hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
雑種成犬を用いた2相性喘息発作発現モデルの開発

雑種成犬における抗原感作成立の確認:雑種成犬にエバンスブルーを静注し,回虫(Ascaris suum)抽出抗原, ,又はダニ抗原による皮内テスムを行う. 1530分後に膨疹を確認した場合陽性と断定し,同抗原により吸入暴露を行なった.抗原吸入試験:雑種成犬を麻酔後,抗原一万倍,千倍,百倍希釈液を超音波ネブライザーで5分間吸入させ,初期呼吸抵抗の2倍以上の増加(即時型反応)が生じることを確かめた.即時型反応後,メチラポン50mg/kg静注し血中コーチゾールを低下させた.約46時間後に遅延型反応が出現することを呼吸抵抗連続測定により確認した.遅延型反応出現中に屠殺し,片肺にて気管支肺胞洗浄を行い,他肺にて組織学的検索を行った.副腎皮質ホルモン合成阻害剤メチラポン投与により約1/31/2において2相性喘息発生反応を示した.メチラポン投与なしの犬では全く遅延型反応は示さなかったことにより, 2相性反応を示す例と示さない例との差は副腎皮質ホルモンに依存しており,副腎皮質ホルモンが低下している例では遅延型反応をおこしやすいと言える.これまで気管支喘息患者で何故,アレルギー反応後2相性反応をおこす例がいるか不明であったが,一つの解答が得られたと考えられる.遅延型反応後,気管支肺胞洗浄を行ったが,好中球が35%と上昇しており,遅延反応で好中球の関与が示唆された.組織学的には,単核球及び多核球の気管支周囲への浸潤が認められた.雑種成犬における抗原感作成立の確認:雑種成犬にエバンスブルーを静注し,回虫(Ascaris suum)抽出抗原, ,又はダニ抗原による皮内テスムを行う. 1530分後に膨疹を確認した場合陽性と断定し,同抗原により吸入暴露を行なった.抗原吸入試験:雑種成犬を麻酔後,抗原一万倍,千倍,百倍希釈液を超音波ネブライザーで5分間吸入させ,初期呼吸抵抗の2倍以上の増加(即時型反応)が生じることを確かめた.即時型反応後,メチラポン50mg/kg静注し血中コーチゾールを低下させた.約46時間後に遅延型反応が出現することを呼吸抵抗連続測定により確認した.遅延型反応出現中に屠殺し,片肺にて気管支肺胞洗浄を行い,他肺にて組織学的検索を行った.副腎皮質ホルモン合成阻害剤メチラポン投与により約1/31/2において2相性喘息発生反応を示した.メチラポン投与なしの犬では全く遅延型反応は示さなかったことにより, 2相性反応を示す例と示さない例との差は副腎皮質ホルモンに依存しており,副腎皮質ホルモンが低下している例では遅延型反応をおこしやすいと言える.これまで気管支喘息患者で何故,アレルギー反応後2相性反応をおこす例がいるか不明であったが,一つの解答が得られたと考えられる.遅延型反応後,気管支肺胞洗浄を行ったが,好中球が35%と上昇しており,遅延反応で好中球の関与が示唆された.組織学的には,単核球及び多核球の気管支周囲への浸潤が認められた.抗原暴霧による2相性の喘息発作(抗原負荷直後の即時型反応と6時間後の遅発型反応)のうち、即時型反応は30分で消失するのに対し、遅発型反応は発作時間が長いこと、気管支拡張剤で反応が抑えられないこと等より、難活性喘息発作に類似しており、遅発型反応の病態解明は、喘息発作治療上極めて重要である。私共は雑種成犬を用い、ステロイドホルモンが唯一遅発型喘息反応を抑える事実より、副腎皮質ホルモン合成阻害剤であるメトピロンを投与する方法により、2相性喘息反応作成モデルを試みた。メトピロンは70mg/kgを抗原負荷2時間前と、負荷後1時間の2回与えた。メトピロン処置群は10頭中8頭2相性反応を示し、メトピロン無処置群は10頭中0頭の反応をみた。即ち、メトピロン処置により2相性反応発現モデルを有意に作成しえたことを意味する。6時間後に2相性反応をみた群で肺胞気管支洗滌(BAL)を行うと、好中球が有意に出現していた。これに反し、2相性反応出ない群では、好中球の出現はほとんど正常犬と変らずみとめられなかった。好中球の出現は、炎症の結果として出現してきたのか、又は原因なのか今後の解明が待たれる。組織学的所見としては、末梢気道に好中球の出現が多く認められた他は、中枢側気道にもほとんど異常はなく、末梢気道が反応の場として重要であることが示された。今後本モデルを用いて、2相性反応発現機序の解明に努める予定である。
細菌における多様なリグニン由来芳香族化合物の外膜・内膜輸送システムの全容解明

細菌を用いたリグニン由来芳香族化合物からの高効率な物質生産系を構築するには、代謝系の改良に加えて、基質の取り込み能の強化が有効と考えられる。本研究では、多様なTonB-dependent receptorが関与すると推定される芳香族化合物の外膜輸送システムを明らかにするとともに、内膜輸送体遺伝子を同定し、リグニン由来芳香族化合物の取り込みシステムの全容解明を目指す。さらに、外膜・内膜輸送体遺伝子の高発現が、物質生産の効率向上に寄与するかを検証する。
ラクタム類及びキノン二量体類の多様性指向型合成と物性評価

