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ファノ多様体の双有理的森ファイバー構造の研究と有理性問題への応用

3次元ファノ重み付き余次元2完全交叉について,新たに21族に属するファノ多様体の双有理的森ファイバー構造を決定した.さらに,重み付き射影空間に余次元3として埋め込まれる3次元ファノ多様体で双有理剛性を有するものを分類した.これにより,重み付き射影空間に余次元3以下として埋め込まれる3次元ファノ多様体で双有理剛性を有するものの分類が完了した.その他,クライン単純群の作用する3次元デルペッツォ束の非有理性や種々の双有理剛性を有する3次元ファノ多様体のK安定性に関する結果を得た.代数多様体の双有理同値類における森ファイバー空間のことをその多様体の双有理的森ファイバー構造という。本研究課題以前から、85族からなる3次元余次元2Qファノ重み付き完全交叉(以下、ファノ重み付き完全交叉)の双有理森ファイバー構造してきたが、平成27年度も同内容を引き続き研究した。本研究課題開始以前までに、33族に属するファノ重み付き完全交叉の森ファイバー構造を決定していた。それらのうち、19族に属するメンバーは双有理的森ファイバー構造を丁度1つ有し、14族に属するメンバーはその双有理的森ファイバー構造が丁度二つのファノ多様体からなる事が分かっている。平成27年度では、さらに、21族に属するメンバーの双有理的森ファイバー構造の決定に成功した。それら21族に属するメンバーの双有理的森ファイバー構造は、丁度二つのファノ多様体からなることを示した。これにより当該多様体の非有理性が直ちに導かれる。残る31族の研究も継続的に行っているが、研究の完成にはまだ時間がかかる事を認識している。特に、その内の6族に関しては、双有理同値類に特異点を持つdel Pezzo束が現れる事が分かっているため、特異点を持つdel Pezzo束の双有理幾何学的研究に着手している。また、双有理的森ファイバー構造を丁度3つ有する3次元ファノ多様体の初めての例を構成し、族における双有理的森ファイバー構造の個数が上半連続的に振る舞わない事も観察した。代数多様体の双有理同値類における森ファイバー空間のことを双有理的森ファイバー構造という。本研究課題以前および昨年度を通して、85族からなる3次元余次元2Qファノ重み付き完全交叉(以下、ファノ重み付き完全交叉)の双有理的森ファイバー構造の決定を目指した研究を行っている。昨年度までに、19族に属するメンバーは双有理的森ファイバー構造を丁度一つ有し(双有理剛性)、35族に属するメンバーは双有理的森ファイバー空間を丁度二つ有することを示している。本年度は、当該研究を進展させ残る35族の内29族について双有理森ファイバー構造の決定を概ね完成させることに成功している。また、Klein単純群の作用を持つような3次元特異del Pezzo束の非有理生を正標数還元手法を用いて証明した。さらに、Ahmadinezhad氏との共同研究により、3次元パフィアンファノ多様体で双有理剛性を有するものを分類した。これにより、重み付き射影空間に埋め込まれたファノ多様体でその余次元が3以下のものについて、双有理剛性を有するものの分類が完成された。本研究課題の中心的対象である3次元余次元2のファノ重み付き完全交叉の研究は、当初の想定通り着実に進展している。本年度はそれに加えて、3次元余次元3のファノ多様体(パフィアンファノ多様体)の研究および3次元特異del Pezzo束の非有理性といった、当初想定していない結果を得ることが出来た。これにより次年度以降の研究の幅が広がることと考えられる。代数多様体は,適当な次元の射影空間と直積を取って有理的になるとき,安定有理的であるという.安定有理性は有理性と単有理性(あるいは有理連結性)の中間概念である.本年度は,近年大きく発展した0サイクルに関する特殊化定理と正標数における微分形式の特異な挙動を利用することにより,高次元代数多様体の安定有理性に関して大きな進展があった.より具体的には,射影空間上の巡回被覆, 3次元重み付き超曲面,射影空間上のコニック束(Ahmadinezhad氏との共同研究)及び射影空間上のdel Pezzo束(Krylov氏との共同研究)といった広範囲にわたる代数多様体が,簡潔な数値条件を満たす場合に安定有理的でないことを示した.本結果は3次元以上の任意次元におけるものであるが,特に3次元においては満足のいく内容となっている.重み付き射影空間に埋め込まれた余次元2, 3の3次元ファノ多様体で双有理剛性を有するものの分類は,余次元2の場合は研究代表者により,また,余次元3の場合は昨年度に行われた研究代表者とAhmadinezhad氏との共同研究によりなされた.本年度は, In-Kyun Kim氏, Joonyeong Won氏との共同研究により,上述のような重み付き射影空間に埋め込まれた余次元2及び3の双有理剛性を持つ3次元ファノ多様体の大域的対数標準域値が1以上であること(より正確には, 1つの例を除いて全て1に一致すること)を示した.重要な系として,それらの多様体がK安定であり,ケーラー・アインシュタイン計量を有することが従う.本年度は、一般次元における比較的広範囲な対象の(非)安定有理性に関する結果を得ることができた。

本研究は、本課題申請時点で想定していなかったものであり、またさらなる研究への発展が期待できる。同時に、本研究課題における主要対象である重み付き射影空間に埋め込まれたファノ多様体に関する大域的対数標準域値の結果も得られたため、当初の計画以上に進展していると判断している。代数多様体は、適当な次元の射影空間と直積をとって有理的になるとき、安定有理的であるという。安定有理性は有理性と単有理性(あるいは有理連結性)の中間概念である。本年度は、昨年度に引き続き0サイクルに関する特殊化定理と正標数における微分形式の特異な挙動を利用することにより、一般次元代数多様体の非安定有理性に関する結果を得た。より具体的には、3次元以上の一般次元において、非特異重み付きファノ超曲面が非安定有理的となるような次数と重みに関する十分条件を与えた。さらに、線形部分空間を含むようなn次元のn次超曲面が非安定有理的となるような十分条件も与えた。研究機関全体を通じて、3次元重み付きファノ完全交叉に関して、余次元2のものについては21族の双有理的森ファイバー構造を決定し、余次元3のものについては双有理剛性を有するものを分類した。結果として、3次元重み付きファノ完全交叉で双有理剛性を有するものの決定が完了した。さらに、双有理的森ファイバー構造を丁度3つ持つような3次元ファノ多様体の初めての例を構成し、この例を通してファノ多様体の族における双有理的森ファイバー構造の個数が上半連続的に振る舞わないことも観察できた。研究開始時点では想定していなかった研究ではあるが、射影空間の巡回被覆、射影空間上のコニック束、del Pezzo束、および重み付き超曲面等の非安定有理性に関する条件を与えることができた。3次元ファノ重み付き余次元2完全交叉について,新たに21族に属するファノ多様体の双有理的森ファイバー構造を決定した.さらに,重み付き射影空間に余次元3として埋め込まれる3次元ファノ多様体で双有理剛性を有するものを分類した.これにより,重み付き射影空間に余次元3以下として埋め込まれる3次元ファノ多様体で双有理剛性を有するものの分類が完了した.その他,クライン単純群の作用する3次元デルペッツォ束の非有理性や種々の双有理剛性を有する3次元ファノ多様体のK安定性に関する結果を得た.ファノ重み付き完全交叉の双有理的森ファイバー構造の研究は、本研究課題の最大の目標であり、その研究が着実に進展しているためおおむね順調であると言える。当初から予想していた最も難しいであろう部分が(予定通り)残っているため、当初の計画以上に進展しているとは言えない。引き続き本研究の中心対象である3次元余次元2のファノ多様体の双有理的森ファイバー構造の決定を目指す。また、最近Voisinらにより導入された普遍的Chow群に関わる理論に正標数還元手法を混合させることにより、幅広いクラスのファノ多様体、コニック束、del Pezzo束の有理性問題を考察したい。高次元代数多様体の(非)安定有理性についての研究を継続する。また、3次元ファノ多様体、特に重み付きファノ完全交叉といった多様体を対象とした、有理性に関連する双有理幾何的研究を行う。代数幾何学引き続き(余次元2)ファノ重み付き完全交叉に関する研究を行う。
口腔癌の下顎骨浸潤の評価におけるDynamic MRIの診断精度

