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核酸-希土類金属-有機配位子三元錯体の分子論的研究

アントラキノンに金属配位部位としてクラウンエーテル(ant-crown)、糖(ant-D/L-glc)を導入したコンジュゲートをそれぞれ合成した。La^<3+>共存下、ant-crownの濃度増加に対応してDNAの切断が促進された。対照化合物(ant-OMe)との比較から、ant-crownのクラウン環の効果が明らかであった。ant-crown、ant-OMe単独でも若干ではあるが切断効果が観測されるが、これにLa^<3+>を添加するとant-OMeでは、La^<3+>のみの活性との単なる和の効果にしかならないが、ant-crowuにおいては相乗効果がみられた。ant-D/L-glcについても同様の実験を行った結果、やはり、添加によって切断が促進された。この場合は、ant-D/L-glc単独でかなりの切断活性があるが、やはり、La^<3+>添加によって相乗的に活性が増大していることが分かった。前年度までの研究により、希土類金属はこの濃度範囲では、ほとんど定量的にDNAに結合することが分かっている。即ち、インターカレータのない条件下でも、La^<3+>のほとんどはDNAに結合していることになる。従って、ここで観察されたDNA切断の促進効果は金属結合性DNA配位子による希土類金属イオンのDNA近傍への濃縮によるものとは考えにくい(実際、水中でのクラウンエーテルや糖の希土類金属捕捉能は非常に低い。)。インターカレータコンジュゲートの結合によりDNA骨格は歪みを受ける。切断反応に対して恐らくlabileになったこの部分に、DNAの他の部分よりも僅かに濃縮されたLa^<3+>が作用して、その加水分解を加速したと考えることができる。また、ant-D/L-glcの場合には単独でもかなりの切断活性が見られた。これにはヒドロキシル基の関与の可能性を考えている。実際、有機リン酸エステルの加水分解において、ポリオールと希土類金属が協同的にはたらくことが報告されており(H.-J.Schneider,er al.,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,32,1716,(1993))、本系においても同様の機構が存在するか否かに興味が持たれる。)。
気液二相流における乱流特性と界面構造に関する研究

1.乱流特性の測定本年度はミニチュアX型ホットフィルム・プローブを用いた定温度式アネモメータにより主に気泡流における2次元乱れ特性の測定を行なった。この目的に使用した2次元実時間測定システムは既に本研究代表者らによって試作・開発したものである。この測定は液流速を約5m/sまでの高流量域まで拡大して行ったもので、乱れの抑制現象の存在する流動条件が改めて確認された。また、乱流剪断応力や乱れエネルギースペクトルの測定結果から壁面領域における乱れエネルギーの生成や気泡と渦の相互作用について多くの知見を得た。2.界面構造(界面積濃度)の測定内径30,60【mm^φ】のアクリル製円管を用いて、点電極法により局所界面積濃度分布の系統的測定を行ない、液流速依存性、相分布依存性、乱れ特性との相関について検討した。その結果、界面積濃度はボイド率のほぼ0.9乗に比例し、従って相分布形に相似形になること、流速依存性は乱流抑制現象が発生する限界である1m/sを界として異なる傾向にあることが判明した。また実用に供することの出来る相関式を提案したが、研究の過程で気泡径分布に大きく依存することが判明した為、今後その面で、測定を計画している。3.理論気液二相流における乱れエネルギー保存則を導出し、それによって乱れ特性と界面構造の複雑な相互作用のメカニズムを論じた。また、その後、乱れの散逸項を理論的に導出し、今後は各項の評価を更に進め度い。4.今後の計画乱れ、果面の両構造に及ぼす気泡径の影響について理論・実験の両面から一層詳細に追究する予定である。
入院・在宅高齢者の褥瘡早期検出機器開発の基礎研究

研究者間で行なったテープストリッピングによる前腕発赤モデル作成基礎実験の結果、電極間1cmでは、低周波から高周波まで発赤モデル(以下、発赤あり)と健側(以下、発赤なし)でインピーダンスを比較した。電圧は0.2Vである。LCRメーターの周波数は100Hz300KHzまで30段階に設定した。Swisherら(2015)の研究結果の組織損傷閾値が周波数15kHzであることを参考にして、30段階の周波数の中に15kHzを設定した。発赤モデルは表皮角層を剥離した可能性があるモデルと想定しなければならないが、周波数1kHzで、インピーダンスは発赤なしが81,2402Ω、発赤ありが23,886Ωで発赤ありの方が788,516Ω低減した。15kHzでは、発赤なしが119,924Ω、発赤ありが4,615Ωであり、115,309Ω低減した。テープストリッピングによる発赤メカニズムは水分増加と考えられ、圧負加による発赤発生メカニズムと全く同じではないと予測されるが、インピーダンス測定により溌赤部皮膚に関する知見が得られると考えられる。本研究課題である褥瘡早期検出のためにインピーダンス法を用い、褥瘡の組織損傷を検出することを目的としている。皮膚発赤部分のインピーダンスを測定するために、電極板の作成が必要であり、研究者間で実験を繰り返した。皮膚に密着し、引っ張らずに剥がせるシリコン材にAgclセンサーを埋め込み電極板の作成に至ったが、ここまでに平成30年度の8カ月を要した。インピーダンスだけでなく、発赤部の温度、血流計の再現性実験を行なってきたこと、本学および研究協力大学病院の研究倫理審査期間を含め、臨床でのデータ収集実施に至らなかった。研究倫理審査において実施承認が得られたので、今年度前期に入院患者(高齢者)を対象にデータ収集を行なう。データ収集を進めながら、分析を行なっていく。測定値には、インピーダンス、温度、血流、角層水分量を加え、分析する。本研究の目的は、精度の高い正確性をもって褥瘡を早期に検出できる方法の開発を行なうことを目的とする。研究実施計画に基づき、インピーダンス測定機器(LCRメーター,E4980AL,KEYSIGHT社)購入後、本研究分担研究者間で前腕皮膚にビトロード(ゲルタイプ)電極板を用いて2電極法でインピーダンスと位相(θ)測定を繰り返した。その結果を平成29年度の成果として報告する。E4980ALは300kHzまでの設定が可能である。周波数100Hz300kHzまでを30ポイントに設定し、測定を繰り返した。その結果、健常皮膚では皮膚表面の抵抗が大きく、深部のインピーダンスを測定できていないことが考えられた。電圧は0.12Vまで設定でき、電圧を大きくすると深部まで電界が達するという電気学的理論に基づき、0.1V、0.5V、1V、2Vで試験的な測定を行なった。どの電圧においてもインピーダンスの減衰パターンは同じであったことから、皮膚表面近くのインピーダンスを捉えることができると考えられた。次に行なったのは、前腕のテープストリッピングであり、10回、20回、40回実施した。20回施行後に皮膚発赤が出現し、各施行後のインピーダンスは10kHzから減衰がみられ、特に30kHz90kHzに減衰傾向が著明であった。褥瘡の直接要因は圧迫ならびにすれ応力であるため、テープストリッピングで作成した発赤モデルとは成り立ちが異なる。しかし、皮膚表面の物性的抵抗をなくすと、インピーダンスの減衰を測定でき、その周波数帯も決定できると考えられた。Q値で示される周波数特性は皮膚表面以下の浅い部分を捉えていることも分かった。以上が平成29年度の研究実績である。インピーダンス測定のためのLCRメータ(KEYSIGHT社)の海外発注から納入までに期間を要したことにより、平成29年度に試験的測定実験開始が遅れたためである。さらに電極板は皮膚面での安定性が不十分で改良を要することも分かり、多チャンネルでの測定試験はまだ行なえていない。