多様性指向型合成は、標的化合物だけでなくその類縁体を含めた化合物群(ライブラリー)を標的とした合成である。この合成法は、合成化合物群の中から特異な機能や活性を有する分子を探索する際に、その威力を発揮する。しかしながら、多様性指向型合成では複数の化合物を系統的に合成するため、従来とは異なる合成戦略が必要とされる。本研究では、ラクタム類とキノン二量体類をそれぞれ共通鍵中間体から一挙に合成する戦略を実践した。合成研究の結果、多くの天然物や合成アナログを効率的に合成することに成功した。さらに合成化合物の物性・活性の結果、有用化合物を選抜することができた。【ラクタム類の合成】三環性のγ-ラクタム天然物rubrobramideはマウス白血病細胞に対する細胞毒性を有する。この化合物の相対立体配置はすでに決定されているが、絶対立体配置は未決定である。一方、δ-ラクタム天然物flavipucineは抗菌活性をもつ。また、その骨格転位体として、isoflavipucineという天然物も単離されている。本年度、我々は、独自に開発したDarzens反応を利用し、(±)-rubrobramide、(±)-flavipucine、isoflavipucineの三つの天然物の効率的な合成法の開発に成功した。またrubrobramideの光学分割に成功し、両エナンチオマーを得ることができた。さらに光学分割したrubrobramideの絶対立体配置を振動円二色性(VCD)励起子キラリティー法により決定することにも成功した。【キノン二量体類の合成】Juglocombin A/Bやjugloresceinは放線菌から単離された天然物である。これら天然物の構造は平面構造のみが報告されており、相対及び絶対立体配置は不明のままであった。我々はo-キノンメチド中間体を経たキノン二量化反応を開発し、その反応を骨格形成の鍵反応として利用して、juglocombin A/Bの安定誘導体とjugloresceinの全合成に成功した。さらにこれら化合物の合成を通じて、未決定であったこれら化合物群の絶対立体配置を確定することに成功した。【ラクタム化合物の合成と生物活性】【キノン二量体の合成】前年度、o-キノンメチド中間体を経たキノン二量化反応を鍵反応とした用い、天然物juglocombin A/Bの安定誘導体とjugloresceinの全合成に成功した。さらにこの合成を通じて、未決定であったこれら化合物群の絶対立体配置を確定することに成功した。本年度、シクロペンタジエニル構造を有する天然物juglorubinの全合成を達成した。本化合物の全合成は世界初である。【ラクタム化合物に関する研究】現在までに合計5つのラクタムの効率的な合成法を確立した。合成化合物の生物活性を測定した結果、いくつかの化合物に新規な生物活性を見出すことができた。さらに、一連の活性試験の結果から、構造活性相関も明らかになりつつある。【キノン二量体に関する研究】前人未踏であったキノン二量体天然物juglorubinの全合成を達成した。合成中間体を含め、数多くの誘導体を合成することに成功した。以上の研究成果は世界的にも高く評価されると自負している。【ラクタム化合物の合成と生物活性】これまで合成したラセミ体の天然物と合成アナログの細胞毒性試験と抗菌活性試験を実施した。その結果、flavipucineが各種がん細胞に対して強い細胞毒性を有することを見出した。この研究により世界ではじめてflavipucineががん細胞に対して毒性を示すことが明らかになった。一方、berkeleyamide Dとphenylflavipucineはヒト食道がん由来TE-8細胞にのみ弱い細胞毒性を示した。さらに、flavipucineとphenylflavipucineは枯草菌に対して強い抗菌活性を示し、phenylflavipucineが大腸菌に対して弱いながらも抗菌活性を示すことを明らかにした。flavipucineの抗菌活性は、静菌作用ではなく、殺菌作用であることを明らかにした。【キノン二量体の合成】本年度、シクロペンタジエニル構造を有する天然物juglorubinの全合成を達成した。この合成では、6-6-5-6-6員環から6-6-5-9-6員環への新規骨格変換反応を開発することができた。また、単量体天然物juglomycin Cからjuglorubinへのワンポット合成にも成功した。この結果から、juglorubinの生合成経路では、1juglomycin Cの二量化、2生じたヒドロキノンの酸化、3五員環の炭素ー炭素結合の酸化、4炭素ー炭素結合開裂反応と脱水反応が順次、進行することを明らかにした。また、合成化合物の機能や活性を評価した結果、長波長で発光を示す化合物や、強い抗菌活性を有する化合物を見出すことに成功した。

さらに合成化合物の物性・活性の結果、有用化合物を選抜することができた。本研究で確立した合成法は、多くの関連天然物や誘導体合成にも適応可能である。次年度は、それら天然物やその誘導体の合成と生物活性の探索を行う。【ラクタム化合物に関する研究:】ラクラム化合物の構造活性相関を明らかにして、その作用機構を分子レベルで明らかにする。【キノン二量体に関する研究】これまで合成したキノン二量体天然物及び誘導体の生物活性を測定する。さらにその作用機構を分子レベルで解明する研究にも着手する。生物有機化学研究が当初の予想以上に潤滑に進んだために、次年度使用額が生じた。予定していた実験を次年度に延期したため。本年度の研究成果に基づき、次年度はさらに数多くの化合物の合成が期待できる。本予算を、合成や生物活性の測定に必要な試薬や器具の購入に充てる予定である。実験で必要な試薬の購入に使用する。
高分解能NMRによるGroE-基質複合体の直接観測

大腸菌の分子シャペロンであるGroELは変性した蛋白質を基質として認識・結合し、GroESおよびATP存在下でその蛋白質の折れたたみを補助することが知られている。本研究では、GroELに結合する際の基質蛋白質の構造変化を詳細に調べることを目的とし、基質蛋白質として分子内部に3つのジスルフィド結合を有するヒトβ2グリコプロテインIドメインVを用いて、ジチオスレイトールによるジスルフィド結合の還元反応およびNMRによる重水素交換反応の追跡を行った。ジチオスレイトールなどの還元剤による分子内ジスルフィド結合の還元速度は、蛋白質の安定性・立体構造に大きく依存する。本研究ではまず、GroEL存在下、非存在下においてジチオスレイトールによるドメインVの還元反応を逆相HPLCを用いて追跡した。その結果、GroELの存在により基質蛋白質の分子内ジスルフィド結合の還元速度が著しく増加することが明かとなった。さらに、還元速度の増加は共存するGroELの浪度に依存していた。次に、GroELとの結合が基質蛋白質の構造に及ぼす影響を個々のアミノ酸残基について詳細に解析するためにm15N安定同位体標識したドメインVを用いて、NMRによる重水素交換反応の追跡を試みた。まずGroEL非存在下でドメインVの重水素交換反応を行ったところ、溶媒から強く保護されているコア領域の存在が確認された。さらにGroEL存在下において同様に重水素交換反応を行ったところ、非存在下において交換から強く保護されている残基においても反応が速やかに進行し、分子内部に存在する安定なコア領域が崩壊していることが示唆された。これら一連の結果により、GroELとの結合により、基質蛋白質において分子全体にわたって大規模な構造変化が引き起こされるということが明らかとなった。なお、本研究成果はProtein Science誌に発表した。大腸菌の分子シヤペロンであるGroELは変性した蛋白質を基質として認識・結合し、GroESおよびATP存在下でその蛋白質の折れたたみを補助することが知られている。本研究では、GroELに結合する際の基質蛋白質の構造変化を詳細に調べることを目的とし、そのために基質蛋白質として分子内部に3つのジスルフィド結合を有する、ヒトβ2グリコプロテインIドメインVを用いて、ジチオスレイトールによるジスルフィド結合の還元反応およびNMRによる重水素交換反応の追跡を行った。ジチオスレイトールなどの還元剤による分子内ジスルフィド結合の還元速度は、蛋白質の安定性・立体構造に大きく依存することが知られている。さらに、還元速度の増加は共存するGroELの濃度に依存していた。次に、GroELとの結合が基質蛋白質の構造に及ぼす影響を個々のアミノ酸残基について詳細に解析するために、15N安定同位体標識したドメインVを用いて、NMRによる重水素交換反応の追跡を試みた。まずGroEL非存在下でドメインvの重水素交換反応を行ったところ、溶媒から強く保護されているβストランドからなるコア領域の存在が確認された。
日本列島におけるキリギリス類の種分化に関する研究

