hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗体cDNA発現による細胞内機能蛋白欠損変異細胞株の樹立

1.ウシ肝蔵cDNAライブラリーより2種の新しいG蛋白質αサブユニット(GL1αとGL2αと命名)のcDNAクローニングを行い、ヌクレオチド配列の解析によりアミノ酸一次構造を決定した。2.培養細胞及びアフリカツメガエル卵母細胞を用いたG蛋白質cDNAの発現系を確立し、Gi3αによるCa^<2+>チャンネルの抑制、GL1αとGL2αによるホスホリパーゼCの抑制性と促進性制御を明らかにした。3.細胞融合法を用いて、G蛋白質αサブユニット(GL1α・GL2α・Gila・Goα)に対する単クローン抗体を産生する細胞をクローン化した。4.3で得られた各単クローン抗体の重鎖(γ1・μ)及び軽鎖(κ)に対するcDNAを、Polymerase Chain Reaction法及びcDNAライブラリーのスクリーニングでクローニングし、ヌクレオチド配列解析から重鎖と軽鎖の可変領域に対するアミノ酸一次構造を決定した。5.抗体重鎖と軽鎖cDNAが、分泌蛋白質として大腸菌で同時に発現できるファージ・ベクターを構築した。これを用いると、抗GL1α、Gi1α抗体cDNA由来のμ鎖とκ鎖がペリプラズマ中に分泌され、S-S結合を形成してμ_2κ_2の4量体となることが分かった。6.バキュロウィルスとSf9細胞を用いたG蛋白質αサブユニットの大量発現系を確立した。またGL1α、GL2αが、G蛋白質β1γ2サブユニットと同時にSf9細胞内で発現させることにより可溶化することを明らかにした。7.PCR法でクローニングした単クローン抗体cDNAを、マウス乳癌ウィルス或いはショウジョバエ熱ショック蛋白質プロモーターを有する発現ベクターに組み換えた。今後は、各々のG蛋白質αサブユニットが発現している培養細胞に、それぞれ重鎖と軽鎖cDNAを組み込んだ発現ベクターを共トランスフェクションし、デキサメサゾン或いは熱ショックでプロモーター活性を誘導して細胞内に抗体蛋白質を発現させ、この時に生ずる細胞内変化を検討していく予定である。1.ウシ肝臓cDNAライブラリ-より2種の新しいG蛋白質αサブユニットのcDNAクロ-ニングを行い、ヌクレオチド配列の解析によりアミノ酸一次構造を決定した。2.この2つのG蛋白質αサブユニット(GL1αとGL2αと命名)は、それぞれ355個と353個のアミノ酸より構成され、いずれも百日咳毒素によるADPリボシル化部位に相当するC末のシステイン残基を欠いていた。従って、ムスカリン性アセチルコリン受容性によるホスホリパ-ゼCの活性化のように百日咳毒素非感受性の受容体連関に関与するG蛋白質である可能性が示唆された。3.RNAブロット解析で、GL2αmRNAは脳・肝臓・肺・心臓・腎臓の様々な組織で発現が認められたが、GL1αmRNAは肝臓・肺・腎臓に発現が認められるのみで、しかもその発現量はGL2αmRNAと比較して非常に低いものであった。4.GL2αのC末15個のペプチドを合成し、これをヘモシアニンと結合させ、ウサギを免疫感作しGL2α由来のペプチドに対する抗血清を得た。ウェスタンブロッテイングで、この抗血清は40ーKDaの蛋白と特異的に反応し、この40ーKDa蛋白がGL2αであることが示唆された。この蛋白は脳・肝臓・肺・心臓・腎臓・脾臓の様々な組織で存在が認められたが、脳と肺で特に多かった。

5.Giα・GoαのC末10個とGL1αのC末15個のペプチドも合成し、GL2αペプチド同様へモシアニンと結合させ、計4種類の抗原でそれぞれマウスを免疫感作した。このマウスより脾臓細胞を調整し、骨髄腫細胞のNSー1と細胞融合を行った。その結果、ELISA法やウェスタンブロッテイング法により、Giα・Goα・GL1α・GL2αに対する単クロ-ン抗体を産生すると思われる細胞株が、それぞれ10個・3個・1個・20個得られた。今後はこれらの細胞株を限界希釈法でクロ-ニングして、それぞれのクロ-ンから免疫グロブリンcDNAを単離していく予定である。1.マウス脾臓細胞と骨髄腫細胞の細胞融合法を用いて、G蛋白質αサブユニット(GL1α・GL2α・Gi1α・Goα)C末端のペプチドに対する、また脳から精製したG蛋白質βサブユニットに対する単クロ-ン抗体を産生する細胞をクロ-ン化した。その結果、GL1αに対する単クロ-ン抗体産生細胞として3クロ-ン(IgMサブクラスが2、IgG1が1)、GL2αに対しては1クロ-ン(IgG1)、Gi1αに対しては1クロ-ン(IgM)、Goαに対しては1クロ-ン(IgG1)、βサブユニットに対しては1クロ-ン(IgG1)得られた。2.免疫グロブリンの重鎖(γ1・μ)及び軽鎖(κ)それぞれについて、アミノ酸の相同性の高い部分即ち成熟免疫グロブリンのN末とC末部分に相当するヌクレチオド配列を基にPCR(polymerase chain reaction)用のプライマ-を合成した。3.上で得られた単クロ-ン抗体産生細胞より総RNAを調製し、逆転写酵素により1本鎖cDNAを合成し、上述のプライマ-を用いたPCR法で免疫グロブリンの重鎖及び軽鎖に対するcDNAをクロ-ニングした。ヌクレオチド配列解析より、それぞれのクロ-ンは免疫グロブリン蛋白をコ-ドしていた。現在、GL1α・Gi1α・Gβに対する抗体遺伝子のcDNAクロ-ニングに成功している。GL2αについては続行中である。4.免疫グロブリンcDNAの細胞内誘導発現の為、熱ショック蛋白プロモ-タ-を有する発現ベクタ-、及び熱ショック蛋白プロモ-タ-と選択マ-カ-のネオ遺伝子転写ユニットが直列に組み込まれた発現ベクタ-を作製した。今後は、この2つの発現ベクタ-にそれぞれ重鎖及び軽鎖に対するcDNAを組み込み、co-transfection法により培養細胞に導入し、ネオマイシンのアナログであるG418で選別の後、42°Cの熱ショックをかけた時に見られる細胞内変化を検討していく予定である。1.各種G蛋白質αサブユニット(GL1α、GL2α、Gi1α、Goα)に対する単クローン抗体産生細胞より、Polymerase Chain Reaction(PCR)法及びcDNAライブラリーのスクリーニングで抗体の重鎖(γ^1とμ)と軽鎖(κ)のcDNAをクローニングした。cDNAのヌクレオチド配列解析から、各単クローン抗体重鎖と軽鎖の可変領域に対するアミノ酸一次構造を決定した。2.抗体重鎖と軽鎖cDNAが同時に分泌蛋白質として大腸菌で発現できる、ファージ・ベクターλHLを構築した。抗GL1α、Gilα抗体のμ鎖+κ鎖cDNAを有するλHLファージを大腸菌に感染させ、ペリプラズマの白質を抗マウス免疫グロブリン抗体を用いた免疫ブロッティングで調べた。μ鎖とκ鎖がペリプラズマ中に分泌されてS-S結合を形成し、μ_2 κ_2の4量体となることが分かった。
日本語教育の必要な外国人生徒の高校一般入試問題における設問の理解について

