hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規消化管ホルモンＩＢＣＡＰを標的とした膵β細胞再生医療への応用

我々が同定した新規消化管ホルモンIBCAPの解析を行い、in vitroにおいても膵β細胞増殖促進効果があることを確認した。また、アデノウイルスによる強制発現モデルマウスの解析の結果、肝臓にインスリン陽性細胞を確認した。以上の結果より、IBCAPは糖尿病、膵再生医療の治療標的となり得る可能性が考えられた。現在世界中で急増している糖尿病は、膵β細胞の機能または細胞数の不足によって引き起こされる。我々が独自に同定した新規消化管ホルモンIBCAP (Intestine-derived Beta-Cell Augmenting Promoter)は機能として膵臓β細胞増殖促進などインクレチン様作用を持つことをこれまでに明らかにしてきた。そのため、IBCAPは糖尿病の治療標的となり得る可能性が考えられ、遺伝子治療、膵臓再生医療への応用も含め、特に1型糖尿病の治療薬になり得る可能性があり期待される。そこで本研究では、このIBCAPによる膵β細胞増殖および分化に関わるメカニズムを解明し、将来の臨床応用へ向けIBCAPを基盤とした膵β細胞再生医療への応用を目指すことを目的とした。IBCAPの活性は、切断を受けてできるペプチドが活性体である可能性が示唆されていることから、活性体ペプチドの1次構造の決定を目指し、IBCAP強制発現細胞培養上清からの精製、LC-MS/MS解析を行った。その結果、活性体候補ペプチドの1次構造を決定した。この活性体合成ペプチドによる膵β細胞増殖について検討を行ったところ、MIN6細胞に対して増殖刺刺激活性を持つことが明らかとなった。さらに、ヒトiPS細胞から膵β細胞へ既報の方法で分化誘導を行ったところ、IBCAP活性体合成ペプチドを加えることで、インスリン陽性細胞への誘導効率が劇的に上昇する可能性が示唆された。分化誘導において、このペプチドの添加タイミング等、どのように用いればさらなる効率化につながるか、さらに、これが本当に機能的なβ細胞か否かについては今後の検討が必要である。現在世界中で急増している糖尿病は、絶対的、相対的に膵β細胞の機能または細胞数の不足によって起こる。まず、膵β細胞増殖については、今回、IBCAPによる膵β細胞増殖効果について解析し、細胞増殖を指標とした新しい簡便なIBCAPの評価系を開発した。次に、アデノウイルスを用いたIBCAP強制発現マウスモデルの表現型を解析したところ、肝臓にインスリン陽性細胞を認めた。そのために、IBCAPは膵β細胞の分化誘導あるいはTransdifferentiationに何らかの関連を持つことが強く示唆された。今後、機能的なβ細胞か否かについては検討が必要である。また、現在、ヒトiPS細胞あるいは膵前駆細胞から膵β細胞への分化誘導にIBCAPが関与するかについて検討を行っているところである。IBCAP強制発現によって肝臓中にインスリン陽性細胞が出現することを確認し、特許出願を行った。その他、IBCAPを用いたヒトiPS細胞からの膵β細胞への分化誘導効率についてや膵β細胞の増殖シグナルについて明らかにしつつある。以上のことからも、おおむね順調に研究が進展していると考えている。研究代表者はあらゆる研究において連携研究者と協力してグループで常時研究結果を元に討論し、方向性や研究方法の改善を図りながらIBCAPの機能解析を進める。また、研究代表者は適宜、学会・セミナー等で情報収集し、研究を進める。IBCAPは、新しい消化管特異的な分泌因子であり、これまでに明らかとなっているホルモンとの相同性は見られていないため、その機能を明らかにすることは、困難を伴い、計画通りに進まない可能性も考えられる。しかしながら、本研究の中で並行して行っている、基礎から応用への研究で得られる新たな知見を参考にしながら、地道に研究を進め、検討を進めていくほかないと考えられる。H24年度の結果に基づき、引き続き、重点的に以下の研究計画を実施し、IBCAPを標的とした糖尿病治療薬の創薬や膵β細胞への再生医療などの応用へ向けての検討を行う。(1) IBCAPを用いた膵β細胞分化誘導法の開発; IBCAPは消化管特異的に発現し、標的臓器としては現在のところ膵β細胞のみである。このIBCAPは膵β細胞の発生や分化に大いに関連がある可能性が考えられるため、本研究ではIBCAPの作用により膵β細胞への分化誘導効率が促進されるかについて検討を行う。具体的には、ヒトiPS細胞から膵β細胞に分化誘導する際にIBCAPの添加効果により、誘導効率があがるかどうかについて検討する。指標としては時間短縮あるいは、グルコース応答性などの質の向上を確認する予定である。(2) IBCAPを用いた糖尿病に対する遺伝子治療への応用;

これまでにTgマウスやアデノウイルスベクターによるIBCAPを強制発現させたマウスでは、膵臓ラ氏島の増殖や保護作用など形態学変化を起こすことを明らかにしてきた。また、予備検討ではSTZ投与糖尿病モデルマウスにアデノウイルスでIBCAPを強制発現させると血糖コントロールが改善する結果を得ている。そこで、本計画ではアデノウイルスベクターなどのウイルスベクターを用いて、動物実験によるin vivoの系で糖尿病治療効果が得られるかどうかについて検討を行う。具体的には血糖コントロールおよび膵β細胞の増殖について検討する。本年度は成果発表として、国内学会(日本内分泌学会、日本糖尿病学会等)を予定している。〔連携研究者〕埼玉医科大学・医学部・教授;岡崎康司(バイオインフォマティクス解析)、埼玉医科大学・医学部・客員准教授;豊島秀男(膵臓β細胞増殖および糖尿病の評価)
震度7大地震に対する高機能制振ブレースの開発・実験・解析的検証

