hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱帯アジアにおける在来反芻家畜の潜在能力の把握に関する調査研究-資源の持続的有効利用に基づいた乳肉生産を目指して-

乾物摂取量(DMI)に窒素給与水準による差は認められなかった。F1のDMIはTNに比べて有意に高く、その結果窒素摂取量はF1がTNに比べて有意に高かった。乾物消化率に窒素給与水準および品種による差は認められなかったが、見かけの窒素消化率は窒素給与水準依存的に上昇し、TNがF1に比べて有意に高かった。見かけの窒素消化量(g/day・w^<0.75>)には品種間の差はなかった。見かけの窒素貯留量はF1においてT1:0.01,T2:0.04,T3:0.19,T4:0.25、TNにおいてT1:0.00,T2:0.07,T3:0.11,T4:0.17(g/day・w^<0.75>)であった。TNはF1に比べて乾物摂取量が小さいため窒素摂取量が低いが、高い窒素消化能力によって窒素の体内への取り込みを高めていることが示唆された。2.ヒマラヤ南部丘陵地帯およびタライ平原地帯(ネパール中・南部)における研究実績在来家畜の飼養状況と品種特性を明らかにする目的で、農村における在来家畜を中心とした聞き取り調査と大学・試験場における先行研究資料の収集を行った。当該地域における主要家畜はウシ、水牛、ヤギ、緬羊であり、特にヒマラヤ南部丘陵地帯ではヤギと緬羊が、タライ平原地帯ではウシ、水牛の使用頭数が多いことがわかった。乳生産に注目した場合、在来水牛は乳量が少ない反面、乳脂肪率が高く、肉利用が比較的容易なことから、貢献度が高いことが判明した。今後飼料の不足する冬季や高温多湿の夏季において在来水牛の乳生産性、繁殖性を明らかにする必要が示唆された。1.マレー半島(タイ南部)における研究実績:タイ在来種の若雌牛16頭を、Paspalum Plicatulum主体の放牧地〔強放牧区(H区:5.95頭/ha)と弱放牧区(L区:2.94頭/ha)の2区〕において飼養し、成長と繁殖に関するデータを収集し、牧草現存量を調査した。牛は平均月齢12.8ヶ月、平均体重131kgで導入された。H区とL区の初回発情時月齢・体重・体高は各々13.7ヶ月・144kg・96.1cm,13.3ヶ月・146kg・96.7cm、受胎時月齢・体重・体高は各々17.2ヶ月・201kg・101.5cm,16.0ヶ月・201kg・102.7cm、導入後10ヶ月間の平均・日増体量は各々0.33kg,0.35kg、受胎に要した授精回数は斉々2.2回,2.3回で、両区間Q測定値に有意な差はなかった。H区とL区の乾物牧草現存量は導入時が各々8866kg/ha,7175kg/haで差がなかったが導入5ヵ月後は各々9319kg/ha,13218kg/ha、導入10ヶ月後には各々3735kg/ha、8802kg/haでL区が有意に高かった。発情周期を知るため血中P_4濃度の測定を継続中である。2.タライ平原(ネパール南部)における研究実績:家畜の体重・胸囲と繁殖成績に関するデータ収集を集団検診により行った。体重と胸囲を測定したのは水牛164頭(2-12歳齢)と乳牛144頭(1.5-10歳齢)であった。水牛の平均(最小-最大)体重は352(130-548)kg、平均(最小-最大)胸囲は170(126-206)cm、乳牛の平均(最小-最大)体重は252(127-456)kg、平均(最小-最大)胸囲は144(111-177)cmであった。無発情の水牛171頭のうち40頭が鈍性発情、微弱発情、発情見逃し症候群、118頭が卵胞発育障害と診断された。無発情の乳牛224頭のうち84頭が鈍性発情、微弱発情、発情見逃し症候群、140頭が卵胞発育障害と診断された。また低受胎の乳牛126頭のうち16頭が子宮内膜・頚管炎、17頭が卵巣膿腫、1頭が先天性卵巣機能不全と診断された。大学農場での水牛・乳牛の泌乳試験を13-14年度にかけて継続して行っている。
過去の地震活動に基づく複合型短中期地震予測モデルの開発

