hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小重力培養骨髄間葉系幹細胞と磁性粒子を用いた重症虚血肢再生治療

下肢重症虚血肢に骨髄間葉系幹細胞を患肢に直接注射する治療が行われてきたが効果が明らかではなかった。模擬微小重力細胞培養装置(Gravite)は宇宙環境と同じ10-3Gの微小重力環境下で骨髄間葉系幹細胞を大量に未分化な状態で培養できる。本研究ではラットの重症虚血肢モデルに腸骨から採取した骨髄間葉系幹細胞を微小重量培養下で培養して尾静脈から注入した。同時に患肢に磁性パッチを貼付して磁力で分化を促進させたところ、重症虚血下肢の虚血障害が軽減された。ラットの実験では成果が得られたが、発癌などの可能性を考慮して人体では行わなかった。下肢重症虚血肢には骨髄間葉系幹細胞を患肢に直接注射する血管再生治療が行われてきたが重症閉塞性動脈硬化症では効果が明らかではなかった。腸骨から得られる骨髄間葉系幹細胞は少なく、細胞数増やすためには一定期間細胞培養を繰り返す必要がある。この間に分化誘導がかかり血管前駆細胞以外の細胞へと分化が進行する可能性がある。分担研究者の開発した模擬微小重力細胞培養装置(Gravite;(株)スペースバイオラボラトリー)は宇宙環境と同じー10x3G(1000分の1重力)環境下で細胞培養する装置で無添加培地でも骨髄間葉系幹細胞を大量に未分化な状態で培養できる。本研究では、微小重力下で未分化骨髄間葉系幹細胞を短期間に大量培養して、重症虚血肢患者に静脈投与して、患肢には磁性粒子パッチを貼付して骨髄間葉系幹細胞を集積、分化させて重症虚血肢の血管再生、筋肉再生を行うことを目的とした。下肢重症虚血肢に対する骨髄間葉系幹細胞移植術はこれまで臨床応用も行われたが得られる骨髄間葉系幹細胞が微小であることから十分な効果を上がることができなかった。我々は、3次元立体回転式の細胞培養装置を開発して(Gravite;北川製作所)、微小重力環境(10マイナス3G)で骨髄間葉系幹細胞を培養すると未分化状態で大量の骨髄間葉系幹細胞が得られることを発見した。そこで、骨髄間葉系幹細胞を微小重力培養して大量に増やし、磁性流体を培養液に少量混ぜて培養して、重症虚血肢に磁性パッチを巻いて患肢に未分化な骨髄間葉系幹細胞を誘導して血管再生することを計画した。本年は大量培養した骨髄間葉系幹細胞に磁性流体を食させる方法の確立と磁性パッチを用いた患部への骨髄間葉系幹細胞の誘導法の研究を行った。微小重力培養した骨髄間葉系幹細胞の大量培養に成功した。ラットの大腿動脈結紮による下肢壊疽モデルの作成にも成功した。壊死した下肢への投与方法として、動脈注、静脈注、皮下注があるが皮下注がもっとも患部に骨髄間葉系幹細胞を誘導しやすいことが分かった。磁性パッチは既存製品がなく、弱電力の磁石を用いた。(目的)重症虚血肢の治療としてこれまでは骨髄間葉系幹細胞の注射が行われてきたが、あまり効果がなかった。微小重力培養した間葉系幹細胞は未分化な状態で大量培養が可能で、重症虚血肢の治療に適していると考えた。さらに下肢局所への細胞の集積や文化を促すために磁性流体パッチ患部下肢にまして血管、筋肉再生を試みた。微小重力培養した間葉系幹細胞と磁性パッチを用いた重症虚血肢の血管、筋肉再生を行うことを目的にした。(方法)ラット大腿動脈を結紮して完全な下肢虚血モデルを作成した。下肢の運動機能はTavlow scoreを用いた。全例が下肢の運動機能低下を示した。下肢の運動障害に陥ったラットを3群に分けた。I群:コントロール群(生食2ml注入)、II群:微小重量下細胞培養装置(10-3G)(Gravite)でラット腸骨から採取した骨髄間葉系幹細胞を3日間培養して10X4乗個の細胞を2mlの生食に混ぜて尾静脈から注入、III群:II群+磁性パッチを患肢に貼付。3群間で下肢虚血の改善を検討した。(結果)コントロール群に比べて、II群:微小重力下細胞群、III群:微小重力細胞群+磁性パッチ群は優位に下肢運動機能が改善した。病理学的にも毛細血管の新生がII群、III群には見られた。筋肉の変性もII、III群ではコントロール群より改善していた。しかし、II群とIII群の間では下肢運動機能、筋肉変性の改善に有意差はなかった。(結語)重症下肢虚血に対する微小重力培養骨髄間葉系幹細胞の投与は有用であった。人体に対する発癌性などの検討が十分でなく今年度は臨床応用を行わなかった。

