hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖鎖マイクロアレイの改良と糖鎖ライブラリーを用いた生理活性糖鎖とタンパク質の検索

糖鎖マイクロアレイの改良と糖鎖ライブラリーを用いた生理活性糖鎖とタンパク質の検索に向けての研究を行ないイズロン酸をもちヘパラン硫酸(HS)に類似するデルマタン硫酸(DS)に注目した。そこで、対照としてコンドロイチン硫酸AおよびCを用い、コンドロイチナーゼACI消化によって得たオリゴ糖を調製し、蛍光を持つADHPに結合させてネオグライコリピド(NGL)化し、2-merから12-merまでの糖鎖断片を網羅した糖鎖マイクロアレイを作成した。糖鎖-タンパク質間の相互作用を調べるモデルタンパク質として、コンドロイチン硫酸A,Cに結合するがDS鎖により強く結合すると報告されているHGFとFGF-7/KGF、ヘパリンと同様にDS鎖にも結合して生理活性をもつHeparin cofactor II(HCII)、CS鎖の中での結合特異性が曖昧なRANTESを取り上げた。NGLのもつ疎水性からHGFはNGLに非特異的に結合したが、卵白アルブミンはBlockerとして有効であった。HGFはCSA, CSC由来の糖鎖に比較してDS鎖に強く結合し、結合する糖鎖の最小の鎖長は8-merであった。FGF-7/KGFは生理的イオン強度の下であってもDS鎖の8-mer以上に結合することを認め、RANTESは生理的イオン強度の下でCSA、DS、CSC由来の糖鎖に区別なく糖鎖の長さに依存した結合を示しイオン強度を上昇させるとそれらの結合は弱くなった。イズロン酸が硫酸化されたDS糖鎖に結合するHCIIではNaCl濃度が0.35MであってもDS鎖10-mer以上への結合を観察した。以上から、糖鎖マイクロアレイは1pmolの糖鎖であっても細胞増殖因子などの結合する糖鎖を確実に検出することが可能であることを示した。特に、FGF-7/KGFでは細胞増殖を活性化させるDS鎖のTaylorら2005の結果とよく一致した。糖鎖マイクロアレイの改良と糖鎖ライブラリーを用いた生理活性糖鎖とタンパク質の検索に向けての研究を行っている。研究の初期過程でコンドロイチン硫酸を認識する抗体(CS-56とΔ-CS)の抗原決定基糖鎖の構造特異性を明らかにし、中枢神経系におけるSSEA-1抗原糖鎖を有するムチン型糖鎖、E-およびL-セレクチンの結合する糖鎖の相互作用する糖鎖の特異性と相対的な結合強度の違いを再確認することができた。そこで、今回はGAGの中でもヘパラン硫酸に比較して構造の多様性が少ないデルマタン硫酸(DS)に焦点を絞り、DSオリゴ糖を網羅した糖鎖マイクロアレイの作成を試みた。そこで、DSと結合するがコンドロイチン硫酸との比較に関して議論されているIFN-γとRANTESについてそれらが認識する固有の糖鎖構造の有無(特異性)を調べた。また、ヘパリンに比較すると弱いながらもDS鎖に選択的に結合すると報告されているHGF/SF、創傷治癒過程でその働きを促進させるとの報告がなされているKGF(別名FGF-7)についてもDS鎖上に結合する固有の糖鎖構造が存在するのかどうかを明らかにしようと試みた。その結果、IFN-γとRANTESの結合はCSA、DS、CSC由来の糖鎖で同程度であり、特にDSに親和性が高いとする結果は得られなかったが、IFN-γでは4mer以上、RANTESでは10mer以上の糖鎖に結合するものであり、鎖長に依存した結合を示すことを明らかにした。

この結果はIFN-γとRANTESの分子構造から示される塩基性アミノ酸ドメインの大きさに依存して硫酸化糖鎖が結合する静電的な相互作用によるものと考えられた。また、ADHP化したNGLを用いてHGF/SFとFGF-7の結合するDS鎖の固有な糖鎖構造の有無を検索した。しかしながら、HGF/SF、FGF-7ともに若干DS鎖に強い結合シグナルを与えている結果が得られたが、CSA, CSC由来の糖鎖にも糖鎖の大きさに関わり無く結合シグナルを与えるものであった。そして、今後の問題として、糖鎖断片を得るための方法、ADHP化の効率、非特異的結合の排除などを再検討することが分かった。糖鎖マイクロアレイの改良と糖鎖ライブラリーを用いた生理活性糖鎖とタンパク質の検索に向けての研究を行った。コンドロイチン硫酸で、イズロン酸をもちヘパラン硫酸(HS)に類似するデルマタン硫酸(DS)に注目した。コンドロイチナーゼACII消化によって得たオリゴ糖を調製し、ADHPに結合させてネオグライコリピド(NGL)化し、2-merから12-merまでの糖鎖断片を網羅した糖鎖マイクロアレイを作成した。糖鎖・タンパク質間の相互作用を調べるために、DS鎖に強く結合すると報告されているHGFとFGF-7、ヘパリンと同様にDS鎖にも結合して生理活性をもつHeparin cofactor IIなどを取り上げた。ADHP化NGLのもつ疎水性からHGFはNGLに非特異的に結合したが、卵白アルブミンをBlockerとして有用であることを認めた。この条件下で、HGFはDS鎖に強く結合し、結合する糖鎖の最小は8-merであった。また、FGF-7は生理的イオン強度の下であってもDS鎖の8-mer以上に結合することを認めた。また、RANTESは生理的イオン強度の下でコンドロイチン硫酸の区別なく糖鎖の長さに依存した結合を示した。従って、RANTESの結合はコンドロイチン硫酸鎖中の硫酸基とカルボキシル基への静電的な相互作用によるものと考えられた。一方、イズロン酸のC2が硫酸化したDS糖鎖に結合するとされるHCIIではNaCl濃度が0.35MであってもDS鎖10-mer以上への結合を観察した。以上の結果から、糖鎖マイクロアレイは1pmolの糖鎖であっても細胞増殖因子やサイトカイン、ケモカインなどの結合する糖鎖を検出することが可能であることを示した。特に、FGF-7では細胞増殖を活性化させるDS鎖(>10-mer)の結果(Taylorら,2005)とよく一致するものであった。
北太平洋亜寒帯域の海洋酸性化の要因解明