大規模地震の予測精度向上に向けて前年度に続き3つの課題に取り組み,それぞれ次の成果を挙げた.(1)活断層地震の再来間隔における変動係数の空間分布推定:活断層で繰り返される地震の将来予測において大きな不確定性をもつ再来間隔の変動係数の推定精度を向上させるため,変動係数に2次元ガウス過程で表現される空間的相関および各断層周辺の活断層密集度による影響を取り入れた階層ベイズモデルを開発した.提案モデルを地震本部の公開している主要内陸活断層カタログへと適用した.また,過去の活動時期が不確定性をもつ活断層における変動係数の推定について,ベイズモデルに基づく推定手法と通常の最尤法に基づく推定手法の推定精度を数値実験により比較検証し,活動時期に不確定性がある下では変動係数の最尤推定量は大きなバイアスをもち,ベイズ事後分布に基づく推定が適切であることを示した.(2)小繰り返し地震活動に基づく東北地方太平洋沖地震以後のプレート間滑りの逆推定:2011年東北地方太平洋沖地震以降の東日本太平洋プレート境界における繰り返し地震カタログに基づいて,プレート間準静的滑り速度の時空間変動の逆推定を行った.過去の研究業績にて提案した非定常更新過程モデルを適用し,節点配置をアダプティブに調整したスプライン関数を用いて2011年東北地方太平洋沖地震後の急激な滑り速度変化を表現した.(3)前震現象を識別する新たな点過程モデルの開発:余震予測において最も成功しているマーク付き点過程モデルであるETAS(Epidemic Type Aftershock Sequence)モデルについて,本震に先立って発生する前震活動を前もって識別して本震発生を予測するための新たな点過程モデルへの拡張を行った.研究実績に掲げた3つの研究課題について,それぞれ順調に進展しており,次の最終年度に向けて学会および論文誌における成果発表を行っていく.大規模地震予測の実現に向けて,研究実績に掲げた3つの課題について次のように取り組みを進めていく.(1)活断層地震の再来間隔の空間モデルに基づく将来予測性能の向上:今年度に開発した活断層地震の再来間隔の変動係数の空間分布を推定する階層ベイズモデルについて,周辺活断層のどのような情報を取り入れれば推定精度が上がるかを吟味し,最終的な活断層地震の予測モデルを決定する.決定した予測モデルに基づいて,国内の主要内陸活断層における新たな将来地震確率の予測を与える.(2)2011年東北地方太平洋沖地震の前後におけるプレート間滑りの特徴比較:今年度は2011年東北地方太平洋沖地震以降の繰り返し地震に限定して解析を行ったのに対し,新たに提供を受けた2011年以前からの通し期間における繰り返し地震カタログの解析を行い,2011年東北地方太平洋沖地震の前後で東日本におけるプレート間の準静的滑りがどのように変化しているかを議論する.(3)前震現象を識別する新たな点過程モデルの理論的および実証的検証:今年度に開発した前震識別モデルについて,統計的推論の漸近的性質を理論的に明らかにするとともに,CSEP-Japan(日本における地震活動に基づく地震発生予測検証実験)に用いられる過去の期間のデータに提案モデルを適用して,その予測性能の検証を行う.十分な予測性能が見込める場合には,CSEP-Japanへ実装したモデルを提出し,他のモデルとの予測性能比較を目指す.大規模地震の予測精度向上に向けて3つの課題に取り組み,それぞれ次の成果を挙げた.(1)前震識別モデルの構築と予測性能検証:地震の群れから群内時間差,マグニチュード差に基づく特徴量を抽出し,前震群とそれ以外の地震群とで特徴量の分布に有意な差異があることを明らかにした.さらに,その特徴量に基づいた非線形ロジスティック回帰モデルを構築し,日本の地震カタログへと適用した.地震カタログを訓練データと検証データに分け,検証データにて安定した予測性能が得られることを検証した.(2)活断層地震の再来間隔の変動係数の推定とベイズ予測性能の検証:国内の活断層で繰り返される地震の再来間隔の予測精度を向上させるため,再来間隔の変動係数に空間的相関をもつガウス過程事前分布を与えた階層ベイズモデルを提案し,日本内陸における変動係数の空間分布を推定した.また,過去の活動履歴が不確実性をもつ活断層の将来地震予測について,ベイズモデルに基づくベイズ予測が従来手法のプラグイン予測に対してどの程度改善するかをシミュレーションにより検証した.(3)小規模の繰り返し地震活動に基づくプレート間準静的滑りの逆推定:米国サンアンドレアス断層における小規模の繰り返し地震カタログに基づいて,断層面におけるプレート間準静的滑り速度の時空間変動の逆推定を行った.過去の研究業績にて提案した非定常更新過程モデルを適用し,滑り速度の時空間関数をデロネー四面体分割補間により表現することで,これまでのスプライン関数を用いた表現に比べて局所的な変動を推定することに成功した.解析結果から,滑り加速が空間伝播して他の領域における比較的大きな地震を引き起こす様子や,周辺の領域から比較的滑り遅れている領域において比較的大きな地震が起こることが多いことが確認された.研究目的に沿って3つの研究テーマに取り組み,それぞれ順調に解析結果を得ている状況にある.いずれも現在論文執筆の段階に入っており,次年度中の論文掲載を目指している.大規模地震の予測精度向上に向けて前年度に続き3つの課題に取り組み,それぞれ次の成果を挙げた.(1)活断層地震の再来間隔における変動係数の空間分布

推定:活断層で繰り返される地震の将来予測において大きな不確定性をもつ再来間隔の変動係数の推定精度を向上させるため,変動係数に2次元ガウス過程で表現される空間的相関および各断層周辺の活断層密集度による影響を取り入れた階層ベイズモデルを開発した.提案モデルを地震本部の公開している主要内陸活断層カタログへと適用した.また,過去の活動時期が不確定性をもつ活断層における変動係数の推定について,ベイズモデルに基づく推定手法と通常の最尤法に基づく推定手法の推定精度を数値実験により比較検証し,活動時期に不確定性がある下では変動係数の最尤推定量は大きなバイアスをもち,ベイズ事後分布に基づく推定が適切であることを示した.(2)小繰り返し地震活動に基づく東北地方太平洋沖地震以後のプレート間滑りの逆推定:2011年東北地方太平洋沖地震以降の東日本太平洋プレート境界における繰り返し地震カタログに基づいて,プレート間準静的滑り速度の時空間変動の逆推定を行った.過去の研究業績にて提案した非定常更新過程モデルを適用し,節点配置をアダプティブに調整したスプライン関数を用いて2011年東北地方太平洋沖地震後の急激な滑り速度変化を表現した.(3)前震現象を識別する新たな点過程モデルの開発:余震予測において最も成功しているマーク付き点過程モデルであるETAS(Epidemic Type Aftershock Sequence)モデルについて,本震に先立って発生する前震活動を前もって識別して本震発生を予測するための新たな点過程モデルへの拡張を行った.研究実績に掲げた3つの研究課題について,それぞれ順調に進展しており,次の最終年度に向けて学会および論文誌における成果発表を行っていく.大規模地震予測の実現に向けて,各課題ごとに次の取り組みを進める.(1)前震識別に基づく本震予測モデルの構築:当年度の解析により,地震群内のマグニチュード差が前震識別の一つの手掛かりとなることが示されたが,マグニチュード分布におけるb値についても前震識別に有効であるかどうかを検証する.その際,地震数の少ない前震群のb値推定には相応の推定誤差が伴うため,b値の事後分布に基づき前震確率評価を与えるベイズ予測手法を検討する.また,国内の地震カタログにおいて検証した前震群識別のための特徴量が,グローバルの地震カタログでも有効であるかどうかを検証する.また,前震が識別された場合に,本震の発生時期・震源・規模を具体的に予測するためのモデルを,時空間ETASモデルを基にして構築する.(2)活断層地震のベイズ予測手法の過去の活動について最新活動しか判明しておらず,繰り返し地震間隔の情報が得られない活断層に対して,当年度の解析で得られた変動係数の空間分布および断層変異速度から逆算される平均活動間隔の情報を利用したベイズモデルを用いて予測性能向上を図る.さらに,過去の巨大地震がもたらした周辺活断層への応力変化による確率への影響を評価する.(3)繰り返し地震活動に対する将来予測手法の開発:プレート境界上の繰り返し地震活動から推定される過去のプレート間滑りを将来へと引き伸ばし,将来の繰り返し地震活動を予測するためのモデルを開発する.特に,状態空間モデルの枠組みを利用したデータ同化手法へと,当年度の成果を拡張することを目指す.大規模地震予測の実現に向けて,研究実績に掲げた3つの課題について次のように取り組みを進めていく.
CVD法で合成した多孔質チタニア/骨形成因子複合体による骨誘導インプラントの開発