本研究では、微小重力下で未分化骨髄間葉系幹細胞を短期間に大量培養して、重症虚血肢患者に静脈投与して、患肢には磁性粒子パッチを貼付して骨髄間葉系幹細胞を集積、分化させて重症虚血肢の血管再生、筋肉再生を行うことを目的とした。平成26年度はラビットの大腿動脈を結紮して、下肢虚血モデルを作成、作成7日目に1微小重力下2週間細胞培養した未分化骨髄間葉系幹細胞注射群、2通常培養で2週間培養した骨髄間葉系幹細胞注射群、3生理食塩水注射群で、虚血下肢の血管新生、筋肉再生に差がでるかを検討した。3群間で1、2群はコントロール群に比べて微小血管再生が見られた。しかし、ラビットの免疫染色用の抗体がないために微小血管再生を定量的にしらべることが難しかった。完全に壊死した下肢の救済は本法でも難しいが、重症虚血肢の状態であれば本法を有効に使えば骨髄間葉系幹細胞を用いた細胞治療が可能になると予測される。次年度は、もっと効果的な骨髄間葉系幹細胞の投与法、投与量に関する検討を行っていきたい。心臓血管外科平成27年度は、移植する骨髄間葉系幹細胞をgreenfluorescent protein (GFP)を用いて染色して、患肢に骨髄間葉系幹細胞が集積しているかを検討する。また、患肢に磁性粒子を含んだパッチを貼付して磁力による骨髄間葉系幹細胞集積効果があるかを検討する。実験動物が当初予定より少なく予定どうりに実験が行われなかった為に剰余金が生じた。本年度は磁性粒子パッチを作成して上記3群のラビットの患肢に巻き、骨髄間葉系幹細胞の集積効果があるかを検討する。細胞分化は磁力のような力学的な力に依存している。微小重力細胞培養で骨髄間葉系幹細胞が未分化細胞のままで大量培養できるのも微小重力という重力場が関与している。磁性粒子パッチの付加効果を多くの動物実験で検証する。
地震時の限界機能停止時間から要求される耐震性能レベル

本研究の目的は、事業継続性の観点から要求される耐震性能レベル(対機能維持耐震性能)を、建築基準法が要求する安全性に対する耐震性能レベル(対人命保全耐震性)との関係で明確化すことにある。このために以下の3つの項目の研究を行った。1.収益用不動産を対象として、NPV(正味現在価値)の観点から導かれる限界補修期間Tmaxを、J-REIT所有の1269物件について算出した。また、これを既往の研究において示されている兵庫県南部地震で生じた補修期間と比較した。この結果、建物の規模が大きくなるほど補修期間が限界値Tmaxを上回り易くなる傾向が見出され、これの発生要因について考察した。この研究において、兵庫県南部地震のデータから見出された、修復費用と修復時間の関係性を用いた。2.地震後の建物機能停止が原因で発生する付加価値生産の減少を抑え,社会全体の生産活動を守るという観点から、建物に許容される限界機能停止期間を定義し、これに対応する耐震性(対機能維持耐震性能)を算出した。得られた対機能維持耐震性能を、建築基準法が求する対人命保全耐震性と比較した結果、対人命保全耐震性能は確保されているが、対機能維持耐震性能が十分ではないケースが起こりえることを示すことができた。特に、1社会的に重要,2規模が大きい,3靭性型、の建物でこの傾向は顕著となった。3.機能継続性の観点から建物内に発生する種々の損傷の深刻度を統一的に比較する指標「時間損傷度」をもとに、近年の大地震において機能継続性の阻害要因となっている方立壁を対象に部材性能評価を行った。さらに、時間損傷度をもとに算出される建物の修復時間を、建物用途(マンション・学校・事務所)および、崩壊形の異なるRC造建物を対象に求め、対機能維持耐震性(修復性)・対人命保全耐震性そして、建物の機能性の観点から要求される耐震性能およびその特性を示した。このため本年度は以下のような研究を行った。収益用不動産を対象として、投資判断指標として一般的によく使用されているNPV(正味現在価値)の観点から導かれる限界補修期間Tmax(事業継続性を評価する際の重要要因)を、J-REIT所有の1269物件について算出した。この結果、建物の規模が大きくなるほど補修期間が限界値Tmaxを上回り易くなる傾向が見出され、この原因として次の2つのことが考察された。1投資家は収益効率よりも投資で得られる全体の量を重要視する傾向にあること。2同じ損傷レベルでも建物規模が大きくなるに伴い補修期間が増大するが、この傾向が損傷の大きい中破・大破において顕著であること。また、地震後の建物機能停止が原因で発生する付加価値生産の減少を抑え,社会全体の生産活動を守るという観点から、建物に許容される限界機能停止期間を定義し、これに対応する耐震性(対機能維持耐震性能)を算出した。得られた対機能維持耐震性能を、建築基準法が要求する安全性に対する耐震性能レベル(対人命保全耐震性)と比較した。この結果、対人命保全耐震性能は確保されているが、対機能維持耐震性能が十分ではないケースが起こりえることを示すことができた。特に、1社会的に重要,2規模が大きい,3靭性型、の建物は対人命保全耐震性能に比べ対機能維持耐震性能が小さくなり易いことが明らかになった。この研究の遂行において、「修復費用」と「修復時間」との関係性を把握することが重要である。困難と思われたが、兵庫県南部地震における、両者のデータを分析したところ、明確な関係性を見いだすこそができ、かつ、理論的な説明付けにも成功した。この点が研究を順調に進めることができたもっとも大きな理由である。申請書に挙げた次の事項に沿って順調に研究が進められている。1.公開されている不動産データをもとに、大地震時に建物に許容される限界機能停止時間を推定する。2.この限界から要求される耐震性能レベル(対機能維持耐震性能)を、建築基準法が要求する安全性に対する耐震性能レベル(対人命保全耐震性)との関係で明確化する。得られた対機能維持