高生物生産力である西部北太平洋亜寒帯域において、混合層の酸性化を捉えることを目的とし、以下のことを、実施した。1.時系列自動採水器による係留型時系列観測の回収:2014年56月の学術研究船白鳳丸航海において、100m深等に設置した時系列自動採水器とCTD・酸素センサーを回収・分析した。その結果、得られた冬季の水温、塩分、栄養塩、アルカリ度は、温度極小層から間接的に推定した値と一致したことから、温度極小層は、冬季混合層の名残として安定して存在し、それを用いた酸性化の推定法も妥当であることが分かった。しかし、時系列自動採水器での溶存無機炭素は、サンプルバックのアルミ膜が剥離したため、再検討の必要がある。2.西部亜寒帯循環域の混合層内の二酸化炭素の増加と酸性化:1997年から2014年の混合層の各月平均値と観測値の差から求めた二酸化炭素とpHの経年変化は、温度極小層から推定した冬季混合層のものと有意に一致し、-0.001/yrの速度で酸性化が進行していた。冬季同様、全アルカリ度の増加に伴うアルカリポンプの強化によって、亜寒帯域の酸性化が亜熱帯域のものよりも抑制されていた。一方、月平均値と観測値の差から求めた溶存無機炭素と栄養塩の増加率は、推定した冬季混合層のものより遅かったことから、生物生産の減衰か有機物分解の増加の可能性がある。西部亜寒帯循環の経年変動:衛星海面高度計とCTDデータを基に、AGEM法を用いて地衡流と塩分躍層の深さの時系列を推定した。その結果、西部亜寒帯循環が北部カムチャツカ半島の東方沖に局所的な副循環を形成すると共に、最近10年で顕著に縮小していた。さらに、循環の変化による塩分躍層の深化に伴って温度極小層が深化していることが分かった。係留観測では、混合層の急激な低塩化を捉えており、その要因として、循環の変化に加え、降水と高気圧性の中規模渦の寄与が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。高生物生産力である西部北太平洋亜寒帯域は、冬季の二酸化炭素放出量の減少により冬季混合層の酸性化が懸念されている。本研究は、大気海洋間二酸化炭素交換量の経年変化を基に、酸性化を捉えることを目的とし、今年度は以下のことについて、実施した。1.時系列自動採水器による係留型時系列観測の実施:冬季混合層内の変動を詳細に捉えるため、海洋研究開発機構の海洋地球研究船「みらい」MR13-04航海において、時系列観測点K2に設置するセジメントトラップを搭載した係留系に、冬季混合層内の約100mへ時系列自動採水器とCTD・酸素センサーを搭載した。2.亜寒帯循環域の冬季混合層内の二酸化炭素放出の経年変化と酸性化: 1997年から2013年の温度極小層から推定した冬季混合層のpHは、-0.001/yrの速度で酸性化が進行していた。この酸性化速度はハワイ沖の時系列観測点や北西太平洋亜熱帯域よりも遅い。これは、冬季混合層中の溶存無機炭素の増加に加え、アルカリ度の増加による冬季二酸化炭素放出の低下が原因であることを示した。また、酸性化に影響を与える他の変動要因について調べるため、混合層内の炭素循環の季節変動から正味の群集基礎生産量を見積り、ハワイ沖の時系列観測点よりも倍以上大きいことを示した。3.西部亜寒帯域の物理場データの整備:衛星海面高度計データおよびGEM法を用いて推定したこの海域の水温・塩分・密度・地衡流速の3次元データを整備し、推定値の精度評価を行い、信頼性を検討した。その結果、西部亜寒帯循環は、カムチャツカ半島の東に局所的な副循環を形成したため、最近10年で顕著に弱化していることが分かった。これは、温度極小層を深化させ、冬季二酸化炭素放出の低下の原因である溶存無機炭素とアルカリ度の増加に寄与している可能性がある。

一方、月平均値と観測値の差から求めた溶存無機炭素と栄養塩の増加率は、推定した冬季混合層のものより遅かったことから、生物生産の減衰か有機物分解の増加の可能性がある。西部亜寒帯循環の経年変動:衛星海面高度計とCTDデータを基に、AGEM法を用いて地衡流と塩分躍層の深さの時系列を推定した。その結果、西部亜寒帯循環が北部カムチャツカ半島の東方沖に局所的な副循環を形成すると共に、最近10年で顕著に縮小していた。さらに、循環の変化による塩分躍層の深化に伴って温度極小層が深化していることが分かった。係留観測では、混合層の急激な低塩化を捉えており、その要因として、循環の変化に加え、降水と高気圧性の中規模渦の寄与が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。時系列自動採水器による係留型時系列観測を実施した点、冬季混合層の酸性化の結果について論文受理された点、西部亜寒帯循環が最近10年で顕著に弱化した結果について投稿した点から、区分2に該当すると判断出来る。・2014年6月に回収される時系列自動採水器の試料の分析を進めると同時に、温度極小層の安定性とその層から推定した冬季CO2/pH計算法の妥当性を評価する。・2014年までのデータを基に、酸性化に影響を与える他の要因の経年変化を調べ、生物生産と炭酸カルシウム生成への影響を求める。・前年度に算出した二酸化炭素フラックス、西部北太平洋亜寒帯循環の流量・密度躍層深度(冬季混合層深度)、海上風について、互いの時系列を比較して時間位相関係について評価し、西部北太平洋亜寒帯循環域の二酸化炭素フラックスの経年変化を支配する要因を特定する。・得られた西部北太平洋亜寒帯循環域の密度場と流量の時系列を基に、太平洋十年規模振動等の大規模大気海洋変動による海上風等の変動が西部北太平洋亜寒帯循環および混合層の厚さの変動に及ぼす影響について、再解析データ等を用いて統計的に調べる。さらに、以上の結果について、学会や論文で公表を進める。
外用亜鉛製剤の皮膚におけるメタロチオネイン誘導とその紫外線防御能の検討

皮膚に対する紫外線による皮膚の損傷の指標としてsunbu cellの数に注目し、亜鉛製剤の塗布の有無による、sunbu cellの数の変化をみた。ヘアレスマウスの体幹皮膚に8時間後と3回、酸化亜鉛を塗布し、その24時間後、背部の皮膚にUVBを2000J/m^2照射し、24時間後に皮膚を採取し、HE染色標本により、表皮に形成されたsunbu cellの数をカウントしたところ、コントロール群に比較して、酸化亜鉛を塗布した群では有意な差はないものの、sunbu cellの生成が抑制され、紫外線による皮膚損傷を軽減することが示された。またこのときの表皮細胞におけるメタロチオネインの誘導について免疫組織化学的に検索を行ったところ表皮細胞内にメタロチオネインの存在は確認されたが、コントロール群と酸化亜鉛塗布群の間に明らかな差はみられなかった。また培養細胞を使って、細胞の紫外線感受性に亜鉛製剤の投与の影響を観察するため、皮膚扁平上皮癌由来のHSC-5細胞をあらかじめ酢酸亜鉛を加えた培地で培養し、その後、UVBを照射を行った後colony形成法を用いて、亜鉛の紫外線照射による細胞の生死への影響について検討した。酢酸亜鉛は安全性が高く、酢酸亜鉛添加による細胞毒性はみられなかった。しかし酢酸亜鉛の添加による紫外線感受性の変化は見いだすことができなかった。今回、メタロチオネインによる紫外線防御効果について明らかにはできなかったが、亜鉛塗布による紫外線防御効果は確認されたので、この機序について今後追求をしてみたい。
悪性脳腫瘍に対する電気遺伝子療法の臨床応用に向けての研究

