hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
基質親和性の高い微生物を利用した低濃度温室効果ガス処理技術の開発

排水処理プロセスから低濃度の強温室効果ガス(メタン・亜酸化窒素)が発生している。低濃度ではあるが発生量が多いため、排水処理場全体からの強温室効果ガス排出の割合は高い。それにも関わらず、そのような強温室効果ガスの処理技術は未だ確立されていないのが現状である。そこで、本研究では、基質親和性の高い微生物を利用し、強温室効果ガスであるメタンを大気程度にまで分解する技術を確立させるとともに、その微生物の機能解明を行う事を目的とした。昨年度までに、低濃度メタンガスを除去するバイオリアクターを開発し、培養微生物群を含む様々な環境のメタン酸化細菌の調査を行う基盤整備を行った。本年度は、未培養メタン酸化細菌の機能解明に向けて、ゲノム解析を実施した。まず、基質親和性の高い未培養メタン酸化細菌の機能遺伝子(pmoA)に特異的なプライマーを設計し、環境サンプルから目的微生物の定量を実施した。標的が多い環境サンプルを数種選出し、NextSeqにてゲノムのシークエンス解析を行った。約50Gbのシークエンスデータを取得し、そのデータからゲノムビニングを実施した。その結果、合計65種類のゲノムを抽出した。そのうち1種のゲノムがメタン酸化細菌のクラスターに属した。さらに、既知のゲノム情報との相同性は85%以下であり、未培養系統群であることがわかった。しかし、ゲノム上に16S rRNA遺伝子、pmoA遺伝子が検出されなかった。同時に未培養メタン酸化細菌の分離・培養も実施したが、目的微生物の分離・培養には至らなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。排水処理プロセスから発生する温室効果ガス(メタン・亜酸化窒素)は、処理過程の様々なポイントで発生し、その多くは低濃度である。しかし、低濃度ではあるものの、発生量が多いため、排水処理場全体からの温室効果ガスエミッションの割合は高い。それにも関わらず、そのような温室効果ガスの処理技術は未だ確立されていないのが現状である。そこで、本研究では、基質親和性の高い微生物を利用し、低エネルギーかつ極低濃度まで分解する技術を確立させ、その微生物の機能解明を行う事を目的とした。本年度は、排水処理DHS (Down-flow Hanging Sponge)バイオリアクターを用いて、高親和性メタン酸化細菌の連続培養を行い、その微生物群集の解析を行った。培養リアクターを用いた長期間の微生物培養の結果から、大気レベルのメタンガス(1.7ppm)を分解可能な微生物群を集積できた。メタン濃度を変化させて培養すると、異なる種のメタン酸化細菌が培養され、予め1000ppm以下のメタンガス濃度で培養した微生物群において低濃度のメタンガスを長期間分解できることを明らかにした。また、微生物群集構造解析の結果から、基質親和性の高いグループのメタン酸化細菌が集積培養されていることが示されており、その一部は分子系統学的に新規な細菌群であることが示された。今後は、それらのメタン酸化細菌をさらに高濃度に集積培養するための条件検討が必要である。排水処理プロセスから低濃度の温室効果ガス(メタン・亜酸化窒素)が発生している。低濃度ではあるが発生量が多いため、排水処理場全体からの温室効果ガス排出の割合は高い。そこで、本研究では、基質親和性の高い微生物を利用して大気程度にまで温室効果ガスを分解する技術を確立させるとともに、その微生物の機能解明を行う事を研究目的とした。本年度は、基質親和性の高いメタン酸化細菌の機能解明に向けて、培養微生物群を含む様々な環境のメタン酸化細菌の16S rRNA遺伝子に基づく系統分類とpmoA遺伝子(メタン酸化酵素遺伝子)に基づく機能推定を実施した。各サンプルからDNA抽出後に16S rRNA遺伝子とpmoA遺伝子を次世代シークエンサー(Miseq)にてのアンプリコンシークエンスを行った。Miseqにて得られた各サンプルの塩基配列をQiime等のソフトウェアを用いてpmoA遺伝子ライブラリーを作成した所、基質親和性が高いと推定されているメタン酸化酵素を有したメタン酸化細菌の存在が確認された。さらに、16S rRNA遺伝子のアンプリコンシークエンスの結果を用いて、そのメタン酸化酵素遺伝子を有する微生物の系統位置を推測したところ、新属の未培養微生物群であると推定された。しかし、その直接的な証拠は得られておらず、分離培養・ゲノム解析等の技術にて検証を行う必要がある。

約50Gbのシークエンスデータを取得し、そのデータからゲノムビニングを実施した。その結果、合計65種類のゲノムを抽出した。そのうち1種のゲノムがメタン酸化細菌のクラスターに属した。さらに、既知のゲノム情報との相同性は85%以下であり、未培養系統群であることがわかった。しかし、ゲノム上に16S rRNA遺伝子、pmoA遺伝子が検出されなかった。同時に未培養メタン酸化細菌の分離・培養も実施したが、目的微生物の分離・培養には至らなかった。予定通りの実験が実施できており、目的の結果をほぼ得ている。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究目的達成のために、基質親和性の高い未培養メタン酸化細菌の機能解明(分離培養・ゲノム解析など)とその集積培養サンプルを用いて低濃度温室効果ガス処理の実証実験が必要であるが、未培養メタン酸化細菌の機能解明を優先的に進めていく予定である。当初の予定通り、基質親和性の高い微生物を培養できており、大気レベルのメタン除去が確認できている。集積培養した微生物より更に基質親和性が高いと予測される未培養メタン酸化細菌を様々な条件で集積培養し、低濃度メタンガス除去性能の向上をはかる。また、新規メタン酸化細菌の機能や系統を明らかにするために、分子生物学的手法を取り入れた解析技術の開発も並行して行う予定である。
マウスにおけるマラリア原虫感染に対する宿主抵抗性遺伝子の染色体マッピング

