hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リサイクル材料による新たな人工地盤材料の開発と耐凍結融解性に関する研究

積雪寒冷地域では凍結融解繰返し作用によって,道路の路床や路盤,盛土地盤などに変形やクラックが生じることが多く安全性が問われてきた。秋田県内において高速道路網整備によって,軟弱地盤上に構築された道路は共用開始から10年以上経過しても依然として地盤沈下が進行し,凍結融解繰返し作用によっても地盤に変形が生じ,維持補修に毎年費やされているのが現状であり,早急な対策が強いられている。凍結融解繰返し作用を受ける軟弱地盤の沈下や変形などを軽減するためには,従来の地盤材料を軽量化,強度ある材料に置き換えることが必要であり,このための材料としてクリンカが最適であると考える。そこで本研究では,クリンカの特性を生かした有効利用を図るため,クリンカと資源循環型社会を推進する一つとして,ごみ溶融スラグを粉砕し,安定材として消石灰を添加した積雪寒冷地域に適用できる新たな人工地盤材料の開発を行う。クリンカは石炭火力発電施設から排出されたもので,スラグは秋田市総合環境センターの溶融施設から排出されたものである。用いた材料の粒径はクリンカ5mm以下,スラグは粉砕することによって潜在水硬性が発揮されるため250μm程度とし粒径調整した。実施した試験は凍結融解繰返し試験および一軸圧縮試験であって,以下の3種類の条件に基づいて実施した。1)クリンカのみの圧縮試験。2)クリンカとスラグの混合土による圧縮試験。クリンカとスラグの混合割合はそれぞれ乾燥重量比で25, 50, 75%とした。3)クリンカとスラグの混合土に消石灰を添加し,所定の養生後の圧縮試験。また,これらの混合土に対してそれぞれ養生期間を3, 7, 10, 28, 90日に設定した。なお,凍結融解繰返し試験は環境試験装置を用いて設定した養生期間を経た供試体に対し, -23°C以下で24時間凍結後,温度21°C相対湿度100%の条件下で23時間融解を1サイクルとした12サイクルを条件とした。この凍結融解繰返しを経た供試体に対して一軸圧縮試験を実施し,新たな人工地盤材料としての強度特性について評価した。主な結果として,クリンカとスラグに消石灰を添加した混合土は,水和反応による硬化とスラグの潜在水硬性が複合的に発揮され地盤材料としての強度増大が認められた。道路の路盤材を置き換えた場合の必要強度は,凍結融解繰返しを受けた場合でも各種混合土において消石灰5%,養生期間3日で下層路盤材(700kN/m2)および上層路盤材(980kN/m2)としての強度が十分に確保できる。環境評価として,粉砕したスラグ単体および各種混合土の含有量試験および溶出量試験の結果から鉛,カドミウムに関して環境基準値を十分に満たした。

道路の路盤材を置き換えた場合の必要強度は,凍結融解繰返しを受けた場合でも各種混合土において消石灰5%,養生期間3日で下層路盤材(700kN/m2)および上層路盤材(980kN/m2)としての強度が十分に確保できる。環境評価として,粉砕したスラグ単体および各種混合土の含有量試験および溶出量試験の結果から鉛,カドミウムに関して環境基準値を十分に満たした。
放散虫群集にもとづく黒潮海域の鉛直水塊構造の復元

放散虫は動物プランクトンの中で唯一、表層から深層まで幅広い水深範囲に生息している生物であり、過去の海洋表層から深層に至る環境変化と気候イベントにおける生態系の応答を解読するのに有効な指標となる。しかしこれまでの研究は、黒潮海域における現生放散虫の研究が不足している為、過去の黒潮の変動を放散虫化石群集から復元することは問題であった。そこで本研究では黒潮海域の現生放散虫類の空間分布とその生態を明らかにすることを目的にし、過去40万年間の黒潮の変動を復元する事を目的にした。北西太平洋における放散虫種の分布と海水温度、塩分、栄養塩、溶存酸素などとの関係性を明らかにする為にいくつかの海洋調査航海に参加し、プランクトン資料と表層堆積物資料を採取して来ました(KS15-4, KH16-6)。その後、研究所および大学で放散虫分析用な基礎的処理を行い、各資料の群集変動を分析しました。そこでプランクトンの研究からは浅い水深に生態する種は水温と栄養素の濃度に依存している事が明確になり、深い水深に生息する種の分布は水温と溶存酸素の濃度にコントロールされている可能性が高い事が明らかになった。表層堆積物の研究から主な種の地理分布が解明され、プランクトンの研究と合わせると北西太平洋の黒潮海域の放散虫種の空間分布が明らかになりました。その知識を元にして放散虫群集から過去の表層水温・中層水温を復元する手法も解明した。現世の研究から得た基礎知識を応用して、過去40万年間の黒潮の変動を分析するために東シナ海北部に掘削されたIODP 346サイトU1429のコア資料中の放散虫群集変動も分析しました。結果としては現代の黒潮の位置が形成されたのは過去13万年前からだと考えられる事がわかりました。放散虫は珪質の殻を持つ微生物であり、本研究ではその放散虫化石を黒潮海域で適切な古海洋復元指標として確立する事が目的である。一年目では現世放散虫の海洋中の深度分布を調べ、どの種が表層水と中層水に生息しているのかを再定義することができた。H28年度ではH27で得た知識を考慮しながら北西太平洋の緯度0-50°における87地点で採取した表層堆積物中の放散虫群集を分析した。分析後、全群集から表層種・中層種のみを抽出し、過去の表層水温・中層水温を復元する放散虫化石のデータベースを確立した。放散虫化石のデータから水温復元する為には古典的な伝達関数法という解析法を応用した。結果として本研究で新たに提案したデータを使用すると過去の表層水温を±0.9°C・中層水温を±1.2°Cで復元できる事が明らかになった。適切性を確認する為東シナ海で採取された海洋コアに本研究で提案しているデータと手法を応用した(IODP Exp. 346 Site U1429)。過去5万年間の東シナ海における表層水温・中層水温を復元してみたところ:1、表層水は間氷期(温暖時)では夏季表層水温は27°C、氷期(寒冷時)ではおよそ20°Cであり地球化学の手法を応用して復元した水温値と近い事が明らかになった。2、中層水は間氷期(温暖時)・氷期(寒冷時)での温度差は低めであり(±3°C)、間氷期(温暖時)と氷期(寒冷時)の境界時に温かめの水温を記録した(8°C)。最終的には表層水温・中層水温を復元する為に使用した主な放散虫種の地理分と水温との関連について議論をした。初期計画では:一年目:現世放散虫の海洋中の深度分布の調査;二年目:放散虫種から表層水温・中層水温の復元手法;三年目:海洋コアへ応用:第四紀から中新世。現時点では隔年ごとの目標を達成しております。一年目では東シナ海を代表として表層水と中層水に生息している種の定義を行い、その知識を考慮して北西太平洋における表層堆積物の放散虫群集変化を分析して表層・中層水温を復元するデータセットの確立と手法の提案をしましたので現時点で順調です。