本研究課題である褥瘡早期検出のためにインピーダンス法を用い、褥瘡の組織損傷を検出することを目的としている。皮膚発赤部分のインピーダンスを測定するために、電極板の作成が必要であり、研究者間で実験を繰り返した。皮膚に密着し、引っ張らずに剥がせるシリコン材にAgclセンサーを埋め込み電極板の作成に至ったが、ここまでに平成30年度の8カ月を要した。インピーダンスだけでなく、発赤部の温度、血流計の再現性実験を行なってきたこと、本学および研究協力大学病院の研究倫理審査期間を含め、臨床でのデータ収集実施に至らなかった。平成30年度には、発赤部位の色応答と血流に相関があるかの確認実験を行い、測定データを蓄積していきたい。そのための測定方法、使用機器を準備できれば、武庫川女子大学倫理審査委員会での審査を受け、入院・在宅高齢者を対象にした研究開始の承認を得る予定である。研究倫理審査において実施承認が得られたので、今年度前期に入院患者(高齢者)を対象にデータ収集を行なう。データ収集を進めながら、分析を行なっていく。測定値には、インピーダンス、温度、血流、角層水分量を加え、分析する。当該年度に基礎試験データ収集に必要な24CH電極切り替えユニットMACY24を購入したためである。次年度はユニット改良費用と血流測定器にかかる費用に使用する計画である。研究代表者の前年度残金は、繰り越して臨床での測定中の故障に備えて電極板のスペア、温度計ファイバーのスペアや消耗品に使用したい。
肺線維症の予防および治療方法の新規開発

われわれは現在までにIL-6依存性肺線維芽細胞増殖やTGF-β_1依存性肺線維芽細胞形質転化を介するATRAやサリドマイドによる肺線維症抑制効果について報告してきた。サイトカインがその発症に大きく関連する関節リウマチ(RA)患者の関節にカルシウム依存性プロテアーゼであるカルパインの発現が増強していることに着目し、カルパインと肺の線維化の研究を遂行した結果、カルパインインヒビター・カルペプチン投与によって、ブレオマイシン誘発肺線維症マウスの肺線維化が抑制されることを実証し、そのメカニズムとして、IL-6誘発肺線維芽細胞増殖抑制・アンギオポイエチン-1誘発肺線維芽細胞雄遊走抑制・肺線維芽細胞のコラーゲン産生抑制があることを証明した。今回の研究結果は肺線維症に対するカルペプチンの臨床応用の可能性を示唆すると考える。間質性肺炎・肺線維症は肺胞周囲の間質に炎症が起こり、細胞やコラーゲンなどが増加し間質が厚くなり線維化するため、微小血管と肺胞間でのガス交換の障害を認めることにより低酸素血症や高二酸化炭素血症による呼吸不全を呈し、やがて死に至る難治性疾患群である。そのため以前から国内・国外で間質性肺炎・肺線維症に対する治療法の開発に関する研究が盛んに行われているが、未だに臨床応用できる有効な治療法がないのが現状であり、その予防および治療法の開発が急務である。1、肺の線維化に対するATRAやサリドマイドの抑制効果について、実際の臨床応用に向けた詳細な肺線維芽細胞を用いたin vitro実験と、病態マウスを用いたin vivo実験<in vivo実験>すでにわれわれは放射線照射マウスモデルおよびブレオマイシン誘発性特発性肺線維症マウスモデルの系においてATRAやサリドマイドによる肺線維化抑制効果を組織学的に世界で初めて実証している。実際の臨床応用に向けてATRAやサリドマイドの1)投与方法、2)至適投与量、3)投与期間、4)投与時期、5)副作用出現頻度等についての詳細な検証中である。2、肺の線維化を抑制する他の薬剤の探索抗線維化効果が期待できるATRAやサリドマイド以外の薬剤をin vitro実験等にて探索し、現在ブレオマイシン誘発性特発性肺線維症マウスモデルの系において肺線維症抑制効果について検証中である。3、臨床サンプルを用いた検討特発性肺線維症や放射線性肺臓炎の患者からの血清や気管支肺胞洗浄液(BALF)などの臨床サンプルを用いて、炎症性、線維化および血管新生などに関与する各種サイトカインを定量し早期発見等のマーカーになりうる因子を探索するために、現在臨床サンプルを収集中である。(目的)悪性胸膜中皮腫は胸膜に発生する悪性腫瘍であり、アスベスト曝露との関連性が高く今後増加傾向が予想される。しかし現在、生存期間の延長等の有用性が認められる治療方法に乏しく、非常に難治性で予後不良であるために治療方法の新現開発が重要である。現在までにわれわれは間質性肺炎・肺線維症の研究を行い、ATRAが、ヒト肺線維芽細胞からのIL-6とTGF-beta1の産生抑制を介して、肺線維症発症の抑制をもたらすことを、ブレオマイシン誘発肺線維症マウスモデルと放射線照射誘発性肺線維症マウスモデルにおいて実証してきた。今回われわれは肺線維芽細胞と同様の間質系細胞である悪性胸膜中皮腫細胞に対するArRAの抗腫瘍効果について検証した。(方法)悪性胸膜中皮腫細胞をSCIDマウスの皮下に移植し、ATRAを腹腔内投与した。(総括)ATRAは現在急性前骨髄性白血病(APL)の治療薬として広く用いられており、安全性が確立されまた経口で投与しやすく、今後悪性胸膜中皮腫への臨床応用が望まれる。以上の研究結果の知見を肺線維症の研究にフィードバックし、現在肺線維症の予防および治療法の新規開発中である。

