hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メンタルトレーニング技法が運動の巧みさに及ぼす影響

本研究では,メンタルトレーニング技法の一つである漸進的筋弛緩法(PMR)の実施が脊髄反射機構及ぼす影響について検証した.実験1として,PMRの右足フェーズを実施する前後で右足における足関節底屈・背屈運動課題を実施し,運動課題中の背屈時にヒラメ筋H反射を測定した.また,実験2では,PMRを左足フェーズで実施し,実験1と同様に右足における運動課題中のヒラメ筋H反射を測定した.その結果,実験1・2ともに,PMR実施前の運動課題中とPMR実施後の運動課題中のH反射振幅値に変化はみられなかった.PMRを実施することで直後の運動においてヒラメ筋運動ニューロン興奮性に促通効果がみられないことがわかった.本研究では,メンタルトレーニング技法の一つである漸進的筋弛緩法(PMR)の実施が脊髄反射機構及ぼす影響について検証した.実験1として,PMRの右足フェーズを実施する前後で右足における足関節底屈・背屈運動課題を実施し,運動課題中の背屈時にヒラメ筋H反射を測定した.また,実験2では,PMRを左足フェーズで実施し,実験1と同様に右足における運動課題中のヒラメ筋H反射を測定した.その結果,実験1・2ともに,PMR実施前の運動課題中とPMR実施後の運動課題中のH反射振幅値に変化はみられなかった.PMRを実施することで直後の運動においてヒラメ筋運動ニューロン興奮性に促通効果がみられないことがわかった.本研究課題では,スポーツメンタルトレーニングにおいてリラクセーションを目的に用いられている漸進的筋弛緩法について,その応用的価値を検討することを目的としている.一般の心理臨床研究では,漸進的筋弛緩法の効果として不安の低減などの心理的効果の他に筋の緊張や弛緩の制御といった運動制御への効果についても報告がなされている.アスリートが漸進的筋弛緩法を実施する場合,直後の随意運動に及ぼす影響については重要な課題となる.そこで,本研究課題ではアスリートを対象に検証がなされていない漸進的筋弛緩法の実施が直後の運動制御に及ぼす影響について脊髄反射機構の働きから検証を試みた。25年度は,先ず実施予定の本実験に先立って,H反射法を用いた基礎データの収集およびそれらの成果についてと研究ミーティングを行った。基礎データの収集では,実験環境の設定方法,運動課題に応じた刺激位置の固定方法などについて知見が得られた.漸進的筋弛緩法において効果機序と考えられている筋の弛緩感覚に意識を向けることについて,実験姿位の違いにより感覚認知に大きな違いがあり強く影響を受けることが明らかになった。これらの結果を踏まえ、本実験を実施した。本実験では,PMRの右足フェーズを実施する前後で同側足関節底屈・背屈運動課題を実施し,課題運動中の背屈時におけるヒラメ筋脊髄運動ニューロン興奮性効果についてH反射法を用いて検証した。実験参加者は,PMRを始めて実施する男子大学生アスリートを対象とした.その結果,PMR実施前後においてヒラメ筋脊髄運動ニューロン興奮性効果に変化はみられなかった.アスリートは,PMR習得に2週間以上の時間を要するという報告があることから今後は継続的実施による変化を検証したい.スポーツにおけるメンタルトレーニングに用いられている身体を手がかりとした心理技法(メンタルトレーニング技法)のひとつに漸進的筋弛緩法がある。漸進的筋弛緩法は、身体の各部位を意識的に緊張させ、その後脱力しその脱力していく筋肉の感覚に意識を向けることでリラックスを得ようとするものである。このような方法論の特徴から、日常的に身体に意識を向け動作をしているアスリートにとって取り組みやすい心理技法であると考えられている。本研究課題では、これまで明らかとなっている漸進的筋弛緩法のアスリートにおける心理的効果に加えて、一般の心理臨床において報告されている漸進的筋弛緩法の実施が運動の巧みさに及ぼす影響について検討したものである。実験1では、漸進的筋弛緩法を初めて行うアスリート7名に対して、漸進的筋弛緩法の右足フェーズを実施する前後で右足足関節底屈背屈の繰り返し運動(運動課題)を実施させた。そして、運動課題の背屈動作中にヒラメ筋H反射を測定した。実験2では、アスリート4名を対象に同様の運動課題を実施したが、運動課題の間で実施した漸進的筋弛緩法を左足フェーズにすることで体側における漸進的筋弛緩法の実施が及ぼす影響について検討した。その結果、漸進的筋弛緩法を実施する前と後ではヒラメ筋H反射に違いがみられないことが明らかとなった。漸進的筋弛緩法の影響が直後の運動制御には関係しない、もしくは、抑制性の働きがあり促通効果を抑えたことなどが可能性として考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度における基礎的な実験により、本実験で実施する筋弛緩による脊髄反射機構への影響についての検証に必要な知見が得られた。本年度中に終了を予定していた本実験について一部遅れも生じたが、実験環境は整備されており被験者の目処も立っていることから、翌年度においてすべてを終了できる見込みである。スポーツ心理平成26年度は、本実験として実施しているPMR実施直後のヒラメ筋脊髄運動ニューロン興奮性効果について検討していく。また、同足だけではなく対側である左足フェーズにおけるPMR実施の影響についても検証していく。
鉄硫黄クラスターの生合成:中間体の形成とアポタンパク質への移行の分子メカニズム