近年,日系人を含む外国人の滞日が増加し,これらの外国人に同伴される外国人生徒(以下,生徒)も増加し,生徒の高校進学問題が深刻な状況を呈している。日本人生徒の高校進学率は97%に達しているが,生徒のそれは,53%程度に留まっている。従って,行政的な対応の改善は言うに及ばず,教育現場での何らかの入試対応策が必要である。そこで,本研究では,日本語力の弱い生徒が高校入試に備え,教科ごとにどのような日本語の表現・語彙や設問の特徴などをとらえていればよいかを考察した。具体的には『2003年受験用全国高校入試問題正解と分析』(学研,2002年4月発行)の英語,理科,数学の全設問文を対象として分析を行った。英語では,英語の問題本文(英語)は理解できるが,その設問文(日本語)が理解できない,つまり「解答」そのものではなく「解答方法」がわからず記述できない生徒のために必要な語彙・表現を抽出した。その抽出方法は,手作業による質的分析と日本語形態素解析ソフト「茶筅」による量的分析によった。理科及び数学では,複雑かつ膨大な分析を要したので,コンピュターによる処理を行った。因子分析し,カテゴリ分けされた単語データをニューラルネットワーク(人間の持つ優れた情報処理能力を人工的に実現させる技術,脳を工学的に模擬したアルゴリズム)の中のアルゴリズムのひとつである砂時計型ニューラルネットワーク(入力情報と出力情報が全く同じアルゴリズム)に入力し,カテゴリごとの相関関係をみた。すると,設問文と解答との相互関係を導き出すことができた。これらの圧縮情報に先の因子分析の結果を学習させ,設問文の特徴を導き出した。この両教科については,典型的な入試問題及び入試でよく使われる語彙・表現を得ることができた。そこで,この両教科について実際の入試対策として,どのように活用していくかという検討を,今後の研究課題としたい。外国人生徒が高校入試を受けるにあたり,特別枠もなく,一般入試を受けなければならない場合,教科内容が分っているにもかかわらず,設問文が理解できず解答の仕方がわからないという切実な問題がある。本年度の研究では,英語の全国高校一般入試問題(2002年)の設問部分をデータ入力し、分析した。英語の問題の出題形式には,話し方,聞き方,語彙,読解,英作文,英文和訳文法がある。例年,読解力を試す問題が中心に出題され,全問題の約5割が読解総合問題である。分析にあたっては,まず,出題形式とその具体的項目(例えば,読解のうち適語補充など)ごとに,その設問文を入力した。次に設問文の求める解答形式を「選ぶ/日本語で書く/英語で書く/並べ替える/()に入れる/完成させる」に分類し,それをさらに「どこの/何を/何個/どのように答の書き方」の項目を設けて,各設問文中のキーワードをこの項目の当てはまる個所に書き出す作業をしている。上記の解答形式ごとに設問文の分類をし,解答項目のキーワードを一覧表にして,それぞれの設問文を例示して外国人生徒に理解させるようにする。それによって一見複雑に見える日本語の設問が,何を要求しているか分かりやすくなる。わからない日本語を無視して,設問のキーワードを見つけ,設問の要求している解答を理解する訓練をすれば,入試対策として有効であると考える。入試対策としてさらに明らかにすべきことは,同内容の設問でありながら異なった語棄や句で表現されているため,外国人生徒には理解が困難であるという課題である。

例えば「正しい答を書きなさい」という設問とほぼ同様な解答要求でありながら,「ふさわしいもの/適切なもの/内容とあうもの/適当なもの/あてはまるもの/正しいもの」などがある。本研究は,高校入試問題を解く力はあるが,日本語力の不足から設問文の指示内容の理解が不十分なため得点に結びつかない外国人生徒のために,設問文理解のための語彙や表現の分析を行い,入試対策に役立てようという目的で行っているものである。平成14年度には,英語の入試問題について全国高校一般入試問題(2002年)の設問部分を分析した。英語の出題形式による特徴,外国人生徒の視点からの「選ぶ/日本語で書く/英語で書く/並べ替える/( )に入れる/完成させる/抜き出す/区切る」の8解答形式においてどのような語彙・表現を必要とするかを問題を直接解いてみる質的分析とコンピュータによる量的分析によって考察し,外国人生徒の入試準備として必要な語彙・表現を特定できた。平成15年度は,数学の入試問題について全国高校一般入試問題(2002年)の設問部分を分析し,研究している。まず,設問文をコンピュータ入力し,上述の英語の分析方法にならって13の出題項目(例,数・式の計算/平方根/方程式・不等式/関数/確立・統計/図形の合同など)に分け,手作業によって実際に日本語力が弱い場合,どの程度解答できるかを確かめつつ,質的分析を行い,その結果をコンピュータソフト「茶筅」による量的分析で補完する方法をとっている。数学では,基本的な計算問題等でのケアレスミスに気をつけることで4割は得点できる。しかし,指示された答え方に従っていなければ,得点できない。各設問項目ごとに「何を」「どうする」という視点から答え方の指示を分析した。分析の結果,文章題では,英語のように出題形式ごとに,ある一定の表現を理解しておれば,得点可能というものではなく,出題項目ごとの専門用語をしっかり理解し,読み取る力が必要であることが判明した。英語では,設問文の理解ができなくても,本文(英文)理解は,可能であったが,数学の文章題では,全て日本語表記なので,日本語力への依存度が高く,専門用語と指示された答え方の理解が不可欠であることがわかった。本研究は,高校入試問題を解く力はあるが,日本語力の不足から設問文の指示内容の理解が不十分なため得点に結びつかない外国人生徒のために,英語,数学,理科の高校入試間題に表われる語彙や表現の分析を行い,入試対策に役立てようという目的で行っている。平成16年度は,理科の高校入試問題の設問文を分析した。本分析では,まず,設問文の日本語を形態素解析し,形態素に分解したそれぞれを因子分析することで一文の中で最も重要な語句を導き出した。さらに,ニューラルネットワーク(人間の持つ優れた情報処理能力を人工的に実現させる技術,脳を工学的に模擬したアルゴリズム)の中のアルゴリズムのひとつである砂時計型ニューラルネットワーク(入力情報と出力情報が全く同じアルゴリズム)を利用して,設問文と解答との相互関係を導き出した。これらの圧縮情報に先の因子分析の結果を学習させ,設問文の特徴を導き出した。次に入試問題の解答欄に記述された解答(理科の専門用語)と相関性の高い設問文を抽出し,その解答(専門用語)が求められる場合の代表的な設問文を導き出した。また,これらの代表的設問文の構造に着目し,「事実の描写,質問部分,文型,語彙」に分けて設問文を分析した。
角膜から学ぶ光学的および力学的に高機能な材料の開発

