hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
健康とダンプビルに関する全国的調査と高湿度環境の緩和技術の最適設計手法に関する研究

2.高湿度環境の緩和実験-多数室実験室における実験人工気象室に設置された実験室を用いて、冬季の外気条件を人工的に作り出し、室内空間を想定した単室を暖房室と非暖房室の2室に区切り、間仕切壁にアンダーカット付きの内部ドアを設けた。実験では、暖房室から非暖房室へ湿気がアンダーカットを通って流入することにより、非暖房室において結露やカビが発生するという問題を防除するために、非暖房室に調湿建材を設置し、高湿度や結露防止の効果を検証した。3.室内湿度分布の計算プログラムの開発実際の居住空間で最も結露しやすい洗面所を対象に、浴室や隣室、外気などの条件を考慮した上で、昨年度開発したCFDと壁体の吸放湿との連成計算法を用いて、断熱強化、換気の調整、調湿建材の設置などの高湿度防止対策を行う場合の効果を定量的に把握した。本研究は、平成20年度から平成23年度までの4年間の継続である。4年目である本年度の実績は以下の通りである。1.住宅のダンプネスに関連する住宅、住まい方要因の分析昨年度までに実施したアンケート調査や実測調査をもとに統計的な分析を実施し、健康影響が示唆される住宅のダンプネス(高湿度環境から発生する種々の問題)の形成に関わる住宅、住まい方要因について検討した。室内での洗濯物干し、開放型暖房機の使用等の行為を避けること、また換気設備の常時運転を行うことで室内の高湿度環境が改善される可能性があることを確認した。2.高湿度環境の緩和実験-多数室実験室における実験とシミュレーション空調試験室に設置されている実験室を用いて、冬季の外気条件を人工的に作り、暖房室と非暖房室の2室に区切り、湿気移動用の内部ドアを設けた。昨年度に引き続き、実験では、暖房室から非暖房室へ湿気が流入することによって、非暖房室において結露やカビが発生するという問題を防除するために、非暖房室に調湿建材を設置し、高湿度や結露防止の効果を検討した。また、シミュレーションによる検討も行い、冬期の非暖房室における高湿度環境の緩和に調湿建材の設置が有効であることを確認した。3.多数室モデルを用いた調湿建材の適用効果生活スケジュールを考慮した上で、数値計算により吸放湿建材を木造戸建住宅とRC造集合住宅に適用した場合の効果を把握し、調湿効果が得られる使用量を提案することを目的に、数値計算を用いて吸放湿建材の適用効果を検討した。年間シミュレーションを実施し、吸放湿建材貼付によって、年間を通して高湿・低湿の発生頻度を減らし、湿度変動を緩和する効果が確認された。
NAD代謝活性化によるROSストレス耐性の付与

トウモロコシNADPH依存性HC-toxin還元酵素(Hm1)と相同性の高いイネYK1を過剰発現させたイネカルス及び植物体中のNAD(P)Hの定量を行ったところ、形質転換体内の量がコントロールに比べて有意に増加していた。さらにイネ細胞抽出液とNADの前駆体であるNAAD、またはNADPの前駆体であるNADを混合して反応させ、生成させたNAD(P)の量を測定することでNAD合成酵素、NADリン酸化酵素の活性を測定した結果、前述と同様に形質転換体内の活性がコントロールに比べて有意に増加していた。今回YK1がHm1のみならず各種DFRと相同性が高いことに着目し、YK1が抗酸化物質であるアントシアニンの合成系で働くDFRの機能を有していることをNADPHの酸化反応及びキャピラリー電気泳動質量分析装置(CE-MS)によって見出した。NADPHの酸化反応においてはtaxifolinの還元によりNADPHがNADPへと変わる事を利用しYK1のGST融合タンパク質がこの反応を起こしていること、CE-MSを用いた代謝物測定ではtaxifolinの還元によって産生されるluecocyanidinの量がYK1の濃度依存的に増えることからYK1がDFR活性を有していることがわかった。更に、YK1の高発現イネはH_2O_2処理をしても細胞死を起こしにくいことをカルス及び植物体において見出した。前年度までのNAD(P)合成の活性化と今年度得られた結果を総合すると、DFR活性を有するYK1を過剰発現させることでNAD(P)H依存的なこの酵素はNAD(P)Hをより多く使うことになる。結果としてアントシアニン合成系の活性化につながりROSストレス耐性を得ることになる。一方でNAD(P)Hの消費はNAD(P)合成系の活性化につながるということである。つまりNAD(P)合成の活性化とROSストレス耐性は密接に関わっていることが示唆された。トウモロコシNADPH依存性HC-toxin還元酵素(Hm1)と相同性の高いイネOsHCTR(今まではYK1)を過剰発現させたイネカルス中のNAD(P)Hの定量を行ったところ、植え継ぎ後5日目だけでなく、2日目と7日目においても形質転換体内の量がコントロールに比べて有意に増加していた。さらにイネ細胞抽出液とNADの前駆体であるNAAD、またはNADPの前駆体であるNADを混合して反応させ、生成させたNAD(P)の量を測定することでNAD合成酵素、NADリン酸化酵素の活性を測定した結果、上記と同様に植え継ぎ後2、5、7日目全てにおいて形質転換体内の活性がコントロールに比べて有意に増加していた。同様に播種後7日目のイネ植物体でも形質転換体の方がコントロールに比べて有意に増加していた。次に、播種後14日目のトウモロコシHm1のノックアウト植物をH_2O_2で処理し、ストレス耐性をみることでHm1がHC-toxinの還元だけではなくROSストレスに対する抵抗性も示すかを調べたところ、H_2O_2処理後のエバンスブルーによる生死染色の結果、コントロールに対してノックアウト植物で死細胞が増加していた。更に植物体中のNAD量を測定したところ、ノックアウト植物で有意に減少していた。これは、イネの結果とは正反対であり、OsHCTRと同様Hm1もNAD等の合成代謝を高めることで外部からのストレスに対して防御反応を示していることが示唆された。最後に、これまでのNAD等の量的変化の結果からOsHCTRの機能としてNAD(P)H→NAD(P)を使った還元反応だけでなく、この逆反応も起こしている可能性があるため、大腸菌で発現させたOsHCTRのGST融合タンパク質とNAD(P)と混合し吸光度変化を利用して経時的変化を見たところ、酸化型から還元型への吸光度変化は見られなかった。このことより、OsHCTR自体がNAD(P)→NAD(P)Hの還元反応を起こす機能は有していないことが示唆された。

前年度までのNAD(P)合成の活性化と今年度得られた結果を総合すると、DFR活性を有するYK1を過剰発現させることでNAD(P)H依存的なこの酵素はNAD(P)Hをより多く使うことになる。結果としてアントシアニン合成系の活性化につながりROSストレス耐性を得ることになる。一方でNAD(P)Hの消費はNAD(P)合成系の活性化につながるということである。つまりNAD(P)合成の活性化とROSストレス耐性は密接に関わっていることが示唆された。
学校・学級社会における中年齢女性教員のキャリア形成に関する調査研究-三重県小・中学校の場合-