悪性脳腫瘍の臨床的な治療成績は最近10年間でほとんど変わらず、現行の放射線療法と化学療法では限界があると認識されつつある。我々は、新しい治療法としてDNAを安全かつ有効的に生体組織内に導入し発現させる方法として、生体内電気穿孔法を利用する「電気遺伝療法」を開発してきた。すなわち、この方法によって細胞レベルで悪性脳腫瘍の増殖を抑制しようと考えた。今回の研究の目的は、この電気穿孔法をできるだけ臨床応用に近づけることであった。まず、第一段階として投与するプラスミドDNAの濃度、電気穿孔における各種パラメーター(電圧、パルス幅、パルス数)、電極の形状などの条件を検討し、最適な条件を確立した。次の段階として、実際の治療遺伝子を用いて皮下腫瘍、脳腫瘍モデルの治療実験を行いその有効性を証明した。マウスを用いた実験腫瘍で、数種類の遺伝子を組み込んだプラスミドDNAを用いてそれぞれの有効性の比較検討を行い、腫瘍の治療に有効な遺伝子を選択した。この方法では遺伝子を腫瘍局所に選択的に導入できるため、腫瘍局所で免疫系を惹起させる遺伝子(IL-12,MCP-1)や、遺伝子が発現すること自体は細胞毒性を示さず、後に薬剤を投与したときに細胞毒性を示すいわゆる自殺遺伝子(ヘルペスウイルスサイミジンカイネース、ジフテリアトキシン)などの導入を試み、それぞれの遺伝子における腫瘍縮小効果を確認した。また、安全性の検討においては、マウス、ラットを使って実験を行い、皮下組織、脳組織に病理学的に副作用が無いことを確認した。また、脳組織に関しては、行動学的に安全性の検討も行った結果、電気穿孔法に起因する副作用を認めなかった。以上より、浸潤性が高く、難治性のグリオーマに対する新しい治療法として、この電気穿孔法は、安全性の高い遺伝子治療であり、臨床応用を現実化できると考えられた。この方法を実際の臨床で行うためには、ヒトに進化的に近い動物などを使った実験などによる更なる安全性の確認、導入するDNAの最終的な決定などの実験を追加する必要があり、今後の課題と考えている。我々は、プラスミドDNAを安全かつ有効的に生体組織内に導入し発現させる方法として、生体内電気穿孔法を利用する「電気遺伝療法」を開発してきた。今回の研究の目的は、この電気穿孔法をできるだけ臨床応用に近づけることである。この方法では遺伝子を腫瘍局所に選択的に導入できるため、腫瘍局所で免疫系を惹起させる遺伝子(IL-12,MCP-1)や、遺伝子が発現すること自体は細胞毒性を示さず、後に薬剤を投与した時に細胞毒性を示すいわゆる自殺遺伝子(ヘルペスウイルスサイミジンカイネース、ジフテリアトキシン)などの導入を試み、それぞれの遺伝子における腫瘍縮小効果を確認した。

以上より、浸潤性が高く、難治性のグリオーマに対する新しい治療法として、この電気穿孔法は、安全性の高い遺伝子治療であり、臨床応用を現実化できると考えられる。悪性脳腫瘍の臨床的な治療成績は最近10年間でほとんど変わらず、現行の放射線療法と化学療法では限界があると認識されつつある。我々は、新しい治療法としてDNAを安全かつ有効的に生体組織内に導入し発現させる方法として、生体内電気穿孔法を利用する「電気遺伝療法」を開発してきた。すなわち、この方法によって細胞レベルで悪性脳腫瘍の増殖を抑制しようと考えている。今回の研究の目的は、この電気穿孔法をできるだけ臨床応用に近づけることであった。まず、第一段階として投与するプラスミドDNAの濃度、電気穿孔における各種パラメーター(電圧、パルス幅、パルス数)、電極の形状などの条件を検討し、最適な条件を確立した。次の段階として、実際の治療遺伝子を用いて皮下腫瘍、脳腫瘍モデルの治療実験を行いその有効性を証明した。マウスを用いた実験腫瘍で、数種類の遺伝子を組み込んだプラスミドDNAを用いてそれぞれの有効性の比較検討を行い、腫瘍の治療に有効な遺伝子を選択した。この方法では遺伝子を腫瘍局所に選択的に導入できるため、腫瘍局所で免疫系を惹起させる遺伝子(IL-12,MCP-1)や、遺伝子が発現すること自体は細胞毒性を示さず、後に薬剤を投与したときに細胞毒性を示すいわゆる自殺遺伝子(ヘルペスウイルスサイミジンカイネース、ジフテリアトキシン)などの導入を試み、それぞれの遺伝子における腫瘍縮小効果を確認した。また、安全性の検討においては、マウス、ラットを使って実験を行い、皮下組織、脳組織に病理学的に副作用が無いことを確認した。また、脳組織に関しては、行動学的に安全性の検討も行った結果、電気穿孔法に起因する副作用を認めなかった。以上より、浸潤性が高く、難治性のグリオーマに対する新しい治療法として、この電気穿孔法は、安全性の高い遺伝子治療であり、臨床応用を現実化できると考えられた。この方法を実際の臨床で行うためには、ヒトに進化的に近い動物などを使った実験などによる更なる安全性の確認、導入するDNAの最終的な決定などの実験を追加する必要があり、今後の課題と考えている。
クロロフィル前駆体を介した葉緑体と核とのオルガネラ間クロストークに関する研究

昨年度に引き続き、アラビドプシスにおける過敏感細胞死の実行因子だと考えられる2種類のメタカスパーゼ遺伝子ファミリーの機能を調べる事を目的に研究を行った。アラビドプシスのメタカスパーゼはその構造的特徴からType1(AtMCP1)およびType2(AtMCp2)に分類される。本年度は昨年度単離したAtMCP1aおよびAtMCP2dに加え、さらにもう2つのメタカスパーゼ(AtMCP1b, AtMCP2b)の全長鎖cDNAも単離し、以下φ解析に供した。まず、これら4つのメタカスパーゼがカスパーゼ様活性を有するかどうか調べるために、大腸菌を宿主とした発現系を構築した。これら4つのメタカスパーゼを大腸菌内で発現させたところ、宿主細胞の溶菌化が急速に引き起こされることが明らかとなった。現在、原核生物においても溶菌化を会したプログラム細胞死の存在が示唆されており、溶菌化はautolysin経路の活性化により誘導されることから、メタカスパーゼがこの経路のどこかを活性化させたものと考えられる。しかし、今のところ、メタカスパーゼがカスパーゼ様活性を有するというin vitroでの実験データーは得られていない。一方、最近、酵母においてアラビドプシスリタイプ1メタカスパーゼと類似した構造を有するYCA1が哺乳類のinitiator型カスパーゼと同様の活性を有し、かつ酵母のアポトーシス様プログラム細胞死の制御因子であることが報告された。そこで、YCA1欠損株を分与してもらい、AtMCP1aおよびAtMCP1bがYCA1変異を相補できるかどうか調べたところ、両遺伝子の過剰発現によりYCA1欠損変異を相補できることがわかった。現在、これらメタカスパーゼが宿主酵母細胞においてどのようなメカニズムにより細胞死を誘導するのかについて詳細に解析を進めている。
バドミントンの絶対評価基準作成とハンディキャップ制に関する研究