エラストマー中へのシリカ微粒子の秩序構造形成に伴い透明化と強靱化を行うことに取り組んだ。粒径の揃ったシリカ微粒子をモノマーに分散させ、その状態で重合を行うことで秩序構造を有する複合エラストマーを調製した。モノマーはdiethylene glycol methyl ether methacrylate(MEO2)を用いた。得られた複合エラストマーに対し、破断するまで引っ張り-応力試験を行ったところ、純粋なMEO2エラストマーと比較してシリカ微粒子を複合することで弾性率とともに伸張率が上昇しており、透明かつタフネスな複合材料の開発に成功した。我々は、今回、従来の複合材料の力学物性を持ちながら、角膜の光学特性を併せ持つ材料の開発に取り組みました。弾性率の高いフィラーとしては、粒径の揃ったシリカ微粒子を用いています。例えば、シリカ微粒子をゲル化溶液に分散させると、シリカ微粒子の量が少ない場合には、その量と共に、懸濁液は白くなっていきます。これは、シリカ微粒子とゲル化溶液の屈折率差が違うため、光の散乱体として働き、その数が増えるからです。ところが、シリカ微粒子の量がある値以上になると、懸濁液は透明になってきます。つまり、シリカ微粒子が秩序構造を形成することで、散乱された光が相殺されるからです。さらに、この状態で、ゲル化溶液を重合して、シリカ微粒子の集合体をゲルのマトリックスによって包括すると、用いたゲルと比べてずっと丈夫で透明な複合材料となることを明らかにしました。つまり、高力学特性と透明性を兼ね備えた複合材料が得られることを、角膜の構造に倣うことで開発できたのです。現在、約200nmの粒径の微粒子を利用することで、青色で透明な角度依存性のない構造発色性材料が得られることが分かりました。研究者は、自らが取り組んでいた“粒子径の揃ったサブミクロンサイズのゲル微粒子懸濁液"の研究における発見とマサチューセッツ工科大学のベネデック博士による“角膜の透明性"に関する研究報告から、微粒子やファイバーの集合体を用いれば、1)高強度で透明性の高い、角度依存性のない構造発色性材料が開発できるという着想の下、研究を取り組んでいました。微粒子の粒径やファイバーの直径が揃ったコロイド物質が短距離秩序を有する状態で配列すると、干渉性散乱が生じることで短距離秩序の距離の約2倍の長さの波長の光のみがあらゆる方向に散乱され、他の波長の光は相殺されるという原理を利用すれば、短距離秩序の距離に応じて無色透明で角度依存性のない構造発色材料を構築できると考えたからです。その内容がほぼ実現しつつあります。粒径が200nmから300nmのシリカ微粒子を高分散させたエラストマーを作成したところ、シリカ微粒子の体積分率が30vol%以上では、透明なエラストマーになることが分かった。微粒子から散乱される光のほとんどが干渉することによって相殺されることで、サンプルから光がほとんど散乱されていないような状態となる結果、透明になったと考えられる。さらに、200nm以上の粒径のシリカ微粒子を用いたことにより、シリカ微粒子の粒径に応じて、特定の波長領域の光が選択的に、あらゆる方向に散乱される結果、エラストマーは透明でカラフルな色を示すようになった。これらのエラストマーは、外から加えられた力に応じて変形すると、その変形が色の変化として観測できるようになった。つまり、歪みの変化を可視化できるシステムとなる。それに加えて、応力歪み試験、引き裂き試験の結果から、これらの力学物性を定量的に評価したところ、高分子とフィラーとしてのシリカ微粒子との複合化によって、得られたエラストマーの破断伸び、および、破断強度がシリカ微粒子の添加量の増大に応じて両方とも大きくなり、その結果、靱性が大幅に向上することが分かった。高分子とカーボンブラックが複合化することで、強靱な性質を示すタイヤの様に、フィラーなどによる高分子材料の強化が行われただけでなく、角膜のように光学的な透明性を保持したエラストマーの開発に繋がることが立証できた。光学特性および力学特性が素晴らしく向上したエラストマーが得られた。フィラーの体積分率が30%以上になると、可視光領域では透過率が90%以上となり、肉眼ではほぼ無色透明となる。また、一軸伸張の応力歪み試験の結果から、伸張性、ヤング率、破壊強度の全てが増大する結果が得られた。研究代表者は、自らが取り組んでいた“粒子径の揃ったサブミクロンサイズのゲル微粒子懸濁液"の研究における発見とマサチューセッツ工科大学のベネデック博士による“角膜の透明性"に関する研究報告から、微粒子やファイバーの集合体を用いれば、1)高強度で透明性の高い材料、および、2)角度依存性のない構造発色性材料が開発できるという着想に至った。微粒子の粒径やファイバーの直径が揃ったコロイド物質が短距離秩序を有する状態で配列すると、干渉性散乱が生じることで短距離秩序の距離の約2倍の長さの波長の光のみがあらゆる方向に散乱され、他の波長の光は相殺される。この原理を利用すれば、短距離秩序の距離に応じて無色透明な材料や角度依存性のない構造発色材料を構築できると考えた。そこで、粒径約110nmのシリカ微粒子を高分散化したエラストマーを調製した炉頃、光学的に透明な材料となった。。