本研究の目的は、新任期を経て中年齢期に達した女性教員のキャリア形成の様態を実証的に明らかにすることにある。この場合、比較群として男性教員、ならびに若年齢および高年齢教員を選定し、平成3年7月に三重県内小・中学校教員に質問紙調査を実施し、937名から回答を得た。また上記の比較群に配慮して選んだ56名の教員に対し、同4年6月から翌5年10月に渡り面接調査を試みて考察を深化させた。これらの調査から得た研究成果の概要は、次のとおりである。1.若年齢期に教授・指導面での見通しが利かず困難性をより多く感じていた女性教員は、中年齢期の現在、この面での問題を全体の中に位置づけ背景的・相対的にみていく構えを身につけ得るようになった。2.同時に生徒の両親や同僚教員との関係では、困難点や限界性を一層強く意識するようになり、とりわけ生徒指導の背景を規定する両親たちの価値観との葛藤など、新たな課題に当面するようになる。3.教育現場に根強い性別役割観によって、彼女たちは男性教員とは異なる固有のキャリアを形成しようとしている。その多くはリーダーとしての男性教員に対するフォロワーとしての女性教員の地位役割に規定されるのであるが、たとえば生徒指導面では従来の「腕力」による方法ではなく「感性に訴える」女性の持味を生かした方法が有効な力を発揮するなど、ジェンダーの視点から成るキャリア形成を認め得る。4.客観的構造や私的領域による拘束から、男性教員以上にアイデンティティーの危機にされされることの多い彼女たちは、本来的な自己充実に向かうアイデンティティーを確保するために自らのライフコースに照らしてその生き方に意味づけしつつ、男性教員とは異なる、固有のキャリアをつくり上げようと努めていることが明らかに理解できる。本研究課題の一環としてすでに実施した(平成3年度分校費による)質問紙調査の総サンプルから、地域性、学校種別、教員の性別・年齢別等の諸属性を考慮しながら、面接調査のインフォーマントを選定し、昨平成4年6月より本年3月現在に至るまで集約的に面接調査を実施してきた。南北に長い地理的特性と交通手段の乏しい地域性など困難点を抱えながらも、概ね調査はスムーズに進めることができ、所期の目的は達せられた。現段階で明らかになった研究成果は、日本教育社会学会44回大会(平成4年10月於岡山大学)で「中年齢女性教員のアイデンティティとキャリア形成ー三重県小・中学校教員の調査を中心としてー」と題して口頭発表を行ない、ついで別記の通り、三重大学教育実践研究指導センター紀要第13号(平成5年3月発行予定)に報告した。ここでは、女性教員は男性教員と同様に、学級社会を中心とする役割遂行から、学年運営を経て、学校経営に関わる役割遂行に至るまで、種々の教職経験を重ねながら、全般に女性教員固有の職業的社会化を遂げつつあることが明からにされた。すなわち、男性教員以上に教職生活において危機に遭遇する機会の多い女性教員は、こうした危機を一応乗り越えたと思われる中年齢後半期で、これまでの「教育実践型」や「家庭・学校両立型」から「個人充実」や「学校経営・管理型」への彼女たち自身のアイデンティティ指向変容させる傾向を示す。このことは、比較群としての男性教員の場合は基本的に「学校経営・管理型」を中心にアイデンティティ指向がなされるのに対し、女性教員では必ずしもそうでなく、自らのライフコースに照らしていかに自己充実を図ることが可能かという観点から指向する傾向が強いことを物語っている。本研究では、中年齢段階に達した小・中学校女性教員のキャリア形成の過程を、彼女たちのアイデンティティーの分化と関連づけて実証的に明らかにした。

この場合、比較群として男性教員、ならびに若年齢と高年齢を選び、平成4年度に三重県内小・中学校教員に質問紙郵送調査を実施し、937名から回答を得た。また上記の比較群に配慮して選定した56名の教員に対し、平成5年度に面接調査を試みて考察を質的に深めた。調査の結果、明らかになった内容は次の点である。1.若年齢段階で生徒への教授・指導に困難性をより多く感じていた中年齢女性教員は、この面での見通しが一層利くようになり、問題を解決する対処法を種々案出するようになった。2.生徒の両親や同僚教員との関係では、困難点や限界性をより強く意識するようになり、彼女たちはこれらの事態に対処すべき新たな課題に当面するようになった。3.教織生活において、男性教員より以上に「危機」に遭遇することの多い女性教員は、彼女たち自身の意味付与により「危機」を克服する過程で、各自のアイデンティティーを再編するように迫られる。その結果、彼女たちはアイデンティティーをさらに複合的に分化させながら固有のキャリアを形成していく。4.これまで多数が指向してきた「教育実践型」と「家庭・学校両立型」の外に、本人たちの実績にもとづき「学校経営・管理型」への指向性を抱くものが次第に増加する一方で、若年齢段階に比べ仕事が質、量ともに増大してきたために「個人充実型」指向の後退を余儀なくされるものも少なくない。
河川の局所的水質浄化能力の定量化

