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可積分系の手法を通した、ゲージ理論と重力理論の応用に関する研究

ゲージ理論と弦理論の対応を調べることで、場の量子論と一般相対論を統一的に理解することが私の研究目的である。平成19年度、私は研究実施計画に沿って、AdS/CFT対応(N=4超対称Yang-Mills理論と、AdS_5×S^5背景上のTypeIIB超弦理論の等価性)の持つ可積分性の側面を深く掘り下げて調べ、その成果を二編の国際専門誌論文等として発表した。まず一本目の論文において、私は弦のシグマ模型と古典sine-Gordon系との(あるゲージ選択下における)等価性を利用することで、最も一般的な弦の楕円解を網羅することに成功した。ここで得られた解は、それまでにAdS/CFT対応において重要視されてきた種々の解を特別なケースとして含むため、弦理論の古典可積分性、及びそれを超えた量子可積分性において重要な役割を果たすことが期待されている。この論文ではさらに、AdS/CFT対応においてこれまで注目されてこなかった新しいクラスの弦の状態とSYM演算子との対応を提唱しており、今後のAdS/CFT対応の研究にとって新しい検証舞台を切り開く可能性が期待されている。実際、私自身、その方向性で、現在研究を進めているところである。次に二本目の論文では、これまでに様々な要請、状況証拠から推察されていたべーテ仮説方程式(可積分方程式)中の散乱行列に関して、その特異点の構造に着目することで、可積分性を仮定しない、純点粋に運動学的な観点からその正当性を確かめた。またこの論文では、研究実施計画で予告した通り、sine-Gordon系でbreather解として知られているキンク-反キンク結合状態がどのような古典弦に対応するかについても詳しく調べた。こうした一連の仕事で私の行った検証は、いわゆるラージN極限でAdS_5/CFT_4が可積分であることを強く示唆するとともに、それに拠った量子ベーテ仮説方程式の定式化において重要な役割を果たした。
栗イガの化学的研究に基づく未利用資源の機能開発と応用研究

栗イガの機能開発を目的に成分精査を行い,得られた化合物について抗酸化能評価,チロシナーゼ阻害活性,メラニン産生抑制作用を検討した.成分精査ではイガから13種の化合物を単離した他,加水分解性タンニンの酸分解物からellagicacid3-C-glucosideを得た.メラノーマ細胞を用いたアッセイでは,ellagicacidが強い細胞毒性を示した一方,ellagicacid3-C-glucosideは細胞毒性を認めず,またコントロールのarbutinよりも強いメラニン産生抑制活性を示した.栗イガの機能開発を目的に成分精査を行い,得られた化合物について抗酸化能評価,チロシナーゼ阻害活性,メラニン産生抑制作用を検討した.成分精査ではイガから13種の化合物を単離した他,加水分解性タンニンの酸分解物からellagicacid3-C-glucosideを得た.メラノーマ細胞を用いたアッセイでは,ellagicacidが強い細胞毒性を示した一方,ellagicacid3-C-glucosideは細胞毒性を認めず,またコントロールのarbutinよりも強いメラニン産生抑制活性を示した.ブナ科クリ(Castanea crenate)の葉,樹皮,実の渋皮には加水分解性タンニン類が豊富に含まれることが知られており,それらには強い抗酸化活性をはじめ抗腫瘍作用,抗ウィルス作用など多彩な機能が報告されている.一方で,クリの「イガ」については厄介者扱いされるだけで全く研究対象とされていないことから,未利用植物素材の機能開発およびそれらの有効活用に向けた基礎的研究の足がかりとする目的で,イガの各種アルコールおよび含水アセトン抽出物についての抗酸化能評価(ORAC法)を行った.その結果,イガの含水アセトン抽出物に最も強い抗酸化活性を認めたため,その成分構成を明らかにする目的で詳細な成分精査を行い,14種のポリフェノール類[gallic acid, ellagic acid, protocatechuic acid, kaempferol 3-O-(6"-O-p-coumaroyl)-glucoside,3,3'-di-O-methylellagic acid,3,3',4-tri-O-methylellagic acid,1,2,3-tri-O-galloylglucose,1,2,3,6-tetra-O-galloylglucose,1,3-di-O-galloyl-4,6-HHDP-glucose, tellimagramdin I, tellimagrandin II, casuarictin, casuarinin, castalagin]を単離・同定した.また,得られた各化合物を標準試料として成分分析を行った結果,本抽出物にはcasuarinin, tellimagrandin I, tellimagrandin IIなどの加水分解性タンニンやellagic acidおよびそれらのメチル化物が主成分として豊富に含まれることを明らかにした.単離した化合物のうちC-配糖体型エラジタンニンであるcasuarininは加水分解を行うことでエラグ酸のC-配糖体化物が生成することを確認しており,それにはエラグ酸と同等あるいはそれ以上の活性が期待されることから,エラグ酸C-配糖体化物のイガからの効率的な抽出方法の検討による量的確保,およびそれらを用いた各種生理活性評価を行う予定である.ブナ科クリ(Castanea crenata)の葉,樹皮,実の渋皮には加水分解性タンニン類が豊富に含まれることが知られており,それらには強い抗酸化活性を含む多彩な機能が報告されている.一方で,クリのイガは厄介者扱いされるだけで全く研究対象とされていないことから,未利用植物素材の機能開発および有効活用に向けた基礎的研究の足がかりとする目的でイガに含まれる成分の検討を行った.昨年までの検討において,イガの各種有機溶媒抽出エキスのうちORAC法のよる抗酸化能評価で高い活性を示したイガの70%アセトン抽出物から14種のポリフェノール類を単離・構造決定し,本抽出エキスには加水分解性タンニンやエラグ酸類が主要成分として豊富に含まれることを明らかにした.本年度の検討のうち,単離した化合物についての抗酸化能評価(ORAC法)ではプロトカテク酸,kaempferol3-O-(6"-O-p-coumaroy1)-glucosideに顕著な抗酸化活性を認めたほか,加水分解性タンニンである1,2,3,6-tetra-O-galloylglucose,casuarictinにも強い活性を認めた.チロシナーゼ阻害活性の測定ではエラグ酸類には活性を認めなかったが,加水分解性タンニン類(1,2,3,6-tetra-O-galloylglucose,tellimagrandinII)に強い阻害活性を認めた.また,本抽出エキス中に豊富に含まれるC-配糖体型エラジタンニンであるcasuarininを加水分解することで,本研究課題の主要目的化合物であるエラグ酸3-C-glucosideを得た.本化合物についても同様の活性評価を行った結果,チロシナーゼ阻害活性は認められなかったが,抗酸化能評価ではエラグ酸の約2倍(モル比)の活性を示した.次年度以降の検討では,得られた各化合物についての更なる評価系での活性測定を行うとともに,より効率的にエラグ酸3-C-glucosideを得るための検討を行う.クリの葉,樹皮,果実の渋皮には加水分解性タンニンが豊富に含まれることが知られており,それらには様々な生理活性が報告されている.一方,クリのイガは厄介者扱いされるだけで全く研究対象とされていないことから,未利用植物素材の有効活用を目的とした検討を行った.