肺線維芽細胞と同様の間葉系細胞である悪性胸膜中皮腫細胞と血管新生について研究してきた結果、悪性胸膜中皮腫患者の血清Ang-1およびVEGF値は、アスベスト・石綿曝露はあるが皮腫を発症していない者や肺癌患者と比べて有意にであること、また診断時において高値の悪性胸膜中皮腫患者は予後不良であることを、カプランマイヤー法で実証した。さらにAng-1が悪性胸膜中皮腫細胞の自己増殖および細胞遊走因子であることを細胞実験でH初めて実証した。
国際HRCT分類(改)を用いた環境起因性悪性胸膜中皮腫の特異的早期CT所見の検討

我々が2005年に開発した職業性環境起因性呼吸器疾患のための国際HRCT分類(ICOERD)で悪性胸膜中皮腫は付加記号として扱われているのみである。悪性胸膜中皮腫の特異的早期所見を記載できるようにICOERDを改訂することを目的とした。尼崎市住民に集積する環境起因性悪性胸膜中皮腫と臨床的に診断された40例のCT画像を得て、肺がんその他と臨床的に診断された16例も加えて、国際的エキスパートよりも多数読影をブラインドで行った。正否の確診度の一致度はかなり高く、悪性胸膜中皮腫の典型的な所見である片側性胸水、結節性胸膜肥厚、葉間胸膜の肥厚、縦隔側の胸膜肥厚、腫瘍による箱詰肺(Tumoral encasement of lung)、石灰化プラーク貪食像(Calcified plaque engulfment)、浸潤、肺の減少、片側性の胸郭狭小化、胸膜腫瘤(分布も記載)などの一致も勝れていた。次いで病理組織学的ならびに免疫組織染色的に悪性胸膜中皮種の確定診断が得られている22例の読影結果に基づき、典型的所見毎に参照画像を抽出した。さらに総合的重症度・確信度の項目も追加し、これらの所見、項目を系統的に記載できる読影票と報告票を開発した。これらを包括し悪性胸膜中皮腫のガイドラインとした。ガイドラインの有効性につき、二名のタイ国放射線科医師がガイドライン熟読の前後に教材CTフィルムを読影した結果を比較解析中である。尼崎市の石綿工場周辺において地域住民の胸膜中皮腫の時間的・空間的集積が認められ、現在も調査が行われている。この中皮腫患者について診療情報開示請求により収集された胸部画像について放射線医学的検討を加え、その所見の特徴をまとめた。診療情報開示によって得られた胸部画像について胸部のCTが得られた40例の臨床的中皮腫例を含む56例につき、最も早い画像について3名の胸部を専門とする放射線科医により読影実験を行った。所見の一致度の検討のため肺がん症例4例を含む16例を含めて読影実験を行った。この際、中皮腫を疑う所見について、その確診度(definite, probable, possible, negative)と中皮腫に特徴的な所見の有無について改変した職業環境性呼吸病変の国際CT分類コード票により読影結果を記載した。加えた所見は所見が彌慢性か孤立性か、片側胸水、腫瘤性肥厚、葉間胸膜肥厚、縦隔側胸膜肥厚、全周性肥厚、石灰化プラーク取り込み像、胸郭縮小、浸潤である。3名の放射線科医が56例を読影した結果による中皮腫疑い所見の確診度はdefiniteおよびprobable判定を陽性として二値化した場合78.6-89.3%(κ=0.52-.58)の一致度を示した。31-41例がprobable以上とされた。臨床診断で中皮腫とされた40例中、38例について3名中2名の放射線科医が指摘した画像所見を表2にまとめた。最も多い所見は縦隔側胸膜肥厚(78.95%)で、片側胸水(78.68%)がそれに続いた。プラーク合併は23.68%であった。住民に発生した環境起因性悪性胸膜中皮腫の症例60例と他の悪性腫瘍(肺癌、肉腫、転移性腫瘍)とされた10例を日本人放射線科医3名が既に読影していた。それに加えて国際的エキスパートであるドイツ人放射線科医Kurt George Heringが独立して読影を行った。読影表は既に試験的に開発したものである。

特に悪性胸膜中皮腫については、四段階からなる総合的な確信度、それとは別個に悪性胸膜中皮腫に特徴的な早期ないし進行期に相当すると思われる所見(コード化された叙述)一覧からなるものである。その結果、悪性胸膜中皮腫については、ドイツ人エキスパートと三名の日本人放射線科医とが一致した症例、全く一致しない症例の二種類が存在し、その他の悪性腫瘍についても同様に、相反する傾向が二種類出現した。一部の症例につきその相反する原因を解析したところ、悪性胸膜中皮腫の症例では病理学的診断で非定型的なもので一致しておらず、同様にその他の悪性腫瘍では、肺ガンでない肉腫ないし転移性のものに於いてであった。このように放射線科医間での一致度が悪性胸膜中皮腫であれ、その他であれ、病理学的診断のある傾向と関連することが判明した。従って一致するものについては、標準的CTスライスを抽出することが大いに可能であること、同時に一致しないものについては、そのCTスライスを鑑別診断を要するものとしての参照スライスとすべきことが明らかになった。研究分担者の本学医学部・田村助教、同・伊藤教授、連携研究者として、審良正則・独立行政法人国立病院機構・近畿中央胸部疾患センター部長、菅沼成文・高知大学教育研究部教授、濱田典彦・高知大学医学部放射線科医師、ドイツのK.G.Hering博士、Ponglada Subhannachart次長ならびにChomphunut Vijitsanguan医師・タイ王立胸部疾患研究所などの国際的エキスパートが集ってワークショップを行った。対象は診断書(特に死亡例については死亡診断書)、病理学組織学的標本所見、免疫化学的染色所見(鑑別の為に肺がん、ガンに特異的な免疫化学染色も実施)との組み合わせで以って確診度の高いもののみとした。予めの多数独立読影により統計的に一致する所見を抽出していた。それを参考にしつつ、所見(片側性胸水、結節性胸膜肥厚、葉間胸膜の肥厚、縦隔側の胸膜肥厚、腫瘍による箱詰肺、石灰化プラークの貪食像、浸潤、肺の減少、片側性の胸郭狭小化、胸膜腫瘤)毎に、標準的画像の抽出を合意に基づいて行った。所見の説明文も合意により作成し、典型的な標準画像とセットにしてプレゼン可能なものとした。これにより国際HRCT分類に付属した標準画像の増補版が出来た。そして所見を記号化(略称)して、従来の国際HRCT分類体系に備わっている読影シートに挿入した。これにより読影シートの改訂版も出来上がった。これらを踏まえて悪性胸膜中皮腫CT画像診断ガイドラインを作成した。国際HRCT分類を補完するものであるが、国際HRCT分類に付属する標準CT画像増補版ならびに同・読影シート改訂版の二つをツールとして用いる際に、有用なマニュアルとなる。それに加えて症例の分布(限局性・びまん性)と重症度についても記載することを薦めている。このガイドラインの目的は、症例一つ一つにつき各所見の有無を記入して行けば、それを元にして、その症例の悪性胸膜中皮腫としての確信度をCT画像から判断できるようにすることである。なおかつ、悪性胸膜中皮腫の第一例が発見されたタイで、塵肺初め職業性呼吸器疾患の専門病院である国立休部疾患研究所の二名の放射線科医師に、このプロト・タイプの標準写真集に基づいて、症例集を読影せしめる。それとエキスパートが合意した読影結果と対比、検討して、プロト・タイプとしての有効性、教育ツールとしての妥当性を評価する。
クラーク数上位元素による高エネルギー密度レドックスフロー電池の研究