NC/Jic系統はネズミマラリア原虫感染に対する代表的な感受性系統であるA/J系統よりも感受性を示す一方、129/SvJ系統は代表的な抵抗性系統であるC57BL/6J系統と同程度かそれ以上の抵抗性を有することが判明した。すなわち、ネズミマラリア原虫(Plasmodium yoelii 17XL)を腹腔内に1×10^5個感染させると、NC/Jic系統は感染5日後に血虫率が40%以上になり、感染68日後にはすべての個体が死亡するのに対し、129/SvJでは感染5日後の血虫率は15%以下であり、感染により死亡する個体は観察されない。そこで、NC/Jic系統と129/SvJ系統のF1個体を作成し、ネズミマラリア原虫に対する感受性を調査したところ、F1個体はすべて感染に対して抵抗性である(感染5日後の血虫率は15%以下であり、感染により死亡する個体は観察されない)ことが判明した。そこで、F1個体とNC/Jic系統間で戻し交配個体(BC)群を作成し、感染感受性遺伝子の染色体マッピングを開始した。これまでに、170匹のBC個体にネズミマラリア原虫を感染させ表現型を判定した。その結果、感染5日後の血虫率は1080%と大きな変異があると同時に、感染6日後に死亡する個体から死亡しない個体まで、感染後の生死あるいは死亡時期についても大きな変異があることが判明した。更に、NC/Jic系統と129/SvJ系統間でMitマーカーの多型検索をしたところ、約80個の多型マーカーが選択できた。現在これらMitマーカーの遺伝子型の判定を進めて、表現型と遺伝子型との連鎖解析を行って染色体マッピングを行っているところである。これまでにマウスの第8及び第9番染色体上にネズミマラリア原虫感染感受性に関与する遺伝子が存在するという報告があるが、今回の研究結果はこれまでのところその報告とは一致していない。したがって、この研究によりネズミマラリア原虫感染に対する新たな宿主抵抗性遺伝子が染色体上にマップできると期待される。感染実験に使用される致死性のネズミマラリア原虫にはPlasmodium berghei,P.yoelii,P.chabaudiの3種がよく知られている。そこで、これらの種のどの株がマウス系統間で大きな感受性の違いを有しているかを調査した。マウスでは既にA/J系統が感染感受性でB6およびB10系統が抵抗性であることがよく知られているため、A/JとB10系統に3種のネズミマラリア原虫のうちそれぞれの代表的な株であるP.berghei ANKA,P.yoelii 17XL,P.chabaudi ASを感染させ、マラリア原虫の血中での増殖性や感染後の生存日数の差が大きい株を調査した。その結果P.berghei ANKAとP.chabaudi ASは感染が成立したすべての個体が死亡したのに対し、P.yoelii 17XLではマラリア原虫の感染数を5×10^5個とすると、B10系統は感染しても死亡しないが、A/J系統は死亡するという顕著な感受性の差が認められた。したがって本研究にはP.yoelii 17XLを用いるのが有効であると考えられた。次に、P.yoelii 17XLを様々なマウス系絖に感染させて、既知のA/J系統よりも感受性もしくはB10系統よりも抵抗性を示す系統を調査した。その結果、129とCAST系統がB10系統と同程度の抵抗性を示すことと、NCとNOD系統がA/J系統よりも感受性を示すことが判明した。現在、P.yoelii 17XLを5×10^5個感染させた場合の生存日数と感染後5日の血虫率(感染赤血球数/全赤血球数)を指標とした宿主抵抗性遺伝子の染色体マッピングを行うため、NC系統と129およびCAST系統との交配群(F1,F2,BC)を作成し、P.yoelii 17XL感染時の表現型を解析中である。既にA/JとB6系統の交配群を用いて、P.chabaudi感染に対する宿主抵抗性遺伝子がマウスの第8および第9染色体上に存在することが報告されているが、本研究によりこれらとは異なる宿主抵抗性遺伝子の染色体マッピングが可能であると考えられる。

その結果、感染5日後の血虫率は1080%と大きな変異があると同時に、感染6日後に死亡する個体から死亡しない個体まで、感染後の生死あるいは死亡時期についても大きな変異があることが判明した。更に、NC/Jic系統と129/SvJ系統間でMitマーカーの多型検索をしたところ、約80個の多型マーカーが選択できた。現在これらMitマーカーの遺伝子型の判定を進めて、表現型と遺伝子型との連鎖解析を行って染色体マッピングを行っているところである。これまでにマウスの第8及び第9番染色体上にネズミマラリア原虫感染感受性に関与する遺伝子が存在するという報告があるが、今回の研究結果はこれまでのところその報告とは一致していない。したがって、この研究によりネズミマラリア原虫感染に対する新たな宿主抵抗性遺伝子が染色体上にマップできると期待される。
楕円型作用素の行列式と有限群作用

楕円型作用素の行列式を用いて次を得た。(1)コンパクトなリーマン面に有限群が作用するとき,その回転角を求めるための新しい方法を得た。(2)定スカラー曲率Kahler多様体上にS^1が固定点が点のみからなるように作用するための新しい条件を得た。さらに,有限群作用の不動点集合の情報を用いて,ある1群のKahler-Einstein多様体ではないKahler多様体に対して,定スカラー曲率Kahler計量を含むKahler類の特定に成功した。さらに,上記の方法と共にThe finite group action and theequivariant determinant of elliptic operators, J. Math. Soc. Japanで得た楕円型作用素の行列式を用いる方法を組み合わせることにより,定スカラー曲率ケーラー計量を持つ閉複素多様体上の有限群作用に関して,より精密な結果が得られると考えられる.この方法を用いれば,例えば,正則ベクトル場全体の作るリー環がreductiveであるにも関わらず,いかなるホッジ類も定スカラー曲率ケーラー計量を含まないという,今まで知られていない例も作れることが期待され,現在研究をすすめている.しかし,これらの例はいずれもある特定のケーラー類の中に定スカラー曲率ケーラー計量が存在しないことを調べただけであり,定スカラー曲率ケーラー計量の非存在は示されていない.閉複素多様体上の正則ベクトル場全体のなすリー環の構造から,ケーラー類を特定せずに定スカラー曲率ケーラー計量の非存在が証明できる方法がMatsushita-Lichnerowiczによって与えられたが,この方法もリー環がreductiveな場合は無力となる.閉多様体が定スカラー曲率の計量を許容するかは古典的な問題であり,ほとんどの場合が解決されたが,上記のリー環がreductiveで第1チャーン類が正の場合に閉複素多様体が定スカラー曲率ケーラー計量を許容するかという問題は唯一未だに未解決な問題である.このような状況において,本年度の研究の中で,上記のFutaki-Tsuboiの方法によって,ある種のケーラー多様体はリー環がreductiveであるにも関わらず,定スカラー曲率ケーラー計量を一切持たないことが示された.この結果は非常に複雑な計算から得られるため,現在検証中であるが,検証が終了し次第投稿する予定である.
一次視覚野における視覚的注意の基礎過程