鉄硫黄(Fe-S)タンパク質は、非ヘム鉄と無機硫黄原子から成るFe-Sクラスターを持つタンパク質の総称で、構造と機能は多種多様、大腸菌では全タンパク種の3%以上を占める。これらFe-Sタンパク質の機能発現において、Fe-Sクラスターの形成は必須である。我々は近年、クラスターの生合成を担う二種の独立したマシナリー(ISCとSUF)を明らかにし、反応メカニズムの解明を進めている。本研究では特にISCマシナリーの心臓部であるIscUに焦点を置いて研究を進め、以下の成果を得た。1.大腸菌のISCマシナリーについて詳細な遺伝学的解析を進め、HscBとHscAの必須機能をバイパスするIscU内のサプレッサー変異を14種類見出した。これら変異型のIscUタンパク質について生化学的な解析を行い、CDスペクトルに見られる二次構造のレベルで、野生型IscUのものから大きく変化していることを明らかにした。IscUはクラスター中間体の形成部位と考えられており、今回の結果は、HscBとHscAが引き起こすIscUの構造変化が、Fe-Sクラスタ「形成に必須であることを示している。2.超好熱菌Aquifex aeolicusのIscUが不安定なFe-Sクラスター中間体を結合したホロ型の状態で発現・精製可能なことを見出し、さらに部位特異的変異を導入することによって中間体の安定化を達成した。結晶化にも成功し、ホロ型IscUの構造を2.2Å分解能で初めて決定することができた。ホロ型IscUは、意外にも非対称な三量体であり、その中の1分子にのみ2Fe-2Sクラスターが結合している。この三量体の会合と解離が、Fe-Sクラスター中間体の形成とアポタンパクへの移行に決定的な役割を担うと考えられる。鉄硫黄(Fe-S)蛋白質は、非ヘム鉄と無機硫黄原子から成るFe-Sクラスターを持つ蛋白質の総称で、構造と機能は多種多様、大腸菌では全蛋白種の3%以上を占める。これらFe-S蛋白質の機能発現において、Fe-Sクラスターの形成は必須である。我々は近年、クラスターの生合成を担う二種の独立したマシナリー(ISCとSUF)を明らかにし、現在、反応メカニズムの解明を進めている。本研究では特にISCマシナリーの心臓部、「Fe-Sクラスター中間体の形成とアポタンパク質への移行段階」に焦点を当てて研究を進め、以下の成果を得た。1.大腸菌のISCマシナリーについて詳細な遺伝学的解析を進め、新たに、二種類の成分(HscBとHscA)は好気条件では必須だが、嫌気条件では必須でないことを見出した。また、hscBAの欠損をサプレスする変異株(14種類)を解析し、IscU内部のさまざまなアミノ酸置換によって、酸素存在下でもFe-Sクラスター形成が可能になることを明らかにした。2.上記のHscBとHscAの機能をバイパスする、変異型のIscUタンパク質について生化学的な解析を行い、野生型の構造からは大きく変化していることを明らかにした。IscUはクラスター中間体の形成部位と考えられており、今回の結果は、HscBとHscAが引き起こすIscUの構造変化が、特に酸素存在下でのFe-Sクラスター形成に必須であることを示している。3.好熱菌Aquifex aeolicusのIscUが意外にもFe-Sクラスター中間体を結合した状態で精製できることを見出し、さらに変異を導入することによって中間体の安定化を達成。結晶化にも成功し、構造-機能解析を進めた。鉄硫黄(Fe-S)タンパク質は、非ヘム鉄と無機硫黄原子から或るFe-Sクラスターを持つタンパク質の総称で、構造と機能は多種多様、大腸菌では全タンパク種の3%以上を占める。

これらFe-Sタンパク質の機能発現において、Fe-Sクラスターの形成は必須である。我々は近年、クラスターの生合成を担う二種の独立したマシナリー(ISCとSUF)を明らかにし、反応メカニズムの解明を進めている。本研究では特にISCマシナリーの心臓部であるIscUに焦点を置いて研究を進め、以下の成果を得た。1.大腸菌のISCマシナリーについて詳細な遺伝学的解析を進め、HscBとHscAの必須機能をバイスするIscU内のサプレッサー変異を14種類見出した。これら変異型のIscUタンパク質について生化的な解析を行い、CDスペクトルに見られる二次構造のレベルで、野生型IscUのものから大きく変化ていることを明らかにした。IscUはクラスター中間体の形成部位と考えられており、今回の結果は、HscBとHscAが引き起こすIscUの構造変化が、Fe-Sクラスター形成に必須であることを示している。2.超好熟菌Aquifex aeolicusのIscUが不安定なFe-Sクラスター中間体を結合したホロ型の状態で精できることを見出し、さらに変異を導入することによって中間体の安定化を達成した。結晶化にも成し、ホロ型IscUの構造を2.2Å分解能で初めて決定することができた。ホロ型IscUは、意外にも非対な三量体であり、その中の1分子にのみ2Fe-2Sクラスターが結合している。この三量体の会合と解離が、Fe-Sクラスター中間体の形成とアポタンパクへの移行に決定的な役割を担うと考えられる。
高断熱事務所建物に適用可能な水方式による躯体蓄熱暖冷房システムの提案・開発

水方式による躯体蓄熱暖冷房システムは,高断熱建物における室内負荷の顕熱成分に対応するシステムである.CASBEEの最高ランクSに相当する建物を対象に,本システムのコミッショニング及びシステムチューニングを実施し,快適性・省エネ性・経済性の向上を確認した.また,低温温水による輻射暖房ならびに高温冷水による輻射冷房の可能性を示唆し,本システムと併用する形で,ダブルスキンにおける省エネルギー効果,トップライトボイド空間における各階の日射負荷の分配率を明らかにした.水方式による躯体蓄熱暖冷房システムは,高断熱建物における室内負荷の顕熱成分に対応するシステムである.CASBEEの最高ランクSに相当する建物を対象に,本システムのコミッショニング及びシステムチューニングを実施し,快適性・省エネ性・経済性の向上を確認した.また,低温温水による輻射暖房ならびに高温冷水による輻射冷房の可能性を示唆し,本システムと併用する形で,ダブルスキンにおける省エネルギー効果,トップライトボイド空間における各階の日射負荷の分配率を明らかにした.本研究での水方式による躯体蓄熱暖冷房システムは,高断熱建物における室内負荷の顕熱成分に対応するシステムである.CASBEEの最高ランクSに相当する建物を対象に,POEM-Oを用いた心理的評価と物理的評価との簡易比較について,快適性の観点から検証した【学会発表:3件】.更に,フリークーリングによる床冷却の簡易評価について,熱収支の観点から検証した【学会発表:4件】.高断熱+水方式の長期計測及びその検討では,短期・長期計測で明らかにされた諸問題への対応と,他の建物でも適用可能か否かを判断する標準化への対応を検討した.具体的には,BEMSデータを継続して実測調査し,床冷房における制御手法のコミッショニングを行った結果,フリークーリングによる省エネルギー効果として,フリークーリング寄与率,熱源システムCOP,夜間移行率を明らかにした.また,札幌・仙台・東京・福岡の4地域を対象に,ガラス被覆空間を有する建物のPALに対してタグチメソッドを用い,PALを低減する建物の仕様を検討し,改善仕様と最適仕様を明らかにした.得られた改善仕様を参考に,簡易予測制御を適用した配管埋設型の床暖冷房システムの設定水温について分析し,連続運転や改善仕様に伴い,低温温水による輻射暖房ならびに高温冷水による輻射冷房の可能性が示唆された【学会発表:2件】.次年度も継続して,これらの成果発表を予定している.更に,建物の高断熱・高気密化に伴い,熱・光環境を形成する内的因子(室内発生熱)及び外的因子(日射取得熱)の中で,トップライトからの日射取得熱を定量的に把握することが,本システムにおける環境設備計画(最上階のオーバーヒート,熱源機器容量の過大設計等)にとって必要不可欠であることが確認された.そこで,実測や模型実験を通じて,発光効率を用いた測定照度から日射負荷を推定する手法を提案し,その妥当性について寒冷地及び首都圏の場合で感度解析を行った【学会発表:3件】.本研究での水方式による躯体蓄熱暖冷房システムは,高断熱建物における室内負荷の顕熱成分に対応するシステムである.高断熱+水方式の長期計測及びその発展では,システムチューニング後の省エネルギー実績が定量化され,札幌の一般的な事務所ビルに比べても40[%]以上の削減率となった.また,水方式による躯体蓄熱暖冷房システムと併用する形で,北国の冷涼な気候を有効に活用した外気冷房・自然換気・夜間換気を積極的に駆使し, 1.ダブルスキン, 2.トップライト型ボイド空間, 3.地下ピット等を有する建物を対象に,実測調査と数値解析を行った.1. DSの性能はDS内の通風量によって大きく変動するため,逐次積分法と換気回路網を連成させた非定常解析を行った.また,年間冷暖房負荷に対する各パラメータの関係を効率的かつ合理的に評価する方法としてタグチメソッドを用いた.札幌において内側ガラスの断熱性能を変更した場合,暖房負荷が削減され, 9.7[%]の熱負荷低減効果が得られた.更に,ナイトパージを行うことで札幌では16[%],東京では11[%]の熱負荷低減効果が得られ,寒冷地特有の冷涼な外気利用による省エネルギー効果が最も大きくなることが確認された【学会発表: 6件】.2.模型実験や数値解析(Desktop Radiance等)を通じて,発光効率を用いた測定照度から日射負荷を推定する手法を提案し,その妥当性について札幌の場合で感度解析を行った.その前提として,両者の結果を比較した上でシミュレーションの信頼性を実証し,気象データから得られる水平面全天日射量から,天空状態を推定し,シミュレーション手法に汎用性を付加した.その結果,照度に関する発光効率から日射量が算定され,最終的にトップライト型ボイド空間への入射光による各階の日射負荷(直達日射と天空日射)の分配率が推定可能となった【学会発表: 3件】.
神経ホルモンによるサケの産卵回遊制御の分子機構