口腔癌の下顎骨浸潤の評価におけるDynamic MRIの有用性を検討することが本研究の目的である。この撮像方法を用いて、実際に口腔癌患者を対象としてDynamic MRIを撮像し、得られた画像データを分析した。しかし、その過程で、いくつかの問題が生じた。ひとつは、1スライスしか撮像できないため、浸潤の範囲を1方向でしか評価しかできないという問題である。また、下顎骨には全身の他の骨と異なり、無信号の歯があるため、関心領域(ROI)を設定して信号強度を測定する場合、歯を除くとROIの面積が縮小し、歯を含めると信号強度が低下するという問題も生じた。さらに、撮像時間が全体で6分15秒かかるため、患者の嚥下などの体動を完全に抑制することが困難で、モーションアーチファクトにより画像データが分析できない症例もあった。これらの問題から、本研究で用いたDynamic MRI撮像方法および画像データ分析方法を、口腔癌の下顎骨浸潤の評価に適応するのは困難であるということが分かった。口腔癌の下顎骨への浸潤の有無およびその範囲の評価における、Dynamic MRIの診断精度を評価することが本研究の目的である。Dynamic MRIの撮像方法の最適化では、時間分解能を高くするということに重点を置いたため、1スライスしか撮像できないが、5秒間隔で撮像することが可能になった。この最適化された撮像方法を用いて、実際に口腔癌患者を対象としてDynamic MRIを撮像し、得られた画像の分析を行っているが、まだ症例が少なく、また、分析の方法についても検討が必要と考えられるので、引き続き、画像データの収集を行い、口腔癌の下顎骨浸潤の評価に適した画像分析方法を検討していくつもりである。
イノシトール輸送体のNa駆動部の構造と機能の解析

1.SMIT分子内部の他の蛋白と類似性が極めて低い配列51残基ペプチドを抗原とした抗SMIT抗体を用いてラット腎内のSMITを検索した.2.抗SMIT抗体は蛋白を4種検出した.76kDaと57kDaのものが細胞表面膜に、66kDaと47kDaのものがミトコンドリアと可溶分画に存在していた.66kDa蛋白が特に多く、極めて少ない76kDa蛋白は表面膜に局在していない考えられた.3.腎に存在する3種の水チャンネル(WCH-CD、MIWC、AQP3)について、抗ペプチド抗体を作成し、抗原チャンネルを検索した.WCH-CDについては47kDa、MIWCについては46kDa、AQP3につては31kDaの蛋白がそれぞれ検出された.この値はAQP3を除いてはcDNAからの推定値により14-18kDa大きい.3種ともミトコンドリア分画に検出され、表面膜分画にはほとんど検出されなかった.4.腎に存在する2種のC1^-チャンネル(C1C-K1とpIC1n)について、抗ペプチド抗体を作成し、抗原チャンネルを検索した.C1C-K1については36kDa、pIC1nについては50kDaの蛋白が検出され、この値はcDNAからの推定値と著しく異なった.C1C-K1はミトコンドリア、細胞表面膜、可溶分画の全てに検出され、可溶分画が最多であった.pIC1nはミトコンドリアと細胞表面の双方に検出されたが、主にミトコンドリア分画に存在し細胞表面には微量しか存在しなかった.5.以上の結果は各輸送体、チャンネルについてmRNA翻訳後の著しい修飾・加工の存在を強く示唆し、同時にミトコンドリア内外での浸透圧差拡大に対するミオイノシトール、水、C1^-の輸送の存在を示唆した.1.SMIT分子内部の他の蛋白と類似性が極めて低い配列51残基ペプチドを抗原とした抗SMIT抗体を用いてラット腎内のSMITを検索した.2.抗SMIT抗体は蛋白を4種検出した.76kDaと57kDaのものが細胞表面膜に、66kDaと47kDaのものがミトコンドリアと可溶分画に存在していた.66kDa蛋白が特に多く、極めて少ない76kDa蛋白は表面膜に局在していない考えられた.3.腎に存在する3種の水チャンネル(WCH-CD、MIWC、AQP3)について、抗ペプチド抗体を作成し、抗原チャンネルを検索した.WCH-CDについては47kDa、MIWCについては46kDa、AQP3につては31kDaの蛋白がそれぞれ検出された.この値はAQP3を除いてはcDNAからの推定値により14-18kDa大きい.3種ともミトコンドリア分画に検出され、表面膜分画にはほとんど検出されなかった.4.腎に存在する2種のC1^-チャンネル(C1C-K1とpIC1n)について、抗ペプチド抗体を作成し、抗原チャンネルを検索した.C1C-K1については36kDa、pIC1nについては50kDaの蛋白が検出され、この値はcDNAからの推定値と著しく異なった.C1C-K1はミトコンドリア、細胞表面膜、可溶分画の全てに検出され、可溶分画が最多であった.pIC1nはミトコンドリアと細胞表面の双方に検出されたが、主にミトコンドリア分画に存在し細胞表面には微量しか存在しなかった.5.以上の結果は各輸送体、チャンネルについてmRNA翻訳後の著しい修飾・加工の存在を強く示唆し、同時にミトコンドリア内外での浸透圧差拡大に対するミオイノシトール、水、C1^-の輸送の存在を示唆した.
アルツハイマー型老年期痴呆における流血中神経受容体抑制因子の同定と病因的意義