一次視覚野(V1)において、局所に生じた神経興奮が空間的・時間的にどの程度の広がりをもって伝播し、それに続く入力に対する反応にどのような効果をもたらすのかということを検討する目的で、麻酔・非動化したネコの17野で電位感受性色素を用いたin vivo光学計測実験をおこなった。計測にはSD1001(FUJIX)を用い、神経活動は590nm以上の反射蛍光強度の変化として記録した。1)刺激間隔(ISI)10,50,100,200,300,400msで2発の連続した電気刺激を行った。これによる興奮性活動は観察面全体に速やかに伝播し、特に50ms以上のISIでは2発目の刺激に対する反応において強度・持続時間の著明な増大が見られた。2)2発目の反応に見られる反応強度の増大はISI100-200msで最大となり、1発目の反応に対して約200%の信号強度が得られた。これは刺激点から任意に選んだ0.1-2mmの範囲内では共通して観察された。3)2発目の反応に見られる反応持続時間の増大はISI200msでピークとなり、1発目の反応が持続時間が6-10msであったのに対して、2発目は約40msであり、500%程度の増大となった。これは刺激点から任意に選んだ0.1-2mmの範囲内で共通して観察された。本実験はは電気生理学的にpaired-stimulus facilitationとして報告されている現象を光学計測により皮質表面で2次元的に観察したものであるが、視覚野の局所に生じた神経興奮が、適当な時間間隔をおいた後に生じる同じ場所の興奮の伝播を強度・持続時間ともに増強させるという性質が明らかになった。このことは、心理実験の結果から示唆されている「先行する感覚刺激の存在により、同じ場所に呈示される後続刺激の知覚が促進される」というstimulusinduced attentionの基礎となるメカニズムが視覚皮質の神経回路の動作特性そのものに求められることを示唆する。本研究の成果については平成7年の第4回IBRO世界大会において報告した。
新規免疫抑制剤を用いた新たな免疫抑制法の開発

主剤であるサイクロスポリン(CsA)、タクロリムス(FK506)と7種類の新規免疫抑制を用いて移植実験を行った。FTY720はリンパ球ホーミング促進剤である。ラット心移植・肝移植では広い範囲で有効でありCsA、FK506との併用で有意に生存期間が延長した。イヌ腎移植・肝移植でもラットと同様な結果を得た。KF20444(KF)はピリミジン系代謝拮抗剤である。ラット心移植モデルでは、4mg/kg/day以上の投与量において毒性が多く出現するため3又は4日間隔投与で毒性症状を回避した。FK778及びFK779は、リンパ球の増殖を抑制する代謝拮抗剤である。ラット心移植でFK778及びFK779は、FK506やCsAとの併用投与で単剤治療群に比ベグラフト生着日数が延長した。イヌ腎移植モデルではFK778単独投与で生存期間が延長した。SZD-RADはRapamycin(RPM)の相似体で経口吸収に優れている。本剤はT・B cellのG1-S期への移行を阻害し増殖を抑制する。ラット肝移植モデルで生存期間が延長した。またCsAとの併用効果が明らかとなった。A802715は炎症性サイトカイン産制抑制作用に加え、CD28-B7のcostimulatory pathwayをブロックする。この薬剤は単独投与でラット心移植のグラフト生着日数を延長できなかったがCsAとの併用で生着日数が単独治療群に比べ延長した。CTLA4(Cytototoxic T Leukocyte antigen 4)Igは人工可溶性蛋白で、CD80/CD86と結合しCD28-CD80/CD86間のcostimulatory signalを遮断する事によりT細胞の活性化を抑制する。ラット小腸移植においてCTLA4Ig用いて十分な免疫抑制作用を得るにはより高い血中CTLA4Ig濃度を保つ必要性があると考えられた。ACI(RT1av1)をドナー、LEW(RT11)をレシピエントとする同所性肝移植、異所性心移植において各種新規免疫抑制剤の単独投与、既存薬剤との併用投与療法の有効性について検討し、下記の結果を得た。1) FTY720:心、肝移植において、移植後14日間の単独経口投与により、0.0510mg/kg/dayの範囲で容量依存性にグラフト生着延長効果を示した。移植前後3日間の短期投与でも有意に生着期間の延長が得られた。サイクロスポリン、タクロリムスとの併用投与で相乗効果が得られた。投与量30mg/kg/dayでは全例が投薬期間中に死亡し、明らかな毒性を示した。2) KF20444:心移植において、移植後14日間の単独経口投与により、0.5-2mg/kg/dayの投与量で容量依存生に移植心生着延長効果を示した。4mg/kg/day以上の投与では著明な体重減少、消化管出血や下痢が観察された。サイクロスポリンとの併用投与により相乗効果を示した。本剤の効果はRS61443とほぼ同等で、Brequinar、Leflunomideより強力であった。また、間欠投与(12mg/kg、3日毎)により副作用を軽減し生着延長を得ることが可能であった。3) A802715:肝移植において、移植後14日間の単独経口投与ではグラフト生着延長効果を認めなかった(100300mg/kg/day)。

持続静脈内投与(10、20mg/kg/day)でもグラフト生着延長効果を認めなかった。臓器移植におけるより有効な免疫抑制療法の開発を目的として、新規免疫抑制剤の有用性を研究し以下の結果を得た。(1)小動物同種移植:ACI(RT1av1)をドナー、LEW(RT1l)をレシピエントとするラット同所性肝移植、異所性心移植において各種新規免疫抑制剤の単独投与、併用投与の有効性を検討した。1)FTY720:心、肝移植において、移植後14日間の単独経口投与により、0.0510mg/kg/dayの範囲で容量依存性にグラフト生着延長効果を示した。移植前後3日間の短期投与でも有意に生着期間の延長が得られた。サイクロスポリン、タクロリムスとの併用投与で相乗効果が得られた。2)KF20444:心移植において、移植後14日間の単独経口投与により、0.52mg/kg/dayの投与量で容量依存生に移植心生着延長効果を示した。サイクロスポリンとの併用投与により相乗効果を示した。また、間欠投与(12mg/kg、3日毎)により副作用を軽減し生着延長を得ることが可能であった。3)A802715:肝移植において、移植後14日間の単独経口投与(100300mg/kg/day)ではグラフト生着延長効果を認めず、持続静脈内投与(10、20mg/kg/day)でもグラフト生着延長効果を認めなかった。(2)大動物同種移植:Beagle(F1)-Beagleの組み合わせで腎移植、同所性肝移植を行い、単独療法、併用療法の効果を検討した。1)FTY720:イヌ肝、腎移植では0.1mg/kgがグラフト生着延長効果における至適投与量であり、肝ではサイクロスポリンと、腎ではタクロリムスとの併用投与で単独投与よりも生着期間が延長した。腎移植において移植前3日間の短期投与および移植直前一回投与でも有意に生着期間の延長が得られた。4)FK779:515mg/kg/dayの投与量で移植心生存期間を用量依存性に延長した。ラットにおいてはFK779の方がFK778に比しより強力な免疫抑制効果が得られた。(2)イヌ腎移植:HBD(ドナー)とbeagle(レシピエント)を用いたイヌ腎移植モデルで新規レフルノマイド誘導体であるFK778の免疫抑制剤としての効果を検討した。
細胞機能における細胞骨格系制御に関する研究-新たな低分子量G蛋白質調節因子の機能解析-