そこでプランクトンの研究からは浅い水深に生態する種は水温と栄養素の濃度に依存している事が明確になり、深い水深に生息する種の分布は水温と溶存酸素の濃度にコントロールされている可能性が高い事が明らかになった。表層堆積物の研究から主な種の地理分布が解明され、プランクトンの研究と合わせると北西太平洋の黒潮海域の放散虫種の空間分布が明らかになりました。その知識を元にして放散虫群集から過去の表層水温・中層水温を復元する手法も解明した。現世の研究から得た基礎知識を応用して、過去40万年間の黒潮の変動を分析するために東シナ海北部に掘削されたIODP 346サイトU1429のコア資料中の放散虫群集変動も分析しました。結果としては現代の黒潮の位置が形成されたのは過去13万年前からだと考えられる事がわかりました。来年度の目的は確立した手法を海洋コアで得た放散虫群集に応用し、確立したデータセットと手法が適切である事を証明し、可能であれば時間軸でどこまで応用可か明確にする事です。その為過去40万年の表層水温・中層水温を東シナ海で復元してそれぞれの水温変動に関係している古海洋環境の変動を議論する事を考えています(IODP Exp. 346 Site U1429)。その後、過去1000万年における中層水温も同手法で復元できるかをチェックする為IODP Exp. 346 Site U1425の群集の本復元手法を応用してみます。昨年度投稿した論文2件の英語の校正が1件減りましたので論文の英語校正費が18万円程度減りました。論文の校正費が減った理由は投稿した原稿が一件に減りましてその原稿は第一査読の後微修正で早く受理されたからです。来年度は一件の論文をオープンアクセス雑誌に投稿する予定です。投稿費が20万円ですのでそちらに昨年度余った金額を使用する事を考えています。
レーザー干渉計型重力波計測器の基礎開発

重力波は,現代物理学の基幹をなす量子力学と相対論が生まれた今世紀初頭に存在が予言されたものの中で未だに検証されていない数少ないものである.重力波の存在が検証され,重力波天文学が開かれれば,今までその真髄を知ることの出来なかった超新星の爆発に代表される中性子星やブラックホールのような地上では作ることの出来ない高密度星の生成過程を知ることが出来るほか,宇宙誕生の非常に早い時期の過程をも知ることが出来る.現在重力波検出用のアンテナとしては共鳴型とレーザー干渉計型があるが,本研究は後者のレーザー干渉計を用いた重力波アンテナを開発するものである.レーザーを出た光は2つにわけられ互いに直交する方向に伝播して元へ戻り干渉する.重力波が到来してこの2つの方向の相対距離に差が生ずると干渉の度合が変わって検出できるのである.本研究では特にレーザー干渉計の重要な課題であるレーザーの周波数安定化を目的として進めている.レーザー干渉計は宇宙研で建設中の10m100回折り返し等価アーム長1kmのマイケルソン型のものを用い62年度は, 4回折り返しによるレーザー干渉計としての基本的な機能の確認を年度前半で終了し,それをもとに100回折り返しの実現,ならびに防振対策に力を入れ,レーザー干渉計の基本的な建設を完了するとともに周波数安定化の為のファブリベロー干渉計ならびに副干渉計の基礎的なデータ取得を行った.この成果をもとに周波数安定化を行い,本装置の原理的な感度限界であるショットノイズまで全ての雑音源を抑えることによりkHz領域での10^<-18>の感度達成をするための問題点を洗いだした.さらにそれらの基盤に立って次期200mクラスの大型装置の設計検討を行った.重力波は,現代物理学の基幹をなす量子力学と相対論が生まれた今世紀初頭に存在が予言されたものの中で未だに検証されていない数少ないものである.重力波の存在が検証され,重力波天文学が開かれれば,今までその真髄を知ることの出来なかった超新星の爆発に代表される中性子星やブラックホールのような地上では作ることの出来ない高密度星の生成過程を知ることが出来るほか,宇宙誕生の非常に早い時期の過程をも知ることが出来る.現在重力波検出用のアンテナとしては共鳴型とレーザー干渉計型があるが,本研究は後者のレーザー干渉計を用いた重力波アンテナを開発するものである.レーザーを出た光は2つにわけられ互いに直交する方向に伝播して元へ戻り干渉する.重力波が到来してこの2つの方向の相対距離に差が生ずると干渉の度合が変わって検出できるのである.本研究では特にレーザー干渉計の重要な課題であるレーザーの周波数安定化を目的として進めている.レーザー干渉計は宇宙研で建設中の10m100回折り返し等価アーム長1kmのマイケルソン型のものを用い62年度は, 4回折り返しによるレーザー干渉計としての基本的な機能の確認を年度前半で終了し,それをもとに100回折り返しの実現,ならびに防振対策に力を入れ,レーザー干渉計の基本的な建設を完了するとともに周波数安定化の為のファブリベロー干渉計ならびに副干渉計の基礎的なデータ取得を行った.この成果をもとに周波数安定化を行い,本装置の原理的な感度限界であるショットノイズまで全ての雑音源を抑えることによりkHz領域での10^<-18>の感度達成をするための問題点を洗いだした.さらにそれらの基盤に立って次期200mクラスの大型装置の設計検討を行った.
糖鎖模倣ペプチドIF7による腫瘍標的抗癌剤の研究開発