ムスカリン性アセチルコリン受容体に対するアルツハイマー型老年期痴呆例流血中の阻害因子の詳細につき検討を進めた。血清中に存在するリン脂質の一種であるlysophosphatidyl choline(LPC)はin vitroにおいて濃度依存的にラット脳シナプス膜分画ムスカリン性アセチルコリン受容体に対する[^3H]quinuclidinyl benzilate ([^3H]QNB)結合を抑制する。しかし他のリゾリン脂質であるlysophosphatidyl ethanolamineやlysophosphatidyl serineにはこの抑制作用は認められなかった。またLPC(各10^<-4>M)の1位の脂肪酸側鎖がC10:0のdecanoyl基以下の短鎖脂肪酸より成るLPCでは[^3H]QNB結合抑制の程度は10%以下と低値であったが、C14C18の飽和脂肪酸であるmyristoyl基stearoyl基より長鎖の脂肪酸よりなるLPCでは[^3H]QNB結合抑制は30%前後と高値を示し、さらに不飽和脂肪酸であるoleoyl(C18:1)、linoleoyl(C18:2)、arachidonyl(C20:4)ではさらに高度の抑制を示した。またLPC10^<-4>Mの[^3H]QNB結合抑制作用は10^<-3>Mアルブミン添加によりほぼ完全に抑制され、血清中では大部分のLPCがアルブミンと結合していると考えらている。しかし、アルツハイマー型老年期痴呆群では血清アルブミン値は有意に低下しており、アルツハイマー型老年期痴呆例では血清中遊離型LPC濃度の増加が、脳シナプス膜ムスカリン性アセチルコリン受容体に対する阻害作用を示している可能性がある。以上、アルツハイマー型痴呆例の流血中ムスカリン性アセチルコリン受容体阻害性因子の一因子として流血中LPCがあげられ、老年期痴呆に関与している可能性を示した。アルツハイマー型老年期痴呆における流血中ムスカリン性アセチルコリン受容体抑制因子の生化学的性質につき検討を進めた。検出系として、当研究室で行っているラット脳シナプス膜へのムスカリン性アセチルコリン受容体agonist,[^3H]quinuclidinyl benzilate ([^3H]QNB)結合への阻害を指標とした。老年期痴呆患者血清的20lを集め、クロロホルム、メタノール抽出により、クロロホルム層を採取し蒸気乾固。順相極性(CNカラム)HPLCでヘキサン中にイソプにパノール010%のlinear gradient,流速0.5ml/分にて溶出、各2.5分間分画を採取した。さらに分子節(HSG15Sカラム)HPLCを用い、テトラヒドロフランを溶媒として流速1ml/分で流し、207nmによる吸光度を測定記録した。[^3H]QNB結合阻害活性は、順相HPLCにヘキサン100%付近の極性の低い部分(A1)およびヘキサン48%:イソプロパノール52%の中等度極性の部分(A2)に認めた。さらに分子節HPLCによりA1は分子量約500、A2は分子量約800の物質であると推定された。一方、血清中に存在するリン脂質の一種であるリゾフォスファチジルコリンは、in vitroにおいて濃度依存的にラット脳シナプス膜分画ムスカリン性アセチルコリン受容体に対する[^3H]QNB結合を抑制し、Lineweaver-Burk plotにより拮抗阻害を示していた。

さらにこのリゾフォスファチジルコリンは上記順相HPLCにてヘキサン100%の極性の低い部分に溶出されること、分子量が約500であることより、A1分画はリゾフォスファチジルコリンであると推定された。A2部分の本体については現在さらに検討中である。以上、アルツハイマー型老年期痴呆例血清中で高値を示す[^3H]QNB結合阻害活性の生化学的検討を加え、その性状の一端を明らかにした。ムスカリン性アセチルコリン受容体に対するアルツハイマー型老年期痴呆例流血中の阻害因子の詳細につき検討を進めた。血清中に存在するリン脂質の一種であるlysophosphatidyl cholin(LPC)はin vitroにおいて濃度依存的にラット脳シナプス膜分画ムスカリン性アセチルコリン受容体に対する[^3H]quinuclidinyl benzilate.([^3]QNB)結合を抑制する。しかし他のリゾリン脂質であるlysophosphatidylethanolamineやlysophosphatidyl serineにはこの抑制作用は認められなかった。またLPC(各10^<-4>M)の1位の脂肪酸側鎖がC10:0のdecanoyl基位下の短鎖脂肪酸より成るLPCでは[^3H]QNB結合抑制の程度は10%以下と低値であったが、C14C18の飽和脂肪酸であるmyristoyl基stearoyl基より長鎖の脂肪酸よりなるLPCでは[^3H]QNB結合抑制は30%前後と高値を示し、さらに不飽和脂肪酸であるoleoyl(C18:1)、linoleoyl(C18:2)、arachidonyl(C20:4)ではさらに高度の抑制を示した。またLPC10^<-4>Mの[^3H]QNB結合抑制作用は10^<-3>Mアルブミン添加によるほぼ完全に抑制され、血清中では大部分のLPCがアルブミンと結合していると考えられている。しかし、アルツハイマー型老年期痴呆群では血清アルブミン値は有意に低下しており、アルツハイマー型老年期痴呆例では血清中遊離型LPC濃度の増加が、脳シナプス膜ムスカリン性アセチルコリン受容体に対する阻害作用を示している可能性がある。以上、アルツハイマー型痴呆例の流血中ムスカリン性アセチルコリン受容体阻害性因子の一因子として流血中LPCがあげられ、老年期痴呆に関与している可能性を示した。
甲状腺ホルモンによるキナーゼカスケード活性化の生理的意義