また、この材料は、力学的にも高靱性な物性を兼ね備えたこれまでにない材料となった。角膜の微細構造を模倣することによる光学的透明性と力学的高強度を兼ね備えた材料の開発はこれまでに行われておらず、バイオミメティクス材料やバイオインスパイアード材料としても注目の高い材料となるだろう。さらに、この原理を応用して、透明なコンクリートを構築できるようになれば、模倣の域を超えた新材料の創製となり、人類が鳥に憧れてジェット機を創り出したようなことに匹敵する。また、角度依存性のない構造発色性材料の構築に関しても、安全で安価などこにでもあるような材料を利用して、従来の色材に変わる非退色性の色材を創り出せる可能性がある。エラストマー中へのシリカ微粒子の秩序構造形成に伴い透明化と強靱化を行うことに取り組んだ。粒径の揃ったシリカ微粒子をモノマーに分散させ、その状態で重合を行うことで秩序構造を有する複合エラストマーを調製した。モノマーはdiethylene glycol methyl ether methacrylate(MEO2)を用いた。得られた複合エラストマーに対し、破断するまで引っ張り-応力試験を行ったところ、純粋なMEO2エラストマーと比較してシリカ微粒子を複合することで弾性率とともに伸張率が上昇しており、透明かつタフネスな複合材料の開発に成功した。今後は、微粒子の粒径を200nmのもののみでなく、様々な粒径の微粒子を利用して、色々な色の角度依存性のない透明で構造発色性を示す複合材料の開発に取り組みます。また、マトリックスとしては、ゲルだけでなく、様々な高分子の検討も行う予定です。この原理を利用すれば、透明なコンクリートも作れるようになり、様々な建材としても利用できるようになるでしょう。現在、光学特性については、散乱スペクトル、Spring 8によるSAXS測定を、エラストマーの伸張過程を見ながら行っている。また、力学特性についても、一軸伸張の応力歪み試験、バルジ試験などを行うことで、特性の解析に取り組んでいる。粒径の揃ったフィラーが混入することによるエラストマーの光学特性と力学特性の向上について、本年度中に明らかにし、次のプロジェクトに向けて取り組む予定である。また、シミュレーションによる取り組みも検討している。29年度が最終年度であるため、記入しない。高分子材料29年度が最終年度であるため、記入しない。
並行型プログラム従属性理論に基づく統合的ソフトウェア開発支援環境

本研究で得られた主な研究成果は以下の通りである。【1】従来我々が個別に開発した並行型プログラムの従属関係解析、実行監視、実行履歴解析、デッドロック自動検出、などの静的・動的解析ツールを実用規模の並行型プログラムに適用できるように拡張するとともに、それらを開発支援環境の共通インタフェースにあわせるように改良した。【2】並行型プログラムの従属性モデルに基づいて並行型プログラムの静的スライシング技法とその支援ツールを開発した。【3】並行型プログラムにおける基本従属性を表現するプロセス従属ネットを異なるプログラミング言語で作成された対象プログラムの共通の中間表現として、開発支援環境の個々のツールの共通インタフェースを設計し実現した。【4】この中間表現を使用することにより、開発支援環境が対象とするプログラミング言語をc,Pascal,Occam2,Ada95にまで拡大した。【5】並行処理システムを計測すると、本来の処理ではない計測に関わる余分な処理によって、システム全体が予期した動きとは違った動きをしてしまうことがある。この問題に対処するために、全体性原理及び自己計測原理を考案し提案した。Ada95はISO国際標準として最初に認められた、並行型オブジェクト指向言語である。Ada95では、文法/意味問い合わせインタフェイスをコンパイラに持たせることが提案されている。これはASISと呼ばれ、標準化されている。これについても以下の研究成果を得た。【1】ASISを用いてAda95プログラムから定義使用ネットを生成する技法を提案し、開発中の統合的開発支援環境に取り込んだ。【2】ASISはAdaに特化されたインタフェイスであるが、意味問い合わせ機能は多くの手続型言語に共通することが分かった。そこで、統合環境がサポートする他言語について、ASISと同等なインタフェイスの設計を行った。自然言語理解・処理及び技術文書解析の技法を利用して、並行型プログラムに対する要求定義から個々の対象の間に満足しなければならない制約・従属関係を抽出する一般的な技法を開発した。また、関数型・論理型仕様記述言語で書かれた並行型プログラムの形式的仕様における従属性を解析する方法を提案し、解析支援ツールを開発した。仕様の従属関係解析の結果と要求定義の従属関係分析の結果との一貫性を検証するツールを開発した。並行型プログラムにおける従属関係を測定対象とするテスト被覆率を提案するとともに並行型プログラムのテスト充分性評価技法を開発し、並行型プログラム形式的仕様の従属性解析結果からテストケースを自動的に生成するツールを実現した。従来我々が個別に開発した並行型プログラムの従属関係解析ツール、実行監視ツール、実行履歴解析ツール、デッドロック自動検出ツールなどの静的・動的解析ツールを実用規模の並行型プログラムに適用できるように拡張するとともに、それらを開発支援環境の共通インタフェースにあわせるように改良した。並行型プログラムの従属性モデルに基づいて並行型プログラムの静的・動的スライシング技法とその支援ツールを開発した。並行型プログラムの静的・動的スライスを推論領域とし、プログラムの誤りとその原因の間の因果関係を推論対象とする因果関係推論法を相関論理に基づいて開発し、この因果関係推論法を利用するデバッグ支援ツールも開発した。並行型プログラムにおける基本従属性を表現するプロセス従属ネットを異なるプログラミング言語で作成された対象プログラムの共通の中間表現として、開発支援環境の個々のツールの共通インタフェースを設計し実現した。プログラムから、プログラム言語に依存しない本質的な概念--変数の使用・定義、制御の流れ、並行プログラムの同期や通信--を陽に現わす概念として、定義使用ネットを提案してきた。また、定義使用ネットから、プログラムの文間に存在する従属性を表現する概念として、システム従属ネットを提案し、それに基づいて、本研究は、並行型プログラムの統合的支援環境を構築することを目的としている。Ada95はISO国際標準に認められた、最初の並行型オブジェクト指向言語である。

このAda95についての従属性を考察した。また、Ada95プログラムのデッドロック検出法について提案し、ツールを実装した。さらに、実用規模のAda95プログラムから定義使用ネットを生成する技法を提案し、ツールを作成した。その際に、我々がこれまでに提案した並行型・逐次型のプログラムを統一的に表現する定義使用ネットを拡張した。定義使用ネット生成ツールは、コンパイラ作成と同じ、文法解釈部分、意味解釈部分を持たねばならない。したがって、本来はコンパイラ自身の解釈している文法/意味情報に基づいて定義使用ネットを生成することが望ましい。Ada95では、文法/意味問い合わせインターフェイスASISをコンパイラに持たせることが提案されており、標準化されつつある。我々は、ASIS規格に準拠したコンパイラからASISインターフェイスによって文法、意味情報を取り出すことによって定義使用ネット生成ツールを開発した。ASISはAdaに特化されたインターフェイスであるが、意味問い合わせ機能は多くの手続型言語に共通することが分かった。統合環境がサポートする他言語について、ASISと同等なインターフェイスの設計について考察した。さらに、上記ツール群と、これまでに開発したツールとの統合を行った。拡張された定義使用ネットから並行型・逐次型のプログラム従属性を統一的に表現するシステム従属ネットを生成する手法を提案し、そのツールを実装した。本研究では、並行型プログラムの系統的開発法を確立するために、並行型プログラムの従属性理論を共通の理論的基礎として、これまで個別に開発してきた形式的使用記述法、プログラム変換法、検証法、テストケース自動生成法、デッドロック自動検出法、自動デバッグ法、プログラム複雑さ計測法などの技法と支援ツールを統合し、信頼性の高い並行型プログラムの開発支援環境を実現し、更にこの環境を分散・実時間処理ソフトウェアの開発現場で簡単に実用化できるようにすることを目指して研究を行ってきた。その成果を以下に示す。1.ASISを用いた開発環境の構築:Ada95はISO国際標準に認められた、最初の並行型オブジェクト指向言語である。Ada95では、分法/意味問い合わせインターフェイスをコンパイラに持たせることが提案されている。これはASISと呼ばれ、標準化されつつある。我々は、ASISを用いてAda95プログラムから定義使用ネットを生成する技法を提案し、開発中の統合的支援環境に取り込んだ。そこで、統合環境がサポートする他言語について、ASISと同等なインターフェイスの設計を行った。
臨床面接のキーフレーズに着目したOSCEセルフトレーニングプログラムの開発