悪性腫瘍の新生血管内皮細胞の特異的分子Annexin 1(Anxa1)を標的として抗腫瘍薬の運搬を担うペプチドIF7の有効性を確認した。次に、IF7とパクリタキセル(TXL)を結合した高純度の新規抗がん剤IF7-TXLを合成し、その抗腫瘍効果を担がんマウスを用いて検証した。IF7の将来性を考慮して、D-type IF7を合成し、新しい薬効に基づいたハイブリッドペプチド型の抗腫瘍薬を開発した。この新規ペプチド薬剤が、優れた抗腫瘍効果を示すことを精度の高い薬効試験で検討し確認した。我々は、腫瘍血管表面に特異的に発現するAnnenxin 1(Anxa1)を標的とした糖鎖模倣ペプチド「IF7」を発見した。IF7は、SN38と組み合わせることで腫瘍特異的に集積し、かつ優れた抗腫瘍効果を示した。しかし、抗癌剤SN38は、その特性である難溶性の課題があり、製剤化に更なる工夫を必要としている。よって、本年度は、SN38より溶解性に優れた既存の抗腫瘍薬剤とIF7をconjugateし新規DDS型分子標的治療薬を合成した。新規に合成・開発したDDS型抗腫瘍薬の抗腫瘍効果は、婦人科腫瘍細胞にルシフェラーゼを形質導入しXenogen IVIS 200Imaging Systemで定量的に検証中である。さらに、合成した新規DDS型抗腫瘍薬の副作用の有無についても検討を進めている。また現在、治療が極めて困難である脳腫瘍に対してIF7-抗腫瘍薬が有効である可能性が高いため、脳腫瘍モデルマウスを作成し、抗腫瘍効果の判定を準備中である。IF-ペプチドとAnnenxin 1との相互作用の検証に関しては、悪性腫瘍血管内皮血流側に存在するAnnenxin 1とIF-ペプチドが強固なアフィニティを示すことを確認する目的で、分子相互作用を計測可能なIAsysを用い結合常数を測定した。さらに蛋白質-ペプチド間の相互作用の強さをITC(Isothermal Titration Calorimetry)法により評価し多量体か単量体かの検証を行った。平成27年度は、SN38の難溶性がもたらす薬剤としての弱点を克服すべく、より溶解性に優れた既存の抗腫瘍薬剤とIF7をconjugateし新規DDS型分子標的治療薬を合成することに成功した。また、IF-ペプチドとAnnenxin 1との相互作用に関して有効な情報を得ることができた。既存の薬剤と新規に開発・合成したDDS型IF7-抗腫瘍薬との抗腫瘍効果の検証(単剤投与や併用投与)を進める。さらに、脳腫瘍モデルマウスを作成し、現在治療が極めて困難な膠芽腫に対しての治療効果を検証・確認する。産婦人科学
家族性膵臓がんの原因遺伝子の解明

本邦における家族性膵臓がんの原因遺伝子探索のため22家系47名を集積し全エクソン配列解析を行った。非同義性一塩基多様性、スプライス部多様性、翻訳領域内挿入欠失を選択し、1000 Genome、Human Genetic Variation Databaseで頻度1%未満の稀な多様性を抽出した。既知及びマウス遺伝子改変実験による膵臓がん関連遺伝子に着目して候補遺伝子を絞り込んだ。結果、BRCA2、PALB2、PUM1、FARP1、FAM193A、CTNNA1、MLL5に原因となる可能性のある一塩基多様性、挿入欠失を見出した。また、家族性膵臓がん及び関連腫瘍の臨床・分子病理学的特徴を明らかにした。「研究の目的」膵臓がんは予後が著しく不良な疾患である。膵臓がんは家系内集積性がある事が知られ、その発症に遺伝的要因が強く関与していることが示唆される。家系内集積を示す膵臓がんは家族性膵臓がんとよばれるが、その頻度や遺伝形式、原因遺伝子は不明である。本研究は、全ゲノムエクソンシーケンス法を用い、ゲノム内の全遺伝子の遺伝子変異を網羅的に明らかにし,同一家系内非罹患者の遺伝子配列と比較することによって家族性膵がんの原因遺伝子を同定する事を目的とする。「研究実施計画と結果」1.説明と同意、血液検体の収集と保存(清水、古川)第一度近親者内に二人以上の膵臓がん罹患者がいる家族性膵臓がん患者・家系内対照者に研究の意義を説明し,自由意志のもと研究参加への同意を得て、都合15家系より血液検体を収集した。2.全ゲノムエクソン配列解析(古川)5家系11人のゲノムDNAの全エクソン解析を行った。解析には備品で購入したライブラリービルダーによりライブラリーを構築して次世代型シーケンサーSOLiD(Life Technologies)を用いて行った。平均outputは5G塩基、平均カバレージ45でデータを得た。マッピングからSNPコール行い1検体あたり4万個程度のSNPコールを得,うち、1万5千個程度が非同義性SNPであった。また、1万6千個程度の挿入欠失を見出した。これらにおいて罹患者と家系内非罹患者のSNPを比較し,罹患者のみに認められるSNPを複数見出した。遺伝子単位でSNPコールをソートしてSNPが集中している遺伝子を検索した。結果、遺伝子Aは5家系中3家系で罹患者のみに認められ,うち1罹患者においてはnonsense SNP)となっていた。この遺伝子Aは蛋白-蛋白結合ドメインを持ち,SNPは結合ドメイン内に認められ,機能的に障害性であることが示唆された。「研究実施計画と結果」1.全ゲノムエクソン配列解析(古川)2.候補遺伝子異常の検証(古川)20家系を集積し,家系内罹患者,非罹患者のcase-controlの対として血液から調整したDNAを用いて次世代シーケンサーを使った全エクソン解析を行った。既知の家族性膵臓がん関連遺伝子であるBRCA2, PALB2, STK11, CDKN2A, ATMの異常についてまず検討し,BRCA2の生殖細胞ノンセンス変異を一家系に、BRCA1の生殖細胞ミスセンス変異を別の1家系に認めた。BRCA2ノンセンス変異は機能障害性で疾患原性の変異としてデータベースに登録されていたがBRCA1ミスセンス変異については疾患原性は不明とされているものであった。他にこれら既知の遺伝子に原因と考えられる異常は認められなかった。さらに、dbSNP, 1000 Genome dataと比較して,稀な生殖細胞変異の絞り込みを行った。前年度に同定したものを含め,さらに候補となるものを複数同定し、Sanger法による確認を行った。また、集積した家族性膵臓がん家系においては膵管内乳頭粘液性腫瘍が多く認められることが明らかとなったため、膵管内乳頭粘液性腫瘍に特有の体細胞性変異を来すGNAS, RNF43遺伝子について切除標本において解析し,孤発性の例と比較検討した。全エクソン配列解析の結果、平均カバレージ69.5, 10×カバレージ平均93.8%のデータを得た。

