hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
未知解探索のための大規模最適化基盤の構築

研究4では,政策の探索と活用を考慮した多峰性景観環境のための直接政策探索法を提案した.騙しのある多峰性景観を有するPOMDP環境での連続タスクであるベンチマーク問題において,提案手法が有力な既存手法を上回る性能を示すことを確認した.研究5では,複数車種の構造設計の多目的同時最適化問題のための転移学習に基づくマルチスタート自然進化戦略を提案した.提案手法は,複数車種の構造設計の多目的同時最適化問題を対象とした進化計算コンペティション2017において優勝した.今年度は,大域的多峰性関数最適化のための自然進化戦略に基づく新たな進化計算手法を提案し,数値実験により既存手法よりも良好な性能を示すことを確認した.また,多峰性,悪スケール性,変数間依存性を有する非明示制約付き関数最適化のための新たな自然進化戦略を提案し,数値実験により既存手法を凌駕する探索性能を示すことを確認した.以上より,当初の目的を達成できたと考えている.さらにこれに加えて,1,000次元以上の高次元問題に対してもスケールするように自然進化戦略の改良を検討した点,TSPにおいて大域的多峰性に起因すると考えられる探索の困難さに対処するために希少形質に着目した並列遺伝的アルゴリズムを提案して数値実験によりその有効性を確認できた点,政策の探索と活用を考慮した多峰性景観環境のための直接政策探索法を提案して既存手法を凌駕する性能を示すことを確認できた点,複数車種の構造設計の多目的同時最適化問題のための転移学習に基づくマルチスタート自然進化戦略を提案してコンペティションにて他手法を凌駕する性能を示すことができた点を考慮して,当初の計画以上に進展していると判断した.本年度の主な研究成果は以下の研究17のようにまとめられる.研究1では,非連結なUV関数を考慮した進化計算手法を提案した.ベンチマーク関数および実問題への適用を通じて,有力な既存手法であるCPIEおよびNMMSOよりも優れた探索性能を示すことを確認した.研究2では,多目的ブラックボックス関数最適化のための転移学習に基づくマルチスタートスカラー化自然進化戦略を提案した.提案手法は,ベンチマーク問題および実問題である複数車種の同時最適化問題において,通常のマルチスタートスカラー化自然進化戦略よりも優れた探索性能を示すことを確認した.研究3では,月着陸ミッションの最適着陸地点の選定問題のための自然進化戦略を提案した.提案手法は進化計算コンペティション2018単目的最適化部門で優勝した.研究4では,吊り下げ型輸送ドローン制御のための人のスキルを用いた自然進化戦略に基づく転移学習手法を提案し,少ない教師データからロバスト性の高い制御則を効率よく獲得できることを示した.研究5では,微分方程式系推定のための分布学習アルゴリズムの提案を提案した.3つのベンチマーク問題への適用を通じて,提案手法は有力な既存手法である遺伝的プログラミングよりも効率よく式を発見できることを示した.研究6では,逐次状態推定問題における未知パラメータの推定のため,粒子の多様性を交叉により導入する粒子フィルタを提案した.ベンチマーク問題への適用を通じて,提案手法が既存手法よりも高い推定精度を得られることを示した.
歯周炎の遺伝子診断と免疫グロブリンA受容体ターゲッティング療法の確立

1遺伝子診断:好中球特異的免疫グロブリンA受容体FcαRI(CD89)遺伝子やB細胞特異的免疫グロブリンG受容体FcγRIIB(CD32)遺伝子の塩基配列を解析したところFcαRIでは1カ所、FcγRIIBでは7カ所で新たな遺伝子多型が認められFcαRI nt 324 A/G、FcRIIB nt775 T/C遺伝子多型は侵襲性歯周炎と関連していることが判明した。また、FcαRI nt 324 A/G遺伝子多型はリガンド結合領域に存在するため、好中球機能を制御する可能性が考えられ、(歯周炎患者由来の末梢血並びた歯肉溝滲出液好中球の貪食能を解析したところ遺伝子型間で有意差が認められ、FcαRI nt 324 A/A遺伝子型患者は好中球貪食能の低下のために侵襲性歯周炎に対する感受性が高くなる可能性が示唆された。以上から、免疫グロブリンA受容体FcαRI遺伝子多型は歯周炎の感受性診断に有用であることが考えられる。2ターゲッティング療法:歯周病原菌Porphyromonas gingivalisの特異抗体と免疫グロブリンA受容体FcαRI特異抗体より、それぞれBispecific抗体を遺伝子工学的に作製した。同抗体は末梢血好中球に対しては、コントロール抗体である抗P.gingivalis特異抗体とほぼ同程度のオプソニン活性が見られたが、歯肉溝滲出液好中球に対してはコントロール抗体と比べて有意に高いオプソニン活性が認められた。好中球上のFcαRI発現をフローサイトメトリーで解析したところ、末梢血好中球よりは歯肉溝滲出液好中球の方が有意に高い発現量が見られた。以上から、歯周ポケット内好中球のFcαRターゲッティング療法は有用であると考えられる1遺伝子診断:好中球特異的免疫グロブリンA受容体FcαRI(CD89)遺伝子やB細胞特異的免疫グロブリンG受容体FcγRIIB(CD32)遺伝子の塩基配列を解析したところFcαRIでは1カ所、FcγRIIBでは7カ所で新たな遺伝子多型が認められFcαRI nt 324 A/G、FcRIIB nt775 T/C遺伝子多型は侵襲性歯周炎と関連していることが判明した。以上から、歯周ポケット内好中球のFcαRターゲッティング療法は有用であると考えられる1歯周炎の遺伝子診断:歯周炎重症度・抵抗性との関連、新たな遺伝子多型の発見慢性歯周炎(CP)の重症度と免疫グロブリンFc受容体(FcR)遺伝子多型の関連性をアレル特異的PCR法にて検索したところ、中等度CP(39名)と比べ重度CP(50名)でFcγRIIIa-158Vアレルの頻度が有意に高かった。また、FcγRIIIa-158VとFcγRIIIb-NA2のアレル組合せとCP患者の重症度との間に強い相関が認められた。70歳高齢者599名を対象に歯周炎抵抗性との関連性も検索したところ、歯周炎感受性群(73名)と比べて、歯周炎抵抗性群(46名)でFcγRIIIb-NA1アレルが有意に高頻度であることを認めた。好中球特異的FcγRIIIB、FcαRI及びBリンパ球特異的FcγRIIBの遺伝子上塩基配列を解析したところ、それぞれ1カ所(nt221), 2カ所(nt324, 491)及び7カ所(nt688, 689, 692, 694, 699, 725+7, 725+26)に遺伝子多型が認められた。現在、歯周炎との関連性を検索中である。2ターゲッテイング療法:ヒト特異的抗体の作製歯周病原菌P. gingivailsを嫌気培養後、超音波破砕処理・クロマトグラフィーにて40kDaリコンビナント外膜蛋白質(r40kDa OMP)を作製した。同抗原をヒト抗体産生マウス(KMマウス)腹腔に接種・免疫し、脾細胞を回収後、ミエロマ細胞と融合させて、抗r40kDa OMPヒト特異抗体を合計102クローン作製できた。