大地震のような大きな強制変形のもとでも降伏しない、大変形弾性部材と称する特殊な形態を有する部材を人間の発想による試行錯誤とコンピュータの数値計算による最適化手法を利用しながら開発した。さらに、この大変形弾性部材を制振ブレース部材に内蔵した高機能制振ブレースを開発した。本高機能制振ブレースは、建物の大地震時の最大変形を低減させる効果だけでなく、振動終了時の残留変形量も低減させる効果がある。このことをブレース部分架構の載荷実験とコンピュータによる地震応答解析の両面から検証し、有効性を確認した。震度7大地震時に大変形を強制されても、常に弾性挙動する部材(以降では、大変形弾性部材とよぶ)が簡易に設計・製作でき、それを建築構造物の制振ブレースに組み込むことができれば、大変形弾性部材の復元力により、従来の制振構造以上に残留変形応答や最大変形応答の低減が期待できる。本研究は、このような大変形弾性部材の最適化手法による数値生成と設計・製作、大変形弾性部材付きの高機能制振ダンパーの開発・設計、引張実験や繰り返し載荷実験による性能確認、建築鉄骨構造に大変形弾性部材単体を組み込んだ場合や高機能化のために制振ダンパーに組み込んだ場合の大地震時挙動改善の数値的検証を目的とするものである。平成27年度は、まず、大変形弾性部材の設計・製作・引張実験、有限要素解析を行った。大変形弾性部材の構想は、研究代表者らの経験的な直感による形態設計、既に開発している板の形態創生最適化プログラムにより降伏までの弾性変形が最大化する形状の数値生成による形態設計、の2通りにより行った。しかし、製作と実験は、建築学科棟が今年度後半から改修工事に入ったため、研究代表者らの経験的な直感による大変形弾性部材の形態設計1体の製作と実験および有限要素解析のみを行った。材料となる鋼板は、高い降伏応力度が期待できるHSA700とした。製作された試験体を鹿児島大学建築学科で保有する試験フレームに接合し、ジャッキ、ロードセル、変位計を設置して、データロガーとパーソナルコンピューターにより繰り返し荷重と変形量を計測し、弾性大変形の性能を確認した。また、有限要素解析と実験の対応を比較検討した。実験により、本研究で設計された大変形弾性部材は、大地震で要求される大変形レベルまで弾性挙動することが確認された。また、有限要素解析とも良好な対応をすることが確認された。建築学科改修工事が2015年度後半に実施されたため、実験面でやや進展が遅れている。現在、改修工事は終了しており、もとの計画どおりに進行を調整することは可能である。大変形弾性部材は、大地震時に大変形を強制されても、常に弾性挙動するもので、その弾性復元力により、単体で建物に組み込んでも大地震時の最大変形と残留変形の抑制効果がこれまで確認された。今年度は、この大変形弾性部材を摩擦ダンパーに内蔵し、弾性復元力効果とエネルギー吸収の効果を併せ持つ高機能な制振部材を開発し、載荷実験を行った。具体的には、過去に行った溝形鋼による溶融亜鉛メッキ高力ボルト摩擦ダンパーの研究成果や平成27年度の大変形弾性部材の形態決定の研究成果と試験体を利用して、大変形弾性部材に摩擦ダンパー機能を追加した高機能制振ブレースの設計・製作・実験を行った。試験体の設計と製作では、HSA700鋼板やウェルテンのレーザー切断加工により製作された大変形弾性部材に溶融亜鉛メッキ溝形鋼を製作依頼し、はさみこむ。これは、圧縮時の鋼板の座屈止めとなると同時に端部は高力ボルト摩擦ダンパーとすることを可能にする。実験は、鹿児島大学建築学科で保有するオイルジャッキとロードセル、試験フレーム、手押しポンプを使用して行った。載荷形式は、繰り返し載荷である。変位計を設置し、軸方向変形量、軸方向荷重をデータロガーとパーソナルコンピューターにより計測した。実験結果から、高機能制振ブレースの復元力特性の傾向を明らかにした。提案する高機能制振部材の設計、製作を行い、復元力特性が実験により得られたので、おおむね順調に進展していると評価した。前年度は、この大変形弾性部材を摩擦ダンパーに内蔵し、弾性復元力効果とエネルギー吸収の効果を併せ持つ高機能な制振部材を開発し、載荷実験を行い、履歴特性を確認した。なお、本提案ダンパーは、大変形弾性部材を心材として使用し、端部の高力ボルトを使用した摩擦ダンパーの溝孔の長さとボルトの締め付け力を調整することにより、従来の摩擦ダンパー以上の残留変形応答と最大変形応答低減効果を狙ったものである。今年度は、まず、このような高機能な制振部材の履歴特性を基に、コンピュータによる時刻歴応答解析のための履歴モデルを作成し、コンピュータプログラム化した。次に、このような高機能な制振部材を有する鉄骨骨組の地震応答解析を実行した。地震応答解析では、過去の記録地震波を入力地震動として用い、特に、残留変形応答と最大変形応答に着目した。提案する高機能制振部材は、ほとんどの解析例において、従来型の摩擦ダンパーと比較して、同程度または、より大きな残留変形および最大変形応答低減効果を確認しており、その有効性を確認することができた。また、制振部材の最大軸方向変形量を確認し、内蔵する大変形弾性部材が実現可能なレベルであることを前年度の実験結果と比較して、確認できた。

大地震のような大きな強制変形のもとでも降伏しない、大変形弾性部材と称する特殊な形態を有する部材を人間の発想による試行錯誤とコンピュータの数値計算による最適化手法を利用しながら開発した。さらに、この大変形弾性部材を制振ブレース部材に内蔵した高機能制振ブレースを開発した。本高機能制振ブレースは、建物の大地震時の最大変形を低減させる効果だけでなく、振動終了時の残留変形量も低減させる効果がある。このことをブレース部分架構の載荷実験とコンピュータによる地震応答解析の両面から検証し、有効性を確認した。今後は、板の形態創生最適化プログラムによる計算結果を参考として、10体程度、大変形弾性鋼板を設計、製作し、大変形弾性性能を実験で確認する(2015年度遅延分)とともに、大変形弾性部材に摩擦ダンパー機能を追加した高機能制振ブレースの設計・製作・実験を行う。試験体の設計と製作では、HSA700鋼板の切断加工により製作された柔弾性部材に溶融亜鉛メッキ溝形鋼を製作依頼し、はさみこむ。これは、圧縮時の鋼板の座屈止めとなると同時に端部は高力ボルト摩擦ダンパーとすることを可能にする。実験は、鹿児島大学建築学科で保有するオイルジャッキとロードセル、試験フレーム、手押しポンプを使用して行う。載荷形式は、繰り返し載荷である。事前に高力ボルト頭部にひずみゲージを貼り付け、また、変位計を設置し、ボルト張力や軸方向変形量、軸方向荷重をデータロガーとパーソナルコンピューターにより計測する。実験結果から、高機能制振ブレースの復元力特性の傾向を明らかにする。また、保有水平耐力や初期剛性、層数の異なる種々の鉄骨構造骨組を設計し、大変形弾性機能を付与した高機能制振ブレースを組み込んだ場合の地震時挙動改善の効果(最大変形応答や残留変形応答の低減効果)を地震応答解析により検証する。なお、地震応答解析には、任意形平面骨組の複合非線形解析プログラムCLAP.fを今回提案する制振ブレース要素が使用できるように若干コード修正したものを用いる。高機能制振ブレースの復元力特性は、繰り返し実験による研究成果をもとに決定する。入力地震動として、過去の記録地震動、設計用応答スペクトル適合模擬地震動を使用する。前年度までの実験結果で、提案する高機能制振部材の復元力特性が得られたので、今後は、以下の研究を推進する。保有水平耐力や初期剛性、層数の異なる種々の鉄骨構造骨組を設計し、大変形弾性部材を内蔵した高機能制振ブレースを組み込んだ場合の地震時挙動改善の効果(最大変形応答や残留変形応答の低減効果)を地震応答解析により検証する。高機能制振ブレースの復元力特性は、平成28年度の繰り返し実験による研究成果をもとに決定する。建築構造予算を使用するに当たり、若干の端数の残金が出てしまった。この残金は、翌年分の研究で解析データ保存のための記憶媒体の追加費用などに充てる予定である。
フルクトース2,6二燐酸合成酵素の脳型アイソザイムと脳の解糖系の調節機構

