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乳幼児期における情動制御機能の発達とその病理に関する基礎研究―満期産健常児と早産児の比較を通して

1.10ヶ月までの児の泣き・ぐずりの量の変化観察始めた67週から10ヶ月まで、子どもの泣きやぐずりの長さは有意に減少した。初期に見られた対象児間のなきの長さの変動は次第に減少し、46ヶ月と710ヶ月の間には有意な正相関であった。また、観察されたぐずりや泣きの回数は一定な変化は見られず、46ヶ月に増えると減る及び漸増か漸減かの4タイプ。2.泣き・ぐずりと母親の対処の仕方(自己報告)子どもの泣き・ぐずりの量と母親の捉えた児の気質特徴に対する推測及び養育者の対処の効力観との間の有意な関係は見られなかった。しかし、泣きやぐずりの回数と母親の自己報告による効力観との間に、46ヶ月時のみ、負の相関が見られた。また、母親の感じた自己効力観は、泣き・ぐずりに対する対処、この特徴についての推測のいずれの変数においても、13ヶ月と46ヶ月、46ヶ月と710ヶ月、13ヶ月と710ヶ月のすべての期間で強い正相関が見られた。3.親が捉えた児の気質特徴と児のぐずり・泣きの回数や量との関係8ヶ月時実施された子どもの気質特徴の評定は13ヶ月と46ヶ月の時点で観察されたぐずり・泣きと関連が見られた。1)観察されたぐずり・泣きの長さと観察された児の特徴、母親の捉えた特徴の児のなだめやすさとの間に負の相関、ぐずり・泣きの回数と制限に対する怒りやぐずりや新奇刺激に対するぐずりとの間に正の相関が見られ、乳児行動特徴質問票(IBQ)の測定尺度と一貫した結果が得られた、2)観察された泣き・ぐずりの長さは、定位の持続、快感(ヘドニックトーン)との間に有意な負の相関が見られた。4.児の泣き・ぐずりに対する介入行動一回の泣き・ぐずりにおける母親の介入行動の変化回数と児の泣き・ぐずりの長さとの間に有意な正相関が見られた。1)介入行動の「感覚刺激」は13ヵ月から46ヵ月、46ヵ月から710ヵ月の間にそれぞれ有意に減少した。2)「遊び」、「世話」は13ヵ月から46ヶ月の間に有意に増加した。3)「抱き」の回数も増加した。1.札幌(満期産児23名、早産児5名)、福島(2名、2名)及び東京(5名、3名)において研究対象者を募集し、家庭訪問観察・養育者面接を実施し始めた。家庭訪問と観察は最初の6か月間において、2週間おきに実施し、対象児の泣き・ぐずりと養育者の対応の仕方が主な観察内容である。予定とし1回の観察は約2時間弱であり、その中で対象児がぐずったり泣いたりする場面を約10分間ビデオ撮影及び録音する。3か月から6か月まで各月に4種の顔刺激図形を提示し、対象児の反応をVTRによって録画する。2.研究補助者の2週間毎の家庭訪問以外に、生後2か月以降1歳まで、対象児の「寝起き」についてビデオ観察撮影を養育者に依頼する。また、上述家庭訪問の時、2週間における対象児の睡眠パターン、入眠時の行動及び「寝起き」の際の行動(泣き、ぐずり、指吸い、毛布、ぬいぐるみの使用など)、添い寝の有無などについて養育者に尋ねる。3.上述以外に、対象児の養育者に対して育児観や対象児の気質的特徴、情動表出、養育者自身の愛着関係などについて面接を行う。生後6か月ころから養育者の情動的社会化の方略について面接或いはアンケート調査を実施する予定である。4.生後5から6か月ころ、対象児とその養育者に研究室に来てもらい、約20-30分間の半構造化場面における親子の相互交渉を観察する予定である。同時に対象児の情動制御の特徴を捉えるアンケートをも実施する。

1)観察されたぐずり・泣きの長さと観察された児の特徴、母親の捉えた特徴の児のなだめやすさとの間に負の相関、ぐずり・泣きの回数と制限に対する怒りやぐずりや新奇刺激に対するぐずりとの間に正の相関が見られ、乳児行動特徴質問票(IBQ)の測定尺度と一貫した結果が得られた、2)観察された泣き・ぐずりの長さは、定位の持続、快感(ヘドニックトーン)との間に有意な負の相関が見られた。4.児の泣き・ぐずりに対する介入行動一回の泣き・ぐずりにおける母親の介入行動の変化回数と児の泣き・ぐずりの長さとの間に有意な正相関が見られた。1)介入行動の「感覚刺激」は13ヵ月から46ヵ月、46ヵ月から710ヵ月の間にそれぞれ有意に減少した。2)「遊び」、「世話」は13ヵ月から46ヶ月の間に有意に増加した。3)「抱き」の回数も増加した。1.生後2カ月から7カ月までの間、家庭において対象者の情動表出などの特徴について以下の資料収集を行った:(1)子どもの泣き、怒り、喜び及び注意(2)自由遊び(3)短期母子分離(4)養育者の子どもの情動表出特徴に関する評定(IBQ)(5)日常の情動的葛藤場面への養育者の対処の特徴。初歩分析の結果:(1)観察初期における情動表出に関する個人差(頻度、持続時間、表出スタイル)は徐々に収斂する傾向にある(2)個人内の変化のパターン化が観察された(3)養育者の評価にも類似した傾向が見られた(4)情動的葛藤場面への対応は養育者の情動・行動特徴と関連する。子どもの情動表出の特徴は子どもの安静時の全身運動などの運動の特徴と関連があると予想される。また、子どもの注意の特徴は養育者の子どもの状態へのモニタリングや子どもの注意に関する「調教」と関連し、6,7カ月時の情動制御と関連すると思われる。2.生後2カ月時から寝返るまでの期間、対象児の仰臥位における全身運動を養育者の声かけ有りと声かけ無しの条件で観察を行った。(1)養育者の声かけによて、周期性の運動が出現し、3,4カ月から声かけに応じて運動が抑制できるようになる(2)運動に関する子どもの個人差及び養育者の声かけの効果に関する個人差が見られた。これらの発達的パターンは子どもの情動表出のスタイル及び養育者の情動的場面での対処の仕方と何らかの関連が見られると予想される。3.生後3カ月から対象児の同居家族の顔認知の観察が行われてきた(生後10カ月まで継続の予定)。同居家族の正面写真から幾つかの「平均顔」と「強調顔」(母親非強調顔(M50)・母親顔(M100)・母親強調顔(M200)を画像処理によって実験刺激を作成し、家庭にて実験観察を行い、対象児の顔刺激に対する注視の有無と注視の持続時間を記録した。結果として、乳児は母親顔よりも平均顔を好む傾向を示す。これらの結果と子どもの情動表出の個人差、親子の情動制御の特徴との関連が予想される。1.情動制脚や認知発達を支える基礎的な発達として、乳児は母親からの刺激に応じて自らの状態を調整していく過程がある。乳児の状態を把握する1つの方法として、表出される運動に注目し、母親が声をかけることにより乳児の行動がどのように変化するのかについて検討した。仰臥位における乳児の全身運動を、寝返りまでの期間、隔週でビデオに録画した。ビデオ記録時には、乳児の手足に4カ所に反射マーカーをつけた。ビデオ記録をパソコン上に取り込み、画像処理を行い、四脚の反射マーカーをもとにした2次元の運動軌跡を得た。得られた軌跡から運動の複雑さについて解析したところ、自宅における乳児は複雑に動き、その運動軌跡の予測は難しいことが確認された。母親からの声かけに対する乳児の行動の変化は多様であった。今後は、母親からの声かけに対する乳児の運動の周期性、及び運動の促進・抑制に現れる変化を整理し、後の情動制御との関係を検討する必要がある。2.乳児の泣き声のフォルマント構造の発達:乳児の泣き声の発達過程を、フォルマント構造に着目して分析した。
燃焼合成の自己伝播火炎形式に必要な着火エネルギの測定