そのうちIgGは99クローンあり、サブクラスでは、IgG1が84クローン、IgG2が11クローン、IgG4が4クローンで、IgAクローンは認められなかった。P. gingivails r40kDa OMP・全菌体に対する結合能をELISA測定し、結合能の高い3クローンについて好中球の貧食活性を調べたところ、ポリクローナル抗体と比べて貪食能が著しく高かった。1遺伝子診断:好中球特異的な免疫グロブリンG受容体FcγRIIIB(CD16)、免疫グロブリンA受容体FcαRI(CD89)遺伝子やB細胞特異的FcγRIIB(CD32)遺伝子の塩基配列を解析したところ、CD16,CD89では各1カ所、FcγRIIBでは合計7カ所で新たな遺伝子多型が認められた。特に、FcαRI nt 324 A/G、FcRIIB nt775 T/C遺伝子多型は侵襲性歯周炎と関連していることが判明した。また、従来解析してきた3種のFcγR機能的遺伝子多型(FcγRIIA-R131/H131、FcγRIIIA-158V/158F、FcγRIIIB-NA1/NA2)は歯周炎の早期発症性、重症度、再発性、抵抗性との関連性が確認されたが、代表的なリウマチ疾患である全身性エリテマトーデス(SLE)患者でもFcRIIA-R131の割合が有意に高く、FcRIIA遺伝子は歯周炎とSLEの共通のリスク遺伝子であることが示唆された。2ターゲッテイング療法:歯周病原菌Porphyromonas gingivalisの40kDaリコンビナント外膜蛋白質を作製し、ヒト抗体産生マウス腹腔に接種・免疫し、ヒト特異抗体を合計99クローン作製することに成功した。そのうちの全てがIgGクローンであり(IgG1:84クローン、IgG2:11クローン、IgG4:4クローン)、IgAクローンは認められなかった。IgG1クローンを無作為に選択し、P.gingivalis r40kDa OMPに対する結合能を調べたところ、60倍高濃度のポリクローナル抗体とほぼ同等であり、好中球の貧食能でも10000倍高濃度のポリクローナル抗体と同等なオプソニン活性が認められた。P.gingivalis特異抗体と免疫グロブリンA受容体FcαRI特異抗体よりBispecific抗体を遺伝子工学的手法により作製することに成功し、現在は末梢静脈血・歯肉溝滲出液の好中球に対するオプソニン活性を評価しており、好中球FcαRターゲッテイング療法の有用性を検討中である。1遺伝子診断:好中球特異的な免疫グロブリンA受容体FcαRI(CD89)遺伝子やB細胞特異的な免疫グロブリンG受容体FcγRIIB(CD32)遺伝子の塩基配列を解析したところFcαRIでは1カ所、FcγRIIBでは7カ所で新たな遺伝子多型が認められFcαRI nt324A/G、FcRIIB nt775T/C遺伝子多型は侵襲性歯周炎と関連していることが判明した。また、FcαRI nt324A/G遺伝子多型はリガンド結合領域に存在するため、好中球機能を制御する可能性が考えられ、歯周炎患者由来の末梢血並びに歯肉溝滲出液好中球の貪食能をフローサイトメトリーで解析したところ、遺伝子型間で有意差が認められた。すなわち、FcαRI nt324A/A遺伝子型患者は好中球貪食能の低下のために侵襲性歯周炎に対する感受性が高くなる可能性が示唆された。以上から、免疫グロブリンA受容体FcαRI遺伝子多型は歯周炎の感受性診断に有用であることが考えられる。2ターゲッテイング療法:歯周病原菌Porphyromonas gingivalisの特異抗体と免疫グロブリンA受容体(FcαRI)特異抗体より、Bispecific抗体を遺伝子工学的に作製した。
高不安者におけるネガティブな思考の抑制：ワーキングメモリの制御機能からの検討

不安障害の中心的症状として,一度生じたネガティブな思考が持続し,いつまでも抑制できないというネガティブな思考の抑制の困難がある。本研究では,不安障害者や健常者の高不安者がネガティブな思考を抑制できない背景として,これまで検討されてこなかったワーキングメモリの制御機能の低下に着目した。本研究の目的は,「不安障害のネガティブな思考の抑制の困難はワーキングメモリの制御機能の低下によって起こる」という仮説を,高不安者(不安傾向が高い健常者の大学生)を対象として検証することであった。本年度は,実験研究と実験研究を行うための準備としての調査研究とを行った。実験研究では,ワーキングメモリの制御機能を検証するための,実験課題の作成を行った。制御機能の3つの代表的な機能のうち,ネガティブな思考の抑制と関連が強いと考えられる情報を更新するなどの機能であるupdatingの機能に注目した。具体的には,updating機能を測定する代表的な課題であるN-back課題を用いて,無関連情報の抑制と関連情報の活性を測定するための課題を作成した。調査研究では,高不安者を高い精度でスクリーニングができる質問紙の開発のための予備的検討として,項目反応理論(IRT)を用いて行った。調査の結果,尺度の精度を高めるために,2因子を仮定した尺度の作成の必要性が示された。また,ワーキングメモリと感情に関する文献展望を行った。不安に関するワーキングメモリの制御機能に関する研究では,抑うつなどの他の研究領域と比較して不足しており,今後,体系的な研究の蓄積が必要であることが明らかとなった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
GISH法およびin situ PCR法によるカンキツ染色体の識別と核型分析