河川水中の溶存無機態窒素の酸化過程に着目し,瀬の河川水浄化能力の定量化を試みた.物部川の下流部を調査対象とし,瀬の河岸の砂礫層における浸透流速,流向,水温,間隙率,各態窒素濃度などの測定,ならびに礫中の硝化バクテリア現存量の推定を行った.これらをもとに硝化菌の硝化細菌増殖モデルを用いて,礫層中での硝化能力と瀬で酸化される窒素量を推定し,河川水の浄化における瀬の役割を明らかにした.平水時における河岸の浸透層では間隙率が一様でなく,窒素負荷特性も場所によって変化に富むので,細菌の現存量においてもその空間的偏差が大きい.現場砂礫中の細菌密度はアンモニア酸化菌0.51.5mg/L,亜硝酸酸化菌0.050.2mg/Lであり,同じ流下距離で比較すると瀬の浸透層では緩流部の10倍以上の窒素を硝化することが分かった.さらに,処理排水として負荷される量の約1/5に相当する無機態窒素が直下流の河岸の浸透層で酸化されていることが明らかになった.次に,浸透流速と浸透水質が浸透層内の硝化能力におよぼす影響の解明を試みた.現地河岸で採取した浸透層砂礫を充填した円筒形カラムに試水を供給することで河岸浸透流を再現した.浸透流速と浸透水質を変化させた実験結果から,浸透水質と流速が無機態窒素の酸化過程におよぼす影響を考察した.浸透水が砂礫層を一方向に通過することでバクテリアの硝化活性が高まることが明らかになった.浸透水中の無機態窒素濃度と浸透流速の影響を考慮して硝化能力を評価した結果,浸透水の無機態窒素濃度と浸透流速が高いほど砂礫層の硝化能力は高くなる傾向が得られた.観測値を用いて現地浸透層の硝化能力を評価することが可能である.河川水中の溶存無機態窒素の酸化過程に着目し,瀬の河川水浄化能力の定量化を試みた.物部川の下流部を調査対象とし,瀬の河岸の砂礫層における浸透流速,流向,水温,間隙率,各態窒素濃度などの測定,ならびに礫中の硝化バクテリア現存量の推定を行った.これらをもとに硝化菌の硝化細菌増殖モデルを用いて,礫層中での硝化能力と瀬で酸化される窒素量を推定し,河川水の浄化における瀬の役割を明らかにした.平水時における河岸の浸透層では間隙率が一様でなく,窒素負荷特性も場所によって変化に富むので,細菌の現存量においてもその空間的偏差が大きい.現場砂礫中の細菌密度はアンモニア酸化菌0.51.5mg/L,亜硝酸酸化菌0.050.2mg/Lであり,同じ流下距離で比較すると瀬の浸透層では緩流部の10倍以上の窒素を硝化することが分かった.さらに,処理排水として負荷される量の約1/5に相当する無機態窒素が直下流の河岸の浸透層で酸化されていることが明らかになった.次に,浸透流速と浸透水質が浸透層内の硝化能力におよぼす影響の解明を試みた.現地河岸で採取した浸透層砂礫を充填した円筒形カラムに試水を供給することで河岸浸透流を再現した.浸透流速と浸透水質を変化させた実験結果から,浸透水質と流速が無機態窒素の酸化過程におよぼす影響を考察した.浸透水が砂礫層を一方向に通過することでバクテリアの硝化活性が高まることが明らかになった.浸透水中の無機態窒素濃度と浸透流速の影響を考慮して硝化能力を評価した結果,浸透水の無機態窒素濃度と浸透流速が高いほど砂礫層の硝化能力は高くなる傾向が得られた.観測値を用いて現地浸透層の硝化能力を評価することが可能である.河川水中の溶存無機態窒素の酸化過程に着目し,瀬の河川水浄化能力の定量化を試みた.物部川の下流部を調査対象とし,瀬の河岸の砂礫層における浸透流速,流向,水温,間隙率,各態窒素濃度などの測定,ならびに礫中の硝化バクテリア現存量の推定を行った.これらをもとに硝化菌の硝化細菌増殖モデルを用いて,礫層中での硝化能力と瀬で酸化される窒素量を推定し,河川水の浄化における瀬の役割を明らかにした.平水時における河岸の浸透層では間隙率が一様でなく,窒素負荷特性も場所によって変化に富むので,細菌の現存量においてもその空間的偏差が大きい.現場砂礫中の細菌密度はアンモニア酸化菌0.51.5mg/L,亜硝酸酸化菌0.050.2mg/Lであり,同じ流下距離で比較すると瀬の浸透層では緩流部の10倍以上の窒素を硝化することが分かった.さらに,処理排水として負荷される量の約1/5に相当する無機態窒素が直下流の河岸の浸透層で酸化されていることが明らかになった.次に,浸透流速と浸透水質が浸透層内の硝化能力におよぼす影響の解明を試みた.現地河岸で採取した浸透層砂礫を充填した円筒形カラムに試水を供給することで河岸浸透流を再現した.浸透流速と浸透水質を変化させた実験結果から,浸透水質と流速が無機態窒素の酸化過程におよぼす影響を考察した.浸透水が砂礫層を一方向に通過することでバクテリアの硝化活性が高まることが明らかになった.

浸透水中の無機態窒素濃度と浸透流速の影響を考慮して硝化能力を評価した結果,浸透水の無機態窒素濃度と浸透流速が高いほど砂礫層の硝化能力は高くなる傾向が得られた.観測値を用いて現地浸透層の硝化能力を評価することが可能である.1.河床浸透(伏流)層中の無機態窒素の酸化能方に対する浸透流速および流況の影響解明浸透層における溶存無機態窒素の酸化過程に関与する硝化バクテリアの活性が,浸透流速とその流況(乱れ有無とその強弱)影響を受け,増殖モデルが与える硝化量を上回る硝化が実際の河川では進行する.現地採取した砂礫および模擬砂礫を用いて硝化速度と流速・乱れとの関係についての詳細な室内実験を行い,種々の流れ条件,水質条件下における硝化促進特性について詳細かつ定量的に検討した.(発表済)2.河川緩流部での浮遊有機物の河床堆積量の実測とその酸化過程の追跡自然河川の河道内に形成されたM型淵,そして農業用取水堰の上流側に形成された緩流部において,河床へ沈降・堆積する懸濁物量,有機物量を実測した。さらに淵および緩流部における濁度除去量,沈降堆積量,有機物量,有機物酸化分解量,底泥上および懸濁物中の好気性従属細菌量について計測し,懸濁有機物が河床に沈降・堆積した後の微生物による酸化分解過程を定量化した.これらの結果に基づき,河川の有機性汚濁の進行や自浄作用において緩流部がどの程度寄与しているのかを考察した.(投稿準備中)1.農業用取水堰の上流に形成される湛水域における懸濁態有機物の沈降・堆積と酸化分解取水堰湛水部において,セディメンとトラップを用い,河床への懸濁物の沈降・堆積量と,これに含まれる有機物量,さらに沈降有機物の酸化分解速度を実測し,湛水部における有機物除去量の定量化を試みた.2002年10月12日から15日間の,トラップ内のVSS減少過程から,有機物の減少速度は6.9g・m^2・day^<-1>を得た.これは2001年同期に得た値(8.3)に近い.好気性従属栄養細菌の有機物分解活性は水温に依存すると言われるが,得られた分解速度と調査期間の平均河川水温との関係を見ると,両者の相関は明瞭ではなく,分解速度は510g・m^<-2>・day^<-1>の範囲に多くの推定値が分布した.総括すると,湛水域へ流入したSSの約6割が河床へ堆積し,その量は1日で422g/m^2である.この中には有機物が約16%含まれ,68g・m^<-2>が1日に堆積する.少なく見積もって,この中の1割強の有機物が細菌によって好気的に分解され,溶存態有機物となる.実際には,懸濁有機物の除去において本結果以上の浄化能力を、湛水部は有していることが示唆された.2.自然河川の淵から瀬への移行部に形成される河床間隙水域における有機物移動中流域では河川の蛇行によりM型と呼ばれる淵とこれに続く瀬が交互に形成される.淵から瀬への移行部の河床はマウンド上に砂礫が堆積し,砂礫層中を河川水が浸透する.この河床間隙水域は溶存有機物,微細な懸濁有機物が河川水と共に移動し,細菌による接触酸化作用が大きく,河川の自浄作用を考える上でとても重要な場である.そこで,実際に河床間隙水域に有機物トラップを埋設し,砂礫層中を移動する有機物量とその流向の実測を試みた.浸透流は河川の流軸に平行,斜め下向きであり,予想される地下水の流線とほぼ一致した.移動する有機物量は設置したトラップの容量を越えるほどの量であり,これについては2003年度以降も継続調査を実施する予定である.
構成的集合と余帰納的定義を用いたプログラム合成