バドミントンの基礎・基本を構造化し,その中核はクリアーであると考えられた.そこで,クリアーのフォーム(オーバーヘッドストローク)の動作得点を8段階で設定した.また,大学生を対象に,ゲーム様相と楽しさの関係を調査した結果から,平均ラリー回数が4.5回程度,自己決定ショット数が5回程度あればゲームに負けても楽しさを感得していることが認められた.さらに,バドミントンの総合的技能評価法を開発した.一方,大学生及び中学生を対象に,技能差を埋める工夫としてコートの大きさを変えたハンディキャップ制を取り入れたゲームを行わせた結果,点差の縮小,ラリー回数の増大など,その有効性が認められた.具体的には,対戦する二人の技能レベル差が大きい場合(通常ゲームでの点差が12点以上,あるいは技能評価法2.26以上)は,コートの後ろをカットして,後方への移動を容易にしてやった方が効果的である場合が多いと考えられた.一方,通常ゲームでの点差が7点まで,あるいは技能評価法0.01.25の場合は,横を狭めたコートが適切であろうと考えられた.バドミントンの基礎・基本を構造化し,その中核はクリアーであると考えられた.そこで,クリアーのフォーム(オーバーヘッドストローク)の動作得点を8段階で設定した.また,大学生を対象に,ゲーム様相と楽しさの関係を調査した結果から,平均ラリー回数が4.5回程度,自己決定ショット数が5回程度あればゲームに負けても楽しさを感得していることが認められた.さらに,バドミントンの総合的技能評価法を開発した.一方,大学生及び中学生を対象に,技能差を埋める工夫としてコートの大きさを変えたハンディキャップ制を取り入れたゲームを行わせた結果,点差の縮小,ラリー回数の増大など,その有効性が認められた.具体的には,対戦する二人の技能レベル差が大きい場合(通常ゲームでの点差が12点以上,あるいは技能評価法2.26以上)は,コートの後ろをカットして,後方への移動を容易にしてやった方が効果的である場合が多いと考えられた.一方,通常ゲームでの点差が7点まで,あるいは技能評価法0.01.25の場合は,横を狭めたコートが適切であろうと考えられた.本年度は,まず,バドミントンの技術の構造化を試みた。すなわち,ホームポジションと打点位置との効率的な移動運動の繰り返しであるフットワークを基礎技術(土台)として,その上に「ストローク(打動作)」という基本技術を柱とし,「オーバーヘッドストローク」「サイドアームストローク」「アンダーハンドストローク」へと枝分かれしていくように構造化した。次に,学習者がバドミントンのゲームを楽しいと感じるのはどのようなゲーム様相であるのかを,ラリー継続回数及び決定ショット数から検討し,楽しさを保障するためのゲームの姿を,大学生を対象に明らかにしようとした。その結果,ゲーム敗者においてはラリー回数が増えればゲームで感じる楽しさも大きくなる傾向のあることが認められた。また,ゲームに負けても楽しかったと感じる平均ラリー回数は4回以上で,ラリーが続かないことがゲームを楽しめない理由になり得ると考えられた。さらに,ハンディキャップ制導入ゲームではその影響のあることが認められた。そこで,バドミントンの技能差を埋めるために2種類のハンディキャップ制(コート縮小)を導入した際の有効性を,大学生を対象に検討した。その結果,サイドラインを狭めるよりエンドラインを狭めた方がより点差を縮め得た。また,縮小コートのゲームは,技能下位者のラリー継続や決定ショットの楽しさを高め得ることが認められた。一方,学習者の技能レベルを評価する指標として,オーバーヘッドストロークから打ち出されるハイクリアーの動作得点化を試みた。その結果,ハイクリアーのフォームは8つに分類され,打動作の効率性から得点化された。また,動作得点と打ち出されたシャトルの初速との間に有意な相関関係(r=0.772(p<0.01))が認められ,作成された動作得点は,一応妥当と考えられた。本年度はまず,技能差に応じるハンディキャップ制をコート(ゴール)の大きさを変えて対応できる条件を見いだそうとした。すなわち,複数のコートの大きさで,通常のゲームにおける得点差を技能差と見なし,得点差等がどのように変化するかの観点から,技能差に応ずるハンディキャップ制のあり方を検討しようとした。その結果,点差の面からだけであるが,通常ゲームでの点差の1点から3点のゲームではダブルスコート対バックカットコートでは大きすぎること,及び,通常ゲームでの点差の4点から7点のゲームでは「ダブルスコート対ノーマルコート」か「ノーマルコート対サイドカットコート」が適切ではないかと考えられた。また一方で,ハシディキャップ制導入のための基礎的研究として,個人の技能レベルを評価する方法を明らかにしようとした。これまでのハンディキャップ制が点差をもとに設定しようと志向していたのに対して,個人技能レベル差をより正確に捉えた上での設定を志向しようとしたためである。すなわち,大学生31名を対象に,5種の課題について個人技能を測定した。また,10年以上のバドミントン経験者3名に,各被験者の基礎打ち時の様子をもとに個々の技能レベルを5段階で評価させた。この観察による技能レベルを目的変数とし,各課題の成績を説明変数とする重回帰分析によって,予測技能レベルを表す重回帰式(決定係数0.831,p<0.01)が得られた。次いで,ランダムに行わせた117のシングルスゲームの勝敗結果と予測技能レベル差との関係を検討した結果,予測技能レベル差が大きいほど勝敗との合致率は高まり,点差も大きくなることが認められた。