非同義性変異、挿入欠失を抽出し、1000 Genome, DB exomeデータベースで頻度1%未満または登録なし、バリエーション/カバレージ>0.3、クオリティバリュー>15を基準にフィルタリングし、一人当たり平均で一塩基置換1000個、挿入欠失315個を得た。Polyphen, SIFT, GERP等の機能予測解析、罹患者-対照者の比較検討を加え、複数の候補遺伝子を得た。例えばGene Aは複数の家系で罹患者に有意に集積し、一部ではノンセンス変異を来していた。機能解析のためRNA干渉、clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/Cas9法を用いて膵がん細胞におけるノックダウン、ノックアウトを行った。一部遺伝子についてノックダウン、ノックアウトにより細胞増殖が亢進することが観察された。東京女子医科大学病院を受診した膵がん患者で家族性膵がん該当例と非該当例を比較検討し、家族性膵がん該当例に50歳以下の若年者が多いことを見出した。集積した家族性膵がん家系では若年発症膵管内粘液性乳頭状腫瘍(IPMN)が多く認められた。IPMN関連遺伝子の解析、孤発例を加えた臨床病理学的徴候との関連について明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。人体病理学26年度が最終年度であるため、記入しない。H24年度計画に沿ってライブラリービルダーを購入し、項目1.説明と同意、血液検体の収集と保存、項目2.全ゲノムエクソン配列解析をほぼ計画通り行うことができた。H25年度計画に沿って20家系の全エクソン解析を終了した。計画に沿って研究を進める。当該経費は昨年度末月に発注した物品が年度末平日最終日に納品されたため会計手続きが間に合わずに次年度使用となったものである。計画に沿って研究を継続的に行っており,計画に変更はない。
オオハマニンニク染色体添加パンコムギ系統の作出と育種素材としての評価

オオハマニンニク(Leymus racemosus,2n=28)は海岸に自生するコムギ連の多年生野生植物である。生育旺盛であり、生育環境から考えても、いろいろな生物的および非生物的ストレスに対し、強い抵抗性をもつものと考えられる。本研究では、オオハマニンニクとパンコムギの雑種後代から、オオハマニンニク染色体を添加したパンコムギ系統を選抜した。そのためには、オオハマニンニクの各染色体を識別同定する必要があった。そこで、同種ゲノムから、染色体のマーカーとして適した反復配列をクローニングし(論文1,2)、これをプローブとした多色in situ hybridizationによって、全染色体のイデオグラムを作成した(論文2)。これまでに、14種の染色体の内、8染色体については、ダイソミック添加系統を、4染色体についてはモノソミック添加系統を得ることができた。残り2染色体は伝達せず、添加系統が得られなかった。これらの添加染色体の内、J2染色体は、雄性から選択的に伝達した。添加系統の中には、スペルトイド(穂先が尖る)や芒をもつものなど、形態の変異を示すものがあった。添加系統における染色体識別の過程で、染色体マーカーの1つ、TaiI-family配列が、コムギの動原体にシグナルを示すことを偶然見つけた。コムギにおいては、これまで、動原体に存在する縦列型反復配列は報告されておらず、ここで得た配列が最初の報告となった(論文3)。添加系統作成の過程で、セレクトアウトした様々な本数のオオハマニンニク染色体を含む雑多な集団を、通常より遅く梅雨時期に収穫し、さらに、乾燥後、穂を浸水させることによって穂発芽耐性があると思われる系統を選抜した。今後、この研究で得た系統を様々な特性について評価すると共に、農水省と共同研究して、育種素材として発展させていく予定である。1.モノソミック添加系統の作成オオハマニンニクとパンコムギの雑種にパンコムギを2度または3度戻し交配した植物から、オオハマニンニクの染色体が1本または2本添加した系統を選抜した。C-分染法およびゲノミックin situハイブリダイゼーションによって、オオハマニンニクの染色体が存在することを確かめた。さらに、後述の研究で得られた反復配列をプローブとして、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)を行い、添加染色体を識別した。現在までに、14種類のオオハマニンニク染色体の内で、3染色体のダイソミック添加系統の他、多くのモノソミック添加系統を得ている。また、この研究の過程で、選択的に子孫へ伝達する染色体や、構造変異を起こしやすい染色体を見つけた。2.オオハマニンニク染色体を識別、同定する染色体マーカーの開発オオハマニンニクDNAを制限酵素PstIおよびTaiIで切断した断片より、2種類の反復配列をクローン化し塩基配列を決めた。この内、PstI断片のものはライムギの350-bpファミリー配列と類似していた。もう一方の配列は新規であった。両配列ともオオハマニンニクの染色体末端に存在するヘテロクロマチンに由来するものであった。これら配列を染色体標識に用いて、オオハマニンニクの核型を決定した。さらに、同種別系統や近縁種における同配列の分布を調べた。予想以上に早く研究が進み、学術雑誌において公表することができた。

そのためには、オオハマニンニクの各染色体を識別同定する必要があった。そこで、同種ゲノムから、染色体のマーカーとして適した反復配列をクローニングし(論文1,2)、これをプローブとした多色in situ hybridizationによって、全染色体のイデオグラムを作成した(論文2)。これまでに、14種の染色体の内、8染色体については、ダイソミック添加系統を、4染色体についてはモノソミック添加系統を得ることができた。残り2染色体は伝達せず、添加系統が得られなかった。これらの添加染色体の内、J2染色体は、雄性から選択的に伝達した。添加系統の中には、スペルトイド(穂先が尖る)や芒をもつものなど、形態の変異を示すものがあった。添加系統における染色体識別の過程で、染色体マーカーの1つ、TaiI-family配列が、コムギの動原体にシグナルを示すことを偶然見つけた。コムギにおいては、これまで、動原体に存在する縦列型反復配列は報告されておらず、ここで得た配列が最初の報告となった(論文3)。添加系統作成の過程で、セレクトアウトした様々な本数のオオハマニンニク染色体を含む雑多な集団を、通常より遅く梅雨時期に収穫し、さらに、乾燥後、穂を浸水させることによって穂発芽耐性があると思われる系統を選抜した。今後、この研究で得た系統を様々な特性について評価すると共に、農水省と共同研究して、育種素材として発展させていく予定である。
DNAデータバンクの運営・拡充に関する研究調査