昨年度までの成果として,イガの成分精査,ORAC法による抗酸化能評価,チロシナーゼ阻害活性の測定を行った.成分精査ではイガから14種の化合物を単離し,加水分解性タンニン,エラグ酸類を主成分として認めた.また,イガに豊富に含まれるcasuarininを酸分解することで,本研究課題の主目的物であるエラグ酸3-C-glucosideを得た.活性評価では,ORAC法による抗酸化能評価でプロトカテク酸等に強い活性を認めた他,エラグ酸3-C-glucosideはエラグ酸の約2倍の活性を示した.また,チロシナーゼ阻害活性では加水分解性タンニンに強い活性を認めた.上記の結果を踏まえ,本年度はメカニズムの異なる抗酸化活性評価法であるSOD様活性測定法を用いて多角的な評価を行うとともに,エラグ酸3-C-glucosideについてメラノーマB16細胞のメラニン産生に与える影響を評価した.SOD様活性評価では没食子酸,エラグ酸,加水分解性タンニンに顕著な活性を認め,またエラグ酸3-C-glucosideにもエラグ酸と同等の活性が確認された.メラノーマB16細胞を用いたアッセイでは,エラグ酸には強い細胞毒性が確認された一方,エラグ酸3-C-glucosideでは細胞毒性を認めず,さらにコントロールのアルブチンよりも強いメラニン産生抑制活性を示した.また,本化合物を効率的に得る手法の検討では,殻斗の抽出物には加水分解性タンニンを認めなかったことから,イガのみを抽出に用いることで各種成分を効率的に得ることができると考えられる.栗イガの成分精査から14種のポリフェノール類を単離・構造決定し,生理活性評価に供する試料を得た.また,豊富に得られたC-配糖体型エラジタンニンであるcasuarininを加水分解することで,本研究課題の主要標的化合物であるエラグ酸のC-配糖体化物を得た.生理活性評価では,ORAC法,チロシナーゼ阻害活性の評価系を確立し,得られた各化合物についての評価を行った.上記実験を当初の目標期間内に遂行している.24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の主要標的化合物であるエラグ酸3-C-glucosideをイガから効率良く得る手法の検討を行うことで,末利用資源の有用開拓を行う.また,当初の研究計画では樹状細胞を用いた評価系でのバイオアッセイを検討していたが,当該細胞が生産中止となり供給が見込めないため,新たな生理活性評価系を構築することで多角的に含有成分の評価を行うこととする.24年度が最終年度であるため、記入しない。
離散群の様々な擬等長不変量と群の表示との関係の解明

ロー代数というC*環の、ある稠密な環(Coarse群環)について考察を行った。Coarse群環の森田同値で不変な量は有限生成群の擬等長不変量になる。その逆の問題として、Coarse群環はほとんど群の擬等長の情報を失っておらず、広いクラスの群についてその森田同値類は完全不変量であることが期待されていた。この問題について、Coarse群環の係数が実係数などである時、実際にどのような有限生成群に対してもCoarse群環は群の擬等長の情報を失っていないことを証明した。証明はCoarse群環の可逆元と幕等元について詳しく調べることによって得られる。一方で係数が一般の場合にはこの方法での証明にはうまくいかないところがあり、同じことが成り立つかどうかはわかっていない。またCoarse群環の間に森田同値より強い強同値という同値関係を定義した。この場合も、二つの擬等長な有限生成群が与えられたときそれらのCoarse群環は強同値になることがわかった。その逆の問題については、上で述べた場合より多くの環についてCoarse群環は群の擬等長の情報を失っていないことを証明した。また、Coarse群環の環論的性質を具体的に調べるという問題についても考察した。Coarse群環のn次元のホッホシルド(コ)ホモロジー群についてもその係数が実係数などである時、n次元の群の一様有限(コ)ホモロジーの離散版に一致することがわかった。kを任意の単位元を持つ環、Gを有限生成群とし、1_f(G,k)をG上kを値に持つ関数で像が有限集合であるものとする。和、積は各点ごとに考え環構造を与える。このとき、Gは1_f(G,k)に自然に作用しているのでGと1_f(G,k)から自然な斜群環を考えることができる。このようにして作った環をR(G,k)と書くことにする。そこで、本研究において次のような成果を得た。すなはち、G、G'を互いに擬等長な有限生成群とするときR(G,k)とR(G',k)は森田同値になるということを証明した。さらに系として、上の条件に加えてG、G'が非従順群であるときには、R(G,k)とR(G',k)は環として同型になることも証明できた。本研究成果は、環の森田同値不変量がすべて擬等長不変量になっていることを示すものであり、有限生成群の擬等長幾何がより代数的なものになったといえる。よって群の表示の操作とより関係がつけやすい不変量が得られたと考える。また、kが複素数体の場合はR(G,k)はGのロー代数というC*環の稠密な環となっており、作用素環論的な考察もできることが期待される。係数をいろいろな環にすることによってどのような不変量が出てくるかを調べることも興味深い。さらに本研究成果は、本研究の目的の一つである、漸近次元が有限か無限かを群の表示から計算するアルゴリズムを得るという問題について重要なステップであると考えられる。それは漸近次元が有限か無限かの完全な情報を環R(G,k)が持っているという期待がされるからで、漸近次元が有限か無限かは環の森田同値で不変なある代数的概念に置き換えることができると予想されるからである。Coarse群環はほとんど群の擬等長の情報を失っておらず、広いクラスの群についてその森田同値類は完全不変量であることが期待される。よって、Coarse群環の環論的性質を具体的に調べるという方針で研究を進めた。まずは、Coarse群環の可逆元と冪等元についての研究を行ったが、アーベル群のそれですら、複雑で多くの情報を持っていて既存の環論、作用素環の知識ではすぐには理解できそうにないということが分かった。そこで方針を変えて、よく知られた森田同値不変量である、大域次元、Hochschild cohomology、Cyclic cohomologyなどについてCoarse群環の場合に考察した。大域次元については,群のコホモロジー次元によってそれを評価する公式を与えることができた。Hochschild cohomlogy、Cyclic cohomologyについては、もの自体は無限次元になってしまい、大域次元以上の情報はほとんど持っていないと考えられる。一方で、擬等長から定まる森田同値はかなり分かりやすく記述することができることがわかった。0次のCyclic cohomologyは従順群が持つ不変meanの存在と関係があり、この森田同値の具体的な記述から、従順群のクラスを拡張した擬等長不変な群のクラスが考えられる。よって、1次以上のCyclic cohomologyの元についても何か幾何学的意味があると予想され、漸近次元と関係するものが発見できるかもしれない。

