hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エージェント・アーキテクチャ、エージェント・ソフトウェア工学等

本研究の目的は、ネットワーク利用ソフトウェアの検証手法の確立である。そのようなソフトウェアの検証においては、並行動作に起因する挙動の非決定性や、通信を行う構成要素の挙動が必ずしも明確でないという問題を解決する必要がある。従来有効とされる手法として、可能性のあるシステムの挙動を網羅的に調査するモデル検査と、可能な限り多くの例外的動作をテストする動的検証がある。しかし、前者ではネットワークの挙動を網羅的に把握できず、後者では必要なテスト工数が厖大になるという問題がある。前述の2つの手法の改良を行った。モデル検査については、複数の構成要素がネットワーク接続されたシステムの挙動を、単一の構成要素の挙動としてシュミレートする「集中化」の手法を改良し、従来よりも詳細な挙動をシュミレート可能な集中化手法を実現した。さらに、ネットワークの挙動のモデルも構築することにより、正確なシュミレーションを可能とした。動的検証については、必要なテストを構成要素毎に分割し、それぞれを単体テストとして実施することにより、工数削減を実現した。モデル検査については、実験により、プロセスとスレッド間の詳細な相互作用により発生する複雑なエラーを検出することができた。このようなエラーは、通常のテストでは発見できない。さらに、ネットワークの転送失敗のシミュレーションも可能となるように改良した。動的検証については、やはり実験により、大規模なソフトウェアに対しても、効果的に不具合を発見できることを確認した。以上の結果を、2件のConference論文と4件のSymposium/workshop論文として発表した。
人畜共通感染症をおこすヒト腸管スピロヘータの分離,同定,診断法に関する研究

これまでの研究成果を要約すると(1)犬及び豚からのBrachyspira pilosicoliの分離(2)下痢発症患者の大腸からのBrachyspira aalborgi, Brachyspira pilosicoli菌の分離と分離方法の確立(3)分離菌の生物学的性状の比較(4)ヒトから分離された菌の形態学的研究と他の動物から分離された菌の比較(5)抗生物質に対する感受性試験(6)マクロライド耐性に関与する23SリボソームDNA上の点変異(7)DNA-DNA相同性試験による菌の分類(8)16S rDNAの塩基配列に基づく新菌種の相同性(9)新菌種の提唱などで、それら明らかになった成果についてはしかるべき学会誌で報告した。即ち、本研究から、B. pilosicoliの日本の豚や犬に感染していることを初めて明らかにし、特に人間にも感染していることを明らかにした。ヒトの場合、B.aalborgi感染大腸粘膜には発赤が認められる程度であったが、B.pilosicoli感染症ではその大腸粘膜には粘液の放出及び、発赤が所々に認められ、その症状はカタール性で、感染の激しさが伺えた。また犬から分離されたB.pilosicoliはタイロシン感受性であったが、豚から分離されたB.pilosicoliはタイロシン耐性であった。この違いは、23SリボソームDNAの塩基配列解析によって2059番目の塩基がA-G transition変異であることを明らかにした。人畜共通感染症を起こす人腸管スピロヘータの分離、同定、診断法に関する研究人腸管スピロヘータは西欧ではBrachyspira (B.)aalborgiが、開発途上国ではB.pilosicoliが感染していることが報告されている。しかしその病原性については不明の点が多く今後の課題である。この研究においてはまずヒトからの腸管スピロヘータの分離を試み、ついで遺伝的分類を行うことを試み見た。この研究プロジェクトの最難関はヒトからのスピロヘータの分離で、これまで世界でスカンジナビアでしか分離されていない。まずヒトから材料を得ることが先決で医者から声がかかったらすぐ出向き腸管のバイオプシ材料を頂き分離を試みたところ、3患者のうち2患者からスピロヘータが分離された。これらの人腸管スピロヘータの分離はその分離に供する材料が新鮮であればあるほど分離率が高いことまた材料を採取後トリプチケースソイ液体培地に入れ、5Cに保存した場合、採取から3-4日までは分離可能であった。さらに新鮮であれば、0.45 umのフイルターを通過することが分かった。またこのスピロヘータは血液寒天培地での増殖に3週間を要することから、一般にたの雑菌の汚染が起こり分離不能となる。このことからその分離は非常に難しく、我々が世界で2番目に分離しまたその菌株を用いて遺伝子解析し、B.aalborgiと形態、生物学的性状が似ているがDNA-DNA相同性の結果が40.5と低く、新規名としてBrachyspira ibarakiを提唱した。また分離菌株の中に大型のスピロヘータや小型のスピロヘータが認められそれについて現在遺伝子解析を行っている。またこれらスピロヘータの超微細形態を調べ、細胞内鞭毛が鞘のあるものとないものが存在することを示した。さらに、これらスピロヘータの培養中にシスト形成することがわかりこの菌のライフサイクルとの関係について現在検討中である。人畜共通感染症である人腸管スピロヘータは、西欧ではBrachyspira (B.)aalborgiが、開発途上国ではB.pilosicoliが感染を認めているが、その病原因子については不明の点が多い。この研究で、ヒトからの腸管スピロヘータの分離し、さらに、遺伝的分類を試みた。

B.aalborgiの分離培養は困難を極め、特に、血液寒天培地での発育に少なくとも3週間を要し、その期間中に、雑菌汚染が起こり分離不能となることもある。しかし我々は世界で2番目にB.aalborgiを分離し、またその菌株を用いて遣伝子解析し、B.aalborgiと形態、生物学的性状が似ているがDNA-DNA相同性の低さから、新規名としてBrachyspira ibarakiを提唱した。また分離菌株中に大型や小型のスピロヘータが認められそれをそれぞれ、分離培養し遺伝子解析を行ったところ、大きさに関係なく遺伝的に同一であることを確認した。またこれらスピロヘータの超微細形態を調べ、細胞内鞭毛が鞘のあるものとないものが存在することを示した。人での疫学的動態を生検材料を用いたin situ hybridizationによって調べたところ、かなりの確率でB.aalborgiが人に感染していることが判明した。またB.aalborgi以外にB.pilosicoliも感染していることを認めた。一方、これまで収集した菌株の遺伝子解析を実施したところ豚や犬から分離された菌株の中にB.pilosicoliの存在が確認された。犬分離菌株を用いてマクロライド耐性菌を人工的に作出したところ、その耐性菌は23SrDNAの2060番目の塩基がAからGにかわり、またB.hyodysenteriaeでは野外株のマクロライド耐性菌で23SrDNAの2058番目の塩基がAからTへ変異していることを認め、本菌の耐性の一つに23SrDNA上の塩基の変異があることを証明した。これらはの結果は学会誌に発表、および印刷中である。
船尾伴流分布とプロペラ形状の最適化を考慮した高性能プロペラ設計法に関する研究