国際DNAデーターベースは、現在3カ所(欧州:EBI,米国:NCBI、日本:DDBJ)のDNAデータバンク間で国際協調をとりながら構築・運営されている。このような状況の中で日本のDNAデータバンクの運営をさらに向上させるため、本年度の調査研究の主な目的を、以下の3点とした。(1)毎年定期的に開催されている国際DNAデータバンク実務者会議と国際DNAデータバンク諮問委員会に出席し、欧米のDNAデータバンクと国際DNAデータベース共同構築に関する意見交換を行なう。(2)欧州および米国のDNAデータベース利用の実態を調査する、(3)フランスの生命情報学データベース研究者を日本に招聘し、日本DNAデータバンクにおける生命情報学データベースの技術評価と運営調査を実施する。国際DNAデーターバンク実務者会議と国際DNAデータバンク諮問委員会が、本年度の終了したあとの、平成7年4月に合同で開催されるという日程の変更があったため、目的(1)はそのままでは達成できなかった。そのかわり、8月と23月に米国のデータバンクを訪問し、また11月に欧州のデータバンクを訪問して、実務者協議を行なった。この結果、米国2DNAデータバンク(NCBIとNCGR)の対立の状況と、欧州DNAデータバンク(EBI)の順調な発足についての貴重な情報が得られた。米国のDNAデーターバンクのひとつはニューメキシコ州サンタフェにあるNCGR(National Center for Genome Resources)である。ここは、かつてロスアラモス国立研究所(Los Alamos National Laboratory)でGenBankプロジェクトを担当していた人間を中心にして、GSDB(Genome Sequence DataBase)の構築が昨年夏に始められた。DOE(米国エネルギー省)がGSDBプロジュクトに資金援助していることやその名称などから、当初われわれはNCGRを米国の国立機関の一つであると考えていたが、今回、NCGR関係者のくわしい説明を受けた結果、NCGRは私企業のひとつにすぎないことが判明した。一方、もうひとつのDNAデータバンクであるメリ-ランド州ベセスダのNCBI(National Center for Biotechnology Information)では、David Lipman所長ほか、Dennis Benson,James Ostell氏らと情報交換を行った。NCBIとNCGRとの関係についてくわしい議論をしたほか、現在開発中のSequin(Authorinの後継ソフト)や、サービスを開発したWWWによるデータサブミッションシステム"Bankit!"の説明を受けた。英国ケンブリッジ南方のヒンクストンにあるEBI(European Bioinformatics Institute;欧州生命情報学研究所)は、EMBL(European Molecular Biology Laboratory;欧州分子生物学研究所)の支部として、1994年3月に創立された。われわれが訪問した1994年11月には、EBIはまだプレハブ建物に入っていたが、現在"Genome Park"の敷地内に建物を新築中である。"Genome Park"には、EBIのほかに線虫やヒトゲノム計画を推進しているサンガーセンター、英国ヒトゲノム地図作成資源センターが本拠をおいて活動している。EBIとの実務者協議にEBIからは、Michael Ashburner教授(研究部門担当の副所長)ほか5名が参加した。アクセッション番号配分の確認、データ交換方法の変更、データエントリ-フォーマットに関する変更、増大するサブミションに対応するためのアクセッション番号システムの変更、米国の2データバンク並立に対するEBIとDDBJの協調対応、などについて意見が交わされた。また、フランスのジャックモノ-研究所からベルナルディ教授を1994年12月に招聘し、日本DNAデータバンクにおける生命情報学データベースの技術評価と運営調査をした。

NCBIとNCGRとの関係についてくわしい議論をしたほか、現在開発中のSequin(Authorinの後継ソフト)や、サービスを開発したWWWによるデータサブミッションシステム"Bankit!"の説明を受けた。英国ケンブリッジ南方のヒンクストンにあるEBI(European Bioinformatics Institute;欧州生命情報学研究所)は、EMBL(European Molecular Biology Laboratory;欧州分子生物学研究所)の支部として、1994年3月に創立された。われわれが訪問した1994年11月には、EBIはまだプレハブ建物に入っていたが、現在"Genome Park"の敷地内に建物を新築中である。"Genome Park"には、EBIのほかに線虫やヒトゲノム計画を推進しているサンガーセンター、英国ヒトゲノム地図作成資源センターが本拠をおいて活動している。EBIとの実務者協議にEBIからは、Michael Ashburner教授(研究部門担当の副所長)ほか5名が参加した。アクセッション番号配分の確認、データ交換方法の変更、データエントリ-フォーマットに関する変更、増大するサブミションに対応するためのアクセッション番号システムの変更、米国の2データバンク並立に対するEBIとDDBJの協調対応、などについて意見が交わされた。また、フランスのジャックモノ-研究所からベルナルディ教授を1994年12月に招聘し、日本DNAデータバンクにおける生命情報学データベースの技術評価と運営調査をした。DNAデータバンクの運営・拡充に関する国際情況を的確に把握し,国立遺伝学研究所遺伝情報研究センターに設置されている日本DNAデータバンクの運営の充実を計ることを目的として,本国際学術研究調査は実行された。まず,ドイツのEMBL(欧州分子生物学研究所)データライブラリーを訪問し,EMBL-DNAデータベースの運用状況をつぶさに調査した。特に,データベースに関する各担当部門の活動情況,データベースを直接用いた研究情況,そしてデータベース関連研究のあり方等を重点的に調査した。また日本DNAデータバンクやEMBLデータライブラリーとDNAデータベースの国際共同構築を行っている。米国NCBI(米国立生物情報研究センター:ワシントンDC)を訪問し,米国におけるDNAデータバンクの運営情況を調査した。
光励起下のダイヤモンド電極の特性