本研究で取り上げた燃焼合成法は、金属と非金属または二種類以上の金属を直接反応させることにより、高融点無機化合物や金属間化合物を迅速かつ経済的に合成する材料合成法であり、燃焼波が元素混合粉末圧粉体中を自己伝播することにより、燃焼生成物として高融点無機化合物や金属間化合物が合成される点に特徴があり、しかも、元素間の発熱反応を利用するという点において、燃焼工学の研究対象となりうるのであるが、燃焼工学的観点からの研究は少ないのが現状である。本研究では、元素混合粉末圧粉体中を自己伝播する燃焼波(火炎)に着目し、火炎形成に必要な着火エネルギを実験的に求めるとともに、着火エネルギに及ぼす種々の要因(元素粉末の混合比、最終生成物による希釈、初期温度、元素粉末粒径など)の影響を明確にすることを目的として研究に着手した。研究においては、火炎形式に必要な着火エネルギを赤外線により試料上面に供給することを考え、赤外線加熱装置を補助金により購入するとともに、これを組み込んだ実験装置の設計・製作を行い、真空やアルゴン雰囲気内で、しかも熱流束や加熱面積を変えて実験が行えるようになった。本格的な実験は次年度に予定しているが、予備的実験により、最大10GW/m^2の熱流束の供給が可能であること、この熱流束ではチタニウム粉末(粒径25μm)と炭素粉末(5μm)の量論混合比圧粉体試料を1秒以内に着火せうることなどが判明した。なお、次年度においては、元素粉末の混合比、最終生成物による希釈、初期温度、元素粉末粒径など変化させつつ、火炎形式に必要な着火エネルギの測定を系統的に行う予定である。
ヤコビー形式およびジーゲル保型形成と関連するゼータ関数の数論的研究

以下項目別に記述する.関数とのHecke対応に関するImaiの逆定理を使い易く定式化し,尖点形式でない場合にまで一般化した.それを用いてSaito-Kurokawa liftingをDuke-Imamogleの方法で再構成した(分担者佐藤と牧野潔夫氏(工学院大)との共同研究).2.橋本予想の解決:Q上の定符号四元数環に付随したtheta級数に関する,早稲田大学の橋喜一朗氏によって提出された予想を,Jacobi形式,重さ1の保型形式に関するDeligne-Serreの定理などを用いて解決した(S.Boechererとの共同研究).3.Selbergzeta関数の研究:Shimura対応のMaass波形式版であるKatok-Sarnakの仕事をSelberg跡公式とSelbergzeta関数を通してより深い形に見なおした.その応用として,群GL(2,Z).に関する素測地線定理を得た.またSL(2,R)のcocompactな算術的離散部分群に対してそのSelbergzeta関数を明示的に表示し,Brun-Titchmarsh型の素測地線定理を得た(小山信也氏,中筋麻紀氏(慶応大)との共同研究).4.多重L値に関して:index mの多重L値のdouble shuffle relationとその正規化を研究した.また応用として多重L関数を考察し,s=0で極をもつ場合に,主要部を正規化を利用して完全に記述した(金子昌信氏(九州大)との共同研究).5.概均質ベクトル空間の研究:分担者佐藤は,概均質ベクトル空間のb-関数が(多項式環上の表現についてある種の重複度1性の成立のしたで)表現の分解に対応する分解をもつことを示した.この結果により,いくつかの概均質ベクトル空間についてはb-関数の計算が著しく簡易化された(杉山和成氏(筑波大)との共同研究)以下項目別に記述する.関数とのHecke対応に関するImaiの逆定理を使い易く定式化し,尖点形式でない場合にまで一般化した.それを用いてSaito-Kurokawa liftingをDuke-Imamogleの方法で再構成した(分担者佐藤と牧野潔夫氏(工学院大)との共同研究).2.橋本予想の解決:Q上の定符号四元数環に付随したtheta級数に関する,早稲田大学の橋喜一朗氏によって提出された予想を,Jacobi形式,重さ1の保型形式に関するDeligne-Serreの定理などを用いて解決した(S.Boechererとの共同研究).3.Selbergzeta関数の研究:Shimura対応のMaass波形式版であるKatok-Sarnakの仕事をSelberg跡公式とSelbergzeta関数を通してより深い形に見なおした.その応用として,群GL(2,Z).に関する素測地線定理を得た.またSL(2,R)のcocompactな算術的離散部分群に対してそのSelbergzeta関数を明示的に表示し,Brun-Titchmarsh型の素測地線定理を得た(小山信也氏,中筋麻紀氏(慶応大)との共同研究).4.多重L値に関して:index mの多重L値のdouble shuffle relationとその正規化を研究した.また応用として多重L関数を考察し,s=0で極をもつ場合に,主要部を正規化を利用して完全に記述した(金子昌信氏(九州大)との共同研究).5.概均質ベクトル空間の研究:分担者佐藤は,概均質ベクトル空間のb-関数が(多項式環上の表現についてある種の重複度1性の成立のしたで)表現の分解に対応する分解をもつことを示した.この結果により,いくつかの概均質ベクトル空間についてはb-関数の計算が著しく簡易化された(杉山和成氏(筑波大)との共同研究)1.研究代表者は,モジュラー群SL_2(Z)のユニタリ指標つきのセルバーグゼータ関数(12個ある)を実次体の整環に関連する量で明示的に表示する公式を得た.また有理数体上不定符号4元数環の整環から得られるSL_2(R)の数論的離散群Γのセルバーグゼータ関数についてもEichlerの4元数環の整環に関する結果を使って同様の明示公式を得た.この結果は,この種の数論的離散群に関する素数定理を記述する際に有効である.2.研究代表者とS.Boechererは共同研究で,段がNのSL_2(Z)の合同部分群に関するあるtheta multiplier付きの重さ1の保型形式の空間を調べた.Nに平方因子がない場合には,この空間が零空間になることを2通りの方法で示した.一つはWeierstrass部分空間の概念を導入してそのvanishingを考察するものであり,他は重さ1の保型形式に関するDeligne-Serreの定理を利用する方法である.この結果には幾つかの応用があり,特に有理数体上定符号4元数環のテータ級数の線形結合に関するHashimotoの予想を解決することができた.3.分担者佐藤は,弱球等質空間の球関数が満たす関数等式を表現論的方法で調べた.すなわち,退化主系列表現の間のintertwining作用素に現われる積分を利用して球関数の関数等式に現われるGamma行列を,相対不変式の(変数を特殊化したものの)複素ベキの積分として明示的に表す公式を得た.この公式は,概均質ベクトル空間のゼータ関数の関数等式に現われるGamma行列と極めて簡単な関係で結ばれ,概均質ベクトル空間に対しても新しいアプローチを与える.4.分担者佐藤は,ある非正則な概均質ベクトル空間の関数等式の明示的計算を行った.