耐震性能を、建築基準法が求する対人命保全耐震性と比較した結果、対人命保全耐震性能は確保されているが、対機能維持耐震性能が十分ではないケースが起こりえることを示すことができた。特に、1社会的に重要,2規模が大きい,3靭性型、の建物でこの傾向は顕著となった。3.機能継続性の観点から建物内に発生する種々の損傷の深刻度を統一的に比較する指標「時間損傷度」をもとに、近年の大地震において機能継続性の阻害要因となっている方立壁を対象に部材性能評価を行った。さらに、時間損傷度をもとに算出される建物の修復時間を、建物用途(マンション・学校・事務所)および、崩壊形の異なるRC造建物を対象に求め、対機能維持耐震性(修復性)・対人命保全耐震性そして、建物の機能性の観点から要求される耐震性能およびその特性を示した。これまでの研究(平成29年度の研究)で、申請書の「研究期間内に明らかにすること」で述べた研究成果が得られる目処が明確についたと考えている。平成30年度は以下の3項目についてさらに研究を深めたい。1.事業継続性の観点から建物経営上の限界機能停止時間を算出し、建物の用途・立地条件・規模等との関係性を明らかにする。2.架構建物モデルの地震応答解析から、「建物の耐震性」と「修復費用」・「修復時間」との関係性を分析する。3.これら成果をもとに事業継続性の観点から要求される耐震性能レベルおよびその性能の特性を明らかにする平成29年度において本研究は、順調に成果を挙げることができた。本研究の遂行において、「修復費用」と「修復時間」との関係性を把握することが最も困難と思われたが、予想よりも容易に両者の関係性を見いだすことができ、これに伴い、研究費の支出も効率的に行うことができた。このため、予定を上回る成果が得られたが、予算支出は余裕をもったものとなり、「次年度使用額」が生じる結果となった。平成30年度は、順調に進んだ平成29年度の研究成果をもとに、さらに精力的に研究を次の項目で展開する。この目的のために「次年度使用額」を有効的に活用し、さらなる成果を挙げたいと考えている。
ラディシコールの知覚神経生存維持作用に関する研究

(1)マウス胚後根神経節の培養では、ニワトリ胚の場合の様な、ラディシコールの突起伸展効果や生存維持効果を認めることが出来なかった。成マウス、ラット後根神経節から、神経細胞分別し培養を行い、ラディシコールの添加効果を調べた。僅かに突起伸展促進効果が伺えるも、長期では害的であった。(2)ラディシコールの作用メカニズムを調べるため、神経系株細胞を検討。NG108.15、N2a細胞において、ラデイシコールによる突起伸展効果を見出した。SH-SY-5Y, N-Tera, PC12D細胞などでは、アポトーシスが誘導された。(3)Raf1,Akt1,CDK4,CydinD1などの蛋白はHsp90に保護されている。NG108-15細胞を用い,各種蛋白質の量的な変化をウェスターンブロット法により検討した。ラディシコールとゲルダナマイシン処理されたNG108-45細胞では、Raf1,ERK1/2燐酸化ERK1/2が、薬剤の濃度依存的に,また処理時間に依存して低下が認められた。Akt1とCDK4は少し低下が認められたが、Hsp90とCyclinD1の量は変化が見られなかった。ラディシコールとゲルダナマイシン処理による神経突起の誘導はアクチノマイシンにより阻害された。ラディシコールによる神経突起誘導は、Hsp90阻害による特異蛋白質の低下よりは、新たな蛋白質合成の変化によると推察された。ニワトリ胚、培養後根神経節からのニューロンの神経突起再生は、NGF, BDNF, NT-3によって誘導を受ける。この時、低濃度ラディシコールを共存させたところ、神経突起の再生を驚異的に増強する事実を認め既に報告した。成体の知覚神経繊維の再生に効果を示すかどうか、および哺乳類にも同様の効果を示すか、という2つの疑問が当面の課題であった。成体マウスの後根神経節を、コラーゲナーゼ、トリプシン処理後、パコール密度勾配遠心により、純粋なニューロンを分離し、培養を行った。この培養系では、神経突起誘導にニューロトロフィンは不可欠ではないが、効果が見られた。しかし、ラディシコールは、20nMでは、むしろ細胞死を起こさせ、低濃度(5hM)において、僅かな有効性が認められるにとどまった。更にマウス胚からの知覚神経節ニューロンの培養も検討を行ったが、肯定的な所見が得られなかった。コーティングなどの培養条件や濃度についても、長時間掛けて繰り返し検討したが、結果は否定的であった。そこで、ニワトリ胚知覚神経細胞に戻り、TrkA, B, Cに対する各抗体を用いて、細胞の種類を判別し、ニューロトロフィンやラデイシコールによる神経突起誘導について効果を調べている。またアクソン、デンドライトのいずれの再生に有効であるかという観点から、現在検討を続けている。ニワトリ胚、培養後根神経節からのニューロンの神経突起再生と生存維持は、低濃度ラディシコール(Rad)によって驚異的に増強される事実を報告した。次に哺乳類成体の知覚神経に同様の効果を示すか否かの課題は、肯定的な所見が得られず、多くの条件を長時間繰り返し検討したが、否定的であった。ニワトリ胚知覚神経細胞に戻り、TrkA, B, Cに対する各抗体を用いて、細胞の種類を判別し、ニューロトロフィンやRadによる神経突起誘導について効果を調べた。ニワトリ胚知覚神経節の細胞は、TrkA, B, Cの抗体によって、小、中、大のサイズの異なる細胞が免疫染色出来たが、Radへの反応性には差が見られず、全細胞が突起伸展を誘導された。