本研究は、新規のヒト低分子量G蛋白質調節因子CDEPの機能を明らかにするとともに、CDEP遺伝子の活性型変異体を作成し、その病的意義についての検討を行うことを目的としている。我々がクローニングしたCDEPはその単離した過程から、軟骨細胞の分化状態と形態の維持に極めて重要な役割を演じていると思われる。この新たな因子の機能を明らかにすることは細胞の高次機能のメカニズムの解明につながり、さらにその機能を活性化あるいは抑制することにより細胞の分化誘導や増殖を調節することが可能となれば、脱分化した細胞の制御に結び付くものと思われる。先ず、CDEPのDHおよびPHドメインを含むcDNA断片をpV-IKSベクターに組み込み、sf9昆虫細胞に感染させ、リコンビナント蛋白質を発現させた。次に、その精製を試みたが、不溶性であり、GDP解離反応の実験には未精製のcell lysateを用いて行った。CDEP遺伝子のもつがん化能については、5'側を欠失させたCDEP cDNA断片をpSVL発現ベクターに組み込み、NIH3T3細胞に導入してトランスフォーミング活性の有無を評価した。その結果、約3週間で単細胞層上に重層のコロニーを形成し、しかもコロニーを形成する細胞は、トランスフォームした細胞に特有の円形または紡錘形の形態を呈していた。以上の結果から、5'側を欠失させたCDEP cDNA断片か、NIH3T3細胞を悪性形質変換させたことから、癌遺伝子として機能しうる可能性も示唆された。将来的には、CDEPの機能を活性化あるいは抑制することにより、細胞の分化誘導や癌の増殖を制御することが可能になるのではないかと考えている。本年度は、新規のヒト低分子量G蛋白質調節因子CDEPの機能について、リコンビナント蛋白質を発現させ、それを用いて検討した。CDEPによるRho AからのGDP解離反応は、sf9で発現させたGST-Rho Aに[3H]GDPを結合させた後に、リコンビナントCDEP蛋白質を加え、Rho Aに結合している[3H]GDPの放射活性を測定し、検討した。その結果、CDEPは容量依存的に[3H]GDPのRho Aに対する結合を減少させた。CDEP遺伝子のもつがん化能については、5'側を欠失させたCDEPcDNA断片をpSVL発現ベクターに組み込み、NIH3T3に導入してトランスフォーミング活性の有無を評価した。以上の結果から、CDEPはRhoグアニンヌクレオチド交換因子(Rho GEF)として作用し、Rhoの活性を制御しうることが示唆された。Rhoはアクチン系細胞骨格の機能を調節することで細胞の形態や、分化の調節をしていることから、CDEPがRhoを介して細胞の形態や分化に何らかの影響をおよぼしている可能性が示唆された。また、5'側を欠失させたCDEPcDNA断片が、NIH3T3細胞を悪性形質変換させたことから、癌遺伝子として機能しうる可能性も示唆された。
深海生物オオグソクムシにおける、心的イメージを利用した巣穴パズル解決の試み

オオグソクムシの飼育水槽の底にゴルフボール約500個を敷き詰め、「穴を掘れないが、ワザを用いれば、すきまを作り巣のように使える」という状況を設定した。すると、体長の1/3ほどもある大きさのボールを頭部でゆっくりと左右へ移動させ、これを継続することで、体長と同程度から10倍程度の長さの通路を形成する個体が現れた。また、ボールをゆっくりと頭上へのせ、ボール塊内を、体長の8倍程度の長さにわたり掘り進む個体も現れた。これらの通路形成屋掘り進みは、巣穴としての通路使用の動機づけを維持し、ボール移動を自律的に制御するワザを伴って実現されたと考えられる。前年度の準備実験の結果をふまえ、本研究の主目的である「穴を掘れない環境に投じられた個体が、巣穴の心的イメージを利用して、用意された二つのプラスティック容器を適切に組み合わせ、新奇な巣穴を作るという知的行動を発現できるかどうか」を確認する本実験に取り組んだ。実験では、多くの個体はプラスティック容器へ入ろうとしたものの、二つを組み合わせた個体はいなかった。ただし、容器が揺れて中へ入れなかったとき、容器をゆっくりとずらすなど、「容器使用の動機付けの維持」と「行動の自律的制御」という「ワザ」を伴う容器使用が実現された。この「ワザ」は、容器への侵入が機械的な刺激反応によって生じるのではなく、容器を巣穴と捉える心的イメージが伴われることを示唆する。そこで、このような「ワザ」による新奇な巣穴作り行動が発現される様子をより明確に捉えるため、実験条件を次のように改良した。改良された実験では、水槽の底にゴルフボール約500個を敷き詰め、「穴を掘れないが、ワザを用いれば、すきまを作り巣のように使える」という状況を設定した。特に、プラスティック容器を配置した条件では、長い通路を作る個体が有意に多かった。この通路形成は、巣穴としての通路使用の動機づけを維持し、ボール移動を自律的に制御するワザを伴って実現されたと考えられる。この結果を、本研究の実験補助を担当した学生とともに日本生態心理学会、日本動物行動学会にて公表し、次年度の計画を推進するための有意義な意見を得ることができた。前年度までに実績の得られたゴルフボール底質の移動実験の結果を、画像解析ソフトを制作し(ArkOrk社製)、解析した。実験における個体の位置や移動の向きを定量的に解析するために、撮影動画における個体の各部位(頭部、脚部、重心等)を、当ソフトによって座標化した。座標化によって個体の移動ベクトルを得たことで、各個体の運動の様子を、停止、移動、遊泳に分類することができた。また、チューブの座標と合わせることで、チューブ内での停止と移動も区別することができた。ボール内の掘り進みは、通常の移動に比べ十分遅い移動として区別できた。以上のように行動を分類した結果、チューブを置いた場合と置かなかった場合、前者でのチューブの掘り進みの頻度が、後者でのそれに比べ有意に高いことがわかった。また、それ以外の行動の頻度には有意な差がないこともわかった。以上の結果は、チューブの配置はオオグソクムシ個体の行動に外的な影響を与えることなく、掘り進み行動の内的な動機づけを高める効果を持つことを意味する。この内的変化を定量化するため、個体の心拍の変動を、PC表示タイプのオシロスコープで観察した。予備実験の結果、心拍を安定的に計測できることが確認できた。特に、行動の種類が変化する直前には、心拍の周波数が低くなり、ときには数分間停止することが確認できた。ただし、ボール底質の掘り進みの際に心拍を計測するには、より安定的な電極の固定法を考案しなくてはならないことが課題となった。以上の成果は、オオグソクムシが心的過程に相当する行動決定の内的過程をもつことを支持し、今後の無脊椎動物の心的過程に関する研究を推進する重要な足がかりとなると考えられる。本研究の目的は、深海底に巣穴を掘り生息するオオグソクムシが、プラスティック容器を適切に組み合わせて巣穴を作るパズル課題を解決できるかどうかを、水槽内実験により検証することである。本研究は、申請者らが提唱してきた仮説、「知能は環境に関わらず見出される」を実証する役割を果たす。具体的には、体長の2/3しか覆われないプラスティックチューブを実験個体にヒモで繋ぎ、穴を掘れない水槽内に放置する。ただし、水槽内には、同じ大きさで、一方の口が閉じられたチューブが数個固定される。