従って,クリアー(動),サーブ,フットワークの3つの個人技能を測定することによって,バドミントンの総合的技能を評価できると考えられた。さらに,決定係数は若干下がる(決定係数0.817,p<0.01)が,簡便性を優先すればフットワークを除くことも可能であると考えられた。本年度は,まず,個人の技能レベルの評価法〔0.096×(クリアー(動)得点)+0.064×(フットワーク得点)+0.014×(リフティング得点)+0.021×(サーブ得点)-0.277〕とその妥当性を日本体育学会にて発表した。次に,大学生を対象に,上記技能評価法により算出したレベル差を基にしたハンディキャップ制の条件を,5種のコートの大きさで,得点差やラリー回数等がどのように変化するかの観点から検討した。その結果,技能差0.000.25ではNC-BCCが適切であると考えられた。また,技能差0.26-1.25ではDC-NCが,技能差2.26以上ではDC-SCCが適切と考えられた。さらに,技能差1.26-2.25および技能差2.26以上ではDC-NCは不適切であると考えられた。これらの結果は,日本教科教育学会第38回全国大会にて報告した。(NC:通常のシングルコート,BCC:ダブルスのロングサービスラインから後ろをカットしたコート,DC:ダブルスのコート,SCC:サイドラインから両側各30cmをカットしたコート)さらに,中学生を対象に,通常コート条件(NC)での点差の大きさ(「点差小ゲーム」24点差,「点差大ゲーム」57点差)別に,技能下位者のコートを2つの方法で縮小するというハンディキャップ制を導入したゲームの有効性を,ゲーム様相と情意的側面から検討した。その結果,いずれのコート群においても,コートを縮小したゲーム条件では,通常のゲームよりも得点差は小さくなった。また,得点差は,コートの縦を狭める(BCC)よりも横を狭めた条件(SCC)の方が小さくなることが認められた。また,縮小コートの点差小ゲームでラリー回数が増加する傾向が認められた。特に,BCC群においてはSCC群よりも顕著であり,BCCの縮小コートはラリー回数を増加させ得ることが示唆された。中学生を対象としたハンディキャップ制の検討には至らなかったため,(3)と評価した。しかし,中学生を対象にした授業実践は23年度中に実施済みであるため,データの整理を24年度の前半に行い,整理していく。24年度が最終年度であるため、記入しない。個人の技能レベルの評価法を明らかにできたので,技能レベル差に応じたハンディキャップ制の程度を検討していく。また,これまでのデータの蓄積をもとに絶対評価基準も明らかにしていく。
高等植物ミトコンドリアゲノム構成とその維持機構の解明

高等植物ミトコンドリアは、細胞内に数百個存在しており、一般的にそれらはすべてミトコンドリアDNA(ゲノム)を持っているが、実測した例は少ない。著者は、タバコの培養細胞と、イネの根を用いて、ミトコンドリアとミトコンドリアDNAを同時に染色、可視化する技術を開発し、ミトコンドリアあたりが持つDNA量を視覚的に解析した。その結果、ミトコンドリア一個あたりのDNA量にはかなりばらつきがあり、中にはDNAを全く保持していないと思われるミトコンドリアが存在することが分かり、また、イネの根では分裂組織を含む根端に近い部分では、根の中心部や基部に比べて、DNAを保持しているミトコンドリアの割合が多く、またそれぞれのDNA量も多いということが分った。この内容は日本育種学会ならびにGenes & GeneticSystems誌に投稿、受理発表された。その後、さらにこの遺伝子の内部構造、包含遺伝子の種類を知るためにFIBR FISH法をトライしている。DNAの構造(環状、線状)の可視化と、単一蛍光色でのFIBR FISHには成功しているが、多色のFIBR FISHの成果が近く成果が出る予定である。また、ミトコンドリアから単離したDNAをなるべく傷つけず、より多くをカバーガラス上に貼り付ける技術の開発に成功した。高等植物ミトコンドリアは、細胞内に数百個存在しており、一般的にそれらはすべてミトコンドリアDNA(ゲノム)を持っていると考えられている。しかし、実測した例は非常に少ない。わずかな報告の中では、高等植物では、ミトコンドリアの数に対して、ミトコンドリアDNA量が少なすぎるという結論や、組織ごとに一つのミトコンドリア核様体が持つDNA量が変動するという結論に至っているものがある。しかしながらこれらの報告は、組織全体から抽出したDNA量をミトコンドリアの推定数で割ったような間接的な計算推論であったり、DNAのみの蛍光染色定量からの一面的な検討など、不十分な点があった。そこで、タバコの培養細胞と、イネの根を用いて、ミトコンドリアとミトコンドリアDNAを同時に染色、可視化する技術を開発し、ミトコンドリアあたりが持つDNA量を視覚的に解析した。その結果、ミトコンドリア一個あたりのDNA量にはかなりばらつきがあり、中にはDNAを全く保持していないと思われるミトコンドリアが存在することが分った。また、イネの根では、根端に近い部分(分裂組織を含んでいる)では、根の中心部や基部に比べて、DNAを保持しているミトコンドリアの割合が多く、またそれぞれのDNA量も多いということが分った。今後はさらにミトコンドリア個々がもつDNA量に加え、遺伝子の種類と数などについてFISH法などを用いて解析していく予定である。
Entamdeba disparの組織内増殖能力と病原性との関連

我々は細菌に特有とも言える解糖系経路であるエントナー・ドウドロフの経路をE. disparが利用している可能性を見出し、glucoseをcluconateとdihydroxyacetoneに置き換えた新しい培地YIGADHA-Sを考案した。その結果1株のE.dispar株の無菌培養が可能となった。さらに多くのE.dispar株の無菌培養に応用できるよう培養に有用な増殖因子について検討した。そしてYIGADHA-Sを用いてE.disparを培養すると増殖促進効果のある緑膿菌やC.fascilulataをオートクレープ(121°C、15分)した後でもその効果がうしなわれないことがわかり、さらにミトコンドリアをもつ哺乳類の細胞や原虫、ミトコンドリアに類似のヒドロゲノゾームをもつ原虫(腟トリコモナス等)そしてミトコンドリアと葉緑体をもつ植物の葉肉細胞を同様にオートクレープしたものでも増殖促進効果を持つことを見出した。これに対しこれらのオルガネラをもたない原虫(赤痢アメーバ、ランブル鞭毛虫等)、赤血球などの細胞には増殖促進効果はみえあれないことがわかった。そこでこれらのオルガネラの中にE.disparの増殖に重要で細菌にも共通する成分としてフェレドキシンを推定した。実際、精製されたホウレンソウのフェレドキシンにE.disparの増殖促進効果も認めている。しかしながらフェレドキソン自体は易熱性の蛋白であるため増殖促進物質の本態はフェレドキシンの合成に必要な熱に安定な鉄・硫黄中心のような物質ではないかと現在考えている。これらの結果をもとにE.disparの無菌培養のため、葉を破砕したあとも細胞が壊れにくい露草、桜、葛などの葉肉細胞から、より安価で簡便なフェレドキシンの粗抽出方法を考案した。YAGADHA-Sに上記のフェレドキシンの粗抽出液を加えることで、無菌培養が困難であった4株のE.disparの安定した無菌培養が可能となった。E.disparの病原体についての実験:E.disparの最適な寄生部位はヒトや霊長類の大腸の腸管腔内であるが、現在まで実験小動物に関してE.disparの腸管感染モデルは報告されていない。我々はrag遺伝子をノックアウトした免疫不全のBALB/c(rag-/-)マウスの盲腸に細菌共棲株ではあるがE.disparを接種し、短時間(3日間)ながら感染させることに成功した。現在このin vivoの系を用いてE.disparの組織侵入性について検討中である。本年度の研究成果として細菌を主たる栄養源とするE.disparの増殖に細菌に特有ともいえる解糖系経路のひとつであるエントナー・ドウドロフの経路或いはこれに類似したグルコン酸の代謝経路が利用されているらしいことが6-phosphogluconate(中間代謝物質)を加えた実際の培養実験およびE.disparの抽出液より見いだされた本経路に特徴的な酵素6-phosphogluconate dehydrataseの存在により推定された。