またMAP1A, MAP1Bはそれぞれ、初期的な微小管と安定化した微小管に存在するとされるが、これらの存在状態についても、Radによる突起とニューロトロフィンによって誘導される突起に差を認めることが出来なかった。p53はHSPにより保護を受けており、RadによるHSP抑制の結果p53が減少して、アポトーシスを抑制するという仮説を考え、ニワトリ知覚神経の培養におけるp53へのRadの効果を調べたが、低下は認められなかった。神経系株細胞のについて、Radの効果を調べ、Neuro2aとNG108X15の2つの細胞で、Radによる神経突起誘導を確認した。これらの細胞で、RaF-1, ERK, P38MAPK, Rasなどのシグナル伝達系の分子にRadがどのように作用を示すかを検討中である。ラディシコールの効果が認められる神経系株細胞を見出す必要があった。検討の結果、NG108-15、N2a細胞において、ラディシコールによる突起伸展効果を見出した。しかし、その他に調べた、SH-SY-5Y, N-Tera, PC12D細胞などでは、ラディシコールによってアポトーシスが誘導された。NG108-15細胞を用いることにより、次のような諸実験を行った。ラディシコールやゲルダナマイシンは、Hsp90を阻害する。Hsp90によって保護を受けていることが明確な蛋白質は多く報告されている。中でも細胞内のシグナル伝達に関与するRaf1,Akt1,CDK4,CyclinD1などの蛋白が知られ、これらの蛋白、あるいは、その影響を受ける蛋白質の低下は、アポトーシシスの阻止や細胞周期の制御、そして、神経突起の誘導などを起こしているという仮説が考えられる。そこで各種蛋白質の量的な変化をウエスターンブロット法により検討した。その結果、ラディシコールとゲルダナマイシン処理されたNG108-15細胞では、Raf1,ERK1/2,燐酸化ERK1/2が、薬剤の濃度依存的に,また処理時間に依存して低下が認められた。Akt1とCDK4は少し低下が認められたが、Hsp90とCyclinD1の量は変化が見られなかった。ラディシコールとゲルダナマイシン処理による神経突起の誘導はアクチノマイシンにより阻害された。しかし、cAMPによる突起伸展誘導は、RNA合成阻害の影響を受けなかった。従って、ラディシコールによる神経突起誘導は、Hsp90阻害による特異蛋白質の低下よりは、新たな蛋白質合成の変化によると推察された。
表面超格子を用いた単結晶シリコンカ-バイドの原子層制御エピタキシ-

本研究は、表面超格子を構成する限定された数の原子の表面化学反応を用いて、原子層レベルで成長を制御する新しいエピタキシ-技術を確立し、広禁制帯幅半導体として種々の応用が期待されているシリコンカ-バイド(SiC)の単結晶成長に応用することを目的とする。超高真空下におけるシリコンカ-バイドの成長において、供給原料原子により基板表面に特定の表面超格子が形成され、それが連鎖的に再配列を繰り返し成長が進行する。1.SiC表面超構造の同定CVD法によってSiオフ基板上に製作したシングルドメインの3CーSiC(001)面にC_2H_2を照射してC終端のc(2×2)表面とした後、Si_2H_6の照射を行った。このとき[110]人射のRHEED像において超構造ストリ-クの現れる各位置の輝度の時間変化を実時間解析した。Si_2H_6照射後(2×1)の信号が極大となるまでの時間を1とすると、(5×2)の極大は1.15、(3×2)は1.35となり、これは各構造の構成Si原子数の比を表していると考えられる。この結果を最もよく説明できるのは、(2×1)については1層分のSiからなるsimple dimer model、(5×2)および(3×2)についてはそれぞれ1.2層分および1.33層分のSiからなるadditional dimer modelである。2.高品質単結晶シリコンカ-バイド成長3CーSiC(100)面に、Si_2H_2およびC_2H_2のガス分子線を交互に照射する。Si_2H_6分子はSiC表面で熱的に分解されてSi原子を生成するのに対し、C_2H_2分子は熱的には分解されず、基板表面に吸着しているSi原子との反応によってSiCが形成される。1サイクルあたりの成長膜厚は1.によって明らかにされたSi原子の吸着量によって決定され原子層レベルで制御されたエピタキシャル成長が可能となった。基板温度、原料ガス供給時間等成長条件を最適化したところ、鏡面で結晶性の良い高品質シリコンカ-バイドの単結晶成長が実現できた。本研究は、表面超格子を構成する限定された数の原始の表面化学反応を用いて、原子層レベルで成長を制御する新しいエピタキシ-技術を確立し、広禁制帯幅半導体シリコンカ-バイド(SiC)の単結晶成長に応用することを目的とする。超高真空下にあるシリコンカ-バイドに原料ガスのシランを供給した時、熱分解により生成したシリコン原子(水素基を含む)が表面で超格子を形成することが高速反射電子線回折法により初めて見いだされた。この超格子は基板面方位が一定の場合、基板温度、原料供給量によらず常に同一の構造を持ち、真空中においては長時間安定に存在する。この超格子構造を持つ表面に炭化水素ガスを供給した時、表面シリコン原子との反応は、表面超構造の変化として観測できる。反応時間の基板温度依存性より反応エネルギ-が求められ、シリコン原子と炭化水素とが化学反応を起こし、新しいシリコン・カ-ボン結合が形成されていることが確かめられた。原料ガスの交互供給を繰り返すことにより超構造の再配列は連鎖的におき、単結晶成長が進行する。成長速度は、自己制限機構により常に一定数に保たれている。超構造構成原子数で決定されるため、原子層レベルで成長速度が制御出来ることが明確になった。原子層レベルで表面にステップを設けた基板を使うと表面での原子再配列が促進されることが明らかとなり、より低温でのエピタキシャル成長への可能性が開かれた。今後、結晶性改善によるキャリヤ密度、移動度等電子的特性の向上を目指す。さらに、不純物ガスを導入し原子層レベルでの価電子制御を実現して、原子層制御成長条件との関連を明らかにし、新しいエピタキシ-技術を確立したい。