本研究の目的は、構成的集合と余帰納的定義をもつ構成的論理を構築し、この論理体系を用いて、余帰納型を用いたプログラムの性質を明らかにし、また、構成的集合と余帰納的定義を用いたプログラム合成システムを試作することであった。次のような3つの研究成果を得た。(1)論理式Aが長D-正規証明をもつならば、Aの長正規証明が唯一であることを証明した。(2)古典二階自然演繹の強正規化可能性の証明に関して、CPS変換を用いた従来の証明が本質的誤っていることを主補題に対する反例をあげて示し、この原因が継続消滅の現象によることを指摘し、オグメンテーションの概念を用いてこの証明を完成させた。例外処理ラムダ計算や値呼びラムダミュー計算など他の類似の体系のCPS変換を用いた強正規化可能性の従来の証明が、継続証明により同様にして本質的に誤っていることを指摘した。(3)構成的二階自然演繹に置換簡約を追加した論理体系の強正規化可能性の簡明な証明を与えた。従来知られている証明は、Prawitzによる証明だけであり、これは記述が不完全であり、また複雑な帰納法を必要とした。原子選言論理のアイデアを用い、構成的二階自然演繹に置換簡約を追加した論理体系が原子選言論理に簡約を保存して翻訳できること、原子選言論理は飽和集合が定義でき飽和集合を用いた強正規化可能性の証明方法が使えることの2つから、新しい簡明な証明を得た。本研究の目的は、構成的集合と余帰納的定義をもつ構成的論理を構築し、この論理体系を用いて、余帰納型を用いたプログラムの性質を明らかにし、また、構成的集合と余帰納的定義を用いたプログラム合成システムを試作することである。特に、(1)余帰納型に内在する計算の本質は何か明らかにする、(2)余帰納的定義の証明論的強さを調べることにより余帰納型により表現できる関数を分類する、(3)構成的集合と余帰納的定義を用いたプログラムの検証、合成を行うための論理体系の構築、(4)構成的集合と余帰納的定義を合わせもつ論理に対する実現可能性解釈の定義、(5)一般的余帰納型による既存プログラミング言語の拡張、(6)構成的集合と余帰納的定義を用いたプログラム検証、合成システムの実現、(7)ストリームプログラム、並行プログラム、セキュリティプロトコールの検証および合成実験、の研究を行う。本年度では次の研究を行った。(1)余帰納型の形式化の方式および余帰納型に内在する計算の本質の捉え方の比較検討を行い、余帰納型のもつ計算の本質を明らかにした。(2)これにより得られた知見に基づいて、構成的集合と余帰納的定義を用いて余帰納型を用いたプログラムの検証、合成を行うための論理を構築した。(3)により得られた知見を用いて、既存の関数型プログラミング言語の拡張を試みた。特に、(1)余帰納型に内在する計算の本質は何か明らかにする、(2)余帰納的定義の証明論的強さを調べることにより余帰納型により表現できる関数を分類する、(3)構成的集合と余帰納的定義を用いたプログラムの検証、合成を行うための論理体系の構築、(4)構成的集合と余帰納的定義を合わせもつ論理に対する実現可能性解釈の定義、(5)一般的余帰納型による既存プログラミング言語の拡張、(6)構成的集合と余帰納的定義を用いたプログラム検証、合成システムの実現、(7)ストリームプログラム、並行プログラム、セキュリティプロトコールの検証および合成実験、の研究を行うことを目的とした。

1.二階古典自然演繹の強正規化性に関してCPS変換をもちいたParigotの証明の誤りを指摘し、その原因であるCPS変換の継続消滅について論じ、オグメンテーションの概念を用いて証明を完成させた。2.12年度の研究により得られた論理体系を用いて、証明論的強さを調べることにより一般的余帰納型により表現できる関数の分類を明らかにした。3.ストリームプログラム、並行プログラム、セキュリティプロトコールの検証、合成の可能性を明らかにした。本研究の目的は、構成的集合と余帰納的定義をもつ構成的論理を構築し、この論理体系を用いて、余帰納型を用いたプログラムの性質を明らかにし、また、構成的集合と余帰納的定義を用いたプログラム合成システムを試作することであった。特に、(1)余帰納型に内在する計算の本質は何か明らかにする、(2)余帰納的定義の証明論的強さを調べることにより余帰納型により表現できる関数を分類する、(3)構成的集合と余帰納的定義を用いたプログラムの検証、合成を行うための論理体系の構築、(4)構成的集合と余帰納的定義を合わせもつ論理に対する実現可能性解釈の定義、(5)一般的余帰納型による既存プログラミング言語の拡張、(6)構成的集合と余帰納的定義を用いたプログラム検証、合成システムの実現、(7)ストリームプログラム、並行プログラム、セキュリティプロトコールの検証および合成実験、の研究を行うことを目的とした。本年度では次の研究を行った。(1)型理論の強正規化可能性および正規化可能性から対応するシーケントによる論理体系のカット除去定理を導く方法が一階述語論理に対して知られていたが、これを二階述語論理に拡張し、同様の結果が成り立つことを証明した。(2)実現可能性の新しい公理化を検討した。(3)例外処理計算系の強正規化可能性定理に対してCPS変換およびオグメンテーションを用いた証明方法を検討した。(1)置換簡約を含む構成的二階述語自然演繹の強正規化可能性定理を証明した。この体系は、選言、一階限量子、二階限量子およびそれに対する置換簡約を含む。原子選言の体系の強正規化可能性を先ずReducibilityと飽和集合を用いて証明し、次に二階述語自然演繹をこの体系に翻訳することにより,前者の強正規化可能性を後者のそれに帰着することにより証明を完成させた。(2)例外処理計算系の強正規化可能性定理に対してCPS変換およびオグメンテーションを用いた証明方法を検討した。
フリーメッシュ法による発展型CAE基盤ソフトウェアの開発