この問題について、Coarse群環の係数が実係数などである時、実際にどのような有限生成群に対してもCoarse群環は群の擬等長の情報を失っていないことを証明した。証明はCoarse群環の可逆元と幕等元について詳しく調べることによって得られる。一方で係数が一般の場合にはこの方法での証明にはうまくいかないところがあり、同じことが成り立つかどうかはわかっていない。またCoarse群環の間に森田同値より強い強同値という同値関係を定義した。この場合も、二つの擬等長な有限生成群が与えられたときそれらのCoarse群環は強同値になることがわかった。その逆の問題については、上で述べた場合より多くの環についてCoarse群環は群の擬等長の情報を失っていないことを証明した。また、Coarse群環の環論的性質を具体的に調べるという問題についても考察した。Coarse群環のn次元のホッホシルド(コ)ホモロジー群についてもその係数が実係数などである時、n次元の群の一様有限(コ)ホモロジーの離散版に一致することがわかった。
Ｓ１００Ａ４の制御による膵癌、肺癌の浸潤、転移の抑制法の開発

S100A4の高発現は膵癌、肺癌で共通に見られ、発現抑制により増殖が抑制され、強制発現により運動能が亢進することを明らかにした。膵癌では発現が神経浸潤と有意に相関を示すことも示した。さらに低発現癌細胞で強制発現することにより発現が変化する遺伝子も特定し、機能解析を進めている。膵癌ではS100A4の高発現とGEM治療による予後低下が報告されていたため、膵癌、胃癌、大腸癌、胆嚢癌、胆管癌の合計8細胞株においてGEM耐性株を樹立し、分子機構を調べた結果、Deoxycytidine kinaseの不活性化が極めて高頻度に見られること見出した。さらに検討を加えている。1)これまでにS100A4遺伝子の低発現細胞株に遺伝子を強制発現させると浸潤能に密接にかかわる運動能が更新することを明らかにした。さらに、遺伝子強制発現により発現変化を示す遺伝子としをマイクロアレイ解析でピックアップし、4遺伝子に候補を絞っていたが、遺伝子発現により浸潤能にかかわる遺伝子を絞り込んだ。さらにノックダウン実験を進めている。また、臨床検体により検討を加えたところ、S100A4の高発現は神経浸潤と有意に相関を示した。2)Gemcitabine(以下GEMと略記)は膵癌治療における重要な抗がん剤である。S100A4の高発現によりGEM治療による予後の改善が低下することが報告されていたが、その分子機構は不明である。GEM耐性の細胞株を樹立し、分子機構を調べた結果、GEMの細胞内取り込みはきわめて早く、その排出も早いことが判明したが、細胞内でGEMを活性型に変換させる重要な酵素であるDeoxycytidine kinase(DCK)の不活性化が極めて高頻度(6例中5例)に見られること見出し、報告した。S100A4の発現とは特に関連が見られなかったため、高発現の患者で予後が悪いことは薬剤感受性とは別個のことで、浸潤と関係する可能性も考えられた。3)独自に開発したMethyl-CpG targeted Transcriptional Activation(MeTA)法とマイクロアレイ法を組み合わせたMeTA-Array法を開発し、これまでに知られていなかった膵癌においてメチル化で発現抑制されている多数の遺伝子を特定した。これらは膵癌のバイオマーカーの候補である。4)肺癌においてもS100A4のノックダウンと導入実験が進んでおり、次年度に成果を公表する予定である。また、肺癌を標的にしたMeTA-Arrayも行っており、次年度は特定した候補遺伝子の解析を加える予定である。1)S100A4の高発現が神経浸潤と有意に相関を示すことを膵癌切除標本を用いて検討を加えて明らかにした。さらに、S100A4遺伝子の低発現膵癌細胞株にS100A4を強制発現させると浸潤能に密接に関わる運動能が亢進することを明らかにした。遺伝子強制発現により発現変化を示す遺伝子をマイクロアレイ解析でピックアップし、さらに機能的にも解析を加え、浸潤能にかかわる遺伝子を絞り込んだ。これらの遺伝子については、ノックダウン実験や遺伝子強制発現実験を進めている。2)肺癌において、高頻度にS100A4の発現が亢進していることを明らかにし、ノックダウンにより増殖抑制が見られ、強制発現により細胞の運動能が亢進することを明らかにした。また、ノックダウンにより発現動態が変化する遺伝子を膵癌で特定していたが、肺癌においても検討を加えたところ、膵癌とよく似た発現動態が見られた。これらの結果から、S100A4は肺癌と膵癌で機能的にきわめて似た機序で発癌に働いていると考えられた。3)Gemcitabine(以下GEMと略記)は癌治療における重要な抗がん剤で、膵癌ではS100A4の高発現によりGEM治療による予後が低下することが報告されていたが、その分子機構は不明である。膵癌、胃癌、大腸癌、胆嚢癌、胆管癌の合計8細胞株においてGEM耐性株を樹立し、耐性の分子機構を調べた結果、細胞内でGEMを活性型に変換させる重要な酵素であるDeoxycytidine kinase(DCK)の不活性化が極めて高頻度に見られること見出した。他方、これ以外のメカニズムもあるようであり、現在、さらに検討を加えている。S100A4の高発現とGEM治療による予後不良については未解明である、さらに検討を加えている。1)これまでにS100A4遺伝子の低発現細胞株に遺伝子を強制発現させ、発現の変化する遺伝子としてマイクロアレイ解析でピックアップされた遺伝子群を解析し、遺伝子発現とS100A4の発現量との関連を調べ、遺伝子導入コンストラクトを4遺伝子について作成した。また、遺伝子ノックダウンのためのRNAを作成した。2)S100