Si_2H_6分子はSiC表面で熱的に分解されてSi原子を生成するのに対し、C_2H_2分子は熱的には分解されず、基板表面に吸着しているSi原子との反応によってSiCが形成される。1サイクルあたりの成長膜厚は1.によって明らかにされたSi原子の吸着量によって決定され原子層レベルで制御されたエピタキシャル成長が可能となった。基板温度、原料ガス供給時間等成長条件を最適化したところ、鏡面で結晶性の良い高品質シリコンカ-バイドの単結晶成長が実現できた。
WALL e-Learning

本研究では、機器支援学習活動を展開するための新たなCALLシステムを目指した。そのために、教室据え置き型のデバイス(「iTable」と呼称)を用いて、CEFRLが提唱する「行動中心の考え方」にそった学習活動を可能にすることを目標とした。学習者が自身の学習過程を振り返り、目標言語についての仮説を形成できるように、認知学習ストラテジーも養成できる学習システム作りを行った。本研究の初年度にあたる平成22年度は、学習者イニシアティブを導く"WALL e-Learning"のためのデバイスをどのように構成するかということに終始した。当初、我々のプロジェクトの名前としている'e-Learning'行うための垂直置き型タッチパネル、つまり'WALL'の導入を追求したが、主として予算的な問題が障壁となり断念せざるを得なかった。そこで、我々は、本プロジェクトの予算面からの再構成を目指して、いくつかの民間セクションからアドバイスを受けながら、ハード・ソフト両面で、我々のプロジェクトを推進する方法の模索を続け、予算的に入手可能な平面横置き型タッチパネルを志向することとし情報収集・調査活動に入った。その結果、プロジェクト予算との整合性、学習者イニシアティブという本プロジェクトの最終目標をクリアーできるものとして、LM3Labsが開発した<i-Table>の導入を決定した。iTableでは、コンピュータが仮想する世界と学生との対話は、平面横置きテーブルの表面で行われるが、しかし、このことによって、当初のプランであった'WALL'上でのコンピュータとのやりとりの可視性が失われるわけではなく、実際のクラス展開の際、テーブルで作業する学習者と残りの学習者との間で作業情報を交換できるスペースは十分確保できる。iTableの問題点を一つ挙げるとすれば、その教室内における設置のためには、'WALL'よりも多くのスペースを必要とすることにある。現在同デバイスは、設置場所が定まるまでの間、本研究代表者のオフィスにインストールされたところである。実際のクラスにおいて、iTableの機能を十全に使用するために、研究分担者を含め、直接iTableを経験する機会を設ける予定である。以上本プロジェクトの2年目にあたる23年度は、主として導入したiTableに使用するためのソフトウェアの設計・開発に取り組んだ。本WALL e-Learningプロジェクト(実際のハードウェアは<iTable>を用いる)の実施にあたって当初から構想していた、タッチパネル上でコンピュータとの対話を媒介するさまざまな機能について、「iTableによりふさわしいものはどのようなものか」というソフトウェア開発上の検討を進めてきた。特に本プロジェクトとしては、iTableの開発に関わったLM3Labsのソフトウェア開発者との意見交換の機会を数度にわたって行ってきた。ただ、iTableの開発者たちは、教授者としての教室経験がない。したがって、我々がiTableに担わせようとしている、学生が何かをしたり学んだりという意識を持つのではなく、その代わりに、iTableが「自動的に行為する」ことが必要であること、また、コンピュータの持つ可能性・能力と学習者の意識の間に画期的な均衡が築かれることが重要な点であることについての理解を求めた。その結果我々は、学習者のアウェアネスを促進し、自律的学習能力を想像するという我々のコンセプトに合致したProject Desciptionに到達したところである。以上
フェオフィチン様抗ヘルペスウイルス活性物質の作用機作の解明とその開発

本研究は、顕著な抗ヘルペスウイルス活性が認められた海産性緑藻Dunaliella primolecta C-525の大量培養藻体から、精製された3種の活性画分試料(#23、#26、#27)の構造解析および作用機序に関して検討を行ったものである。まず上記3種の化学構造解析を試みたところ、精製試料#26と#27は、21位のメトキシ基がそれぞれβ位とα位に結合している光学異性体の性質を示す、分子量622のフェオホルビドa様物質であること、また、両物質はポルフィリン環の3位のプロピオン酸がメチルエステルとなり、さらに、21位のプロトンが水酸基に置換した新規フェオホルビドa様物質であることが明らかとなった。一方、#23の物質は、上記の物質と比較して、21位のメトキシ基がα位に結合し、また13位のCH_3基が、CHO基に変わった分子量636の新規フェオホルビドb様物質であることが判明した。さらに、これら3種の化学構造とそれらの抗ウイルス活性および高濃度添加時に観察される細胞萎縮性毒性との関連性を解明する目的で、ポルフィリン環を有する種々の標準品およびこれら標準品から作製した誘導体を用いて、それらの作用濃度と抗ウィルス活性や毒性について検討を行った。その結果、ポルフィリン環に金属が配位しているクロロフィルやクロロフィリンといった化合物は抗ウイルス活性を発現せず、金属が配位していないフェオホルビド様物質には全て活性が観察されたことより、リング内のイミノ基とヘルペスウィルスに何らかの相互作用があることが推察された。この推察は、標準品のフェオホルビドaに銅を配位させて作製した誘導体もまた、その活性を完全に消失するという観察結果からも強く支持された。細胞に対する毒性発現に関しては、ポルフィリン環の3位のプロピオン酸末端がメチルエステル化された物質や13位がメチル基であるフェオホルビドa様物質の場合においては、それらの毒性発現濃度の顕著な低下が認められたことより、細胞膜透過性の問題も含め、リング外の官能基がその毒性発現に深く関与していることが示唆された。D.primolecta C-525の大量培養藻体から、抗ヘルペスウイルス活性物質の精製を試みたところ、終濃度5.0μg/mlでVero細胞のCPEを完全に阻害する精製試料を得ることができた。そして、精製できた#23、#26および#27の3種の試料について、それらの化学構造解析を試みた結果、試料#26と#27の抗ウイルス物質は、21位のメトキシ基がそれぞれβ位とα位に結合している光学異性体の性質を示す、分子量622のフェオホルビドa様物質であること、また、両物質はポルフィリン環の3位のプロピオン酸がメチルエステルとなり、さらに、21位のプロトンが水酸基に置換した新規フェオホルビドa様物質であることが明らかとなった。一方、精製試料#23の物質は、上記の物質と比較して、21位のメトキシ基がα位に結合し、また13位のCH_3基が、CHO基に変わった分子量636の新規フェオホルビドb様物質であることが判明した。