本研究の目的は、従来のプロペラ翼形状最適化問題について、船尾伴流分布を設計変数として加えることで、更なる高性能なプロペラ設計が可能なプロペラ設計手法を構築することである。平成30年度は、差分進化を用いたプロペラ翼形状の多目的最適化手法を開発した。そして、内航船プロペラを対象に翼形状の多目的最適化を行い、開発した手法によって、対象プロペラよりも優れたプロペラを設計できることを数値計算及び水槽試験において確認した。(1)差分進化を用いた翼形状の多目的最適化手法の開発プロペラ単独効率、キャビテーション性能、そしてスラストの制約を考慮したプロペラ翼形状の多目的最適化を行うために、昨年度開発したプロペラ翼形状最適化プログラムの拡張を行った。具体的には、適応型差分進化アルゴリズムであるJADEと非優越ソートを用いたNSGA-2を組み合わせて、プロペラ翼形状最適化に適した多目的最適化アルゴリズムを開発した。そして、開発したプログラムを用いて内航船用プロペラ(以後、母型プロペラ)の多目的最適化計算を実施し、数値計算において効率約1.4%向上、最大キャビテーション面積を約10%減少させたプロペラの設計に成功した。(2)水槽試験による翼形状の多目的最適化手法の有用性検証数値計算によって最適化したプロペラの模型プロペラを製作し、POT試験とキャビテーション試験を実施した。そして、最適化したプロペラと母型プロペラについて、プロペラ単独効率とキャビテーション性能(変動圧力)の比較を行った。その結果、プロペラ単独効率が約1%向上、変動圧力が約5%以上低減することを水槽試験において確認し、開発した最適化手法の有用性を示した。また、本研究成果について1件の国内学会発表、2件の国際学会発表を行った。1.船型(伴流)データベースの構築今年度は、船型Blending手法による系統的船型生成システムを用いて、約400隻の船型と流場のRANS解によるデータベースの構築を行った。このデータベースには縦渦の強弱や伴流ピーク値等船型設計上想定される様々な船尾伴流データも含まれている。そして、このデータベースを用いて、任意の伴流分布となる船型を抽出する機能を追加した。2.プロペラ形状最適化問題の定式化今年度は、プロペラ形状最適化問題に適切なプロペラ形状表現(設計変数)の検討を行った。その結果、プロペラ単独効率への影響が大きいピッチ分布及びキャンバー分布を設計変数とすることとした。そして、プロペラ単独効率を最大化する最適化問題としてプロペラ形状最適化問題を定式化した。次年度は、本最適化問題を解くための最適化アルゴリズムを開発し、プロペラ形状最適化システムの開発を行う。平成28年度の目標としていた「船型(伴流)データベースの構築」及び「プロペラ形状最適化問題の定式化」を概ね達成した。当初は、平成28年度にプロペラ形状最適化計算を実施するための計算機の購入を予定していたが、最適化システムに適切な計算機を選定するために、本システムの仕様が決定する平成29年度に計算機を購入することにした。本年度は、前年度に整備した船型(伴流)データベースを用いて、少ないパラメータで多様な船型(伴流)を表現することが可能な伴流設計システムの開発を行った。このシステムを用いることによって、従来はフーリエ級数を用いて表現していた伴流分布が、船型Blending手法におけるBlending factorのみで表現することが可能となり、大幅にパラメータを減らすことが可能であることを確認した。伴流分布及びプロペラ形状最適化を行う場合、最適化の過程でプロペラ性能計算を幾度となく行う必要があり、この計算時間が長いと最適化計算も長くなり、短時間でより優れた解を探索することが困難となる。この問題を解決するために、応答曲面法を用いる方法を新たに採用した。この方法では、あらかじめプロペラの設計変数による応答(目的関数)の変化を応答曲面(近似多項式)に表し、プロペラ翼形状最適化の過程の性能評価において応答曲面を用いることで,最適化に要する時間を抑えることのできる最適化手法である。今年度は、本手法を実装したプロペラ形状最適化プログラムを開発し、従来の方法よりも短時間で優れた解を探索できることを確認した。今年度は本最適化問題に適した最適化アルゴリズムについて研究調査を行い、現時点で最も有効なアルゴリズムの選定を行った。その結果、差分進化の一手法であるJADE(Adaptive Differential Evolution)が様々なベンチマーク問題において有効であることが分かった。JADEの有効性を確認するために、JADEを実装した最適化プログラムを開発し、当初実装を予定していたCMA-ES(共分散行列適応進化戦略)と比較計算を行った。その結果、JADEはCMA-ESに比べ、約5倍以上の性能を有することを確認した。研究当初はフーリエ級数を用いた伴流分布表現を予定していたが、船型Blending手法を用いた船型データベースを構築していく過程で、Blending factorのみで伴流分布を表現可能であることを発見した。これによって最適化計算における設計変数を大幅に減らすことが可能となり、飛躍的に探索効率を向上する。また、今年度の成果で、本項目において予定していた内容が全て完了した。プロペラ形状最適化計算で計算時間のボトルネックとなるプロペラ性能計算を応答曲面法による近似手法を採用することで解決した。これによって、計算時間の短縮が可能となり、実用的な時間で伴流分布及びプロペラ形状最適化問題を解くことが可能となる。