本研究は、臨床現場での実習を控えた学生が、タブレット端末の画面上に表示される模擬患者との面接を行うことにより、トレーニングを行えるプログラムを開発することを目的としている。医療面接の評価方法としては客観的臨床能力試験(Objective Structured Clinical Examination ;以下OSCE)がよく知られている。これは患者とのコミュニケーションスキルを含めた臨床技能・態度を評価する実技試験として、医療系大学でよく実施されているが、評価の公平さの担保や、多大な人手・時間・費用を要する等の課題があり、広く普及には至っていない。特に栄養系大学では多種多様な患者に対応した栄養指導の技能に関しては、標準化されたOSCEの作成や実用化に至っていないのが現状である。その背景には、栄養指導の質の評価は、指導者個々の経験・特徴に基づく差異や、患者個々の治療への意欲・価値観等に対応した有効な言葉遣いや指導内容の差異、療養指導の正解は1つではないといった栄養指導の根本的性質に左右され、標準化が困難であることも理由の1つと考えられる。本研究におけるプログラムは模擬患者のアクションに対する被評価者の発言を分析することが特徴であり、面接の過程を評価するための標準化されたアルゴリズムの構築が必須である。そこでこれまでに実際に栄養指導を行っている管理栄養士に臨床面接で重要なキーワードをプロセスレコードとインタビューにより抽出した。また、学生が行う臨床面接と臨床現場で実施されている栄養指導で重要視されているキーワードの違いを分析した。それらをもとに患者の多様性に適応したフレーズの選択技術を会得するためのアルゴリズムを開発し、VR(virtual reality)ゴーグルを用いたトレーニングプログラムの開発を行うこととする。2016年度では臨床現場における栄養指導の実態把握を行い、プログラム開発に必要な情報としてキーワードの抽出を行った。2017年度では模擬患者をアニメーションで表現したビデオを使って学生の行う栄養指導を分析し、キーワードの抽出を行った。このキーワードの比較により、臨床現場と学生の意識に大きな差があることが明らかになったが、このことについては学会報告を行った。続いて学生向けのVRトレーニングツールを開発した。これはVRゴーグル内を装着した被検者が、模擬患者が発言する内容に反応して発言し、その発言内容を音声入力システムによりテキスト分解し、テキストに含まれるキーワードにより模擬患者の所作が変動するシステムである。適切なキーワードが含まれるアドバイスにより模擬患者との良好な関係が維持できれば無事終了する。このシステムを使って実際にトレーニングを行ったが、実用的なシステムといえるものにならなかったため、再度アルゴリズムやシステム仕様を見直し、プログラムを再構築することとした。当初の計画ではタブレット上にアニメーション動画による模擬患者とのやりとりを再現することとしていたが、より現実感を得るためにVRシステムに仕様変更した。そのことで端末のスペックの要求が高くなり、スムースな動画再生が実現できなかった。さらに、音声認識方法でグーグルのサービスを利用することとしたが、そのことで通信環境の整備が必要となった。また、バグの対応、キーワードの拾い出しが不十分であるなどのソフト上の問題も発生し、仕様の見直しを余儀なくされた。また、この間の音声認識やVRに関する技術革新はめざましいものがあり、新技術に対応したアルゴリズムに変更するとともにハードウエアの要件を見直すこととし、仕様の修正も含めて再度プログラム作成委託を行った。2019年度において、セルフトレーニングプログラムの教育効果を評価する予定である。本プログラムでは臨床現場の専門職が経験的に会得していく技術をバーチャルでマスターできることを狙いとしており、その評価を行うこととしている。まずは学生を被検者としてプログラムを実施し、「何に気づいたか」を、中心に評価していくこととする。さらに、臨床現場で栄養指導を行っている管理栄養士に試してもらい、実用性、技術習得効果、使い勝手について評価をもらう予定である。本研究は、臨床現場での実習を控えた学生が、タブレット端末の画面上に表示される模擬患者と面接を行うことにより、事前にその内容を評価し、トレーニングを行えるプログラムを開発することを目的としている。医療面接の評価手法としては客観的臨床能力試験(Objective Structured Clinical Examination;以下OSCE)がよく知られている。これは、患者とのコミュニケーションスキルを含めた臨床技能・態度を評価する実技試験として、医療系大学でよく実施されているが、評価の公平さの担保や、多大な人手・時間・費用を要する等の課題があり、広く普及には至っていない。その背景には、栄養指導の質の評価は、指導者個々の経験・特徴に基づく差異や、患者個々の治療への意欲・価値観等に対応した有効な言葉遣いや指導内容の差異、療養指導の正解は1つではないという栄養指導の根本的性質等に左右され、標準化が難しいことも関連していると考えられる。本研究におけるプログラムはタブレット端末等に表示される模擬患者のアクションに対する被評価者の発言を分析することが特徴であり、面接の過程を評価するための標準化されたアルゴリズムの構築が必須である。そのため平成28年度においては実際に面接指導を行っている医療機関に出向き、詳細なインタビューを行い、その結果をもとに面接時に必要なキーワード、使ってはいけないキーワードの抽出のためのデータベースの構築を行った。インタビューを行ったのは大阪府内に位置する大学病院、公立病院等11の医療機関で栄養指導を担当する管理栄養士である。2016年度では、臨床現場における栄養指導の実態を把握し、プログラム開発のための基礎資料としてキーワードの抽出を行うこととしていた。具体的に行ったことは、まず事前に検討資料として10の症例を用意した。