1.日本列島に広く分布するヒメギス属は、旧北区東部から広く見られるもので、従来Metrioptera属に属するとされていたが,この地域のものはそれまでの亜属のひとつEobianaに相当すると考えられ,しかもこれを属レベルに扱うことが望ましいと考えられたので,これを独立属として認めた。この属にはイブキヒメギスとengelhardtiの2種が含まれていて,後者にはシベリアヒメギスとヒメギスの2亜種が含まれると結論づけ、これらの属、種,亜種の記載をそれぞれ行った。2.本州に分布するキリギリス類のうち,広く分布するヒメツユムシ属Leptoteraturaはalbicorne,すなわちヒメツユムシ,1種があるが,本属の雄は特異な外部生殖器をもつことによって、琉球列島に産する国属のものとは系統を異にするように思われる。そしてこの系統が中国大陸に由来をもつであろうと推定していたが(Yamasaki,1982),フィラデルフィアの自然科学アカデミーにあるXiphidiopsis omeiensisを検したところ,ヒメツユムシalbicornisそのものであることがわかったので,日本のものとその後に得られた中国産の材料を比較し,あわせて東南アジアの本属の種分化について仮説を提出した。これで琉球列島の異起源と思われる本属の種の起源が問題になってきた。3.日本産EobianaとLeptoteratura2属の日本への侵入ルートを考察した。それによれば、ヒメギスEobiana engelhardti subtropicaは明らかに大陸側のE.engelhardti engelhardtiから分れた島嶼型で、北海道経由,本州へと侵入した。一方,イブキヒメギスEobiana japonicaはヒメギスから分化したとも、朝鮮半島から九州を経由して侵入したとも考えられ,今後、朝鮮半島の調査が必要と考えられた。本州産ヒメツユムシLeptoteratura albicorneは同種が中国大陸で確認され,亜種の問題もあるが,明らかに朝鮮半島経由といってよいと思われる。本年度の、とくに1993年夏期につづいた低温は、さまざまの昆虫の生育を阻害し、各地で成虫の発生が遅れた。加えて、この年は大きな台風が週末ごとにくるということで、野外調査の条件としては最悪の年であった。本年度の調査でもっとも重点をおいたのは、九州以南の地方であったが、いずれも気象条件にめぐまれず、めだった成果はなかったが、沖縄の調査で、オキナワキリギリスの生態についてかなりくわしく調べることができたのは、幸いであった。再度調査を行って、音声などの分析を完成させたいと考えている。つぎに、本年度、上記研究課題で研究を行ったもので発表したものについて述べる。1.日本列島にひろく分布するヒメギス属は、旧北区東部から見られるもので、従来Metrioptera属とされていたが、この地域のものはそれまでの亜属のひとつのEobioanaに相当すると考えられ、しかもこれを属レベルに扱うことが望ましいと考えられたので、これを独立属と認めた。この属には、イブキヒメギスとengerhardtiの2種が含まれ、後者にはシベリアヒメギスとヒメギスの2亜種が含まれると結論づけ、これらの属、種、亜種の記載をそれぞれ行った。2.シブイロカヤキリモドキは群馬県以西にみられるが、琉球列島に出現するものでは、ややその出現が早いので、異なる系統のものか、同種の生態型を異にするものか、よく調べなければならないことを論じた。

本年度、とくに1994年においては、日本列島は猛暑に見舞われ、一昨年の夏期につづいた低温による異常気象同様、各地で成虫の発生に乱れが生じ、野外調査のやりにくい年であった。西日本全体が年間の降水量が低く、水不足のところに飛びこんだようなものであった。沖縄(宮古島)での調査はそれでも通常年と同様の印象を受けたが、四国(松山)方面の調査は、高温による乾燥がひどく、同地では調査としては成果にめぐまれなかった。宮古島の調査は、オキナワキリギリスの再度の調査であるが、音声についてはよい録音ができ、現在分析中である。採集された個体はすべて成虫であったため、よい染色体像を得るため、次回はより早い時期に調査をおこなうとよいことがわかった。つぎに、本年度、上記研究課題で研究を行ったもので論文にしたものについて述べる。本州に広く分布するヒメツユムシ属Leptoteraturaはalbicorne 1種であるが、本属の雄は特異な外部生殖器をもつことによって、琉球列島に産する同属のものとは系統を異にするように思われる。そしてこの系統が中国大陸に由来をもつものであろうと推定していたが(Yamasake,1982)、フィラデルフィアの自然科学アカデミーにあるXiphidiopsis omeiensisを検したところ、L.albicorneそのものであることがわかったので、日本のものと中国のものと比較し、あわせて東南アジアの本属の種分化についての仮説を提出した。これで琉球列島の異起源と思われる本属の種の起源が問題になってきた。本年度、とくに1995年は、日本列島が2年前の夏の連続低温、1年前の夏の連続高温、すなわち猛暑に見舞われたため、夏期の異常気象が長引き、梅雨時の長い低温につづき、ついで急激に猛暑に入った。このため昆虫の成虫の発生の乱れは著しく、野外調査のきわめてやりにくい年であった。調査は3回行われ、第1回は新潟県佐渡ケ島で行った。悪天候の中、現在研究中のキリギリスを採集し、音声も録音することができた。ついで、南西諸島および琉球列島への調査にすすみ、一般的な調査を行ったが、通常年であれば、調査によいと思われた時期であるが、ここでは低温が早くきて、ヒメツユムシの生態などは調査ができず、あまり成績は上げられなかった。今回の調査での収穫は、ヒメツユムシの佐渡における分布が判明したこと、また中国大陸との関連がますます強くなってきたこと、また琉球列島のタイワンクツワムシの生態をかなりよく調べられたことである。ヒメツユムシに関しては、まだ生態がどうしても究明できないが、肉食性であることはわかってきた。したがって、飼育は可能性が高いと思われる。つぎに、本州のクツワムシは夏に成虫が出るが、タイワンクツワムシは秋に成虫になること、それまでにネジレバネという特殊な寄生昆虫がとりつくが、第2の種と思われるものも得られ、この寄生昆虫から逆にタイワンクツワムシの起源を探ることができるのではないかと考えられ、今後このことに注目すべきと思われた。
合金およびセラミックスにおける照射誘起スピノ-ダル分解