ヒト皮膚繊維芽細胞で同定したT3応答遺伝子RCAN2の発現機序を解析する過程で、我々は、T3がTRを介して、PI3K、Akt、mTOR、p70S6kinaseからなるキナーゼカスケードを活性化する新規作用を見出した。そこで、この作用の神経系における生理的意義を検討した。TRαを構成的に発現させたNeuro2a/TRα細胞においても、T3はTR、PI3Kを介してAktを活性化し、pro-apoptotic蛋白であるBadやGSK3βを抑制した。実際、T3は持続的なAkt活性化を介して血清除去によるNeuro2a/TRα細胞のアポトーシスを抑制した。次に、マウス大脳皮質スライスを用いて免疫組織染色法で検討すると、T3はやはりAkt活性化を介してcortical plateやintermediate zoneに存在する神経細胞に対して抗アポトーシス作用を発揮することが示された。T3によるPI3K活性化機序を明らかにする目的で、PI3Kの調節サブユニットp85αとTRαとの結合をGST-pull down法を用いて検討した。TRαはT3結合ドメインを介してp85αのSH2ドメインを含むC端側領域と結合した。更に、TRαを過剰発現する細胞において、T3はTRαとp85αの結合を増強するとともに、TRαとsrcの結合を増加し、srcを活性化した。以上のT3作用は、TRを介するがTRによる遺伝子発現調節を伴わない、いわゆるnon-genomic作用である。PI3K-Aktカスケードは成長因子によっても活性化され、細胞の増殖・生存や蛋白合成を調節する重要な制御系であり、T3はこうした系を直接制御することが明らかになった。T3によるPI3K活性化には、TR、p85α、p110、src、rasなどが高次複合体を形成し関与している可能性が示唆された。1)神経細胞におけるT_3によるPI3K-Akt/PKBシグナリングカスケードの活性化:中枢神経系では主としてTRαが発現しているため、恒常的にTRαを過剰発現する神経細胞株N2aTRαを用いて実験を行った。T_3は短時間(10分以内)にAkt/PKBをリン酸化すると共に、その下流のGSK3βとBADをリン酸化した。これらのリン酸化はPI3K阻害剤であるwortmannin(2μM)前処理により減弱した。次に、N2aTRα或いはTRαをトランスフェクトしたHEK293細胞で、T_3刺激前後のPI3K活性を測定した。T_3刺激によりそれぞれの細胞でPI3K活性は約1.7倍と18倍に増加した。これらの結果から、T_3は神経細胞においてもPI3Kを介してAkt/PKBを活性化することが明らかになった。血清除去によるアポトーシスをフローサイトメトリとTUNEL法により検討すると、T_3非刺激群では血清除去後3日で約28%のN2aTRα細胞がアポトーシスを起こしたのに対し、T_3群では約15%と有意に抑制された。血清除去後のAkt/PKB、BAD、GSK3βのリン酸化を検討すると、T_3群では三者の持続的なリン酸化が認められたのに対し、T_3非刺激群では認められなかった。PI3K-Akt/PKBとその下流の蛋白のリン酸化はアポトーシスの抑制に重要であることが知られている。以上の結果から、T_3はAkt/PKBの活性化を介してBAD、GSK3βを抑制し、神経細胞のアポトーシスに抑制的に働くことが示された。
日中古代墳墓副葬品の比較研究

日本列島の古墳から出土する渡来系と考えられる金属製品の源流やその伝播経路を明らかにするために、日本と中国、そして地理的に両地域の間に位置する韓半島で共通して冷られる馬具や武器・武具類等を中心に、比較研究を進めた。中国については、近年相次いで良好な関連資料が知られるようになった、4、5世紀代の三燕文化の墓葬から出土する遺物を対象とした。馬具・帯金具等の金銅製品には、遼西地域の三燕時代の墳墓から出土したものとの共通性が認められ、技術的検討や蛍光X線分析をおこなった結果、古墳時代における金銅製品の製作技術が、これらと同一の系譜関係にあるとする推定の妥当性が確かめられた。また、中国出土の鞍木部の構造や製作手法に韓半島や日本列島の出土例にもみられる作り方が確認されたことにより、三地域の技術の系譜関係を考えるうえで、重要な手がかりをえた。人馬ともに全身に鎧を着装した重装騎兵をはじめとする騎兵の装備は、その出現年代や製作技術の変遷を考慮すると、中国東北地方を源流とし、韓半島を経て日本列島に伝わってきたことが明らかになった。ただ、装備の内容を比較すると、韓半島出土例が中国東北地方を直接的な源流としているのに対し、古墳から出土する例において、中国や韓半島の出土例と同一視できない要素が認められる点は、日本列島内における当時の情勢や受容の事情が関係していると考えられる。日・中・韓において、墳墓の構造や埋葬形態は、それぞれの地域的な特徴を保持しているが、副葬品については、相互に共通する遺物や製作技術の存在が明らかになり、古墳時代の渡来系遺物の一部については、中国東北地方を源流とする可能性が高まってきた。近年、遼寧省において相次いで出土した馬冑・馬甲で代表される重装騎兵の装備は、4世紀中葉後半の資料であるが、このような騎兵装備が、韓半島では5世紀初、日本列島においては、出土が非常に稀であるが、5世紀後葉に出現する。しかも、その間、特に馬冑において、時期とともに製作技術も変遷していく状況が認められるのである。また、人の冑に関しては、中国東北地方で出土した例には、椀を伏せた形をしたものと、いわゆる蒙古鉢形のものがあるが、韓半島においても2種の形態のものが出土しており、年代観やその形状の類似性等からみて、韓半島出土例の源流は中国東北地方にあるとみなしうる可能性が高まったといえよう。さらには、韓半島出土の甲冑では、鉄板を結合するのに、鋲ではなく釘によっている例があるが、中国東北地方出土冑に、釘結技法が確認される点からも、両地域の密接な関係を窺うことができよう。この形式の冑も、馬冑・馬甲と同様、日本列島では例外的な出土である。むしろ、これら北方系とされる装備のなかで、挂甲のみが多量に出土している点に、日本列島における当時の情勢や受容の事情が反映されていると考えられるのである。一方、日本列島の古墳から出土する金属器のなかに、中国中原地域、三国時代西晋の墓から出土した帯金具と同工のものがあるが、日本の出土例とほぼ同時期と考えられる遼西地域の前燕の墓から出土する帯金具のなかにも同形式の帯金具が存在していることが確認できた。この事実は、製作地と渡来地の間では、地理的な条件の違いにかかわらず、約半世紀前後の時期差が存在しうる場合があることを示しており、日本列島の渡来系遺物の時期を考えるうえで、手がかりとなるものである。なお、中国における既発表資料をもとに、遼寧省における三燕時代を中心とした墓葬の調査報告を収集し、日本語に翻訳するとともに、三燕墓葬のデータベースの作成に着手した。