2n=18のカンキツ染色体はCMA染色のバンドパターンによりAE型の5種類に分類されるが、同型染色体の識別は困難である。そこで本研究では、CMA染色とGISH法による同型染色体識別の有効性について検討するとともに、'土佐文旦'と'水晶文旦'との交雑実生個体群の核型分析を行い、'土佐文旦'染色体の対合様式を明らかにしようとした。1.'土佐文旦'と'水晶文旦'との交雑実生二倍体38個体ではCMA染色により13種類の染色体構成が認められ、それらの核型分析から'土佐文旦'の染色体対合様式は、AB+CC+CC+CD+DE+EE+EE+EE+EEまたはAB+CC+CC+DD+CE+EE+EE+EE+EEと推定された。さらに、交雑実生三倍体および四倍体実生の核型分析から、二倍体間交雑で三倍体が出現するのは、非還元雌性配偶子と非還元雄性配偶子のどちらにも起因する場合のあることが明らかとなった。2.CMA染色によるCMA(+)領域の相対的な大きさの違いを指標とすると、C型染色体は'谷川文旦'とダイダイで2種類に、D型染色体は'吉田ポンカン'とダイダイで3種類に、'無核紀州'で2種類に識別できた。3.GISH法により'土佐文旦'および'水晶文旦'における同型染色体の識別に有効なプローブを検討した。'土佐文旦'ではウンシュウミカンDNAをプローブとすると、シグナルの色調と大きさの違いから、9本のAD型染色体を8種類に、'水晶文旦'では'ダンカン'グレープフルーツDNAをプローブとすると、9本のAD型染色体を7種類に識別できた。4.'土佐文旦'染色体に数種カンキツDNAをプローブとしてGISHを行った結果、シグナルの色調の違いから'土佐文旦'に対して'水晶文旦'はDNAの類似性が最も高く、ブッシュカンは比較的近縁で、ネーブルオレンジとウンシュウミカンは比較的遠縁であることが示された。また、'土佐文旦'と'ネーブルオレンジとの正逆GISHから、両種の同型染色体はいずれも同祖染色体でない可能性が示唆された。カンキツの染色体の識別にはCMA染色が有効であり、さらにウンシュウミカンでは、CMA染色による同型染色体間の識別にはディゴキシゲニン(Dig)標識した'南柑20号'DNAプローブ+ビオチン(Bio)標識した'土佐文旦'DNAプローブを用いたGISH(Genomic in situ Hybridization)法が有効なことを明らかにした。そこで'土佐文旦'において、CMA染色による同型染色体の識別に有効なGISH法を検討した。'土佐文旦'、'水晶文旦'、'南柑20号'ウンシュウミカン、'ワシントンネーブル'オレンジ、ブッシュカンの葉からDNAを抽出し、ニックトランスレーション法により'土佐文旦'DNAはDig標識、他はBio標識した。'土佐文旦'染色体に、Dig標識した'土佐文旦'とBio標識したDNAプローブをハイブリダイズした。'土佐文旦

'のCMA染色による染色体構成は1A+1B+5C+2D+9Eであり、5本C型染色体と2本のD型染色体の識別に有効なBio標識DNAの種類を明らかにしようとした。'南柑20号'と'ワシントンネーブル'では、4本のC型染色体は両端に橙色のシグナルが検出されたが、1本のC型染色体は一方の端部に緑色のシグナルが検出された。2本のD型染色体は、橙色のシグナルの大きさが異なった。'水晶文旦'では、4本のC型染色体は両端に緑色のシグナルが検出されたが、1本のC型染色体は一方の端部に橙色のシグナルが検出された。2本のD型染色体は、緑色のシグナルの大きさが異なった。ブッシュカンは、5本のC型染色体はいずれも両端に黄色のシグナルが検出された。2本のD型染色体は、黄色のシグナルの大きさが異なった。このように、GISH法は'土佐文旦'染色体の識別に有効であったが、詳細な識別が可能なBio標識DNAの種類をさらに検討する必要がある。また、シグナルの色調の違いから、ブンタンはマンダリンよりシトロンに近縁である可能性が示唆された。カンキツの染色体の識別にはCMA染色が有効であり、'土佐文旦'と'水晶文旦'との交雑実生においてCMA染色に基づく染色体構成を調査し、'土佐文旦'染色体の対合様式を検討した。交雑実生2倍体の染色体構成における各染色体型の出現範囲から、'土佐文旦'染色体の対合様式はAB+2CC+CD+DE+4EEまたはAB+2CC+DD+CE+4EEと推定された。交雑実生3倍体および4倍体の染色体構成から、2倍体間の交雑で3倍体が出現するのは、減数第1分裂または第2分裂での非還元雌性配偶子に起因する場合と非還元雄性配偶子に起因する場合のどちらも存在すると考えられた。CMA染色において同型染色体を識別するために、CMA(+)領域のシグナルの相対的な大きさの違いに着目して検討したところ、A型染色体は2種類に、C型とD型染色体は3種類に分類できた。この指標をもとに、'谷川文旦'染色体は12グループに、ダイダイでは9グループに識別することができた。'土佐文旦'と'水晶文旦'において、CMA染色の同型染色体を識別するためにGISH法を検討した。'土佐文旦'ではウンシュウミカンDNAをプローブに用いることにより、色調とシグナルの大きさのの違いから9グループに識別することができた。'水晶文旦'では'ダンカン'グレープフルーツDNAをプローブに用いて9グループに識別することができた。ウンシュウミカン染色体に対して1kbと3kbのカンキツRAPDマーカーを用い、in situ PCR法を検討した。染色体DNAをPCRで増幅する際にBio標識を行う直接法および染色体DNAをPCRで増幅し、Bio標識したRAPDマーカーをハイブリダイズさせる間接法ともにシグナルを検出できなかった。
膜脂質によるイオンチャネル開閉制御の分子基盤を探る

細胞膜を貫通したイオン専用の移動路を形成するイオンチャネル蛋白質は、細胞機能に必須の膜電位形成のみならず、神経伝達物質の放出や筋収縮を引き起こすなど、その役割は広範に及ぶ。イオンチャネルの活性(移動路の開閉)は細胞内外からの様々な刺激によって制御されるが、存在場所の細胞膜の脂質組成が活性を左右することも定性的に知られてきた。本研究では、イオンチャネル活性に対する細胞膜脂質の効果を定量的に解析し、これまで明らかにされていない脂質効果の分子メカニズム解明を目指し、細胞膜脂質組成の時空間的変化が活性制御に寄与する可能性について検討する。本年度は、これまでに発見したKcsAカリウムイオンチャネルがコレステロール存在下で閉塞する現象のメカニズム解明を試みた。その結果、コレステロールに限らず様々な膜ステロール類が濃度依存的に同様の効果を示すこと、いずれの膜ステロール類も濃度依存的に膜張力を減少させる効果があることがわかった。よって、ステロールによるチャネルの閉塞は、膜張力の変化を介した間接的な効果である可能性が示唆された。これを証明するため、KcsAチャネルを酸性pHで活性化した上で、独自の人工膜実験法(CBB法)で膜張力を直接操作しチャネル開確率への影響を調べた。その結果、膜張力の減少によって開確率が低下することがわかった。また、KcsAチャネルが活性化しない中性pH下では、膜張力を増大させてもチャネルの活性化は観測されなかった。以上の結果から、KcsAチャネルの開確率(活性)は第1に酸性pH(水素イオン)、第2に細胞膜張力で制御されていることが明らかになった。脂質二重膜へのコレステロール投与によりKcsAチャネルが閉塞する、という初年度に発見した現象のメカニズム解明を試み、CBB法を応用してそれを達成することができたため。KcsAチャネルの様に本来張力依存性チャネルと考えられていなかったチャネルにおいても、膜張力が活性調節因子として作用することが明らかになった。細胞膜に埋まっている膜タンパク質は等しく膜張力の影響下にあることから、KcsAチャネルで明らかになった特性は他のチャネル、ひいては膜タンパク質に普遍的な可能性がある。よって今後、KcsAチャネル以外のチャネルにおいて、活性の膜張力依存性を調べる必要がある。また、KcsAチャネルにおける膜張力感知の分子メカニズム解明も試みたい。定量的解析には、膜脂質組成を厳密に制御・変動させつつチャネル活性を解析する必要があるが、今年度は過去に報告した独自の人工膜実験法(CBB法)を応用し、膜脂質組成を瞬時に変更する手法を開発した。CBB法で形成される脂質二重膜は、内部の疎水性領域が膜の末端で開放されている特徴がある。この点に着目し、脂質などの疎水性物質を開放部から膜内部に直接灌流する方法を試みた。実際に開放部に向けてコレステロールを灌流したところ、それが瞬時に脂質二重膜に組み込まれることが確認できた。また脂質のみならず、細胞膜に作用する疎水性の高い抗生物質も同様の灌流で膜に組み込むことができた。今回開発した「膜灌流」という新しい発想に基づく膜実験法は、膜脂質組成の動的側面とその生理的意義の解明、さらには、細胞膜に作用する様々な内・外因性化合物の作用メカニズムへのアプローチといった研究への応用が期待できる。本研究を推進していくための基盤的な実験システムを予定通り開発でき、実際にイオンチャネルを用いてデータ取得が可能であることが示されたため。