光励起された半導体表面を用いる有機化合物の分解反応は,近年多数の研究者によって研究され,多くの議論の的になってきている.導電性ダイヤモンドは,酸素発生反応の電位が高いことから,この影響を受けるこのなしに,有機物の分解を効率良く行なえる可能性のある電極である.また,ドープ量のコントロールにより,半導体性をコントロールすることが可能である.この特徴を活かして,分解効率の高い光機能性材料の開発を行なうことが,本研究の目的である.本年度は,半導体および導電性をもつダイヤモンド電極における有機物の分解反応について詳細に検討を行なった.導電性ダイヤモンド電極を用いた有機物の分解においては,その対象物質をアニリンおよびクロロフェノールとし,電極電解反応の経時変化の印加電圧依存性を計測した.この結果から,ダイヤモンド電極上では,電極界面における直接電解反応に加えて,電極表面に生成するOHラジカルをメディエータとした酸化反応が同時に進行することが明らかになった.これらの物質のダイヤモンド電極上での電解反応速度は,既存のグラッシーカーボン電極や白金電極に比べ非常に早く,電解開始後,約8時間で完全に分解できることが明らかになった.ダイヤモンド電極は,これらの有機物を不純物として含む汚水処理に有効な電極材料であると推測される.また,導電性ダイヤモンド電極において得られた分解反応に対する特異性をもとに,p型半導体ダイヤモンド電極における有機物の酸化分解を試みた.その際,p型半導体界面で生じる反応をin situで電気化学的手法のみならず,分光学的手法を用いて反応経路の解明を試みた.さらに,半導体電極に特徴的な光励起に対する応答性を利用し,ダイヤモンド電極の光機能材料への応用の検討を開始した.光励起された半導体表面を用いる有機化合物の分解反応は,近年多数の研究者によって研究され,多くの議論の的になってきている.導電性ダイヤモンドは,酸素発生反応の電位が高いことから,この影響を受けるこのなしに,有機物の分解を効率良く行なえる可能性のある電極である.また,ドープ量のコントロールにより,半導体性をコントロールすることが可能である.この特徴を活かして,分解効率の高い光機能性材料の開発を行なうことが,本研究の目的である.本年度は,半導体および導電性をもつダイヤモンド電極における有機物の分解反応について詳細に検討を行なった.導電性ダイヤモンド電極を用いた有機物の分解においては,その対象物質をアニリンおよびクロロフェノールとし,電極電解反応の経時変化の印加電圧依存性を計測した.この結果から,ダイヤモンド電極上では,電極界面における直接電解反応に加えて,電極表面に生成するOHラジカルをメディエータとした酸化反応が同時に進行することが明らかになった.これらの物質のダイヤモンド電極上での電解反応速度は,既存のグラッシーカーボン電極や白金電極に比べ非常に早く,電解開始後,約8時間で完全に分解できることが明らかになった.ダイヤモンド電極は,これらの有機物を不純物として含む汚水処理に有効な電極材料であると推測される.また,導電性ダイヤモンド電極において得られた分解反応に対する特異性をもとに,p型半導体ダイヤモンド電極における有機物の酸化分解を試みた.その際,p型半導体界面で生じる反応をin situで電気化学的手法のみならず,分光学的手法を用いて反応経路の解明を試みた.さらに,半導体電極に特徴的な光励起に対する応答性を利用し,ダイヤモンド電極の光機能材料への応用の検討を開始した.
モノドロミー保存系のハミルトン構造

パンルヴェ方程式を含む常微分方程式系を,アフィン・リー環という代数系から構成される偏微分方程式系(ソリトン方程式)の相似簡約として構成し,多くの方程式系のもつ対称性(アフィン・ワイル群による変換やハミルトン形式による記述など)を統一的に扱えることを示した。非線形偏微分方程式で記述されるソリトン方程式系、およびその相似簡約として得られるパンルヴェ方程式などの常微分方程式を、アフィン・リー環という無限次元リー環で記述される方程式系の持つ対称性の視点から研究している。このように考えると、ソリトン方程式やパンルヴェ方程式に関して独立に研究されていた特殊解や、方程式の解を別の解に写す変換の構造を統一的に扱うことができる。ここ数年の筧三郎との共同研究によりいくつかのソリトン方程式とパンルヴェ方程式の対応が明らかにされたが、平成19年度には、2+1次元非線形シュレーディンガー方程式を含むソリトン方程式の相似簡約によりパンルヴェV型方程式が得られることを示した。これに既知の結果(の再定式化)を合わせると、神保・三輪により与えられた6種のパンルヴェ方程式に付随する線形問題のうち、II型からVI型の5種については、2成分戸田階層の一般化である偏微分方程式系の簡約として統一的に扱えることがわかった。さらにその応用として、ランダム行列理論に現れる相関関数がパンルヴェ方程式の特殊解を与えることについてより見通しのよい別証明を与えることができることもわかる。19年度の研究費による旅費を利用して、これら研究成果の発表を行ううちに、この結果はさらに多くの系まで拡張できるのではないかという示唆を多くうけた。特に合流操作により得られる10種のモノドロミー保存系や2変数ガルニエ系といった、ソリトン方程式との関連が明らかでないような系との対応が分かる可能性があるので、その研究を開始した。パンルヴェ方程式を含むモノドロミー保存を記述する微分方程式系を,アフィン・リー環の対称性をもつソリトン方程式系(一般化されたドリンフェルト・ソコロフ階層)の相似簡約として構成することにより,系の持つ対称性の代数的な由来を明らかにしている。今年度の研究では, 1.戸田場方程式の一般化である変形ポールマイヤー・ルンド・レジェ方程式の相似簡約としてパンルヴェIII型方程式を構成し, 2.双有理変換で記述されるパンルヴェIII型方程式の全ての対称性がソリトン方程式の持つ対称性からの簡約として得られることを示し, 3.パンルヴェIII型方程式のハミルトニアンと変形ポールマイヤー・ルンド・レジェ方程式の保存量との関連を明らかにした。また,変形ポールマイヤー・ルンド・レジェ方程式を含むソリトン方程式の階層から変数変換で得られる方程式系と,反自己双対ヤン・ミルズ方程式との関連や,この系の相似簡約で5種のパンルヴェ方程式が統一的に構成できることは算三郎との共同研究でわかっているので,今回の結果により,ひとつのソリトン方程式系に対する対称性から多くのモノドロミー保存系のもつ対称性を統一的に説明することができ,さらなる一般化が期待できる。
小繰り返し地震の解析に基づく三陸沖における大地震と津波地震の発生過程の解明