これは,非正則な空間に対するゼータ関数の関数等式の初めての具体例を与える.2.研究代表者は九州大学の金子昌信氏と共同で,多重L-値に関連して,ある非可換多項式環から多重L-値全体のなす環への自然な写像を構成し,それを利用して多重L・値の場合のdouble shuffule relationとZagier式zeta-regularizationを得た.これを利用して,ある種の多重L-関数(および多重ゼータ関数)の極の主要部を決定した。3.研究代表者と分担者(佐藤)は工学院大学の牧野潔夫氏と共同で2次のSiegel保型形式の場合のHecke型の逆定理(converse theorem)をcusp形式でない場合も含めて使いやすい形に拡張した.従来のImai(太田香)氏による逆定理はcusp形式の場合のみ扱われていて,条件がチェックしにくいという欠点があった.応用として2次のSiegel保型形式の場合のSaito-Kurokawa liftingをDuke-Imamogleの方法で,cusp形式でない場合もこめて構成した.4.分担者(佐藤)は、概均質ゼータ関数の関数等式のGamma行列をGL_nの退化主系列表現のintertwining作用素から得られるEuler型の積分で表す表示式を得た.1.研究代表者は平成13年度の研究において,even Maass波形式の空間のSelberg跡公式を精密に計算した.その応用として,群GL(2,Z)に関する素測地線定理を得た.この定理を用いることによって,与えられた判別式Dの不定符号整数係数原始的2元2次形式の類数の和の評価を,基本単数のノルムが1と-1の場合に分離して,Sarnakによって得られたSL(2,Z)の場合の評価を精密化することに成功した.2.研究代表者は,慶応大学の小山信也氏,中筋麻紀氏と共同でSL(2,R)のcocompactな算術的離散部分群に対してそのSelberg zeta関数を不定符号整数係数原始的2元2次形式の類数などを用いて明示的に表示した.さらにその表示を利用してBrun-Titchmarsh型の素測地線定理を示した.この型の素測地線定理は,SL(2,Z)の場合には,Iwaniecにより知られていた.3.研究分担者佐藤は,筑波大学の杉山和成氏との共同研究において,概均質ベクトル空間のb-関数が(多項式環上の表現についてある種の重複度1性の成立のしたで)表現の分解に対応する分解をもつことを示した.この結果により,いくつかの概均質ベクトル空間についてはb-関数の計算が著しく簡易化された.4.研究分担者青木は,Fermat曲線の多様体から構成される虚数乗法をもつあるアーベル多様体の無限の族についてHodge予想が成立することを示した.Hodge予想は,従来は,帰納的方法と呼ばれる手法で示されているが,ここでは中間次元の代数サイクルを具体的に構成することにより示した.
mRNAのプロセシングと輸送の1分子蛍光イメージング

mRNAの動態を指標とした核内ドメインspeckleの機能解明に取り組んだ。in vitroで合成した蛍光標識Drosophila Fushitarazu mRNAをCos7細胞の核内にマイクロインジェクションにより導入し、mRNAのspeckleへの局在がイントロン配列依存的であることを示した。導入したmRNAの核外輸送及びスプライシング活性をRT-PCRにより確認し、speckleでのFRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching)及びiFRAP (inverse FRAP)を試みた。細胞内の任意の領域を退色させる照明手法としてDMD (Digital Micromirror Device)を採用し、これを導入した蛍光顕微鏡システムを構築した。FRAPによりmRNA分子のspeckleへの流入速度を測定した(τ=10sec)。この際、蛍光回復が7割程度に留まりmRNA分子に静的な成分が含まれることが示された。続いてiFRAPにより、mRNA分子のspeckleからの流出速度を測定した(τ=100sec)。蛍光減衰においても3割の静的な成分が検出された。よりspeckleの機能を明らかにするため、5' splicing siteに存在する重度保存配列を置換(GT→AC)したスプライシング反応阻害変異体を作製した。wild-typeと同様にspeckleへの局在が観察されたが、核外輸送に顕著な阻害が見られた。iFRAPでは、wild-typeに比べて静的な成分の割合が増加した。この結果、speckleからのmRNA分子の解離がスプライシング反応と連携した過程であることが示された。これにより、従来提案されてきた「speckleはスプライシング反応における因子の会合、貯蔵の場である」とする消極的な寄与モデルより積極的な関与を示すことができた。本年度は、ガラス基板に固定化したmRNAのスプライシング反応1分子可視化を目指し、以下の課題に取り組んだ。[ガラス基板へのmRNA固定化法の確立]mRNAを特異的に、かつスプライシング反応の阻害を回避するように固定化するため、基板表面をポリマー修飾したガラスを用いた。アミノシラン処理によりアミノ基を導入した石英ガラスにNHS-PEG(Polyethylene glycol)を結合させた。PEGには一定の割合でbiotin修飾したものを用いて、これにstreptavidinを介してmRNAの3'末端配列に相補的な5'末端biotin化したアンカーRNAを結合させた。mRNAはアンカーRNAの相補配列を介して固定化した。上記固定法により、mRNAの基板への非特異的な吸着が2%程度に抑えられることが顕微鏡下で確認された。さらに、アンカー核酸として2'-O-Methyl RNAを用いることでHeLa核抽出液に内在するNuclease活性を抑制することに成功し、反応に十分な時間(1時間)mRNAが基板に固定化されていることが確かめられた。[分光プリズムを用いたmRNAのスペクトルイメージング]分光に用いるプリズムの改良により、主光軸をずらすことなくスペクトル画像が得られるようになった。分光プリズムとして、異なる2つのガラス材(BK7,SF6)を重ね合わせたウエッジ基板を作製し、これをエバネッセント蛍光顕微鏡の結像途中に組み込んだ。この顕微鏡を用いて、エキソンとイントロン配列を異なる蛍光色素で染め分けたmRNAの1分子蛍光観察を行なった。この際、mRNAを標識する蛍光色素としてAlexa Fluor 594とAlexa Fluor 647の組み合わせを選択することで、同一波長励起(594nm)による観察ができるようになるとともに、蛍光波長が長波長であることから背景光を減少させることにも成功した。
鞭毛運動におけるシグナル伝達機構の解明:カタユウレイボヤ精子鞭毛軸糸成分の同定