脳から単離したフルクトース2,6二燐酸合成酵素のcDNA(RB7)は,不完全長であったが既存のどのアイソザイムにも属さない新しい遺伝子由来であった。我々は,RB7の完全長のcDNAを得る目的で3'-及び5'-RACEを行ったところ,塩基配列の異なる8種のisoformを単離した。これらのisoformの間では,酵素のN-末端及び触媒領域のアミノ酸配列は同じであったが,C-末端の配列が互いに異なっていた。サザンブロットの解析によって,このheterogeneityは単一遺伝子の択一的スプライシングによって生じることが示された。さらにこの可変領域のゲノムDNAの塩基配列を解析した結果,この領域は5つの独立したエクソンと2つの連続したエクソンとによって構成されていることが明らかになった。脳で観察される8種のisoformは,この7つのエクソンの使い分けによって生じていた。ノーザンブロットによる解析の結果,この遺伝子は骨格筋にも強く発現していた。しかし,組織特異的なスプライシングの機構が脳と異なっているために骨格筋には4種のisoformしか存在していなかった。本酵素の心臓型および肝臓型のアイソザイムは,プロテインキナーゼによる燐酸化によって活性が調節されている。今回構造が明らかとなった脳型アイソザイムにも,プロテインキナーゼAやCの標的となるコンセンサス配列がC末端領域に存在していた。しかし各isoform間でアミノ酸配列が異なるために,そのコンセンサス配列の数及び位置は違っていた。このために8種のisoformは互いに酵素的挙動が異なることが予想された。脳や骨格筋は解糖系への依存性が異なる複数の細胞種からなっており、この依存性の違いがこれらisoformの酵素的挙動の違いで説明される可能性が示唆された。申請者は脳のフルクトース2、6二燐酸合成酵素の部分塩基配列に基づいて3'-及び5'-RACEを行い,全コーディング領域を含むcDNAをクローニングし,その構造を決定した。このcDNAは全長1.9kbであり,これがコードする蛋白質は480アミノ酸残基の大きさであった。さらにこの3'-RACEを行う過程でこのクローン以外に,部分的に塩基配列が異る4種類のクローンを見いだした。RT-PCR法を用いた解析の結果,この4クローンはmRNAの発現量の強弱が見られるものの,いずれも脳内での存在が確認された。これらのクローンの塩基配列を解析したところ,heterogeneityは本酵素のコ-デイング領域と3'非翻訳領域にまたがって存在し,C-端末部分のアミノ酸配列が異なる酵素蛋白質の存在が示唆された。これらのcDNA塩基配列を比較したところ,このheterogeneityはalternative splicingによるエクソンの使い分けによって生じていることが示された。さらに,これらのクローンの共通部分のcDNAを用いてノーザンブロットを行ったところ,このmRNAは4.1kbの大きさであり,脳と骨格筋で強い発現がみられた。これらの臓器は電気的刺激でそのエネルギー代謝の速度を大きく変化させるという共通点がある。本酵素がこれら臓器の解糖系の調節にどのような機構で関与しているかを明らかにする目的で,現在このC末端部分のみの構造が異なる4種類の酵素のin situ hybridizationと酵素学的性質の解明を行っている。申請者は,RB7の完全長cDNAを得る目的で3′-及び5′-RACEを行ったところ,塩基配列の異なる8種のisoformを単離した。

サザンブロットの解析によって,このheterogenetiyは単一遺伝子の択一的スプライシングによって生じることが示された。さらにこの可変領域のゲノムDNAの塩基配列を解析した結果,この領域は5つの独立したエクソンと2つの連続したエクソンとによって構成されていることが明らかになった。脳で観察される8種のisoformは,この7つのエクソンの使い分けによって生じていた。ノーザンブロットによる解析の結果,この遺伝子は骨格筋にも強く発現していた。しかし,骨格筋には4種のisoformしか存在していなかった。これは脳と骨格筋の組織特異的なスプライシングの機構の違いにより生じているものと考えられた。本酵素の心臓型および肝臓型のアイソザイムは,プロテインキナーゼによる燐酸化によって活性が調節されている。今回構造が明らかとなった脳型アイソザイムにも,プロテインキナーゼAやCの標的となるコンセンサス配列がC末端領域に存在していた。しかし各isoform間でアミノ酸配列が異なるために,そのコンセンサス配列の数及び位置は違っていた。このために8種のisoformは互いに酵素的挙動が異なることが予想された。脳や骨格筋は解糖系への依存性が異なる複数の細胞種からなっており、この依存性の違いがこれらisoformの酵素的挙動の違いで説明される可能性が示唆された。
植物免疫におけるＭＡＰキナーゼカスケードの活性化機構の解明