A4遺伝子の発現はイントロン1のCpG部位のメチル化の状態で左右されると報告されているが、我々のこれまでの検討では、必ずしもメチル化だけでは説明のつかないがんもある。そこで、COBRA法で癌におけるメチル化の状態を調べ、脱メチル化剤である5-aza dC、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であるTSAを用いて発現の変化の有無を調べた。その結果、多くの場合、CpG部位のメチル化が重要な働きをしていることが判明したが、ヒストン修飾が重要であるがんの存在も明らかになった。3)Gemcitabine(以下GEMと略記)は膵癌治療における重要な抗がん剤である。S100A4の高発現によりGEM感受性が低下する可能性が報告されていたが、その分子機構は不明である。そこで、GEM耐性の細胞株を樹立し、その分子機構を調べた。その結果、GEMの細胞内取り込みはきわめて早く、その排出も早いことが判明したが、さらに、細胞内でGEMを活性型に変換させる重要な酵素であるDeoxycytidine kinase(DCK)の不活性化が極めて高頻度に見られることも判明し、報告した。4)独自に開発したMethyl-CpG targeted Transcriptional Activation(MeTA)法とマイクロアレイ法を組み合わせたMeTA-Array法を開発し、これまでに知られていなかった膵癌においてメチル化で発現抑制されている多数の遺伝子を特定した。これらは膵癌のバイオマーカーの候補である。S100A4の下流で動く遺伝子の絞り込みができ、その遺伝子のノックダウン実験の準備を進めている。また、MeTA法でも膵癌において新規のエピジェネテッィックに発現が制御されている候補遺伝子を特定しており、当初予想していなかった方向での成果が出てきている。全体としては順調と考えられる。ノックダウン実験はまだ行うことができていないが、実験に用いるべき細胞のスクリーニングを終えることができた。また、遺伝子導入のコンストラクトの作成ができた。miRNAの実験などは遅れているが、GEM体制細胞株の体制分子機構の解明ができたこと、ならびに、膵癌において新規のエピジェネテッィックに発現が制御されている遺伝子を多数検出するなど、当初は予想していなかった成果が上がった。そのため、全体としては順調と考えている。S100A4の下流の候補遺伝子のノックダウンと遺伝子導入により出現する影響を詳細に調べ、臨床検体との関係を見極める。また、ピックアップされた遺伝子の発現制御が転写因子を介するものなのかエピジェネテッィックな機序によるのかを見極める。さらに、膵癌の発生、進展にかかわるバイオマーカーの開発を行い、早期診断に役立てるため、エピジェネテッィックな機序に加え、メタボローム解析を進める。ここでは、最も重要な抗癌剤であるGEMに対する感受性・耐性の機構についての解析も加える。S100A4遺伝子の下流で動く絞り込まれた遺伝子のノックダウンと強制発現系による実験を行う。これらの実験では、特に、細胞のproliferation、migration、invasionなどに注目して解析する。また、GEM耐性機構の解析のため、親株と耐性株の比較検討をメタボローム解析により進める。
ゼロエミッションをめざした物質循環プロセスの市場形成要件の抽出

21世紀に向けて地球に優しく安全で快適な生活を維持できる人間活動および生産活動を創生するためには、ゼロエミッションをめざした新たな物質循環プロセスを構築することが必要である。そのためにゼロエミッションのための物質循環プロセスを実際に稼働させるための推進力としての市場形成の方法論を考察した。すでに、特に主要先進国からはインターネット上に、人間活動および生産活動双方からの廃棄物処理あるいはリサイクルに関する膨大な量の情報があり、その中で市場形成の試みと思われる事例があり、市場形成技術、必要要件といったものを、抽出した。情報交流、教育広報も含めて、ゼロエミッションのための物質循環プロセス市場形成のためのネットワーキングの具体化を考察した。インターネット上の関連サイトの検索、整理を進めた。それらデータベースをリンクし、ゼロエミッション情報を発信するためプロトタイプのサイトを作成した。ホームページは、ゼロエミッション物質循環プロセスの考えを示している。それは、従来の物流とゼロエミッション物質循環プロセスが実現したときの物流を比較検討、評価するための大枠の枠組みにつながる。まず鉱物、食料等、資源データ、その輸出入データ、生産、流通市場での物流データ、リサイクル状況そして異種産業プロセス間の廃棄物の資源化データ、さらに廃棄物の蓄積状況についてのデータに、リンクし、物流の絶対値における評価を試みた。新規のゼロエミッションのための物質循環プロセス市場形成のためのネットワーキングの具体化のアイディアが、資源採掘の鈍化、廃棄物蓄積の鈍化に影響する度合いが評価される。物質収支のみでなく、その再資源化アイディアの種々の質的変換に対する評価も重要である。ゼロエミッションのアイディアを、推進する社会環境整備状況についてのリンクも組み込んだ。環境報告書のような産業界の自主的変革と行政主導のPRTRのような法的規制、消費者による選択システムなど、推進力となる情報も集積した。
遠隔操作するロボットに資する推定通信状況を元とした行動生成に関する研究

被災地の調査を行う遠隔操作型災害対応ロボットが、現在地点の無線通信状況と環境情報を元に、活動範囲の無線通信状況を動的に推定し、その結果から半自律的に通信状況の悪化防止・改善を行う技術の研究を行う。本研究により、災害対応ロボットが通信切断により行動不能に陥る事故を抑えることができる。本研究は1ベイズ推定を用いた過去及び未来の無線通信状況の推定技術の高度化、2通信状況の悪化を抑えるための行動生成、3状況悪化時の自律動作による通信回復、の三つの要素研究からなる。1については、無線通信状況の推定に必要な、環境構成材料の推定研究を行った。SLAM技術で取得した地図をおおまかな群に分割し、すべての可能性のある構成材料の組み合わせについてシミュレーションを行い、複数仮説を立てる。その後、ロボットを進行させて計測した実測値と比較することで、過去に遡及して仮説を検証し構成材料を推定する。ビル内環境での検証では、5874%の精度で物体の素材を推定できた。さらに材料を2種に大別し、推定済の材料の再推定は行わないことで、時間計算量の大幅な削減を実現した。2については、以前の研究で実現した環境の推定電界強度地図を用いて、電界強度を評価値とした行動計画手法を開発した。本手法では廊下の曲がり角単位の大まかな行動生成と、廊下内の詳細な行動生成の、2つの手法を併用し、複雑な環境でも局所解に陥らずに、通信が切れにくい経路を生成できる。3については、当初計画をベースとして発展させ、主系統の通信断絶時に副系統の通信で復帰を行う研究と、対象行動範囲全てで通信可能とする通信機器の設置数と位置の計画の研究を行った。特に設置位置の計画については美術館定理を用いた数学的解法と、環境の諸事情を考慮した上で絞り込みを行う実用的解法の2種類の研究を行い、屋内外で妥当性の検証を行った。具体的にはSLAM技術で取得した地図をおおまかな群に分割し、すべての可能性のある構成材料の組み合わせについてシミュレーションを行い、複数仮説を立てる。ビル内環境での検証では、5874%の精度で物体の素材を推定できており、今後推定精度の向上を行う。2については、以前の研究で行った環境の推定電界強度地図をベースに、ポテンシャル勾配法を用いてロボットの行動を生成する技術を開発している。通常の勾配法では障害物やゴールの周辺に仮想の引力/斥力を設定するが、本研究では推定した環境中の電界強度を勾配に変換する点が新しい。この変換方法について、開発と吟味を行っており、来年度にはシミュレーションベースの結果が出る予定である。3については、通信ができない領域に誤って入ったロボットが、遠隔操作ではなく自律的に通信ができる領域へ移動する。現在は基礎的な検討として、ゴールをどこへ設定するかの議論を行い、複数の方針についてシミュレーションを行いその実現可能性を模索している段階である。1については、目標とした環境材料情報の推定を、過去の複数仮説からの評価選択という方法で、実現した。推定精度は5070%であり、今後の向上が必要であるが、理論の確立と、実験により理論の正当性を実証できたことは大きな進歩である。2については、これまでの研究成果である推定電界強度地図を、操作者が参考にするのみならず、ロボットが自律的にその結果をもとに行動を決定する点が新しい。また、既存のポテンシャル勾配法の枠組みに当てはめ、電界強度ポテンシャル場という新しい考え方を提案し、実装している。3については、測定には必ず誤差があるため、ロボットが誤って通信範囲外に移動した際の次善の策に関する研究である。これまでの研究成果である推定電界強度地図をもとに、未知空間であっても電波状況の良い場所を推定し、そこへ自律移動することで通信を再開する。この考え方はこれまでにないものであり、いまだ有効性の確認も行えていないが、基礎理論の確立に努めている。1については、無線通信状況の推定に必要な、環境構成材料の推定についての簡素化と、成果の取りまとめを行った。