本研究は、真確生物の細胞の赤鞭毛中にラジアルスポークという蛋白質複合体に注目し、その解析を行っている。真核生物が広く有する鞭毛・繊毛は、細胞自体の持つ微小運動器官であり、細胞遊泳や溶液の循環など、その機能は様々な生体にとって非常に重要である。鞭毛・繊毛の内部の骨格上に存在するモーター蛋白質、ダイニンは滑り運動を発生させるが、ラジアルスポークはその制御の中枢を担う蛋白質複合体である。ラジアルスポークの異常は生体の生命活動にとって致命的な欠陥となる。遺伝子情報が非常に潤沢で、均一な試料を多数調製できるうえに、運動制御の可視化が容易であることから、原索動物カタユウレイボヤの精子を研究に用いる。これまでに、ホヤ精子プロテオミクスの分析系を作製し、用いてきた(Inaba et al.,2002. Hozumi et al.,2004)。既知の成分の情報をもとに、ホヤ精子中からラジアルスポーク成分を精製し、新規の蛋白質成分を多数同定してきた(Padma, Satouh(*equal first) et al.,2003. Satouh et al.,2005)。当年度は、ホヤゲノムと全組織のcDNA情報を用いた、新しい高水準ホヤ総合プロテオミクス分析系の構築に取りかかった結果これに成功し、複数の方法によって精製したラジアルスポーク中の新規成分を数多く同定した。また、その系を用いることにより、これまで多細胞生物で明らかにするのが難しかった精精子鞭毛ダイニン複合体の全容を明らかにすることができた(Hozumi et al.,2006)。多細胞生物におけるラジアルスポークの研究はこれまでになかった。本研究により明らかになった蛋白質構成は、単細胞生物における構成と共通点をしめす一方、重要な相違点を含んでおり、鞭毛の運動制御におけるラジアルスポークの機能の本質を表す結果を示すことができた。鞭毛・繊毛は、細胞が有する運動器官であり、細胞の遊泳や溶液の循環など、その機能は様々な生体にとって非常に重要である。鞭毛・繊毛の内部には、進化的に非常によく保存された骨格構造、"軸糸"が縦貫しており、モーター蛋白質であるダイニンが運動を発生させる。多様な蛋白質複合体が規則正しく配した軸糸中で、9方相称に配したダイニンが、平面上での波打ち運動を行う際の制御機構については、明確にそれを説明する論拠はない。私はこれまで、波打ち運動におけるダイニンの機能制御に不可欠と目され、軸糸の中央部からダイニンの位置する周辺部にわたって位置する、ラジアルスポークという複合体に注目し、その解析を行ってきた。研究材料には、カタユウレイボヤの精子を用いた。複合体構成成分の同定を進めるため、まず、ホヤ精巣中で発現する遺伝子のEST解析の結果を利用し、単細胞生物で既知であったラジアルスポーク成分の、ホヤ相同遺伝子について解析した(Inaba et al.,2002)。さらに、そのうちの代表的な蛋白質RSP3のホヤ相同体が、ホヤ精子においても同様にcAMPと結合する機能を持つことを示し、ラジアルスポークに存在することを明らかにした。同時にこの成分に対する抗体を作製し、新規のラジアルスポーク成分、LRR37を同定した(Padma, Satouh (*equal first) et al.,2003,)。その後に、微量蛋白質から蛋白質同定を行えるよう、ホヤのゲノム/EST/cDNA情報をもとにデータベースを作製し、質量分析を用いた蛋白質同定の系を構築した(Hozumi et al.,2004)。その系を用いて、単離したラジアルスポークの部分複合体中から、HSP40、MORN protein、novel 33k proteinなどを同定し、その機能解析を行った(Satouh et al.,2005)。本研究では、鞭毛運動の制御に不可欠である、ラジアルスポークという蛋白質複合体に注目し、その解析を行っている。鞭毛・繊毛の内部の骨格上に存在するモーター蛋白質、ダイニンは滑り運動を発生させるが、一見放射相称に存在するダイニンが、効率的な一平面上での鞭毛運動を起こす制御機構は不明である。ラジアルスポークはその制御の中枢を担う蛋白質複合体であると考えられ、複合体の異常は生体の生命活動にとって致命的である。これまでに、精子形成の場である精巣における発現遺伝子のプロファイルを作成し、その情報をもとに、質量分析に基づいたホヤ精子プロテオミクスの分析系を立ち上げた(Inaba et al.,2002. Hozumi et al.,2004)。既知の成分の情報をもとに、ホヤ精子中からラジアルスポーク成分を精製し、新規の蛋白質成分を多数同定することに成功している(Padma, Satouh(*equal first)et al.,2003.Satouh et al.,2005)。また、その中で、既知成分と性質の異なる蛋白質、NDK/DPY26やCMUB116などに特に注目し、詳細な機能解析を行っている。