サケの産卵回遊は生殖に関わる本能行動であり,その発現は視床下部-下垂体を中心とする神経内分泌系により制御されている.その分子機構の解明を目指す本研究は,「視床下部ニューロンが産生する神経ホルモンは,下垂体-生殖腺系を中心とする内分泌系を介して生殖腺の成熟を促進させるとともに,中枢ニューロンに作用し行動発現のための動機づけに関わる」という仮説を,分子レベルで検証することを眼目として進められてきた.今年度に得られた以下の成果は,視床下部ニューロンが,神経ホルモンを情報分子として,産卵回遊に関わる神経系と内分泌系の機能を同調させていることを明確にするものである.産卵回遊にともなうホルモン遺伝子の発現変動とその生理学的意義(浦野):大槌川および石狩川のサケを対象として,海から川に入り遡上しようとする時の遺伝子発現の変動を解析するための試料を採取し解析した.またモデル系としてサクラマスを選びGnRH感受性の年周変動を解析した.なお,同一個体から得た試料について,なるべく多くのホルモンと転写因子のmRNAを定量するためにリアルタイムPCR法を導入した.得られたデータは,北洋のシロザケの脳が7月初めの産卵回遊開始時にGnRH感受性を持ち始めることを示唆するものであった.標的細胞におけるGnRHの作用機序と可溶性グアニル酸シクラーゼ(安東):標的細胞におけるGnRHの作用機序は,中枢と下垂体でそれほど異なるものではないと考えられるので,下垂体の生殖腺刺激ホルモン遺伝子の転写調節機構をモデル系として,転写調節因子SF-1とPit-1の動態を解析した.また可溶性グアニル酸シクラーゼの脳内における発現を明らかにした.神経ホルモンによる中枢ニューロンの活動制御の光学的解析(伊藤):インビトロ脳標本からイメージングによってニューロンの活動を記録し,脳の動機づけレベルを決めていると思われる同定ペプチド産生ニューロンに特徴的な細胞内Ca^<2+>の変動パターンを見出した.DNAチップを用いてシロザケ系群を判別することが可能になったことを付記しておく.サケの産卵回遊は生殖に関わる本能行動であり,その発現は視床下部-下垂体を中心とする神経内分泌系により制御されている.その分子機構の解明を目指す本研究は,「視床下部ニューロンが産生する神経ホルモンは,下垂体-生殖腺系を中心とする内分泌系を介して生殖腺の成熟を促進させるとともに,中枢ニューロンに作用し行動発現のための動機づけに関わる」という仮説を,分子レベルで検証することを眼目として進められてきた.今年度に得られた以下の成果は,視床下部ニューロンが,神経ホルモンを情報分子として,産卵回遊に関わる神経系と内分泌系の機能を同調させていることを明確にするものである.産卵回遊にともなうホルモン遺伝子の発現変動とその生理学的意義(浦野):大槌川および石狩川のサケを対象として,海から川に入り遡上しようとする時の遺伝子発現の変動を解析するための試料を採取し解析した.またモデル系としてサクラマスを選びGnRH感受性の年周変動を解析した.なお,同一個体から得た試料について,なるべく多くのホルモンと転写因子のmRNAを定量するためにリアルタイムPCR法を導入した.得られたデータは,北洋のシロザケの脳が7月初めの産卵回遊開始時にGnRH感受性を持ち始めることを示唆するものであった.標的細胞におけるGnRHの作用機序と可溶性グアニル酸シクラーゼ(安東):標的細胞におけるGnRHの作用機序は,中枢と下垂体でそれほど異なるものではないと考えられるので,下垂体の生殖腺刺激ホルモン遺伝子の転写調節機構をモデル系として,転写調節因子SF-1とPit-1の動態を解析した.また可溶性グアニル酸シクラーゼの脳内における発現を明らかにした.神経ホルモンによる中枢ニューロンの活動制御の光学的解析(伊藤):インビトロ脳標本からイメージングによってニューロンの活動を記録し,脳の動機づけレベルを決めていると思われる同定ペプチド産生ニューロンに特徴的な細胞内Ca^<2+>の変動パターンを見出した.DNAチップを用いてシロザケ系群を判別することが可能になったことを付記しておく.本研究は「遺伝的にプログラムされている」と言われているサケの産卵回遊の遺伝子プログラムの実体を明らかにすることを目標に,実験・調査研究を行い,以下の結果を得た.1.産卵回遊にともなう神経ホルモンおよび下垂体ホルモン遺伝子の発現変動の定量的解析:1993年以降これまでに採取した石狩川系および大槌川系のシロザケの脳と下垂体の組織試料を用いて,母川回帰時のシロザケの神経ホルモン遺伝子および下垂体ホルモン遺伝子の発現変動を解析した,また,遺伝子の発現変動の生理的背景を知るために,血中ステロイドホルモンあるいはNa濃度を定量した.このような繁殖時の遺伝子発現の変動の解析に加えて,サクラマスを用いて遺伝子発現の年周変動を解析した.得られた結果は,ホルモン遺伝子の発現調節機構にステロイドホルモンが関わっており,未成熟時にはアンドロゲンおよびエストロゲンが,最終成熟時にはプロゲスチンが主要な役割を演ずることを示している.2.真骨魚類の膜結合型および可溶性型グアニル酸シクラーゼ遺伝子の構造解析および発現解析:これまでにメダカで得られている膜結合型および可溶性型グアニル酸シクラーゼのcDNAと遺伝子DNAの配列データを明らかにするとともに,それらの発現部域を明らかにした.さらにヒメマスの嗅細胞cDNAライブラリーを作製し,同酵素のcDNAを得た.3.シロザケの系群間におけるミトコンドリアDNAコントロール領域(D-loop)の塩基配列の比較