増大する一方の風力発電を電力系統に接続するために、バナジウム・レドックスフロー電池は、その高速な追従性の点から開発が進んできたが、蓄電されるエネルギー密度が低い欠点がある。他方、現在優勢に開発が進むリチウム電池のリチウム資源は政情不安定な地域に多く埋蔵されていること、またリチウム電池が250Wh/kg以上のエネルギー密度を有するためには、根本的なブレイクスルーを要することが指摘されている。このようなことを背景として、広く遍く存在するクラーク数上位元素を用いた、エネルギー密度が高くリチウム電池等と比較しても競争力のあるレドックス電池を開発することを目的とした。バトラーボルマー式に基づく電池解析では、高速な電極反応により高エネルギー効率のレドックスフロー電池の構築が可能であるが、バナジウム電池の作動電圧はたかだか1.2Vである。リチウムイオン電池のように作動電圧が高くなれば、バナジウム電池の3倍の過電圧が電極で生じてもよいことに着眼した。そこで、申請者らはレドックスフロー電池の競争力を高めるために、作動電圧を現行のバナジウム電池(1.21.4V)の2倍、活物質濃度を現行(2mol/L)の2倍に高めることを検討し、ルテニウム錯体(2つの酸化還元電位の差は1.7V)、クロム錯体(同1.8V)等のレドックス対の検討を行った。最終的に、クラーク数上位元素として遷移元素中5番目バナジウムの多彩な酸化還元機能に焦点を絞り、濃度を7-8倍に高めた固体活物質を用いたバナジウム電池の開発に到り、特許出願を行った。この電池では重量エネルギー密度で70Wh/kg程度であり、サイクル性能は良好である。
材料強度の確率論的評価法

本研究はコンクリートの圧縮強度の変動のデータ収集とコンクリートと砂の強度変動の分岐理論によるデータ整理を行った。以下にその研究実績の概要をまとめる。コンクリートの圧縮強度に関しては,分岐による強度変動を抽出するために,同一寸法・同一材料のコンクリート供試体の圧縮破壊実験を各ケース20回程度繰り返し行ない,骨材の粒度が分岐特性に及ぼす影響を調べた。骨材としては均一径のガラスビーズを用い,粒径は0.5mm,1.0mm,2.5mmの3種類を用いた。分岐理論によるデータ処理の結果,骨材の粒径が細かい程,分岐の影響が支配的になり,破壊の影響が小さくなるという傾向を明らかにできた。次に水セメント比を26%,35%,62%と3種類代えて行った結果,水セメント比が大きい程分岐の影響が支配的になることが判明した。砂の三軸せんだん強度に関しては,豊浦標準砂の三軸圧縮試験を同一条件で50回繰り返し行い,最大応力,応力ひずみ関係等を計測した。本理論は破壊モードが同一の場合にしか適用できないので,各実験毎に破壊モードのスケッチと写真を撮ることにより,破壊モード毎に分類した。本理論によりデータ処理した結果,破壊モード毎に分類したデータは理論と非常によく整合しており,砂のせんだん挙動が分岐現象であることを検証できた。また破壊モードの観察からこの挙動が多段階の分岐現象であることを示せた。分岐理論による材料強度変動のデータを収集するために,コンクリートの圧縮強度試験と砂の三軸圧縮試験を行った.以下にその研究実績の概要を各々記す.(1)コンクリートの圧縮強度試験分岐による強度変動を抽出するために,同一寸法・同一材料のコンクリート供試体の圧縮破壊実験を.長岡技術科学大学建設系材料実験室において,1セット供試体20本程度で6セット行った.内訳はコンクリートを4セットとモルタルを2セットとし,セメントは普通ポルトランドセメントを使用した.また骨材粒度の影響の把握のために,粒径としては2.5mmから15mmまで各種のものを用いた.また供試体寸法の効果を確認するために供試体の半径は5cmと10cmと2種類を用いた.材料強度の標本平均と標本分散の値に基づき,強度変動の確率密度関数を求め,実験値と理論値とを比較したところよく一致しており,本理論の妥当性の一端を示せた.(2)砂の三軸圧縮試験豊浦砂の三軸圧縮試験を東北大学土質力学実験室において,同一条件で繰り返し行い,最大応力,応力ひずみ関係等を計測し,その値の実験誤差による変動を調べた.また,本理論は破壊モードが同一の場合にしか適用できないので,各実験毎に破壊モードのスケッチと写真を取ることにより,破壊モードが同一であるもの毎に分類した.また供試体寸法の効果を確認するために供試体の寸法は2種類用いた.強度変動の実験値と理論値はよく一致しており,また初期不整感度則の理論により求めた応力ひずみ曲線は実験データの軟化曲線をよく近似できることを確認できた.本年度はコンクリートの圧縮強度の変動のデータ収集とコンクリートと砂の強度変動の分岐理論によるデータ整理を行った.以下にその研究実績の概要をまとめる.(1)コンクリートの圧縮強度分岐による強度変動を抽出するために,同一寸法・同一材料のコンクリート供試体の圧縮破壊実験を各ケース20回程度繰り返し行ない,骨材の粒度が分岐特性に及ぼす影響を調べた.骨材としては均一径のガラスビーズを用い,粒径は0.5mm, 1.0mm, 2.5mmの3種類を用いた.分岐理論によるデータ処理の結果,骨材の粒径が細かい程,分岐の影響が支配的になり,破壊の影響が小さくなるという傾向を明らかにできた.次に水セメント比を26%, 35%, 62%と3種類代えて行った結果,水セメント比が大きい程分岐の影響が支配的になることが判明した.