本年度は、金属チタンのECRプラズマ酸化によるチタニア膜の合成の他に、RFマグネトロンスパッタおよび化学気相析出法(CVD)によるリン酸カルシウム膜の合成も行った。得られたインプラントの骨誘導能の評価を行い、研究を総括した。[ECRプラズマ酸化]得られたECRプラズマチタン酸化膜被覆インプラントチタンをリン酸緩衝溶液に浸漬し、温度25°C、pH7で試適濃度のCaおよびP溶液を30分注加することで、骨や歯のハイドロオキシアパタイト(HAp)の前駆物質であり、優れた骨形成能を示すリン酸八カルシウム(OCP)の析出が認められた。酸化温度の増加、参加時間の減少、酸化圧力の減少にともない、石灰化後のOCPの量は増加した。600°C、60分ECR酸化したチタン上に析出した石灰化量は、同条件で熱酸化したチタンおよび純Ti上のそれぞれ2倍および3倍であった。ECRプラズマ酸化による高結晶性のチタニア膜が、骨誘導能の向上が期待できることがわかった。[RFマグネトロンスパッタ]βリン酸三カルシウム(β-TCP)をターゲットとしたRFマグネトロンスパッタリング法により非晶質リン酸カルシウム膜を合成した。Hanks'溶液およびPBS(-)溶液に7日間浸漬後の膜には、アパタイト相の生成が確認された。ビーグル犬動物実験終了後、コーティング膜を有する試料では、コーティング膜無しのものに比べて活発な骨形成が確認された。[CVD法]Ca(DPM)_2およびリン酸トリフェニルを原料としたCVD法によりαリン酸三カルシウム(α-TCP)およびHAp単相膜を合成した。Hanks'溶液に1日浸漬後のHAp膜は、析出により形成された新たな(002)配向HApによって表面を覆われた。純Ti上ではHApの形成に46週間必要であることからCVD法により合成されたHAp膜は優れた骨誘導能を有することが明らかとなった。本年度は、インプラント材を作製する前段階として、Ti(O-i-C_3H_7)_2(dpm)_2を原料としたMOCVD法によりチタニア膜の合成をおこなった。基板温度や全圧等の合成条件と得られた膜の結晶構造、微細組織、成膜速度との関係を明らかにした。また、熱処理による膜の微細構造の変化および熱的安定性を明らかにした。基板温度=723Kでは、(004)面配向したアナターゼの単一相が生成した。基板温度=773Kでは、ルチルの主相に(004)面配向したアナターゼが存在した。723K873Kでは、アナターゼの主相と少量のルチルが生成した。基板温度=873K、全圧=0.60.8kPaでは、(200)面に配向したルチルの単一相が生成した。基板温度=9231073Kでは、アナターゼとルチルの混合相が生成し、それぞれ(101)と(110)面に配向していた。混合膜のアナターゼの含有量は温度の上昇につれて減少し、873Kでは最小値になったが、その後温度の上昇に伴って増加した。アナターゼは数nmの粒状結晶であったが、ルチルは柱状晶(約200nm)を示した。温度の上昇につれて柱状晶がより発達した。ルチル単一相の成膜速度は約20μm/hであり、アナターゼ単一相の成膜速度は1μm/hであった。基板温度=723K、全圧=0.8kPaで合成した直後のアナターゼは約5nmの結晶粒により構成されたが、1273Kでの熱処理後では約50nmに成長し、1373K後では結晶が膜の横方向に成長して約500nm、厚さ50nmの板状結晶に成長した。1273Kでの熱処理後でも相変態は認められずアナターゼであったが、1373Kの熱処理後ではルチルに相変態した。従来報告されているアナターゼ/ルチル変態の最高温度は約1100Kであることから、本研究で得られたCVDアナターゼ膜は、優れた熱的安定性を示すことがわかった。本年度は、インプラント材として動物実験への導入が可能な金属チタン基板を用いてチタニア膜の合成を行った。チタンの生体適合性は、チタンの表面酸化膜(チタニア膜)の状態により変化することが知られている。本年は、RFプラズマなどに比べてプラズマ密度や電子温度が高い高活性なプラズマであるため、低温で高品質な酸化が期待できる電子サイクロトロン共鳴(ECR : Electron Cyclotron Resonance)プラズマを用いて、金属チタン表面をECRプラズマ酸化することで、チタニア膜を合成した。得られた膜の酸化条件と結晶構造およびリン酸緩衝溶液を用いた生体適合性との関係を調べ、ECRプラズマ酸化による高結晶性のチタニア膜が、生体活性の向上に期待できることを明らかにした。ECR酸化時間60分において、酸化温度300°C以下ではアモルファスのチタニア膜が得られたが、400600°CでRutile相のチタニア膜が得られた。酸化温度の上昇にともない、Rutileピーク強度の増加が見られた。

得られたチタン酸化膜被覆基板をリン酸緩衝溶液に浸漬し、温度25°C、pH7で試適濃度のCaおよびP溶液を注加することで、骨や歯のヒドロキシアパタイトの前駆物質であり、その合成物は優れた骨形成能を示すことが確認されているOCP(Octacalcium phosphate)およびDCPD(Dicalcium phosphate dihydrate)の析出が認められた。酸化温度の増加にともない、石灰化後のOCPおよびDCPDピークの強度は増加した。酸化温度600°CにおいてECR酸化したチタン基板の石灰化後の基板表面には、石灰化によって多くの析出物が認められた。ECRプラズマ酸化による高結晶性のチタニア膜が、生体活性の向上が期待できることがわかった。本年度は、金属チタンのECRプラズマ酸化によるチタニア膜の合成の他に、RFマグネトロンスパッタおよび化学気相析出法(CVD)によるリン酸カルシウム膜の合成も行った。得られたインプラントの骨誘導能の評価を行い、研究を総括した。[ECRプラズマ酸化]得られたECRプラズマチタン酸化膜被覆インプラントチタンをリン酸緩衝溶液に浸漬し、温度25°C、pH7で試適濃度のCaおよびP溶液を30分注加することで、骨や歯のハイドロオキシアパタイト(HAp)の前駆物質であり、優れた骨形成能を示すリン酸八カルシウム(OCP)の析出が認められた。酸化温度の増加、参加時間の減少、酸化圧力の減少にともない、石灰化後のOCPの量は増加した。600°C、60分ECR酸化したチタン上に析出した石灰化量は、同条件で熱酸化したチタンおよび純Ti上のそれぞれ2倍および3倍であった。ECRプラズマ酸化による高結晶性のチタニア膜が、骨誘導能の向上が期待できることがわかった。[RFマグネトロンスパッタ]βリン酸三カルシウム(β-TCP)をターゲットとしたRFマグネトロンスパッタリング法により非晶質リン酸カルシウム膜を合成した。Hanks'溶液およびPBS(-)溶液に7日間浸漬後の膜には、アパタイト相の生成が確認された。ビーグル犬動物実験終了後、コーティング膜を有する試料では、コーティング膜無しのものに比べて活発な骨形成が確認された。[CVD法]Ca(DPM)_2およびリン酸トリフェニルを原料としたCVD法によりαリン酸三カルシウム(α-TCP)およびHAp単相膜を合成した。Hanks'溶液に1日浸漬後のHAp膜は、析出により形成された新たな(002)配向HApによって表面を覆われた。純Ti上ではHApの形成に46週間必要であることからCVD法により合成されたHAp膜は優れた骨誘導能を有することが明らかとなった。
Identification of global epigenetic alterations indispensable for malignant transformation and mediated by the RB-ATM pathway