解析:北洋のシロザケの母川を推定するために,系群内および系群間におけるミトコンドリアDNAコントロール領域(D-loop)の塩基配列の変異度を解析し,予想に反して相同性が高いという結果を得た.サケの産卵回遊は生殖に関わる本能行動であり,その発現は視床下部ー下垂体を中心とする神経内分泌系により制御されている.視床下部ニューロンが産生する神経ホルモンは,下垂体ー生殖腺系を中心とする内分泌系を介して生殖腺の成熟を促進させるだけでなく,中枢ニューロンに作用し行動発現のための動機づけに関わる.視床下部ニューロンは,神経ホルモンを情報分子として,産卵回遊に関わる神経系と内分泌系の機能を同調させていると言ってもよい.そこで,この点に主眼をおいて,生殖に関わる神経ホルモン産生ニューロンの機能とその制御機構を分子レベルで明らかにすることを目指して立てた4つの小課題について,以下の結果を得た.産卵回遊にともなう神経ホルモンおよび下垂体ホルモン遺伝子の発現変動とその調節機構(浦野):大槌川および石狩川のサケを対象として,海から川に入り遡上しようとする時の遺伝子発現の変動を解析するための試料を採取し解析した.また同一個体から得たmRNA試料量をなるべく多くのホルモンと転写因子に定量できるようにするためにリアルタイムPCR法を導入した.標的細胞におけるGnRHの作用機序と環状ヌクレオチド動員型受容体(安東):標的細胞におけるGnRHの作用機序は、中枢と下垂体でそれほど異なるものではないと考えられるので,下垂体の生殖腺刺激ホルモン遺伝子の転写調節機構をモデル系として,転写調節因子SF-1とPit-1の動態を解析した.また可溶性グアニル酸シクラーゼの神経内分泌系における発現の解析も進めた.神経ホルモンによる中枢ニューロンの活動制御の光学的解析(伊藤):神経回路の損傷のないインビトロ脳標本からイメージングによるニューロンの活動を記録する方法を確立し,同定ペプチド産生ニューロンに特徴的な細胞内Ca^<2+>の変動パターンを見出した.実用的なサケ属の母川系群解析法の開発(阿部): 600尾余りのシロザケのミトコンドリアD-loop領域の配列を解析し終わり,マイクロアレイを用いる系群識別法のマーカーとしての実用性を検討している.より切れ味のよい方法を用意するために,マイクロサテライトの配列も解析しつつある.サケの産卵回遊は生殖に関わる本能行動であり,その発現は視床下部-下垂体を中心とする神経内分泌系により制御されている.その分子機構の解明を目指す本研究は,「視床下部ニューロンが産生する神経ホルモンは,下垂体-生殖腺系を中心とする内分泌系を介して生殖腺の成熟を促進させるとともに,中枢ニューロンに作用し行動発現のための動機づけに関わる」という仮説を,分子レベルで検証することを眼目として進められてきた.今年度に得られた以下の成果は,視床下部ニューロンが,神経ホルモンを情報分子として,産卵回遊に関わる神経系と内分泌系の機能を同調させていることを明確にするものである.産卵回遊にともなうホルモン遺伝子の発現変動とその生理学的意義(浦野):大槌川および石狩川のサケを対象として,海から川に入り遡上しようとする時の遺伝子発現の変動を解析するための試料を採取し解析した.またモデル系としてサクラマスを選びGnRH感受性の年周変動を解析した.
随意運動制御における大脳から小脳核への入力の機能的役割

本研究は、小脳中位核及び歯状核への興奮性入力が存在するか否かを明らかにし、存在する場合には、いずれの小脳前立核から入力があるのか、又その性質が両核でどのように異なるかを、電気生理学的及び解剖学的方法を用いて明らかにしようとするものである。本研究は、これまでの研究をさらに発展させ、中位核への入力の存在を証明し、さらに、それぞれの小脳核へ入力を送る小脳前位核を電気生理学的及び形態学的方法によって同定することを目的とする。不動化した麻酔ネコを用いて、小脳中位核・歯状核の出力細胞から細胞内記録を行い、大脳皮質運動野、前運動野を電気刺激し、各大脳部位からの興奮性入力の収束の有無を調べた。対側赤核内を通る出力線維を電気刺激し、小脳核出力細胞であることを同定した後、対側大脳運動野(area 4γ)と前運動野(area 6αβ)を23発連続刺激をして効果のある部位を求めた。この結果、歯状核の細胞は、前運動の刺激によってEPSPとそれに続くIPSPが生じたが、運動野の刺激では反応しなかった。一方、中位核の出力細胞は、運動野の刺激に対してEPSPとそれに続くIPSPを生じたが、前運動野からの効果は見られなかった。このように、歯状核の細胞と中位核の細胞は大脳の異なる部位からの入力を受けることが明らかとなった。以上により、中位核と歯状核への興奮性入力の存在を明らかにしたのち、それを中継する小脳前位核を同定するため、橋核・赤核・橋被蓋網様核・下オリーブ核を刺激して単シナプス性のEPSPを生ずる核を同定した。歯状核細胞は、橋核、橋被蓋網様核、下オリーブ核からの投射があることが証明されたが、中位核細胞も同様の核からの入力があることがほぼ確認されたが、現在さらに実験を進めている。
構造形成と乱流輸送抑制に基づくヘリカルプラズマ閉じ込め高性能化の理論研究