日本列島の古墳から出土した馬具・帯金具等には、遼西地域の三燕時代(4世紀中頃5世紀中頃)の墳墓から出土した金銅製品と共通するものが認められる。それらは、タガネ彫文様や透彫文様を伴う華麗な製品であるが、国産化が始まったと考えられる5世紀中頃を中心とする古噴出土例では、鍍金-タガネ彫-透彫、という製作工程が確認されている。中国出土例について、遼寧省文物考古研究所の協力を得て、蛍光X線分析をおこなった結果、金銅製の馬具・帯金具は、銅もしくは錫分の少ない青銅に鍍金を施したものであることが判明した。これは、素材となる金属の成形さらにはタガネ彫や透彫を施すことと関係しているのであり、古墳時代における金銅製品の製作技術が、これらと同一の系譜関係にあるとする推定の妥当性を裏付けるものである。一方、遼西地域の墳墓から出土した金製品については、標準資料を用いて金・銀・銅の含有率の推定を試みた。歩揺・耳飾・腕輪等の金製装身具類は、概ね金の含有率が7585%と推定され、一定の強度を保つために銀を加えている可能性が考えられるにいたった。また、表裏二枚の金薄板からなる金製装身具で確認された、表面の板を裏面より一回り大きく成形し、裏面の板端を包み込むようにしてかしめ、さらに鋲で留めるという技術は、素材こそ異なるが、鉄地金銅張技法との関連をうかがわせるものである。このように、古墳時代の渡来系遺物については、少なくともその一部は、中国東北地方を源流とする可能性が高まってきたといえよう。と同時に、モノ(製品)だけでなく、ヒト(技術)も渡来した状況がうかがえることから、渡来の経路に関しては、今後、韓半島を視野にいれて進めていかなければならないであろう。中国で出土した資料に関しては、昨年度に引き続き、遼寧省文物考古研究所の協力を得て、遼寧省内の墓葬から出土した三燕時代の遺物について、実測、写真撮影、理化学的分析等の調査を行った。なかでも、墓誌や印章から時期を特定できる資料を調査することができた結果、遺物の年代観をより明確に認識しうるようになったことは、大きな成果といえるであろう。帯金具と馬具の鞍金具においては、金銅製のそれらと同様の透彫、タガネ彫の文様をともなった鉄地金張製を確認した。今回の調査で、鉄板と金薄板の接着方法は明らかにしえなかったが、金薄板を用いる技法が確認されたことは、日本列島の古墳から出土する金銅製品に認められる、金薄板を用いる技法の源流を検討する上での手懸りとなるものである。さらに、鞍金具では、ほぼ完全な鞍橋の木部を伴う例において、左右2枚で構成し、中央部を厚み方向に斜めに削いで接ぎ合わせ1枚の鞍橋とする韓半島や日本列島の出土例にもみられる作り方が確認されたことも、鞍木部の構造と製作手法にとどまらず、技術の系譜関係を考えるうえで、きわめて重要である。また、武装に関して、日本列島で出土する挂甲は、ごく一部の例を除き、上半身から腰までを防禦するものを基本とするが、中国の出土例では、上半身と下半身の防禦具をそれぞれ別に作るのが一般的である。5世紀の日本列島に出現する騎兵装備については、中国東北地方が源流のひとつと考えられる一方で、中国や韓半島の出土例と同一視できない要素が認められるのである。今後は、地理的にも文化的にも両者の間に介在する韓半島の状況も含めて検討を加えていかなければならないであろう。
重金属イオンに選択的な蛍光試薬の溶液内挙動に関する研究

蛍光分子を連結する部位としてまた金属イオンとの錯生成部位としてエチレンジアミン、プロピレンジアミンなどの各種脂肪族系ジアミンや芳香族系ジアミンを選び、20種の重金属イオンに選択的な蛍光試薬の合成を試みた。蛍光部位としてはナフタレン、アントラセン、ピレンなどの蛍光性の芳香族化合物を選んだ。単結晶化が成功したものもある。まず連結鎖に芳香族ジアミンを用いた場合は溶液中で大半のものがエキシマー発光のみを示した。一方、脂肪族ジアミンを用いた場合、用いる溶媒によりモノマー発光のみを示すものが見いだされた。一般に脂肪族ジアミン系の場合はアセトニトリル中ではモノマー蛍光を与えたが、Cu^<2+>イオンなどの重金属イオンと錯生成すると、長波長領域に新たなエキシマーバンドが現れた。これは錯生成により、2つの芳香環部位が近づいて相互作用した結果と思われる。Cu^<2+>、Ni^<2+>、Co^<2+>のスペクトルにおいては時間依存性が見られたが、Zn^<2+>の発光は安定していた。安定度定数の算出や連結鎖の長さと発光特性との関連は今後の検討課題となった。次に、遅い発光過渡現象を解明するために、蛍光オプティカルファイバー型ストップドフロー装置の試作を行った。ストップドフロー部分は既設のものを用い、励起光源と分光部分を試作した。Xe光源として高輝度平行光束光源装置、分光器として島津モノクロメータSPG100を使用した。動的な解析の段階までは至らなかったが、今後、本装置を用いることによって、錯生成の様子を動的に追跡することが可能になると思われる。またNMRや結晶構造解析などによってさらに検討していく予定である。
病理的網膜血管新生に対する細胞免疫療法

血管新生をきたす網膜疾患である加齢性黄班変性は、視力低下の原因として重要であり、その進行期では脈絡膜血管新生(CNV)が中心的病態となる。最近我々は、未熟児網膜症のモデルマウスを用いて病理的血管新生は炎症・免疫が関与する病態であり、macrophage系炎症細胞・細胞傷害性Tリンパ球(CTL)によって血管内皮細胞の増殖は正・負の調節を受けている可能性を示した。血管新生の病態において活性化された血管内皮細胞はVEGFR2発現が亢進し、同分子はマウス腫瘍の免疫療法でもターゲットにされている。そこで我々は、VEGFR2を標的にしたCTLによって眼内血管新生が抑制されるという仮説のもとに、レーザー誘導CNVマウスモデルを用いて、VEGFR2を標的にした免疫療法の確立を試みた。その結果VEGFR2エピトープペプチドをパルスしたDCをワクチンすることにより、特異的な免疫反応を惹起することを確認し、CNVの抑制効果を認めた。また中和抗体を用いたT細胞の除去モデルの解析によりCD8陽性T細胞がCNV抑制の主要な役割を担っていることを明らかにした。(論文投稿中)現在、自然免疫がCNVを制御していることを示唆するデータが続々と報告されているが、獲得免疫の関与については明らかでない。ペプチド特異的な細胞性免疫を誘導してCNVを抑制したという報告はわれわれの知る限りこの研究が初めてであり、加齢黄斑変性の中心病態であるCNVに対して、能動免疫療法という全く新しい治療概念が有効である可能性が示唆された。血管新生をきたす網膜疾患である加齢黄斑変性は、視力低下の原因として重要であり、その進行期では脈絡膜血管新生(CNV)が中心的病態となる。血管新生の病態において活性化された血管内皮細胞はVEGFR-2発現が亢進し、VEGFR-2はマウス腫瘍の免疫療法でもターゲットにされている。CNVの発育は、血管内皮増殖因子(VEGF)とその受容体(VEGFR-2)に依存していることがわかっている。そこで我々は、VEGFR-2を標的にしたCTLによって眼内血管新生が抑制されるという仮説のもとに、レーザー誘導CNVマウスモデルを用いて、VEGFR-2を標的にした免疫療法の確立を試みた。遺伝子銃によるマウスVEGFR-2全長cDNAの皮内投与では、CNVが抑制される傾向が得られた。そこで、ヒトVEGFR-2ペプチドによるエピトープ特異的な免疫誘導をHLA-A24トランスジェニックマウスに試みたが、CNVが抑制されるほどの効果は得られなかった。今後も、樹状細胞を用いるなどVEGFR-2を標的としたより効果的な免疫誘導につき、検討していく予定である。その結果VEGFR