本研究では、領域分散並列型フリーメッシュ法に基づくCAEソフトウェアを生成するためのプラットフォーム的ソフトウェアを開発し、これをフリーソフトとして公開した。本ソフトの機能は,構造解析機能および,独自のプレーポスト機能を有するほか,スペインカタルニア工科大学の国際計算工学センターで開発されたプレーポストプロセッサであるGiDとの接続機能を持つ。本研究で得られた成果は以下のようにまとめられる。・機能追加を容易に行うための機構を実現するため、デザイン・パターンによる設計を行った。・三次元四面体高精度要素の開発を行い、これを用いたフレッシュコンクリートの三次元流動解析ソフトを開発した。さらに、コンクリートを骨材とモルタルの二相材料として解析できる三次元き裂進展解折ソフトを開発した。・3次元複雑形状の解析を行うことのできる、CADモデルから解折結果までシームレスに解析を行うシステムを作成し、混合モード亀裂進展解析を行った。・包装法(Gift Wrapping Method)に基づく準拘束デローニ分割を導入することにより,高速な並列処理が可能な局所要素作成アルゴリズムを開発した。これにより,従来法では作成することができなかった内部き裂を有する材料などのモデル化が可能となった。・動的解析への適用の一例として,3次元非定常熱伝導問題解析FMMプログラムを開発し,サンプル解析を行い,その妥当性を検証した。・2次元き裂伝播解析FMMプログラムを開発した。FMMプログラムにおけるJ積分評価法を開発し,FEM解と比較し,その妥当性を検証した。本研究は、領域分散並列型フリーメッシュ法に基づくCAEソフトウェアを生成するためのプラットフォーム的ソフトウェアを開発することを目的としており、本年度はその初年度として、以下の研究を行った。・機能追加を行うための機構を実現するため、デザイン・パターンを利用した基本設計の検討をい、プロトタイプとして弾塑性解析と動的解析機能の追加に関するテストを行った。・超並列計算機を用いた流体解析、並びに3次元複雑形状の解析に向けてのCAD周辺に関する技術的検討を行った。・局所要素生成時の不整合に対し、包装法を用いて局所要素生成をロバストかつ高速なものにした。また、不整合を生じた場合にも安定に解を得るためのNode-by-Node反復アルゴリズムを開発した。・フリーメッシュ法プログラムの並列性能および通信性能について調査検討を行った。単純形状のテスト問題を8台までのPCクラスタで解析し、ローカルメッシュ作成部分、剛性行列作成部分、剛性行列演算部分、応力・ひずみ計算部分に分けて、それぞれの並列効率およびJumpshotによる通信状況を検討した。自由度数、並列台数に応じて、それぞれ異なる特性を持つことを確認した。・2次元フリーメッシュ法の解析精度を上げるためにアイソパラメットリック要素を変換した三角形平面要素を開発した。この要素を用いて、コンクリートの破壊解析、流動解析に通用し良好な結果を得ることが出来た。・3次元複雑形状の解析を行うことの出来る、CADデータから解析結果までシームレスに解析を行うシステムについての検討を行った。本研究は、領域分散並列型フリーメッシュ法に基づくCAEソフトウェアを生成するためのプラットフォーム的ソフトウェアを開発し、これをフリーソフトとして公開することを目的として、本年度はアルファ版相当のプロトタイプを作成した。本プログラムは、ウェッブページよりダウンロード可能である。その他、以下の研究を行った。・機能追加のためのデザインパターンの検討を行い、アスペクト指向型プログラミングを実現するため、VisitorパターンおよびDecoratorパターンに基づく設計を行った。・昨年度に開発したニューラルネットワークのエネルギ最小化過程とのアナロジーから構成したNode-by-Node反復アルゴリズムについて、その並列非同期性に注目し、非同期アルゴリズムを並列計算機上に実装し、その安定性、計算速度向上に関する検討を行った。・昨年度開発したロバストな局所要素生成手法である、包装法の複雑形状への適用性およぴ大規模解析モデルヘの適用性について検討した。・コンクリート構造物の三次元解析への適用に関して、四面体高精度要素の開発を行い精度特性を明らかに、これを用いたフレッシュコンクリートの三次元流動解析ソフトを開発した。

さらに、コンクリートを骨材とモルタルの二相材料として解析する三次元解析モデルを開発し、アルカリ骨材反応によるコンクリートひび割れ,コンクリート円柱試験体の三次元ひび割れ解析等耐久性の問題やコンクリートの基礎的な諸問題の研究を進めた。・3次元複雑形状の解析を行うことのできる、CADモデルから解析結果までシームレスに解析を行うシステムのベータ版を作成し、混合モード亀裂進展解析を行った。本研究は、領域分散並列型フリーメッシュ法に基づくCAEソフトウェアを生成するためのプラットフォーム的ソフトウェアを開発し、これをフリーソフトとして公開することを目的として、本年度は昨年度作成されたアルファ版相当のプロトタイプを改良し,フリーウェアとして公開した。本ソフトの機能として,構造解析機能のほか,独自のプレ,ポスト機能を有するほか,スペインカタルニア工科大学の国際計算工学センターで開発されたプレ-ポストプロセッサであるGiDとの接続機能を持つ。その他、以下の研究を行った。・包装法(Gift Wrapping Method)に基づく準拘束デローニ分割を導入することにより,高速な並列処理が可能な局所要素作成アルゴリズムを開発した。これにより,従来法では作成することができなかった内部き裂を有する材料などのモデル化が可能となった。・コンクリート構造物の三次元解析への適用に関して、四面体高精度要素の開発を行い精度特性を明らかに、これを用いたフレッシュコンクリートの三次元流動解析ソフトを開発した。・動的解析への適用の一例として,3次元非定常熱伝導問題解析FMMプログラムを開発し,サンプル解析を行い,その妥当性を検証した。・2次元き裂伝播解析FMMプログラムを開発した。FMMプログラムにおけるJ積分評価法を開発し,FEM解と比較し,その妥当性を検証した。
PAC発現トランスジェニックマウスの作成と解析

これまでの10年は、GFP technologyの発達によって、光を使って生きた細胞内の分子や活性を観察できるようになった。次のステップは、光を使って生きた細胞の機能を外部から操作することで、細胞内のシグナルシステムのより深い理解を目指すことであると考えている(Gorostiza and Isacoff, Science 322:395-399,2008)。本研究は,ミドリムシで機能している光感受性蛋白を動物に遺伝子導入することによって、動物個体のシグナル伝達を光で操作する試みが新しい点である。具体的には、光感受性adenylyl cyclaseのトランスジェニックマウスを作成し、光をあてることで細胞内のcAMP濃度を操作できるようにする。目的の達成のため、当初はミドリムシphoto-activated adenylyl cyclase(PAC)を用いる予定であった。しかし、2009年5月に細胞内cAMPを光制御できる全く新しい,有力な分子が発表された(Nature.2009,458(7241):1025-9)。そのため、ミドリムシPACと新しい分子のどちらが最も適しているかをマウスを作成する前にin vitroで検討する必要が生じた。このため、マウス作成が当初予定より遅れ、研究費の一部繰越が必要となった(繰越の報告書参照)。検討の結果当初計画どおり、ミドリムシPACの方が優れていた。更にPACに膜移行シグナルを付けるか、抗体による認識tagを付けるか、蛍光蛋白との共発現についてもin vitroで検討した。この結果を踏まえ一部の神経でPACとRFPを共発現するトランスジェニックマウスを作製した。トランスジェニックマウスはほぼ正常に生育した。またPAC発現細胞の軸索も予想通り投射していた。以上、本研究の結果、cAMPの光制御と神経回路網の操作の研究の良いモデルマウスの作製に成功した。次のステップは、光を使って生きた細胞の機能を外部から操作することで、細胞内のシグナルシステムのより深い理解を目指すことであると考えている(Gorostiza and Isacoff,Science 322:395-399,2008)。本研究は、ミドリムシで機能している光感受性蛋白を動物に遺伝子導入することによって、動物個体のシグナル伝達を光で操作する試みが新しい点である。しかし、2009年5月に細胞内cAMPを光制御できる全く新しい、有力な分子が発表された(Nature.2009,458(7241):1025-9)。このため、トランスジェニックマウスの作製が遅れ、予算の繰り越しが必要となった。繰り越し分は主にマウスの飼育とそのcharacterizationのための消耗品である。以上、予算繰越の結果、繰越の原因となった問題点を解消しただけでなく、cAMPの光制御と神経回路網の操作のためのトランスジェニックマウス導入遺伝子の設計がよりよいものに改善された。
セリウム触媒を利用した人工制限酵素の開発および遺伝子繰作への応用