コアリプログラミングタンパク質が分解される過程において、これらがどのように認識され、しかるべき'場'にリクルートされるかは不明である。本研究では、RBとATMの相互作用が、リジンアセチルトランスフェラーゼ-3b(Kat3b)のリクルート、アセチル化したコアリプログラミングタンパク質Oct3 / 4、Sox2、Klf4、Nanongおよびc-Myc(OSKNM)の認識、ユビキチン化複合体への組み込みと、その後のプロテアソーム分解を介して、幹細胞様集団の多能性および自己再生能を抑制することを実証した。これらの知見は、再生医療、神経変性疾患および癌において重要な意味を有すると考えられる。
ショウジョウバエ集団の適応進化に関する分子集団遺伝学的研究

自然集団は平衡に達しているように見えるが、分子レベルでは中立的進化が、表現型レベルでは適応進化が徐々に進んでいる。本研究では、適応進化の分子的基礎を求めることおよび、適応進化と分子進化の接点を求める目的で研究を行い、下記の成果を得た。1.これまでの研究でキイロショウジョウバエの南北集団に生存力の遺伝分散に南高北低の勾配があること、南方集団に遺伝子型X環境の相互作用があることが発見されている。これらの差異の分子的基礎を得るために、小笠原父島集団と青森県弘前集団を選び、各集団より43本づつの第二染色体を抽出し、8種類の制限酵素と4種のProbeを用いてSouthern blot法で分析した。その結果、両集団共に多量の遺伝的変異がみられ、挿入、欠失が主としてnon-coding領域で多く起こっていることが判った。DNA断片の長さに関する多型、塩基座位に関する多型について、両集団に差は発見されなかったが、特異的挿入、欠失が、南方集団で北方より有意に高頻度で発見された。これらは生存力ポリジーンの特徴をもつ。2.aGpdh座で、重複が発見され、これが世界的に多型をなしていることが判明した。さらに日本の南北集団でこの遺伝子の三重構造が、二重、および原型と多型をなしていることが明らかとなった。3.米国のノースカロライナ州ローレー集団でIn(2L)t多型を利用し、生存に有利な突然変異がこの逆位内に起こり、その頻度が約18%まで上ったことを示すデータを得た。新しい方法を開発し、これを利用して得た結果である。4.トランスポゾンの転移率を精度高く推定することに成功した。1本の第二染色体より出発した多数の系統に自然突然変異を約400世代、自然選択圧を最小にして蓄積した系統を用いた。対象となったものは、copia、copia様因子412および176、hobo因子、I因子である。copia、copia様因子の転移率は極めて低いこと10^<-5>10^<-6>のオーダーであった。(1)制限酵素によるDNA断片多型の南北集団間の比較:小笠原,青森のキイロショウジョウバエ集団よりそれぞれ44系統を用いて制限酵素によるDNA断片の多型を調べた. Adh,αーAny,Pu,αGpdh遺伝子領域を含む各約10Kbのプローブを用いて解析を行った.認識部位の多型に関しては,そのほとんどが両集団に共通であり,変異量は集団間,遺伝子座間でほぼ一定であった.一方DNA断片の挿入,欠失は各集団に特徴的であったが,変異量の南北間の差は見出せなかった.これらの結果は認識部位の多型が中立的てあるのに対し, DNA断片の挿入,欠失にはある程度の負の自然選択が働いといることを示唆した.(2)αGpdh遺伝子座における重複の多型:αGpdh遺伝子座の部分的な重複が,集団内に多型的に存在することが明らかになった.この重複と,他の認識部位多型および,アイソザイム多型との連鎖の解析から,この重複は選択に関して中立であり,しかもその起源は非常に古いことが示唆された.(3)生存に有利な突然変異のDNAレベルにおける探索:ローレー集団の逆位In(2L)

t系統のAdh遺伝子座近傍に見出されたDNA断片(TypeB)について変異の年令の確率密度関数を用いた統計的検定を行ったところ正の自然選択の働いた可能性が示唆された.挿入部分のシークエンシンクを行いこの因子の由来について解析したが,その結果は上記の結論を支持するものであった.(4)トランスポゾンの集団内における動態の調査:ローレー集団系統の第2染色体上のコピアおよびP因子の分布をinsituhybridizateon法を用いて調べた.コピア因子に関しては,コピー数の分散は,平均値より小さく,その差はコピー間のallelismの推定量とほぼ一致した.このことはコピアがcluplicativeに転移していることを示唆している. P因子に関しては,分散は平均値より大きく,他の転移メカニズム,もしくは正または負の自然選択の関与が示唆された.自然集団で進んでいる適応進化の分子的基礎を明らかにする目的で、4種類の研究を行い、次のような成果をえた。1,以前の研究でキイロショウジョウバエの生存力について、相加遺伝分散について、南高北低の勾配が存在することを明らかにしたが、これの分子的基礎を得ために、南の集団の代表として、小笠原父島集団を北の集団の代表として青森集団を選んで分析した。各集団より43本の第二染色体を選び、8種類の制限酵素を用いて4種のProbeを用いて、Southern Bolt分析法により分析した。その結果、両集団共に多量の遺伝的変異がみられ、挿入、欠失が多く起こっていることが判った。DNAの長さに関する多型、DNA塩基座位に関する多型に関して、両集団には差が発見されなかったが、特異的挿入、欠失が南方集団で北方より有意に高頻度で発見された。これらは構造遺伝子の外側にあり、生存カポリジーンと考えられる。2.αGpdh座についての調査の結果、重複が世界的に多型をなしていることが判り、更に、日本の南北の集団でこの遺伝子座についての部分的三重構造が明らかになり、多重遺伝子族が集団中で形成される模型を示すことができた。更に部分的に重複した遺伝子が協調進化を示していることが明らかになった。3.米国のローレー集団のIn(2L)t多型を利用して、生存に有利な突然変異がこの逆位内に起こり、その頻度が約18%(逆位内での頻度)まで上ったことを示すデータを得た。この研究では、生存に有利な突然変異の発見法を開発し、これを利用した。4.トランスポゾンの転移率は重要であるにもかかわらず、その報告が皆無に等しい。1本の第二染色体より出発した多数の系統に自然突然変異を、自然選択圧を最小にして(約400世代間)蓄積した系統を用いて、copia,copiaの様因子412および17.6。hobo因子、I因子の転移率を調べた。
農業排水一次貯留型溜池の浄化能力評価

