに精度の高い解析を行うことが可能である。1)ストレス蛋白のクローニング:Hsp70及び、hsc70のクローニングを完成し、その配列を用いた特異的な定量PCRシステムを確立し、野外より採取したユスリカ、及び温度ショックによるそれら遺伝子発現の経時変化を検出した。Hsp70のmRNAは、33°Cにおいて1時間後には数十倍の発現量を示し、16時間後にはコントロールレベルまで低下した。一方、hsc70の発現に関しては温度によらず一定であった。2)ストレス蛋白の各種化学物質への応答性:化学物質として、カドミウム、銅、有機リン系殺虫剤ethofenprox、合成ピレスロイド系殺虫剤fenitrothionにおいて濃度依存性、時間依存性を検討した結果、ppmオーダーの曝露において、カドミウム、銅は6-8時間後、ppbオーダーの殺虫剤曝露においては2-4時間後にhsp70の発現がピークとなり、化学物質により,応答性が異なることが示唆された。Hsc70の発現はカドミウム、ethofenprox曝露により24時間後に1.4-2.4倍となり、長期的な曝露により変動することがわかった。3)ユスリカを用いた化学物質評価法:OECDのテストガイドラインTG218に沿った評価法と、遺伝子発現による評価を比較検討する目的で、TG218評価法の改良を共同研究者と共に行った。銅については、底質に添加し、上層水における化学物質濃度を日を追って計測した結果、経時変化は認められたが、それは10%以内であった。銅に関しては4ppm以上の濃度で、成長阻害に起因すると考えられる羽化の遅延が認められた。4)化学物質依存性の新規因子の検索:化学物質に応答した数種の遺伝子断片から、その全長をクローニングした。現在、2種の新規因子がクローニングされており、これらの因子の発現を鋭敏に検出するため、定量PCR法の確立を行った。

1)ストレス蛋白質hsp70、構成発現型hsc70:野外のユスリカにおける両遺伝子の発現は、殺虫剤の散布時期に高い傾向がみられた。さらに、短期的な曝露における応答性もみられたことより、これらの因子によって、多くの化学物質によるストレスを総体として検出する系が構築できたと考えられる。今後、ELISA法などによる簡便な検出システムの開発が急務である。2)ストレス蛋白の各種化学物質への応答性の差の検討:上記以外のストレス応答因子について、化学物質応答性を検討した結果、Cu、Cd、Ethofenprox、Fenitrothioneなど、試験したいくつかの化学物質に対して、それぞれ固有の反応性を示すことが明らかとなった。このことより、数種類の化学物質が含まれる場合にも、発現パターン解析を行うことにより、化学物質の種類を予想できる可能性も示唆され、非常に有用なデータが得られたと考える。3)ユスリカを用いた迅速な化学物質評価法:OECDのテストガイドラインTG218に対して、遺伝子解析を用いた検出系を用いることにより、4週間を8日間に縮めても化学物質の影響を検出できる可能性を示した。4)化学物質依存性の新規因子の検索:現在、一般的なストレス感受性因子である、Heat shock factor-1、及びHeme Oxigenase-1について、遺伝子検出法を開発中であり、いくつかの遺伝子の組み合わせにより、さらに精度の高い解析を目指す。
呼吸を正確に計測する呼吸計の創成

本研究では、人間の呼吸を正確に計測する呼吸計の創成をめざしている。簡便かつ振動に強い呼吸数計測技術を提案するため、本年度は以下の研究を実施した。1.呼吸計の高速化・高感度化を目的として、呼吸検知に利用する湿度センサのインピーダンス分光解析を行った。各種湿度環境下において湿度センサのインピーダンス分光解析を行うことで、湿度センサの周波数応答の評価につなげる。現在、安定にインピーダンス分光解析が行える状況に到達し、解析方法も確立しつつある。翌年度に応答性の評価につなげることとする。2.市販の医療用酸素マスクにセンサチップ部とデータロガーを張り付けることで、ポータブルな呼吸計を試作した。この試作品を装着することで、対象者の安静/歩行/走行時の呼吸数計測が可能であることを示した。ヘッドセット型の試作品よりも、安定に呼吸数計測ができる。現在、既存の呼吸計測装置との比較対照実験が進行している。3.将来の応用に向けては、簡便な方法かつ安価な材料でセンサチップを構築することが望まれる。そこで、安価で容易なセンサチップの開発法を見出した。鉛筆を用いて描いた炭素電極と、筆でコロイド状ナノ粒子を塗布して形成した湿度検出層を組み合わせて、湿度センサを形成した。金属蒸着やスピンコートといった作製プロセスを経て作製する既存のセンサチップと同様に、この簡便に作製したセンサが呼吸数検知を行えることを示した。この成果は、センサチップが非真空プロセスのみでも十分形成可能できることを示唆するものである。センサの高速化には至っていないが、歩行中・走行中といった労作時の呼吸数計測については、安定に行う方法を見出している。また、安価な材料かつ簡便な手法で、センサを構築する技術を見出した。以上の点を総括して、おおむね順調に進展していると判断した。1.コロイド状ナノ粒子を用いたセンサの高速化を進める。直近ではセンサチップを加熱することで応答の様子が変化するかどうかを調べる。また、感湿膜の表面処理によって、湿度変化に対する時間応答を早められるかを検討する。2.既存の呼吸計測装置との比較対照実験を進め、それと同等の呼吸情報が得られるかどうかを調べる。同等な情報が得られれば、実際にポータブルな呼吸計としての利用が期待できる。3.睡眠中の呼吸数計測への応用に関しては、スタンダードな熱感式センサとの差別化をはかれるかを検討する。当初計画では、「呼吸センサの測定回路開発のため、プリント基板作製の外注を行うことを計画している。そのため、電気測定部品に、各年度100万円計上している」としていたが、測定回路を代替するデータロガーを見付けて利用することができた。そのため、次年度使用額が生じた。次年度では、繰り越し分を合わせて活用し、より小さなセンサ回路設計を進める。