環境を構成する多種の材料を2種に大別し、さらに以前推定した群については再推定は行わないこととし、新しく得られた環境についてのみ推定を行うことで、時間計算量の大幅な削減を実現した。2については、以前の研究で行った環境の推定電界強度地図をベースに、ポテンシャル勾配法を用いてロボットの行動を生成する技術を開発している。通常のポテンシャル場では、目的地点に引力、障害物に斥力を生じさせるが、本研究では加えて環境の電界強度に応じた斥力場を設定し、三種類の仮想力場の線形和としてポテンシャル場を生成した。屋内環境でのシミュレーションを行ったところ、現状では設定した目的地点までたどり着いていない。3については、通信ができない領域に誤って入ったロボットに対し、その局所周辺の電界強度がより強い方向にロボットを動かし通信状況を改善させる方針を立てた。また、派生研究として、環境に予め複数の通信機を配置し通信環境を整備するために必要な、通信機の台数とその場所を求める手法の開発を行った。本研究は1ベイズ推定を用いた過去及び未来の無線通信状況の推定技術の高度化、2通信状況の悪化を抑えるための行動生成、3状況悪化時の自律動作による通信回復、の三つの要素研究からなる。1については、昨年度に確立した理論をより実用的にするため計算量の実現を行うことができた。推定精度の向上が引き続き課題となる。2については、これまでの研究成果である推定電界強度地図を元に、既存のポテンシャル場を拡張した電界強度ポテンシャル場を実際に作成することができた。また実際のビルを模した複雑な環境を対象とした行動生成を行った。目標地点に対する引力の与え方と、三種類の仮想力場を線形結合する際の係数の決定が問題点として挙げられる。3については、測定には必ず誤差があるため、ロボットが誤って通信範囲外に移動した際の次善の策に関する研究である。これまでの研究成果である推定電界強度地図を基に、局所勾配の高い方向へ進む基礎理論の構築を行うことができた。被災地の調査を行う遠隔操作型災害対応ロボットが、現在地点の無線通信状況と環境情報を元に、活動範囲の無線通信状況を動的に推定し、その結果から半自律的に通信状況の悪化防止・改善を行う技術の研究を行う。本研究により、災害対応ロボットが通信切断により行動不能に陥る事故を抑えることができる。1については、無線通信状況の推定に必要な、環境構成材料の推定研究を行った。SLAM技術で取得した地図をおおまかな群に分割し、すべての可能性のある構成材料の組み合わせについてシミュレーションを行い、複数仮説を立てる。その後、ロボットを進行させて計測した実測値と比較することで、過去に遡及して仮説を検証し構成材料を推定する。ビル内環境での検証では、5874%の精度で物体の素材を推定できた。さらに材料を2種に大別し、推定済の材料の再推定は行わないことで、時間計算量の大幅な削減を実現した。2については、以前の研究で実現した環境の推定電界強度地図を用いて、電界強度を評価値とした行動計画手法を開発した。
10年後の被災都市におけるミュージアムの教育プログラム―ニューオリンズを事例に