そこでグルコン酸代謝をE.disparの解糖系の主要な経路と考え、新しい無菌培養用培地をデザインした。その結果従来のYeast extractを主成分とした牛血清、ビタミン、cysteineを含む培地にグルコン酸とともにdihydroxyacetoneを加えることで増殖数は少ないながら実際的なE.disparの無菌培養に成功した。無菌培養されたE.histolyticaとE.disparのvirulenceの比較は栄養型を実験動物の肝臓に直接、或いは門脈や尾静脈に接種することで行った。アメーバに感受性のハムスターではE.histolyticaが肝膿瘍を形成したのに対しE.disparでは肝膿瘍の形成はみられなかった。免疫不全のノックアウトマウス(rag-/-)ではE.histolyticaを尾静脈より接種した場合1例ではあるがB6-SJL-rag-/-にE.histolytica栄養型を接種したことでひき起こされたと考えられる脳病変(脳水腫)を認めた。脳組織標本からアメーバが検出されなかったためその発症機序などは不明である。現在その再現性について検討中である。同様に行ったB10・D2-rag-/-およびBALB/c・rag-/-への感染実験からは病変は全く認められなかった。平成11年度は、我々が考案したYIGADHA-Sをさらに多くのE.dispar株の無菌培養に応用できるよう特に培養に有用な増殖因子について検討した。その結果、YIGADHA-Sを用いてE.disparを培養すると増殖促進効果のある緑膿菌やC.fasciculataをオートクレーブ(121°C,15分)した後でもその効果が失われないことがわかり、さらにミトコンドリアをもつ哺乳類の細胞や原虫、ミトコンドリアに類似のヒドロゲノゾームをもつ原虫(膣トリコモナス等)そしてミトコンドリアと葉緑体をもつ植物の葉肉細胞を同様にオートクレープしたものでも増殖促進効果をもつことを見いだした。これに対しこれらのオルガネラをもたない原虫(赤痢アメーバ、ランブル鞭毛虫等)、赤血球などの細胞には増殖促進効果はみられないことがわかった。そこでこれらのオルゲネラのなかにE.disparの増殖に重要で細菌にも共通する成分としてフェレドキシンを推定した。実際、精製されたホウレンソウのフェレドキシンにE.disparの増殖促進効果も認めている。しかしながらフェレドキシン自体は易熱性の蛋白であるため増殖促進物質の本体はフェレドキシンの合成に必要な熱に安定な鉄・硫黄中心のような物質ではないかと現在考えれいる。これらの結果をもとにE.disparの無菌培養のため、葉を破砕した後も細胞が壊れにくい露草、桜、葛などの葉肉細胞から、より安価で簡便なフェレドキシンの粗抽出方法を考案した。YIGADHA-Sに上記のフェレドキシンの粗抽出液を加えることで、無菌培養が困難であった4株のE.disparの安定した無菌培養が可能となった。E.disparの病原性についての実験:E.disparの最適な寄生部位はヒトや霊長類の大腸の腸管膣内であるが、現在まで実験小動物に関してはE.disparの腸管感染モデルは報告されていない。我々はrag遺伝子をノックアウトした免疫不全のBALB/c(rag-/-)マウスの盲腸に細菌共棲株ではあるがE.disparを接種し、短期間(3日間)ながら感染させることに成功した。
軽度発達障害児の感覚統合機能評価の妥当性に関する研究

4歳から10歳までの発達障害児(DSM-TRによる学習障害-LD-、運動能力障害-DCD-、コミュニケーション障害-CD-、広汎性発達障害-PDD-、注意欠陥-ADHD-のいずれかの診断に属する者)36名に対し、新しく開発された日本版感覚統合検査(JPAN)および南カルフォルニア感覚統合検査(SCSIT)等、関連する発達検査のデータを収集し、その関連性(妥当性)、識別性について検討した。その結果、SCSITとの関連については、発達障害児データの81%が障害カテゴリーに入ることが示され、その妥当性が確認された。さらに、発達障害児群をPDDと非PDD群に分けて分析すると、IQに関しては両群に差異が認められないにもかかわらず、PDD群に有意に姿勢、平衡機能、行為機能、視知覚、目と手の協調運動の問題が大きく認められた。ゆえに、JPANは従来の知能検査では捕らえることのできない発達障害児の感覚運動機能の障害を明らかにできる妥当性が高い検査であることが示唆された。今後の課題として、障害児データ数が目標数に達しなかったため、さらに時間をかけて本研究を継続する必要があることがあげられる。本研究を遂行するプロジェクトチーム委員会を立ち上げ、平成20年6月から4回にわたって委員会を開催した。本委員会のメンバーは本研究代表者の他、事務局として引野里絵(県立広島大学)、研究企画補助委員として岩永竜一郎(長崎大学)、日田勝子(国際医療福祉大学)、大田篤志(姫路独協大学)、加藤寿宏(京都大学)、永井洋一(新潟医療福祉大学)山田孝(首都大学東京)の協力を得た。さらにデータ収集に関する研究協力者を全国に呼びかけ、最終的に12名の協力者を得た。平成20年8月に協力者に対して熊本、姫路の2箇所にてデータ収集に関する講習会を開催し、その後順次障害児データの収集が開始された。平成20年2月段階で収集された障害児データは合計25名であり、全員軽度発達障害(学習障害、注意欠陥多動障害、広汎性発達障害-アスペルガー症候群-等)の診断を受けていた。全員が南カルフォルニア感覚統合検査(SCSIT)、および南カルフォルニア回転後眼振検査(SCPNT)、Japanese Sensory Inventory Revised(JSI-R)のデータが得られたが、年齢や診断の性質によりその他のデータ:K-ABC心理・教育アセスメントバッテリー(K-ABC)、日本版幼児発達スクリーニング検査(JMAP)、ウェスキュラー知能検査(WISC-III)についてはばらつきが大きく、ITPAのデータは皆無であった。そこで、研究解析の焦点をSCSIT, SCPNT, JSI-R, K-ABCの4点にしぼってデータを追加することにした。データ収集は次年度も続行し、中間データを用いてのデータ解析を並行して行った。4歳から10歳までの軽度発達障害児(DSMIV-TRによる学習障害、運動能力障害、コミュニケーション障害、広汎性発達障害、注意欠陥及び破壊的行動障害のいずれかの診断に属する者)で、WISC-III知能検査、K-ABC心理・教育アセスメントバッテリー等、標準化された発達検査と、新版感覚統合検査のデータが合計38名(平均年齢8歳)分収集された。全てのケースにおいて新版感覚統合検査のデータはあるものの、WISC-III知能検査、K-ABC心理・教育アセスメントバッテリー等の検査数は十分でなく、相関について分析、検討するためにさらに検査を絞って再度データを収集した。その結果新版感覚統合検査は、行為機能に関連する項目群が各々知能検査群の構成課題を含む同時処理課題や知覚指数と相関を示す傾向が認められたが、前庭系や体性感覚系の機能を評価する項目群は、他の検査では評価できない領域をカバーする可能性が高いことが判明した。またこの新検査は、米国での類似検査の因子構造と比較しても異なった因子相関を示す傾向が認められた。今後の分析、検討課題として(1)さらに障害児群のデータの継続的収集、(2)障害児群の課題遂行特性による症候分類、(3)健常児群における課題遂行特性との比較、(4)障害児群のデータにおける新検査の識別性の検討、(4)障害児群のデータにおける検査-再検査、検者間信頼性の検討、(5)障害児群でさらに左利き群のデータの検討、等を行う必要がある。