2エピトープペプチドをパルスしたDCをワクチンすることにより、特異的な免疫反応を惹起することを確認し、CNVの抑制効果を認めた。また中和抗体を用いたT細胞の除去モデルの解析によりCD8陽性T細胞がCNV抑制の主要な役割を担っていることを明らかにした。(論文投稿中)現在、自然免疫がCNVを制御していることを示唆するデータが続々と報告されているが、獲得免疫の関与については明らかでない。ペプチド特異的な細胞性免疫を誘導してCNVを抑制したという報告はわれわれの知る限りこの研究が初めてであり、加齢黄斑変性の中心病態であるCNVに対して、能動免疫療法という全く新しい治療概念が有効である可能性が示唆された。
ヒト末梢神経のin vitro髄鞘形成モデルの開発

本研究ではヒトの末梢神経の髄鞘形成障害や脱髄疾患の病態解析と治療法開発に資するヒト末梢神経の有髄神経in vitroモデルを開発することを目的とし、まず、ヒトiPS細胞からシュワン細胞を高効率に誘導する方法を開発し、次に、ヒトiPS細胞から誘導したシュワン細胞と末梢神経との共培養により、シュワン細胞の成熟化と末梢神経の髄鞘形成を誘導する。さらに、末梢神経脱髄性疾患の患者由来のiPS細胞を用いて同様に末梢神経の髄鞘形成を誘導し、in vitroで疾患の病態を再現し、髄鞘形成・脱髄を制御する分子機構を解析する。
Masp欠損マウスを用いた生体防御における補体レクチン経路の役割

1、Masp1遺伝子の欠損マウス(Masp1(-/-))の解析。前年度に引き続き、Masp1欠損マウスに関して解析を行った。ある種のインフルエンザウイルス(H1N1)に対する感染実験を試みたところ、有意にMasp1(-/-)が野生型マウス(C57BL/6J)に比べ、生存率が低いことがわかった(20日生存率が野生型約80%、Masp1(-/-)約20%であった。)。このことはインフルエンザの初期感染にMasp1蛋白が関与することを明らかにした。さらにMasp1(-/-)は有意に同腹の野生型の仔マウスに比べ、小さいことがわかった。Masp1が仔の成長過程にどのように影響するのかはさらに解析をする必要である。さらにMasp1遺伝子から新たにMasp3という蛋白が合成されることが報告され、Masp1(-/-)はMasp3も欠損していると期待できる。このことを実験的に証明した後、前年度と本年度に得られた結果を含めた論文をまとめる予定である。2,Masp2(Smap)遺伝子の欠損マウスの作製と解析。Masp2とSmapは同じ遺伝子から転写される。Smap特異的なエクソンが存在し、このエクソンを破壊したマウスの作製を計画した。これにより、Smapの機能を明確にすることができる。現在、遺伝子を改変したES細胞の作製は成功しており、このES細胞を用いてKOマウスを作製中である。この実験を遂行中にイギリスのグループがMasp2のL鎖を破壊したマウスの作出に成功した(現時点で未発表)。このマウスはMasp2のみ欠損していることが期待できる。今後の展開として我々のMasp1特異的欠損マウスとイギリスのグループのMasp2欠損マウスを比較することで、未だ明確にされていない両蛋白の役割の違いに関して詳細に検討できるものと思われる。1,Masp-1およびMasp-2遺伝子の欠損マウスの作製と解析。マウスMasp-1の第2エクソンを欠落した遺伝子改変マウスの作製を行った。その結果、ES細胞からその変異を移行したヘテロ型Masp-1欠損マウス(以下、Masp-1(+/-))を得た。Masp-1(+/-)同士の交配によりF2マウスを得、その遺伝子型を解析した結果、約4分の1のF2マウスに両染色体に遺伝子変異を持ったホモ型Masp-1欠損マウス(以下、Masp-1(-/-))が誕生した。Masp-1(-/-)は外見的にも組織学的にも異常を示さなかった。またMasp-2欠損マウスも同様に作製中であるが、ES細胞レベルでは遺伝子を改変することに成功しているが、欠損マウスを得ることに成功していない。更にキメラマウスの交配を繰り返しつつ、新たなキメラマウスを作製することも検討している。2,マウスMasp-1及びMasp-2に対する抗体の作製と解析。大腸菌で発現させたMasp-l及びMasp-2の部分蛋白をウサギに免役し、抗体を作製した。マウス血清からマンナン・アガロースを用いてMb1-Masp複合体を濃縮し、得られた抗血清で免疫学的に解析した。その結果、Masp-1(-/-)では完全にMasp-1蛋白が欠損していた。また、補体活性化能をzymosan表面に対する血清中のC3沈着で調べたところ、37°CでMasp-1(-/-)では正常マウスと同程度、C3沈着がみられたが、0°Cではみられなかった。このことは0°CではMasp-1依存的に補体を活性化するが、37°CではMasp-1に関係なく、補体を活性化することができることを意味する。現在、この活性化機構に関して詳細に検討中である。また、インフルエンザウイルス、ラフ型細菌を用いた感染実験も行っている。)。

この実験を遂行中にイギリスのグループがMasp2のL鎖を破壊したマウスの作出に成功した(現時点で未発表)。このマウスはMasp2のみ欠損していることが期待できる。今後の展開として我々のMasp1特異的欠損マウスとイギリスのグループのMasp2欠損マウスを比較することで、未だ明確にされていない両蛋白の役割の違いに関して詳細に検討できるものと思われる。
ネットワーク環境における歩くPCの多機種間協調に関する研究