さらに、精巣だけでなく、ゲノム全体の情報とcDNA情報を用いた、新しい高水準ホヤ総合プロテオミクス分析系の構築に取りかかり、その基盤を構築することに成功している。本研究は、真確生物の細胞の赤鞭毛中にラジアルスポークという蛋白質複合体に注目し、その解析を行っている。真核生物が広く有する鞭毛・繊毛は、細胞自体の持つ微小運動器官であり、細胞遊泳や溶液の循環など、その機能は様々な生体にとって非常に重要である。鞭毛・繊毛の内部の骨格上に存在するモーター蛋白質、ダイニンは滑り運動を発生させるが、ラジアルスポークはその制御の中枢を担う蛋白質複合体である。ラジアルスポークの異常は生体の生命活動にとって致命的な欠陥となる。遺伝子情報が非常に潤沢で、均一な試料を多数調製できるうえに、運動制御の可視化が容易であることから、原索動物カタユウレイボヤの精子を研究に用いる。これまでに、ホヤ精子プロテオミクスの分析系を作製し、用いてきた(Inaba et al.,2002. Hozumi et al.,2004)。既知の成分の情報をもとに、ホヤ精子中からラジアルスポーク成分を精製し、新規の蛋白質成分を多数同定してきた(Padma, Satouh(*equal first) et al.,2003. Satouh et al.,2005)。当年度は、ホヤゲノムと全組織のcDNA情報を用いた、新しい高水準ホヤ総合プロテオミクス分析系の構築に取りかかった結果これに成功し、複数の方法によって精製したラジアルスポーク中の新規成分を数多く同定した。また、その系を用いることにより、これまで多細胞生物で明らかにするのが難しかった精精子鞭毛ダイニン複合体の全容を明らかにすることができた(Hozumi et al.,2006)。多細胞生物におけるラジアルスポークの研究はこれまでになかった。本研究により明らかになった蛋白質構成は、単細胞生物における構成と共通点をしめす一方、重要な相違点を含んでおり、鞭毛の運動制御におけるラジアルスポークの機能の本質を表す結果を示すことができた。
放射性廃棄物固化体と天然の類似鉱物

高レベル放射性廃棄物は固化体にして地層処分することで生物圏から長期間隔離することが考えられている。しかしこの固化体も地学的年代を経れば分相反応などで放射性核種の分布が不均一になり移行しやすくなる。本研究の目的はイメージングプレート(IP)によるオートラジオグラフィー法を確立すること。さらに天然の類似物質(ナチュラルアナログ)の放射性核種の分布をIP法で把握して層転移・分相反応での放射性核種の挙動について考察することである。ザイール産のウラニナイトと日本産アラナイト試料の中性子放射化分析とIPの測定結果からトリウム1ppmが放射平衡になった時のトリウム系列放射性核種の放射能は大雑把に高分解能IP(HR-III_N)では0.1cph(1ピクセル、100μm^2、あたりの1時間でのカウント数)に相当し、ウラン1ppmのそれは大雑把に0.1cphに相当するという結果が得られた。一方カリウム1%の濃度の放射能は大雑把に1cphに相当する。それらの試料の放射平衡についても試料のγ線測定から検討した。またフェーディング(輝尽発光量の時間による低下)は光や熱以外に弱い放射能などにも起因することが観測されている。このフェーディングの割合には測定ごとにかなりばらつきがあるため、放射能露出量と輝尽発光量の正確な相関関係を求めることは困難である。しかし同一IP面内ではそれらの間のリニアリティーが保たれているので試料と放射性元素の含有量と放射平衡の度合が測定されている天然の標準試料を同時に露光することで定量が可能である。天然放射性元素によるIPの感光は主にβ線によるもので金属版による遮蔽はむしろ制動放射による増感作用をもたらし、遮蔽による放射性核種の区別は困難であると結論された。現在ブラジル産の放射性鉱物試料や疑似固化体試料について本法を応用しており、放射性核種の分布や挙動について検討する予定でいる。10万年も危険な放射能レベルを保ち続ける高レベル放射性廃棄物のガラス固化体は、地学的年代を経れば相転移や分相などの反応で固化体中の放射性核種の分布が不均一になり、放射性核種が移行しやすくなる危惧がある。本研究の目的は、天然の放射性鉱物・希土類元素鉱物などの固化体類似体(ナチュラルアナログ)試料について、イメージングプレート(IP)によるオートラジオグラフィーの方法を用いて、放射性元素の鉱物内の不均一性や分布について調べ、放射性元素の予想される挙動について考察することにある。本年度はまずIPによるオートラジオグラフィーの方法を確立することを目指した。本法によりブラジルのアルカリ複合岩体で採取した岩石中の放射性核種の分布を映像化した。このようにIPを地学的研究に応用した例はこれまで皆無だった。IPを4日間の露光することで、石英、斜長石は白色、正長石は灰色、有色鉱物類は黒色の写真が得られた。色が濃いほどIPに吸収された放射線エネルギーが多く、正長石の像は鉱物中のカリウムの放射線によるものと考えられる。従来のX線フィルムや原子核乾板による方法ではカリウムに由来する放射線は雑音に埋没して検出できなく、IP法が従来の方法に比べて高感度であることを示している。またIP法のもう1つの長所は広範囲なダイナミックレンジにある。これはIPの黒化度と露出時間から放射線核種の濃度が推定できることを意味する。日本地質調査所が発行している標準岩石JG-1aを鉱物分離して鉱物ごとのウラン、トリウム、カリウムの濃度を中性子放射化分析法、および炎光分析法により定量した。

標準岩石JG-1aの岩石片をIPに密着させて、放射線核種の濃度とIPの黒化度の対応関係について調べているところである。また試料の厚さによる違いや、アルミ箔フィルターによりどのように放射線の線質を決められるか検討している。高レベル放射性廃棄物は固化体にして地層処分することで生物圏から長期間隔離することが考えられている。しかしこの固化体も地学的年代を経れば分相反応などで放射性核種の分布が不均一になり移行しやすくなる。本研究の目的はイメージングプレート(IP)によるオートラジオグラフィー法を確立し、天然の類似物質(ナチュラルアナログ)の放射性核種の分布をIP法で把握して相転移・分相反応での放射性核種の挙動について考察することである。ザイール産のウラニナイトと日本産アラナイト試料の中性子放射化分析とIPの測定結果からトリウム1ppmが放射平衡になった時のトリウム系列放射性核種の放射能は高分解能用IP(HR-III_N)では約0.1cph(1ピクセル、100μm_2、あたりの1時間でのカウント数)に相当し、ウラン1ppmのそれは約0.1cphに相当するという結果が得られた。一方カリウム1%の濃度の放射能は大雑把に1cphに相当する。それらの試料の放射平衡についても試料のγ線測定から検討した。またフェーディング(輝尽発光量の時間による低下)は光や熱以外に弱い放射能などにも起因することが観測されている。このフェーディングの割合には測定ごとにかなりばらつきがあるため、放射能露出量と輝尽発光量の正確な相関関係を求めることは困難である。しかし同一IP面内ではそれらの間のリニアリティーが保たれているので、放射性元素の含有量と放射平衡の度合が測定されている天然の標準試料を、分析試料と同時に露光することで定量が可能である。天然放射性元素によるIPの感光は主にβ線によるもので金属版による遮蔽はむしろ制動放射による増感作用をもたらし、遮蔽による放射性核種の区別は困難であると結論された。現在ブラジル産の放射性鉱物試料や疑似固化体試料について本法を応用しており、放射性核種の分布や挙動について検討する予定でいる。
慢性肝障害モデルマウスを用いたC型肝炎ウイルスによる肝発癌機構の解析