ARCUTの高機能化に関しては、pcPNAの末端にphosphoserineを修飾した第二世代のARCUTを開発した。これは、Ce(IV)/EDTA触媒をターゲット部位近傍へ濃縮することでARCUTの切断活性をさらに向上させるものである。この系を用いると、プラスミドDNAを50°Cで20時間処理することで目的断片を50%以上の収率で得ることができる。また、pcPNAの主鎖骨格に光学活性なリシンを導入することで、二本鎖DNAへのインベージョン効率を向上させることにも成功した。ARCUTの遺伝子組み換えへの応用に関しては、2つのプラスミドをARCUTにより直接組み換え、キメラ遺伝子を構築することに成功した。この人工ツールARCUTで構築したキメラ遺伝子は哺乳動物細胞内で正常に発現した。さらに、ARCUTを用いたλファージゲノム(48500塩基対)の切断に成功し、ARCUT切断により得られるλファージ由来の小断片をプラスミドベクターへ正確に挿入した。大腸菌ゲノムの切断も行ない、目的部位で切断が起きていることをサザンハイブリダイゼーションにより確認した。これらの知見はARCUTが各種ウイルスゲノムや高等生物の遺伝子組み換えツールとして応用可能であることを示しており、今後のバイオテクノロジーの強力なツールとしての広範な応用が期待できる。
分子ブロックを１次元階層ナノ構造体へ変換する汎用的手法の開拓

本研究では、1分子を機能性ブロックとした1次元階層ナノ構造体へ変換する汎用的手法を開拓することを目的とする。たった一つの加速された原子(イオン)の引き起こす化学反応を利用した本手法の有効性を示すため、有機薄膜太陽電池の材料として欠かせないサッカーボール状分子であるフラーレンをひも状につなぎ合わせ、1次元ナノワイヤーを形成する。このフラーレンナノワイヤーを、効率的に電子を流す電線の芯として有機薄膜太陽電池に応用し、変換効率の向上や安定性の向上を目指す。ポリチオフェン(P3HT)とICBAに適用し、逆デバイス構造の有機薄膜太陽電池を作成したところ、フラーレンナノワイヤーの数密度・長さを制御することで、ナノワイヤーなしのデバイスと比べて約2割の性能向上を実現した。また、フラーレンナノワイヤーないし全フラーレン太陽電池を作製し、評価と解析を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。ポリチオフェン(P3HT)とICBAに適用し、逆デバイス構造の有機薄膜太陽電池を作成したところ、フラーレンナノワイヤーの数密度が10^9 cm^-2、長さが70 nmの時に、ナノワイヤーなしのデバイスと比べて、約2割の性能向上を実現した。この増加はPCBMを電子輸送層とナノワイヤーとして用いたときよりも、効果が高いことが分かった。本課題では、研究者らが見出したフラーレンを1次元構造(ナノワイヤー)に変換する汎用的手法を用いて、さまざまな高分子・低分子・無機材料へ適用範囲を探索することを主眼としている。単に構造を作って観察するだけでなく、有機薄膜太陽電池へ適用して変換効率を向上させるという機能開拓も大きな目的としている。本年度では、フラーレン誘導体の一種であるICBAに適応し、太陽電池効率を約2割向上できた点は特筆できる。さらに、これまで通常の低分子はナノ構造体化することができなかったが、それを可能にする分子設計を見出した。したがって、次年度以降、本課題は飛躍的に進展すると期待できる。色素分子や低バンドギャップポリマーのナノワイヤー化し、P3HT・ICBAのBHJ膜とハイブリッド化して、P3HTが吸収できない長波長領域の光を利用できる有機薄膜太陽電池を作成し、さらなる高効率化を目指す。加えて本手法の特徴は、ナノワイヤーの一端が基板に必ず接合していることによるキャリア輸送経路の確保にある。このナノワイヤー形成技術を使えば、色素分子・低バンドギャップポリマーは“必ず"下の基板と化学的に結合しているため、活性層を塗布しても、それらがドナーあるいはアクセプター相の中で孤立することはない。したがって、本研究の手法では、これらの問題を根本的に解決し、色素増感有機薄膜太陽電池のブレークスルーとなりえる。フラーレンナノワイヤー太陽電池でも観測されたように、高効率化に向けては色素分子の側鎖を適切に設計することと、ナノワイヤー化プロセスでも数密度と長さの最適化が必要であると考えられ、材料の選択と併せて詳細に検討を行う。
21世紀に向けての経粘膜ワクチン:経鼻ワクチンの病理