[概要]この研究で扱うヒューマノイドは,「歩くPC」すなわちbipedである.本研究においては,人やその他のコンピュータそして携帯電話も,ネットワーク内のノードの一つとみなされる.このとき,人とbipedとは形は似ていても,動作能力と柔軟性は著しく異なる.従って,本研究における大きな特長は,「遠隔操作を可能とするネットワーク上でのbiped制御」と「人の動作をbipedへの動作指令とすること」である.特に後者においては,人の動作を認識してそれを言語化する過程を含んでおり,機械独立性の達成を目指している.今年度においては出願公開されていた「動作伝達システムおよび動作伝達方法(特願2004-333618)」について本審査の過程に進むことを行ない,さらに次のような成果を得た.[成果]今年度は萌芽研究としての最終年度である.従って,前年度の結果を進展させることに留まらず,本研究としての次段階につながる方向性とその裏付けを得ることを目ざし,次のような成果を得た.(1)機械独立性の実現方法の開発:前年度までは機械独立なヒューマノイド制御の実現法として,隠れマルコフモデル(HMM)またはベイジアンネットワーク(BN)のどちらか片方を採用していた.両者にはそれぞれが得意とする動作粒度が存在する.そこでBNを上位構造にし,HMMを下位構造にするシステムを実現して良好な制御性能を得ることができた.(2)モードの異なる入力情報によるヒューマノイド制御:異なるモードの入力として,人間の顔情報を用いる方式を実現した.(3)ソフトコマンド化:2年間の萌芽研究を通じて,モ-ドの異なる連続信号を用いて機械独立性を実現する過程とは,認識に基づくソフトコマンド化であるという結論を得ることができた.この研究の目的は,ヒューマノイド(人型ロボット)を知的ノードの一つとして扱えるネットワーク技術と,それを用いてヒューマノイドに高度な協調作業を行わせることである.特に,この研究で扱うヒューマノイドは二足歩行型(biped)であり,いわば,「歩くPC」である.また,この研究においては,人(オペレータ)もネットワーク内の遠隔ノードの一つとみなされる.さらに,人とbipedとは形は似ていても,動作能力と柔軟性は著しく異なる.従って,本研究における大きな特長は,「遠隔操作を可能とするネットワーク上でのbiped制御」と「人の動作をbipedへの動作指令とすること」である.特に後者においては,人(オペレータ)の動作を認識してそれを言語化する過程を含んでおり,機械独立性を達成できる.従って,その骨子については特許申請を行い,出願公開された.そして今年度の具体的な成果は,次のようにまとめられる.(1)ネットワーク面においては,bipedがオペレータの存在地から遠く離れた場所にいても,若干の遅れ時間内で指令を伝送できる構造を,ブラックボード通信を用いて実現した.(2)オペレータ動作を言語レベルに抽象化する機構としてベイジアンネットワークを採用し,これにより転倒なしにbipedに合目的動作を行わせることが可能となった.(3)その合目的動作を遂行する達成度を高めるために,オペレータ動作による監視モードに加えて,bipedがキュー(手がかり)を発見したときに自律モードに移行できる制御構造を用意した.以上のようにこの萌芽研究は,提案の正しさを実証できる形で進んでいて,次年度(最終年度)に進める態勢ができている.[概要]この研究で扱うヒューマノイドは,「歩くPC」すなわちbipedである.本研究においては,人やその他のコンピュータそして携帯電話も,ネットワーク内のノードの一つとみなされる.このとき,人とbipedとは形は似ていても,動作能力と柔軟性は著しく異なる.従って,本研究における大きな特長は,「遠隔操作を可能とするネットワーク上でのbiped制御」と「人の動作をbipedへの動作指令とすること」である.特に後者においては,人の動作を認識してそれを言語化する過程を含んでおり,機械独立性の達成を目指している.今年度においては出願公開されていた「動作伝達システムおよび動作伝達方法(特願2004-333618)」について本審査の過程に進むことを行ない,さらに次のような成果を得た.[成果]今年度は萌芽研究としての最終年度である.従って,前年度の結果を進展させることに留まらず,本研究としての次段階につながる方向性とその裏付けを得ることを目ざし,次のような成果を得た.(1)機械独立性の実現方法の開発:前年度までは機械独立なヒューマノイド制御の実現法として,隠れマルコフモデル(HMM)またはベイジアンネットワーク(BN)のどちらか片方を採用していた.両者にはそれぞれが得意とする動作粒度が存在する.そこでBNを上位構造にし,HMMを下位構造にするシステムを実現して良好な制御性能を得ることができた.(2)モードの異なる入力情報によるヒューマノイド制御:異なるモードの入力として,人間の顔情報を用いる方式を実現した.(3)ソフトコマンド化:2年間の萌芽研究を通じて,モ-ドの異なる連続信号を用いて機械独立性を実現する過程とは,認識に基づくソフトコマンド化であるという結論を得ることができた.
国連の永久凍上利用による国際植物遺伝子銀行設立計画における種子貯臓条件の基礎研究

本研究は省エネルギーを前提として国連が計画中の、国際植物遺伝子銀行設立に際してコンサルタントを依頼され、それを実現に導くための基礎的な種子の貯蔵条件を解明するために実施された。その結果、遺伝資源としての植物種子の長期間に亙る貯蔵を、永久凍土の年平均-3.5°Cで行うためには、従来各国で採用されてきた方法を適用することは妥当ではなく、種子の劣化を招く主要因となっている水分と代謝生産物であるカルボニル化合物を除去することが必要なことが判明した。そのための最も簡便な方法として、定期的な真空脱気法の導入が望ましいことが明かになった。ただ、残念ながらこの場合には完全なエネルギーコスト消減は不可能ということになり、初期の目的には沿わないことになる。また、施設費も相当嵩むことになることから、相当長期に亙る運用を前提とした経済的な検討が、実際に建設に踏み切る場合にはなされる必要がある。ただ、そうだとしても、将来の化石燃料枯渇の時代を予測するならば、本計画は実行に移されるべき性質のものと私は判断する。幸運なことに、本研究の過程で、種子の老化機構についての実体が解明され、種子の貯蔵湿度に対応して二種類の劣化の道が作動することが判明した。一つは、高い湿度下でのみ進む補酵素群の消耗、ミトコンドリア発達能の低下によるものであり、通常採用されている乾燥種子の保存の場合には殆ど問題とはならないと思われる。二つめの種子老化の仕組は種子自らが貯蔵期間中に生成・放出するカルボニル化合物、主としてアセトアルデヒドと種子中の機能蛋白質のアミノ基との間でシッフ反応の結果、蛋白質の変成を来して老化する機構であり、この反応率も高湿度下で高いものの前者とは違って、通常用いられる低湿度下でも進行するものである。後者の仕組みは植物の老化に一般的に当てはまるものと推定され植物の老化の研究に新たな展望を与えることになった。植物の種子の多くは乾燥状態に置かれても、種によっては凡そ180種に及ぶ揮発性物質を生成・放出していることが明らかになった。これらの一部はGC-MSによって同定されたが、単純な炭化水素(Propylene,Butene,Butane等)からモノテルペン類(α-Pinene,β-Pinene,p-Cymene等)種々のアルコール、アルデヒド類が含まれることが明かとなった。これらの内、多くの種子に一般的なものは、Methanol,Acetaldehyde,Ethanol,Acetone,Isopropanolで、これらの放出は相対温度(RH)と密接に関連し、国連が計画している遺伝子銀行の予定地の-3.5°Cでも認められる。澱粉種子・脂肪種子とに拘らず、EthanlとAcetaldehyde間の相互変換は高いRH下で起り、乾燥種子中でのAlchol脱水素酵素の作動が確認された。また、高RH(5375%)下では種子内で加水分解反応が進行していることが、Ethylacetate添加の場合にEthanol更にはAcetaldehydeが検出されることから示唆された。一方、低いRH(1233%)下では、エステル化反応が優先することは、微少揮発性成分であったEthylacetateと共に封入した場合に、Ethylacetateの放出が増加することから証明された。これらの物質の多く、特にAcetaldehydeは乾燥貯蔵中の種子の発芽力を顕著に低下させた。以上の事実から、遺伝子銀行等での低温密封容器貯蔵中に起る種子の劣化は、種子自身の放出する揮発性物質にもよることが推定された。