我々はHCVコアのトランスジェニックマウス(Tgマウス)に四塩化炭素(CCl4)を腹腔内投与、もしくはジエチルニトロサミン(DEN)を経口投与することにより肝障害を誘導し、肝腫瘍発生モデルを構築した。今年度はこの肝腫瘍モデルにおける肝障害の遺伝子異常に与える影響として、癌抑制遺伝子の突然変異誘導について検討を行った。肝炎誘導により肝腫瘍が発生したマウスの腫瘍部、非腫瘍部それぞれよりゲノムDNAを抽出し、これまでに報告されているマウスの癌抑制遺伝子であるp-53、N-・H-・K-ras、βカテニンの各遺伝子についてSingle Strand Conformation Polymorphism法(SSCP法)を用い点突然変異の有無について検討した。p53はエクソン5,6,7,8について、N-・H-・K- rasはそれぞれエクソン1,2について、βカテニンはエクソン2についてSSCPが可能な大きさのフラグメントができるようにプライマーを設定した。[r-32P]ATPでプライマーをkinationした後PCRを施行、5%アクリルアミドゲルで展開しbandを観察した。二個体の腫瘍部、非腫瘍部について比較検討したが有意な点突然変異と考えられる異常なバンドは認めなかった。次に遺伝子不安定性の検討のためマウスのマイクロサテライトマーカーを用いたマイクロサテライトインスタビリティの検討を行った。ほとんどの染色体を網羅するように28組のマイクロサテライトマーカーのプライマーセットを設定した。これらのプライマーを[r-32P]ATPでkinationし、PCRを行いバンドの移動や欠損をかんさつすることによりインスタビリティやLOHの検出を試みた。こちらも二個体の腫瘍部、非腫瘍部について比較検討したが有意なインスタビリティやLOHと考えられる異常は検出されなかった。以上のように今回の検討では我々の作成した肝腫瘍発生モデルの原因と考えられる遺伝子異常は検出されなかった。しかし今後さらに他の癌抑制遺伝子などについて詳細な検討が必要と考えられた。我々はC型肝炎ウイルス(HCV)のコア領域を組み込んだトランスジェニックマウス(Tgマウス)に肝障害を誘導することにより、HCV遺伝子の発現による肝発癌への影響を検討した。まず、HCVのコア遺伝子領域を組み込んだTgマウスを作成するため、hSAPプロモーターの下流にHCVのコア領域191アミノ酸(genotype1b)をつなぎ発現ユニットを作成した。定法により得られたマウスをPCR法によりトランスジーンの組み込みを確認した。得られたTgマウスの肝臓をはじめとする各臓器を採取し、サザンブロット法、ウェスタンブロット法、また組織中のHCVコア蛋白量を定量することにより、組み込まれたトランスジーン、肝臓および他臓器でのHCVコア蛋白の発現を検討した。これらのTgマウスを経過観察するとともに、Tgマウスおよびコントロールのnon Tgマウスに四塩化炭素(CCl4)の腹腔内投与もしくはジエチルニトロサミン(DEN)の経口投与により肝障害を誘導し、肝腫瘍の発生を観察した。得られたTgマウスでは、8-25コピーのトランスジーンの組み込みが確認された。また、HCVコア蛋白の発現は肝特異的であり、C型肝炎肝癌患者の肝臓中のコア蛋白発現量とほぼ同程度であった。Tgマウス49匹(M:F=26:23)コントロールマウス39匹(M:F=16:23)を18-24ケ月間観察したが両者とも肝腫瘍の発生は認められなかった。そこでTgマウス14匹(M)コントロールマウス13匹(M)に20%CCl4を週一回腹腔内投与し肝障害を誘導し、40週間観察を行った。するとTgマウス8匹(57.1%)、コントロールマウス3匹(23.1%)に肝腫瘍の発生を認めた。またTgマウス11匹(M)コントロールマウス12匹(M)に20%CCl4を週二回腹腔内投与し肝障害を誘導し、40週間観察を行った。するとTgマウス8匹(9.1%)に肝癌の発生を認めが、コントロールマウスには肝癌の発生を認めなかった。次にTgマウス8匹(M)コントロールマウス5匹(M)にDENを経口投与し肝障害を誘導、16週間観察を行った。するとTgマウス2匹(25.0%)に肝癌の発生を認めたが、コントロールマウスには肝癌の発生を認めなかった。以上のように自然経過でのHCVコアTgマウスでの肝腫瘍発生は18-24ケ月令では認めなかった。しかし薬剤による肝障害誘導によりTgマウスにより多く肝腫瘍および肝癌の発生が認められた。[r-32P]

ATPでプライマーをkinationした後PCRを施行、5%アクリルアミドゲルで展開しbandを観察した。二個体の腫瘍部、非腫瘍部について比較検討したが有意な点突然変異と考えられる異常なバンドは認めなかった。次に遺伝子不安定性の検討のためマウスのマイクロサテライトマーカーを用いたマイクロサテライトインスタビリティの検討を行った。ほとんどの染色体を網羅するように28組のマイクロサテライトマーカーのプライマーセットを設定した。これらのプライマーを[r-32P]ATPでkinationし、PCRを行いバンドの移動や欠損をかんさつすることによりインスタビリティやLOHの検出を試みた。こちらも二個体の腫瘍部、非腫瘍部について比較検討したが有意なインスタビリティやLOHと考えられる異常は検出されなかった。以上のように今回の検討では我々の作成した肝腫瘍発生モデルの原因と考えられる遺伝子異常は検出されなかった。しかし今後さらに他の癌抑制遺伝子などについて詳細な検討が必要と考えられた。
脳梗塞治療効果の飛躍的向上への戦略～急性期薬物治療と幹細胞移植の融合～