MAPKカスケードは、植物免疫において重要なシグナル伝達機構である。しかし、細胞膜に局在する病原菌認識受容体からMAPKカスケードへのシグナル伝達のメカニズムは明らかにされていない。申請者らはこれまでに、シロイヌナズナのキチン認識受容体であるCERK1と相互作用する因子として、RLCKであるPBL27を同定した。また、PBL27と相互作用するMAPKKKとして、MAPKKK5を同定することに成功している。PBL27はMAPKKK5のC末端領域を直接リン酸化することで、MAPKカスケードへシグナルを伝達していることが明らかになった。さらに、MAPKKK5が下流に存在するMAPKKであるMKK4/5を直接リン酸化することも明らかにしており、シロイヌナズナではPBL27を介したリン酸化リレーによる一連のキチンシグナル伝達系が存在していることが明らかとなった(Yamada et al. 2016)。さらに、イネにおいて、PBL27のオルソログであるOsRLCK185がキチン応答に重要な役割を果たしていることがこれまでに明らかとなっている。申請者らは、シロイヌナズナMAPKKK5のイネのオルソログであるOsMAPKKK18が、OsRLCK185と相互作用することを見出した。in vitroにおける解析の結果、OsRLCK185がOsMAPKKK18のN末端ドメインとC末端ドメインを直接リン酸化することが明らかとなり、OsRLCK185がキチンシグナルを直接MAPKカスケードへ伝達していることが明らかとなった。以上の結果から、イネとシロイヌナズナにおいて、MAPKカスケードを介したキチンシグナル伝達機構が高く保存されていることが明らかとなった。また、細胞膜受容体からMAPKカスケードへのシグナル伝達において、RLCKが重要な役割を果たしていることが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。MAPKカスケードは、植物免疫において非常に重要な役割を果たしているが、受容体とMAPKカスケードを繋ぐ因子については全く明らかになっていない。申請者らはこれまでに、シロイヌナズナのキチン受容体であるCERK1とMAPKカスケードを繋ぐ因子として、Receptor-like Cytoplasmic Kinase (RLCK)であるPBL27を同定した。また、CERK1がキチン応答時にPBL27を直接リン酸化することでシグナル伝達を行っていることを明らかにした(Shinya et al. Plant J. 2014)。さらに、PBL27と直接相互作用するMAPKKKとしてMAPKKKaを同定することに成功しており、PBL27が受容体とMAPKカスケードをつなぐ重要な因子であることが示唆された。本年度は、PBL27によるMAPKKKaへのシグナル伝達機構を明らかにすることを目的として解析を進めてきた。in vitroにおけるリン酸化解析の結果、PBL27がMAPKKKaのC末端領域を特異的にリン酸化することが明らかになった。さらに、質量分析により、PBL27がMAPKKKaのC末端領域に存在する6つのアミノ酸をリン酸化することが明らかになった。これらのアミノ酸をアラニンに置換した変異遺伝子を導入した植物体では、キチンに応答したMAPKの活性化が低下した。以上の結果から、PBL27によるMAPKKKaのリン酸化が下流へのシグナル伝達に重要であることが明らかになった。また、これまでの知見から、MAPKKKaの下流にはMAPKKであるMKK4/5が存在していることが示唆された。そこで、MAPKKKaがMKK4/5をリン酸化するかどうかを明らかにするため、in vitroリン酸化解析を行った。その結果、MAPKKKaのキナーゼ領域がMKK4/5を直接リン酸化することが明らかになった。しかし、細胞膜に局在する病原菌認識受容体からMAPKカスケードへどのようにシグナルが伝達されているかは明らかになっていない。申請者らはこれまでに、シロイヌナズナのキチン認識受容体であるCERK1の相互作用因子として、PBL27を同定した。さらに、PBL27と相互作用するMAPKKKとしてMAPKKK5を同定することに成功しており、PBL27が受容体とMAPKカスケードをつなぐ因子であることが示唆された。シロイヌナズナのプロトプラストおよびタバコを用いた一過的発現系により、PBL27とMAPKKK5との相互作用解析を行った。その結果、PBL27とMAPKKK5が細胞膜上で相互作用することが明らかになった。また、PBL27によるMAPKKK5へのシグナル伝達機構について詳細に解析を行った。これまでに、PBL27がMAPKKK5のC末端領域をリン酸化することが明らかになっている。また、PBL27によるリン酸化部位として6つのアミノ酸残基を同定している。in vitroにおけるリン酸化解析の結果、MAPKKK5の622番目のセリンがPBL27によるリン酸化に特に重要であることが明らかになった。また、申請者らは、PBL27のイネのオルソログであるOsRLCK185が、MAPKKK5のオルソログであるOsMAPKKK18と相互作用することを明らかにしている。in vitroにおいて、OsRLCK185がOsMAPKKK18を直接リン酸化することが明らかになった。このことから、シロイヌナズナとイネの間で同様のシグナル伝達系が保存されていることが示唆された。

プロトプラストおよびタバコを用いた一過的発現系により、in vivoにおけるPBL27とMAPKKK5の相互相互作用を明らかにした。さらに、MAPKKK5の622番目のセリンがPBL27によるリン酸化に重要なアミノ酸であることが明らかになり、PBL27によるシグナル伝達機構をより詳細に明らかにすることができた。また、イネにおいて、OsRLCK185がOsMAPKKK18を直接リン酸化することが明らかとなり、イネとシロイヌナズナでMAPKカスケードの活性化機構が保存されていることが示唆された。MAPKカスケードは、植物免疫において重要なシグナル伝達機構である。しかし、細胞膜に局在する病原菌認識受容体からMAPKカスケードへのシグナル伝達のメカニズムは明らかにされていない。申請者らはこれまでに、シロイヌナズナのキチン認識受容体であるCERK1と相互作用する因子として、RLCKであるPBL27を同定した。また、PBL27と相互作用するMAPKKKとして、MAPKKK5を同定することに成功している。PBL27はMAPKKK5のC末端領域を直接リン酸化することで、MAPKカスケードへシグナルを伝達していることが明らかになった。さらに、MAPKKK5が下流に存在するMAPKKであるMKK4/5を直接リン酸化することも明らかにしており、シロイヌナズナではPBL27を介したリン酸化リレーによる一連のキチンシグナル伝達系が存在していることが明らかとなった(Yamada et al. 2016)。さらに、イネにおいて、PBL27のオルソログであるOsRLCK185がキチン応答に重要な役割を果たしていることがこれまでに明らかとなっている。申請者らは、シロイヌナズナMAPKKK5のイネのオルソログであるOsMAPKKK18が、OsRLCK185と相互作用することを見出した。in vitroにおける解析の結果、OsRLCK185がOsMAPKKK18のN末端ドメインとC末端ドメインを直接リン酸化することが明らかとなり、OsRLCK185がキチンシグナルを直接MAPKカスケードへ伝達していることが明らかとなった。以上の結果から、イネとシロイヌナズナにおいて、MAPKカスケードを介したキチンシグナル伝達機構が高く保存されていることが明らかとなった。また、細胞膜受容体からMAPKカスケードへのシグナル伝達において、RLCKが重要な役割を果たしていることが示唆された。PBL27がMAPKKKaのC末端領域をリン酸化することでシグナル伝達を行っていることを明らかにした。また、MAPKKKaがMAPKKであるMKK4/5を直接リン酸化することも明らかにし、キチン応答時における受容体からMAPKまでのリン酸化を介したシグナル伝達機構を明らかにすることができた。今後は、OsRLCK185によるMAPKカスケードへのシグナル伝達機構について解析を行う。タバコを用いた一過的発現系により、OsMAPKKK18の細胞内における局在解析およびOsRLCK185とOsMAPKKK18との相互作用解析を行う。また、変異体を用いてキチン応答時の免疫応答
韓国の貧困地域におけるコミュニティ実践モデルを活用した子ども家庭支援システム研究