(2)砂の三軸せんだん強度豊浦標準砂の三軸圧縮試験を同一条件で50回繰り返し行い,最大応力,応力ひずみ関係等を計測した.本理論は破壊モードが同一の場合にしか適用できないので,各実験毎に破壊モードのスケッチと写真を取ることにより,破壊モード毎に分類した.本理論によりデータ処理した結果,破壊モード毎に分類したデータは理論と非常によく整合しており,砂のせんだん挙動が分岐現象であることを検証できた.また破壊モードの観察からこの挙動が多段階の分岐現象であることを示せた.
METAPHORICAL REPRESENTATION :TWO STUDIES

当初の計画通り、私は、2007年の夏、カリフォルニアにあるハンティントン図書館へ、そしてクイーンズランド大学(豪州)図書館へ2回の研究目的の渡航をした。このほどクイーンズランド大学から英文学・芸術の名誉教授職を授与された。これにより、同大の膨大な電子データベースへの自由なアクセスが可能になり、研究に大いに役立つものと確信している。この研究の目的は、メタファーに関する近年の認知言語学的研究が、文学・音楽研究にとり、いかに重要な結果をもたらすかを明らかにすることであった。私は、この主題に、2種類の研究を通じて取り組んできた(これら2つの研究は、メタファーを介して私たちが行う様々な思考形態に認知学的関心をよせる点で関連している)。第1の研究タイトルは、「ジョン・ダンの"SatyreIII"における韻律と意味」であり、この研究はいかに韻律が意味に影響を与えうるかを論じる。これは古くからあり、意見の分かれるテーマではあるが、私としては、この問題は認知学的観点から、よりよく理解されるものであると主張したい。第2の研究は、「ベルディにおけるシェイクスピア」と題するもので、詩劇と楽劇の関連性を近年の認知学的、音楽学研究に照らして考えるものである。健康上の理由で、中央大学における教授職を早期に退くことが必要となり、'07年度の研究スケジュールに変更が生じた。このため、平成19年度は、初版の資料へのアクセスが不可欠である第1の研究、つまりダンの詩の研究に集中することとした。現時点で、ダンに関する本はその4分の3が完成しており、'08年度内に脱稿する予定である。
細胞内共生が藻類細胞オルガネラの構造と配置の多様化に及ぼす影響とその解析

葉緑体-ピレノイドと核の立体構造と細胞内での位置関係を解析する手段として透過電顕の連続切片法が開発されているが,技術的な問題と時間的・人的な制約からより簡便な方法の開発が望まれていた。今回は蛍光落射微分干渉顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡を駆使し,核の蛍光染色としてDAPIとサイバーグリーンを施した光学切片法を試みた。その結果は実績報告書にまとめたが,総じてこの方法は有効であるとの認識を得た。核は上述のように蛍光染色法が確立しているので問題はなく、また葉緑体も自家蛍光で充分解析に耐えられたが、ピレノイドはまったく解析できなかった。この構造に対する蛍光染色法がまったく開発されていないことが主因であるので、今後ピレノイドの2次抗体蛍光染色法を開発しなければならない。細胞内共生直後には宿主細胞内のオルガネラの構造及び配置が攪乱されること、共生体が宿主細胞のオルガネラとして機能するよう1細胞へ漸進的に統合されること、それらの過程のいろいろな段階があり、それらが高次分類群内の細胞内に見られる多様化に反映していることを想定して構造的解析を進めた。高次分類群として単細胞紅藻を用いたが,この藻群は1次共生生物のため細胞内構造が単純で、外形がほぼ球形、鞭毛がなく細胞に極性が無いという利点がある。当初の作業仮説に適合した種類の検出と実証は充分とはいえないが完了した。しかし,同時に解析を進めた単細胞紅藻の18SrDNAとpsbA遺伝子による分子系統解析の結果は部分的には作業仮説も構造解析の結果も支持するが、各系統群内に見られる一連の構造変化傾向(クライン)の方向性は支持されなかった。今後両結果の擦り合わせをより詳細に行う予定である。以上の結果の一部はすでに国内外の学会で発表するとともに学会誌・著書にも公表した。従って、本研究課題はピレノイドの蛍光染色法の開発と構造解析と分子系統解析の結果の食い違いをどのように考え、修正していくかを残し、当初掲げた目的を達したと自己評価する。未同定培養株の観察、調査とそれらの微細構造解析を中心に行った。その結果、Rhodella属の新種と思われる藻1株(宮城県仙台市蒲生干潟)、同属の未記載種R.anulomargarita(沖縄県石垣島、名蔵川)と同種の2株(オーストラリア・シドニーと沖縄県西表島後良川)を同定した。さらに、管状構造物がピレノイド基質に陥入する、これまで報告の無かったタイプの藻株(グアム島、オーストラリア・クインズランド、同じくビクトリアおよびフィージー・ヤクラ島)が確認された。前3株は同種の可能性が高く、最後の株は単細胞紅藻類の中だけでなく、紅色植物でも最初の例になるが、1細胞中に多数のピレノイドが存在していた。これら新たに微細構造の特徴を確認した藻群に焦点を当て、それらの18SrDNAによる分子系統解析を行った。全ての塩基配列明らかにしてはいないが、1) Rhodella属はピレノイド基質にチラコイドや観