これは実症例をもとに作成した架空の患者と指導者の面接時でのやりとりを記載した113ページからなるプロセスレコードで、性格・病状の様々な患者を想定し、患者の性格タイプを4分類(ユング心理学の性格類型改変坂根直樹ら提唱;外交的or内向的、理論的or感情的の組合せ)と、行動変容ステージモデル5段階(前熟考期/熟考期/準備期/実行期/維持期)との組合せから構成している。この検討資料を医療機関の管理栄養士に見てもらい、実際に行われている栄養指導との対比や、キーワードの抽出をアンケートにより依頼した。後日再訪問し、アンケートの確認とともにインタビューを行った。ほとんどの医療機関で共通していたことは、「挨拶」「患者確認」「自己紹介」「否定・強要しない」「同調・肯定する」「褒める」ことの重要性と「継続指導ができること」であった。さらに、これらを裏付けするキーワードが確認できた。以上のことから、予定していた計画は順調に進捗していると判断し、現在までの進捗状況は「おおむね順調に進展している」と自己評価した。本研究は、臨床現場での実習を控えた学生が、タブレット端末の画面上に表示される模擬患者との面接を行うことにより、事前にその内容を評価し、トレーニングを行えるプログラムを開発することを目的としている。医療面接の評価方法としては客観的臨床能力試験(Objective Structured Clinical Examination ;以下OSCE)がよく知られている。これは患者とのコミュニケーションスキルを含めた臨床技能・態度を評価する実技試験として、医療系大学でよく実施されているが、評価の公平さの担保や、多大な人手・時間・費用を要する等の課題があり、広く普及には至っていない。特に栄養系大学では多種多様な患者に対応した栄養指導の技能に関しては、標準化されたOSCEの作成や実用化に至っていないのが現状である。その背景には、栄養指導の質の評価は、指導者個々の経験・特徴に基づく差異や、患者個々の治療への意欲・価値観等に対応した有効な言葉遣いや指導内容の差異、療養指導の正解は1つではないといった栄養指導の根本的性質に左右され、標準化が困難であることも理由の1つと考えられる。本研究におけるプログラムは模擬患者のアクションに対する被評価者の発言を分析することが特徴であり、面接の過程を評価するための標準化されたアルゴリズムの構築が必須である。そのため、2016年度においては実際に栄養指導を行っている管理栄養士に臨床面接で重要なキーワードをプロセスレコードとインタビューにより抽出した。
マイクロフルイディクスを駆使した水の窓域の軟Ｘ線時間分解分光法の開拓

マイクロフルイディクス(微小流体工学)を駆使して厚さ約1マイクロメートルの液体薄膜を生成し、水の窓(波長2.34.4ナノメートル)軟X線による液相の時間分解測定を実現させることを目的とする。水の背景信号に埋もれた溶質分子からの微かな信号を選択的に検出できる、分子の電子状態や構造の変化を鋭敏に検出できる、といった特徴は反応ダイナミクス研究に大きな革新をもたらす。
高次元高木関数族の研究

高木関数は,高木貞治による,いたるところ微分不可能な一変数関数の例であり,区間力学系を利用した級数の形で定義されている。服部は,三角形の重心分割から自然に導かれる力学系を用いて,三角形上の高木関数族を定義し,パラメーターと関数の性質の関係についての結果を得た。当該研究計画の一つは,高次元への拡張を念頭に置きつつ,一次元の非対称なテント写像から得られる高木関数族について,種々のパラメーター値に対する関数の性質を調べることにあった。この目的のため,二つのパラメーターをもつ非対称テント写像から導かれる非対称高木関数族について,リアプノフ指数を求めるなどの数値実験を行ったが,数値実験の結果およびその後の考察として,数学的に意味のあるものは得られておらず,数値実験に関する成果を公表するには至っていない。また,高次元化については,服部の考察した三角形上の高木関数族と,次の次元である3次元で最も簡単な場合として3次元単体の重心分割から得られる力学系とテント写像を用いて定義される高木関数族を考察したが,これに関する数値実験あるいはランダムマトリックスの手法を用いた理論的研究についても成果を公表するには至っていない。一方,関連分野に関しては,特に表現論に関連する研究において,スピン群の表現と中心化代数との関連,超八面体群のねじり群代数の双対性,ハリスーチャンドラ加群のベルンシュタイン次数と付随するサイクルなどについての成果を得ている。服部の関数族,およびその一般化である力学系のイテレイションから生じる関数族の微分の数値計算を級数展開に従って行った。服部の関数族に対しては,関数がいたるところ微分不可能となるパラメーターの閾値が1/√3であることを,対応する力学系のリアプノフ指数の数値実験によって確認することが目的であった。対応する力学系が,数値実験を念頭に置いた場合には予想以上に複雑であり,かつ測度論的な軌道の分布の収束の速度が遅かったため,目標とするリアプノフ指数の閾値log√3に十分に近い計算結果は得られなかった。しかし,この値よりも低い値に収束するような挙動も観測できなかったので,原因はおもに分布の収束の測度にあると考えられる。一方,服部の関数族以外の関数族としては,特に一次元の非対称な高木関数と,一次元の高木関数の組み合わせによって構成される二次元の関数族を扱った。一次元非対称な高木関数については,数値実験の結果としては,対称な高木関数の場合と特に異なったものは得られず,数学的に興味のある結果は生じなかった。しかし,この場合には凸となるパラメーター値,リプシッツ連続となるためのパラメーター値は決定できる。次に一次元の高木関数の組み合わせによって構成される関数族については,やはり対応する力学系が,数値実験を念頭に置いた場合には予想以上に複雑であり,現在,十分に信頼できる結果が得られるだけの実験をなし得ていない。したがって数値実験結果から関数族の振る舞いに関する具体的な予測,予想などを立てるのは次年度以降となる。服部の関数族およびその一般化である力学系のイテレイションから生じる関数族の微分の数値計算を級数展開に従って行った.当初の目的は,服部の関数族に対して,関数がいたるところ微分不可能となるパラメーターの閾値を,対応する力学系のリアプノフ指数の数値実験によって決定することが目的であった.昨年度の実験によって,この力学系における測度論的な軌道の分布の収束の速度が予想以上に遅く,数値実験による絞り込みが十分には機能しないことが判明した.しかし,現在のところ,計算機シミュレーションに代わる有効な研究方法がないため,今年度も数値実権を継続した.その結果,リアプノフ指数の目標の閾値(log3)/2に対して,非常に高い精度での絞り込みはできなかったが,この閾値よりも低い値は観測されなかった.