ソーシャルワークにおけるコミュニティ実践モデルを活用し、貧困児童家庭支援システムの拠点として、2005年3月に児童福祉施設「東三洞地域児童センター」を韓国・釜山広域市影島区に設立した。平成16年度は設立に向けての調査とソーシャルワーク・アドボカシーを展開し、貧困問題に直面する子どもと家族に対する支援システム構築に取り組み、協働体を形成した。社会福祉法人、行政機関、議会、大学、保育院、学校、医療・保健・看護機関、児童虐待防止センター、警察の青少年健全育成委員、ボランティア連合会、キリスト教会、寺院、消防団、住民代表組織、企業家、新聞社などの公私関係機関の協働体による運営委員会を結成し、平成17年度にはセンターを研究者と運営委員がスーパーバイズするしくみを作った。このアクションリサーチにより、平成18年度には以下のような成果を得た。今後、本モデルの有効性を詳細分析し、地域福祉力形成の推進と応用が課題である。1.影島区庁ホールにて成果発表として、研究代表者・分担者の報告、前韓国赤十字総裁、釜山大学校総長ほか名門大学の研究者を含むシンポジウムを実施した。約350名の参加に加え、区長、区議会長をはじめ福祉・教育関係者も多く、マスコミに取り上げられた。日本の補助金研究を契機として設立されたセンターの意義と感謝の輪が広がり、地域児童センターのモデル事業であるとの評価を得た。2.児童のケース分析・聞き取り調査を実施した結果、栄養、体力、学習、生活態度・意欲、マナー、人間関係などがセンター利用前と比べてかなり改善されていることが明らかとなった。また、崩壊家族、離別母子家庭であった夫婦関係にもセンターが影響を与え、家族の再統合に結びついたケースもある。3.本研究モデルへの着目により、区長、行政の強力な支援を獲得し、センターや公務員のソーシャルワーカー、学校ソーシャルワーカー、教育委員会、総合地域福祉館などが連携し、地域の児童問題を共有、解決していくための新たな事業がはじまり、影島区の地域福祉力が高まったといえる。4.一時保護機能をもたせ、夜間保護を開始し、中学生へのケア・プログラムを開始した。5.全国の地域児童センターの中央情報機関が設立され、ソーシャルワーカー研修プログラム開発を共同で実施する予定である。IT技術を駆使した新たな教材づくりに本研究の成果が応用できよう。6.当事者参加の視点により、離別/死別/シングルマザーの母子家庭の自立支援を実施し、福祉関係資格取得を奨励し、有資格者を目標として母親をケアワーカーとして養成した。研究課題に関する歴史的、社会的背景について整理したうえで、コミュニティ実践モデルに関する先行研究の分析をおこない、アクション・リサーチのための理論的・実践枠組みを設定した。技術-方法論的アプローチと社会-政治的アプローチという2つのアプローチによって、定期的に現地調査を進め、対象地域である釜山広域市A区B洞の低所得家庭をめぐる子どもと家族が抱える問題群と関連する基本的データの収集・分析をおこなった。

また、社会福祉、教育、保育、医療保健などのソーシャルワーカーをはじめとした専門職者、職能団体、社会福祉系大学教授、首長、行政関係者、区議会議長、地域住民代表、ボランティア団体、企業、各種公益法人などのリーダーに対して、実践研究に関するプレゼンテーションをおこない、協働・参画を促した。平行して、前述した関係者への聞き取り調査とソーシャルワーカーに対する専門職研修を総合社会福祉館において実施し、コミュニティ実践に関する専門職の力量を高め、現状の問題点と課題を明らかにした。以上の結果、対象地域において子ども家庭支援システムを作るための協働体の基盤形成をおこなった。その実践プロセスについては、日本社会福祉学会第52回大会(2004年10月)において、「韓国の貧困地域における子ども・家族支援システムのための協働体の構築」を題目として、研究分担者との共同発表をおこなった。加えて、2005年に入り、アクション・リサーチおよびコミュニティ実践の具体的拠点として、協働体を主導していく專門サービス機関の創設に加わった。その結果、本研究を遂行し、サービス提供する拠点としての「地域児童センター」が3月に開所された。実践基盤が作られたことは1年目の具体的成果であるといえる。研究対象地域(韓国釜山広域市影島区)への多様なレベルでの介入と実践の結果、法人をはじめ行政機関、社会福祉機関、保育・教育機関、医療保健機関、区議会、ボランティア団体、住民代表などの公私関係機関/関係者の協働・参画を奨励・促進し、貧困児童・家族ソーシャルワーク専門職への研修・教育を実施し、専門的力量の向上と構造的な問題群の分析に取り組んだ。本研究の最大の成果として昨年度3月に設立した児童福祉施設「東三洞地域児童センター」(以下、センターとする)への直接・間接的援助を開始し、その1年間の実践経過と支援結果を定期的な訪問調査により分析した。特に、地域を基盤としたソーシャルワーク実践をセンター中心に展開していくことが児童の健康状態、学習状況の好転につながり、一部の崩壊家族においては、再統合の可能性が顕在化してきた。現地の専門ソーシャルワーカーとの密な連携と協働により、地域のニーズに対応したプログラム開発、協働体とともにプログラムの計画・実施などに関する相互評価をおこなった。今年度の実践研究の成果として以下のような方法と内容により、本研究で活用しているコミュニティ実践モデルの一定の有効性に関わる結果が得られたといえよう。1、地域児童センターの目的、目標、事業、予算執行等の適正な実施・運営に関する助言・指導、スーパービジョンを定期的におこない、協働体と地域に情報公開しながら、啓発活動のための推進企画を実施した。2、プログラム計画・実施・評価との関連において、センター、協働体、地域住民のそれぞれの機能と役割を明確にし、それらを具体的に示すマニュアル等を開発しながら、関係機関に発信した。3、運営委員会、登録ボランティア等の組織化と、効果的な運営のための企画・介入をおこない、地域住民や行政を巻き込んだセンター支援のための集会等を開催した。4、洞内の地域住民代表である統長への働きかけをおこない、地域リーダーシップ開発の要素を分析した。
マルチスケールレーザーテクスチャリングによる摺動特性向上に関する研究