1.FeーMo、CuーNi、CuーTi、NiーAuおよび若干のセラミックスに1MeV電子線や30keVHe^+イオン照射を行い、スピノ-ダル温度(Ts)を調べた。その結果Τsはほぼ各合金の化学スピノ-ダル温度まで上昇することが判明した。この照射誘起スピノ-ダル分解に伴う変調構造を高分解能電顕法によって原子レベルで観察したところ、予想される濃度変調下の格子面間隔の変動が非常に小さいことが明らかになった。さらに弱ビ-ム暗視野法により、格子間型転位ル-プの核形成が濃度変調の周期に一致して生ずることをも明らかにした。このことは、濃度変調による整合歪の緩和が二種類の照射点欠陥、つまり格子間原子と空孔、の周期的配列によるものであることを強く裏付けており、上記の結果等をも考慮すると、この歪緩和が照射誘起スピノ-ダルの分解の主因であると結論された。2.照射誘起スピノ-ダル分解による変調構造の周期は、理論的に予測される照射温度ならびに照射電子線束密度依存性等を示した。つまり、照射温度の上昇および照射電子線束密度の減少につれてその周期は長くなるが、整合スピノ-ダル温度よりも数100Kも高い温度領域でも数nmという値である。したがって、例えばFeーMo合金内では常磁性である高Mo濃度領域内に平均直径数nm以下という強磁性領域が出現することになる。この強磁性領域は単一磁区構造になっていると考えられ、高温領域まで高保磁力の維持が期待できることが判明した。
癌幹細胞の発生分化制御機構の解析

我々の今までの解析よりHLH型転写制御分子HHMがヒト前癌性病変におけるマーカー蛋白になる可能性があり、HHM蛋白の発現制御、その機能解析を行っていくことで肝発癌における"肝幹細胞"と"癌幹細胞"の違いについて明らかにできると考え研究を進めてきた。また新規化合物の化学構造の解析だけでは生体内における薬物動態、効果の評価は困難であり新たな薬物スクリーニングシステムの開発が必要であると考えた。マウス、ラットの系は個体が大きく、多種の新規化合物を用いた大規模な抗癌物質のスクリーニングには不向きである。その問題点を解決するため、我々はヒトと同じ小型の脊椎動物であるメダカモデルを用いて肝発癌モデルを作成することで新たなスクリーニングシステムを構築したいと考え研究を行なった。今年度は研究成果として、HHMと同じHLH型転写制御分子のId2の肝星細胞の増殖・制御機構の解析を行なうとともに、メダカモデルを用いて肝硬変モデル、肝線維化モデルを確立し、その成果をアジア太平洋肝臓会議、アメリカ肝臓学会で報告した。これらのモデルは肝発癌を誘導する周辺環境の誘導モデルになると考える。我々は、dominant inhibitory型Helix-Loop-Helix型の転写制御分子であるHuman Homologue of Maid(HHM)をクローニングし、肝発癌における役割の解析を行ってきた。その結果、HHMは肝前癌性病変Adenomatoushyperplasiaで発現が増加しており、肝前癌性病変のマーカー蛋白となり得ること、そして、HHMの強制発現により細胞のreplicationが促進され、HHMが肝発癌をinitiateする分子であることを明らかにした(Gastroenterology128,1369-1380,2005)。以上より、HHM蛋白の発現制御とその機能解析を通じて、肝発癌機構の解明に迫れると考えられ、今回我々は、メダカモデルを用いた癌幹細胞の分化制御機構に関する研究を行った。今年度、HHM-TGメダカの作製に取り組み、現在、F1、F2世代まで進行している。さらに、5'RACEおよび3'RACEによりHHMのZebrafish Homologueを同定した。これらにより、メダカとゼブラフィッシュを用いたHHMの検討を推進する基盤ができたと考える。また、メダカコリン欠乏アミノ酸置換食モデルの検討により、本モデルとヒト非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の類似性を見出した。その成果はアメリカ肝臓学会(AASLD)およびアジア太平洋肝臓学会(APASL)という国際学会で報告した。
河原温の秘匿された「生涯と制作」の解明

本年度の実績は、以下4点である。1)遺族提供の制作記録資料の分析調査:河原温の遺族から提供された制作記録資料は「DATE PAINTING」「I GOT UP」「I AM STILL ALIVE」シリーズについての作家の手控え(タイトル・リスト、発信記録)である。この資料の解析に着手し、複数のシリーズの相互連関の調査に入った。作家自身が秘匿してきたと理解されてきた「実生活」の側面は、実は作品の表層に露出されてきた、と捉え直すことができる。2)河原温の思想を軸にした美術館での展覧会の企画と開催:「言語と美術ー平出隆と美術家たち」展(2018年10月2019年1月/DIC川村記念美術館)において、当研究者がすべてを企画し、また美術に関わる「言語/形象」の構造体として、建築家青木淳との協働により、会場を「言語」と「形象」との「終わりなき対話」として設計した。その中心線には河原温によっても注目された企画者制作のPrinted Mattersを置くことで、本研究で追求してきた「言語と形象」問題の核心を構造的に示しえた。3)展覧会のアーカイヴ化:展覧会のアーカイヴ化を開始することによって、河原温はじめ、相関しあう美術家たちにとっての「言語/形象」的思考を、web空間においても構造化するプロジェクトを開始した。これは展覧会の再現・保存というのみならず、それに即して制作された図録を土台とし、補完していく対象とし、永続的な研究システムとして活用していくものである。DIC川村記念美術館での展覧会「言語と美術ー平出隆と美術家たち」展は、河原温を中心とした10人ほどの同時代の芸術家と本研究者との間に長年にわたる「言語/形象」の「対話」関係を示そうとするものとなった。当研究者の「言語/形象」の思考に沿った展覧会会場の設計、およびその構造を反映させた『展覧会図録』に対しての鑑賞者一般及び研究者からの反響は大きく、研究が運動体となっていく感がある。また、アーティストブックを中心にした資料体の蒐集も順調に進んでおり、特に制作記録資料については、各シリーズ資料間の連関調査による「生涯という多次元構造体」を明らかにする段階にまで進んだ。さらには、河原温における「印刷」や「書物」をめぐる研究から「空中の本」「AIR LANGUAGE」という概念が把握され、問題の共有化に向けて飛躍的に進捗したことを確信した。現在までの進捗状況を踏まえ、展示のために青木淳の設計した器の保存や展覧会のweb上のアーカイヴ化や海外への展開計画など、他の研究者、学芸員とともに新しい研究システムの構築を目指す研究会を定例化した。また、研究成果として当該作家の評伝執筆、出版社からの刊行を計画している。今後の方向として、河原温を中心にした「原子物理学的書物論」「形象的思考の構造化」といった課題が掲げられている。本研究で継続的に主題とした「言語/形象」の問題系は、広く共有しやすい概念として「空中の本へ=AIR LANGUAGEプログラム」と名づけ、研究を推進するとともに外部への発信を行うものとする。河原温は、自身の展覧会にまったく姿をあらわさず、写真を撮らせず、手跡を残さない、自作について語らないという、徹底した「作家神話排除」を行なってきた作家であった。したがって、その生涯の事実調査は、きわめて困難な課題としてありつづけた。しかし、平成26年度の逝去によって、調査研究の環境は一変した。河原温の遺志を承けて、遺族が当該研究者に対して、資料提供を開始したからである。この流れのうちで、平成28年5月、遺族から「DATE PAINTING」「I GOT UP」「I AM STILL ALIVE」シリーズについての、作家自身の詳細な手控えの写し(タイトル・リスト、発信記録など)という重要資料が提供された。これにより、研究が新しい段階に入ったといえる。河原温の制作物には、すべて日付が本来的に付帯する。このことは、生涯の制作の時間軸が、複数の作品のシリーズにおける日付から一体化して取り出せることを意味する。たとえば、ある一日において、複数のシリーズが制作された相互連関の様子などが判明するわけである。これまで、作品が世界中に散らばっている以上、それを一挙に調査することは不可能であった。ところが、上記の資料により、飛躍的に可能になった。まだ「I MET」「I READ」やというシリーズの手控え資料が不足している。とはいえ、概念芸術の付帯する記録性によって、作品そのものの日付を通じ、作家自身によって忌避されたはずの伝記的記述が可能になるという次第である。しかしこの逆説は、作家の当初からの狙いであったとも考えられる。膨大な資料を入手したことにより、その生涯についての執筆方法が確定し、当初の計画を超えて進展しているといえる。ただし、これを言語化する作業もまた膨大な時間を必要とする。言語化作業を推進させるためのメディアの利用方法を検討中である。ニューヨーク定住以後の河原温は、徹底して「作家」の実像の排除を行った。これはコンセプチュアル・アートの制作行為の一部でもあった。それはたとえば、自身の展覧会に姿をあらわさない、インタビューに応じず、自己解説をしない、肖像写真を出さない、プロフィールの記述にも「生年」を記さず、その時点までの生きた日数を記す、などである。しかし、平成26年の作家の逝去によって、このような作家主導の状況は当然ながら一変した。