始新世/漸新世境界における一次生産者交代事変と高次生物との共進化の可能性の解明

これまでEocene/Oligocene(E/O)Boundary以後において海生珪藻類が急増した結果,ヒゲクジラなどの大型海生哺乳類の進化が促されたという事実のみが知られていたが,どのような原因でこれが起きたかは未解明であった.また,どのような珪藻が主に急増したのかを示すような研究は行われてこなかった.そこで,本研究では,海洋一次生産の25%を担い,沿岸湧昇流域に多産するがこれまでほとんど研究がなされてこなかった海生珪藻Chaetoceros属の休眠胞子化石を,過去4000万年間の北部・赤道太平洋,赤道大西洋域,北極域の堆積物サンプルを用いて分析した結果,以下のような湧昇流変遷史と陸上環境変遷にも関連した海洋生物進化の原因を明らかにした.1)E/OBoundaryにおいて極域の寒冷化が進み,当時の沿岸湧昇の季節性が崩れた結果,Chaetoceros属が多様化・急増化した.さらに,現在のヒゲクジラ類の餌となるカイアシ類の一部は本属をはじめとする珪藻類を捕食・増殖することから,本属の急増により動物プランクトンが増加し,その結果ヒゲクジラ類をはじめとする大型海生哺乳類の多様化が進んだ.2)約850万年前に,北太平洋広域において,本属の休眠胞子化石が同時に急増した.これらは,海洋水循環の変動により太平洋域の沿岸湧昇が発達し,富栄養化したことを示唆している.この時代には,アジア域の乾燥化やヒマラヤ山脈の上昇などによる鉄・シリカなどの栄養素が大量に運搬された事実と呼応しており,それに合わせるように,昆布・ウニ・魚類・ハクジラ類などが増加・多様化した.これらの結果から,約4000万年以降に,沿岸湧昇域の性質が大きく変化し,それに伴ってChaetoceros属や他の珪藻類,藻類が急増・多様化し,これらを餌とする小型・大型捕食者の進化が促された可能性が大きいことが明らかとなった.これまでEocene/Oligocene(E/O)Boundary以後において海生珪藻類が急増した結果,ヒゲクジラなどの大型海生哺乳類の進化が促されたという事実のみが知られていたが,どのような原因でこれが起きたかは未解明であった.また,どのような珪藻が主に急増したのかを示すような研究は行われてこなかった.そこで,本研究では,海洋一次生産の25%を担い,沿岸湧昇流域に多産するがこれまでほとんど研究がなされてこなかった海生珪藻Chaetoceros属の休眠胞子化石を,過去4000万年間の北部・赤道太平洋,赤道大西洋域,北極域の堆積物サンプルを用いて分析した結果,以下のような湧昇流変遷史と陸上環境変遷にも関連した海洋生物進化の原因を明らかにした.1)E/OBoundaryにおいて極域の寒冷化が進み,当時の沿岸湧昇の季節性が崩れた結果,Chaetoceros属が多様化・急増化した.さらに,現在のヒゲクジラ類の餌となるカイアシ類の一部は本属をはじめとする珪藻類を捕食・増殖することから,本属の急増により動物プランクトンが増加し,その結果ヒゲクジラ類をはじめとする大型海生哺乳類の多様化が進んだ.2)約850万年前に,北太平洋広域において,本属の休眠胞子化石が同時に急増した.これらは,海洋水循環の変動により太平洋域の沿岸湧昇が発達し,富栄養化したことを示唆している.この時代には,アジア域の乾燥化やヒマラヤ山脈の上昇などによる鉄・シリカなどの栄養素が大量に運搬された事実と呼応しており,それに合わせるように,昆布・ウニ・魚類・ハクジラ類などが増加・多様化した.これらの結果から,約4000万年以降に,沿岸湧昇域の性質が大きく変化し,それに伴ってChaetoceros属や他の珪藻類,藻類が急増・多様化し,これらを餌とする小型・大型捕食者の進化が促された可能性が大きいことが明らかとなった.本研究の目的は,「温室地球」から「氷室地球」への転換点である始新世/漸新世境界(約3,300万年前;以降E/O境界)付近で,現在の海洋一次生産の25%以上を担う珪藻キートケロス属が渦鞭毛藻類に替わって沿岸生態系の主要な一次生産者と進化していった過程を解明し,さらに過去の地球環境変動が一次生産者や高次生物の進化に影響を与えた可能性を探ることである.そこで,本年度はまず,これまで行ってきた北極海から採取されたボーリングコアサンプル(IODP302)の検討を行うとともに,赤道大西洋域から採取されたアフリカ南東沖コアサンプル(DSDP Sites 366&369)を用いて,珪藻,ナノプランクトン化石生層序によるコアの正確な年代を決定し,各一次生産者プランクトン化石からこの地域の古環境変動を明らかにすることを目的とし,研究を行った.申請者は珪藻化石層序によるDSDPSite 366&369コアサンプルの年代の決定と,これまで明らかになっていない本調査海域の休眠胞子化石分類・生層序の確立・群衆変遷の解明を行った.また,ナンノプランクトン化石の分析は産業技術総合研究所の田中雄一郎博士が行い,現在その成果を論文化し発表するための準備を行っている.これらの成果はこれまで正確な年代がわからなかった本コアの年代を,珪藻・ナンノプランクトン化石を用いた複合年代生層序により決定しただけでなく,この時代に非常に狭い範囲で湧昇イベントが起きていたという新事実を明らかにした.