径電場シアによる乱流輸送抑制の概念による閉じ込め改善志向実験がLHDで遂行され始めた。この手段の一つとして新古典的径電場遷移を活用する実験が行われ、磁気軸内寄せ配位においては電子ルートが周辺部のみに現れることで大きな径電場シアを形成でき、磁気軸を外寄せするにつれて電子ルート領域が中心部まで広がっていくという観測結果が得られた。新古典輸送コードを用いた解析により、他の配位と比較して磁気軸位置3.5m(内寄せ)配位における実効ヘリシティの周辺部での急増という特徴的な性質を見出し、これが観測結果に大きく影響していることが示された。磁気軸外寄せにつれて実効ヘリシティが大きくなり、電子ルートの中心部への広がりをもたらしていることも理解された。この実効ヘリシティ・新古典輸送の高精度評価についてはMax-Planckプラズマ物理研究所と強力な共同研究を遂行した。ヘリオトロンJにおいて、高閉じ込めモード遷移に関する周辺部回転変換の有理値との強い相関が実験的に見出されている。この現象を理解する試みとして、3次元磁場配位におけるポロイダル粘性の評価を行い、遷移が観測される配位ではポロイダル粘性が低減し、それが境界磁気面の形状を表すポロイダルモード数の大小に関与していることが示された。東北大学ヘリアックでは、径電場遷移に伴う改善閉じ込めが観測され、ポロイダル粘性評価に基づく実験結果の整理と理論解析を進展させた。ポロイダル粘性評価によって、実験結果と同様のマッハ数付近で粘性が極大となり、閉じ込め状態の遷移の可能性が示された。磁気軸外寄せにするにつれて、遷移に必要な外部印加電流量が低下する傾向が実験的に観測された。磁気軸外寄せにつれて磁場配位のポロイダル対称性が向上し、遷移が観測されるマッハ数近辺のポロイダル粘性極大値が減少するという、実験での傾向と定性的に一致する理論解析結果が得られた。径電場界面の形成による乱流輸送抑制の可能性をさぐるために、LHD装置における電子ルート実現領域あるいは3根領域(両極性条件から径電場の解が3根存在する領域)がプラズマの小半径ρ方向にどのように変化するかを調べた。イオンルートから電子ルート領域(あるいは3根領域)への温度境界線が密度の0.4乗に比例するという知見に加え、磁場の非軸対称性が大きい(中心部より周辺部)ほど、3根領域あるいは電子ルート領域に入りやすいことが明らかとなった。これは、磁場配位の違いによる非軸対称性の大小によっても電子ルート実現のパラメータ領域が変わりうることを予測するものである。平成14年度のLHD実験において、磁気軸位置の相違による電子ルート実現への密度領域の相違が実験的にも観測されており、解析を進めている。また、ドリフト反転を通した無衝突捕捉粒子不安定性の抑制による乱流輸送抑制を目指して、概念設計が進んでいる準対称配位におけるドリフト反転の可能性についても取り組んだ。プリンストン大学(PPPL)で設計活動が行われている準軸対称配位NCSXにおける候補配位における検討も行った。この配位では、径方向に単調増加する回転変換分布となっており、磁気シアに基づくトカマク的なドリフト反転が広い範囲で実現している。準軸対称配位における非軸対称磁場成分に起因したドリフト反転についても、その微視的不安定性抑制への寄与を調べる作業に、PPPLのG.Rewoldt氏との協力によって着手した。これまでのところ、このドリフト反転は深く捕捉された粒子に限られているため、捕捉粒子不安定性などを大幅に抑制するという結果にはなっていないが、さらに系統的な検討を行っていきたいと考えている。さらに、準ポロイダル対称配位では、浅く捕捉された粒子に対しても磁気井戸に起因したドリフト反転が可能であるので、こちらについても検討を行っていきたい。各種ヘリカル系における径電場構造とプラズマの閉じ込め改善に着目して理論研究を展開した。LHDでの磁場配位の非軸対称性と径電場遷移との関連に着目した理論解析を展開した。非軸対称性の減少(磁気軸位置Rax:大→小)に伴って径電場遷移可能な衝突周波数領域が低下していくという結果が得られた。数種の磁場配位での密度スキャン実験でこの予測が裏付けられた。内部輸送障壁形成や不純物蓄積回避など、改善閉じ込めに対する径電場遷移とその磁場構造との相関を探る実験が、本知見に基づいて展開されている。東北大ヘリアックでの電極バイアス実験で、径電場遷移とそれに伴う改善閉じ込め(密度上昇)が観測されている。実験によると、ポロイダル粘性はマッハ数2.4程度の付近に極大値を持ち、その周辺でバイアス電圧と電極電流の関係において負性抵抗を示し、径電場遷移が起こっている。これについてポロイダル粘性の理論検討を行った。磁場構造の効果も探るために、数種の配位での理論解析・実験との比較も行った。実験的に得られた粘性と理論解析による粘性とが、定量的にも一致、理論解析での粘性の極大値がマッハ数2.4付近に出現、負性抵抗(遷移)領域が粘性極大を与えるマッハ数に一致、などの知見が得られた。磁場配位の効果としては、粘性の極大値を変化(外寄せで減少)させることがわかり、これは、遷移領域を観測するのに必要な電極電流値の傾向と対応している。これらから、改善閉じ込めの機構が、ポロイダル粘性がマッハ数に対して極大値を持つことに起因する分岐現象である可能性が示唆される。

ヘリオトロンJでは、改善閉じ込めへの遷移が、限られた回転変換値付近のみで観測され、その機構を探る実験が進展中である。磁気面形状変形がポロイダル粘性に与える影響について理論解析を展開している。W7-AS装置でのHモード実現の回転変換窓との総合理解を目指して研究を展開している。径電場シアによる乱流輸送抑制の概念による閉じ込め改善志向実験がLHDで遂行され始めた。この手段の一つとして新古典的径電場遷移を活用する実験が行われ、磁気軸内寄せ配位においては電子ルートが周辺部のみに現れることで大きな径電場シアを形成でき、磁気軸を外寄せするにつれて電子ルート領域が中心部まで広がっていくという観測結果が得られた。新古典輸送コードを用いた解析により、他の配位と比較して磁気軸位置3.5m(内寄せ)配位における実効ヘリシティの周辺部での急増という特徴的な性質を見出し、これが観測結果に大きく影響していることが示された。磁気軸外寄せにつれて実効ヘリシティが大きくなり、電子ルートの中心部への広がりをもたらしていることも理解された。この実効ヘリシティ・新古典輸送の高精度評価についてはMax-Planckプラズマ物理研究所と強力な共同研究を遂行した。ヘリオトロンJにおいて、高閉じ込めモード遷移に関する周辺部回転変換の有理値との強い相関が実験的に見出されている。この現象を理解する試みとして、3次元磁場配位におけるポロイダル粘性の評価を行い、遷移が観測される配位ではポロイダル粘性が低減し、それが境界磁気面の形状を表すポロイダルモード数の大小に関与していることが示された。東北大学ヘリアックでは、径電場遷移に伴う改善閉じ込めが観測され、ポロイダル粘性評価に基づく実験結果の整理と理論解析を進展させた。ポロイダル粘性評価によって、実験結果と同様のマッハ数付近で粘性が極大となり、閉じ込め状態の遷移の可能性が示された。磁気軸外寄せにするにつれて、遷移に必要な外部印加電流量が低下する傾向が実験的に観測された。磁気軸外寄せにつれて磁場配位のポロイダル対称性が向上し、遷移が観測されるマッハ数近辺のポロイダル粘性極大値が減少するという、実験での傾向と定性的に一致する理論解析結果が得られた。
歯周病関連菌ポルフィロモナスとプレボテラのペプチド・アミノ酸代謝システムの解明