近年,栄養塩あるいは浮遊物質を含む農用地からの排水を一時的に溜池などに貯留し,物理的,あるいは生化学的作用により浄化を行う試みがある.これらの浄化のメカニズムや浄化能力は定性的には理解されているものの,定量的には未だ十分に把握されていないのが現状である.本研究では,これら浄化のメカニズムを明らかにし,その浄化能力を定量的に評価する試みを実施した.2000年から2001年にわたり,滋賀県水口町にある東池で窒素,リン,クロロフィルa等を測定してきた.結果,東池に流入したリンは11.9kgであり,そのうち約50%が残留,窒素は37.61kgが流入し,約7.5%が残留していることが分かった.また,リンが灌漑期,非灌漑期を通じて残留するのに比べて,窒素は溜池内濃度が高くなる施肥直後以外はあまり残留しない傾向が見られた.他の溜池における栄養塩残留特性の研究結果に比べて,東池はやや大きめの値が出ているが,これは東池の水の滞留時間が比較的長いことと,農業用排水を一時的に貯留することで,溜池内の栄養塩濃度が高くなる時期が存在することなどによるものだと考察された.本結果は.一例に過ぎないが,全国にある溜池数を考慮した場合,その栄養塩除去効果の全体量はかなり大きなものになると考えられる.その他に,同地域の溜池の特徴を調べるために,踏査およびアンケート調査を行った.その結果,溜池は規模と立地条件,管理,地域性などのクラスター条件で大きく4つに分類出来ることが明らかとなった.さらに,溜池の積極的な浄化能向上を目指して,貝類の導入と落水による効果についても検討を行った.貝類はプランクトンを捕食する一方で,プランクトンが利用しやすい栄養塩の排泄も行っており,単純に大きな効果があるとは断定できなかった.また,落水についても有機物分解への効果は認められたものの,栄養塩溶脱抑止に効果があったかまでは判定できなかった.近年,栄養塩あるいは浮遊物質を含む農用地からの排水を一時的に溜池などに貯留し,物理的,あるいは生化学的作用により浄化を行う試みがある.これらの浄化のメカニズムや浄化能力は定性的には理解されているものの,定量的には未だ十分に把握されていないのが現状である.本研究では,これら浄化のメカニズムを明らかにし,その浄化能力を定量的に評価する試みを実施した.2000年から2001年にわたり,滋賀県水口町にある東池で窒素,リン,クロロフィルa等を測定してきた.結果,東池に流入したリンは11.9kgであり,そのうち約50%が残留,窒素は37.61kgが流入し,約7.5%が残留していることが分かった.また,リンが灌漑期,非灌漑期を通じて残留するのに比べて,窒素は溜池内濃度が高くなる施肥直後以外はあまり残留しない傾向が見られた.他の溜池における栄養塩残留特性の研究結果に比べて,東池はやや大きめの値が出ているが,これは東池の水の滞留時間が比較的長いことと,農業用排水を一時的に貯留することで,溜池内の栄養塩濃度が高くなる時期が存在することなどによるものだと考察された.本結果は.一例に過ぎないが,全国にある溜池数を考慮した場合,その栄養塩除去効果の全体量はかなり大きなものになると考えられる.その他に,同地域の溜池の特徴を調べるために,踏査およびアンケート調査を行った.その結果,溜池は規模と立地条件,管理,地域性などのクラスター条件で大きく4つに分類出来ることが明らかとなった.さらに,溜池の積極的な浄化能向上を目指して,貝類の導入と落水による効果についても検討を行った.貝類はプランクトンを捕食する一方で,プランクトンが利用しやすい栄養塩の排泄も行っており,単純に大きな効果があるとは断定できなかった.また,落水についても有機物分解への効果は認められたものの,栄養塩溶脱抑止に効果があったかまでは判定できなかった.近年,農用地からの排水が流出先の湖沼や河川の水質汚染源となっている批判がある.それに対して,栄養塩あるいは浮遊物質を含む農用地からの排水を一時的に溜池などに貯留し,物理的,あるいは生化学的作用により浄化を行う試みがある.ただ,これらの浄化のメカニズムや浄化能力は定性的には理解されているものの,定量的には未だ十分に把握されていないのが現状である.本研究では,これら浄化のメカニズムを明らかにし,その浄化能力を定量的に評価する試みを実施している.本年度はバイオマニュピュレーションによる浄化能力強化を中心に評価してきた.特に,貝類をはじめとする,新しい方式バイオマニュピュレーションの提案を目指し,対象となる生物群の特性を調査している.現状としては,実験方法の確立段階にあり,信頼すべきデータは得られていないが,本研究が現実問題に対しても応用可能であると考えるに至っている.

これらの成果は,水質,プランクトンなどの低次生物群,貝類などの高次生物群を含む生態系モデルにおけるパラメータとして利用することが可能であり,現在実施中の現地特性調査と水質データ調査の解析とを組み合わせ,一時貯留型溜池の浄化能力評価および浄化能力強化が可能になると期待できる.近年,農用地からの排水が流出先の湖沼や河川の水質汚染源になっているとの批判がある.主に肥料に含まれる窒素やリンなどの栄養塩がその汚染の主成分であるため,富栄養やプランクトンの増殖に寄与していることは明らかであるが,その面源的な性質ゆえに一律に規制していくことは困難である.これらに対して,栄養塩あるいは浮遊物質を含む農用地からの排水を一時的に溜池に貯留,あるいは貯留したものを灌漑用水として再利用することにより,物理的,あるいは生化学的に浄化を行う試みがある.ただ,これらの浄化のメカニズムや浄化能力は定性的には理解が進んであるものの,定量的にはいまだ十分に把握されていないのが実情である.本研究では,現地における調査およびモデル化を進めることにより,溜池の浄化能力を定量的に評価する試みを実施しており,その能力を明らかにしつつある.また,溜池が置かれている状況とそれにより変化する浄化能力の関係についても調査を続けている.さらに,積極的に浄化能力を強化する手法として貝類などによるバイオマニピュレーションによる手法を提案するとともに,対象生物群の特性を調査している.貝類は植物プランクトンを直接捕食するため,理論的には栄養価を防止する上で非常に効率がよいが,水体全体をコントロールするコンパートメントとして成立させるためには量的な面を含め,依然問題も多い.これらの成果は溜池の生態系および水質のメカニズムを再現するための基礎データとして有用であり,溜池の価値評価に役立つものと期待できる.近年,栄養塩あるいは浮遊物質を含む農用地からの排水を一時的に溜池などに貯留し,物理的,あるいは生化学的作用により浄化を行う試みがある.これらの浄化のメカニズムや浄化能力は定性的には理解されているものの,定量的には未だ十分に把握されていないのが現状である.本研究では,これら浄化のメカニズムを明らかにし,その浄化能力を定量的に評価する試みを実施した.2000年から2001年にわたり,滋賀県水口町にある東池で窒素(硝酸態窒素,アンモニア態窒素,全窒素),リン(燐酸態リン,全リン),クロロフィルa,水温,溶存酸素,pH,透明度等を測定してきた.結果,東池に流入したリンは11.9kgであり,そのうち約50%が残留,窒素は37.61kgが流入し,約7.5%が残留していることが分かった.また,リンが灌漑期,非灌漑期を通じて残留するのに比べて,窒素は溜池内濃度が高くなる施肥直後以外はあまり残留しない傾向が見られた.また,簡略された生態系モデルを利用して計算した結果,残留したリンの約70%が一時的に植物プランクトンを経由して沈降あるいは吸着されていることが推定された.これまで行われてきた他の溜池における栄養塩残留特性の研究結果に比べて,東池はやや大きめの値が出ているが,これは東池の水の滞留時間が比較的長いことと,農業用排水を一時的に貯留することで,溜池内の栄養塩濃度が高くなる時期が存在することなどによるものだと考察された.本結果は一例に過ぎないが,全国にある溜池数を考慮した場合,その栄養塩除去効果の全体量はかなり大きなものになると考えられる.
骨軟骨再生のための圧電粒子添加ナノファイバースキャホールドの開発