入構造物など全く入り込まないピレノイドを有することで第一義的に定義できること、2)従って、ピレノイドにチラコイドが陥入しているR.cyaneaはRhodella属から除かねばならないこと、3)それらは分子系統的にも単系であること、4)葉緑体-ピレノイドと核の位置関係に多様性が認められ、それは細胞内共生後に生じた一連の宿主と共生体のオルガネラの一体化として把握できること、が明らかになった。これらの知見をまとめて、本年6月香港で開催される第2回アジア太平洋藻類フォーラムで発表する。また、ピレノイドに管状構造物の陥入する藻群が単系統であり、Porphyridium属と近縁であることも判明した。一次共生によって成立した紅色植物(単細胞紅藻類)は葉緑体・ピレノイドと他の核やミトコンドリアなどのオルガネラとの位置関係の解析には構造が簡単であることだけでなく、鞭毛を持たないことから細胞に方向性が無く好適である。このような観点から、昨年導入した落射蛍光ノマルスキー顕微鏡を駆使し、細胞内共生後に共生体と宿主細胞が一つの細胞としてオルガネラを統合していくプロセスを想定して葉緑体と核の位置関係に注目して作業を進めた。その結果の一部を昨年6月香港で開催された第2回アジア太平洋藻類フォーラムで「Thegeneric delimitation of Rhodella(Porphyridiales,Rhodophyta) with empasis on ultrastructure and molecular phylogeny」を発表するとともに、開催委員会からproceedingとして掲載するとの要請を受け、Hydrobiologiaに投稿し、現在印刷中である。また、本研究の主題に大きくかかわる内容の「藻類の多様性を細胞内共生から考える」を、昨年10月、京都で開催された日本進化学会設立記念シンポジウムに招待され、講演を行った。さらに本年2月DaeJoenのChugnum National Universityで開催された韓国藻類学会主催のワークショップのシンポジウムに招待され、「Systematic relationship of unicellular red algae: from the phenetics to the phylogeny」を講演した。この講演の内容も韓国藻類学会誌「Algae」にミニレビュウとして掲載される予定である。加えて,「多様性の植物学,2植物の系統」岩槻・加藤編に「細胞内共生と系統分化」の1章を分担し、本研究のあらましを中心とした内容を執筆した。以上のように、本研究は作業仮説を証明していく段階にあるにもかかわらず,このように注目を浴びていることを考えると、期待に応えるため早急に成果を挙げなければならない。次年度の研究に向けて、現在は蛍光顕微鏡観察の技術開発として,FITCあるいはDAPI染色の媒染効果を上げるための工夫を考慮しているところである。さらに単細胞紅藻類のうち、藻株の少ないCyanidian Algaeの採集にも力点をおいた。葉緑体-ピレノイドと核の立体構造と細胞内での位置関係を解析する手段として透過電顕の連続切片法が開発されているが,技術的な問題と時間的・人的な制約からより簡便な方法の開発が望まれていた。今回は蛍光落射微分干渉顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡を駆使し,核の蛍光染色としてDAPIとサイバーグリーンを施した光学切片法を試みた。その結果は実績報告書にまとめたが,総じてこの方法は有効であるとの認識を得た。核は上述のように蛍光染色法が確立しているので問題はなく、また葉緑体も自家蛍光で充分解析に耐えられたが、ピレノイドはまったく解析できなかった。この構造に対する蛍光染色法がまったく開発されていないことが主因であるので、今後ピレノイドの2次抗体蛍光染色法を開発しなければならない。
キャッサバの遺伝子組換えによるキャッサバモザイク病耐性植物の作出

キャッサバは、世界の熱帯、亜熱帯地域の国々において重要な食糧作物である。日本も食品加工に用いる澱粉素材として多量に輸入している。世界のキャッサバの収穫量を大きく減少させている原因がキャッサバモザイクウィルス(CassMV)である。アフリカには、キャッサバを主要な食糧とする民族が多く、CassMVが蔓延したために飢餓に陥っている。キャッサバには、CassMV抵抗性の遺伝資源がないので、媒介昆虫の駆除及び感染個体の除去以外に有効な防除方法がないのが現状である。本研究は、キャッサバモザイクウィルス(CassMV)に抵抗性を持つキャッサバ形質転換体を作出することを目的として行った。CassMVに対する抵抗性を付与するために、RNAinterfence (RNAi)を誘導するための構築物を作製し、バイナリーベクターに組み込んだ。次いで、アグロバクテリウム法を用いてキャッサバのKU50系統のカルスに接種して形質転換系統を作出した。分子解析を実施して、目的遺伝子が導入されていること、RNAiの証拠となる短いRNA二本鎖が生成されていることなどを確認した。次いで、得られたキャッサバ形質転換体の葉にCassMVを接種し、CassMV抵抗性が付与できているのか評価した結果、原系統に比べて形質転換系統は、有意な抵抗性を示すことが判った。また、RT-PCR法によりCassMVの増殖が抑制されている形質転換系統があることを確認した。現在、本研究の結果を取りまとめて投稿論文を執筆しているところである。(抄録なし)1.キャッサバモザイクウイルスの外被タンパク質遺伝子から得た短い断片をもとにGateway entry vector, pCR8-TOPOにクローニングしたのち、pEKH2INまたはpTRV2 RNAiベクターに組み込んだ。これらをAgrobacterium tumefaciensのEHAIO5系統にtriparental matingで導入し、EHA105pEKH2INcasmvaiおよびEHA105 pTRV2casmvaiと名付けた。現在この菌株をタバコに接種し、形質転換シュートを誘導中である。2.タイで育種された高デンプン含量品種、KU50、およびアフリカの在来系統TMS0603を用い、茎頂培養由来のin vitro植物から腋芽を採取し、カルス誘導に及ぼす植物ホルモンの条件を検討した。両品種とも、picloram単独添加の培地でカルスを誘導し、この培地で数回継代を繰り返す間に不定胚が形成されることを確認した。さらに、その一部はサイトカイニン単独添加培地で緑化し、発芽することが明らかになった。この方法では培養開始から最短3ヶ月で幼植物が得られた。現在、この方法で得られたembryogenic callusを用いて、EHA101pIG121Hmを用いて遺伝子導入条件を検討すると共に、これと平行して構築した2種類のRNAiベクター、EHA105pEKH2INcasmvaiおよびEHA105pTRV2casmvaiについても形質転換を行っている。本研究はキャッサバの重要病害であるキャッサバモザイクウイルスに抵抗性をもった系統を、RNA干渉を利用した遺伝子組換えによって作出しようとするものである。得られた成果は以下の通りである。(1)キャッサバモザイクウイルスのRNAから得た外被タンパク質遺伝子の短い断片を含むRNAiベクターの構築:スリランカ・キャッサバモザイクウイルスの外被タンパク質遺伝子から得た527bp断片をGateway entry vectorのpCR8-TOPOにクローニングし、配列解析、分析を行った後、eLR clonase^<TM> recombination reactionによってpEKH21N2ベクターに移し、カナマイシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子および外被タンパク質断片のセンス、アンチセンス方向の配列をもったベクターを構築した。このベクターをtriparental matingによってAgrobacterium tumefaciens EHA105系統に導入し、EHA105pEKH2IN2CasMW系統を得た。(2)RNAiコンストラクトのキャッサバ細胞への導入と植物体再生:キャッサバの実用品種KU50およびモデル系統TMS60444の腋芽を培養し、体細胞胚を経由した3ヶ月以内で養殖物が得られる迅速かつ単純な植物体再生系を開発した。ついで、これらのカルスにEHA105pEKH2IN2CasMVを導入し、カナマイシン選抜下で発根した植物体を得た。(3)形質転換の確認:カナマイシン存在下で発根した個体の中から任意に選んだ数個体について、PCRによりnptIIの存在を確認できた。