1.Porphyromonasgingivalis (Pg)とPrevotella intermedia (Pi)の増殖・エネルギー基質としてのペプチド・アミノ酸歯周病関連菌PgとPiは、ペプチドを増殖・エネルギー基質として利用し、とくにペプチドに含まれるアスパラギン酸(Asp)やグルタミン酸(Glu)をよく利用した。さらにPgはAspのジペプチドおよびGluのジペプチド(Glu2)を、PiはAspおよびAspのジペプチドを利用することがわかった。両菌とも菌体表面にdipeptidaseを持たないことからジペプチドをそのまま菌体内に取込むと考えられた。PgとPiは好む栄養源を巡って「棲み分け」あるいは「競合」している可能性を示す。2.PgとPiのペプチド・アミノ酸代謝に関する代謝酵素と代謝経路の決定PgとPiのペプチド・アミノ酸代謝の全体像は(1)ペプチドの取込み、(2)ペプチドのアミノ酸への水解、(3)脱アミノ反応による2-オキソ酸の生成、(4)2-オキソ酸の酸化によるアシルCoAの生成、(5)短鎖脂肪酸の生成となり、(4)→(5)の過程でATPが産生されると考えられる。(4)の反応を触媒する種々の2-oxoacid oxidoreductaseは、人工電子受容体であるメチルビオロゲンを利用した。この性質はバクテリアにはまれであり、むしろ古細菌の酵素の性質と類似していた。3.歯周病関連菌の分子生物学的同定法の開発1に記したような生態学的見地から実際の歯垢内のPgとPiの分布を知るために、歯周病関連菌の分離同定法の開発を行った。従来までの生態学的・生化学的同定法に変わる方法として16Sribosomal RNA geneをターゲット遺伝子とした分子生物学的手法(PCR-RFLP法)を確立し、この方法が従来法より格段に簡便・迅速なだけではなく信頼性が高いことを確認した。1.Porphyromonas gingivalis (Pg)とPrevotella intermedia (Pi)の増殖・エネルギー基質としてのペプチド・アミノ酸歯周病関連菌PgとPiは、ペプチドを増殖・エネルギー基質として利用し、とくにペプチドに含まれるアスパラギン酸(Asp)やグルタミン酸(Glu)をよく利用した。歯周病関連菌であるPorphyromonas gingivalis(Pg)とPrevotella intermedia(Pi)は、細胞毒性代謝産物、蛋白質分解酵素、免疫活性菌体成分などの病原因子を持ち、これら病原因子の諸性質について多くの研究がなされてきた。一方、病原因子の産生及び発現調節に直接かかわる代謝-細菌がどの様にエネルギーを獲得し、菌体を形成し、その特質を発現していくのか-については報告がない。PgとPiはともに糖がなくとも増殖する"糖非依存性"の細菌であり、ホスト由来の蛋白質やペプチドを分解しそこに含まれるアミノ酸を主な栄養源として増殖するといわれる。そこで、本年度は、PgとPiのペプチド・アミノ酸代謝システムを検討し、以下のような結果を得た。1.PgとPiは、ともに、単味のアミノ酸ではなくペプチドを効率良く取り込んで代謝することがわかった。HPLCによるアミノ酸分析から、両菌ともアスパラギン酸を含むペプチドを好んで利用し、さらにPgは、それに加えてグルタミン酸を含むペプチドを好んで利用することが明らかになった。2.Pgのアスパラギン酸とグルタミン酸の代謝酵素を検索したところ、(1)アスパラギン酸はaspartate ammonia-lyaseによってフマル酸となり、酸化的代謝経路によってブチル酸とプロピオン酸に、還元的代謝経路によって酢酸になることが、(2)グルタミン酸glutamate dehydrogenaseと2-Oxoglutarate oxidoreductaseによってsuccinyl-CoAとなり、最終的にブチル酸とプロピオン酸になることが明らかになった。次年度以降では、PgとPiに特異的なアミノ酸代謝酵素を決定し、その酵素の分子生物学的検討を進める予定である。

さらに、両菌のペプチド取り込み機構について検討を進めたい。前年度の研究から、歯周病関連菌であるPorphyromonas gingivalis(Pg)とPrevotella intermedia(Pi)は、代謝基質としてアミノ酸よりもペプチドを好むこと、とりわけペプチドに含まれるアスパラギン酸とグルタミン酸を積極的に代謝利用することが明らかになった。そこで本年度は、Pgがどのくらいのサイズのペプチドを代謝利用するのかを検討し、以下の結果を得た。代謝基質ペプチドとして、アスパラギン酸のモノマーペプチドとグルタミン酸のモノマーペプチドを用いた。1.Pgは、アスパラギン酸は殆ど利用せず、アスパラギルアスパラギン酸(Asp2)を効率良く利用した。しかし、Asp2よりも長いペプチド(Asp3、Asp4、Asp6、Asp100)は殆ど利用しなかった。Asp2からの代謝産物は酢酸、ブチル酸、プロピオン酸、コハク酸、アンモニアであった。2.Pgは、グルタミン酸は殆ど利用せず、グルタミルグルタミン酸(Glu2)を効率良く利用した。しかし、Glu2よりも長いペプチド(Glu5-10、Glu10-20)を殆ど利用しなかった。Glu2からの代謝産物はブチル酸、プロピオン酸、アンモニアであった。3.Pgは、タンパク質ペプチドからジペプチドを切り出すDipeptidyl peptidase活性を持つが、ジペプチドをアミノ酸に水解するDipeptidase活性を持っていなかった。以上のことから、Pgは、タンパク質ペプチドからジペプチドを切り出し、ジペプチドを代謝基質として効率的に利用していると考えられた。次年度では、Pgに加えてPi、及びもう一つの歯周病関連菌でペプチドを代謝基質として利用するFusobacteriu nucleatum(Fn)のジペプチド利用能について検討し、更にPgのジペプチド取り込み機構を生化学・分子生物学的手法を用いて検討する予定である。1.過去2年間の研究で、歯周病関連菌であるPorphyromonas gingivalis(Pg)とPrevotella intermedia(Pi)がアスパラギン酸(Asp)やグルタミン酸(Glu)を含むペブチド、とくにジペプチドを好んで利用することを発見し、さらにAspとGluの代謝酵素を検索することでPgとPiの代謝経路を決定した。本年度はPiの類縁菌であるPrevotella nigrescens(Pn)ともう一つの歯周病関連菌Fusobacterium nucleatum(Fn)のペブチド利用能について検討した。PnとFnは、PgとPiと同様にジペブチドを利用した。Pnはアスパラギルアスパラギン酸(Asp2)を利用しAspも利用した。一方、Fnはグルタミルグルタミン酸(Glu2)を利用しGluも利用した。この結果を前年までの結果とともにまとめると、PgはAsp2どGlu2を利用するがAspとGluをほとんど利用しない、PiとPnはAsp2とAspを利用するがGlu2とGIuを利用しない、FnはGlu2とGluを利用するがAsp2とAspを利用しない、となった。
環境要素の季節変動によるアカモク流れ藻の浮遊期間の変化