ヒモで繋がれた牽引チューブは、両端が開放系で長さも短いため、巣にはなり得ない。固定チューブも、この動物が逃避のために頭部から進入する場合、頭部が閉鎖端につかえるだけで、同じく巣にならない。本実験では、個体が身体性を利用して次第に固定チューブに巣の可能性を見出し始めると、二つのチューブの隙間を埋めるべく、牽引チューブに付いたヒモを、発達した脚で手繰り寄せ、一続きの巣穴チューブを完成させると期待できる。平成23年度前半には、実験の準備を行った。4月には、新規個体30匹の貰い受け、水槽の手入れ、海水の入替えを行った。本学修士1年生2名へ協力要請した。5-6月には、巣穴パズル実験で使用される、牽引チューブ、固定チューブの設計と製作を行った。精度と信頼性確保のため、専門業者へ製造委託した。7-9月には、撮影、記録環境の整備と準備実験の実施、改善点の洗い出しを行った。平成23年度後半に、実験方法の確定を行った。10-12月には、各装置、実験方法の改善を行った。1 - 2月には、準備実験2回目を行った。3月には、本実験での実験方法の確立、実験手順書の作成を行った。本年度の成果は、次年度に計画されている本実験を円滑に実施する意義を有し、重要である。実験の内容をプラスティック容器の組み合わせからゴルフボールの移動へ変更したため(ただし、研究の本質は変わらない)、結果の取得が遅れた。また、実験の遅れに伴い、画像解析ソフトによる行動解析も遅れた。ただし、当初の目的通り、知的行動の発現は観察され、学会発表で成果を報告でき、海外学術雑誌への投稿の目処も立った。また、解析ソフトウェアの開発をより安価に完了し、現在解析を実施中である。計画されていた通り、平成23年度前半には実験の準備を、平成23年度後半には実験方法の確定、実験手順書の作成を行ったため。H25年48月:実験の遅れにより本年度未実施だった、行動解析ソフトの作成と行動の解析。通路形成できる個体、できない個体の行動をソフトで詳細に解析し、その違いを定量的に比較する。912月:英文論文の作成、校正依頼、投稿(Animal BehaviorまたはJ. Comparative Psychology誌)。日本甲殻類学会第51回大会または日本動物行動学会第32回大会にて成果発表。平成24年度前半:4月:新規個体40匹(内、10匹は予備)の貰い受け、水槽手入れ、海水入替え(本学修士1年生2名へ協力要請)。5-6月:15匹で本実験第1回目の実施(本学修士1年生2名へ協力要請)。7-9月:新規15匹で本実験2回目の実施平成24年度半:10-11月:撮影動画を画像解析ソフトでの解析用に処理(本学修士1年生2名へ協力要請)。日本動物行動学会、または日本甲殻類学会にて途中経過を公表、情報収集。12- 2月:画像計解析ソフトによる個体行動の解析(チューブ組立時の行動に絞り10fps程度で。本学修士1年生2名へ協力要請)。3月:解析結果の統計的評価平成25年前半:4月:解析結果の統計的評価をまとめ、英文論文作成の開始。5-6月:国際生態心理学会(ICPA17)での公表準備と公表。7-9月:英文論文の校正と仕上げ(校正専門業者へ依頼)。日本認知科学会での公表(知能の遍在性の理論的側面について)。
自閉症スペクトラム障害の神経基盤への反復性経頭蓋磁気刺激法の有用性に関する研究

平成30年度は、3名に対し、反復性経頭蓋磁気刺激を実施することが可能であった。まだ対象者の人数が少ないために、結果の統計処理などはできていない。自閉スペクトラム障害児に対する反復性経頭蓋磁気刺激はこれまでほとんど行われていないため、情報が非常に限られているが、対象者との協力関係は良好であった。反復性経頭蓋磁気刺激の実施には約15分かかるが、その間も動かず静止し、協力することが可能であった。音刺激に対しても、不快感を示すことはなかった。また、若干心配された頭痛などの副作用も全く認められなかった。本研究では、反復性経頭蓋磁気刺激を実施する脳部位の一つに小脳半球を設定している。resting state fMRIを使用して、小脳と大脳とのconnectivityについて、自閉スペクトラム障害児と定型発達児間で比較検討した結果、自閉スペクトラム障害児において異常なconnectivtyが認められた。従って、小脳半球は反復性経頭蓋磁気刺激のターゲットとして妥当であることが確認された。研究参加者をリクルートすることに遅れが生じている。MRIおよび脳波検査で異常が認められないこと、知能指数が80以上であることなど、研究参加条件を厳しくしているため、この参加基準を満たす対象者を探すことが難しい。また、rTMSの実施自体は約15分くらいであるが、その前後の運動評価などの時間を含めると約3時間かかることもあり、研究参加者とのスケジュール調整が難しく、研究参加への動機づけを低くする原因になっていると思われる。今後はこれまで以上にリクルートをしていく。また、これまでは新聞広告などの広告媒体の利用はしていなかったが、そういった方法も考慮していく。・28年度は倫理委員会への申請を行い、了承を得た。・研究分担者と綿密な打ち合わせを行い、当初の研究計画を変更することを決定した。当初の計画では、rTMSの前後にMRIを撮像する予定であったが、対象者の負担を考慮し、MRIの撮像は行わないこととした。予定では45名の対象者をリクルートし、それを3群に分ける予定であったが、リクルートが予想以上に困難なため、20名1群のみに変更する。また、評価項目を変更する。The social responsiveness scale 2 (SRS 2)や日本語版感覚プロファイルなどの質問紙による評価を取りやめ、上肢機能協調性評価機器(Trace Coder)と社会性発達評価装置(Gazefinder)および運動誘発電位(Motor-evoked potential: MEP)による評価を追加する。刺激部位と回数に関しては、当初の計画では、背外側前頭前野と小脳に対し、それぞれ1週間に1回のrTMSを12週にわたり12回行う予定であった。しかし、この計画では長期間にわたるため、刺激部位および刺激期間を変更する。刺激部位を右一次運動野、右背側運動前野、右腹側運動前野、右小脳半球、右一次運動野(シャム刺激)の5ヶ所とし、それぞれの部位を1回のみの刺激とし、刺激前後に評価を行うこととした。・また、磁気刺激装置の動作確認を行った。・現在、研究参加者をリクルート中である。・研究計画の変更のため。・研究対象者のリクルートが遅れているため。前年度はまだ1名も実施することができなかったが、29年度は実施することが可能な状況になった。小脳半球に対するプロトコールの変更を行った。当初の計画では、小脳半球に対しても、他の部位と同様に、安静時運動誘発閾値の90%の刺激強度で実施する予定であった。しかし、研究者間でその強度で試みたところ、頸部周辺に不快感を引き超すことが判明したため、刺激強度を高頻度経頭蓋磁気刺激装置の最大出力強度の55%に変更し、施行することに変更した。実際にこの強度で対象者に実施したところ、強い不快感を訴えることもなく、実施することが可能であった。まだ研究参加者が少ないため、結果をまとめた学会発表や論文作成には至っていない。研究参加条件を厳しくしているため、この参加基準を満たす対象者を探すことが難しい。また、rTMSの実施自体は約15分くらいであるが、その前後の運動評価などの時間を含めると約3時間かかることも研究参加への動機づけを低くする原因になっていると思われる。