当初実装を予定していたCMA-ESよりも有効な最適化アルゴリズムであるJADEを見つけ出し、その最適化プログラムを開発した。これによって、最適化計算の更なる時間短縮が可能となる。本研究の目的は、従来のプロペラ翼形状最適化問題について、船尾伴流分布を設計変数として加えることで、更なる高性能なプロペラ設計が可能なプロペラ設計手法を構築することである。平成30年度は、差分進化を用いたプロペラ翼形状の多目的最適化手法を開発した。そして、内航船プロペラを対象に翼形状の多目的最適化を行い、開発した手法によって、対象プロペラよりも優れたプロペラを設計できることを数値計算及び水槽試験において確認した。(1)差分進化を用いた翼形状の多目的最適化手法の開発プロペラ単独効率、キャビテーション性能、そしてスラストの制約を考慮したプロペラ翼形状の多目的最適化を行うために、昨年度開発したプロペラ翼形状最適化プログラムの拡張を行った。具体的には、適応型差分進化アルゴリズムであるJADEと非優越ソートを用いたNSGA-2を組み合わせて、プロペラ翼形状最適化に適した多目的最適化アルゴリズムを開発した。そして、開発したプログラムを用いて内航船用プロペラ(以後、母型プロペラ)の多目的最適化計算を実施し、数値計算において効率約1.4%向上、最大キャビテーション面積を約10%減少させたプロペラの設計に成功した。(2)水槽試験による翼形状の多目的最適化手法の有用性検証数値計算によって最適化したプロペラの模型プロペラを製作し、POT試験とキャビテーション試験を実施した。そして、最適化したプロペラと母型プロペラについて、プロペラ単独効率とキャビテーション性能(変動圧力)の比較を行った。その結果、プロペラ単独効率が約1%向上、変動圧力が約5%以上低減することを水槽試験において確認し、開発した最適化手法の有用性を示した。また、本研究成果について1件の国内学会発表、2件の国際学会発表を行った。平成29年度は計画通り、プロペラ形状最適化に適した最適化アルゴリズムの開発及びプロペラ設計システムへの実装を行う。最適化アルゴリズムとしてCMA-ES(共分散行列適応進化戦略)の適用を試みる。また、平成29年度も船型データベースの拡充を行い、データベースの充実化を図る。平成30年度は、対象船である内航船の船型(伴流分布)と対象プロペラの翼形状の同時最適化を行い、数値計算において開発した手法によって対象プロペラよりも優れたプロペラを設計できることを確認する。そして、数値計算において最適化したプロペラの模型プロペラを製作し、プロペラ単独性能試験及びキャビテーション試験を実施する。模型試験において開発した手法の有効性の確認を行う。なお、数値計算を行うための計算機の整備及び模型プロペラの製作を行う。また、これまでの研究成果について学会発表及び論文発表を行う予定である。今年度、プロペラ形状最適化計算用計算機の購入を予定していたが、プロペラ形状最適化システムの詳細な仕様が次年度に決定するため、その計算機の購入も次年度に延期することとした。
高輝度衝突型加速器実験用エレクトロニクスの開発とパイプライン化に向けた研究

B中間子の希崩壊を精度よく測定することにより、現在の標準模型への制限をつけること及び標準模型の検証、が可能なことは予測されているが、この目的達成のためにはKEKBは更に一桁以上ルミノシティーを上げる必要がある。この場合測定器に関する改良点のうち、最大のものは読み出しエレクトロニクスシステムの構築である。この研究の目的はこのような必要性が出てきた中で、どのような鍵となる要素があるか、どのようなシステムが必要かを明確にし、鍵となる要素を製作し、プロトタイプとなる読み出しシステムを完成させることにある。高輝度加速器実験においては、要素開発(LSI開発)とシステム開発は切り離すことはできないため(1)全体のデザインの鍵となるLSIの製作(2)プロトタイプシステムの製作(3)LSI製作とプロトタイプシステムへのフィードバックの3段階を経て開発を行った。このとき下記の2点に絞り議論、開発を行い成果があがっている。時間測定用回路に関しては、ADCと組み合わせ汎用ASICのデザインを開始した。波形測定用回路に関しては、1GHzサンプル512nsecのASIC開発がほぼ終了した。広ダイナミックレンジ(16bit)アンプのASIC開発が終了した。多チャンネルフロントエンドエレクトロニクスのプロトタイプの製作が終了した。B)汎用シリアルバス及びネットワークを使用したデータ転送とパイプライン化への適用COPPERシステムと呼ばれる汎用パイプラインDAQプラットフォームを製作し性能評価を行った。特徴は、今までクレート単位で構築されていたシステムを1ボードの上に納まるようにして、並列性を高め、更にPMC規格を用いCPU、データ転送I/Fの汎用性を高めたことである。これにより将来ボード及びシステムの変更なしに、どのような技術にも容易に対応できるようになった。またバスのスピードも仕様ぎりぎりまでの最高性能が出せることも確認した。近年高エネルギー業界からいくつかの会社が撤退しており我々に必要な技術開発ができなくなる可能性が非常に高くなってきている。よってこの研究をとおし我々の手元にこれらの技術の蓄積を可能にし、重要な資産を蓄えておかなくては、Bファクトリーのみならず我々の高エネルギー実験の発展が危ういものとなる。よってこの研究を行うことは必要である。我々は現在まで下記の2点に絞り議論、開発を行ってきた。このとき鍵となった要素を下記に示す。時間測定用回路に関しては、測定精度200psecに関しめどがついている。波形測定用回路に関しては、1GHzサンプルに関しデザインが終了している。この結果の投稿は測定が終了した後行う予定である。B)汎用シリアルバス及びネットワークを使用したデータ転送とパイプライン化への適用COPPERシステムと呼ばれる汎用パイプラインDAQプラットフォームを製作し稼動中である。
配位数が異なる銅酸化物における真の電子状態と超伝導発現機構の統一的解明

最近,申請者らは,平面4配位T'構造の電子ドープ型銅酸化物において,過剰な酸素を除去した単結晶の作製に成功し,予備実験を通して,母物質の真の基底状態として注目されるノンドープ超伝導を説明する電子構造モデルを提唱した.本研究は,モデルの核心となる電子状態の配位数依存性を実証し,超伝導発現機構の統一的理解を目指す.卓越した試料合成技術と先端量子ビーム測定技術に基づく実験から,配位数が銅酸化物の電子状態を決定する重要因子であることを示し,配位制御高温超伝導物質の創製の指針を与える.最近,申請者らは,平面4配位T'構造の電子ドープ型銅酸化物において,過剰な酸素を除去した単結晶の作製に成功し,予備実験を通して,母物質の真の基底状態として注目されるノンドープ超伝導を説明する電子構造モデルを提唱した.本研究は,モデルの核心となる電子状態の配位数依存性を実証し,超伝導発現機構の統一的理解を目指す.卓越した試料合成技術と先端量子ビーム測定技術に基づく実験から,配位数が銅酸化物の電子状態を決定する重要因子であることを示し,配位制御高温超伝導物質の創製の指針を与える.
脊椎動物初期胚特異的な神経冠細胞からの色素細胞分化を支配する遺伝子群の系統解析

本研究は、脊椎動物における色素細胞の発生文化の分子機構を探るために、これまでに脊椎動物でクローニングされてきた遺伝子群に対するホモログが、原索動物であるマボヤに存在するか否か、を明らかにすることを第一義的な目的とした。さらに、原索動物でホモログが認められた場合には、その分子の発現を発生を追って調べ、脊椎動物のそれと比較し発現機構の保存性を検討することであった。本年度の研究実績は次の通りである。1.色素産生の鍵酵素であるチロシナーゼをコードする遺伝子については、そのゲノムやcDNAの構造をほぼ明らかにし、加えて発生における発現をin situハイブリダイゼイション法により解析した。この結果については現在印刷中である(Dev.Dynamics, 208, 1-12, 1997)。2.チロシナーゼ関連タンパク質をコードする遺伝子のcDNAのクローニングに成功した。ゲノムの構造については現在解析中であるが、チロシナーゼ遺伝子とは違って、多くのイントロンの存在が明らかになっている。In situハイブリダイゼイション法による当該遺伝子の発現解析から、この遺伝子が色素細胞以外の細胞系譜で発現を始め、徐々に色素細胞の系譜に限局されてゆくことかが明らかになった。3.マウスやヒトでクローニングされている神経冠細胞の分化、増殖、生存、あるいは移動をコントロールしていると考えられている遺伝子のマボヤホモログの探索はPCR法を用いて進行中である。4.これまでのところチロシナーゼやその関連配列をコードする遺伝子の発現解析から、脊椎動物同様、両者は原索動物でも色素細胞に特異的に発現することが分かった。これを保証するシスエレメントやトランスアクティングファクターの解析が次の課題となる。
強相関電子系の強磁場ラマン散乱