この可能性は一週置きに真空処理を行ない、種子に蓄積した揮発性成分を除去した場合に、種子発芽力が高く保たれることから証明された。尚、最近になって、GC-MS分析によって種子による放出ガス成分に違いがあることが分かり、ガス成分放出に種特異性があることが推定されるに至っている。以上の事柄から、永久凍土を活用する国連計画の具体化には、生成揮発性成分を除去するシステムの活用が必要なことが明らかになった。本年度の成果で特筆すべきことは、乾燥種子が貯蔵中に放出している揮発性成分の多くを、前年度に購入したガス濃縮機構付きのGC-MSを用いて同定し得たことである。この結果については投稿中であるが、種子は最も毒性の強い事が分かっているアルデヒド類を種子は15種も放出していること、この程度は寿命の短いもので(ニンジン等)大きく、長いもので(エンドウ等)小さいことから、種子の劣化とアルデヒド類の生成とが密接に関連していることが示唆された。特に、アセトアルデヒド同様に強い劣化誘導に働く3-メチルブタナールの放出が確認されたことの意味は大きい。また、全ての種子でこれらのアルデヒドは結合水しか残さないような12%という低い相対湿度(RH)の下でも生成された。自由水も存在し得る75%RHよりはその中間の湿度下での方が多量に生成された。しかし、気体として基質を与え、生産物をGCによって追跡する手法によって、アルコール脱水素酵素(ADH)の活性を測定したところ、この酵素は乾燥種子内でも活性を示し、しかもその活性は湿度の高まりと共に増大することが分かり、高湿度下での種子の速い劣化と低い湿度下での遅い劣化とは異なる過程で起っていることが判明した。尚、アルデヒド類に限らず、殆ど全ての種子由来の揮発性物質は乾燥種子内で大気中から供給される僅かの水分に基ずいて生成されたものであることを、RH調整に重水(D_2 O)を用いる実験で証明した。即ち、大部分の揮発性成分はDが入った分だけ、重くなっていた。アルデヒド類は脂質の酸化からも供給される可能性があったが、種子の劣化は無酸素条件下でも進むことから、この可能性は否定された。尚、ADH活性は液体窒素中では認められなかったが、-80°C下でも僅かに認められたことから、低温度低湿度下でも進行するような種子の劣化は、そこで生成されるアルデヒド類による可能性が明確となった。本年度は本研究の最終年度になることで、研究目的を達成し、纒めを行うために、研究を二つの面から進めた。第一の方法は、従来の研究から種子の劣化は湿度によって異なる経路を通って進行すること、通常の遺伝子銀行で行われている乾燥状態でも起こる種子の劣化は、乾燥下でも生成されるアセトアルデヒドを中心とする種々のカルボニル化合物の蓄積に主たる原因があることが明らかにされていたので、アセトアルデヒドの生成を停止させることが、種子の寿命を延ばすと考え、この立場から種子の劣化を促す要因と考えられるアセトアルデヒドの生成停止温度の決定を試みた。そのためには異なる湿度下で前処理した種子をアセトアルデヒドと共に種々の温度条件下で貯蔵し、そのエタノールへの変換率を測定することでアセトアルデヒドの蓄積状況から判断することにした。その結果、澱粉種子では-15°Cで、一方脂肪種子は-30°Cでアルコール脱水素酵素の活性が停止することが判明し、植物遺伝子の長期保全のために汎用性のある条件は、-30°Cを確保することにある事を明かにした。
エレクトロサイスミック現象を用いた地下探査法の基礎的研究

エレクトロサイスミック(ES:Electro-Seismic)現象は、地震波によって大地に誘起される電磁気応答の現象であり、古くから種々の分野で研究されている。特に近年では、大規模な地震発生の前兆現象として、極めて大きな流動電位(SP;Streaming Potential)が発生する事例が沢山確かめられており、ギリシャのVAN法としても有名である。一般に、将来的地熱発電として世界中で注目されている高温岩体発電(HDR;Hot Dry Rock Geothermal Power Generation)のためには、高温で乾燥した岩体中に水圧破砕(Hydraulic fracturing)によって地下深部に多数の亀裂面を人為的に造成した後、蒸気抽出のための生産井をこれらの亀裂面に的中するように掘削する必要がある。著者らは、このような地下亀裂面の造成および進展に伴って発生するES現象を観測するために、現在では流体流動電位法(FFT;Fluid Flow Tomography)と呼ばれている(空間、時間)の4次元探査法を研究開発し、このシステムを電力中央研究所の雄勝地区のHDR計画へ適用してみた。その結果、水圧破砕実験時に発生する微小地震(AE;Acoustic Emission)の信号よりもはるかに速くES信号が発生し、地表面からの観測で十分検出できることを確認した。したがって、本研究では、高価な弾性波探査装置に代わる手法として、まず弾性波発生時のES信号をパソコンを用いて高精度に検出できるES観測システムを試作した。次いで、このES信号の計測システムを用いたフィールド実験によって、電磁波の波動現象を利用して、実際に地下構造を推定できることを確かめた。さらに、従来の地震探査装置を利用して比較実験を行った。その結果、ES現象は地震波動(P波)よりもはるかに速く伝播し、電気地震探査装置は実際に地下浅部の高精度探査へ適用できることを検証した。エレクトロサイズミック(ES;Electro Seismic)現象は、地震波によって誘発される電磁気応答の現象であり、古くから研究されてきたが、近年では地震発生の前兆現象として再び注目されている。著者らは、電力中央研究所との共同研究により、水圧破砕実験中の地下亀裂面の進展状況をモニターする目的で微小地震(AE)観測と並行して電磁気学的手法によるモニタリングシステムを発明した。このシステムは流体流動電位法(FFT;Fluid Flow Tomography)と呼ばれ、流体の挙動をリアルタイムにイメージできる4次元探査法である。実際にFFT法を水圧破砕実験時の地下深部の浸透流のイメージングに応用した結果、AE信号よりも早期に電磁信号(SP)を検出できることが明らかになった。このような電磁信号の観測は、VAN法として地震予知などに広く応用されている現象である。そこで、本研究で著者らは人工的な地震応力によって発生する電磁波動現象を観測するためのESシステムを製作した。さらに、本システムを用いて地震探査法のフィールド実験を行い、電磁波動現象を利用すれば地震探査法のデータ処理と全く同様に、電磁波伝播の走時曲線(Time Distance Curve)の解析によって地下構造を解明できることを明かにした。