本研究では、反復性経頭蓋磁気刺激を実施する脳部位の一つに小脳半球を設定している。resting state fMRIを使用して、小脳と大脳とのconnectivityについて、自閉スペクトラム障害児と定型発達児間で比較検討した結果、自閉スペクトラム障害児において異常なconnectivtyが認められた。従って、小脳半球は反復性経頭蓋磁気刺激のターゲットとして妥当であることが確認された。研究参加者をリクルートすることに遅れが生じている。MRIおよび脳波検査で異常が認められないこと、知能指数が80以上であることなど、研究参加条件を厳しくしているため、この参加基準を満たす対象者を探すことが難しい。また、rTMSの実施自体は約15分くらいであるが、その前後の運動評価などの時間を含めると約3時間かかることもあり、研究参加者とのスケジュール調整が難しく、研究参加への動機づけを低くする原因になっていると思われる。・研究分担者との話し合いの結果、研究計画を変更することになった。・当初の計画では、rTMSの前後にMRIを撮像する予定であったが、対象者の負担を考慮し、MRIの撮像は行わないこととした。・予定では45名の対象者をリクルートし、それを3群に分ける予定であったが、リクルートが予想以上に困難なため、20名1群のみに変更する。・当初の計画では、背外側前頭前野と小脳に対し、それぞれ1週間に1回のrTMSを12週にわたり12回行う予定であった。しかし、この計画では長期間にわたるため、刺激部位および刺激期間を変更する。刺激部位を右一次運動野、右背側運動前野、右腹側運動前野、右小脳半球、右一次運動野(シャム刺激)の5ヶ所とし、それぞれの部位を1回のみの刺激とし、刺激前後に評価を行うこととした。今後はこれまで以上にリクルートをしていく。また、これまでは新聞広告などの広告媒体の利用はしていなかったが、そういった方法も考慮していく。研究対象者のリクルートが遅れているため、機器の購入謝礼が発生していないため。研究参加者のリクルートに遅れが生じていること、また、まだ論文作成や学会発表に至っていないことが理由だと思われる。今後はより速やかにリクルートを行い、研究参加者を増やしていく。研究参加者がまだ少数なため、謝礼金がそれほど負担となっていない。また、磁気刺激の脳部位がターゲットとして妥当かどうかを確認するために行ったresting state fMRIについては論文および国際学会で公表したが、反復性経頭蓋磁気刺激の結果としては、まだ研究参加者が少数で、統計解析を行う段階に至っておらず、論文や国際学会の発表が出来ていないため。今後はより積極的にリクルートをすすめ、研究参加者を増やし、論文や国際学会での発表につなげていく。29年度は速やかにリクルートを行っていく。
新たな細胞死フェロトーシスにおける脂質ラジカルの関与

本研究の目的は、「全く新しい細胞死形態フェロトーシスの誘導に脂質ラジカルが関与し、そして疾患を誘発する」、との仮説を明らかにすることである。フェロトーシスは、アポトーシスでもネクローシスでもない新しい細胞死形態である。その誘導には、脂質過酸化物が関与している。ここで、脂質過酸化物の生成開始点は、「脂質ラジカル」である。加えて、連鎖反応により爆発的に増幅される。これまで申請者らは、この脂質ラジカル阻害に対する化合物スクリーニング系の構築に成功している。そこで本研究では、「新しい細胞死形態フェロトーシスにおける脂質ラジカルの関与と疾患発症との関連性」、について明確にすることを目的とする。本年度は、1)フェロトーシス誘発時に脂質ラジカルは産生しているか、について重点的に検討した。1)フェロトーシス誘発時に脂質ラジカルは産生しているか本目的のために、まず、我々が開発した脂質ラジカル検出プローブを用いて、フェロトーシス誘導時に脂質ラジカルが生成しているか検討した。培養細胞をフェロトーシス誘導剤であるRSL3あるいはエラスチン刺激したところ細胞死が生じ、このとき脂質ラジカル産生していることがわかった。さらに、この脂質ラジカル検出蛍光プローブを用いて培養細胞での蛍光イメージングを行ったところ、細胞膜あるいは小胞体にて脂質ラジカルが生成していることがわかった。さらに非常に興味深いことに、このプローブを添加するのみで、フェロトーシスを有意に抑制したことから、フェロトーシス原因分子を捉えている可能性が示唆された。また、一方で、フェロトーシスは用いる培養細胞の種類によってその感受性は大きく異なること、さらに飽和あるいは不飽和脂肪酸の添加によっても感受性が変化することがわかった。このことは、培養細胞における脂肪酸の組成がフェロトーシス感受性に大きく関与していることを示唆するものである。本年度は、フェロトーシス誘発時に脂質ラジカルが生成しており、その抑制によりフェロトーシスを軽減できることを見いだした。また、その産生部位は細胞膜、あるいは小胞体でであることもわかった。以上の結果より、現時点で提案した研究項目はほぼ順調に進んでいると言える。今後は以下の項目について重点的に研究を進める。1)フェロトーシス誘発時に脂質ラジカルは産生しているか脂質ラジカルが関与していてことから、これらを指標にフェロトーシス抑制剤の探索を進める。2)フェロトーシスが疾患発症に関与しているか実際に疾患モデルにおいてフェロトーシスが生じているか、その際に脂質ラジカルは関与しているのか、などについて検討を進める。今年度は、主に基本的な実験条件の検討を主としたため、次年度使用額が生じている。次年度は、スクリーニングおよび動物実験など応用研究へと展開を予定している。
初期草双紙の翻刻・内容分析による近世期の子供の文化の研究