研究目的:新しく開発された日本版感覚統合検査(JPAN)の障害児における妥当性、信頼性について明らかにする。研究内容:4歳から10歳までの軽度発達障害児(DSMIV-TRによる学習障害、運動能力障害、コミュニケーション障害、広汎性発達障害、注意欠陥及び破壊的行動障害のいずれかの診断に属する者)のデータを収集した。その結果、36名のデータが収集され、内訳は男児31名、序に5名であった。WISC-III知能検査またはK-ABC心理・教育アセスメントバッテリーにおけるIQは、個人内差が大きいものの平均はほぼ平均であった。南カルフォルニア感覚統合検査とのとの相関について分析、検討した結果、障害児の81%が-1SDに入り、その妥当性が確認された。また、下位項目との関係については体性感覚系の項目とは相関が認められず、むしろその最終産物である行為機能との関連が強く認められるなどの興味深い結果が得られた。さらに、障害児群をアスペルガー障害群(ASD)と非アスペルガー障害児群(Non ASD)に分けて分析すると、IQに関しては両群は全く差異が認められないにもかかわらず、明らかにASD群に有意に姿勢、平衡機能、行為機能、視知覚、目と手の協調運動の問題が大きいことが判明した。ゆえに、JPANは知能検査では評価することのできない、感覚運動機能の障害を明らかにできる妥当性が高い検査であることが示唆された。今後の課題:障害児データの目標数を達成することができなかったため、今後も時間をかけて本研究を継続する必要がある。
配位空間を活用したヘテロ分子集合体の構築と特異な光・磁気相乗効果の創出

本研究では、配位空間を反応場として活用することにより光応答性を示す有機分子と特異な磁気的性質を有する集積型金属錯体を組み合わせたヘテロ分子集合体の開発を行った。特にスピンクロスオーバー現象を光照射をスイッチとして用いることで制御するという観点から、以下のような研究を行った。1.スピンクロスオーバー領域では配位子場の変化によって高スピン/低スピン状態を可逆的に実現することができることから、これまでに光異性化部位を含む配位子を利用して、光照射により配位子場を操作することで光誘起スピン転移を試みてきた。この光異性化配位子に対して光異性化のための反応空間形成を目的とした置換基導入や、電気陰性度調整、パッキング制御のためのハロゲン導入といった修飾を見据えて、配位子の構築ルートの確立を行った。2.配位子場がスピンクロスオーバー領域にある非対称配位子mto(=C_2O_3S), dto(=C_2O_2S_2), tto(=C_2OS_3)で架橋した種々のFe混合原子価錯体を開発し、電荷移動転移とスピンクロスオーバー転移が連動した特異な相転移現象のメカニズムを解明すると共に、対イオンとして光異性化分子を取り込み、光異性化を媒介とする電荷移動相転移および強磁性-反強磁性変換の開拓を目的として、mto/dto-Fe錯体の構築を行った。この物質はこれまで、合成過程における配位子の連結異性により磁性の異なるFeサイトの混入が見られたが、今回反応条件の改善により純粋な錯体の合成法が確立された。この段階を踏まえて、Feの電子状態を明瞭に帰属できるmto/dto/tto錯体を開発し、その層間に光異性化分子を挿入することで光によるFeサイトの電子状態の変化を追跡することが可能になると考えられる。有機物質から無機物質にわたるヘテロ分子集合体は、従来の有機化合物や無機化合物が単独では実現できなかった高次機能性を発現させる可能性を豊かに内包している。本研究では、配位空間を反応場として活用することにより外場に応答する有機分子と特異な磁気的および光学的性質を有する集積型金属錯体を組み合わせたヘテロ分子集合体を構築し、高度な機能性をヘテロ分子集合体で発現させる研究を推進してきた。層状磁性材料に有機分子をインターカレートした有機・無機複合錯体における磁性の光制御を研究目的として、ジアリールエテン誘導体を対イオンとした二次元強磁性材料であるペロブスカイト型化合物ACuCl_4(A=カチオン)およびLDHs(一般式:CO_2(OH)_3A・nH_2O(A=アニオン))の開発研究を行った。二次元磁性材料のペロブスカイト型銅化合物ACuCl_4は、協同ヤーン・テラー効果により面内で強磁性相互作用を起こす興味深い物質であり、この協同ヤーン・テラー効果は対カチオンに対して非常に敏感であることが知られている。このことは、この系にジアリールエテン誘導体を導入した場合、磁性を光で制御できる可能性を示唆している。そこで、ジアリールエテン誘導体を対カチオンとして用いたペロブスカイト型銅化合物ACuCl_4を合成し、その磁気特性を調べた。その結果、ジアリールエテンが開環体の場合、3.4Kでフェリ磁性体になるのに対し、閉環体の場合には2Kまで常磁性体であることがわかった。次に、LDHsはイオン交換反応により容易に有機アニオンをインターカレートすることができ、その磁性は有機分子の交換により強磁性から反強磁性まで制御することができることから、Co-LDHsにジアリールエテン誘導体をアニオンとして導入した系を合成し、その磁性を調べた。