以上の結果から、KcsAチャネルの開確率(活性)は第1に酸性pH(水素イオン)、第2に細胞膜張力で制御されていることが明らかになった。脂質二重膜へのコレステロール投与によりKcsAチャネルが閉塞する、という初年度に発見した現象のメカニズム解明を試み、CBB法を応用してそれを達成することができたため。開発した膜実験システムを応用し、研究計画通りイオンチャネルを様々な膜環境に置いて基本特性に対する影響を定量的に評価する。必要に応じてイオンチャネルに変異を導入し、膜脂質とチャネルの相互作用がどのようなメカニズムで起きているのか検討を進める。KcsAチャネルの様に本来張力依存性チャネルと考えられていなかったチャネルにおいても、膜張力が活性調節因子として作用することが明らかになった。細胞膜に埋まっている膜タンパク質は等しく膜張力の影響下にあることから、KcsAチャネルで明らかになった特性は他のチャネル、ひいては膜タンパク質に普遍的な可能性がある。よって今後、KcsAチャネル以外のチャネルにおいて、活性の膜張力依存性を調べる必要がある。また、KcsAチャネルにおける膜張力感知の分子メカニズム解明も試みたい。平成29年度の消耗品の使用量が想定よりも少なかったため。その分の消耗品は平成30年度以降に必要となる見込みである。消耗品使用量が想定より少なく、当該年度に新たに購入する必要がなかった。その分の消耗品は次年度に必要となる見込みである。
造血幹細胞分化におけるエピゲノム制御解明

本年度は臍帯血由来造血幹細胞およびiPS細胞由来造血過程の細胞について、転写・エピゲノム解析を行なった。微量RNA-seqによる遺伝子発現解析や、ヒストンクロマチン免疫沈降によるエンハンサーやプロモーターの活性化を調べ、バイオインフォマティクス解析により分化過程の継時的な変化および臍帯血由来造血幹細胞とiPS細胞から誘導した造血前駆細胞の違いを同定した。その結果、様々な血球分化に必要な転写因子のほとんどが両者で発現しているものの、エピゲノム修飾因子の多くがiPS細胞由来造血前駆細胞で発現が顕著に低いことが明らかとなった。また、パスウェイ解析からクロマチン構造に関わる遺伝子群に加えて代謝関連パスウェイがiPS細胞由来造血前駆細胞で発現が低いことがわかった。エピゲノム修飾因子が造血幹細胞特異的なエピゲノムランドスケープを作り出し、下流の代謝経路を操作している可能性があると考える。今後これらエピゲノム修飾因子をiPS細胞由来造血前駆細胞に導入することで、エピゲノムランドスケープや機能への影響を評価する。iPS細胞由来造血前駆細胞に特定の転写因子を導入することで、ヒト化マウスに生着する血球前駆細胞ができることが報告されており、これらを導入した細胞のRNA-seqも行った。しかし、我々の分化システムではこれら転写因子導入により造血幹細胞に近づいたという結果は得られなかった。したがって、上記で挙がったiPS細胞由来造血前駆細胞に足りないエピゲノム修飾因子を導入することで、エピゲノムランドスケープや機能への影響を評価する。また、本年度はiPS細胞由来造血前駆細胞を用いた造血コロニーアッセイやゲノム・エピゲノム編集などのツールを確立した。本年度の目的であった、造血幹細胞およびiPS細胞由来造血システム過程の転写・エピゲノムプロファイルを行うことはおおむね完了しており、順調に進んでいる。また、これらのバイオインフォマティクス解析により造血幹細胞の分化・維持に必要な因子が挙がっており、今後これらに注目して研究を進める。特に、本年度の結果より多くのエピゲノム修飾因子の発現がiPS細胞由来造血前駆細胞で足りないことがわかっており、これは本研究の目的であるエピゲノムの観点からiPS細胞由来造血前駆細胞に足りない要素を解明することの重要性を支持している。一方で、当初の計画にあったエンハンサーの活性操作システムの確立を試みたが、dCas9を用いたエピゲノム編集は我々の速い分化系では適さないことがわかった。しかし、エピゲノムを直接的に操作する代わりに、その上流制御因子をインフォマティクスにより予測し、これらの発現操作を行うことで、当初の目的が達せられると考える。また、当初の計画に加えて、既報の転写因子強制発現による造血幹細胞作製の再現を試みた。その結果、我々の分化法ではこれら転写因子は転写プロファイルにほとんど影響を与えないことが明らかとなり、上記のエピゲノム修飾因子の必要性が強調された。したがって、これらを総合的に判断し、本研究はおおむね順調に進展していると考える。本年度に取得した造血幹細胞とiPS細胞由来血球前駆細胞の遺伝子発現・エピゲノム修飾データを、引き続きバイオインフォマティクス解析し、造血幹細胞分化に関わる制御因子を推測する。パスウェイ解析からクロマチン構造を操るエピゲノム修飾因子がiPS細胞由来造血前駆細胞で足りないことが明らかになっており、臍帯血由来造血幹細胞とiPS細胞由来血球前駆細胞におけるエピゲノムランドスケープの違いと照らし合わせ、その上流制御因子を予測する。具体的には、活性化したエンハンサーを示すH3K27ac修飾パターンをChIP-seqにより比較し、遺伝子発現解析で挙がった造血幹細胞特異的エピゲノム制御因子との関係性を明らかにする。次に、候補因子を人工的に発現させ、その影響を検討する。本年度の結果により、dCas9/gRNAシステムを用いたエピゲノム編集は我々のスピードの速い分化系では不適切であることがわかったため、エピゲノム編集の代わりに候補因子の強制発現により造血幹細胞に近づけることを試みる。候補因子を発現させた細胞は遺伝子発現解析やエピゲノム解析を行い、生体内造血幹細胞に近い分子プロファイルを持つ細胞を探索する。転写・エピゲノムレベルで期待される結果が得られた場合、造血コロニーアッセイによる分化能およびコロニー形成能の評価、ヒト化マウスへの移植による生体内生着能の評価を行う。また、そのようなエピゲノム因子の役割を同定するため、ゲノム結合領域をChIP-seqにより調べ、その周辺領域のエピゲノム構造に対する影響を明らかにする。