1次元S=1/2量子スピン反強磁性体Ca_2CuO_3は06000cm^<-1>にCuGeO_3は0600cm^<-1>に幅の広い2-マグノン散乱スペクトルを示す。これらの高エネルギー端は2πJ(Jは交換相互作用)に対応し、古典的2-マグノン散乱の高エネルギ端2Jよりはるかに高エネルギーである。1次元反強磁性体の2-マグノン散乱は禁止されているにもかかわらず観測されるのは、鎖間相互作用よりもむしろスピン-フォノン相互作用が重要であると考えられる。高温超伝導体のキャリアーをドープしない絶縁体でもラマン散乱不活性なA_g対称2-マグノン散乱がアマン活性なB_<1g>対称2-マグノン散乱と同程度の強度を持っているのはスピン-フォノン相互作用が重要であると考えられる。La_2NiO_<4+δ>はδ=0.1以上にキャリアーをドープしても絶縁体でδ=0.125では長距離秩序を持つスピン密度と電荷密度の分離が起こることが分かっている。δ=0のとき1500cm^<-1>以下の電子ラマン散乱は温度の上昇と共に増加する。2-マグノン散乱は温度の上昇と共に強度、エネルギー共に低下して、450Kで消失するが、500K以上で高エネルギー側に再び現れる。δ=0.02ではδ=1のときより高エネルギーで温度変化は小さい。このことからキャリアー密度が非常に小さいとき(δ=0で450K以下)は一様に分布するが、それ以上の密度ではスピンと電荷密度の分離が起こることを示している。δ=0.02のときはキャリアーの存在する場所のフォノン・エネルギーが低下し、最高エネルギーのフォノン・ピークが2本に分離する。δ=0.02のときは高温超伝導が抑制されるLa_<2-x>Ba_xCuO_4(x=0.125)と同じLTT構造をとる。このとき電子散乱スペクトルは80K以下で先の最高エネルギーのフォノン・エネルギー以下の散乱強度が減少し、それ以上の強度が増加する。すなわちこのフォノンが関与してフェルミ面近くの電子状態密度が減少することを示しており、La_<2-x>Ba_xCuO_4(x=0.125)の超伝導の抑制に関係していると考えられる。超伝導マグネットと関連光学系が納入され、これから磁場中ラマン散乱の実験を行うところである。
マウスモデルを用いた膵癌に対するｍＴＯＲとＭＡＰＫを標的とした治療法の検討

ある阻害薬を投与すると別のシグナルも抑制や増強が起きるというシグナル間の相互作用が知られてきている。我々は臨床の膵癌をよく近似した管状腺癌を呈する膵臓上皮特異的遺伝子改変マウスを有しており、同マウスモデルおよびその癌部から樹立した膵癌細胞株を用いて、MAPKとmTORシグナルをターゲットとした治療法の研究を行った。MEK阻害薬としてCI-1040、mTOR阻害薬としてRAD001を使用した。細胞株への投与実験では、併用群で最も腫瘍増殖抑制効果を示し、その機序として細胞周期の抑制が確認された。マウスへの投与実験でも併用群で最も予後延長効果を認め、生体での有効性が確認された。我々の樹立した膵発癌マウス(遺伝子型Ptf1acre/+;LSL-KrasG12D/+;Tgfbr2flox/flox)は、ヒト膵癌の組織像とよく近似するため、膵癌において単剤では臨床的に使用されていない分子標的薬を使用し、偽薬・単剤および併用と比較することで、その抗腫瘍効果・生存期間の延長効果を検討、作用機序を解明することを目標としている。我々は昨年度から膵発癌マウス及びそのマウスモデルから樹立した癌細胞に対しMEK inhibitorとしてCI-1040, mTOR inhibitorとしてRAD001を用いた投与実験を行っている。ジェノタイピングにより遺伝子型を確認した膵発癌マウスをランダムにcontrol群、各単剤群、併用群と分け投与実験を行い、併用群で最も予後延長効果を示したがその機序解析、効果確認のため免疫染色、ウェスタンブロットを追加している。各inhibitorの投与によりphospho ERK及びphospho S6rpの発現が抑制されているほか、併用群でPCNAの発現低下、apoptosisの誘導が確認されている。今回我々はMEK inhibitorとしてCI-1040, mTOR inhibitorとしてRAD001に着目し、すでに我々のマウスモデルから樹立した癌細胞を用いて投与実験を行ったところ、単剤より併用群において細胞増殖抑制効果を認めた。発癌マウスモデルを使用した投与実験の数を増やし、各群8匹で行ったところ、併用群において有意に生存期間の延長を認めた(P<0.05)。サンプル回収用に55日の時点でsacrificeしたマウスの標本では、併用群で最も正常膵の腺房構造の残存および腫瘍の増殖抑制効果を認めた。phospho-ERK、phospho S6rpによる免疫染色、ウェスタンブロットでvivoにおけるinhibitorによるtarget moleculeの抑制は確認されたほかMEK inhibitorであるCI-1040を使用するとAKTの活性化も抑制されていた。しかし、他臓器癌の既報にあるような明らかなsignalの増強を伴うcrosstalkを示唆するような大きな蛋白発現量の変化は認めなかった。しかし、inhibitorを使用することでcyclin Dの抑制がみられ、併用群で最もPCNAの発現が低下していたほか、apoptosis関連蛋白であるcleaved PARPも誘導されており、細胞周期の抑制およびapoptosisの誘導が併用で発現することで最も抗腫瘍効果を示すことが示唆された。現在学会発表にむけて準備中である。今回我々はMEK inhibitorとしてCI-1040, mTOR inhibitorとしてRAD001に着目し、preliminaryな実験としてすでに我々のマウスモデルから樹立した癌細胞を用いて投与実験を行い、少数の発癌マウスに対し投与実験を行ったところ、単剤より併用群において正常の腺房構造の残存および腫瘍の増殖抑制効果を認めた。そこで、当該年度においては膵発癌マウスへの投与実験を行うこととした。ジェノタイピングにより遺伝子型を確認した膵発癌マウスをランダムにcontrol群、各単剤群、併用群と分け、各々5日間連続投与、2日休薬とし生後28日目より投与実験を行った。現在まで各群6匹ずつの投与が終わっている。