この系では、固体状態でジアリールエテンが光異性化を起こしていることを確認し、この光異性化を媒介として保持力および残留磁化が光により可逆的に制御できることを明らかにした。本研究では、配位空間を反応場として活用することにより光応答性を示す有機分子と特異な磁気的性質を有する集積型金属錯体を組み合わせたヘテロ分子集合体の開発を行なった。□光応答性有機・無機複合錯体(SP)[Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3]の開発:配位子場がスピンクロスオーバー領域にある(n-C_nH_<2n+1>)_4N[Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3](dto=C_2O_2S_2)では、Fe(II)-Fe(III)間の電荷移とスピン配置が連動した特異な電荷移動相転移および電荷移動相互作用に起因する強磁性転移が起こること、これらの相転移は対イオンのサイズに著しく依存することを見出した。この結果は、固体状態で光異性化を起こすスピロピランを対イオンとして[Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3]_∞の層間に導入することにより、スピロピランの異性化を媒介とした[Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3]錯体の電荷移動相転移および強磁性の光亜制御が可能になりことを強く示唆している。この分子設計に基づき、光異性化分子であるスピロピランを対イオンとして導入した光応答性有機・無機複合錯体(SP)[Fe^<II>Fe^<III>(dto)_3](SP=spiropyran)を開発し、スピロピランの光異性化を媒介とする強磁性および電荷移動相転移の光制御に成功した。□光異性化分子をインターカレートした2次元強磁性体の開発とその光誘起磁性:層状磁性材料に有機分子をインターカレートした有機・無機複合錯体における磁性の光制御を研究目的として、ジアリールエテン誘導体を対イオンとした二次元強磁性材料であるLDHs(一般式:Co_2(OH)_3A・nH_2O(A=アニオン))の開発研究を行った。磁化率解析からCo-LDHs面内および面間相互作用のいずれも強磁性相互作用であること、また交流磁化率測定から9Kで強磁性転移を起こすことを明らかにした。この研究の成果として、固体中でジアリールエテンアニオンの光異性化が起きていること、またジアリールエテンアニオンの光異性化を媒介として、2次元強磁性体Co-LDHsの光制御を見出したことが挙げられる。即ち、ジアリールエテンアニオンが開環体の場合、強磁性転移温度が9Kであるのに対し、閉環体ではπ電子がアニオン分子全体に非局在化するため、アニオン分子のπ電子を媒介として2次元強磁性体から3次元強磁性体へと変化し転移温度が20Kに上昇することを見出した。また、この光異性化を媒介として保磁力および残留磁化が光により可逆的に制御できることを明らかにした。(1)光異性化分子を配位子とするスピンクロスオーバー錯体の開発:スピンクロスオーバー領域では配位子場の変化によって高スピン/低スピン状態を可逆的に実現することができるが、光による直接の電子励起を利用したLIESST(Light-lnduced Excited Spin State Trapping)現象は、その機構から室温付近でのスピンクロスオーバーを光によって誘起させることが困難である。
岩石の超臨界水誘起割れを利用した超臨界貯留層の設計と亜臨界領域との融合

深部地殻エネルギー抽出量の増大を目的として,超臨界水と岩石の相互作用を活用するための研究を行い,以下の知見を得た.1.高温下での岩石の破壊特性評価に関する実験において,超音波法に基づく検討により,封圧の作用は加熱に伴う微視き裂の発生を抑制する上で効果的であることを明らかにした.2.3種類の露頭花こう岩ならびに葛根田地熱フィールドの深部花こう岩を用いを対象に,透水実験を実施し.岩種によらず水の臨界点を超えた温度条件で微視割れが誘起され透水率が上昇することを示し,超臨界水誘起微視割れが花こう岩一般に観察される現象であることを見出した.ただし,深部花こう岩においては,水の臨界点を超えた条件での透水率は露頭花こう岩に比較すると小さな値であり,今後の重要な課題であることを示した.3.飯館花こう岩を用いて3軸圧縮試験を行い,せん断破壊のき裂面近傍と遠方領域のき裂密度を測定することにより,超臨界水誘起微視割れに加えて応力作用効果により微視割れが促進される現象のあることを新たに見出している.この化学的ならびに力学的作用の重畳効果は,亜臨界水条件に比較して超臨界水条件で格段に大きいことを明らかにしている.これにより,超臨界水環境下で応力腐食割れが加速される現象が存在することを指摘した.4.水の超臨界状態を考慮し,さらに超臨界貯留層と亜臨界貯留層の融合効果を検討するために2相流状態における流動を考慮した循環による熱抽出シミュレーションコードを作成した.本解析コードを用いた数値解析を行うことにより,水循環に伴う抽熱に及ぼす岩体温度,循環流速の影響を明らかにしている.これにより,抽熱性能を向上させるための超臨界貯留層条件に関する基礎的な知見を提供している.深部地殻エネルギー抽出量の増大を目的として,超臨界水と岩石の相互作用を活用するための研究を行い,以下の知見を得た.1.高温下での岩石の破壊特性評価に関する実験において,超音波法に基づく検討により,封圧の作用は加熱に伴う微視き裂の発生を抑制する上で効果的であることを明らかにした.2.3種類の露頭花こう岩ならびに葛根田地熱フィールドの深部花こう岩を用いを対象に,透水実験を実施し.岩種によらず水の臨界点を超えた温度条件で微視割れが誘起され透水率が上昇することを示し,超臨界水誘起微視割れが花こう岩一般に観察される現象であることを見出した.ただし,深部花こう岩においては,水の臨界点を超えた条件での透水率は露頭花こう岩に比較すると小さな値であり,今後の重要な課題であることを示した.3.飯館花こう岩を用いて3軸圧縮試験を行い,せん断破壊のき裂面近傍と遠方領域のき裂密度を測定することにより,超臨界水誘起微視割れに加えて応力作用効果により微視割れが促進される現象のあることを新たに見出している.この化学的ならびに力学的作用の重畳効果は,亜臨界水条件に比較して超臨界水条件で格段に大きいことを明らかにしている.これにより,超臨界水環境下で応力腐食割れが加速される現象が存在することを指摘した.4.水の超臨界状態を考慮し,さらに超臨界貯留層と亜臨界貯留層の融合効果を検討するために2相流状態における流動を考慮した循環による熱抽出シミュレーションコードを作成した.本解析コードを用いた数値解析を行うことにより,水循環に伴う抽熱に及ぼす岩体温度,循環流速の影響を明らかにしている.これにより,抽熱性能を向上させるための超臨界貯留層条件に関する基礎的な知見を提供している.既存地熱貯留層の直下に拡がる超臨界岩体からの抽熱を目的として、超臨界水と岩石の相互作用の解明と透水挙動に関する実験的研究を実施し、以下の知見を得た。研究(1)熱誘起微視割れの温度・圧力依存性:露頭から採取した花こう岩を対象として、超音波法を用いて乾燥条件下における熱誘起微視割れの温度・圧力依存性(温度600°C、圧力100MPaまでの条件下)に関する実験的検討を行った。これにより、圧力が大きくなるにつれ熱誘起微視割れの発生を低減できること、また対象となる温度・圧力域では十分に熱誘起微視割れを抑制することが困難であり予加熱処理が温度依存性の検討に効果的であることを示し、合理的な実験手法に関する指針を提示した。研究(2)超臨界水誘起微視割れの機構解明と透水挙動:既設の3軸高温高圧装置(超臨界ボイラー模擬装置)を用いて,異なる3種類の露頭から採取した花こう岩を対象にして、模擬地殻応力状態下において注水に伴う岩石鉱物の割れ特性に関する実験を行った。いずれの花こう岩においても水の状態が超臨界点を超えると顕著に微視き裂が発生することを見出し、超臨界水誘起微視割れが普遍的な現象である可能性の高いことを示した。また、顕微ラマン分光法を用いた割れ機構の解明を目的として、装置の整備と計測法の開発を行い、一部の花こう岩については超臨界水条件下における信号の取得に成功し、割れ機構の検討に関して見通しを得た。