本研究課題「21世紀に向けての経粘膜ワクチン:経鼻ワクチンの病理」では、経鼻ワクチン開発に向けての総括的基礎研究を行い、いくつかの重要な知見を得た。経鼻免疫は経口免疫と比較して高い抗原特異的抗体誘導能を示した。そのメカニズムは鼻関連リンパ組織(NALT)が重要な働きを担っており、特に胸腺依存抗原であるタンパク質抗原に対して重要であった。さらに鼻粘膜固有層には2種類のIgA産生細胞であるB-1細胞とB-2細胞が存在し、B-1細胞はTh2サイトカインの中でもとりわけIL-5に依存して分化・増殖の制御を受けていることが明らかとなった。それに伴い、B-1細胞のIgA産生にIL-5の関与が重要であることが明らかとなった。またTh2サイトカインの他に粘膜上皮細胞が産生するIL-15もこのB-1細胞の分化・増殖の制御の一役を担っていることが明らかとなった。さらにIL-15は、B-1細胞のIL-15レセプターの発現を誘導して細胞増殖・分化を制御しているが、IgAへのクラススイッチには影響がなかった。また、NALTの形成において、パイエル板や小腸の孤立リンパ小節を含めた全身の二次リンパ節が欠損しているリンホトキシンα欠損マウスを用いた実験においてもNALTの存在が認められた。このことからTNFファミリーのシグナルが一般に二次リンパ節の形成に必須であるのに対してNALTの形成には必要でないことが明らかとなった。現在、発生構築過程における粘膜免疫誘導組織であるパイエル板や小腸の孤立リンパ小節と比較して、NALTに特徴的な形成メカニズムの解明を行っている。鼻粘膜における抗体産生はB細胞から産生されるIgAがそのほとんどを占めている。ビブリオコレラの菌体外毒素であるコレラトキシンを粘膜免疫誘導調節剤として抗原とともに鼻粘膜免疫をしたところ鼻粘膜組織に抗原特異的なIgA抗体価が有意に上昇した。そこで鼻粘膜免疫誘導組織と言われている鼻粘膜関連リンパ組織よりリンパ球を分離し抗原特異的な刺激をin vitroで行ったところ、CD4^+T細胞の活性化が誘導され、この細胞は強いIL-4を中心としたTh2型サイトカインの産生を認めた。一方、鼻粘膜実効組織より分離したCD4^+T細胞を同様に抗原特異的に刺激した結果、B細胞がIgA抗体を産生するのに必要なIL-5,-6と-10の産生を認めた。これらの結果は、経鼻免疫によりNALTに抗原特異的ヘルパーT細胞の活性化が起こり、この細胞が粘膜実効組織にホーミングして抗原特異的な免疫応答を誘導している可能性が示唆された。一方、本研究結果より鼻粘膜固有層にはIgAを産生するB細胞の種類としてB-1とB-2細胞の2種類あることが明らかとなった。さらに粘膜免疫を司る他のIgAを産生する実効組織として唾液腺や腸管粘膜固有層が挙げられるが、これらの組織中にも鼻粘膜組織と同様に多くのB-1細胞の存在が明らかとなった。このB細胞は、細胞膜にIgA抗体を表出しているsIgA^+B-1細胞がB細胞全体の約10-20%程度存在しているが、Th2型サイトカインであるIL-5のリガンドであるIL-5レセプターを欠損させたマウス(IL-5R-/-)を用いた実験結果では粘膜実効組織中のB-1細胞のみが減少しており、粘膜誘導ならびに実効組織中のB-2細胞数にはほとんど変化を示さなかった。このことは粘膜実効組織におけるIL-5のシグナルがB-1細胞の分化および増殖に寄与し、その結果粘膜面より分泌されるIgA量に大きく影響することが明らかとなった。今後、径粘膜ワクチンを効果的に開発する場合はこのIgA産生B-1細胞の制御も十分に考慮する必要が認められた。

前年度、鼻粘膜固有層においてIgA抗体産生細胞にはB-1細胞ならびにB-2細胞から由来する2種類のB細胞が存在することを明らかにした。そしてこのB-1細胞は、T細胞が産生するIL-5によって増殖・分化することが明らかとなった。しかしながら、T細胞欠損マウスすなわちヌードマウスにおいても粘膜面においてIgA産生が認められることから、T細胞以外の細胞から産生される何らかの液性因子が粘膜面に存在するB細胞に影響があると考えられる。本年度は、これらの液性因子の検索を行った。粘膜上皮細胞から産生されるサイトカインは、IL-7、SCFなどリンパ球系に増殖因子として作用しているが、B-1細胞ならびにB-2細胞に分離した細胞と共に培養した結果、大きな変化は認められなかった。これは、IL-7、SCFなどの液性因子がB細胞の分化初期に必要であるというこれまでの報告と類似していた。そこで感染粘膜上皮より産生されるIL-15において同様の増殖実験を行ったところ、B-2細胞と比較してB-1細胞は有意に増殖することを認めた。さらに以前報告したB-1細胞増殖因子であるIL-5との共培養において相乗効果を認めた。これらの結果は、以前より粘膜面に多く存在することが知られているB-1細胞がB-2細胞と違った増殖・分化因子によって制御されていることを示している。さらにIL-15におけるIgA産生能をB-1細胞ならびにB-2細胞において検討したところ、B-2細胞と比較してB-1細胞にはIL-15に依存した強い抗体産性能が認められた。実際にIL-15をマウスに週3回、2週間投与したところ血清中のIgA抗体量には変化が認められなかったが、粘膜分泌物である糞便や唾液中におけるIgA生産量は有意に上昇した。さらに、IL-15に対する中和抗体を週1回、3週間投与した場合粘膜分泌中の抗体産生量は投与しない場合と比較して明らかにIgA産生量が減少した。またこのマウスの粘膜面における細胞分画をFACSで解析したところ、IgA産生量に依存して粘膜面の表面IgA陽性B-1細胞の割合が変化した。すなわち粘膜面におけるIgA抗体産生はその多くがB-1細胞に依存し、これまで知られているIL-5のみならずT細胞以外から産生されるIL-15が重要な働きを担っていることがあきらかとなった。今後の研究課題としてB-1細胞ならびにB-2細胞から産生される抗体の特徴に各種抗原に対しての違いがあるのかなどを踏まえて解析をしなければならない。またこれらの結果を基にして、今後はB-1細胞の特性を生かした経鼻ワクチンの効果的な開発を考慮しなければならない。本年度は、研究最終年度にあたり次世代を担う経粘膜免疫の中でも近年注目されている経鼻免疫の誘導メカニズムについて鼻粘膜誘導組織としての鼻粘膜関連リンパ組織(NALT)の役割を中心に検討した。NALTを含めた全身のリンパ節が欠損しているマウス(Id2^<-/->)を用いて解析を行った。Id2^<-/->マウスは、野生型マウスと比較して鼻粘膜および腸管粘膜から産生される総分泌型IgAや血清中IgA量には変化が認められなかったが、血清中IgG量は有意に上昇していた。鼻粘膜固有層中に存在するリンパ球をFACSで解析したところ、CD8^+細胞の著しい減少とNK細胞の欠如が認められた。胸腺依存性(TD)抗原としてOVAと粘膜免疫調節剤としてコレラトキシンを用い、Id2^<-/->マウスに1週間ごとに数回経鼻免疫した。
珪藻殻の現地性程度を指標とした法科学的な土壌試料の検査法の開発