本研究では,骨形成を促進するためのBaTiO3(BTO)ナノ粒子を添加したPLLAナノファイバースキャホールドをエレクトロスピニングにより作製した.PLLA濃度10 w/v%およびBTEAC濃度3 w/v%の条件において,BTO粒子が均一に分散したPLLA/BTOナノファイバースキャホールドを作製した.BTO添加量が増加するに伴いナノファイバーの表面電位は低下した.また,BTO粒子を添加したスキャホールド上で培養した骨芽細胞様細胞のALP活性値は,BTO粒子を添加しないスキャホールドの場合と比較して高い値を示し,BTO粒子の添加による骨形成の促進が示唆された.ポリ乳酸(PLLA)に圧電粒子としてチタン酸バリウム(BTO)のナノ粒子を添加した溶液を用いて,圧電粒子添加ナノファイバーシートの作製技術の開発を行った.PLLA/BTO比率は,重量比率で16/1,6/1とした.ナノファイバーの作製にはエレクトロスピニング装置を用いた.SEM観察よりファイバーの繊維径は700nm程度であり,PLLA/BTOナノファイバー表面はいずれも滑らかであった.TEM観察よりBTO粒子がファイバー内部に均一に分布していることが確認された.走査型プローブ顕微鏡によりわずかであったが圧電粒子によりファイバー表面に電位が生じていることが示された.作製したBTO粒子添加ナノファイバーシート上で骨芽細胞様細胞を培養することで,作製したシートを用いて細胞培養が可能であることが確認された.培養細胞の壊死を防ぐ栄養供給路の確保を目的とし,圧電材料を添加せずに多孔質構造を有するPLLAファイバーの創製技術の開発を行った.相分離により多孔質構造を有するファイバーを作製するため,PLLAおよびpolyethylene oxide(PEO)を1,3-dioxolaneに溶解させてPLLA/PEO溶液を作製した.SEM観察より,溶液濃度6 w/v%,PLLA/PEO比率95/5,溶液濃度4,6および8 w/v%,PLLA/PEO比率85/15および90/10の条件で作製したファイバーは多孔質構造を有していた.多孔質構造によるファイバーの栄養供給能を評価するためファイバーの保水率測定を行い,保水率が最も良好となる最適紡糸条件として溶液濃度6 w/v%,PLLA/PEO比率90/10が得られた.多孔質ファイバーの保水率は中実構造ファイバーより有意に高くなり,多孔質構造を有するファイバーはより多くの培養液の拡散を可能とし,培養細胞の壊死の軽減が期待できることが示唆された.本研究では,骨形成を促進するためのBaTiO3(BTO)ナノ粒子を添加したPLLAナノファイバースキャホールドをエレクトロスピニングにより作製した.PLLA濃度10 w/v%およびBTEAC濃度3 w/v%の条件において,BTO粒子が均一に分散したPLLA/BTOナノファイバースキャホールドを作製した.BTO添加量が増加するに伴いナノファイバーの表面電位は低下した.また,BTO粒子を添加したスキャホールド上で培養した骨芽細胞様細胞のALP活性値は,BTO粒子を添加しないスキャホールドの場合と比較して高い値を示し,BTO粒子の添加による骨形成の促進が示唆された.本年度は,生体吸収性ポリマーであるポリ乳酸(PLA)に圧電粒子としてチタン酸バリウムのナノ粒子を添加した溶液を用いて,圧電粒子添加ナノファイバーの作製技術の開発を行った.PLA/BTO比率は,重量比率で6/1,3/1および1/1とした.ナノファイバーの作製にはエレクトロスピニング装置を用いて,溶液濃度,印加電圧およびコレクタ・ノズル間距離などの最適紡糸条件の探索を行った.SEM観察より作製したファイバーの繊維径は400nm程度であるが,PLA/BTO(1/1)ナノファイバー表面にわずかに凹凸が見られた.TEM観察よりチタン酸バリウム粒子がファイバー内部に均一に分布していることが確認された.走査型プローブ顕微鏡によりファイバー表面の電位測定を行った結果,わずかにファイバー表面に電位の変化した領域が観察され圧電粒子によってファイバー表面に電位が生じていることが示唆された.示差走査熱量計を用いて結晶化度を測定した結果,PLA/BTO(1/1)ナノファイバーにおいて結晶化度のわずかな低下が見られた.圧電粒子を添加せずPLAのみで厚さ方向のファイバー密度の異なる階層構造を有するスキャホールドの作製技術の開発を行った.2種類の溶剤でPLA溶液を作製し,それぞれの溶液でのエレクトロスピニング紡糸の最適紡糸条件を探索することで,2層構造のスキャホールドを作製した.SEM観察より,作製したスキャホールドの厚さは0.5mm程度,1層目および2層目の繊維径は約2.5μmと約790nm,ファイバー間距離は7.6μmと2.8μmであることが確認された.本研究では,骨分化を促進するスキャホールドとして,圧電粒子であるBaTiO3粒子を添加したPLLAナノファイバースキャホールドの開発と作製したスキャホールドの有効性の評価を行った.ナノファイバーの材料には分子量および化学組成により生体吸収性および力学強度が調整可能であるポリ-L-乳酸(Poly-L-lactic acid,PLLA)を用い,圧電ナノ粒子には生体に有毒な鉛を含有せず自発分極を有するチタン酸バリウム(BaTiO3:BTO)を用いた.ファイバー作製方法として,材料に熱を与えることなくナノファイバーの紡糸やファイバー径の調節が容易であるエレクトロスピニング法を用いた.PLLA濃度10 w/v%,BTEAC濃度3 w/v%および溶液吐出量32 μ