また、同時に蛋白、組織回収のために同様に4群に分け、生後55日目でsacrificeしsampleを回収した。Preliminaryな解析ではあるが、現段階では併用群で最も予後延長効果を示し、免疫染色及びウェスタンブロットにより、各inhibitorが標的とするシグナルの抑制がvivoでも確認されている。本実験で最も時間を要すると考えられるvivoでの実験は初年度にある程度進んでいたが、検体を保存していた冷凍庫の故障があり、実験の精度維持のため検体の採取をやり直したこと、また研究者自身の異動に伴う実験環境・労働状況の変化により予定よりは進んでいないと言わざるをえません。しかし、今春再度前職場に戻ることとなり、遅れは十分に取り戻せると考えます。本実験で最も時間を要すると考えられるvivoでの投与実験は順調に進み、かつそれぞれのinhibitorが標的とするシグナルが抑制されていることが確認された。しかし、本研究の最も核心である詳細な作用機序の解明、特にシグナル間のcross talkについては解明には至っておらず、引き続き詳細な検討と追加実験を要すると考えます。免疫染色やウェスタンブロットを中心とした個々の蛋白発現、Cross Talkの解明を進める。投与実験の蓄積を進め、既存抗癌剤との比較も視野に入れ、ヒト膵癌の新規治療法の開発に貢献することを目標とする。FACSによる細胞周期の変化やサイトカインアレイを用いた広い範囲での検査やウェスタンブロットを中心とした個々の蛋白発現の確認により、cross talkを解明する。投与実験についてもNの上積みを目指すほか、可能であれば既存の抗癌剤との比較も視野に入れ、ヒト膵癌の新規治療法の開発に貢献することを目標とする。マウスの維持、投与実験にかかる注射器やコニカルチューブなどの雑費FACS用の試薬、免疫染色及びウェスタンブロットに使用する抗体、メンブレンなどの諸費用・FACS用の試薬・免疫染色及びウェスタンブロットに使用する抗体、メンブレンなどの諸費用・マウスの維持、投与実験にかかる注射器やコニカルチューブなどの雑費・mRNAの解析に使用する試薬類
放線菌におけるDNA制限修飾系の解析とその応用

放線菌は抗生物質や生理活性物質などといった有用物質を生産する.それら有用物質の高度生産や誘導体の創出において,放線菌の遺伝子工学技術は極めて重要な役割を果たしているが,放線菌の中には基本的な形質転換ですら困難なものが見出される.本研究では,そのような難形質転換性の主な原因として,放線菌のDNA制限修飾に注目した.本年度は, Streptomyces griseusを実験対象とし,そのDNA制限修飾系を解析した.得られた研究成果を以下にまとめる.1S.grisuesのDNAは, 5-メチルシトシンを含むことを明らかにした.本結果はS. griseusがII/III型制限修飾系をもつことを暗示する.2S.grisuesのDNAがシトシン5-メチル化を受ける保存配列を明らかにした.本配列は以下2つの配列である: GCcGGCおよびGAGcTC.なおメチル化サイトを小文字cで表記した.3GCcGGCおよびGAGcTC配列のメチル化に関わる酵素遺伝子を明らかにした.4DNA制限修飾およびDNAメチル化に関わる全ての遺伝子を欠損した大腸菌株を作製した.5得られた大腸菌に, GCcGGCおよびGAGcTC配列のメチル化酵素遺伝子を移植した.本大腸菌株から回収したプラスミドDNAは, S. griseusに極めて容易に導入できた.以上の結果は,研究対象とする放線菌のDNA制限修飾系の解析が,その放線菌の形質転換を容易にする可能性を示している.様々な放線菌の制限修飾系を広く解析し,データベース化することは,放線菌の遺伝子工学技術の基盤として有用かもしれない.放線菌は抗生物質や生理活性物質などといった有用物質を生産する.それら有用物質の高度生産や誘導体の創出において,放線菌の遺伝子工学技術は極めて重要な役割を果たしているが,放線菌の中には基本的な形質転換ですら困難なものが見出される.本研究では,そのような難形質転換性の主な原因として,放線菌のDNA制限修飾に注目した.本年度は, Streptomyces griseusを実験対象とし,そのDNA制限修飾系を解析した.得られた研究成果を以下にまとめる.1S.grisuesのDNAは, 5-メチルシトシンを含むことを明らかにした.本結果はS. griseusがII/III型制限修飾系をもつことを暗示する.2S.grisuesのDNAがシトシン5-メチル化を受ける保存配列を明らかにした.本配列は以下2つの配列である: GCcGGCおよびGAGcTC.なおメチル化サイトを小文字cで表記した.3GCcGGCおよびGAGcTC配列のメチル化に関わる酵素遺伝子を明らかにした.4DNA制限修飾およびDNAメチル化に関わる全ての遺伝子を欠損した大腸菌株を作製した.5得られた大腸菌に, GCcGGCおよびGAGcTC配列のメチル化酵素遺伝子を移植した.本大腸菌株から回収したプラスミドDNAは, S. griseusに極めて容易に導入できた.以上の結果は,研究対象とする放線菌のDNA制限修飾系の解析が,その放線菌の形質転換を容易にする可能性を示している.様々な放線菌の制限修飾系を広く解析し,データベース化することは,放線菌の遺伝子工学技術の基盤として有用かもしれない.
未知のヒト膵液中の抗菌活性ペプチドの精製と解析