本研究はこれまでアメリカのミュージアムを主要な調査対象としてきたが、2018年度は、比較事例として日本国内における災害や災厄を伝えるミュージアムを中心に調査を行った。調査対象館は、広島平和記念資料館、国立広島原爆死没者追悼平和祈念館(以上、広島市)、ホロコースト記念館(福山市)、阪神淡路大震災記念人と防災未来センター(神戸市)、以上である。広島市の2館については展示調査のほか平和記念公園内に設置されたさまざまなモニュメントや記念碑を確認し、併せて市内の記念館(袋町小学校平和資料館など)も訪問した。福山市のホロコースト記念館については、前年度にホロコースト記念ミュージアム(ワシントンDC)の調査を行っていたためその比較対象として取り上げた。館関係者にインタビューを行い、設立の趣旨や教育プログラムの実施状況、スタッフについて詳細な情報を得ることができた。ワシントンDC、福山市のいずれの館もホロコーストの現場に建つのではなく、「ここではない場所で起こった災厄」を展示するという共通性がある。加えて、福山市のホロコースト記念館における展示のひとつ(犠牲者の写真を壁面に並べる展示)がワシントンDCのホロコースト記念ミュージアムから影響を受けていることが明らかとなり、ホロコースト展示のプロトタイプ的なものが確認された。これらから得られた成果については、近年の記憶研究において論じられている「メモリアル・ミュージアム」の概念を整理しつつ、災厄の犠牲者の固有名の回復とその不可能性の問題を中心に論考にまとめ、2019年度に刊行予定である。本研究ではこれまでにもアメリカにおいてホロコーストを扱うミュージアムの調査を行ってきたが、災厄を伝えるミュージアムを研究するにあたっては、ホロコーストのケースがきわめて重要であることが改めて確認された。2019年度はこの部分にさらに焦点を当て調査を進めたい。前年度から引き続き、アメリカにおいてミュージアム調査を行うことを計画していたが(ワシントンDC、ホロコースト記念ミュージアム、および911ナショナル・メモリアル&ミュージアムほか)諸事情により急きょ取り止めとなったため、当初の研究計画が遂行されなかった。この調査については、最終年度に実施予定である。すでに記したとおり、災厄のミュージアムを検証するにあたっては、20世紀最大の災厄のひとつであるホロコーストをミュージアムがこれまでどのように表象してきたのか、そこにどのような問題が生じているのかをたどることが不可避である。本研究はアメリカのミュージアムを対象としているが、アメリカはホロコーストの現場とならなかったにも関わらず、多くのユダヤ関係ミュージアムやホロコースト・ミュージアム、ホロコースト教育研究センターが設立されており、中でも合衆国ホロコースト記念ミュージアムは多くの来館者が訪れるなど、ミュージアムとしても成功しているといえる。これらの文脈を踏まえ、最終年度となる2019年度は、「災厄が起こらなかった場所で災厄を展示するミュージアム」をサブテーマとし、以下のとおり調査研究を進める予定である。12018年度に実現できなかったアメリカにおける調査の実施(ホロコースト記念ミュージアム:ワシントンDC、911ナショナル・メモリアル&ミュージアム:ニューヨーク)2上記1以外のアメリカのミュージアム調査。現時点では、ヒューストンのホロコースト・ミュージアム、ニューヨークのユダヤ遺産博物館におけるアウシュヴィッツ企画展を予定している。3より広い視野を得るために、ヨーロッパにおけるホロコースト関連ミュージアムの調査を行う。戦争博物館(ロンドン)などを予定している。これらに加え、可能な限り国内における災厄を展示するミュージアムの調査(リアスアーク美術館など)を進める。また、引き続き関連文献の渉猟にも努める。今年度は、来年度4月のニューオリンズとニューヨークにおける現地調査に備えた文献および資料調査を中心に進め、並行して東日本大震災関連の博物館企画にも注目し、調査を行った。来年度の現地調査の対象に予定しているルイジアナ州博物館(LSM)、ルイジアナ子ども博物館(LCM)〔以上、2005年のハリケーン・カトリーナの被災事例〕、ナショナル・セプテンバー11メモリアル&ミュージアム(911M&M)〔911のテロの被災事例〕の災害展示や教育普及プログラムについての情報収集を行った。その結果、LCMでは被災時に4歳から11歳だった子どもたち24人に行ったインタビュー動画をウェブ上で一般公開するかたわら、企画展"Katrina Voices"を行っていること、LSMでは常設展において"Living with Hurricane: Katrina and Beyond"が継続されていること、911M&Mでは厳密な基準にしたがった被災物の収集が現在も行われ、当事者によるメモリアル・ツアーが行われていることなどが明らかとなった。一方、国内の事例については福島県立博物館における特別展「震災遺構を考えるーガレキから我歴へ」査、および関連プログラム(シンポジウム「震災遺構を考えるー震災を伝えるために」(2016年3月19日)、「3Dデジタル震災遺構アーカイブ体験」)を調査した。以上を通じて得ている現時点での予測は以下のとおりである。すなわち、モノの保存ばかりでなくモノにまつわる「物語」がきわめて重要であり、モノが私的であればあるほど個人の物語とモノの相補的関係が不可欠となるであろうこと、かつ当事者の物語の多様なあり方を認める寛容性が必要であろうことである。これらの課題が展示空間や教育プログラムを通じてどのように実現されているのかについては、28年度の現地調査において検証予定である。年度途中からの研究開始となったため研究計画の見直しをはかり、本年度はまずは文献調査および国内におけるミュージアム調査に集中し、来年度早々の現地調査に備えることとした。その結果、東日本大震災によって被災したミュージアムの5年後の状況を把握し、来年度以降のアメリカにおけるケースとの比較に向けた情報収集を行うことができたと考えている。これに伴い、概要に記したとおり、アメリカにおける現地調査にあたっての課題も明らかとなり、具体的な調査事項を整理することができた。

本年度は、各館の実態を把握することを目的に、ニューオリンズおよびニューヨークでの現地調査を行った(4月1日4月9日)。ニューオリンズでは、ルイジアナこども博物館(Louisiana Children's Museum、LCM)と、ルイジアナ州博物館(Louisiana State Museum、LSM)において、ハリケーン・カトリーナ関連展示の調査と教育担当者へのインタビューを実施した。LCMは、被災当時10歳にも満たなかった子どもたちが当時を振り返る「子どもたちによるオーラルヒストリー」というべきプロジェクトを行い、そのインタビューをまとめた映像を製作している。企画展は、ハリケーン・カトリーナに直接的に言及するのではなく、「あなたにとってニューオリンズはどのような場所か」といった問いを軸に、「その土地」と自分との関わりについて再考を促す内容であった。一方、LSMの展示は、被災時の状況を直接的に伝える遺物を中心に構成され、当時のニュース映像を暴風音や光の再現と共に見ることのできるコーナーも設けられている。教育担当者によると、LSMはニューオリンズの観光地の中心に位置し来館者の多くが観光客であること、カトリーナ以後、同市の学校が公立からチャーターへと移行したこともあって学校連携が弱まっているとのことであった。ローカルとの結びつきが強い子ども博物館と、観光客が主要な来館者であるミュージアムとの対照性、および後者が抱えるジレンマが明らかになった。ニューヨークでは911メモリアル&ミュージアムを訪問し、教育担当者へのインタビューを行ったほか、ミュージアムとは別組織であるがきわめて緊密な関係にある911 Tribute Centerによるウォーキングツアーに参加し、当事者による語りが被災の記憶を伝える方法として注目されている状況について、重要な示唆を得ることができた。初年度は、文献の渉猟を中心に進めてきたが、2年目となる本年度は現地での調査を行い、被災地のミュージアムが置かれている状況を把握することができた。既述のとおり、現地調査を通じて、被災の記憶をミュージアムが伝える際、そのミュージアムがローカルといかなる関係にあるのか(LCMのように、ニューオリンズやその近郊に住む親子が家族で繰り返し訪れたり、ローカルな学校がフィールドトリップで訪問したりするミュージアムなのか、あるいはLSMのように観光客が主要な来館者で、地元の人々があまり訪問しないミュージアムなのか)が、きわめて重要な要因となることが明らかとなった。
肝発癌機構の解明とそれに基づく発癌予防戦略