研究成果報告書においては黒本『清盛一代記』(下)(研究代表者丹(黒石)陽子)、黄表紙『鶴千年亀万年儺長寿謂』(研究分担者三好修一郎)、黒本『静一代記』(研究分担者加藤康子)、絵本『もゝ太郎』(研究分担者内ケ崎有里子)について諸本調査、書誌調査、注釈、内容分析を行い報告した。また研究協力者は以下の作品を担当した。『九十六文陸奥壼碑文』(丹和浩)、青本『[おにかげ]』(ミルズ・ジョナサン)、合巻『繋馬七勇婦伝』三編(桧山裕子)、青本『縁結赤人塚』。これらについても諸本調査、書誌調査、注釈、内容分析を行い報告した。さらに同報告書において「赤本・黒本・青本解題集稿(三)」として研究代表者丹(黒石)陽子、研究分担者の、三好修一郎、加藤康子、山下(高橋)則子、有働裕、山下琢巳、内ケ崎有里子、湯浅佳子及び研究協力者の丹和浩、細谷敦仁、杉本紀子によりこれまでの初期草双紙研究の成果を踏まえ、初期草双紙29作品について個別解題を行った。これは未着手の作品の新たな研究の推進とともに、これまで分散していて展望を持ちにくかった草双紙の個別作品の研究成果を具体的に整理集約し、将来的にはデータベース作成に繋げるための準備研究となっている。これについては今後さらに継続していく。本年度は青本『曽我一代記』(研究代表者丹(黒石)陽子)、黒本『新浦島』(研究分担者三好修一郎)、黒本・青本『金時一代記』(研究分担社加藤康子)、『鎧宮麻布一本松』(研究分担者有働裕)、黄表紙『唐倭画伝鑑』(研究分担者山下琢巳)、『[善光寺]』(研究分担者湯浅佳子)、及び研究協力者によって以下の作品が担当され、報告された。『[今川状]』(丹和浩)、黄表紙『敵討鳴呼孝哉』(細谷敦仁)、合巻『繋馬七勇婦伝』(桧山裕子)、黄表紙『三国昔噺和漢蘭雑話』、黄表紙『芝全交夢寓書』(波かおり)。初期草双紙6作品にとどまらず、黄表紙5作品、及び合巻1作品を加えたことにより、草双紙の縦の流れを検討することができた。また近年扱われ始めた一代記ものについて今回は2作品が取り上げられ、今後の研究の基礎作りが成されてきたといえる。それぞれについての諸本調査、書誌調査が行われ、基礎データが積み上げが成されている。またこれらの成果は、『叢草双紙の翻刻と研究20号』にまとめて掲載した。なお平成10年度の科学研究費の交付金によって東北大学附属図書館所蔵狩野文庫の初期草双紙資料を影印資料を一挙に収集することができた。これにより、これまで十分に見ることができなかった初期草双紙を大量に調査研究することが可能になった。次年度以降はこの資料に加えて、さらに資料収集と諸本調査を充実させつつ、作品の内容についての研究報告を充実させていく予定である。本年度は青本『義仲一代記』(研究代表者丹(黒石)陽子)、黒本・青本『かつらきやま眉輪王出生記』(研究分担者三好修一郎)、合巻『花裘狐草紙』(研究分担者加藤康子)、赤本『たんばよさく』(研究分担者

山下(高橋)則子)、黒本・青本『〓討女筆雲龍』(研究協力者丹和浩)、『小栗吹笛乾局』(研究協力者菊地真理子)、黄表紙『郡山非人敵討』(研究協力者細谷敦仁)、黄表紙『山主我獨』(研究協力者杉本紀子)、黄表紙『妖怪仕内評判記』(研究協力者波かおり)、合巻『繋馬七勇婦伝』後編(研究協力者桧山裕子)。以上5作品の初期草双紙、3作品の黄表紙、2作品の合巻の翻刻、調査研究を行った。さらに「赤本・黒本・青本解題集稿(一)」として黒石陽子、三好修一郎、加藤康子、高橋則子、有働裕、山下琢巳と研究協力者丹和浩により、これまでの初期草双紙研究の成果を踏まえ、初期草双紙作品31作品について個別解題を行った。これは未着手の作品の新たな研究を推進するとともに、これまで分散して展望を持ちにくかった草双紙の個別作品の研究成果を具体的に整理集約し、将来的にはデータベース作成に繋げるための準備研究ともなっている。これについては今後も継続する予定である。本年度は青本『清盛一代記』(研究代表者丹(黒石)陽子)、黄表紙『浦島太郎二度目の龍宮』(研究分担者三好修一郎)、合巻『花裘狐草紙』(研究分担者加藤康子)、『昔話桃太郎』(研究分担者内ケ崎有里子)、及び研究協力者によって以下の作品が担当され、報告された。『[八はたしらす]』(丹和浩)、黒本『敵討連理の梅』(細谷敦仁)、合巻『繋馬七勇婦伝』後編(桧山裕子)。それぞれについての諸本調査、書誌調査が行われ、基礎データの積み上げが成されている。またこれらの成果は『叢草双紙の翻刻と研究22号』にまとめて掲載し、公開した。さらに「赤本・黒本・青本解題集稿(二)」として研究代表者丹(黒石)陽子、研究分担者の、三好修一郎、加藤康子、山下(高橋)則子、有働裕、山下琢巳、内ケ崎有里子、及び研究協力者の丹和浩、細谷敦仁、桧山裕子、杉本紀子によりこれまでの初期草双紙研究の成果を踏まえ、初期草双紙34作品について個別解題を行った。これは未着手の作品の新たな研究の推進とともに、これまで分散していて展望を持ちにくかった草双紙の個別作品の研究成果を具体的に整理集約し、将来的にはデータベース作成に繋げるための準備研究となっている。これについては今後さらに継続していく。本年度は黒本『清盛一代記』(下)(研究代表者丹(黒石)陽子)、黄表紙『鶴千年亀万年儺長寿謂』(研究分担者三好修一郎)、黒本『静一代記』(研究分担者加藤康子)、絵本『もゝ太郎』(研究分担者内ケ崎有里子)、及び研究協力者によって以下の作品が担当され、報告された。『九十六文陸奥壼碑文』(丹和浩)、青本『[おにかげ]』(ミルズ・ジョナサン)、合巻『繋馬七勇婦伝』三編(桧山裕子)、青本『縁結赤人塚』。それぞれについての諸本調査、書誌調査、注釈、内容分析が行われ、基礎データの積み上げが成されている。これらの成果は研究成果報告書『初期草双紙の翻刻・内容分析による近世期の子供の文化の研究』にまとめて掲載した。さらに「赤本・黒本・青本解題集稿(三)」として研究代表者丹(黒石)陽子、研究分担者の、三好修一郎、加藤康子、山下(高橋)則子、有働裕、山下琢巳、内ケ崎有里子、湯浅佳子及び研究協力者の丹和浩、細谷敦仁、杉本紀子によりこれまでの初期草双紙研究の成果を踏まえ、初期草双紙29作品について個別解題を行った。
Induced membrane法を用いた遊離軟骨移植の基礎的研究