膵液のゲル濾過抗菌活性分画を更に精製するため、効率の良い活性測定法の検討を行なった。defensinのbioassay系であるradial diffusion assay法を改良したところ、培地のpH8.8、指示菌にE.coli Kpを用いた条件が最も感度に優れ、殺菌曲線で活性の認められたゲル濾過分画の活性を測定できた。この系による塩基性抗菌ペプチドpolymyxin Bの測定限界値は1μg/mlと優れていた。最も活性の高いゲル濾過分画はpolymyxin B換算でほぼ100μg/mlに相当する抗菌力を示していた。この抗菌活性は65度20分、95度20分処理でも全く失活せず、むしろ95度20分では活性の上昇が認められた。この抗菌活性は2.5M NaCl存在下でも認めらるため、生化学的性状の近いと思われるlactoferricin B,lactoferricin Hなどの抗菌ペプチドとは異なるものと考えられた。紫外吸収スペクトルではOD220付近に最大の吸収域とOD280に別なピークがあり、ペプチドによるものと思われた。Tricine-SDS-PAGEで分画を試みたところ、分子量3000以下と考えられた。ゲル濾過分画を更に、イオン交換HPLCにて精製したところ、予想に反して陽イオン交換HPLCでは全くカラムに吸着されず、陰イオン交換(DEAE)HPLCで幾つかのピークに分離された。このうち抗菌活性は複数の分画に分かれて存在したため、単一の物質ではないものと考えられた。実際、抗菌活性の強いゲル濾過分画をradial diffusion assay法でbioassayすると、double zone現象が認められることから、少なくとも活性物質は2種類以上ある可能性が高い。ERCPにより収集された3名の膵液について、限外濾過、ゲル濾過による部分精製を行い、E.coli ATCC25922に対する殺菌活性を測定した。2種類の限外濾過で分子量100001000の分画とした。この分画の一部にE.coli ATCC25922を10^8CFU/mlの濃度で接種すると、コントロールに比して静菌的作用のみが認められた。凍結乾燥したこの分画は、pH8.0の燐酸バッファーに溶かし、PharmaciaG-50superfineにアプライし、4度下で30時間かけてゲル濾過を行った。活性の認められた分画は、いずれも23-30番のチューブで、280nmでの吸光度ピークからは数管ずれており、pHが8.0から9.4-10.3に上昇していた。E.coli ATCC25922を10^8CFU/mlの濃度で接種すると、これらの分画では8時間以内に菌量が10^2CFU/ml>の測定限界以下となり、著しい殺菌作用が認められた。24時間後に測定しても、生菌は認められなかった。分子量測定スタンダードとして^<125>I-Elastae-1(MW29300),^<125>I-PSTI(MW6242),^<125>I-Gastrin(MW2098),^<125>I-T3(MW650)を同じゲルにアプライしてみると、活性の認められた分画は^<125>I-Gastrin(MW2098)の前に位置していたが、2回の実験で再現性が認められなかったため、現在、別のスタンダードを用い、再検中である。これらは試験的に1.0cm×100cmのカラムを用いているため、スケールアップとG-25superfineを用いた方法で精製度をあげる試みを現在行っている。抗菌活性測定についてはSalmonella typhimurum,E.coli Kpなどを用いてみたが、E.coli ATCC25922と感受性に差が認められなかった。
慢性肺疾患モデルラットに対する高純度間葉系幹細胞治療の開発

2018年度では慢性肺疾患(CLD)モデルラットに間葉系幹細胞(MSC)や高純度間葉系幹細胞(REC)を移植することによって、生存率、体重、肺組織像、肺組織における炎症性サイトカインやアポトーシスに関与するmRNAの発現量を評価した。生存率は正常ラットよりもCLD群で低く、また体重もCLD群で低値だった。治療介入によってMSC-CLD群もREC-CLD群も体重の改善は見られたが、生存率に改善は見られなかった。有意差はないが、MSC-CLD群よりもREC-CLD群の方が生存率が悪い傾向がみられた。いずれの結果もかなりばらつきが大きく、治療介入によって正常ラットに近い状態のラットもいれば、何も治療介入していないCLD群に近い状態のラットもいた。上記の傾向は、肺組織像でも同様であり、かなりばらつきが大きく、現時点では評価することが困難と思われた。傾向としてはCLD群、REC-CLD群、MSC-CLD群、正常ラットの順に肺組織像は悪かったが、ばらつきが大きく回数を重ねたり、手技を安定させたりする必要があると思われた。肺組織からmRNAを抽出し、逆転写酵素でcDNAを作製した後に、リアルタイムPCRで相対定量を行った。リファレンス遺伝子をβアクチンに設定し、炎症性サイトカインであるIL-1やTNF-α、アポトーシスに関与するカスパーゼ3の発現量を評価した。この結果でも、かなりばらつきがあり、既報のようにCLD群における炎症性サイトカインやアポトーシス関連遺伝子の有意な上昇がみられなかったため、MSCやRECによる効果判定ができなかった。ばらつきが大きく、回数を重ねていけば、有意差が出る可能性があると思われるため、今後も検討していく価値はあると思われる。既報のようなデータが出ず、繰り返し条件検討を行っているため、当初の予定にある実験を思うように進められていないため。現在は肺組織のmRNAの発現量をリアルタイムPCRで評価しているが、肺組織の免疫染色といった異なる視点からサイトカインの発現量やアポトーシスの評価をしていく方針である。予定していた実験が思うように進まず、条件検討を重ねる必要性があった。そのため、予定していた必要物品を買わなかったため、次年度使用額が生じた。次年度では、その予定していた実験を行うため、それらに必要な物品を購入する予定である。
経営理念と組織のダイナミズム：日本航空の破綻と再生を巡って