・投与時期の検討:脳梗塞後1,4,7日目にhMSC 106個を投与。D1群で優位な神経学的改善、投与細胞の生着とそれによる抗炎症効果を認めた。投与量の検討:脳梗塞後1日目にhMSC104個、106個を投与。両群間では神経学的改善に有意差は認めないものの、106個投与群では細胞による塞栓が多く、死亡率も高い結果であった。投与細胞の検討:脳梗塞作成後1日目に64歳男性由来(Old)hMSCと24歳男性由来(Young)hMSC106個投与。Young群で優位に神経学的改善を認め、抗炎症、血管新生、神経新生において優れた治療効果を認めた。まず脳梗塞モデルの確立のため、同一術者で様々な血管閉塞時間を行い、再現性の高い梗塞サイズを求めた。皮切は正中で、比較的広めに切開、皮切後に麻酔深度を微調整する、迷走神経はなるべく直接触れない、外頚動脈からの枝の引き抜けに注意、血管切開は最小限に、録子で穴を少し広げる、挿入が少ないと梗塞になりにくい、挿入しすぎると抜去時にSAHなりやすい、といった工夫を積み重ねて行った結果、最終的には75分間の中大脳動脈閉塞にて基底核、大脳皮質を含む均一な梗塞を得ることができた(全88匹中66匹)。神経学的にはmodified neurological severity scoreを用い、すべて6-10点の適切なdeficitを呈した。まずは移植細胞のpreconditioningに着目した。特に移植細胞を低酸素条件に置くことで移植細胞の生存率を挙げることができるか、またその際のサイトカイン放出が修飾されるか、検討した。骨髄間葉系細胞1X10e6個をin vitroにて1%酸素化に培養し、Hypoxia-induced factor-1 (HIF-1), AKT, pAKT, VEGFの発現につきウェスタンブロット法にて評価した。1日の低酸素負荷を行ったが、細胞のviavilityに差は見られず、また先述の蛋白についても差を見なかった。現在は、負荷条件を伸ばして同様の検討を行っている。脳梗塞モデルについては左中大脳動脈閉塞75分で均一な梗塞サイズを得ることができ、継続して同様の手技とした。細胞移植としては従来我々が行っている方法を踏襲し、脳梗塞モデル作成24時間後に行った。外頚動脈からカニュレーションを行い、細胞懸濁液300ul/mlの投与を行った。投与から1,2,3,7, 14, 28日後の神経学的重症度評価および組織学的評価を行った。移植細胞は行き続いて低酸素プレコンディショニングを行った。用いた細胞はmesenchymal stem cell (MSC)とし、通常酸素濃度暴露群(20%酸素濃度)と低酸素濃度暴露群(1%酸素濃度)での比較とした。In vitroでの検討では5000 cell/wellずつ配置し、0,6,24,48,72時間で評価した。生存率はMTT assayで評価した。その結果、24時間の低酸素が最適な期間であり、48、72時間では細胞死が多く見られた。24時間未満では通常条件と変化なし。その後5日間21%酸素化で培養すると5日目で細胞数が追いついた。運動機能においては、とコントロール群とで優位差が出るのはDay2からDay28であり、低酸素群とコントロール群とで優位差が出るのはDay2からDay28、通常酸素群と低酸素群で優位差が出るのはDay28であった。体重の変化についても同様で通常酸素群と低酸素群で優位差が出るのはDay28であった。続いて組織学的検討に移った。移植細胞をヒト細胞マーカーStem121で染色し、移植細胞生存率を定量すると低酸素群が生存率が高い傾向にあった(N=3であり有意差は付いていない)。新生血管についても血管内皮細胞マーカーRECA1およびペリサイトマーカーPDGFRBで定量を行ったが、こちらは通常酸素群と低酸素群での差は見られなった。本年度はin vitroで得られた成果をもとにin vivoにおける実験に移行できたため、概ね順調と考える。今後はin vivoでの生存率、新生血管についてはn数を増やして再検討を行い、炎症や細胞遊走を含めて検討を加える予定である。CMの検討ではPlatelet derived growth factor BBは年齢と負の相関を認め、young群でold群と比較して有意に高値であった。mNSSでは21日目で他の2群と比較して明らかにyoung群で改善が見られた。21日目の脳梗塞周囲の病理組織学的評価では小膠細胞は他の2群と比較して有意にyoung群で少なかった。血管周囲細胞に覆われた新生血管の数は他の2群と比較してyoung群で優位に増加していた。神経幹細胞は他の2群に比べyoung群で多かった。これらの結果から、急性期薬物治療との融合を行う上で、ドナーの品質管理が重要であることが明らかとなった。

投与細胞の検討:脳梗塞作成後1日目に64歳男性由来(Old)hMSCと24歳男性由来(Young)hMSC106個投与。Young群で優位に神経学的改善を認め、抗炎症、血管新生、神経新生において優れた治療効果を認めた。適切な低酸素条件の設定に難渋している。もともとの条件は著者らの先行研究(Cell Mol Neurobiol. 2008 Sep;28(6):833-45)を参考に行ったが、マウス神経幹細胞と本研究でのヒト骨髄間葉系細胞の違いが影響している可能性が考えられた。今後は組織学的検討をさらに進めていき、またin vitroでの細胞サンプル、in vivoでの脳組織サンプルを用いて蛋白定量を進める方針である。定量方法はLUMINEXassayにて網羅的に液性栄養因子を定量する。脳卒中学まずは更に致死的な酸素条件に置くことで、コントロールとの差を明らかにすることを第一目標としている。その上で、再度ウェスタンブロットによる蛋白発現の差を見る。その結果を見て、in vivoでの移植細胞ソースを確立する。前年度の国際学会発表使用分の請求が次年度に回ったこと、およびLuminex assayの評価が次年度に回ったことが理由である。低酸素負荷による骨髄間葉系細胞とコントロールとの差を得ることができず、低酸素条件、負荷期間の検証に難渋しているため。前年度に予定していたin vivoでの検証を今年度に引き継ぎ、その分の研究費用を繰越分から捻出する。
ハイマツ植生による大気からの水及び窒素吸収にかかわる生理生態学的機構の研究