次に、これら3種の化学構造とそれらの抗ウイルス活性および高濃度添加時に観察される細胞萎縮性毒性との関連性を解明する目的で、ポルフィリン環を有する種々の標準品およびこれら標準品から作製した誘導体用いて、それらの作用濃度と抗ウイルス活性や毒性について検討を行った。その結果、ポルフィリン環に金属が配位しているクロロフィルやクロロフィリンといった化合物は抗ウイルス活性を発現せず、金属が配位していないフェオホルビド様物質には全て活性が観察されたことより、リング内のイミノ基とヘルペスウイルスに何らかの相互作用があることが推察された。この推察は、標準品のフェオホルビドaに銅を配位させて作製した携導体もまた、その活性を完全に消失するという観察結果からも強く支持された。細胞に対する毒性発現に関しては、ポルフィリン環の3位のプロピオン酸未端がメチルエステル化された物質や13位がメチル基であるフェオホルビドa様物質の場合においては、それらの毒性発現濃度の顕著な低下が認められたことより、細胞膜透過性の問題も含め、リング外の官能基がその毒性発現に深く関与していることが示唆された。本研究は、顕著な抗ヘルペスウイルス活性が認められた海産性緑藻Dunaliella primolectaC-525の大量培養藻体から、精製された3種の活性画分試料(#23、#26、#27)の構造解析および作用機序に関して検討を行ったものである。まず上記3種の化学構造解析を試みたところ、精製試料#26と#27は、21位のメトキシ基がそれぞれβ位とα位に結合している光学異性体の性質を示す、分子量622のフェオホルビドa様物質であること、また、両物質はポルフィリン環の3位のプロピオン酸がメチルエステルとなり、さらに、21位のプロトンが水酸基に置換した新規フェオホルビドa様物質であることが明らかとなった。一方、#23の物質は、上記の物質と比較して、21位のメトキシ基がα位に結合し、また13位のCH_3基が、CHO基に変わった分子量636の新規フェオホルビドb様物質であることが判明した。さらに、これら3種の化学構造とそれらの抗ウイルス活性および高濃度添加時に観察される細胞萎縮性毒性との関連性を解明する目的で、ポルフィリン環を有する種々の標準品およびこれら標準品から作製した誘導体を用いて、それらの作用濃度と抗ウイルス活性や毒性について検討を行った。この推察は、標準品のフェオホルビドaに銅を配位させて作製した誘導体もまた、その活性を完全に消失するという観察結果からも強く支持された。細胞に対する毒性発現に関しては、ポルフィリン環の3位のプロビオン酸末端がメチルエステル化された物質や13位がメチル基であるフェオホルビドa様物質の場合においては、それらの毒性発現濃度の顕著な低下が認められたことより、細胞膜透過性の問題も含め、リング外の官能基がその毒性発現に深く関与していることが示唆された。
ベルトの自己締結性の解明と応用機器の創製