摩擦損失の低減を図るための革新的な表面テクスチャリング技術を確立することを目的として,マルチスケールテクスチャリングの概念に基づいて表面構造を設計し,これを摺動表面に創製するため,コーティング技術とレーザー微細加工技術とを融合した複合テクスチャリング技術を開発した.そして,テクスチャリング表面のトライボロジー特性改善効果を実験的に検証することにより,数値流体解析(CFD)手法の改良を行った.その結果,鉛フリー青銅の耐焼付性能を大幅に改善するための,表面テクスチャパターンの設計指針となる指標を見出し,実験的にその効果を実証した.摩擦損失の低減を図るための革新的な表面テクスチャリング技術を確立することを目的として,マルチスケールテクスチャリングの概念に基づいて表面構造を設計し,これを摺動表面に創製するため,コーティング技術とレーザー微細加工技術とを融合した複合テクスチャリング技術を開発した.そして,テクスチャリング表面のトライボロジー特性改善効果を実験的に検証することにより,数値流体解析(CFD)手法の改良を行った.その結果,鉛フリー青銅の耐焼付性能を大幅に改善するための,表面テクスチャパターンの設計指針となる指標を見出し,実験的にその効果を実証した.本研究では,摩擦損失の低減を図るための革新的な表面テクスチャリング技術を確立することを目的として,マルチスケールテクスチャリングの概念に基づいて表面構造を設計し,これを摺動表面に創製するため,ナノコーティング技術とレーザー微細加工技術とを融合した複合テクスチャリング技術を開発する.そして,テクスチャリング表面のトライボロジー特性改善効果を実験的に検証することにより,数値流体解析(CFD)技術の高度化を図る.具体的には次のような研究を遂行した.1.CFD解析コードの開発:テクスチャ表面における実寸法による3次元数値流体解析(CFD)コードを開発し,既知のシミュレーション結果との比較し,キャビテーションによる気泡発生およびその流体内での挙動を考慮した解析を行った.これにより,これまでに指摘されているようなキャビテーションによる動圧発生メカニズムは,そのまま安易に受け入れることができないこどが分かった.すなわち,摩擦面観察による実験データと解析結果より,キャビテーションが起こる条件は限定的であり,動圧発生の原因をすべてキャビテーションによって説明できなことを明らかにした.2.表面テクスチャ創製プロセスの開発:多元素電子ビーム蒸着装置を用いて,2種類の金属元素による数ナノオーダーの交互積層薄膜を基板上に傾斜配向させるコーティング技術を開発した.このナノ積層薄膜が摺動表面において,摩耗速度の違いによりナノ構造が形成され,これが維持されることを確認した.3.テクスチャリング表面の設計技術:数ナノオーダーの溝構造と,数十ミクロンオーダーの3次元構造との組み合わせにより,ある摺動条件(例えば,摩擦速度0.1m/sec,面圧100MPa,潤滑油粘度10cSt)で流体潤滑状態を発現するテクスチャ表面を設計し,これを摺動表面に創製するため基礎的実験を開始した.地球環境問題を背景に,機械システムの摩擦損失低減への要求が高まっている.機械要素の摩擦抵抗低減には,摩擦係数の低い流体潤滑領域を摩擦の高い境界潤滑領域に拡大することが有効となる.摺動材料の表面改質の新しい概念として,マルチスケールテクスチャリングを提案し,表面形状をナノ・マイクロレベルからマクロレベルまでのマルチスケールで捉え,各スケール領域で支配的となる潤滑メカニズムを明らかにし,それぞれのメカニズムに応じた表面構造をシームレスに形成することで必要な機能を発現させることを目的に研究を実施した.本研究ではその概念を摺動表面に適用し,摺動特性の改善効果を検証した.まず,数値流体解析(CFD)法を用いてテクスチャ表面における流体潤滑効果を明らかにし,これに基づいて最適設計した表面テクスチャを創製可能とするためにナノコーティングとレーザー微細加工を融合した複合テクスチャリング技術を開発した.これらの一連の研究成果を融合し,摩擦損失の低減を図るためのテクスチャリング表面設計指針として,新たな評価パラメータを開発した.本研究では,摩擦損失の低減を図るための革新的な表面テクスチャリング技術を確立することを目的として,マルチスケールテクスチャリングの概念に基づいて表面構造を設計し,これを摺動表面に創製するため,ナノコーティング技術とレーザー微細加工技術とを融合した複合テクスチャリング技術を開発する.そして,テクスチャリング表面のトライボロジー特性改善効果を実験的に検証することにより,数値流体解析(CFD)技術の高度化を図る.具体的には次のような研究を遂行した.1. CFD解析コードの開発:テクスチャ表面における実寸法による3次元数値流体解析(CFD)コードを開発し,ディンプルテクスチャ内においてキャビテーションが起こりえないことを明らかとした.一方で,実験観察では,キャビテーションの発生が確認されている例もあるため,キャビテーションの発生原因を,外部からの気泡由来と考えることで,理論と実験との乖離を埋める試みを行った.2.表面テクスチャ創製プロセスの開発:多元素電子ビーム蒸着装置を用いて,2種類の金属元素による数ナノオーダーの交互積層薄膜を基板上に傾斜配向させるコーティング技術により,積層膜厚および積層数のことなるナノ積層多層薄膜を作製し,摺動特性評価を行った.膜圧を10nmとして100層積層した膜において,良好な摺動特性が得られることを明らかとした.

3.テクスチャリング表面の設計技術:数ナノオーダーの溝構造と,数十ミクロンオーダーの3次元構造との組み合わせにより,ある摺動条件(例えば,摩擦速度0.1m/sec,面圧100MPa,潤滑油粘度10cSt)で流体潤滑状態を発現するテクスチャ表面を製作し,境界潤滑状態において摺動特性評価を行った.初年度に計画していた実験装置および解析ソフトの導入は,震災の影響で契約が遅れるなどの問題もあったが,その後の立ち上げがスムースに進み,目標としていた成果を得ることができた.25年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画に基づき研究を実施することができ,期待通りの成果を得ることができた.ただし,キャンパスの移転により,年度末の研究ができなくなり,備品の一部の購入を年度を繰り越して導入した.テクスチャによる潤滑特性改善のメカニズムは,これまでキャビテーションの発生が前提とされていたが,本研究においてキャビテーションの発生が限定的であることを明らかにした.その結果,新しい潤滑メカニズムの解明と,それに基づいた対策を考える必要がある.キャビテーションの発生に寄らないメカニズムの解明には,より高精度な摩擦面観察と計測技術が要求されることから,これに必要な計測システムの設計と,システム導入のための研究資源の確保に務める.25年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度に向け,マルチスケールテクスチャリングの設計指針を確立すべく,計算機シミュレーション,テクスチャ表面の作製技術および評価技術との連携を図り,境界潤滑下における表面の最適化を行う.
コンパクト試験片を用いた歯科用合金鋳造体の疲労亀裂進展特性と熱処理の相関