流れ藻はブリやマアジ稚魚の生息場として非常に重要である.特に,ブリ養殖では,流れ藻ごと採集するブリ稚魚のモジャコに種苗を全面的に依存しており,流れ藻の生態について正確に知りたいという要望は非常に強い.ブリの最大の産卵場である東シナ海では,アカモクのみからなる流れ藻しかなく,流れ藻は中国から輸送されると考えられている.しかし,アカモクの浮遊期間や,それに影響を及ぼす環境要因も明らかになっていない.そこで,研究対象としてアカモクを選び,その浮遊期間を推定するために必要な,水温や光合成有効放射,紫外線などの環境条件とアカモクの生理生態および浮遊期間の関係を調べることにした.平成23年度は,青森県にある東北大学浅虫海洋生物研究センターにおいて,アカモク流れ藻に及ぼす水温の影響の評価を目的に,アカモク8個体を実海域で,20日間,人工流れ藻としてロープで縛り生長と環境条件について,また,アカモクの葉片を採集し,低水温(6.8±0.2°C),環境水温区(15.8±1.9°C),高水温(20.7±0.3°C)に制御して,それぞれ8個体の生長と生理状態を20日間調べた.野外実験の結果,実験終了時に3個体のみが浮いていた.海底に固着していた個体には,生殖器官がなく,20日間浮かんでいた人工流れ藻は沈んだ人工流れ藻よりも多くの生殖器を発達させていた.このことは,成熟期に流れ藻となり,環境に順応できた個体は20日以上浮遊でき,新しい場所へ分散し,再生産して定着できる可能性があると考えられる.室内実験の結果,高水温区では,気胞は低水温区よりも早く脱落したが,高水温区の生殖器のバイオマス(25%)は,低水温区(3%)や環境水温区(11%)よりも多かった.高水温環境は海藻を早く沈降させ,分散のポテンシャルを減少させることになることが示された.はじめに予定していた岩手県大槌町にある東京大学大気海洋研究所国際沿岸研究センターが平成23年3月11日の大津波で使用できなくなった.そのため,初春の実験はできなかった.しかし,東北大学浅虫海洋生物研究センターの協力で,晩春から初夏の実験を遂行することができた.チェルノブイリ原子力発電所の事故で放射線による健康被害を多く受けたドイツの出身であったため,心配をししたドイツにいる両親の強い勧告で外国人特別研究員が帰国せざるを得なくなったため,一部中断していた.しかし,インターネットを通じてデータを交換し,論文の作成を進めている.また,外国人研究員の滞在中に,多くの大学院学生が興味をもち,本研究の残りの課題に取り組む修士課程の学生がおり,期待できる状況である.流れ藻はブリやマアジ稚魚の生息場として非常に重要である。特に、日本における養殖業で最も重要なブリ養殖では、流れ藻と一緒にしか採集されないブリ稚魚のモジャコに種苗を全面的に依存しており、流れ藻の分布や移動について正確に知りたいという漁業者の要望は非常に強い。ブリの最大の産卵場である東シナ海では、アカモクのみからなる流れ藻しかなく、流れ藻は中国から輸送されると考えられている。しかし、このアカモクの浮遊期間についての知見はなく、また、どのような環境要因が影響を及ぼしているか明らかになっていない。そこで、日本周辺の流れ藻の中で量的に最も多く、重要であるアカモクを研究対象として選び、アカモクの浮遊期間を推定するために必要な、水温や光合成有効放射、紫外線などの環境条件とアカモクの生理生態および浮遊期間の関係を調べることを目的とする。そのため、春/夏季と秋/冬季の2期間に着目して実験を行ない、(1)アカモク流れ藻の浮遊期間,生長,生理に及ぼす水温,光合成有効放射,紫外線の影響の評価の影響の評価、(2)アカモク流れ藻の浮遊期間に及ぼす水温の直接的影響の評価、(3)アカモク流れ藻の浮遊期間に及ぼす水温と塩分の複合効果の影響の評価について検討する。平成22年度は、実験設備の準備、実験場所の選定を行った。しかし、三陸沿岸の大槌湾にある東京大学大気海洋研究センターの臨海実験施設が津波で被災したため、現在、代替の実験場所を選定中である。流れ藻はブリやマアジ稚魚の生息場として非常に重要である.特に,ブリ養殖では,流れ藻ごと採集するブリ稚魚のモジャコに種苗を全面的に依存しており,流れ藻の生態について正確に知りたいという要望は非常に強い.ブリの最大の産卵場である東シナ海では,アカモクのみからなる流れ藻しかなく,流れ藻は中国から輸送されると考えられている.しかし,アカモクの浮遊期間や,それに影響を及ぼす環境要因も明らかになっていない.そこで,研究対象としてアカモクを選び,その浮遊期間を推定するために必要な,水温や光合成有効放射,紫外線などの環境条件とアカモクの生理生態および浮遊期間の関係を調べることにした.平成23年度は,青森県にある東北大学浅虫海洋生物研究センターにおいて,アカモク流れ藻に及ぼす水温の影響の評価を目的に,アカモク8個体を実海域で,20日間,人工流れ藻としてロープで縛り生長と環境条件について,また,アカモクの葉片を採集し,低水温(6.8±0.2°C),環境水温区(15.8±1.9°C),高水温(20.7±0.3°C)に制御して,それぞれ8個体の生長と生理状態を20日間調べた.野外実験の結果,実験終了時に3個体のみが浮いていた.

海底に固着していた個体には,生殖器官がなく,20日間浮かんでいた人工流れ藻は沈んだ人工流れ藻よりも多くの生殖器を発達させていた.このことは,成熟期に流れ藻となり,環境に順応できた個体は20日以上浮遊でき,新しい場所へ分散し,再生産して定着できる可能性があると考えられる.室内実験の結果,高水温区では,気胞は低水温区よりも早く脱落したが,高水温区の生殖器のバイオマス(25%)は,低水温区(3%)や環境水温区(11%)よりも多かった.高水温環境は海藻を早く沈降させ,分散のポテンシャルを減少させることになることが示された.はじめに予定していた岩手県大槌町にある東京大学大気海洋研究所国際沿岸研究センターが平成23年3月11日の大津波で使用できなくなった.そのため,初春の実験はできなかった.しかし,東北大学浅虫海洋生物研究センターの協力で,晩春から初夏の実験を遂行することができた.チェルノブイリ原子力発電所の事故で放射線による健康被害を多く受けたドイツの出身であったため,心配をししたドイツにいる両親の強い勧告で外国人特別研究員が帰国せざるを得なくなったため,一部中断していた.しかし,インターネットを通じてデータを交換し,論文の作成を進めている.また,外国人研究員の滞在中に,多くの大学院学生が興味をもち,本研究の残りの課題に取り組む修士課程の学生がおり,期待できる状況である.
ダナン市におけるベトナム戦争の被害修復と都市衛生環境改善の同時実現