l/minの紡糸条件において,BTO粒子が分散した直径約425 nmのPLLA/BTOナノファイバースキャホールドの作製に成功した.BTO粒子の添加量が増加するほど,PLLAナノファイバーを基準としたPLLA/BTOナノファイバーの表面電位が低下する傾向を得た.また,PLLAおよびPLLA/BTOナノファイバースキャホールド上で骨芽細胞様細胞を培養した結果,いずれのスキャホールド上においても細胞の初期接着性とDNA量において差は見られなかった.しかしながら,PLLA/BTOナノファイバースキャホールド上のALP活性はPLLAナノファイバースキャホールド上のものよりも高く,BTO粒子の添加量が増加するほどALP活性値も増加した.これらより,PLLA/BTOナノファイバースキャホールドは,BaTiO3粒子の添加に伴う表面電位の低下によって骨芽細胞様細胞の骨芽細胞への分化を促進することが示された.生体医工学今年度の実施計画としては,チタン酸バリウム粒子添加PLLAナノファイバーの特性の向上とスキャホールド化を進めることであった.チタン酸バリウムを添加したPLLAファイバーの繊維径はナノオーダーとなり,ナノファイバー内にチタン酸バリウム粒子が均一に分布していることが確認できた.また,わずかであるがファイバー表面の電位が確認された.エレクトロスピニングによる圧電粒子PLLAナノファイバーシートの作製に成功し,骨芽細胞様細胞を用いて作製したファイバーでの培養が可能であることも確認された.圧電粒子添加PLLAナノファイバーシートの作製と並行して,スキャホールドとしての機能向上として内部細胞の壊死を抑制する目的で,相分離を応用したファイバーの多孔質化を試みた.polyethylene oxideを用いることで,ナノファイバー内に細孔の形成が確認された.また,細孔無のナノファイバーと比較して細孔有のナノファイバーの保水性が大きく向上することが確認された.以上より,概ね順調に進展していると評価できる.今年度の実施計画としては,チタン酸バリウム粒子添加PLAナノファイバーの最適紡糸条件の探索であった.作製したファイバーが,ナノファイバーであり,またチタン酸バリウム粒子が均一に分布していることが確認され,エレクトロスピニングによる圧電粒子PLAナノファイバーの紡糸条件探索に成功した.また,走査型プローブ顕微鏡によってファイバー表面の電位も確認された.
脳発生をコントロールする細胞環境としてのリゾフォスファチジン酸シグナルの役割解析

発生期の大脳新皮質において、新生した神経細胞は脳表層側の最終目的地へと移動する。この細胞移動は、正常な脳構築において不可欠のイベントである。この神経細胞移動の過程において、誕生直後の神経細胞は、複数の短い突起をもった多極性の形態を示す。その後、脳室側に軸索を伸長すると共に、脳表層側に先導突起を進展させて双極性の形態に変化する。また、この双極性への形態変化にともなって、神経細胞は脳表層側へと移動を開始する。つまり、この一連の形態変化は、その後の神経細胞移動に極めて重要であるが、そのシグナリングの分子実体の理解はあまり進んでいない。本研究では、細胞外シグナルの候補分子としてリゾフォスファチジン酸(LPA)に着目した。私共は発生期のマウス大脳新皮質において、移動中の神経細胞にLPA4が発現していることを見出した。そこで、LPA4の役割を調べた結果、LPA4をノックダウンした神経細胞は、移動が停滞すること、さらに多極性形態の状態で維持されることが判明した。このことから、LPA4は多極性から双極性への形態変化に重要であることが判った。さらに、神経細胞の形態形成に及ぼすLPA4の役割を詳細に解析したところ、LPA4をノックダウンした神経細胞は、軸索は伸長するが、先導突起が形成されず、その結果として多極性の形態が維持されることが判明した。またLPA4をノックダウンした場合、先導突起の形成不全と同期して、細胞アピカル側でのアクチン細胞骨格の再構成が正しく実行されないことが明らかになった。また、これらLPA-LPA4を介したシグナリングは、アクチン制御タンパク質の一つであるFilaminAを介することを見出した。つまり、LPA-LPA4シグナリングはFilaminAの安定化を促し、その結果としてアクチンの再構成が起こることが判明した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。大脳新皮質の形成過程において、神経前駆細胞の細胞運命は発生時期に応じて巧妙に規定されており、神経前駆細胞は発生の進行に伴って自己複製や神経分化する。また、新たに誕生した神経細胞は、自らが置かれた領域に応じて、形態を様々に変化させながら最終目的地へと正確に移動する。これらイベントには、細胞自律的なプログラムと共に、外界からのシグナリングによるタイミングの調節が重要な役割を果たす。私共はこれまで、外部環境と神経前駆細胞とのインターフェースとして、G蛋白質共役受容体シグナリングの重要性を明らかにしてきた。その過程で、GPCRであるリゾフォスファチジン酸受容体(8種類のサブタイプが存在)の中で、リゾフォスファチジン酸受容体1(LPA1)が、神経前駆細胞が脳脊髄液と接している領域(脳室壁)に濃縮して発現することを見出した。さらに本研究により、LPA4が移動中の神経細胞および成熟中の神経細胞に強く発現していることを見出した。そこで、移動中の神経細胞においてLPA4をノックダウンしたところ、神経細胞移動が停滞した。一般的に、誕生直後の神経細胞は、複数本の短い神経突起を持ち、多極性を示すことが知られる。その後、軸索を脳室側に伸長すると共に、脳表層側に先導突起(アピカル突起)を伸ばして二極性になり、移動を開始する。重要なことに、LPA4をノックダウンした神経細胞は、多極性ステージで停止していた。このことから、LPA4を介したシグナリングが神経細胞の形態変化に関与しており、多極性ステージから二極性ステージへの転換に重要な役割を果たしていると考えられた。また、LPA-LPA4シグナルは神経細胞のアクチン骨格系の再編成に寄与し、この過程にフィラミンと呼ばれるアクチン結合分子が深く関与していることが明らかになった。研究計画通り、移動中の神経細胞におけるLPA-LPA4の役割を明らかにすることができたため。