今後これらエピゲノム修飾因子をiPS細胞由来造血前駆細胞に導入することで、エピゲノムランドスケープや機能への影響を評価する。iPS細胞由来造血前駆細胞に特定の転写因子を導入することで、ヒト化マウスに生着する血球前駆細胞ができることが報告されており、これらを導入した細胞のRNA-seqも行った。しかし、我々の分化システムではこれら転写因子導入により造血幹細胞に近づいたという結果は得られなかった。したがって、上記で挙がったiPS細胞由来造血前駆細胞に足りないエピゲノム修飾因子を導入することで、エピゲノムランドスケープや機能への影響を評価する。また、本年度はiPS細胞由来造血前駆細胞を用いた造血コロニーアッセイやゲノム・エピゲノム編集などのツールを確立した。本年度の目的であった、造血幹細胞およびiPS細胞由来造血システム過程の転写・エピゲノムプロファイルを行うことはおおむね完了しており、順調に進んでいる。また、これらのバイオインフォマティクス解析により造血幹細胞の分化・維持に必要な因子が挙がっており、今後これらに注目して研究を進める。特に、本年度の結果より多くのエピゲノム修飾因子の発現がiPS細胞由来造血前駆細胞で足りないことがわかっており、これは本研究の目的であるエピゲノムの観点からiPS細胞由来造血前駆細胞に足りない要素を解明することの重要性を支持している。一方で、当初の計画にあったエンハンサーの活性操作システムの確立を試みたが、dCas9を用いたエピゲノム編集は我々の速い分化系では適さないことがわかった。しかし、エピゲノムを直接的に操作する代わりに、その上流制御因子をインフォマティクスにより予測し、これらの発現操作を行うことで、当初の目的が達せられると考える。また、当初の計画に加えて、既報の転写因子強制発現による造血幹細胞作製の再現を試みた。その結果、我々の分化法ではこれら転写因子は転写プロファイルにほとんど影響を与えないことが明らかとなり、上記のエピゲノム修飾因子の必要性が強調された。したがって、これらを総合的に判断し、本研究はおおむね順調に進展していると考える。本年度に取得した造血幹細胞とiPS細胞由来血球前駆細胞の遺伝子発現・エピゲノム修飾データを、引き続きバイオインフォマティクス解析し、造血幹細胞分化に関わる制御因子を推測する。パスウェイ解析からクロマチン構造を操るエピゲノム修飾因子がiPS細胞由来造血前駆細胞で足りないことが明らかになっており、臍帯血由来造血幹細胞とiPS細胞由来血球前駆細胞におけるエピゲノムランドスケープの違いと照らし合わせ、その上流制御因子を予測する。具体的には、活性化したエンハンサーを示すH3K27ac修飾パターンをChIP-seqにより比較し、遺伝子発現解析で挙がった造血幹細胞特異的エピゲノム制御因子との関係性を明らかにする。次に、候補因子を人工的に発現させ、その影響を検討する。本年度の結果により、dCas9/gRNAシステムを用いたエピゲノム編集は我々のスピードの速い分化系では不適切であることがわかったため、エピゲノム編集の代わりに候補因子の強制発現により造血幹細胞に近づけることを試みる。
マルチアナライザー冷中性子分光による磁気準粒子の非相反性とトポロジカル保護の研究

磁性体中の協力的なスピン揺動はマグノンやトリプロン等の素励起(磁気準粒子)を形成する。最近それらの素励起がスピン量子を運搬することが再認識され、スピントロニクスデバイスの観点から注目を集めている。本研究で我々は表面状態のトポロジカル保護や反転対称性の破れに伴う非相反性を用いたスピン量子流の方向制御と散逸抑制の学理構築を目指す。この目的達成に必要な超高効率高エネルギー分解能中性子非弾性散乱測定を可能にする新世代マルチアナライザー冷中性子分光法を米国研究者と共同でオークリッジ国立研究所(ORNL)にて開発する。開発の主要な複数の過程で日本側研究者がORNLに滞在し研究活動を実施する。
沖縄県における地域密着型サービスの実証的研究

2005年に改正された介護保険法により創設された地域密着型サービスの中で特に小規模多機能ケアに焦点をあて自治体を基盤にした調査を行った。その結果、全国一給付費が高い沖縄の特徴の中から、小規模ケアの機能として、1)利用者のエンパワメント、2)家族サポート(支援)、3)地域社会とのつながりをつくることが重要であり、それが介護を必要とする高齢者の尊厳を高め、その人の人生を尊重したケアが文化として充実・深化する可能性があることが見出された。また、制度の理念を実現するためにも市町村自治体の位置づけと政策が重要であることを明らかにした。沖縄県における地域介護資源について、介護保険制度内外の現状の調査を行った。沖縄県においては、介護保険制度開始当初、高齢者1人あたりの給付費が全国で最も高い水準にあった。施設給付費の高さがその主な要因であったが、近年は、居宅サービスが給付費全体を押し上げる傾向へと変化している。2006年には、制度の大幅改正に伴い、新たに地域密着型サービスが創設され、中でも小規模多機能型居宅介護は、在宅生活を支える地域介護資源としてそのケア実践に期待が集まっている。県内には、介護保険制度外の宅老所や高齢者住宅と外部のケアサービスを組み合わせた地域介護資源が広がりつつある実態を、全国的なデータとの比較により把握し、その特徴を析出し、明らかにした。「地域密着型サービス」については、市町村によってその指定状況にかなりのバラツキがあるが、指定権限をもつ保険者である市町村の制度への認識、取り組み姿勢に大きく左右されていると見られる。そこで、自治体として石垣市を取り上げ、認知症高齢者共同生活介護(グループホーム)および小規模多機能居宅介護に焦点をあて、聞き取り調査などを通じて、日常のケア実態から高齢者本人や家族の生活を支えるために小規模ケアが発揮している機能を検討した。ソーシャルワークの「環境の中の個人」(PIE)の概念を分析枠組みとし、その機能について、1)本人の力、2)家族の介護力を高め、3)地域とのつながりをつくる取り組みに、貴重な実践知を見出した。行政の課題としては、1)人材の確保、2)研修機会の創出とネットワーク、3)日常生活圏域の設定などが見出された。沖縄県内の「小規模多機能型居宅介護」の事業所調査、フィールド調査、労働者調査を実施した結果、以下の知見および政策インプリケーションが得られた。1、沖縄県内の小規模多機能ケアの事業所調査沖縄の小規模多機能は、全国一給付費が高く、「その人らしい暮らしの維持」を願い、比較的重度の利用者のケアを行っている。その中で、利用者の主体性を重視し、尊厳ある暮らしの維持のため、「利用者の思いに共感し、思いを受けとめられる」よう、生活の落差のないケアに取り組んでおり、特に一人(単独)世帯の利用者が多く、家族介護力を支え、補完する貴重なサービスになっている。2、宅老所(非制度の地域密着型ケア資源)の労働者調査沖縄の宅老所は、おおむね小規模の事業所で、職員の定着率は比較的高く、離職率も低い。職員の定着促進策は積極的に取り組まれている。NPOや小規模事業所において、働き手相互の、あるいは利用者との円滑なコミュニケーション、経営方針・ケアの理念が共有できていることが、離職率の低さにつながっている。人と人との基本的なつながり(なじみの関係)を重視するケアは、働く場を共同のコミュニティとして運営していく方向にもつながっている。小規模事業所の限界や課題に対して、共同(連絡会)による人材育成を行う必要性が見出された。3、宮古島市の地域密着型サービス(小規模多機能ケア)のフィールド調査利用者個人と環境との相互関係(PIE)の視点から、とくに(1)利用者の主体性を重視した「食」と「外出」の支援、(2)家族介護力の肯定的側面への支持、(3)生活空間の意識化、(4)アイデンティティの器としての地域文化の尊重、を特徴的な要素として析出した。その機能を高める自治体政策の役割として、(1)日常生活圏域の設定、(2)市町村合併による余剰施設の活用、(3)「地域介護・福祉空間整備等交付金」の活用が特徴となっている。小規模多機能ケア理念の歴史的発展研究、沖縄県内の「小規模多機能型居宅介護」の事業所調査、および各地域でのフィールド調査の結果、いくつかの知見および政策インプリケーションが得られた。1小規模多機能ケア理念の背景と系譜地域密着型のサービスには、(1)利用者主体の理念(尊厳の保持)、(2)利用者の生活の連続性の維持、(3)自由で柔軟なケア、(4)公共私の多様な社会資源の配置・活用という、これまでの施設/在宅の二分法を乗り越えようとする理念が認められること。