分子解析を実施して、目的遺伝子が導入されていること、RNAiの証拠となる短いRNA二本鎖が生成されていることなどを確認した。次いで、得られたキャッサバ形質転換体の葉にCassMVを接種し、CassMV抵抗性が付与できているのか評価した結果、原系統に比べて形質転換系統は、有意な抵抗性を示すことが判った。また、RT-PCR法によりCassMVの増殖が抑制されている形質転換系統があることを確認した。現在、本研究の結果を取りまとめて投稿論文を執筆しているところである。研究開始時期が遅くなったため、約半年間の仕事であるが、当初予定した内容についてはほぼ完了し、次年度に向けての準備ができている。前年度の研究開始時期が遅かったことによる研究の遅れの影響はほとんどなく、今年度予定した内容についてはほぼ完了し、次年度に向けての準備ができている。キャッサバについては、予備実験でAgrobacteriumによる形質転換が困難なことがわかっている。従って、今年度は、前年度で得られた不定胚形成能力をもったカルスを対象に、EHA101pBI121菌株を用いて、GUS遺伝子の発現を指標に形質転換条件を重点的に検討する。得られた結果を基に、RNAiベクターについても形質転換に用いていく。PCRによって形質転換の確認された個体において、さらに外被タンパク質遺伝子の導入と発現などに関する分析をPCR,サザン、ノーザン分析などを用いて行い、外被タンパク質遺伝子の導入が確認できた個体について順次耐病性に関するバイオアッセイを行っていく予定である。(抄録なし)
農作物における紫外線UV-Bのシグナル伝達と紫外線耐性機構の分子的解析

本研究報告書は、紫外線UltravioletB(UV-B)や微生物に対する防御物質としての働きを持つフラボノイド類の合成能を高めることにより、これらの有害環境に対する耐性作物の育種を目標とした研究結果をまとめたものである。ダイズにおいては、フラボノイド遺伝子の一つとして知られるカルコン合成酵素(CHS)遺伝子が少なくとも7つに同定されている。本研究では、ダイズ発芽初期におけるCHS遺伝子ファミリーの発現調節を遺伝子毎に調べ、芽生えにおける紫外線等に対する環境応答について解析した。その結果、発芽種子胚においては光照射の有無に関わらず、CHS第7遺伝子が種子の浸漬から6時間でピークに達するという非常に早い発現誘導を示したが、その生理的役割については今後の研究課題である。また、CHS第16遺伝子の紫外線UV-Bによる発現増大(紫外線応答能)が種子の浸漬から24時間以降になって急速に高まることが判明した。これは、自然界において芽生えが頭を出す以前に紫外線応答能が発達するという遺伝的プログラムを示唆するものであった。一方、マメ科植物においては、フラボノイドの一種が根粒菌の共生を促す作用をもつが、このようなフラボノイド合成は窒素栄養制限下で強まる。そこで、窒素栄養制限下で発芽したダイズ芽生えの根組織におけるCHS遺伝子ファミリーの発現調節を調べた。その結果、硝酸態窒素によるCHS第7遺伝子の発現抑制、また、それがマメ科植物に特異的であること等が判明した。フラボノイド合成の活性化因子としてはMYB相同性因子がよく知られている。本研究では紫外線UV-Bにより発現量の増大するダイズ遺伝子myb10及びmyb29の全長をクローン化しその構造解析を行った。今後、これらの遺伝子を利用したフラボノイド合成能の改変に着手する予定である。成層圏オゾン層の破壊による紫外線UV-Bの増加に備えるためにはUV-B耐性作物を育成することが急務である。本研究では植物の二次代謝産物の一つである紫外線吸光物質フラボノイド類が、紫外線照射によって表皮組織における蓄積を増し、照射線防御に重要な働きを持つことに着目した。このフラボノイド類の蓄積にはカルコンシンターゼ(Chalcone synthase,EC2.3.1.74;・CHS)の発現誘導が必要とされる。我々はダイズ(Glycine max cv Williams)chs遺伝子ファミリーの7つの遺伝子についてUV-Bによる発現調節を調べるための実験系を確立した。本年度において、その詳細な解析を進めたところ、第7遺伝子を除く全ての遺伝子がUV-Bによる発現の増大を示すことが明らかとなった。一方、これらの遺伝子のプロモーター領域に共通して見出されるH-boxの配列(CCTACC)は、トウモロコシにおけるフラボノイド合成の活性化因子であるMYB相同性因子Pの認識配列としても知られている。ダイズにおいては約二十種のMYB相同性遺伝子(myb-like)の存在を確認した。本年度はその中からUV-Bにより発現量の4倍から5倍に増大する遺伝子myb-like10及びmyb-like29の全長のクローニングを進めている。これまでに、myb-like10についてはほぼ全長のクローニングおよび塩基配列の解析が完了した。その結果、この遺伝子は翻訳領域前半のDNA結合領域においては他の植物から報告されたMYB相同性遺伝子に6070%の高い相同性を示したが、後半部分においては高い相同性を持った遺伝子は他に見られず、この遺伝子のコードする翻訳産物がユニークな機能を持った転写因子である可能性が示唆された。今後は、この転写因子が植物の紫外線応答機構にどのように関わっているかを調べる予定である。植物は発芽して間もなく太陽光の紫外線UV-Bを浴び、微生物優略等の危険にさらされる。フラボノイドはこれらの有害な環境要因に対する防御物質の一つとして知られている。

本研究では、ダイズ発芽初期におけるカルコン合成酵素(CHS)遺伝子ファミリーの発現調節を調べ、芽生えにおける紫外線等に対する環境応答について解析した。発芽種子胚においてはCHS第7遺伝子の発現誘導が種子の浸漬から6時間でピークに達するという非常に早い反応を示し、しかも、これは光条件に無関係であることが確認された。その生理的機能は紫外線防御とは離れるが、ファイトアレキシンあるいは成長制御物質としてのフラボノイド合成等にあたっていると考えられた。また、CHS第16遺伝子の紫外線UV-Bによる発現増大(紫外線応答能)は種子の浸漬から24時間以降になって急速に高まることが判明した。これは、下胚軸の伸長開始時期にあたり、自然界において地上に頭を持ち上げるまでに紫外線応答能の発達する遺伝的プログラムを示唆するものであった。フラボノイド合成の活性化因子の一つとしてはMYB相同性因子がよく知られている。これまでにダイズのゲノムよりPCR増幅した部分的MYB相同性遺伝子の中から紫外線UV-Bにより発現量が5倍近くに増大すると推定されるクローンを2つ選抜した。これらの遺伝子断片をもとにして、myb10及びmyb29の全長をクローン化しその構造解析を行った。一方、マメ科植物においては、フラボノイドの一種が根粒菌の共生を促す作用を持つが、このようなフラボノイド合成は窒素栄養制限下で強まる。そこで、窒素栄養制限下で発芽したダイズ芽生えの根組織におけるCHS遺伝子ファミリーの発現調節を調べた。その結果、窒素栄養制限下におけるCHS第7遺伝子の発現増大、それがマメ科植物に特異的であること、また、硝酸態窒素がその発現調節に関わっていること等が明らかとなった。
沈み込み帯でのマントル-地殻間物質再分配におけるマグマ性フルイドの役割りと化学組成