またLPA4をノックダウンした場合、先導突起の形成不全と同期して、細胞アピカル側でのアクチン細胞骨格の再構成が正しく実行されないことが明らかになった。また、これらLPA-LPA4を介したシグナリングは、アクチン制御タンパク質の一つであるFilaminAを介することを見出した。つまり、LPA-LPA4シグナリングはFilaminAの安定化を促し、その結果としてアクチンの再構成が起こることが判明した。上述の研究成果を論文にまとめると共に、神経前駆細胞に発現するLPA1の役割を解析する。重要なことに私共は、LPA1が脳脊髄液に面した脳室壁に濃縮して存在することを見出すと共に、脳脊髄液中にリゾフォスファチジン酸が存在し、神経前駆細胞の自己複製期(マウス胎生10日目)では、その濃度が低く、神経細胞の生成期(マウス胎生13日目)には増加することを見出している。つまり、脳脊髄液中のリゾフォスファチジン酸量が発生時期に応じて変容していることを明らかにしている。そこで、脳脊髄液中のリゾフォスファチジン酸濃度が低い時期(発生初期)に、側脳室(脳脊髄液中)にリゾフォスファチジン酸を注入して濃度を人為的に増加し、神経細胞やintermediate前駆細胞の生成量に及ぼす影響を調べる。これと並行して、脳発生の様々な時期にLPA1のアンタゴニストを脳脊髄液中に導入して、神経前駆細胞の運命を調べる。また、これら処理の結果として、神経細胞の生成量や神経細胞の運命に及ぼす影響を調べる。このようなloss-of-functionおよびgain-of-functionの解析を通して、脳発生時期に応じた脳脊髄液-LPA1シグナルの生理的役割を明らかにする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
海底地殻変動と海水温変動の高精度検出に向けた統合解析：高密度海域観測網の新活用

2004-2005年にかけて発生した黒潮蛇行に伴う変動について、室戸沖に設置された海底圧力計と海面高度の時系列を比較した結果、両者に時間差を伴う正の相関がみられることが分かった。その時間差は1か月程度であり、そのような傾圧変化のモデル化として、海底地形によって蛇行が安定化されたという観点から説明した。この成果は、査読付き国際学術誌に掲載された。2003年十勝沖地震の余効変動について、これまで海底水圧計による海底地殻変動の上下成分を考慮した解析を行った先行研究では、その累積すべり量のみが用いられてきた。本研究では、京都大学防災研究所との共同研究により、陸上GPS観測による陸域時系列データとの併用により、十勝沖地震の余効変動の伝播過程について海底水圧計の時系列データを用いて、従来よりも高解像度で推定する解析を進めた。加えて、2006年に発生した中規模渦についての解析を進めている。2017年8月頃から黒潮の流路が大きく蛇行しており、その一環として、日向灘での海底圧力計の設置回収時に塩分・水温計を投入し、水温・塩分の深度プロファイルを引き続き観測すると共に、回収した塩分・水温計のデータを用いて、黒潮大蛇行の生成過程について解析を始めた。また、JCOPEで推定される海面高度・水温・塩分の時空間データを用いて、DONET海底圧力計に対する海洋変動の寄与成分について定量評価を行った。日向灘周辺における準静的なすべりの発生過程について、相似地震解析を用いて推定する作業に着手した。さらに、応力擾乱に伴う相似地震の揺らぎについて特徴を調べた。平成29年8月に黒潮大蛇行が発生した.この大蛇行は予測された終息時期を大幅に超えてまだ継続中である.海洋変動のDONET圧力計に対する影響について論文をまとめるに当たり、大蛇行の影響を加味する必要があるため,当初の予定より遅らせることにした。一方で、JpGU-AGU Joint Meetingにおいてセッション提案を行ったところ、終始立ち見が出るほどの盛況となり、本研究を核とした研究コミュニティが広がりつつある。業績としても、査読付き国際学術誌への掲載があったことに加え、他の投稿も進んでいるので、さらなる成果公表が期待される。引き続き、十勝沖、日向灘、熊野灘での解析を進め、学会発表や論文投稿を重ねる。また、JpGUでのセッションを来年度以降も継続する。東南海地震の震源域直上に設置された海底観測網(DONET)には,地震計のみならず,海底圧力計が設置されている.そのため,震源域近傍で生じる,プレート間固着の剥がれる過程を捉えることが期待される.一方で,海底圧力計の値は,海洋変動や機器ドリフトなども含まれており,地殻変動と誤認する可能性がある.そこで本研究では,海底圧力計の時系列データから,海底地殻変動,海流変動,機器ドリフトの成分に分離することを第一目的としている.一般に,海洋変動は数年十年以上の時間スケールで変化するものも含まれているため,そのような長期変動成分とドリフト成分を分離するためには,観測期間が長い方が好ましい.そこで,DONETに加え,釧路沖のデータも活用することにした.これらの知見によって,東北沖で海底観測網が展開されているS-netへの活用も期待される.今年度では,DONETと釧路沖の海底圧力計を解析した結果,海洋変動を捉えることに成功した.このことは,従来の防災目的で設置された海底圧力計が,海洋変動の検知にも活用出来ることを意味する.また,防災上の観点からしても,海底地殻変動との誤認を回避するために,地震学・津波工学・海洋物理学など,多岐にわたる研究者が統合的に解析する重要性を科学的に裏付けることになった.DONET直上でのCTD (Conductivity Temperature Depth profiler)観測計画については,所内公募乗船研究の調整が間に合わなかったため,急遽,一般公募乗船研究に応募したものの,採択されなかった.そのため,今年度と来年度は,DONET直上でのCTD観測が出来ない場合を想定し,代替策として,木戸らが乗船する東北沖でCTDと投機型のXCTD観測を実施することにした.海底圧力計の解析については,今年度は釧路沖のケーブルに絞る予定であったが,来年度のCTD観測が実施されないことから,その対応策として,DONETの圧力計解析も前倒しで行うことにした.その結果,釧路沖では,海面高度と海底圧力計について同期した変化が一般には続くが,海底圧力が海面高度から有意にずれる期間では,中規模渦が発生していることが確かめられた.また,DONET圧力計では,スロー地震と似たような変動が海底圧力計から検出されたが,オフセットがゼロであり,時空間スケールを検証した結果,黒潮の流軸の南北変動から説明がつくことが分かった.また,DONETに向かって上流側にある四国沖に2004年-2006年に設置した海底圧力計(PIES)データの解析では,黒潮大蛇行の形成に伴う海面高度の上昇に約2ヵ月遅れて海底圧力が増加することが分かった上記の海底圧力変動期間内に,相似地震の解析を確かめたところ,有意な活発化が見られなかったことから,海底地殻変動ではないことを確かめた.また,機器ドリフトについては,室内環境実験から,特性を事前に推定できる場合もあるが,必ずしも単純ではないことが確かめられた.これらを合わせると,予定より早い圧力計解析と乗船計画の延期が相殺されて,予定通りと評価した.