その理念の歴史的背景として、「ノーマライゼーションの思想」と世界的な人口の高齢化の中で、地域居住をすすめる理念としての「エイジング・イン・プレイス」が大きな影響を与えていること、そこには、ケアの理念としての「インプレイス」があり、単に居住の場を確保することではなく、落ち着き場所を創造することが問われていることを明らかにしている。2沖縄の小規模多機能ケアの特徴と課題全国一給付費が高い沖縄という地域における特徴として、「その人らしい暮らしの維持」を願い、比較的重度の利用者のケアを行っている。その中で、利用者の主体性を重視し、尊厳ある暮らしの維持のため、「利用者の思いに共感し思いを受けとめられる」よう、生活の落差(切れ目)のないケアに取り組んでいる。食事、外出支援、家族との関係づくり、利用者と地域社会の関係づくりに焦点をあて、小規模ケア実践を分析することにより、小規模ケアが文化として発展しうる萌芽を見出すことができた。事業所が位置する地域社会の「落ち着き場所」としての伝統文化を共有し発展させる取り組みとの協働によりさらに文化としての小規模ケアの深化や充実が可能になることも重要な知見となった。課題としては、(1)制度的条件の脆弱さ、(2)財政的な理由からの多床室中心の施設ケア肯定論の復活、(3)働き手の介護労働における問題(感情労働側面)などが今後の研究課題として見出された。
アメリカの道義的外交を取り巻く国内的抗争―ベトナム戦争肯定派の挑戦

本研究は、アメリカ国内に分裂をもたらしたベトナム戦争において、ベトナム戦争政策を支持し続けたために激しい批判にさらされ、存続の危機に直面した団体フリーダム・ハウスが、如何にその困難に対処し、道義的外交を追求する団体として再建を果たしてきたかを検証した。国内の混乱や分裂の要因は、事実誤認や極度にバランスを欠く報道の影響が大きいと判断した結果、彼らは国内メディアについて調査し、報道の自由に重点を置く活動と国内外で人権擁護を一層強く主張する活動を展開するようになったことを明らかにし、ベトナム戦争政策そのものについての見直しよりも、報道の検証であったことを確認した。研究成果は著書として出版予定である。H24年度は、1970年代に展開された米国政府による人権外交とフリーダム・ハウスによる国内外の人権問題に対する取り組みについて、主に以下の検証を進めた。第一に、連邦議会が国務省に課した国別人権報告書は、フリーダム・ハウスによる「世界の自由」という諸外国の自由の関する報告書から着想を得たのみならず、フリーダム・ハウスのとの協力を得て作成されていた。第二に、ヘルシンキ合意(1975年)を契機に展開されたフリーダム・ハウスや他の人権団体(アムネスティ・インターナショナルやヒューマン・ライツ・ウォッチ)による人権擁護活動は、その後、人権団体の活動領域や得意分野による棲み分けが進み、フリーダム・ハウスはサハロフ博士などソ連の反体制派のための直接的支援、諸外国の情報の自由に関する調査に重点を置いた活動を展開していくこととなった。第三に、1961年対外援助法が1970年代に修正され、被援助国の人権状況への配慮が対外援助の必須要件になった過程、カーター政権の人権外交を理解するひとつの鍵としてフリーダム・ハウスの理事(政権登用期間は休職)に就いていたツビグニュー・ブレジンスキー国家安全保障担当大統領補佐官とフリーダム・ハウスのカーター政権期の活動に関する分析を進め、ソ連の自由化問題に関してフリーダム・ハウスとカーター政権の情報共有や連携、見解の相違などを見出すことができた。第四に、1970年代のソーシャル・デモクラッツ、労働組合、フリーダム・ハウスの思想的変化とそれにともなう活動や理事らの変化、さらにレーガン政権期に設立された全国民主主義基金(NED)による民主化支援の関係に関して蒐集した情報について、現在分析を進めている。1980年代以降にフリーダム・ハウスで活躍した当事者へのインタビューに重点を置いた研究を計画していたが、インタビューよりも前に一次・二次資料の分析に重点をおいて研究を進めた。H25年度の実績として、以下の内容を挙げることができる。第一に、米国の公民権や市民的不平等の問題の改善のために貢献したバイヤード・ラスティンの活動と思想への接近である。フリーダム・ハウスが国内問題にも取り組んでいた背景には、彼の存在と影響力が存在したと言ってよい。彼はフリーダム・ハウスの活動の一環としてアフリカや中南米での選挙監視をアメリカ人として初めて実施し、それ以来、フリーダム・ハウスは各国のガバナンスや政治的自由を擁護する活動を継続している。第二に、全米労働組合ALFーCIOの会長レーン・カークランドとフリーダム・ハウスの関係である。カークランドはポーランドの連帯など民主化運動の地下活動を積極的に支援してきた。ポーランド支援の成功例はその後南アフリカでの取り組みにも生かされることとなった。フリーダム・ハウスもポーランドの民主化支援に乗り出すが、カークランドの連帯支援はそもそもフリーダム・ハウスとしての活動であったかといえば、むしろAFLーCIOが中心に行っていた活動をフリーダム・ハウスが側面から支援していたようである。第三に、レーガン政権期に設立された全国民主主義基金(NED)の会長カール・ガーシュマンの社会民主義的思想とフリーダム・ハウスの関係についての研究である。ガーシュマンをNED会長候補としてレーガンへ推薦したのはフリーダム・ハウスであった。60年代以降、ガーシュマンは社会民主義的な運動に携わりながらフリーダム・ハウスの人々と協力的関係を維持してきた。以上のように、H25年度は社会民主的な運動に携わってきた人物とフリーダム・ハウスの関係について、成果を得ることができた。初年度は、ニクソン政権期からカーター政権初期の時代にフリーダム・ハウスが重点的に行った主張や活動を解明するために、主にフリーダム・ハウスの一次資料を検証した。なかでも以下の3点は、米国政府のベトナム戦争政策を支持してきたフリーダム・ハウスの活動姿勢の変化を特徴づける要点と考えられる。第1は、1975年に欧州安全保障協力会議(CSCE)で採択されたヘルシンキ最終合意についての「ヘルシンキ・ウォッチ」キャンペーンであり、第2は、1969年に国際連合教育科学文化機関(UNESCO)が提唱した「新世界情報通信秩序」に端を発する「情報の均衡な流通」に対する問題提起であり、第3は、カーター政権による「人権」の定義についての議論である。