東北日本弧第四紀火山フロント北部に位置する岩手火山とその内弧側に位置する秋田駒ヶ岳,同フロント南部の南蔵王,安達太良両火山で代表的試料を収集し、XRF法による主成分および微量成分分析,ICP法での希土類元素分析を行った。本研究で提案したのは、マントル起源と信じられている低アルカリソレアイト系列マグマに着目し,1火山に共存する複数のマグマバッチの親マグマ組成特性の多様性から、垂直方向、あるいは時間経過の中での、マグマ源マントルの不均質性を見いだし、この差が沈み込みスラブから付加されたフルイドによる化学特性(マントル交代作用)と考えることである。岩手火山では,ソレアイト質マグマバッチシステム(magma suite)が5系列識別され,各々が独自の親マグマ,進化過程をたどったことが判明した。南蔵王でもソレアイト質マグマバッチシステムが同一火山体内に少なくとも3系列識別された。うち1系列は同火山に共存するカルクアルカリ系列と化学特性が酷似する。秋田駒ヶ岳でも,ソレアイト質マグマバッチシステムが,少なくとも4系列識別され,それぞれ異なる初生マグマに由来することが明らかとなった。微量成分組成はまだ定量予定である。親マグマにおける化学特性の多様性を検討すると、火山フロント下ではスラブ由来フルイドによりRb,Kが顕著に付加し、LILでもBaはごくわずかしか付加されていない事が推定される。また,東北日本弧フロント沿いに共存するソレアイト、カルタアルカリ両マグマ間の液相濃集元素特性の違いに,スラブ由来フルイドによるLIL元素の選択的付加度の違いが色濃く反映されている可能性がある事も支持される。今後,内弧側のスラブ由来フルイドの特性について検討を通じ,島弧横断方向でのスラブ由来フルイド特性の変化について,総合的に解釈できることになる。本年度は火山フロントに位置する火山(岩手、蔵王)について代表的試料を収集した。引続き、岩手火山の代表的試料に関して、蛍光X線分析法による主成分および微量成分分析(茨城大学設置:現有、消耗品:薬品類、謝金:実験補助)プラズマ発光分光分析法での希土類元素分析(茨城大学設置:現有、消耗品:薬品類、ガラス器具類、アルゴンガス等)を行った。岩手火山ではマントル起源と信じられている低アルカリソレアイトマグマのみからなる、同一マグマバッチのマグマ系列が同一火山体内に5系列識別された。本研究で新たに提案した、ある1火山に実際に噴出した複数のマグマ系列の組成特性をもとに、1火山下での垂直方向、あるいは時間経過の中における、マグマ源マントルの不均質性を見いだし、この差こそが付加されたフルイドによる化学特性(マントル交代作用)であると考える方法に基づいて火山フロント下にもたらされるスラブ由来フルイドの化学特性を推定すると、Rb,Kが顕著に付加し、同じLILでもBaはごくわずかしか付加されていない事になる。この結果は、本研究代表者が東北日本火山フロントに共存するソレアイト、カルクアルカリ両系列間に見られる化学特性の違いをもとに提唱した結果(1994年)と符号する。つまり、ソレアイト、カルクアルカリ両マグマ間の液相濃集元素特性の違いにスラブ由来フルイドによるLIL元素の選択的付加が色濃く反映されている可能性がある事を示す。東北日本南部の代表として現在、蔵王火山のソレアイト試料を分析中である。本年度は東北日本火山フロント南部の南蔵王火山およびフロントよりも内弧側に位置する秋田駒ケ岳について代表的試料を収集した。

南蔵王火山の代表的試料に関して、蛍光X線分析法(XRF)による主成分(茨城大学設置:現有、消耗品:薬品類、謝金:実験補助)およびプラズマ発光分光分析法での希土類元素分析(茨城大学設置:現有、消耗品:薬品類、ガラス器具類、アルゴンガス等)を行った。岩手火山の場合と類似し、南蔵王でもマントル起源と信じられてきた低アルカリソレアイトマグマからなるマグマバッチシステムが同一火山体内に少なくとも3系列識別された。そのうち1系列は同火山に共存するカルクアルカリ系列と化学特性が酷似する。この結果は、本研究代表者が、東北日本火山フロントに共存するソレアイト、カルクアルカリ両系列間に見られる化学特性の違いのうち、液相濃集元素特性の違いにスラブ由来フルイドによるLIL元素の選択的付加が色濃く反映されている可能性がある事を支持する成果である。現在は岩手火山の結果を論文にまとめつつある。また、南蔵王火山については、現在改良を手がけている、XRFによる微量成分組成定量法に従い、近日中に定量予定である。この結果を含め、学会発表を予定している。更に、秋田駒ケ岳火山の試料は主成分の化学分析の準備中である。また本プロジェクトに関連するものとして行ったものに、1火山におけるソレアイト、カルクアルカリ両系列の時間的空間的共存関係の検討がある。これは安達太良火山に共存する両系列岩の年代測定の層序の再検討である。この結果は既に学会発表を行い、現在論文執筆中である。本年度は東北日本火山フロントよりも内弧側に位置する,ソレアイトマグマの卓越する秋田駒ヶ岳について,代表的試料の蛍光X線分析法(XRF)による主成分(茨城大学設置:現有、消耗品:薬品類、謝金:実験補助)およびプラズマ発光分光分析法での希土類元素分析(茨城大学設置:現有、消耗品:薬品類、ガラス器具類、アルゴンガス等)を行った。本火山においても,マントル起源と信じられてきた低アルカリソレアイトマグマからなるマグマバッチシステムが,同一火山体内の,しかもカルデラ形成後という,限られた期間内に於いてもに少なくとも4系列識別され,それぞれ異なる初生マグマに由来することが明らかとなった。XRFによる微量成分組成も定量予定である。また,岩手,秋田駒ヶ岳両火山の中間に位置する高倉火山についても試料を採取したので,現在分析に供しているところである。更に,1火山におけるソレアイト、カルクアルカリ両系列の時間・空間的共存関係の検討を,安達太良火山において行った。共存する両系列岩の年代測定と層序の再検討に基づき,年代毎のマグマの化学特性を詳細に検討したところ,今まで一括されていたカルタアルカリ系列が,15万年前を境に,その化学特性を異にしていることが判った。この時点を境に少なくとも苦鉄質マグマの特性が急変,あるいは置き換わっており,新旧,各々独自の組成変化を行っていることが明らかになった。つまり,時間的分解能をあげることにより,火山下のより確実なバッチシステムの変遷をより具体的に解明でき,島弧マグマの生成進化メカニズムのモデリングをより現実性の高い物にできることが具体的に示されてきた。