信頼度の高い地震予知を実現しようとすれば,まず地震発生に至る過程を詳細に明らかにしなければならない.本研究は小繰り返し地震(相似地震)を用いてプレート境界の挙動を調べ,それによってプレート境界型大地震の発生にいたるまでの過程を明らかにし,さらには津波地震についても知見を深める事を目的として実施された.本研究によって明らかになった三陸沖プレート境界の特徴は以下のとおり.1.プレート境界では準静的すべり域(非地震性すべりが卓越する領域)に囲まれた大小様々なアスペリティ(地震性すべりが卓越する領域)が存在している.2.孤立したアスペリティでは,同規模の地震がほぼ一定の再来間隔で繰り返し発生する.3.ただし,常に単独のアスペリティが破壊する場合でも,まわりの非地震性すべりの挙動によっては,完全に波形が同一な地震が生じるとは限らない.4.複数のアスペリティがある程度近接している場合,アスペリティでの地震性すべりとそのまわりの非地震性すべりの「連鎖反応」によって,群発地震や余震域の拡大が生じる.5.さらにアスペリティ問の距離が狭い場合,これらのアスペリティ群全体を壊す地震と,一部のアスペリティのみを壊す地震が生じて,地震発生サイクルは複雑となる.6.大地震発生の数時間半年前くらいの時期に近傍で中規模な地震が発生し,その地震と余効すべりによる応力場の擾乱が,来るべき大地震の発生を促進することがある.7.プレート境界の間隙水圧はかなり高く,有効法線応力は静岩圧の1/10くらいになっている可能性がある.8.1896年の三陸津波地震を発生させた領域の西部では,小繰り返し地震の活動が活発であり,このことは準静的すべり域の中に多数の小さなアスペリティが存在している事を意味している.またこの付近で低周波の地震も多い.これらの結果はSeno(2002)の津波地震のモデルとは整合する.信頼度の高い地震予知を実現しようとすれば,まず地震発生に至る過程を詳細に明らかにしなければならない.本研究は小繰り返し地震(相似地震)を用いてプレート境界の挙動を調べ,それによってプレート境界型大地震の発生にいたるまでの過程を明らかにし,さらには津波地震についても知見を深める事を目的として実施された.本研究によって明らかになった三陸沖プレート境界の特徴は以下のとおり.1.プレート境界では準静的すべり域(非地震性すべりが卓越する領域)に囲まれた大小様々なアスペリティ(地震性すべりが卓越する領域)が存在している.2.孤立したアスペリティでは,同規模の地震がほぼ一定の再来間隔で繰り返し発生する.3.ただし,常に単独のアスペリティが破壊する場合でも,まわりの非地震性すべりの挙動によっては,完全に波形が同一な地震が生じるとは限らない.4.複数のアスペリティがある程度近接している場合,アスペリティでの地震性すべりとそのまわりの非地震性すべりの「連鎖反応」によって,群発地震や余震域の拡大が生じる.5.さらにアスペリティ問の距離が狭い場合,これらのアスペリティ群全体を壊す地震と,一部のアスペリティのみを壊す地震が生じて,地震発生サイクルは複雑となる.6.大地震発生の数時間半年前くらいの時期に近傍で中規模な地震が発生し,その地震と余効すべりによる応力場の擾乱が,来るべき大地震の発生を促進することがある.7.プレート境界の間隙水圧はかなり高く,有効法線応力は静岩圧の1/10くらいになっている可能性がある.8.1896年の三陸津波地震を発生させた領域の西部では,小繰り返し地震の活動が活発であり,このことは準静的すべり域の中に多数の小さなアスペリティが存在している事を意味している.またこの付近で低周波の地震も多い.これらの結果はSeno(2002)の津波地震のモデルとは整合する.三陸沖において,小繰り返し地震を用いて,プレート境界における準静的すべりの時空間分布の把握を行った.また,地震の応力降下量についても推定した.これらの研究の主たる成果は以下のとおりである.1.M4.8±0.1の地震が規則正しく発生している釜石沖の地震クラスターについて,その再来間隔の揺らぎをもたらす原因として,海溝付近で群発地震活動があると準静的すべりの加速が海溝側から陸側に伝播し,それによってM4.8の地震のアスペリティの応力蓄積が加速し,地震発生を早めた可能性が高いことが判明した.2.2003年10月31日に宮城県・福島県の県境の東方沖で発生したM6.8の地震に際して,この地震の震源域の南東側で大きな余効すべりが発生していたこと,またその領域では地震発生の半月くらい前にも準静的すべりの加速が生じていたことが判明した.3.スペクトル比法による解析の結果,海溝近くに低応力降下量の地震が多数発生していることが明らかになった.このうち,1と2は,準静的すべりと地震性すべりの相互作用が強い事を示唆しており,準静的すべりをモニターすることにより大地震の予測がある程度実現できる可能性を示している.また,2の地震は,発生の半月前に開かれた地震学会において,研究代表者が「この付近にはM6程度のアスペリティが複数存在している可能性がある」と指摘した場所で発生しており,GPS・小繰り返し地震・過去の履歴を調べることによって,大地震のポテンシャル評価もある程度可能であることを示した結果となっている.

3については,津波地震の震源域を縁取るように低周波地震が発生しているとする研究代表者の仮説を裏付けるものであり,今後,このような研究により津波地震の実態に迫れると期待される.釜石沖のM4.8±0.1の地震の再来間隔は1995年の地震の前が最も短く,その地震の後が逆に一番長い.この周辺の小繰り返し地震による準静的すべりの推定を行ったところ,1995年の地震の前に準静的すべりの擾乱があったために1995年の地震発生が早められたことが判明した.このことは,プレート境界型地震が周りのの準静的すべりの影響を強く受ける事を示している.2003年十勝沖地震の後,余効すべりが東側で活発に生じていた事が小繰り返し地震の解析から明らかになった.これはGPSの解析結果とも整合する.この余効すべりが活発に生じた領域で2004年11月29日に釧路沖でM7.1の地震が発生した.釜石沖の結果ともあわせて考えると,十勝沖地震の余効すべりによって釧路沖の地震発生が促進された可能性が高い.摩擦構成則を用いたシミュレーションの結果,海溝付近では準静的すべりの伝播速度が速く,深くなるほど遅くなるという結果が得られた.これは小繰り返し地震から得られた観測結果とも一致している.この伝播速度の違いは有効法線応力の違いに起因しており,観測値とあわせるためには,プレート境界の間隙水圧が静岩圧の9割程度(つまり有効法線応力が静岩圧の1割程度)となっている必要性があり,プレート境界は非常に「弱い」という従来の考え方をサポートする結果となった.GPSデータと比較する事によって小繰り返し地震のスケーリング則の検討を行った.その結果,これまでのスケーリング則は概ね妥当であることが確かめられた.一方,これまでの小繰り返し地震の判定基準は十分ではなく,より高周波まで注目した新しい判定基準のほうが,同じアスペリティの繰り返し破壊を正しく抽出していることがわかった.様々な地域・手法で相似地震の震源再決定を行った.いずれの結果でも,小繰り返し地震は想定されるプレート境界に位置していることが判明した.「小繰り返し地震(相似地震)は,プレート境界の準静的すべり域に囲まれた小さなアスペリティ(地震性領域)の繰り返し破壊によって生じており,小繰り返し地震の積算すべりを求めれば,そのまわりの準静的すべりをモニターできる」,というのが,これまでの小繰り返し地震による準静的すべりの推定の前提であった.本年度は,このような前提が正しいかどうかの検証を行った.まず,大地震の余効すべり域中の小さなアスペリティの繰り返し破壊を,速度-状態依存摩擦構成則を用いた数値シミュレーションにより再現する事を試みた.得られた結果では,小アスペリティの積算すべりは,まさしく,そこに小アスペリティが無かった場合の積算すべりに一致した.一方,非常に大きな余効すべりのときは,小アスペリティで発生する地震の発生間隔が短くなりすぎ,断層の強度が十分回復しないうちに強制的に滑らされることになるため,普段より低周波のイベントやスローイベントが生じやすいことが明らかになった.このことは,大アスペリティの破壊直後にはその近傍の小繰り返し地震から推定される積算すべりは,その周りの準静的すべりよりも小さくなる危険性を示している.また,一つの小繰り返し地震グループと同定されていても,実際には複数の小アスペリティの複合破壊であり,毎回,完全には同じ組み合わせで滑らない場合もありうると以前から危惧されていた.
長軸対称型双極性ピレン誘導体の系統的合成と生体深部観察用蛍光プローブへの応用