[目的]疲労強さが熱処理で変化を示さなかった原因を明らかにするため,疲労亀裂進展速度と応力拡大係数および有効応力拡大係数範囲との関係を各熱処理で検討した.[材料および方法]1.アクリル板より鋳造用パターンを作製し,鋳造リング中央に1本植立し,石膏系埋没材で通法に従って埋没した.埋没材の硬化後,100°Cで30分,300°Cで1時間,700°Cで30分係留の後,鋳造を行い,室温まで自然放冷後,鋳型より取り出した.鋳造体は表面清浄剤を用い超音波洗浄を行い酸化被膜を取り除いた後,ワイヤー放電加工機を用いて,ASTM-E647に準じたコンパクト試験片を作製した.試験片はメーカー指示の熱処理を行った.2.裂進展長さは切欠き部に生じた亀裂をCCDカメラ(VS-60,三菱化学)を用い倍率100倍で計測した.3.応力拡大係数はASTM-E647にて求めた.また有効応力拡大形数範囲は試験片背面に付与した箔ひずみゲージ(FLK-2-17-1L,東京測器研究所)の歪み信号と負荷荷重信号を引き算回路を使用して亀裂の開口荷重を確認する除荷弾性コンプライアンス法にて求めた.4.疲労試験にはインスロン社製油圧サーボ式動的試験機(8501,Instron)を用い常温大気中で負荷波形として片振りサイン波,周波数5Hz,最大荷重5077.4kgf,応力比0.1にて繰返し応力を負荷した.[結果および考察]亀裂は微小な凹凸を生じながらも試片中央を進展した.切欠き近傍での有効応力拡大係数範囲が15MPam^<1/2>では亀裂進展速度は約3×10^<-7>m/cycleであり,熱処理による明確な違いは観察されなかった.その理由として以下のことが考えられる.1.鋳造試片を用いたためばらつきが大きくなった.2.負荷応力が大きかったため亀裂進展の初期が捕らえられなかった.今後さらに試片の数を増やし測定する予定である.<本研究は第34回日本歯科理工学会学術講演会にて発表した.>[目的]疲労強さが熱処理で変化を示さなかった原因を明らかにするため,疲労亀裂進展速度と応力拡大係数および有効応力拡大係数範囲との関係を各熱処理で検討した.[材料および方法]1.アクリル板より鋳造用パターンを作製し,鋳造リング中央に1本植立し,石膏系埋没材で通法に従って埋没した.埋没材の硬化後,100°Cで30分,300°Cで1時間,700°Cで30分係留の後,鋳造を行い,室温まで自然放冷後,鋳型より取り出した.鋳造体は表面清浄剤を用い超音波洗浄を行い酸化被膜を取り除いた後,ワイヤー放電加工機を用いて,ASTM-E647に準じたコンパクト試験片を作製した.試験片はメーカー指示の熱処理を行った.2.裂進展長さは切欠き部に生じた亀裂をCCDカメラ(VS-60,三菱化学)を用い倍率100倍で計測した.3.応力拡大係数はASTM-E647にて求めた.また有効応力拡大形数範囲は試験片背面に付与した箔ひずみゲージ(FLK-2-17-1L,東京測器研究所)の歪み信号と負荷荷重信号を引き算回路を使用して亀裂の開口荷重を確認する除荷弾性コンプライアンス法にて求めた.4.疲労試験にはインスロン社製油圧サーボ式動的試験機(8501,Instron)を用い常温大気中で負荷波形として片振りサイン波,周波数5Hz,最大荷重5077.4kgf,応力比0.1にて繰返し応力を負荷した.[結果および考察]亀裂は微小な凹凸を生じながらも試片中央を進展した.切欠き近傍での有効応力拡大係数範囲が15MPam^<1/2>では亀裂進展速度は約3×10^<-7>m/cycleであり,熱処理による明確な違いは観察されなかった.その理由として以下のことが考えられる.1.鋳造試片を用いたためばらつきが大きくなった.2.負荷応力が大きかったため亀裂進展の初期が捕らえられなかった.今後さらに試片の数を増やし測定する予定である.<本研究は第34回日本歯科理工学会学術講演会にて発表した.>本年度は,本実験で鋳造試片を用いて亀裂進展速度を計測するため,以下の手順に従って,試験片作製を行った.(1)鋳造用パターンの作製厚さ2.0mmのアクリル板を用いマルトー社製クリスタルカッターにて12.0mm×12.5mmの板状試片を切り出した.このアクリル板が鋳造体になってからの亀裂導入部位に溝を切り,厚さ0.26mm,エッジ角30゚の金属製プレートを歯科用ワックスを使って固定した.(2)埋没・鋳造・研磨(1)で作製した鋳造用アクリルパターンを通法に従い埋没・鋳造を行った.鋳造は融解温度,雰囲気および鋳造圧の制御可能な鋳造機(CL-I95,Heraeus Kulzer)及び融解温度の制御可能な鋳造機(TS3,Degussa)を用いて行った。鋳造後鋳造体は鋳造リング中で室温まで徐冷し,埋没材の除去,金属製プレートの撤去後,表面清浄剤を用いて超音波洗浄を行った.鋳造体は鋳巣等のないことを確認の後,流水下でエメリー#1500まで研磨し,さらにバフを用いて加工硬化が起こらないよう注意して鏡面研磨を行った.