ベルトを軸に数回巻き付けてトルクを加えると,ベルトは張力により自己締結を生じ,軸に完全に摩擦固定されることを理論的に解明し,実験による確認を行った.この現象を利用することで,軸芯がオフセットした状態でもトルク伝導可能な簡単なクラッチを開発した.オフセット量と角速度変動量の関係式を求め,実験による確認を行った.クラッチを応用した三輪車を開発し,滑らかに走行可能なことを確認した.ベルト式クラッチを試作して実験による確認を行った.軸とベルトとの摩擦係数,ベルトとベルトとの摩擦係数,巻き付け回数をそれぞれ変化させ,自己締結状態を評価した.その結果,自己締結条件は理論式通りであることを確認した.原軸と従軸の軸芯がオフセットした状態での実験も行った.オフセット量を正確に測定する方法を考案した.面積速度から角速度を求める方法を考案し,時間微分で求める方法より高精度で求まるようにした.実験的に得た角速度を元に,軸芯オフセットがある場合の従軸と原軸との角速度の理論的関係式を機構学的に解析し,理論式より求めた従軸側の角速度の時間的変化は,実験値と殆ど一致することを確認した.角速度の理論式より角加速度の理論式も求めた.慣性モーメントを実験的に測定する方法を考案し,ベルトに作用する動的張力が計算できるようになった.軸とベルトとの摩擦係数μ,ベルトとベルトとの摩擦係数μbを,μ>μb,μ=μb,μ<μbの三種類の場合についてモーター起動時の角加速度の過渡的変化を測定した.その結果,理論通りにμ>μbの場合に最も急速且つ確実に自己締結することが分かった.またμ=μbの場合にも自己締結する理由は,スチールベルトの弾性による初期接触圧力によるものと推定し,初期接触圧力を推定する数値計算を行った.ベルト式クラッチを応用した後輪操舵方式の三輪車の二次試作を行い,μ>μb,μ=μb,μ<μbの三種類の場合について,発進時のペダリング感覚を評価した.その結果,理論通りにμ>μbの場合に,通常の自転車のラチェットのような結合感であることを確認した.ベルト式クラッチの試作機を用い,原軸と従軸の軸芯間にオフセットがある場合の角速度を求める方法を機構学的に解析し,理論式を得た.理論式より求めた角速度と,実験より求めた角速度の値を比較した結果,殆ど一致することを確認した.また軸心間にオフセットがある場合,従軸側の慣性モーメントの大きさが,従軸側の角速度変動に及ぼす影響を理論的・実験的に考察した結果,従軸側の慣性モーメントが大きくなる程角速度変動の小さくなることを確認した.また負荷トルク(ブレーキトルク)の大きさが,従軸側の角速度変動に及ぼす影響を実験的に評価した結果,負荷トルクが大きい程,理論的角速度に近づくことを確認した.このことは角速度が変化する場合も自己締結状態が破壊されないことを示している.またベルト同志の摩擦係数を下げるため,ナノダイヤモンドを複合メッキしたステンレススチールベルトの摩擦係数を評価した.その結果,ナノダイヤをメッキすることで,摩擦係数は20%程小さくなることを確認した.ベルト式クラッチのワンウェイ性を利用し,ベルト式クラッチを差動装置の代用として用いた後輪駆動式三輪車を試作した.その結果,スムーズにカーブを曲がれることを確認した.ベルトを軸に数回巻き付けてトルクを加えると,ベルトは張力により自己締結を生じ,軸に完全に摩擦固定されることを理論的に解明し,実験による確認を行った.この現象を利用することで,軸芯がオフセットした状態でもトルク伝導可能な簡単なクラッチを開発した.オフセット量と角速度変動量の関係式を求め,実験による確認を行った.クラッチを応用した三輪車を開発し,滑らかに走行可能なことを確認した.ベルトの自己締結を理論的に解明し,実証するためのベルト式クラッチを試作して実験による確認を行った.実験では軸とベルトとの摩擦係数,ベルトとベルトとの摩擦係数,巻き付け回数をそれぞれ変化させ,自己締結状態を評価した.その結果,自己締結条件は理論式通りであることを確認した.原軸と従軸の軸芯がオフセットした状態での実験も行った.オフセット量を正確に測定する理論と治具を考案し,これまでより高い精度で実験できるようにした.原軸と従軸に角度センサを取り付け,通常角度センサの電圧信号を数値微分して求める角速度を,逆に積分した面積速度から求める手法を考案し,比較的高い精度で角速度が得られるようになった.実験的に得た角速度を元に,軸芯オフセットがある場合の従軸と原軸との角速度の理論的関係式を機構学的に解析した.理論式より求めた従軸側の角速度の時間的変化は,実験値と殆ど一致することを確認した.角速度の理論式より角加速度の理論式を求めた.角加速度の理論式より慣性モーメントが分れば,ベルトに作用する動的張力が計算できるようになった.スチールベルトを利用したベルト式クラッチの耐久試験機を試作し,原軸と従軸間に軸芯オフセットがある場合のベルトの疲労試験を行った.負荷トルクは電磁ブレーキの一種であるパウダブレーキを利用した.その結果,疲労試験中ベルトは滑ることなくトルクを伝え,主としてパワーリング側でベルトは破断した.疲労寿命は軸芯オフセットが大きいほど短くなった.

寿命低下の原因は,軸芯オフセットの増加に伴いベルトの動的張力変化が大きくなること,パワーリング側でのベルトの固定点を中心としたベルト揺動角が増大することが原因であることを理論的に示した.ベルト式クラッチを応用し三輪車を試作し,自転車と同様に前進時のみにトルクを伝え,登り坂でもクラッチは滑ることなく登れることを確認した.角速度と角加速度の理論式の導出に成功して,実験値と一致することも確認した.クラッチを応用した三輪車も試作してクラッチの結合感を体感できるようになった.クラッチ起動時の過渡期の自己締結状態を評価して,理論式通りの運動であることを確認した.研究計画書通りに電磁ブレーキを連結した試作機を作り,軸とベルトとの摩擦係数,ベルトとベルトとの摩擦係数,巻き付け回数をそれぞれ変化させる実験が行えるようになった.角速度変化の理論値と実験値が一致することを確認し,クラッチを応用した三輪車も試作してクラッチの結合感が体感できるようになった.三輪車はカーブを曲がる際に,曲がり難いことが分かった.そこで自転車がカーブを曲がる際に,車体をカーブの内側に倒して曲がるように,三輪車の車体の一部を自転車のように傾斜可能とするスイング式の三輪車を新たに試作する.またクラッチの軸芯をオフセットさせた場合に生じる角速度変動を,逆に変速機に応用した機構の開発を行う.今後スチールベルトの表面に二硫化モリブデンをニッケルもしくは銅と複合メッキしたベルトを試作して,ゼンマイ加工したベルトで実験を行う計画である.また昨年度した三輪車ではクラッチの回転面とステアリング軸がオフセットしていたため,ペダルの回転に伴いモーメントが発生し手にトルク反力を感じた.そのためクラッチ回転面とステアリング軸とのオフセットを無くした三輪車を新たに試作する.H24年度は実験と解析を主に行ったため研究費が残った.H24年度の残額は,H25年度にスイング式の三輪車の三次試作費と,軸芯をオフセットさせた場合に生じる角速度変動を,逆に変速機に応用した機構の開発に充てる.H23年度に研究費が残った理由は研究開始当初に研究費を3割カットするよう依頼があり,3割カットした予算で研究計画を立てたためである.H23年度の残額は,H24年度に製作予定の複合メッキ装置の製作費のほか,スチールベルトのゼンマイ加工費や三輪車の二次試作費に充てる.
擦文文化・トビニタイ文化・オホーツク文化終末期の広域編年研究