これらに対するフリーダム・ハウスの取り組みは、その後、諸外国の民主化を支援する活動に乗り出すことにつながる背景要因として示すことができるのではないかと考えている。さらに初年度はカリフォルニア大学ロスアンジェルス校に出張し、チャールズ・E・ヤング図書館においてノーマン・カズンズ・ペーパーズの文献調査を行い、フリーダム・ハウスと1960年代半ばに決別したノーマン・カズンズの思想を解明する作業に着手した。カズンズの思想への接近は、フリーダム・ハウスの思想の本質を導き出すひとつの糸口になると予想されるからである。これまでの研究成果として「フリーダム・ハウスとノーマン・カズンズ」『国際関係・比較文化研究』第10巻第1号(2011年9月)にまとめたほか、アメリカ学会第45回年次大会において「人権外交の展開におけるフリーダム・ハウスの役割ーカーター政権を中心にー」の発表報告(2011年6月4日)を行った。平成26年度は、アメリカにてフリーダム・ハウス関係者へのインタビュー調査と米議会図書館での文献調査を行うことができた。当初の研究計画では2001年9.11テロの前後の時期のフリーダム・ハウスの活動の検証も含めていたが、研究調査の過程で、フリーダム・ハウスと特に第一期ブッシュ政権(息子)の関係に関してラムズフェルド国防長官のラムズフェルド・ペーパーの閲覧申請を出していたが、閲覧拒否の回答が届き、同時期の調査に制限が生じた。また資料閲覧を予定していた、国家安全保障担当大統領補佐官としてカーター政権に登用されるまでフリーダム・ハウスの理事であったブレジンスキーのブレジンスキー・ペーパーについても「フリーダム・ハウスとカーター政権の関係を示す資料は含まれていないと思う」との本人の回答により、資料閲覧に制限がかかった。その真偽のほどは閲覧可能になるときに一次資料の検証が必要である。したがって、9.11前後の時期およびカーター政権期については、引き続き、本科研費による研究期間後の将来的な重要課題として研究継続する。以上のような資料調査上の制限が伴ったものの、インタビュー調査、二次文献及びフリーダム・ハウスの内部資料を活用することにより、次のような知見を深め、研究成果を得ることができた。米政府のベトナム戦争政策を支持してきた団体・知識人は、リベラル派と保守派を両極とする団体内部及び世論の分裂を以前よりも強く問題視し、世論の中間層・穏健派の拡大を重視するようになった。そのためにメディアや報道の自由が彼らの中心的問題関心となり、米国内にとどまらず諸外国の報道の自由への取り組みがスタートした。現在、H26年度の研究考察を論文にまとめる作業と、単著『自由の追求:フリーダム・ハウスの軌跡』としてこれまでの研究成果をひとつにまとめる改訂作業に取り組んでいる。アメリカ政治外交研究の過程で明らかとなった検証結果や新たな問題に鑑み、交付申請時に予定していた2年目の調査実施機関(図書館等)を変更した。フリーダム・ハウス関係者への聞き取り調査を優先的に実施したことにより、資料からは不明瞭であったいくつかの点について解明することができた。
水田土壌の保全および汚濁負荷抑制に向けた水田土壌の再懸濁過程の解明