CDAA食投与によるラットNASHモデルでは、早期より肝に著明な脂肪沈着を認め、4ヵ月で肝硬変を呈した。肝の脂質過酸化と門脈血エンドトキシンの上昇がみられた。酪酸菌を1%の割で餌に混ぜて投与すると、エンドトキシン濃度が有意に低下し、脂質過酸化も著明に抑制された。また、肝の有意な線維化抑制と前癌病変であるGST-Pの産生低下がみられた。これらの変化は、腸内細菌叢の変化と、菌が産生する酪酸によることが示唆された。わが国をはじめ世界的に患者が増加している非アルコール性脂肪性肝障害(NAFLD)は、約1520%は肝硬変、肝臓癌へと進行する。本年度はヒトのNAFLDからの肝発癌モデルとして、コリン欠乏アミノ酸置換(CDAA)食投与ラットを用い、脂肪肝からの肝発癌過程を酸化ストレスの面より検討した。実験にはFisherラットを用い、CDAA食を与え、コントロールとしてCSAA食を投与した。また、腸管内で酪酸を産生する酪酸菌をCDAA食に混ぜ経口投与し、その効果を検討した。CDAA食投与1週目に肝細胞障害がみられ、2週目には著明な脂肪滴が肝細胞に観察された。4週目にはAzan染色で軽度の線維化が観察された。8週目には脂肪沈着に加え、Azan染色で線維の増生がみられた。8週目の肝組織を用い、酸化ストレスのマーカーである今年度の研究において、CDAA食とCSAA食は輸入品であるため取得に時間がかかり、研究開始が遅れたため、現在遺伝子発現と蛋白発現はReal time PCRとWestern blot法で解析中である。項目は、炎症性サイトカインのTNF-αや転写因子NF-кB(RelA)である。また、MAPキナーゼのc-Junやc-JunN-terminal kinase(JNK)の活性化をリン酸化の有無で検討予定である。人における非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)モデルとして、コリン欠乏アミノ酸置換(CDAA)食投与ラットを用い、脂肪肝からの肝発癌過程の分子機構を検討した。実験にはFisherラットを用い、CDAA食を最大4ヵ月まで与え、コントロールとしてCSAA食を投与した。また、腸管内で酪酸を産生する酪酸菌を2週目よりCDAA食に混ぜて経口投与し、その効果を検討した。CDAA食投与2週目では全例脂肪肝がみられた。2ヵ月目では、CDAA食投与群では脂肪肝と共にAzan染色で軽度の線維化が認められた。CSAA食では肝組織に異常はみられなかった。投与4ヵ月目では、CDAA食投与群では脂肪沈着と共に著明な線維化、再生結節がみられ、肝硬変への進展が認められた。CSAA食群では異常はみられなかった。CDAA食+酢酸菌投与群では、Azan染色による線維化の程度が軽い傾向が見られた。酸化ストレスのマーカーである8-OHdGと4-HNEの酵素抗体法による検出では、両者ともCDAA食群では陽性であったが、酪酸菌投与群では4-HNEの低下傾向がみられた。Western blot法による解析では、CDAA食群では2ヵ月、4ヵ月で炎症性サイトカインNF-κB(RelA)の著明な発現増加がみられた。TGF-βの発現はみられなかった。肝線維化に関与するマトリックスメタロプロテアーゼMMP-9の発現は、2ヵ月よりも4ヵ月で著明であった。酪酸菌投与群ではMMP-9の発現は低下していた。癌抑制遺伝子P21WAF1の発現は、2ヵ月、4ヵ月と増加したが、4ヵ月ではCDAA食群は減少したのに対し、酪酸菌投与群では高発現を維持していた。以上より、CDAA食による肝線維化の進行には酸化ストレスとNF-κBが関与していることが示唆された。酪酸菌投与は、この課程に変化を与えている可能性があるが、さらに検討が必要である。本年度は、CDAA食によるNASHモデルに対し、酪酸菌の原末を10%の割で餌に混ぜて投与し、その肝線維化、発癌抑制効果とその機序を検討した。酪酸菌は、CDAA食開始2週間目、すなわち著明な脂肪肝がみられる時期より投与した。2ヵ月目の肝線維化をAzan染色陽性で判定すると、酪酸菌投与群では有意に肝線維化が抑制された。Western blot法では、肝線維化に関与するα-SMAの蛋白発現の低下がみられたが、TGF-βの蛋白発現やMMP-2、-9蛋白発現とGelatin Zymographyによる酵素活性には差がなかった。前癌病変とされるGST-P陽性細胞の個数、面積とも酪酸菌投与群で有意に低かった。一方、門脈血中TNF-αやALT値は、酪酸菌投与群とCDAA食群で差はなかった。また、NF-κBの蛋白発現やそのリン酸化、IκBの発現も2群で差はなかった。

活性酸素による酸化ストレスの関与を調べるため、脂質過酸化のマーカーである4-HNEの発現を酵素抗体法で調べると、CDAA食投与2ヵ月目では4-HNEの発現が著明であるが、酪酸菌投与群ではその発現は低下していた。血液検査では、CDAA食投与4ヵ月目のラットではコントロールと比べ、アルブミンの低下、T.Bilの上昇を認めたが、酪酸菌投与群ではその変化が有意に抑制された。これらの結果から、CDAA食投与により、活性酸素産生による肝線維化、肝細胞の悪性変化が起こるが、酪酸菌経口投与は、活性酸素の産生を抑えることにより、肝線維化抑制による肝病変の進行抑制および肝発癌抑制効果を発揮することが示唆された。
モンゴルの白亜紀陸成層層序の結合と堆積学的・地球化学的手法を用いた古環境復元