河原温自身の遺志を受けた遺族は、本研究者に対して平成28年5月、「DATE PAINTING」「I GOT UP」「I AM STILL ALIVE」シリーズについての作家の手控え(タイトル・リスト、発信記録など)を提供した。これにより、新段階を迎えた研究は、平成29年度、複数のシリーズの相互連関の調査に入った。河原温の複数の制作物から、一つの時間軸を取り出す作業である。これは厳密な意味では「伝記的」記述ではなく、あくまでも作品自体とその周辺からのみ導き出される時間軸であり、その一本化である。こうして、概念芸術に付帯する記録性によって、作家自身が語ることを避けていた記録性は、実はあらかじめ作品の中に込められていたものと判明する。すなわち、ここでの対象は、日本時代に関しては、雑誌などにあらわれた限りの事象に限定し、ニューヨークなど海外時代に関しては、概念芸術の作品から導き出される事象に集中している。また、河原自身の綿密な設計と指示によるI READの刊行(2018年1月)は、死後の刊行でありながら、特記すべき事件であり、刊行と同時に購入し研究を開始した。多くの資料を入手したことにより、当初の計画を超えて進展しているといえる。ただし、言語化作業の量、すなわち達成目標も、資料の多さに比例して非常に増大している。また、DIC川村記念美術館は、平成30年1月に本研究者の制作による一連のメールアートを中心に、それを同時代芸術を関連付ける企画を提案してきた。この展覧会は河原温を含む20人ほどの同時代の芸術家と本研究者による実践的な「言語/形象」探究との間に「対話」関係を示そうとするものである。平成30年10月から平成31年1月まで同美術館で開催される。このため、本研究の成果報告の一機会となるものとして、この提案を受け、1月より展示等の準備に入った。本年度の実績は、以下4点である。1)遺族提供の制作記録資料の分析調査:河原温の遺族から提供された制作記録資料は「DATE PAINTING」「I GOT UP」「I AM STILL ALIVE」シリーズについての作家の手控え(タイトル・リスト、発信記録)である。この資料の解析に着手し、複数のシリーズの相互連関の調査に入った。作家自身が秘匿してきたと理解されてきた「実生活」の側面は、実は作品の表層に露出されてきた、と捉え直すことができる。2)河原温の思想を軸にした美術館での展覧会の企画と開催:「言語と美術ー平出隆と美術家たち」展(2018年10月2019年1月/DIC川村記念美術館)において、当研究者がすべてを企画し、また美術に関わる「言語/形象」の構造体として、建築家青木淳との協働により、会場を「言語」と「形象」との「終わりなき対話」として設計した。その中心線には河原温によっても注目された企画者制作のPrinted Mattersを置くことで、本研究で追求してきた「言語と形象」問題の核心を構造的に示しえた。3)展覧会のアーカイヴ化:展覧会のアーカイヴ化を開始することによって、河原温はじめ、相関しあう美術家たちにとっての「言語/形象」的思考を、web空間においても構造化するプロジェクトを開始した。
双子葉植物・バラ類における初期形態進化の解明