本研究では,雨滴,風を外力とした水田土壌の再懸濁および再懸濁に伴う懸濁物質の挙動について検討するとともに,水田からの懸濁物質の流出を抑制する方策について検討した。主な結果は,次のようにまとめることができる。(1)田面水の水深が浅いときは,雨滴が水面に衝突することで土壌が再懸濁する。(2)畦畔付近では,降雨時に田面水が懸濁しやすい。(3)溝畔を無植生にすると降雨時の懸濁物質流出量が増加する。(4)水田水尻からの流出水量を抑制することで懸濁物質流出量も軽減することができる。平成27年度は,(1)雨滴による田面水の再懸濁(室内実験),(2)営農水田における田面水の濁度の連続観測,(3)造成水田における水田法面(溝畔)からの懸濁物質流出量の観測を行った。室内実験により実施した(1)雨滴による田面水の再懸濁では,懸濁物質の発生源として,(a)湛水下の土壌だけでなく,(b)水中に浮遊する懸濁物質に付着した粘土が想定されることが示唆された。まず,(a)土壌の再懸濁は,湛水深の影響を受け,概ね湛水深3cm以上になると,土壌の再懸濁がほとんど認められないことが分かった。次に(b)に関しては,水中に浮遊し,粘土が付着した懸濁物質に対して,雨滴落下の衝撃が伝播すると粘土粒子が浮遊物質から離脱し,水を懸濁させる可能性があることが示唆された。(2)営農水田での田面水の連続観測は,雨量計,水位計,濁度計を設置し,観測を行った。その結果,2.5mm/5min以上の降雨強度を含むいくつかの降雨イベントでは湛水深が概ね5cm以上にもかかわらず,田面水の懸濁が確認された。この懸濁物質の供給源として,田面土壌ではなく,植生にカバーされていない水田畦畔での土壌侵食の可能性が考えられた。(3)水田法面からの懸濁物質の流出では,学内に造成した水田に勾配の異なる二つの法面に芝生区,雑草区,裸地区をそれぞれ設け,降雨および人工降雨による懸濁物質流出量の測定を行った。観測イベント数が限られたものの,裸地区では芝生区や雑草区と比較すると懸濁物質流出量が大きいこと,勾配の急な法面では懸濁物質流出量が大きいことが確認された。また,USLEとの比較により,背後に湛水された水田がある水田法面では法面の土壌水分が湿潤な状態にあり,懸濁物質流出量が多くなる傾向があることが示唆された。平成27年度は,(1)営農水田における現地観測,(2)雨滴による土壌の再懸濁,(3)風による土壌の再懸濁,(4)実験水槽の作成を計画した。このうち,(1)営農水田における現地観測,(2)雨滴による田面水の再懸濁についてはほぼ計画通りに遂行することができた。(1)の現地観測では,畦畔における土壌侵食の影響が少なくないことが示唆された。このことは既往の文献では指摘されていない結果であると自己評価しており,次年度以降も検討を継続する。(2)では落下させることができる雨滴の大きさが限定されることに起因する一定の制約条件はあるものの,湛水下の田面土壌の再懸濁について一定の成果はあることができた。年度当初に計画した水流による土壌の再懸濁に用いる(4)実験水槽の作成では,水流を安定させる水槽の諸元の策定に時間を要しているため,作成には至っていない。また,平成27年度当初の計画では,(3)風による土壌の再懸濁メカニズムの解明に取り組む予定であったものの,降雨による水田畦畔の侵食による田面水の懸濁の可能性が認められたため,実施には至っていない。平成28年度は,(1)営農水田における懸濁物質収支の観測および懸濁物質の粒度分布の空間的変化,(2)営農水田における田面水の濁度の連続観測,(3)造成水田における水田法面(溝畔)からの懸濁物質流出量の観測を行った。(1)営農水田における懸濁物質収支の観測では,宮城県名取市の水田群を対象として,懸濁物質流入量,懸濁物質流出量ともに自記水位計および濁度計を用いて連続観測し,5月から9月上旬までの灌漑期に実施した。また,同地区を対象として,適時,採水を行い,懸濁物質の粒度分布の空間的変化を把握した。収支観測の結果から,代かき田植期には一定量の懸濁物質の流入があり,灌漑期全体として収支が均衡する可能性があることが示唆された。また,粒度分析の結果から,流入水中に含まれる懸濁物質の粒度分布と流出水に含まれる懸濁物質の粒度分布にはあまり変化が見られないことが示唆された。(2)営農水田における田面水の濁度の連続観測では,昨年度の観測方法の不備を踏まえ,測定を行ったものの,2台の濁度計がほぼ同時に故障したことに伴い,十分な結果を得るには至らなかった。(3)造成水田における(溝畔)からの懸濁物質流出量の観測では,昨年度同様に異なる二つの法面にセンチピードグラスによる植生区,雑草管理区,雑草未管理区,裸地区,背後に水田のない植生区,裸地区を設定し,自然降雨による懸濁物質流出量を測定した。その結果,勾配が大きくほど

懸濁物質流出量が多いこと,裸地区では懸濁物質流出量が多く,その他の植生区,雑草管理区,雑草未管理区では大きな差が認められなかった。また,背後に水田のない試験区では懸濁物質量が少なかったものの,表面に自然に繁茂したコケ類による土壌被覆が効果をもたらしたためと考えられた。研究計画策定時において,平成28年度は(1)営農水田における現地観測,(2)水流による水田土壌の再懸濁,(3)雨滴による土壌の再懸濁に取り組む予定を立てた。(1)については懸濁物質収支の観測は完了したものの,田面水の濁度の連続観測が測器の故障のため,十分に進んでいるとは言いがたい状況にある。(2)については実験水槽の試作を試みたものの,十分には流速を上げられず,実験水槽の諸元の見直しを行っている。(3)については平成27年度に前倒し,実施しており,PIVの活用を含めて順調に進んでいる。なかでも,営農水田における現地観測では,水田内側の畦畔において雨滴による土壌侵食が視認されたため,田面内2カ所における連続観測により明らかにすることを期待したものの,十分な結果を得るには至っていない。灌漑期間の中期以降においては,畦畔における雨滴侵食が主たる懸濁物質の発生源となっていることも想定されるため,懸濁物質流出の緩和策を考える意味においても次年度の観測を完了できるように準備に万端を期したい。平成29年度は,田面水を懸濁させる要因,水田からの土壌流出を抑制する方策の検討を行った。まず,懸濁要因を検討するために,営農水田内の畦畔近傍および植生内に濁度計を設置し,田面水のSS濃度の連続観測を行った。得られたSS濃度の連続データから,降雨イベント時のデータを抽出し,降雨前と降雨イベント中のSS濃度の最大値との差を求め,整理した。その結果,植生内部より畦畔付近の濁SS濃度が上昇しやすい傾向があることが分かった。これは,畦畔付近では植生がないため,水面に雨滴が落下した衝撃により,土壌が再懸濁し,SS濃度が上昇したためと考えられる。これに対し,植生内部では植生により水面に雨滴が衝突することが少なくなるため,SS濃度の上昇が抑制されたことが考えられる。さらに,水深を考慮するため,降雨開始時の水深4cmを基準として,それ以上のときを水深が深いケース,それ未満のときを水深が浅いケースとして考察した。その結果,畦畔付近,植生内ともに,水深が浅いときにSS濃度が上昇しやすい傾向が確認された。観測位置および水深の条件で整理すると,畦畔・浅>畦畔・深>植生・浅>植生・深の順でSS濃度が上昇しやすい傾向となった。なかでも,畦畔付近で水深が浅いときにSS濃度の上昇が顕著であった。畦畔付近で水深が深いときにもSS濃度が上昇しやすかった理由としては,水深が深いときでも畦畔付近の水際では水深が浅い領域があるため,その領域の水面に雨滴が衝突したことで,土壌が懸濁し,SS濃度が上昇したことが考えられた。次に,土壌流出を抑制する方策を検討するため,水田からの流出水量と排水中のSS濃度の関係を検討した。その結果,流量が多いほど,SS濃度が上昇する傾向があった。このことから,水田からの流出量を抑制することにより,水尻付近での水田土壌に対する掃流力が小さくなり,土壌流出を低減できる可能性が示唆された。本研究では,雨滴,風を外力とした水田土壌の再懸濁および再懸濁に伴う懸濁物質の挙動について検討するとともに,水田からの懸濁物質の流出を抑制する方策について検討した。主な結果は,次のようにまとめることができる。(1)田面水の水深が浅いときは,雨滴が水面に衝突することで土壌が再懸濁する。(2)畦畔付近では,降雨時に田面水が懸濁しやすい。(3)溝畔を無植生にすると降雨時の懸濁物質流出量が増加する。(4)水田水尻からの流出水量を抑制することで懸濁物質流出量も軽減することができる。