本研究は地球表層システムの進化と変動を解明するために,顕生代史上最も温暖化が進んだ時代の一つである白亜紀"温室期"の陸域気候帯分布および大気循環システムの復元を目的としている.平成20年度はモンゴルの陸成上部白亜系の全層序(Bayanshiree層,Djadokhta層,Barungoyot層,Nemegt層,Dzunmod層)に対して詳細な古地磁気層序を確立することにより,モンゴル上部白亜系陸成層の全層序の統合と詳細な年代層序の確立に成功した.そして堆積相解析による古環境復元の結果を併せることにより,モンゴル地域では湿潤気候下にあった蛇行河川および氾濫原の卓越する環境から,カンパニアン中期頃から極度に乾燥した砂漠環境に変わり,少なくともマストリヒト期中期まで砂漠環境が拡がっていた事を明らかにした.さらにモンゴルの白亜系陸成層の研究を通じて,砂漠堆積物が過去の亜熱帯高圧帯の分布とその変遷を最も直接的に記録していることを見出し,モンゴルだけでなくアジア他地域(タイ北部コラート盆地や中国南部四川盆地)で野外調査および古地磁気層序確立による編年を行い,アジア内陸盆地全体の砂漠堆積物記録を総合的に解析した.その結果,白亜紀前期には砂漠堆積物は中緯度域(中国北部オルドス盆地やタリム盆地など:N30-40°)に分布していたが,白亜紀中期には低緯度域(タイ北部コラート盆地や中国南部四川盆地:N20-30°)に分布域がシフトし,白亜紀後期には再び中緯度域(モンゴル南部ゴビ盆地や中国北部オルドス盆地など:N30-45°)へとシフトしたことが明らかになった.また,古風向パターンから復元される偏西風帯と北東貿易風帯の境界位置(亜熱帯高圧帯の軸部)の分布変動も,砂漠分布から復元される亜熱帯高圧帯の分布変動と調和的な結果を示した.これらの結果から,白亜紀を通じて亜熱帯高圧帯の分布が緯度方向に大きくシフトしていた事が明らかになった.白亜紀における古気候指標堆積物(石炭やボーキサイト,蒸発岩など)のグローバルな分布変遷を見ても,白亜紀中期における亜熱帯高圧帯の低緯度側へのシフトおよび白亜紀後期における同帯の高緯度側へのシフトは北米大陸や南半球でも認められ,全球的な現象である事が示唆された.本研究の目的達成のために,モンゴル南部ゴビ盆地に露出する白亜系陸成層の広域的な地質調査を展開し,各地域の岩相層序対比と堆積相解析による古環境復元を行った.この結果から,下記のような同地域の時空的な古環境及び古気候の変遷が明らかになった.また同地域から多量の地球化学的及び古地磁気学的試料を採取し,詳細な年代を決定する古地磁気層序確立の為に既に分析を進めている.このほか,アジア他地域の古環境・古気候情報を得る為に,中国・タイの陸成白亜系の情報収集と,次年度の為の調査準備を行った.ベリアシアン期バレミアン期にモンゴル地域は扇状地及び氾濫源の環境であり,氾濫源堆積物中に見られるカルクリートと呼ばれる土壌性炭酸塩の存在から,半乾燥気候かであったことが示唆される.アプチアン期アルビアン期には,湖成および石炭を形成するような湿地帯の環境であり,湿潤気候下であった.セノマニアン期サントニアン期には,蛇行河川及び氾濫源の卓越する環境から網状河川及びカルクリートの形成が見られる氾濫源の環境へと漸移しており,湿潤気候から次第に乾燥化した.カンパニアン期には,広域的に砂漠環境が広がり,乾燥気候下であった.マストリヒト期には,再び蛇行河川と氾濫源の卓越する環境へと推移し,気候の湿潤度が増加した.以上の結果からモンゴル地域は,前期及び後期白亜紀には乾燥気候下に属し,中期白亜紀には湿潤気候下に属していたことが明らかになった.更にアジアの他地域の古環境情報を文献調査により比較検討することで,本研究で明らかになったような前期・中期・後期白亜紀を通した急激な古気候の変動は,中国のオルドス盆地・四川盆地やタイのコラート盆地にも記録されていることが明らかになり,総合的に解釈することで白亜紀を通して陸域の気候帯及び大気循環系が極側・赤道側に急激にシフトしていた可能性が明らかになった.本研究は地球表層システムの進化と変動を解明するために,顕生代史上最も温暖化が進んだ時代の一つである白亜紀"温室期"の陸域気候帯分布および大気循環システムの復元を目的としている.平成19年度はモンゴルの陸成上部白亜系の層序統合をほぼ完了し,また同地域で始めて詳細な古地磁気層序を確立し,モンゴル陸成層の詳細な年代層序を確立した.更に同研究を通じて,砂漠堆積物が過去の亜熱帯高圧帯の分布とその変遷を最も直接的に記録していることを見出し,アジア他地域(タイ・コラート盆地や中国・四川盆地)で地質調査を展開する事により,下記のように白亜紀を通したアジア内陸の時空的な陸域気候帯の変遷,そして亜熱帯高圧帯の緯度方向の急激なシフトが明らかになった.(1)白亜紀前期には,中国北部(オルドス盆地やタリム盆地)は砂漠環境が広がり,乾燥気候下にあった.白亜紀中期には,モンゴル南部ゴビ盆地および中国北部オルドス盆地では湖や湿地帯の環境が広がり湿潤気候下にあったが,同時期に中国南部(四川盆地や思茅盆地)やタイ北部のコラート盆地では砂漠環境が広がり乾燥気候下にあった.

白亜紀後期には,モンゴル南部ゴビ盆地や中国北部(オルドス盆地やスベイ盆地など)で広域的に砂漠環境が広がり,乾燥気候下にあった.すなわち,白亜紀を通してアジア内陸の亜熱帯乾燥域が緯度方向の急激なシフトをしていたことが明らかになった.(2)砂漠堆積物分布からみる亜熱帯乾燥域の時空変遷だけでなく,砂漠堆積物中の大型斜交層理構造から復元される古風向パターンを解析することにより,白亜紀を通して亜熱帯高圧帯が緯度方向に急激にシフトしていた事が明らかになった.すなわち,白亜紀前期および後期には亜熱帯高圧帯が現在よりも高緯度側にシフトしており,一方,白亜紀中期には亜熱帯高圧帯が現在よりも赤道側にシフトしていたという結果が得られた.本研究は地球表層システムの進化と変動を解明するために,顕生代史上最も温暖化が進んだ時代の一つである白亜紀"温室期"の陸域気候帯分布および大気循環システムの復元を目的としている.平成20年度はモンゴルの陸成上部白亜系の全層序(Bayanshiree層,Djadokhta層,Barungoyot層,Nemegt層,Dzunmod層)に対して詳細な古地磁気層序を確立することにより,モンゴル上部白亜系陸成層の全層序の統合と詳細な年代層序の確立に成功した.そして堆積相解析による古環境復元の結果を併せることにより,モンゴル地域では湿潤気候下にあった蛇行河川および氾濫原の卓越する環境から,カンパニアン中期頃から極度に乾燥した砂漠環境に変わり,少なくともマストリヒト期中期まで砂漠環境が拡がっていた事を明らかにした.さらにモンゴルの白亜系陸成層の研究を通じて,砂漠堆積物が過去の亜熱帯高圧帯の分布とその変遷を最も直接的に記録していることを見出し,モンゴルだけでなくアジア他地域(タイ北部コラート盆地や中国南部四川盆地)で野外調査および古地磁気層序確立による編年を行い,アジア内陸盆地全体の砂漠堆積物記録を総合的に解析した.その結果,白亜紀前期には砂漠堆積物は中緯度域(中国北部オルドス盆地やタリム盆地など:N30-40°)に分布していたが,白亜紀中期には低緯度域(タイ北部コラート盆地や中国南部四川盆地:N20-30°)に分布域がシフトし,白亜紀後期には再び中緯度域(モンゴル南部ゴビ盆地や中国北部オルドス盆地など:N30-45°)へとシフトしたことが明らかになった.また,古風向パターンから復元される偏西風帯と北東貿易風帯の境界位置(亜熱帯高圧帯の軸部)の分布変動も,砂漠分布から復元される亜熱帯高圧帯の分布変動と調和的な結果を示した.これらの結果から,白亜紀を通じて亜熱帯高圧帯の分布が緯度方向に大きくシフトしていた事が明らかになった.白亜紀における古気候指標堆積物(石炭やボーキサイト,蒸発岩など)のグローバルな分布変遷を見ても,白亜紀中期における亜熱帯高圧帯の低緯度側へのシフトおよび白亜紀後期における同帯の高緯度側へのシフトは北米大陸や南半球でも認められ,全球的な現象である事が示唆された.