ベトナム戦争で散布された枯れ葉剤で汚染された土壌の効率的処理は、ダナン地域の都市開発において特に重要視されている。この土壌を焼却する際の熱源として地域で発生する有機性廃棄物のメタン発酵に着目し、高効率発酵プロセスの開発とともに、ダナン地域において原料となる都市ごみ・食品残渣の発生量調査を行った。また、ベトナムの4大河川に含まれる微量化学物質の定量調査を実施し、ダナンの特性を評価した。ダナン市の都市域における有機性性廃棄物の排出・回収のマテリアルフローを把握するとともに、リサイクル価値が最も高い食品残渣に着目し、都市域から農村域への流通実態を調査した。都市域においてはモデル地区を選定し、廃棄物の管理に関するアンケートの実施ならびに廃棄物サンプルの抜き取り分類と計量を行った。この結果、当該域ではプラスチック類の廃棄物が特徴的に多いこと、都市廃棄物のリサイクル率はおよそ15.8%であること、廃棄物総量の約70%は有機物で占められていること、が明らかになった。一方の農村域への流通実態調査では、事前検討によってダナン市郊外の養豚業者による収集体制が特に整備されていることが判ったため、30軒の養豚業者に対して食品残渣の収集・利用状況のヒアリングならびにサンプル分析調査を2週間に亘って行った。これらによって、食品残渣の流通量と流通経路をおおまかに推定することができた。また、農業利用が難しい都市域の下水・し尿汚泥について、資源化の可能性を把握するために、ベトナムのし尿処理で広く用いられているセプティックタンクに着目し、その汚泥の生物分解度合いを評価可能な分析装置をハノイ建設大学の実験室にて立ち上げた。これによって様々な生物処理条件(好気・嫌気、中温・高温)で各種汚泥の生物分解度合いを分析可能になったので、次年度から、分解度合いを各種生物反応モデルをベースに調べていく。初年度である平成22年度では、現地協力教員が予備的に測定したセプティックタンク汚泥の分解実験データをもとに解析を進めた。この結果、この種の汚泥は既にセプティックタンク内でかなり生物分解・安定化が進んでいると予想された。また、これらの汚水や表流水に含まれる可能性のある微量化学物質を分析できるように、ベトナムの12河川(ダナン,ハノイ,ハイフォン,ホーチミンの4都市)で試料の予備分析を進めた。都市域で排出されるし尿汚泥の資源化可能性を把握するために、ベトナムで広く用いられているセプティックタンクに着目して当該汚泥の生物分解度合いを評価した。この結果、生物分解可能な成分はほとんどセプティックタンクの汚泥に含まれておらず、何らかの改質処理を施さない限り、資源化は極めて困難であることが明らかになった。そこでフェントン処理で汚泥を改質することを考え、改質のメタン発酵連続実験をおこなった。これによって汚泥中の非生物分解性成分の大部分はメタンに転換し、下水汚泥を模擬試料とした実験では全有機物の80%ほどをバイオガスに分解させることを実証できた。また、ダナン市から排出される食品残渣の量と流通経路の把握について、排出者および中間収集者に着目した。排出者について食品残渣への参加を妨げる要因をダナン市内の200世帯に対する詳細な面接調査により把握した。また、市内主要住宅地を担当する中間集収集者を抽出して所定期間内の食品残渣収集量を実測するとともに、流通経路と流通形態を明らかにした。都市で排出される有機廃棄物の有効活用を実施するには、利用可能な廃棄物を相当量、定常的に収集する必要があるので対象はレストランやホテルなどの大規模排出者に限定される。そこでダナン市の都市資源環境公社が収集している都市有機廃棄物に関して、ベトナム・ダナン大学の協力を得て調査し、市内における大規模排出場所とその排出量を同定した。また、食品廃棄物の量とも密接に関連する薄プラスチック袋の使用量についての実態調査も実施した。そして、水系の水質把握に関して、急速な経済発展と近代化に伴い,ダイオキシン類以外の有害化学物質による汚染が進行しつつあるため,それらのリスクを評価するための基礎資料としてベトナム主要4都市の河川を対象とした微量有害物質調査を2回実施し,農薬や生活排水由来の多数の化学物質を検出して環境リスクの評価に必要なデータを得た。ベトナムのダナン地域における都市衛生環境で最も問題となっている腐敗槽(セプティックタンク)の汚泥について、難分解性有機物のメタン発酵促進・残留アンモニアの省資源硝化処理に注力して検討を行った。腐敗槽汚泥の模擬試料として消化汚泥や余剰活性汚泥を用いて実験を進めた結果、過酸化水素を用いた部分酸化法によって汚泥中の非分解成分は生物分解可能な成分に改質され、多くがメタン発酵システムを通してバイオガスに分解できることを明らかにした。また、残留アンモニアの分解において、省資源となるanammox法の適用を想定して散水濾床による部分亜硝酸型硝化の新プロセスならびに亜硝酸酸化細菌の制御方法の2点について実験的・理論的検討を進めた。散水

濾床においても安定的に部分亜硝酸型硝化反応が得られること、また、この運転動力は従来のエアレーションシステム(浮遊法の曝気)に対して1/10以下になり得ることが示された。そして、実際の亜硝酸酸化細菌増殖反応には、従来で考えられていたような可逆的阻害よりも、非乖離のアンモニアや亜硝酸による毒性(不可逆的阻害)が大きく影響を与えていることが判った。これらによって、腐敗槽汚泥のメタンガス資源化・残留アンモニアの省資源処理について、開発に移行するための技術基盤を構築することができた。また、ベトナムにおける代表的4河川について微量化学物質の種類・濃度について定量分析を進め、表流水を利用するための判断基準となるベンチマーク資料を作成した。そして、ダナン地域において排出される都市ごみ・食品廃棄物について処理・リサイクルの状況を調査し、マテリアルフローに整理した。これら一連の調査によって、ベトナム戦争に起因する枯れ葉剤汚染土壌等を焼却処分するためのメタンを省資源の水・廃棄物処理システムで得ていくダナン型社会システムを構築するための学術的ノウハウをまとめることができた。ダナン市の廃棄物に関するマテリアルフローやベトナム諸地域の河川水質に関する現地調査は予定通り進捗し、。ダナンを含む主要4都市のダイオキシン類以外の有害化学物質による水環境中のリスク評価に必要な環境データを得た。また、ベトナムの排水処理で固有なセプティックタンクの汚泥成分調査を元に、その高度分解手法の技術的な目処も得た。24年度が最終年度であるため、記入しない。下水汚泥・消化汚泥の生物分解特性を把握するため、ラボスケールによる分析実験を強化する。これによって当該地域の汚泥を資源化するための技術的要件を整理できると考える。ベトナムにおけるダイオキシン類汚染土壌の処理費用を概算精度を高めるために,ダナンを含むベトナム全土のダイオキシン類汚染土壌の存在量調査可能性をベトナム政府当局とする』また、研究成果の汎用性を高めるために、ベトナム主要4都市の水環境中の微量有害物質による環境リスクも推計する。