被子植物の大部分を占める真正双子葉植物の初期形態進化を明らかにすることを目的として、ミツバウツギ科(クロッソソマ目)とブドウ科(ブドウ目)の生殖器官の比較解剖学的研究を行った。ミツバウツギ科の研究から、珠心帽の形成がクロッソソマ目を特徴づける重要な形質であることが明らかになった。また、種皮の形成様式はバラ類の進化を考える上で重要な情報である事が示唆された。本研究は被子植物の大部分を占める真正双子葉植物の進化の初期段階で、どのような形態進化が起きたのかを明らかにすることを最終目的としている。そのために、特にバラ類に着目し、バラ類が独自にもつ特徴、つまりその共有派生形質を見つけ出すことを目的としている。その第一段階として、バラ類の中の系統上重要な位置にあるブドウ目、クロッソソマ目、ハマビシ目、キントラノオ目から幾つかの植物を選び出し、その種皮の形態やその発生を詳しく調べることを計画した。本年度はキントラノオ目のなかで最初に分岐するクリソバラヌス科の種皮形態に関して研究を行う計画であったが、その種皮は非常に堅く顕微鏡切片を作製するのには熟練が必要であった。また、研究協力者(大学院生)の変更があったため、次年度以降に計画していたブドウ科(ブドウ目)、ミツバウツギ科(クロッソソマ目)の種皮に関する研究を先に行うこととした。ブドウ科の研究では、静岡県内においてブドウ科3属5種の花の蕾から成熟した果実までの採集を行った。採集した材料の顕微鏡切片を作製し、その生殖器官の解剖学的特徴を調べた。その結果、胚珠が倒生すること、内珠皮と外珠皮が比較的薄い細胞層からなること、胚珠がパキカラザであることなどがわかった。ミツバウツギ科の研究では、静岡県内および高知県において2属3種の花および果実の採集を行った。観察の結果、調べた3種で胚珠が倒生、胚のう形成が通常のタデ型、内珠皮が3細胞層、外珠皮が4細胞層であることで共通していた。しかし、成熟した種皮がミツバウツギで外種皮中層型であったのに対してショウベンノキにおいて外種皮中外層型であることがわかった。ミツバウツギ科のこれらの研究をまとめて富士学会2014年度春季学術大会(静岡県富士市)で発表した。本年度は前年度から継続して行っている、ブドウ科とミツバウツギ科の種皮の形態に関する研究のまとめを行った。ブドウ科の研究では、静岡県内においてブドウ科3属5種の花の蕾から成熟した果実までの解剖学的特徴について調べた。ミツバウツギ科の研究では、静岡県内および高知県と鹿児島県において2属3種の花および果実の採集を続けた。以上の研究を投稿論文としてまとめ、植物学会2015年度大会(新潟県新潟市)で発表することとした。本年度も前年度から継続して行っている、ブドウ科とミツバウツギ科の種皮の形態に関する研究のまとめを行った。しかし、成熟種子の種皮の構造とその発生の詳細がはっきりしないまま残された。ミツバウツギ科の研究では2属3種の花および果実を採集し観察した。その結果、生殖器官の解剖学的特徴ではミツバウツギ科2属3種はほとんどの特徴で共通しており、クロッソソマ目の他の科とも共通していた。

一方で、胞原細胞の数、珠心の側膜細胞の厚さ、種皮の維管束の発達、珠孔の長さ、珠心帽の形成の有無、種皮の構造について、変異が見られた。特に、珠心帽の形成はキブシ科と共通しており、重要な共有派生形質であることが示唆された。以上の結果を植物学会2015年度大会(新潟県新潟市)で発表した。また、論文にまとめPlant systematics and evolutionに投稿した(投稿中)。平成27年度はブドウ科とミツバウツギ科の研究を継続した。研究結果をまとめて日本植物学会で発表を行ったほか、投稿論文にまとめた。平成27年度までにブドウ科の研究では、静岡県内においてノブドウ、エビヅル、ヤマブドウ、ツタ、ヤブガラシの花の蕾から成熟した果実までの採集を行った。採集した材料の顕微鏡切片を作製し、その生殖器官の解剖学的特徴を調べた。その結果、胚珠が倒生すること、内珠皮と外珠皮が比較的薄い細胞層からなることが分かった。これらの特徴は他のバラ類植物にも見られ、共通していた。しかし、胚珠がパキカラザをもつことなどブドウ科独自に発達する構造などが見られたため、成熟種子までの種皮の詳細な発生の過程を明らかにすることができなかった。ミツバウツギ科の研究では、静岡県内においてミツバウツギとゴンズイの花の蕾から成熟した果実の段階までを継続的に採集した。また、高知県と鹿児島県においてショウベンノキの若い花からやや成熟した花までの段階を採集した。採集した材料の顕微鏡切片を作製し、観察した。その結果、調べた3種で胚珠が倒生、胚のう形成が通常のタデ型、内珠皮が3細胞層、外珠皮が4細胞層であることで共通していた。しかし、成熟した種皮がミツバウツギで外種皮中層型であったのに対してショウベンノキにおいて外種皮中外層型であることがわかった。ミツバウツギ科と近縁なキブシ科では外種皮外層型であることから、種皮の構造はクロッソソマ目内の進化を考える上で非常に重要であることが示唆された。また、珠心帽の形成はキブシ科と共通しており、重要な共有派生形質であることが示唆された。ミツバウツギ科のこれらの研究を2015年度日本植物学会大会(新潟県新潟市)で発表した。また、これらの結果をまとめて投稿論文にまとめた。計画していたブドウ科およびミツバウツギ科の種皮を中心とした解剖学的研究を遂行することができた。本研究は被子植物の大部分を占める真正双子葉植物の進化の初期段階で、どのような形態進化が起きたのかを明らかにすることを目的として、生殖器官の解剖学的特徴を明らかにした。本研究では特にバラ類に着目し、バラ類が独自にもつ特徴、つまりその共有派生形質を見つけ出すことを目的としている。その第一段階として、バラ類の中の系統上重要な位置にあるブドウ科(ブドウ目)とミツバウツギ科(クロッソソマ目)を研究対象として、その種皮の形態やその発生を詳しく調べた。ミツバウツギ科の研究では2属3種の花および果実を採集し観察した。その結果、生殖器官の解剖学的特徴ではミツバウツギ科2属3種はほとんどの特徴で共通しており、クロッソソマ目の他の科とも共通していた。これらの結果を論文にまとめPlant systematics and evolutionに投稿した(投稿中)。ブドウ科の研究では、静岡県内においてブドウ科3属5種の花の蕾から成熟した果実までの解剖学的特徴について調べた。その結果、胚珠が倒生すること、内珠皮と外珠皮が比較的薄い細胞層からなること、胚珠がパキカラザであることなどがわかった。
環境物質応答タンパク質DJ-1の機能解析

1.ドパミン分泌におけるDJ-1の機能ドパミンの生合成および分泌は、最初、Tyrosine hydroxylase(TH)とDopa decarboxylase(DDC)によって合成され、その後、vesicular monoamine transporter 2(VMAT2)によりシナプスの末端まで運ばれドパミン受容体(D2)に分泌される。DJ-1ノックアウトマウスではドパミンの分泌量が減少し、その機能障害が観察された。更に、DJ-1ノックダウン細胞において、ドパミンD2受容体のmRNA量の減少が見られたことから、DJ-1はドパミンD2受容体の転写を制御する機能が観察され、ドパミン分泌の過程でDJ-1は遺伝子レベルおよびタンパク質レベル両方で関与していることが示唆される。2.シナプスの形態形成へのDJ-1の関与DJ-1の新たな結合因子として同定したドレブリンはシナプスの構成するアクチン様タンパク質であり、DJ-1のシナプスへの関与を検証した。DJ-1ノックダウン細胞ではドレブリンのタンパク質量に変化は認められなかったが、その細胞に酸化ストレス(過酸化水素)を添加するとドレブリンの減少が認められた。更にDJ-1とドレブリンとの結合を検証した結果、過酸化水素が低濃度の軽度の酸化ストレスではDJ-1との結合が処理をしないときと比べて結合量が増加し、過酸化水素が高濃度になると結合量の減少が認められた。既にTH、DDCの活性制御において、DJ-1の軽度の酸化が重要ではないかという結果を得ているが、ドレブリンでも同様の傾向が見られたことから、シナプスの形態形成およびドパミンの生合成の活性化には軽度の酸化による酸化型DJ-1との結合が重要であり、高濃度になるとシナプスの機能破綻と共にパーキンソン病の発症へ繋がるのではないかと考えている。
神経回路形成遺伝子の機能解析