また, E/O境界の前後で珪藻キートケロス属が急増している事実を突き止め,本属が海洋一次生産者の中で重要な位置を占めるようになる過程を明らかにした.本研究の目的は,「温室地球」から「氷室地球」への転換点である始新世/漸新世境界(約3,300万年前;以降E/O境界)付近で,現在の海洋一次生産の25%以上を担う珪藻キートケロス属が渦鞭毛藻類に替わって沿岸生態系の主要な一次生産者と進化していった過程を解明し,さらに過去の地球環境変動が一次生産者や高次生物の進化に影響を与えた可能性を探ることである.そこで,本年度は昨年度に引き続き,これまで行ってきた北極海(IODP302),赤道東大西洋アフリカ南東沖(DSDP Sites 366 & 369)から採取されたボーリングコアサンプルの検討を行うとともに,陸上サンプル(北海道厚内付近),三陸沖(DSDP Site 584)コア,赤道東太平洋(ODP Site 682)を用いて,珪藻,ナノプランクトン化石生層序によるコアの正確な年代を決定し,各一次生産者プランクトン化石からこの地域の古環境変動を明らかにすることを目的とし,研究を行いった.本年度では,それらの年代の決定と,これまで明らかになっていない本調査海域の休眠胞子化石分類・生層序の確立・群集変遷の解明を行った.現在それらの成果を論文化し発表するための準備を行っている.これらの成果はこれまで正確な年代がわからなかった本コアの年代を,珪藻・ナンノプランクトン化石を用いた複合年代生層序により決定しただけでなく,この時代に非常に狭い範囲で湧昇イベントが起きていたという新事実を明らかにした.また,E/O境界の前後だけでなく,いくつかの時代で特徴的に珪藻キートケロス属が急増している事実を突き止め,本属が海洋一次生産者の中で重要な位置を占めるようになる過程を明らかにした.これまで始新世/漸新世(E/O)境界以後に海生珪藻類が急増した結果,大型海生哺乳類の進化が促されたという事実が知られていたが,どのような原因で起きたかは未解明であった.また,どのような珪藻が急増したのかは明らかでなかった.そこで本研究では,海洋一次生産の25%を担い,沿岸湧昇流域に多産する海生珪藻Chaetoceros属の休眠胞子化石を分析することにより,過去4000万年間の北部・赤道太平洋域と北部・赤道大西洋域,北極域の堆積物サンプルを分析し渦鞭毛藻などの変遷と比較することにより,以下のような湧昇流変遷史と陸上環境変遷にも関連した海洋生物進化の原因を明らかにした.1)E/O境界において南極や北極域の寒冷化が進み海洋熱塩循環が変化し,季節的沿岸湧昇が,間欠的に発生する地域が増加しChaetoceros属が多様化・急増化したことが明らかとなった.さらに,この時代に湧昇域が発達し,Chaetoceros属が急増したことによりカイアシ類などの動物プランクトンが増加し,その結果ヒゲクジラ類をはじめとする大型海生哺乳類の多様化が進んだ.2)約850万年前に,北太平洋広域において休眠胞子化石が同時に急増していることが明らかになった.これらは,寒冷化により沿岸湧昇が発達し栄養環境が相対的に富栄養化したことを示唆し,アジア域の乾燥化やヒマラヤ山脈の上昇などによる珪藻の分裂に必須な栄養素である鉄・シリカなどの栄養素がダストエアロゾルや,河川流出により大量に運搬された事実と呼応している.これらの結果から,約4000万年以降の海洋熱塩循環の変動によって,沿岸域が富栄養化し,Chaetoceros属や他の珪藻類,コンブなどの藻類が急増.多様化し,これらを餌とするカイアシ類や生態系の頂点に立つ大型捕食者の進化も促された可能性が大きいことが明らかとなった.