(3)保持孔の付与作製試験片にボール盤を用いて所定の位置に2.5mmφの保持用の穴を開けた.(4)熱処理試料作成後,メーカー指示通りの熱処理を行い,熱処理を行わない鋳放し及び,軟化熱処理,硬化熱処理後の試験片を作製した.(5)真鍮製コンパクト試験片把持用ジグの作製現有工作機械を用いてコンパクト試験片把持用のジグを真鍮にて作製した.[目的]疲労強さが熱処理で変化を示さなかった原因を明らかにするため,疲亀裂進展速度と応力拡大係数および有効応力拡大係数範囲との関係を各熱処理で検討した.[材料および方法]1.アクリル板より鋳造用パターンを作製し,鋳造リング中央に1本植立し,石膏系埋没材で通法に従って埋没した.埋没材の硬化後,100°Cで30分,300°Cで1時間,700°Cで30分係留の後,鋳造を行い,室温まで自然放冷後,鋳造より取り出した.鋳造体は表面清浄剤を用い超音波洗浄を行い,酸化被膜を取り除いた後,ワイヤー放電加工機を用いて,ASTM-E647に準じたコンパクト試験片を作製した.試験片は,メーカー指示の熱処理を行った.2.裂進展長さは切欠き部に生じた亀裂をCCDカメラ(VS-60,三菱化学)を用い倍率100倍で計測した.3.応力拡大係数はASTM-E647にて求めた.また有効応力拡大形数範囲は試験片背面に付与した箔ひずみゲージ(FLK-2-17-1L,東京測器研究所)の歪み信号と負荷荷重信号を引き算回路を使用して亀裂の開口荷重を確認する除荷弾性コンプライアンス法にて求めた.4.疲労試験にはインストロン社製油圧サーボ式動的試験機(8501,Instron)を用い常温大気中で負荷波形として片振りサイン波,周波数5Hz,最大荷重5077.4kgf,応力比0.1にて繰返し応力を負荷した.[結果および考察]亀裂は微小な凹凸を生じながらも試片中央を進展した.切欠き近傍での有効応力拡大係数範囲が15MPam^<1/2>では亀裂進展速度は約3×10^<-7>m/cycleであり、熱処理による明確な違いは観察されなかった.その理由として以下のことが考えられる.1.鋳造試片を用いたためばらつきが大きくなった.2.負荷応力が大きかったため亀裂進展の初期が捕らえられなかった.今後さらに試片の数を増やし測定する予定である.<本研究は第34回日本歯科理工学会学術講演会にて発表した.>
近赤外同時多点分光技術を利用した次世代漂着ゴミ連続モニタリングシステム

本研究ではWebカメラ撮影画像(可視画像)を用いて様々な色のプラスチックゴミ(PD)の画素を検出するための手法(以下、MEB)をCIELUV色空間に基づいて世界に先駆けて開発した。さらに山形県酒田市飛島を含む対馬暖流沿い日本沿岸4地点に設置したWebカメラ撮影画像にMEBと射影変換手法を適用することでPD漂着量を計算して各地点における長期間の時系列変動を明らかにした。本手法のPD検出精度は18%程度であり実用上問題ない。本手法は近赤外分光器を利用する手法に比べてコストの面で非常に優れている。漂着ゴミの影響は景観や航行安全の問題に留まらない。漂着ゴミはその種類に応じて重金属等の有害化学物質を含んでいる。近年この有害化学物質の環境中への溶出とそれに伴う生態系影響が世界的に注目され始めた。生態系影響を正確に把握するためには溶出実験等の化学的手法に加え、海洋における種類別の漂着ゴミ動態を解明するという物理的アプローチが必要不可欠である。しかしながら人力による散発的なゴミ回収調査に代表される当該研究分野の実力はこの要請に応えるだけのレベルにない。最大の原因は漂着ゴミ量の時間変化を連続計測するという最も基本的な技術が確立されていない点にある。そこで本研究では画像解析を利用しプラスチック漂着ゴミ量を連続モニタリングするシステムの開発に挑戦した。本研究では山形県酒田市飛島に設置したWebカメラ撮影画像を用いて様々な色のプラスチックゴミ(以下、PD)の画素を検出するための手法(MEB)を世界に先駆けて開発した。MEBは明度を用いてPD画素を検出する既往手法と比べて様々な色のPD画素を検出できるという点で優れている。本研究で計算されるPD漂着量には約18%の計測誤差はあるが、PD漂着量の時系列変動を高時間分解能で得られることに成功した。また、計測誤差の要因についても検討を行い、ゴミ側面の色が日射角度に応じて暗くなることが主な原因であることを突き止めた。Webカメラを用いてPD漂着量を多地点で連続計測することにより、今後PD漂着量の変動要因の詳細な調査、環境負荷を考慮した計画・重点的な海岸清掃及び海ゴミの輸送実態の解明に利活用できると考えられる。本研究の目的は,同時多点分光が可能な近赤外線イメージング分光器等を利用した種類別漂着ゴミ量連続モニタリングシステムの開発に挑戦することである.特に近年有害化学物質を含んでいる事が明らかになったプラスチック漂着ゴミを他の漂着ゴミと識別する技術を開発することである.本年度は,五島列島での近赤外線イメージング分光器を利用した漂着ゴミ撮影の実施,およびプラスチックゴミ識別アルゴリズムの精度検証用のプラスチックゴミ(トゥルースデータ)の採取を行った.さらに,現地撮影時における近赤外線イメージング分光器の取り扱いやセッティングの困難さらか判断し,より簡便でより安価なプラスチックゴミ識別技術として,プラスチックゴミの色に着目した可視画像解析に基づく手法の開発を並行して行った.プラスチックゴミの色を定量化するための色空間としてCIELUV色空間を用いた.まず,何枚かの漂着ゴミ撮影可視画像を用いてプラスチックゴミに対応する画素のRGB値をCIELUV色空間の座標(L*, u*, v*)値に変換し,プラスチックゴミのカラーリファレンスを作成しておく.実際には,日射角度・量に応じて同じ色でも色空間内での値が変化してしまうため,作成したカラーリファレンスは色空間内では楕円体となる.そして,様々な時刻に撮影された漂着ゴミ画像のRGB値を(L*, u*, v*)値に変換し,各画素の(L*, u*, v*)値が予め決めておいたカラーリファレンス内に位置するかどうかを判断することによって,各画素に写っている物体がプラスチックゴミかどうかを決定する.この手法を北海道稚内市,山形県酒田市,石川県輪島市および長崎県対馬市で撮影された漂着ゴミ可視画像に適用したところ20%の誤差でプラスチックゴミを他の漂着ゴミ(流木等)や背景(岩,砂,植生)から識別可能であることが確認された.近赤外線イメージング分光器による撮影とトゥルースデータの取得は行ったが,近赤外画像を用いた識別アルゴリズムの開発には及ばなかった.ただし,より簡便で安価な可視画像を用いた識別アルゴリズムを開発し,その精度検証まで行うことができた.近赤外線画像を用いた識別アルゴリズムと可視画像を用いた識別アルゴリズムの比較を行う.いずれかのうち優れた手法を用いて漂着プラスチックゴミ量の連続モニタリングの実施とゴミ量変動のメカニズムについて検討する.

次年度についても計画に近い形で予算を執行する予定であるが,連続漂着ゴミ量の撮影場所(当初は五島列島)については,研究の進捗状況に応じて決定する.