本研究は、神経パターン形成において重要な役割を担っているフロアープレート細胞に特異的に発現する遺伝子として我々が単離したSulfFP1、SulfFP2、オートタキシン遺伝子の機能解析を行い、神経回路形成における役割を明らかにすることを目的とした。SulfFPは、スルファターゼ族の新規分子であり、培養細胞に発現させると培養液中に多量に分泌されること、furin依存性と非依存性の機構により数カ所で切断されること、ヘパリンやヘパラン硫酸を基質にしてグルコサミン6位の硫酸基を分解するエンドスルファターゼ活性を持つこと、特にN位、2位、6位が硫酸化された二糖単位が良い基質になること、中性付近で活1生が高いことを明らかにした。これらの性質から、SulfFPは、ヘパラン硫酸の硫酸化パターンを変化させ、ヘパリン結合性シグナル分子の情報伝達を制御していると考えられる。一方、オートタキシンは、細胞の運動生を高める分泌性因子として発見され、細胞外でヌクレオチドの分解を行う酵素と考えられてきたが、'最近の研究から、リゾフォスファチジン酸やスフィンゴシン1リン酸の合成に関わることが明らかとなっている。両遺伝子とも、生体内での役割は良く分かっていない為、本研究では、ノックアウトマウスを作成し、その異常を探索することにより、神経回路形成における役割を明らかにすることを目指した。SulfFPに関しては、SulfFP1とSulfFP2の単独ノックアウトマウスは、僅かな体重減少を除いてはいずれもほぼ正常であったが、これは両遺伝子が胎生期に重複して発現している為だと考えられた。そこでダブルノックアウトマウスを作成したところ、ダブルホモが生直後に致死になること、生存しているマウスに関しても顕著な発育不全や神経系形成異常が観察されることを明らかにした。一方、オートタキシンノックアウトマウスは、胎生8.5日9.5日に死亡するが、一部の発生が進んだ胚では神経管閉鎖不全が見られ、神経発生において何らかの役割を持っていることが明らかになった。神経回路形成において中心的役割をはたすフロアープレート細胞に特異的に発現する遺伝子として我々が単離した新規のサルファターゼ(サルファターゼFP)とオートタキシンの機能解析を進めている。今年度は、まず遺伝子産物の解析として培養細胞に遺伝子を導入し、タンパク質の性質を調べた。その結果、サルファターゼFPは、従来のライソゾーム型のサルファターゼとは異なり、ゴルジ体や小胞体に局在する事が明らかになった。また、アリルサルファターゼの人工基質を分解できない事から、非アリルサルファターゼとして分類される事を明らかにした。一方、オートタキシンは膜蛋白質として合成されるが、殆どは細胞外領域で切断されて可溶性の蛋白として分泌される事、フォスフォジエステラーゼの活性を持つ事が明らかになった。次いで、標的遺伝子破壊を行う為に、マウスのゲノムライブラリーをスクリーニングして、これらの遺伝子断片を単離し、定法に従って遺伝子破壊用のコンストラクトを作成した。現在、ES細胞への導入を始めている。また、遺伝子過剰発現の効果を調べる為のトランスジェニックマウス作成用コンストラクトも作り、マウス受精卵への注入を始めつつある。本研究は、発生期の神経パターン形成において重要な役割を果たすフロアープレート細胞に特異的に発現する新規のスルファターゼsulfFP1とオートタキシンの生体内における役割を解析し、神経回路形成の分子機構について明らかにする事を目的としている。ラットのsulfFP

1は、870アミノ酸から成る新規のスルファターゼで、既知のスルファターゼとN末の酵素活性部位で配列の保存性が高い。sulfFP1蛋白は、ゴルジ体と小胞体に局在し、一部の蛋白質が細胞外にも存在する事から、蛋白質の合成過程または細胞外で働くと考えられる。sulfFP1 mRNAは、フロアープレートの他、脳室脈絡叢、軟骨形成部位などに発現している。最近、ウズラの相同遺伝子Qsulf1がWntシグナル伝達の調節に関与する事が報告された。我々もゼブラフィッシュで相同遺伝子を阻害すると発生初期に形態形成異常が起こる事を明らかにしている。オートタキシンは、2型の膜蛋白質で、細胞外にフォスフォジエステラーゼの活性部位、EFハンドモチーフ等を持つ。我々は、膜型オートタキシンから、細胞外領域が切断された酵素活性を持つ分泌型蛋白が生成される事を明らかにした。オートタキシンmRNAもフロアープレート、脳室脈絡叢、骨形成部位に発現が強い。本年度は、両遺伝子の酵素活性部位をコードするエキソンをloxPで挟み、コンディショナルに遺伝子を破壊できるコンストラクトを用いてES細胞に遺伝子導入を行った。その結果、両方の遺伝子について正しく相同組み換えの起こった細胞株が数系統得られたので、これらのES細胞をマウス胚盤胞に注入し、キメラマウスの作成を行った。更に、コンベンショナルな方法で遺伝子破壊する為のベクターの作成、ならびに相同組み換えを起こしたES細胞のスクリーニングも行った。本研究は、発生期の神経パターン形成において重要な役割を果たすフロアープレート細胞に特異的に発現する新親のスルファターゼSulfFP1/SulfFP2とオートタキシンの生体内における役割を解析し、神経回路形成の分子機構について明らかにする事を目的としている。SulfFP1/FP2は、870/875アミノ酸から成る新規のスルファターゼであり、N末の酵素活性部位で既知のスルファターゼと相同性が高い。SulfFP1/FP2蛋白は、ゴルジ体と小胞体に局在し、一部の蛋白質が細胞外にも存在する事から、蛋白質の合成過程または細胞外でヘパラン硫酸の修飾を介して作用すると考えられる。オートタキシンは、細胞外にフォスフォジエステラーゼの活性部位を持つ蛋白質であり、最近リゾフォスファチジン酸の合成に関わるLyso Phospholipase Dの活性を持つ事が明らかにされた。昨年度は、これらの遺伝子の酵素活性部位をコードするエキソンを破壊したES細胞株を作成し、キメラマウスの作成を行った。今年度は、これらのマウスを交配してヘテロマウス、ホモマウスの作成を行った。その結果、SulfFP1、SulfFP2遺伝子のノックアウトマウスはいずれも外見上大きな異常が無かった。これは、両遺伝子が重複して発現している為と考えられたので、現在ダブルノックアウトマウスを作成する一方、単独ノックアウトマウスの微小な表現型の解析を行っている。一方、オートタキシンのノックアウトマウスは、ホモマウスが誕生しない事から胎生致死が疑われたので、何時どの様に胎児の発生に異常が生じるかを検討している。本研究は、神経細胞分化と神経軸索ガイダンスにおいて中心的な役割を担っているフロアー
衛星搭載雲レーダー・ライダー・赤外サウンダーを用いた上層雲生成・消滅機構の研究