したがって,リアプノフ指数の閾値(log3)/2の妥当性はある程度検証されたといえる.また服部の関数族以外の関数族として,一次元9非対称な高木関数と,一次元の高木関数の組み合わせによって構成される二次元の関数族を扱った.一次元非対称な高木関数については,シミュレーションの結果から,対称な高木関数の場合とほぼ同様な数学的構造を持つことが明らかとなった.また一次元の高木関数の組み合わせによって構成される関数族についても継続して数値実験を行ったが,やはり収束の速度が遅いことが原因で,閾値の具体的な絞り込みなど有効な成果は現在のところ得られていない.
肺炎球菌とインフルエンザ菌の混合感染時のフェーズ変化と急性中耳炎難治化の研究

急性中耳炎患児において鼻咽腔・中耳という異なった環境下で分離された肺炎球菌68株(中耳37株、鼻咽腔31株)において、中耳貯留液中でOpaque型肺炎球菌で存在する割合が有意に増加していた。また、PFGE法を用いて鼻咽腔と中耳に存在する肺炎球菌の遺伝子学的検討をおこなうとそれらは遺伝子学的に同一菌であった。このことから肺炎球菌は感染プロセスにおいて莢膜構造を変化させており、上皮細胞への付着に有利に働く莢膜の薄いTranparent型から、病原性が高く莢膜の厚いOpaque型にフェーズ変化を起こし、鼻咽腔から中耳に適合することで、宿主の免疫防御機能から逃れ急性中耳炎を発症すると考えられた。肺炎球菌は髄膜炎のような侵襲性感染症のみならず、急性中耳炎や肺炎などの主要起炎菌であり、同時に小児の鼻咽腔に存在している常在細菌でもある。急性中耳炎の臨床経過を起炎菌別に見た場合には、肺炎球菌では初診時における臨床症状および鼓膜所見が重症である場合が多く、急性中耳炎の臨床経過が他の細菌と比較した場合遷延化・難治化する。1994年にWeiserは、肺炎球菌が莢膜構造の差により、Transparent型とOpaque型の2つのコロニー形態を示すことを報告した。すなわち、Transparent型肺炎球菌は莢膜が薄く、細菌の付着因子の発現が高いために上皮細胞に付着しやすいと考えられ、一方、Opaque型肺炎球菌は厚い莢膜構造のため、補体結合性が低くオプソニン化後の貪食処理に抵抗を示し、局所組織内に長期に存在することに適していると考えられている。今回の研究において急性中耳炎患児において鼻咽腔・中耳という異なった環境下で分離されたフェーズの異なった肺炎球菌において、高い遺伝子学的相同性が証明された。本研究では急性中耳炎の初期段階である鼻咽腔粘膜への肺炎球菌の付着に莢膜の形態が密接に関与することが明らかになり、さらに、中耳局所においてその形態を変化させ、病原性を発揮し中耳炎を発症する過程を明らかにすることができたと考えられる。今回、急性中耳炎患児における肺炎球菌単独感染の病態について詳細な検討をくわえることが可能であったが、インフルエンザ菌との混合感染においては、さらなる研究の進展が望まれる。急性中耳炎の主要起炎菌のひとつである肺炎球菌に注目し、急性中耳炎患児において中耳貯留液、鼻咽腔でフェーズ変化が存在するかを検討を加えた。採取した検体を滅菌綿棒にてヒツジ血液寒天培地(Nippon Becton Dickinson、東京)に塗布し、5% CO2にて37°Cで20時間培養を行った後単一コロニーを分離した。肺炎球菌の同定は、ヒツジ血液寒天培地上のコロニーの形態、α溶血およびオプトヒン試験によっておこなった。さらに鼻咽腔および中耳貯留液から分離される肺炎球菌株を5000U/ml catalaseを含有したTryptic soy agar寒天培地(TSA-C培地)を作成し37°Cで16時間培養した後にフェーズを評価した。急性中耳炎患児において中耳貯留液由来と鼻咽腔由来の肺炎球菌Opaque型の割合を比較すると中耳貯留液由来のOpaque型の割合が統計学的に有意に上昇していた。血清型別には一定の傾向は認めなかった。また、同一患児から同時に採取した中耳貯留液由来の肺炎球菌と鼻咽腔由来の肺炎球菌のOpaque型の割合を比較した場合、中耳貯留液由来の肺炎球菌のOpaque型の割合が有意に上昇していた。さらに鼻咽腔と中耳では遺伝子学的に同一であることがパルスフィールドゲル電気泳動法(PFGE :pulse-field gel electrophoresis)で証明された。このことから肺炎球菌は、莢膜構造を変化させることで環境に適合し、巧妙に宿主の免疫防御機能から逃れ急性中耳炎を発生する可能性が示唆された。今後フェーズ変化に対して影響を与える環境因子がさらに解明されれば中耳炎の治療戦略にも影響を与えることとなり日常臨床にも大きく貢献すると思われる。急性中耳炎患児より得られる鼻咽腔および中耳貯留液から分離される肺炎球菌株においてcatalaseを含有したTryptic soy agar寒天培地(TSA-C培地)にて37°Cで16時間培養した後にフェーズを評価すると、肺炎球菌は中耳貯留液中でOpaque型で存在する割合が有意に増加していた。

さらにPFGE法を用いて鼻咽腔と中耳に存在する肺炎球菌の遺伝子学的検討をおこなうとそれらは遺伝子学的に同一菌であった。今後は、肺炎球菌血清型別に莢膜多糖体のモノクローナル抗体を作成しELISA法で莢膜多糖体の抗体価を定量することでも肺炎球菌の莢膜に検討を加えたい。さらにマウスモデルを用いて、肺炎球菌のフェーズ変化がインフルエンザ菌との混合感染時にどのように発生しているかについての検討を行う。マウス経鼻感染モデルを確立させ、これらの感染モデルを用い、肺炎球菌およびインフルエンザ菌を鼻咽腔に接種した後で、鼻咽腔洗浄液および鼻粘膜組織を採取し肺炎球菌のフェーズ変化がどのように認められるかについて検討する。細菌培養試薬、フェーズ確認用試薬、血清型判別用試薬を購入し、マウス(BALB/c、CBA/N)に、肺炎球菌TIGR4株(血清型4型)、L82016株(血清型6B)、BG7322株(血清型6型)、EF3030株(血清型19F)およびインフルエンザ菌臨床分離株を至適感染量にて経鼻接種を行った後に、マウス鼻腔における肺炎球菌のコロニー形成とフェーズの検討を行う。
強相関有機導体の電子構造に対する1軸ひずみ効果