本研究の成果は『日本航空株式会社の破綻と再生ー経営哲学の組織論的分析(ミネルヴァ書房)』に収められる予定である(2019年3月)。同書では、2つの目的を立て議論を整理・展開した。第1目的は、JALの破綻と再生に関する包括的・論理的な説明の枠組みを構築すること、第2目的は、JALの破綻と再生に関する因果関係を整理し、経営哲学の意義を明らかにすることであった。第2目的に関しては、(1)JAL破綻の真因を特定し、(2)旧JAL最後の社長である西松遙氏の再生に向けての試みを再評価した。その上で、(3)JAL再生の理由を明確にするとともに、(4)JAL破綻と再生における経営哲学の意義を再検討した。本研究プロジェクトでは、「日本航空株式会社(JAL)の破綻と再生」を取り上げ、「企業内コミュニティの再生に向けての取り組み」「経営理念の形骸化と活性化」「JAL再生にあたった稲盛和夫氏の経営哲学」などに焦点を当てつつ、それらが「JALの破綻と再生」にいかなる影響を与えたのか、包括的かつ体系的な因果関係を整理すべく、調査を進めている。平成27年度には、3度にわたって研究会を開催し、主に、研究の全体構成と、各メンバーの担当箇所におけるテーマ設定や分析方法について、議論を重ねてきた。その結果、次の2点において、具体的な成果が得られた。1点目は、本研究の全体像についてである。JALの破綻に至るまでの経緯として、経営に与えた影響を外部要因と内部要因に分け、さらに内部要因を3つのサイクル(短期、中期、長期)に分類することとした。短期のサイクルでは、運転資金や利払い・資金返済・償還について、中期のサイクルでは、投資資金、機材の耐用年数について、長期のサイクルでは、経営における責任意識や組織における一体感について、それぞれ着目する。各メンバーはそれぞれの観点から問題の分析を行う予定である。2点目は、それぞれのメンバーの担当箇所における、個別の研究の進捗である。現時点では、ガバナンス、教育、組織・管理会計、財務、労働組合、機材などの分野において、それぞれが研究を進めているところである。例えば、ガバナンスについては、破綻前から破綻後への変化を中期経営計画の位置づけの変化から読み取ることができた。また、また、組織の面においては、破綻前のJALが企業としての適正規模を超えていたことや、組織が固定化していたことなどが明らかになった。平成27年度には、「本プロジェクトの全体像に関わる問題」と「個別論点に関わる問題」の2点を中心に議論を進めてきた。個別論点については、各プロジェクトメンバーがそれぞれの担当箇所を調査し、研究会で共有してきた。そこでの議論を踏まえ、改めて全体構成を練り直すというプロセスを繰り返してきた。その結果、全体構成については、概ね完成するに至っており、この点においては当初の計画通りに進んでいると言える。しかし、一部の個別論点については、当初の予定に変更を加える必要も生じている。本プロジェクトの論点の一つは、稲盛改革によってJAL従業員の意識がどれだけ変化したかを明らかにすることであった。そのために、JALが2008年と2013年に実施したアンケート調査の生データを入手し、アンケートによる時系列比較調査を実施することとしていた。この点については、JAL側の承認を得ていた。ところが、肝心の2008年のアンケート調査データが、JAL社内に保管されていないことが明らかになった。このため、アンケート調査結果に基づく比較調査の実行は困難になった。とは言え、この問題が本研究の価値を大きく損なうとは考えていない。そもそも、稲盛改革を通じてJAL従業員意識が大きく変化したことは自明のことである。むしろ本研究では、変化の内容を詳述することにより重点を置くべきだと考えている。したがって、今後も、これまでと概ね同じスケジュールに従いつつ、個別論点における調査をより充実させるため、外部の専門家のアドバイスなども受けながら、研究を進めていく予定である。本研究プロジェクトは、日本航空(以下、JAL)が破綻し、そこから再生するに至った過程を整理するとともに、その原因を明らかにすることを主たる目的としている。平成27年度と平成28年度には、JALの操業から破綻・再生に至るまでの過程について、大まかなイメージをとらえるために、社内外の様々な関係者を対象にインタビューを実施した。また、研究責任者・分担者・協力者は、それぞれ仮の調査担当分野を割り当てられ、研究会を通じてその成果を共有し、研究の全体像に関する方向性を議論してきた。とりわけ、平成28年度においては、JALの創業から破綻までの長期の歴史に焦点を当て、問題に関連する先行研究を包括的にレビューすることで、本研究の意義を確認するとともに、これまでの調査結果を整理する際に準拠すべき明確な分析枠を固めた。それを具体的に挙げるとすれば、JALの業績を左右してきた原因として、外的要因に加え、重要な3つの内的要因を明らかにした。即ち、「カネ」としての収益性の問題、「モノ」としての機材の運用効率の問題、そして「ヒト」としての人材の有効活用の問題を整理した。また、外的要因として発生するイベントリスクなどの種々の事象を前提として、それにいかに対処しつつ、会社の業績を上げていくかにつき、3つの内的要因が相互に関連しつつ、作用していることも明らかにした。今後、JALが破綻した構造的原因を示していくにあたっては、これら3つの内的要因に対して、経営上の意思決定がどのように行われてきたかを、長期にわたって検証していく必要がある。

3つの要素の関連性の中で、JALの長期の業績を把握することで、それぞれの要素に対して経営哲学がいかなる影響を及ぼしてきたかについても明らかにできると考えているからである。これが本研究の分析枠である。平成28年度において得られた最も重要な実績として、この点を指摘しておきたい。平成28年度は、研究の全体的な構想を固め、執筆の構成と分担についても、その概要を明らかにすることを目的としていた。この目的については、概ね達成されたと考えられる。平成28年4月の段階では、研究代表者を中心に、研究分担者、研究協力者が、それぞれ仮の担当分野を割り当てられ、それぞれの担当箇所について独自に調査を進めた。その成果を平成28年8月の研究会にて報告した。さらに平成29年2月には、研究代表者が各担当者の調査結果を綜合したうえで、本研究全体を通じて準拠すべき分析枠を示した。この分析枠にしたがい、研究代表者・分担者・協力者が担当すべき調査内容を正式に割り振り、既に各担当者がそれぞれの担当箇所を分析を始めている。確かに、平成28年度においては、対外的に公表できる研究成果として、明確な業績を示すことはしなかったが、本研究における結論に至るまでの明確な道筋を得ることができたという点において、大きな成果を得ることができたと考える。研究プロジェクトの最終成果物(研究書籍)を出版することを念頭に置き、2018年2月2日、麗澤大学企業倫理研究センターにおいて「日本航空の破綻と再生ー経営哲学の組織論的分析」と題する中間報告を実施した。これを踏まえ、2018年6月24日には、日本経営倫理学会において学会報告を行う予定となっている。なお、本研究プロジェクトの最終成果物として、2018年度中に研究書籍の出版を予定している。本研究の成果は『日本航空株式会社の破綻と再生ー経営哲学の組織論的分析(ミネルヴァ書房)』に収められる予定である(2019年3月)。同書では、2つの目的を立て議論を整理・展開した。第1目的は、JALの破綻と再生に関する包括的・論理的な説明の枠組みを構築すること、第2目的は、JALの破綻と再生に関する因果関係を整理し、経営哲学の意義を明らかにすることであった。第2目的に関しては、(1)JAL破綻の真因を特定し、(2)旧JAL最後の社長である西松遙氏の再生に向けての試みを再評価した。その上で、(3)JAL再生の理由を明確にするとともに、(4)JAL破綻と再生における経営哲学の意義を再検討した。平成28年度においても、基本的にはプロジェクトのメンバーそれぞれが、各項目を分担するという方法で、個別に研究を進めていく予定である。ただし、これまの議論に基づき決定された新たな全体構成を土台として、個別論点の位置づけを考え直す必要もある。そのために、必要に応じて小規模な研究会を開催し、情報の共有を図るとともに、進捗状況の確認を行うこととする。個別論点の調査は本年12月をめどに概ね完了する予定である。その時点で、メンバー全員で研究会を開催し、成果を共有する。その上で、1月以降には、個別論点の議論を踏まえ、全体構成を改めて議論していく。
固体表面での高反応性活性構造の創出と触媒的高効率物質変換