CloudSat衛星とCALIPSO衛星のデータから雲域を検出できる手法を開発した。CALIPSO衛星を用いた標準の雲検出手法には、エアロゾルやノイズを雲域と誤判定してしまう問題があることがわかった。またCALIPSO衛星から雲粒子の相や配向の情報を求める手法を独自に開発した。CloudSatとCALIPSOに対して適用可能なアルゴリズムを開発し、雲微物理特性が求められるようになった。大気上層にある巻雲等の氷粒子から成る雲の生成と消滅のメカニズムを目的として、レーダーやライダーによる氷雲の微物理特性解析を実施し、また観測結果と気候モデルにおける上層雲再現性に関しての比較手法を探った。雲の鉛直構造を観測するのに適した雲レーダーと搭載したCloudSat衛星と、ライダーを搭載した衛星搭載センサを中心に、従来型のイメージャーと水蒸気や過飽和度を取得できる赤外サウンダーAIRSを組み合わせたデータベースの作成に着手した。まずCloudSatとCALIPSOから雲域とそうでないものを識別する独自の雲マスクを開発した。NASA Langley研究所で開発されたCALIPSO用の標準雲マスクでは、ダスト粒子が水雲と隣接して存在するシーンや、光学的に厚い雲の下層で完全に信号が減衰しているシーンでも、ノイズを雲と誤判定するなどの問題が判明し、また我々の開発した雲マスクはこのようなシーンでもうまく働くことなどがわかった。さらに、これらのレーダーとライダーのデータを組み合わせる事で上層雲の粒子の微物理特性を求めるアルゴリズムを開発した。これはこれまで地上や船舶搭載用のレーダーやライダーに対して適用していたものを衛星システム解析用に今回新たに改良したものである。航空機による氷水量の現場観測データとの比較を開始しており、初期比較検証結果は、良い一致を示していた。また衛星と同期させた観測船「みらい」に搭載したレーダーやライダー観測を実施し、解析を行った。この結果、船舶搭載システムは下層雲を観測するのに衛星よりも適しているが、上層雲の解析には衛星データの方が解析可能な場合の多いことなどもわかってきた。雲レーダ搭載衛星CloudSat,ライダー搭載衛星CALIPSOから統合データセットを構築した。両者のアクティブセンサーのデータが同じ時間分解能、水平分解能、鉛直分解能を持つことで、それらを複合利用しやすくするためである。また両者のデータから雲域のデータのみを抜き出す雲マスクを作成した。特にCALIPSOのデータに対する雲マスクは、CALIPSOの標準データとして提供されているVertical Feature Mask(VFM)が知られているが、これにはノイズ域やエアロゾルを雲と誤判定するなどの下層雲の過大評価が問題であることが判明した。そこで我々独自に雲マスクを開発、この問題を克服することに成功した。全球の雲出現頻度分布を解析し、そこから比較のため、雲量を導出した。さらにMODISセンサーの結果と比較したところ、下層雲ではMODISによる結果と比較的よく一致するものの、上層では、感度の違いから、CloudSat/CALIPSO統合マスクの結果の方がより雲の検出をしていることが判明した。次に、CALIPSOセンサーから雲粒子タイプの導出を行うアルゴリズムを作成した。これは水雲、過冷却水、通常の3次元配向している氷粒子、水平面に配向している平板状の粒子を識別するものである。前出のVFMによる標準プロダクトでは、雲内部の相の不均質性を表すことができていなく、特に雲の相識別の鉛直分布に大きな問題を抱えていることがわかった。我々のアルゴリズムでは、偏光解消度と後方散乱強度の減衰からより精度の高い雲粒子判別を行えるようにした。この結果、初めて全球での水粒子と氷粒子の比率を高い鉛直分解能で導出することに成功した。氷と水粒子が同じ程度に出現する温度は-10度であること、しかし、これらの出現比率には、大きな緯度分布が存在すること、平板状粒子が多く出現するのは、-20度から-10度の間で、全球に渡るが、特に極域で大きいことが判明した。この他、CloudSat/CALIPSOの同時観測データから氷粒子のサイズと氷水量の全球分布を求めた。従来のアルゴリズムを改良し、平板状の粒子を扱えるようにした。この結果、平板状の粒子は対流性の雲に伴って多く出現し、その大きさは200ミクロンから1mm程度と、その他の粒子と比較して非常に大きいことが判明した。衛星搭載雲レーダCloudSatと衛星搭載ライダCALIPSOを用いた同期データセット作成を行った。今回新たに開発した雲とエアロゾルの識別アルゴリズムは、従来のCALIPSOの標準プロダクトで使用されているアルゴリズムと比較して、水平解像度約1kmではエアロゾルの雲の誤判定を大きく改善することがわかった。極域では、イメージャーと比較してアクティブセンサによって雲検出精度が大きく改善することが示された。CALIPSOを用いた雲粒子タイプ識別の全球解析も実施した。次に観測船みらい搭載レーダ解析、統合データセットに対するCloudSat/CALIPSOに適用できる氷雲抽出アルゴリズムの開発を実施した。また微物理量抽出アルゴリズムの適用による氷雲の微物理量(有効半径と氷水量)の統計的解析を行った。さらに氷粒子の微物理量の海陸の違いを解析した。

アクティブセンサー解析に使用するアルゴリズムは大きく分けて2種類あり、氷雲抽出と、微物理量抽出用である。この2つのアルゴリズムともこれまで船舶観測データ及び地上観測データに対して適用してきたものをCloudSatとCALIPSO用に改良した。氷水量は、高度分布で2つの極大値を持つこと、陸域の方が海上よりも氷水量が大きいことがわかった。また、MODISとCloudat/CALIPSOから導出した雲頂情報の比較検証を行った。赤外サウンダによる雲域上層の過飽和度抽出も行えるようになった。