この研究の目的は,電子相関の強い有機導体・超伝導体に1軸性圧縮を加えて結晶構造を制御変形し,構造と電子状態との関係を解明することである。具体的には,超伝導臨界温度が13K級のカッパ型BEDT-TTF有機超伝導体など,電子相関が相対的に大きいと考えられる有機導体を1軸性圧縮の下で系統的に調べることにより,超伝導相,モット絶縁相,金属相の相互関係を支配している電子構造的・結晶構造的要因を明らかにする。本年度は,以前に比べて高品質と考えられるκ-(BEDT-TTF)_2CuN(CN)_2I試料を用い,まず1軸性圧縮下での超伝導転移を調べた。35kbar程度のピストン圧のa軸圧縮によって,超伝導転移温度が従来より2K程度高い8.5Kを示すことを発見した。次にX線散漫散乱実験を行ったところ,以前の試料で低温で見つけていた超格子が確認できたが,これとわずかに波数が違う別の超格子があるとも考えられる結果を得た。本年度の主要課題として,熱電能を1軸性圧縮下で測定するための測定装置を開発した。伝導面内a軸方向に測った熱電能は,室温付近の正の値から120K付近で負に転じ,25K付近で絶対値が最大になった後,絶対零度に向かってゼロに向かう。c軸方向の熱電能は常温からすでに負の値を示し,120K付近で絶対値が最大になった後,温度の降下とともにゼロに向かう。a軸方向に1軸性ひずみを加えた状態でc軸方向熱電能の測定を行ったところ,絶対値が最大になる温度がひずみの増大とともに低温側にずれて行くことを発見した。降温と昇温とで大きな熱履歴が発見されたが,これはX線散漫散乱実験で見出している超格子構造と関連があると考えられる。具体的には,超伝導臨界温度が13K級のカツパ型BEDT-TTF有機超伝導体など,電子相関が相対的に大きいと考えられる有機導体を1軸性圧縮の下で系統的に調べることにより,超伝導相,モット絶縁相,金属相の相互関係を支配している電子構造的・結晶構造的要因を明らかにする。本年度はκ-(BEDT-TTF)_2CuN(CN)_2Iの3つの結晶軸方向への1軸性圧縮効果を電気抵抗測定によって調べた。1軸性圧縮は凍結オイル法によって実現し,ヘリウム温度域まで測定した。その結果,3つの軸方向の圧縮で共通に見られたことは,ごくわずかの圧縮で5K程度の臨界温度の超伝導が出現するが,その後,高圧縮によって超伝導転移温度が下がっていくことである。3軸の中では,2次元伝導面内のa軸方向への圧縮が超伝導を最も安定化させ,25kbarの広いピストン圧の範囲でゼロ抵抗状態が見られた。また,8kbarのピストン圧で最高の超伝導転移温度6.5Kが見られたが,それ以上の圧縮では超伝導は消失して系は絶縁体状態に向かう。伝導面内のc軸方向への圧縮では超伝導は安定ではないようで,ゼロ抵抗状態は見られなかった。伝導面に垂直なb軸有向の圧縮では,両者の中間的な効果が見られた。これらとBEDT-TTF分子の配向構造との関係を調べる準備をしている。なお,得られた成果を2編の論文に公表するとともに,広島市で開催された国際会議,および中国上海市で開催された国際会議で発表した。
冥王代初期のメルト生成過程とhidden reservoirの生成条件の解明

地球の材料物質と現在の地球の間のNd同位体比の差を補完する「隠された」リザーバー(hidden reservoir)が持つべき主成分元素組成と密度を、同位体に基づいたモデル計算と高圧融解実験、状態方程式を用いたモデル計算によって求めた。その結果、hidden reservoirとなるべきメルトは、地球形成から3000万年以内に7GPa・1750°Cで2%以下の融解度で生成される必要があることがわかった。このメルトは、鉄・チタンなどに富むコマチアイト質で、密度は始原的マントルよりも有意に小さいため、冥王代初期に地球表層に地殻を形成し、その後の巨大衝突によって地球から失われた可能性が高い。本研究は、冥王代初期のマントルで起こり得たメルト生成プロセスの条件を明らかにし、その条件で生成するメルトの主成分元素組成・密度から、初期地球においてhidden reservoirが形成し得たかどうかを検証することを目指している。地球の材料物質と考えられているコンドライト隕石、および、現在のマントル由来岩石のNd同位体組成の既存データをもとに、コンドライトと現在のマントルとの間の同位体組成の差を求め、その同位体組成の差を説明出来る微量元素組成(特にNd同位体比を左右するSm/Nd比)と形成年代を、モデル計算によって決定した。そして、そのような微量元素組成を持つリザーバ(Early Enriched Reservoir: EER=hidden reservoirの候補)が始原的マントルから生成される条件(温度・圧力・部分融解度)を、カンラン岩の融解相平衡関係と、メルトー鉱物間の微量元素分配関係に基づいて計算した。その結果、EERは、地球形成から3000万年以内に、始原的マントルが高圧下で微小な部分融解度(数%以下)で融解をすることで形成できることが明らかとなった。初期地球におけるマントル対流パターンを考慮すると、EER形成の最も最適の条件は、深さ200km付近における部分融解度1%でのメルト生成・分離となることがわかった。これらの計算結果を基に、EERの主成分元素組成を決定するためのカンラン岩高温高圧融解実験を、川井型マルチアンビル高圧発生装置を用いて行った。KLB-1組成の合成カンラン岩を出発物質として、7GPa・1750°Cにおける極微小部分融解度のメルト組成を、Modified Iteration Sandwich Methodによって決定した。その結果、EERの化学組成は鉄に富んだコマチアイト的な組成になることが明らかになった。本研究は、地球形成直後の時代である冥王代初期に地球内部で起こり得たメルト生成プロセスの条件を、Sm-Nd同位体系を制約条件として求め、その条件で生成するメルトの主成分元素組成と密度を高圧実験とモデル計算で明らかにすることを目的としている。その結果をもとに、地球全体の平均組成として仮定されているCIコンドライト組成と、現在の地球のマントルの平均組成の推定値とのズレを説明するために想定されているhidden reservoirと呼ばれる隠れたリザーバーが、実際に存在し得たのか、存在したとしたらどういう条件で生成され得たのか、を明らかにすることが最終目標である。昨年度までに、コンドライト隕石とマントルのSm-Nd同位体系のデータを用いて、コンドライトと現在のマントルとの間のNd同位体組成の差を補完できる組成を持つリザーバー(Early Enriched Reservoir: EER=hidden reservoirの候補)の生成条件(温度・圧力・部分融解度)を求めた。そして、求められた条件(7GPa・1750°C・部分融解度2%以下)におけるカンラン岩の高温高圧融解実験を川井型マルチアンビル高圧発生装置を用いて行って、EERの候補となるメルトの主成分元素組成を決定した。本年度は、引き続き高温高圧実験を行ってメルト組成を最終的に確定させるとともに、得られたメルトの密度をモデル計算によって求めた。その結果、初期地球のマントル上部で微小な部分融解度で生成されたメルトは、マントル中を上昇して原始地殻を形成すること、その原始地殻がEERすなわちhidden reservoirとなった可能性が高いことが明らかとなった。高圧実験が、装置のトラブルもなく順調に行えたこと、メルトの密度計算に関しては昨年度までにその手法を習熟していたことが、研究が順調に進んだ要因である。昨年度までに、Sm-Nd同位体系のモデル計算により、コンドライトと現在のマントルとの間のNd同位体組成の差を補完できる組成を持つリザーバー(Early Enriched Reservoir: EER=hidden reservoirの候補)の生成条件(温度・圧力・部分融解度)が、7GPa・1750°C・部分融解度2%以下であることを明らかにした。そして、この条件におけるカンラン岩の高温高圧融解実験を川井型マルチアンビル高圧発生装置を用いて行い、EERの候補となるメルトの主成分元素組成を決定した。