本研究の目的は、固体表面を媒体として様々な金属錯体や金属ナノ構造を構築して、酸化物固体表面で新しい触媒活性金属錯体構造や触媒反応場を創出し、直截的物質変換に発展させることである。平成22年度は、イリジウムダイマーやルテニウムクラスターをγ-アルミナやK-ドープしたγ-アルミナ、シリカ等の酸化物固体表面に含浸法で固定化し、適当な温度で加熱真空排気や水素処理を行うことによって、固定化イリジウムダイマーや固定化ルテニウムクラスターを調製した。これらの表面で形成される固定化クラスター錯体の構造は、in-situ FT-IR、固体NMR、拡散反射紫外可視分光スペクトル、XRD、XRF、ICP、X線吸収微細構造法、DFT計算等の構造解析手法によって解析した。γ-アルミナ表面に固定化したイリジウムダイマーが、イソプロパノール中、343Kで様々なケトン類の水素移動反応に有効であることを見出し、その触媒特性を明らかにした。一方、同触媒を二酸化炭素と水からのギ酸生成光反応に応用したところ、紫外光照射触媒反応中に固定化イリジウム種が顕著に溶出してしまうことがわかった。また、K-ドープγ-アルミナに担持したルテニウムクラスターが、常圧の水素下、363Kでニトリル類の選択水素化に高い活性と選択性を示すことも明らかにした。また、高い酸素吸蔵・放出能を有するセリウム系複合酸化物固溶体を利用した新しい金属ナノ触媒の開発のために、セリウム-チタン酸化物固溶体を文献に従って合成し、その表面にニッケルを担持したニッケル担持セリウム-チタン複合酸化物固溶体を調製した。XRD、ICP、BET、TPO、TPR、XAFSによる構造解析を行い、調製したニッケル担持触媒の酸素吸蔵・放出能力を明らかにした。
蛇行長期動態の物理機構に基づく自然営力順応型川づくり

H28年度では前年度までの主な検討対象であった砂礫床河川の蛇行現象の対象を拡大させ,より現実に即した現象に適応させるため,岩盤河床河川,湿地河川,急流河川,粘着性護岸を有する河川の蛇行等について検討を進めた.また災害時の突発的な蛇行形状変化に関する検討も実施した.まず山地河川のように河床が岩盤で構成される河川の蛇行現象の解明を目的として,一様湾曲部における岩盤の侵食過程を明らかにするための実験を行った.無限長の一様湾曲部を再現するため円形水路の水面に接したドーナツ状板を回転させ,シアーにより流れを作りだした.内岸側に二次流による堆積砂州が形成されること,水路内の砂が十分でない場合は外岸側に岩盤露出が生じ,砂で覆われた領域との領域境界で活発な侵食が発生することが明らかとなった.これらの現象を再現できる数値解析モデルの構築を行った.また,風化現象やニックポイントの上流移動について,実験および数値解析を用いて分析した.急流河川については,反砂堆上の水面波に関する線形安定解析を行い,水面波と砂州が共存しうることを確認した.一方,湿地河川については,直線部と屈折部が連続する特有の蛇行形状に着目し,大型水路を用いての流れの可視化とLDV計測を実施した.粘着性護岸を有する蛇行については,河岸土砂の粘着性と河岸内の不飽和浸透流を考慮したブロック状の河岸崩落現象の数値解析モデルを構築するとともに水路実験を実施し,ブロック状の河岸崩落現象の数値解析による再現を試みた.また,ミャンマー国マンダレー市周辺のエーヤワディー川の流れと河床変動の現地観測を開始した.一方2016年8月北海道豪雨災害を対象に蛇行の直線化,直線流路の蛇行化等の急激な流路変動を観測し,それらが流砂非平衡性によるものであることを例証した.一般的な砂礫河川の蛇行現象から対象を広げ,粘着性護岸,岩盤河床河川,急流河川,湿地河川などの蛇行現象を広く扱い,それらの特性やメカニズムを明らかにすることに成功した.また,台風来襲による北海道水害に着目し,機を逃さずその蛇行に及ぼす影響やそのメカニズムを明らかにした.これらの成果より,本研究の進捗状況は当初の研究計画の進行速度に勝るとも劣らぬ迅速性を達成していると判断され,おおむね順調に進展していると判断した.平成28年度の研究でスタートした,粘着性河岸の河川,岩盤河川,急流河川,湿地河川などの研究をさらに発展させ,より広範な河川蛇行現象の解明に力を注いでいく.これと並行して,気候変動や突発災害などの気象現象の影響についても,より深く切り込んでいく.一方で,ケーススタディについては国外の河川の蛇行現象にその主な対象を広げ,わが国の河川の蛇行特性との相違に着目しながら,その特性を検討することで,蛇行の普遍的メカニズムの解明へとつなげていく.本年度は1.蛇行基本特性と発達過程,2.蛇行と外的要因関連性,2視点から次のような検討を実施した.1.蛇行基本特性と発達過程(テーマ1)テーマ1Aとして蛇行平面形の統計アプローチ的分類を試みた.沖積地で滑らかな湾曲の自由蛇行が多見される一方,湿地では直線と屈折から成る特異な形状が生じる.川幅中心線上曲率分布の統計解析から平面形状の特徴付を試みた.湿地26川を含む計54河川を用いた.川幅中心線に沿う曲率の尖度(分布形状特徴)が6-10付近で湿原河川とそれ以外の河川が区別された.次にテーマ1Bでは蛇行に及ぼす河床波や側岸浸食の解明として,オーバーハング間欠崩落を伴う粘着性河岸拡幅のモデル化,砂州性蛇行流路発達過程の実験,側方侵食を抑制する構造物,軟岩河川の側方侵食箇所の調査と側方侵食形状分析,実験による流砂衝突による岩盤河川の側方侵食メカニズム解明等を実施した.2.蛇行と外的要因との関連性(テーマ2)テーマ2Aは河口や海面上昇の影響を検討した.海面上昇は地球温暖化とともに深層地下水汲上が影響する.全球モデルに地下水汲上効果を組入れ,石狩川を対象に地盤高変化に起因する地下水変化推定法を提案した.堤防等局所地形変動を含む遡上氾濫流を統一的に記述する計算モデルを開発した.テーマ2Bでは動植物生態と蛇行の関連解明を試みた.中規模河床形態を4分類しそれぞれの生息特性を定量化,対応関係を分析した.直線単調流程に竹蛇籠水制を用い流れ多様化を促した場合を相変化モニアタリングし,流水性・止水性種いずれも数週間内で急増することが示された.魚類ハビタットは対象魚類生活ステージ,流量変化,河床変動等によって時空間的に変化する.鮎の平水洪水異生活ステージのハビタットに着目,生活ステージで鮎が好む物理環境が行動範囲に同時存在する場合ハビタットとして機能するとし,洪水規模との動的関係を河床解析的に検討した.植生と蛇行の関係も検討したがこれはテーマ1とも関連する重要課題であり次年度以降継続する.各個別課題がほぼ予定通りに進捗している.一部において研究計画の変更点が生じたが,全体的な研究計画に遅延や大幅な変更をもたらすものではない.次年度以降の研究の応用的展開に対して十分な基礎が構築できたといえる.