始めにラットinduced membrane作成至適期間の検索のため、8週齢Wistarラットの背部皮下にシリコン製インプラントを留置し、留置期間を1週、2週、4週、6週、8週に設定した各群より組織採取して組織学的および免疫組織学的評価、各種タンパクの発現を解析した。組織学的評価ではヘマトキシリン・エオジン染色にて、薄い皮膜(induced membrane)周囲に血管増生を認め、皮膜周囲の血流増加が示唆された。またこれらは先行研究と同様の反応であった。induced membrane作成のシリコンインプラント留置期間については1-2週の短期では皮膜としての強度が十分ではなく、軟骨移植腔の維持に不足していた。留置期間4週以上では部位により皮膜の厚さにばらつきが見られたものの皮膜強度は十分と思われた。血管増生およびタンパク発現については、偏差も大きく4-8週の範囲では有意な差を認めなかった。実験に要する期間を考慮し、以降の実験ではインプラント留置期間を4週に設定した。続いて、induced membraneを用いたラット自家肋軟骨移植実験を行っている。8週齢Wistarラットを用いて背部片側へinduced memrane作成(インプラント留置4週間)完了後、両側の第7-8肋軟骨を採取し、インプラントと置換してinduced membrane腔内へ移植した。また背部対側へはcontrolとして皮下へ軟骨移植した。現在、当該実験の施行中であり、組織採取及び解析を進めている。動物実験施設利用の開始許可及び、第一段階のinduced membrane作成プロトコールの作成に時間を要したため、当初の予定よりやや遅れることとなった。現在は初年度に予定していた第2段階の軟骨移植実験を既に開始できており、順次、当初の計画通りの実験を実行可能な見込みである。当初の研究計画に沿ってinduced membraneを用いた軟骨移植実験を進める。移植後軟骨体積の経時的な評価をCT撮影で行い、その後組織学的、免疫組織学的評価とタンパク定量を行う続いて、軟骨側因子として、軟骨膜の有無等での軟骨吸収の差を評価する予定である。施設使用許可等、当初の実験開始時期が遅れたこと、また第一段階でのinduced membrane作成実験に時間を要したことで、軟骨移植実験の開始が結果的にずれ込んだため、当初使用予定であった実験機材、動物個数を初年度期間内に購入しなかったことが理由であり、現在すでに軟骨移植実験を開始しているため、次年度にて当初の予定通り機材、薬品、実験動物の購入費用として使用する計画である。
北西太平洋域におけるジオイドと重力場変動の衛星重力観測を用いた高精度決定手法開発

重力衛星GRACEの観測データから全球重力場を復元する手法を開発した。本手法では、まず、GPS測位による精度軌道暦を用い衛星搭載加速度計の3軸成分の較正パラメータを決定する。つぎに、較正された加速度計データ、双子衛星間距離変化率データと衛星姿勢データから、力学モデルによる軌道積分法により全球の重力場を球面調和係数表現で決定する。その際、大気と海洋の質量再配分に伴う重力場の短周期変動によるエイリアシングを低減するため、全球大気質量分布モデルとけ傾圧応答を仮定した海洋質量変動モデルを導入する。開発された手法を2005年のGRACE観測データに適用し、全球の月平均重力場を決定した。さらに、得られた月平均場から年平均重力場モデルモデルを求め、これを基盤とし、北西太平洋域の陸・海上重力データと人工衛星アルチメトリーによる海域重力場モデルとを統合して、地域的重力場とジオイドの精度モデルを構築した。統合においては、二次元半離散化ウェーブレット手法を用い、それぞれの品質に応じ、異種重力情報を空間波長別に統合する手法を開発した。構築されたジオイド・モデルは、GPS/水準法による日本列島のジオイド高データとの比較から、従来のモデルに含まれた長波長の系統誤差が除去され、品質が大幅に改善されていることが示された。また、離島等の験潮場における平均海面位とジオイド・モデルとの較差が、日本海、南西諸島や伊豆諸島域の海面力学高の違いをよく反映していることが明らかとなった。この較差は海洋観測による海面力学高分布とよく一致しており、得られたジオイド・モデルが海域で約10cmの精度を有していることが示された。従って、本研究で構築されたジオイド・モデムは、海洋の力学的研究の基準面としての活用が期待される。大気・海洋の質量再配分による重力場の短周期変動によるエイリアシング効果を低減する手法を検討し、それを適用して、重力衛星GRACEの観測データから全球重力場を復元する手法の開発を行った。エイリアシング低減には、米国ゴダード宇宙飛行センターが、NCEP再解析による大気の圧力場モデルに海洋のIB応答を仮定し、大気・海洋の短周期質量変動を重力の球面調和係数として求め、公表しているモデルを用いた。全球重力場の復元は、このモデルを短周期重力変動モデルとして含め、全球重力場とGRACE観測データから衛星軌道摂動を力学的軌道積分で解析し、観測データに適合させる重力場擾乱を推定する手法により行った。具体的には、つぎの方法を採用した。(1)1日をアーク長とし、GRACE観測の加速度計、衛星姿勢データ、双子衛星1間距離変化率データによる軌道解をGPS観測に基づく精密軌道暦に適合させることで、加速度計の3軸成分それぞれのバイアスとスケールを検定する。(2)検定されたパラメータを適用した加速度計データ、衛星姿勢データと衛星間距離変化率データからの軌道摂動積分により全球重力場を求める。その場合、Kaulaの経験則に基づく重力場モデルによる正則化を適用する。この方法を2003年4月、712月のGRACE観測データに適用し、全球重力場を推定した。得られたモデルをジオイド高に変換し、相関長を1000kmとするガウス型等方性関数により平滑化すると、アマゾン水域、アフリカ、南アジアにおいて季節変化が1cm程度の振幅でみられることが分かった。この結果は、全球重力場の復元手法が良好に開発されたことを示す。なお、研究成果は2005年に開催されたIAGほか合同大会などで発表した。