富山県の立山・浄土平(標高2839m)でハイマツ植生の水・物質動態を測定した.林内雨・林外雨量の現地測定および,林外雨と樹冠通過雨の化学分析の結果から,ハイマツ植生は降雨に関わらず高い頻度で発生する霧を植生表面から効率的に内部に取り込んでいることが明らかになった。同時に,ハイマツは針葉表面に付着した無機窒素成分の70%を吸収していることが示唆された。一方,多量の陽イオンが針葉表面から溶脱しており,特にカリウム溶脱量は,針葉の濡れ時間と硫酸イオン供給に比例していた。ストロンチウム同位体の分析結果は,立山の森林植生では土壌よりも大気からの物質沈着が重要であり,特に黄砂の影響が大きい可能性を示した。ハイマツ植生への霧水や乾性降下物の沈着量を評価するためには,信頼できる気象観測と現地サンプリングを連続的に実施し,高精度の化学分析を行う必要がある.今年度も,以下の3項目について継続して計画し研究活動を進めた.1)標高2860mの立山・浄土山周辺で,降雨,霧,露,気温,日射,風向風速の連続観測を行なうことを試みた.超音波風向風速計の着雪・落雷による破壊・故障や,電気系統のトラブルがあったものの,予備の風車型風向風速計やサブシステムによって必要十分な観測を行うことができた.その結果,2012年秋の激しい紅葉の原因が,単なる気温低下による物ではなく,夏期の高温・乾燥と,9月上旬の1回の低温イベントによることが明らかになった.2)林冠との相互作用を評価するためにハイマツ林内と林外に多数のGutter型採雨器を設置し,ハイマツ群落の有無が霧水獲得に及ぼす影響を調べた。雪解け後の7月に地形特性の異なった複数のハイマツ林において,10月まで林内雨・林外雨を連続的に採取し,定期的に採水した。さらに,既存のパッシブ型霧採取器によって霧水を採取し,風向風速や濡れ時間,湿度,降雨の情報と統合することで,地表面への霧水沈着量を評価した。これらの採水量と,通常の転倒マス雨量計の結果を比較することで,通常の降雨量データと,実際に植生上に供給される水量の違いを明らかにした。3)採水したサンプルについてはイオンクロマトグラフを用いて陽イオン成分や窒素含有量を測定し,林外雨・林内雨,霧水雨水と比較した.また一部のサンプルについてはSr同位体の分析を行い,林冠における供給-濃縮過程を明らかにした。ハイマツは大気から高い割合で窒素成分を吸収すると同時に,ミネラル成分,特に黄砂成分を針葉表面から吸収していることが明らかになった.日本の山岳植生の特徴付けるハイマツは,保水性が乏しく貧栄養な土壌条件下で亜高山針葉樹林に匹敵する多量の針葉を保持している。そのため,降雨が樹冠遮断(蒸発)されて林床への水供給が妨げられているが,風が強く霧や露が高頻度で発生する山岳環境においては,水滴の樹冠への衝突による水分付着量も多くなる可能性がある。また,霧水には雨水よりも硫黄酸化物や窒素化合物が高濃度で含まれている。そこで,1)ハイマツ植生表面による霧・露からの捕水および水分吸収,2)ハイマツ植生が植生地上部からの窒素吸収量・栄養塩吸収・溶脱量に及ぼす影響を定量的に評価することを目的とした。1)標高2860mの立山・浄土山周辺で,降雨,霧,露,気温,日射,風向風速の連続観測を行なった.その結果,植物フェノロジーと気象環境との間の複雑な関係が明らかになった.2)林冠との相互作用を評価するためにハイマツ林内と林外に多数のGutter型採雨器を設置し,ハイマツ群落の有無が霧水獲得に及ぼす影響を調べた。3)採水したサンプルについては,イオンクロマトグラフを用いて陽イオン成分や窒素含有量を測定し,林外雨・林内雨,霧水雨水との間で比較した.また一部のサンプルについてはSr同位体の分析を行い,林冠における供給-濃縮過程を明らかにした。ハイマツは大気から高い割合で窒素成分を吸収すると同時に,ミネラル成分,特に黄砂成分を針葉表面から吸収していること,樹体からの陽イオンの溶脱,特にK+イオンについては,表面の濡れ時間とSO42-イオンの供給量に相関していることが明らかになった.富山県の立山・浄土平(標高2839m)でハイマツ植生の水・物質動態を測定した.林内雨・林外雨量の現地測定および,林外雨と樹冠通過雨の化学分析の結果から,ハイマツ植生は降雨に関わらず高い頻度で発生する霧を植生表面から効率的に内部に取り込んでいることが明らかになった。

ハイマツ植生への霧水や乾性降下物の沈着量を評価するためには,信頼できる気象観測と現地サンプリングを連続的に実施し,高精度の化学分析を行う必要がある。そこで,以下の3項目について計画し研究活動を進めた.1)標高2860mの浄土山周辺で,降雨,霧,露,気温,日射,風向風速の連続観測を行う。山岳における霧や雨の地表面への沈着は,風向・風速が決定要因の一つであり超音波風速計(新規)と既存のソーラーパネルを組み合わせて観測体制を整える。全天日射の測定を行うためにサーモパイル型の2重ガラスドーム構造の日射計をを設置する。これらのデータは多チャンネルデータロガーによって記録する。これらの計画は平成23年度中に達成された。2)林冠との相互作用を評価するためにハイマツ林内と林外に多数のGutter型採雨器を設置し,ハイマツ群落の有無が霧水獲得に及ぼす影響を調べる。雪解け後の7月に地形特性の異なった複数のハイマツ林において,10月まで林内雨・林外雨を連続的に採取し,定期的に採水する。さらに,既存のパッシブ型霧採取器によって霧水を採取し,風向風速や濡れ時間,湿度,降雨の情報と統合することで,地表面への霧水沈着量を評価する。これらの採水量と,通常の転倒マス雨量計の結果を比較することで,通常の降雨量データと,実際に植生上に供給される水量の違いを明らかにする。また,その成果の一部は論文として発表された。3)採水したサンプルについてはイオンクロマトグラフを用いて陽イオン成分や窒素含有量を測定し,林外雨・林内雨,霧水雨水と比較する。また一部のサンプルについてはH-O同位体分析を行い,林冠における供給-濃縮過程を明らかにする。これらの計画は平成23年度中に一部達成された。未分析サンプルについては平成24年度に実施する.また,その成果の一部は学会発表された。1)気象環境計測:前年度の秋に設置した超音波風速計が,冬期間に着雪の落雷,突風によって物理的に破壊されてしまった.そのため,故障箇所の究明,機器の回収と修理のため,今年度は全く測定ができなかった.一方,予備系統の観測機器によって,最低限必要な観測データを得ることができた.2)林冠との相互作用:順調に観測できた.オーバーフローなどのトラブルもほとんど起こらなかった.3)化学分析:老朽化したイオンクロマトグラフが再度,故障し,採取したサンプルの分析が滞った.一方,同位体分析については順調に作業が進み,予想以上の成果が得られた.4)研究発表:これまでの成果は,順調に論文発表できている.今年度の結果も,次年度には論文化できる見込みである.夏期の林内雨採取や気象観測は,順調に行えた.また,論文の投稿・出版も行えた.しかし,超音波風速計や日射計の稼働については,納品や現地での設置作業に手間取り9月まで遅れた.また,老朽化したイオンクロマトグラフが故障し,採取したサンプルの分析が滞った.1)次年度は,気象観測の安定稼働に全力を尽くす.超音波風速計の安定稼働と電力供給能力については,現在,改善策を準備中であり,連携研究者である富山大学の青木一真准教授と協議しながら作業を進めている.2)ハイマツ樹冠との相互作用に関わる現地での水サンプリング作業は,今年度で一区切りとして,次年度は行わない.その成果については今年度,学会や研究会で発表しており,次年度中に投稿予定である.3)未分析の水試料がまだ残っているため,その分析処理を行う.