本研究課題では、多環式芳香族化合物であるピレンに対し、長軸対称に電子ドナー・アクセプター基を配置した『双極性長軸対称ピレン誘導体』の系統的合成と、それら誘導体の光物理的性質の解明および生命科学への応用を目的としている。本年度はまず、長軸対称ピレン誘導体への足掛かりとなる、ピレンの1, 3-二置換体の合成に着手した。中でも、ビニルピリジニウム基を導入した13PYと名付けた誘導体は、強力な赤色発光と二光子吸収性を示した。ユニークなこととして、同化合物の異性体(1, 6-二置換体)は生細胞のミトコンドリアを選択的に染色し、その後その場に局在しつづける性質を示したのに対し、13PYは細胞の活力、すなわちミトコンドリアの膜電位に応じて、その局在箇所をミトコンドリア⇔細胞核と可逆的に変化させる性質を示した。したがって、13PYは、ミトコンドリア膜電位のモニタリング能力を有する高輝度二光子励起発光性色素と捉えることができ、その成果は王立化学協会誌Journal of Material Chemistry Bに採択されている。また本年度の間に、これまでに合成例のない1, 3-ジブロモピレンの合成法を見出している。1, 6-ジブロモピレン(点対称)や1, 8-ジブロモピレン(短軸対処)は販売されているにもかかわらず、1, 3-ジブロモピレンは全くの新規であることを考慮すると、これがいかに本研究課題の進展に重要なものであるかを推して知ることができる。今後は、この1, 3-ジブロモピレンを出発原料として多彩な長軸対称ピレン誘導体の合成し、先述の目的を果たしていきたい。当初の目的であった『双極性長軸対称ピレン誘導体』の合成には至っていないが、その過程において種々のユニークな現象を発見し、成果とすることができた。また、同ピレン誘導体の系統的合成を実現する上で、最も重要な出発原料と考えられる1, 3-ジブロモピレンの効率的合成を見出し、今後の研究を飛躍的に加速させることができると考えられる。したがって、おおむね順調に進展していると判断した。本年度に見出した1, 3-ジブロモピレンの効率的合成法を活かし、同化合物を原料とした『双極性長軸対称ピレン誘導体』の合成を行う。その後、同誘導体群の光物理的性質、特に二光子吸収性に注目し、次世代型レーザー光源「フェムト秒ファイバーレーザー」(1040 nm発振)で高効率に励起できる、生体深部観測用の蛍光プローブの開発をしていきたい。それが予定通りに進行した場合は、同色素群をナノ粒子化し、超高輝度ナノプローブとしての応用も検討していきたい。
放射光を用いた超深部ダイヤモンドインクルージョンの起源の解明

放射光を用いた超深部ダイヤモンドインクルージョンの解明に向け、1)高温高圧X線その場観察によるダイヤモンドインクルージョン関連物質の高温高圧下での相変化の観察、および2)天然のダイヤモンド中に存在するインクルージョンの放射光X線による非破壊化学分析と結晶構造解析に取り組んだ。1)については既に成果を得ているが、2)については蛍光X線を用いたインクルージョンの化学分析には成功したが、結晶構造の決定には至らなかった。以下、それぞれにおいて得られた成果をまとめる。1)MgCaSi_2O_6のペロフスカイト相への転移について、SPring-8の強力放射光と大型多アンビル型装置を用いて、X線その場観察実験をおこなった。この結果下部マントル最上部に相当する温度圧力条件下ではMgSiO_3とCaSiO_3組成をもつ2つのペロフスカイトが安定であるという決定的証拠を得て、これまでの議論に終止符をうった。またこの実験結果および得られた相の化学分析により、この2つの相が下部マントル起源であるとする従来の説を実験的に裏づけた。2)天然のダイヤモンドに放射光X線を照射し、内部に存在するインクルージョンからの蛍光X線を用いた化学組成マッピングを試みた。この結果100μm程度のインクルージョンの組成を非破壊的に決定することが可能になった。この手法を用いてダイヤモンド中のCaSiO_3の特定に成功したが、ビームタイムの制約から結晶構造を決定するには至らなかった。超深部インクルージョンの起源の解明については1)高温高圧実験によるインクルージョンの安定領域の決定と、2)実際のダイヤモンドインクルージョンを用いて、その構造を決定することを目ざしている。本年度は特に1)の課題に関連して以下のような研究をおこなった。尚、2)については超深部ダイヤモンドインクルージョンの発見者であるエジンバラ大学のB.Harte教授を当教室に招へいし、平成11年度から本格的な研究にとりかかる計画である。1) MgCaSi_2O_6のペロフスカイト転移の研究。この組成が下部マントル条件下ではMgSiO_3斜方晶系プロフスカイトとCaSiO_3立方晶ペロフスカイトに分解することを、急冷法および放射光を用いたX線その場観察法により明らかにした。また急冷試料の化学分析により2つのペロフスカイトなかのMg、Ca成分の固溶量を温度の関数として決定した。この結果、相互の固溶量は温度とともに、わずかに増加することが確認された。本結果から、ダイヤモンドインクルージョン中のMgSiO_3、LaSiO_3ペロフスカイトが比較的低温で生成した可能性が示された。2)ざくろ石組成の新しい相(TAPP相)の安定領域を明らかにするため、パイロープざくろ石を用いて広範な圧力・温度条件で急冷実験をおこなった。現在までのところ25万気圧、1800°Cまでの条件下では同相の存在は確認できず、更に検討が必要である。