茨城県土浦市恋瀬川河口周辺で現地調査を行い,水試料7点および道路堆積物試料2点を採取した.試料は30%の過酸化水素水で有機物分解を行い,カバーガラス上に滴下・乾燥後にマウントメディアを用いてプレパラートを作製した.珪藻分析では,出現した珪藻種を光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡を用いて同定し,1試料あたり約300殻を計数した.計数に際しては,完形の殻,破片の殻(60%以上),破片の殻(60%以下)に分類し,完形の殻および破片の殻の数の和が300殻となるまで計数し,60%以下の殻は300殻を計数するまでに出現した個数とした.出現した珪藻種について,Round et al. (1990)の属の記載に基づき,浮遊性種,一時浮遊性および着生に分類した.水試料中の珪藻群集については,河川から離れた地点の試料では5070%程が浮遊性種であり,その多くはAulacoseira ambiguaであった.道路堆積物試料については,90%程度が着生種であり,約7080%がNitzschia dissipataであった.Aul. ambiguaについて,地点毎に破片化率(破片の殻(60%以上)/完形の殻)を比較したところ,多産する地点においては約10%である一方,出現頻度が約20%の2地点では,6%および20%であった.また,着生種として多産したNit. dissipataにおいても同様に,多産した道路堆積物試料中の破片化率は約10%であり,出現頻度が約10%程度の試料での破片化率は10%から約60%までの範囲であった.現生試料においては,珪藻種の生息地点周辺では出現頻度が高く,現地性の高い殻が多く出現したため,破片化率が小さい値を示したと考えられる.また,科学捜査における土壌の比較検査においては,従来では群集組成を主としたものであったが,新たに破片化率が有用である可能性が示唆された.初年度導入予定であった試料前処理装置であるオスミウムコーターの導入が遅れたため.必要資機材においては手続きを実行中である.現在採取した試料においては,研究計画時に想定していた単縦溝類の珪藻種の出現頻度が少なかったため,より広域にわたる試料採取を実行し,両殻共存率の検討を進める.茨城県土浦市恋瀬川河口周辺で現地調査を行い,水試料7点および道路堆積物試料2点を採取した.試料は30%の過酸化水素水で有機物分解を行い,カバーガラス上に滴下・乾燥後にマウントメディアを用いてプレパラートを作製した.珪藻分析では,出現した珪藻種を光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡を用いて同定し,1試料あたり約300殻を計数した.計数に際しては,完形の殻,破片の殻(60%以上),破片の殻(60%以下)に分類し,完形の殻および破片の殻の数の和が300殻となるまで計数し,60%以下の殻は300殻を計数するまでに出現した個数とした.出現した珪藻種について,Round et al. (1990)の属の記載に基づき,浮遊性種,一時浮遊性および着生に分類した.水試料中の珪藻群集については,河川から離れた地点の試料では5070%程が浮遊性種であり,その多くはAulacoseira ambiguaであった.道路堆積物試料については,90%程度が着生種であり,約7080%がNitzschia dissipataであった.Aul. ambiguaについて,地点毎に破片化率(破片の殻(60%以上)/完形の殻)を比較したところ,多産する地点においては約10%である一方,出現頻度が約20%の2地点では,6%および20%であった.また,着生種として多産したNit. dissipataにおいても同様に,多産した道路堆積物試料中の破片化率は約10%であり,出現頻度が約10%程度の試料での破片化率は10%から約60%までの範囲であった.現生試料においては,珪藻種の生息地点周辺では出現頻度が高く,現地性の高い殻が多く出現したため,破片化率が小さい値を示したと考えられる.また,科学捜査における土壌の比較検査においては,従来では群集組成を主としたものであったが,新たに破片化率が有用である可能性が示唆された.初年度導入予定であった試料前処理装置であるオスミウムコーターの導入が遅れたため.必要資機材においては手続きを実行中である.現在採取した試料においては,研究計画時に想定していた単縦溝類の珪藻種の出現頻度が少なかったため,より広域にわたる試料採取を実行し,両殻共存率の検討を進める.初年度に導入予定のオスミウムコーターの取得が遅れ,次年度に導入する予定となったため.
網膜光受容体間基質の光応答に関する基礎的研究

1.緑色光および青色光照射ではラットの光容体間基質の光応答が発現するのに対し、赤色光照射では発現しないことから、光受容体間基質光応答の発現に関与しているのは、杆体視細胞であることが示唆された。2.ラットの明・暗順応網膜の光受容体間基質について電顕的に検索したところ、顆粒状の成分が、暗順応網膜では視細胞外節部全体にわたってびまん性に分布するのに対し、明順応網膜では色素上皮細胞突起表面に集積する像が検出された。すなわち光受容体間基質の分布が明暗で変化することが電顕的にも証明できた。3.遺伝性視細胞変性マウス網膜では、視細胞外節が形成されないか、あるいは中等度以上変性した時点で、光受容体間基質の光応答が消失することから、その発現に正常外節の存在が必要であることが判明した。4.N-グリコシド結合型糖鎖末端にシアル酸を付加する酵素であるβガラクトシドα2-6シアリルトランスフェラーゼのmRNAに相補的なRNAプローブを用い、ラット網膜の発現についてin situ hybridization組織化学的に検索したところ、光受容体間基質光応答が初めて観察される生後16日目に一致して増加している像が検出されたことから、N-グリコシド結合型糖鎖末端のシアル酸が、光受容体間基質の光応答の発現に重要な役割を果たしている可能性が高いことが判明した。一方、暗順応に比べ明順応網膜視細胞でそのmRNAの発現が増加している像が同定されたことから、2相性光応答の後半部分、すなわち明順応網膜の内節周囲の光受容体間基質成分の分布が光で増加するのは、光に応答して新しくその合成が増加したためであることが判明した。5.杆体視細胞周囲の光受容体間基質の電気抵抗は、錐体視細胞周囲に比べ低いことが判明したことから、杆体外節の過分極の変化は、光受容体間基質を介して、隣接杆体外節へ伝達される可能性が示唆された。1)3種類のフィルタ-(Kodak Wratten No.478,99,92)をそれぞれ通した青色光,緑色光,赤色光のいずれかを照射しながらラットを潅流固定することによって、光受容体間基質をそれぞれの波長の光の順応状態に瞬時に固定した。コロイド鉄および蛍光標識レクチンを用いて組織化学的に各々の光受容体間基質の分布について検索したところ,赤色赤照射網膜では暗順応型分布を示したのに対し,青色光および緑色光照射網膜では明順応型分布を示した。すなわち,青色光および緑色光は光受容体間基質の光応答をひきおこすのに対し,赤色光はひきおこさないことが同定された。以上の光波長の特性から,光受容体間基質光応答の発現に関与しているのは,杵体視細胞であることが推定された。2)ラット明・暗順応網膜の光受容体間基質の分布について,電子顕微鏡を用いて検索したところ,明順応網膜では,視細胞外節先端部,網膜色素上皮細胞突起表面に顆粒状の光受容体間基質成分が集積していた。暗順応網膜では,視細胞外節部全体にわたってびまん性に顆粒状の光受容体間基質成分が分布していた。一方,網目状光受容体間基質成分の明・暗での差は検出されなかったことから,光受容体基質は大きく2つに分類でき,それぞれ異なった機能(顆粒状成分は物質運搬,網目状成分は網膜・色素上皮細胞間の接着)を担っていることが推定された。