当該研究は、オホーツク文化・擦文文化・トビニタイ文化の終末期をめぐる通説的な編年体系を見直し、それに代わる新編年体系の妥当性について広域的に証明することを目標としている。20102013年にかけて、道北と道東をフィールドとして発掘調査と資料調査を計画通りに実施した。その成果をもとに多くの論文を発表し、またそれらを著書としてまとめ、新編年体系の妥当性を明らかにする大きな成果を挙げた。研究の成果は次のとおりである。(1)学術雑誌論文(20102014:19)(2)著書(1):六一書房、2011、(3)発掘調査概報(20102014:7)。昨年度は、4年間の研究期間のうち、発掘調査の準備年として位置づけている。そこで道北の礼文・利尻島と、道東の中標津町において、発掘調査の実施に伴う諸々の問題点を探り、本研究のテーマ解決に最もふさわしい遺跡を選定し、それぞれ以下のような準備作業を完了した。道北1)礼文島浜中2遺跡の資料実査・発掘を内定。2)地主さんとの折衝。3)浜中2遺跡・香深井5遺跡などの調査資料の実査。4)北海道大学との発掘調査期間の調整。5)利尻島の発掘予定遺跡の実査、既存資料の下見。*3)・5)の成果をふまえて、査読論文2本を執筆(印刷中、編集中)。道東1)中標津町内の遺跡探査と資料の実査。2)教育委員会・博物館担当者との打ち合わせ、現地・地主さんとの折衝。3)調査遺跡(鱒川3遺跡)の選定と地形測量・発掘区の設定。4)伊茶仁ふ化場第1遺跡の発掘調査の実施*4)の成果をふまえて査読論文を執筆(編集中)。なお、当該年度までの研究をまとめて『北方考古学の新展開』(六一書房、2011年5月刊、403頁)を現在印刷中。昨年度の準備を踏まえて、本年度より礼文島浜中2遺跡の発掘調査をスタートさせた。道東部では標津町から中標津町へ移動し、鱒川弟3遺跡の発掘調査実習(学生負担)を実施した。また、これらの調査に加えて、年度初めの予定を変更し、東京・北海道の機関に所蔵されたオホーツク文化資料の実査を行い、本研究の目的にかなう有益な情報を入手した。活動のあらましは以下のとおりである。道北1)礼文島浜中2遺跡の測量(2011年7月31日8月8日)2)浜中2遺跡第1次発掘調査(2012年4月27日5月11日):第I・II地点(未完了)。3)調査資料の整理と概報の作成(5月2013年2月)。3月9日に概報(45頁)を刊行)。4)北海道大学北方生物圏フィールド科学センター植物園・札幌大学において、礼文島及びオホーツク海沿岸・千島列島のオホーツク文化資料を実査(3月13・14日)。道東1)中標津町鱒川第3遺跡第1次発掘調査(9月5日22日)。2)調査資料の整理と概報の作成(10月2月)。3月9日に概報(25頁)を刊行。3)北海道大学北方生物圏フィールド科学センター植物園・札幌大学・北海道大学総合博物館において、網走市・南千島のオホーツク文化資料の実査(3月15・16日)。4)東京大学文学部考古学研究室において、網走市のオホーツク文化資料を実査(3月22日)なお2011年5月には、これまでの研究成果を見直し、書き下ろし論文4本を加えて新著、『北方考古学の新展開』を刊行した(六一書房、400頁)。これは本研究の調査成果の一部を含むものである。本年度は当該研究の最終年度に当たる。道北では礼文島浜中2遺跡の調査を行い、道東部では中標津町での調査を継続することとし、当幌川遺跡の発掘実習調査(学生負担)を実施した。また、道央・道北の諸機関に所蔵されたオホーツク文化資料を実査し、本研究の目的に合致した有益な情報を入手した。活動の概要は以下のとおりである。道北、1)礼文島浜中2遺跡(第3次)発掘調査量(2013年4月21日5月10日)第I・II地点(未完了)、第III地点(完了)。2)調査資料の整理と概報の作成(5月2014年2月)。3月10日に概報(147頁)を刊行

3)北海道大学アイヌ・先住民研究センター・北海道大学総合博物館・紋別市立博物館・旭川博物館において、礼文島・オホーツク海沿岸などのオホーツク文化資料を実査(3月2528日)。道東、1)中標津町鱒川第3遺跡第2次発掘調査(9月4日23日)。2)調査資料の整理と概報の作成(10月2月)。3月10日に概報(27頁)を刊行。3)旭川博物館において道東のオホーツク文化・擦文文化資料を実査(3月2528日)。なお現在、これまでの道北・道東における発掘調査と研究の成果をまとめた新著を準備しており、平成26年度中には刊行する予定である(550頁)。これは本研究による成果を含むものである。昨年度の調査成果を踏まえて、本年度は礼文島浜中2遺跡の第2次発掘調査を実施した。道東部では中標津町において、鱒川弟3遺跡及び当幌川遺跡の発掘実習(学生負担)を同時に実施した。両遺跡の調査で通説の見直しに繋がる重要な資料と層位的な事実を把握した。また、これらの調査に加えて、北海道の諸機関に所蔵されている、オホーツク文化・擦文文化の資料実査を行い、本研究の目的にかなう有益な情報を入手した。年間の活動の概要は以下のとおりである。道北・道央:1)浜中2遺跡(第2次)発掘調査(2012年4月22日5月9日):第I地点(未完了)、第II地点(完了)、第III地点(未完了)。2)同上遺跡資料の整理、概報作成(5月2013年2月)。調査概報(130頁)の刊行。3)北海道大学フィールド科学センター・恵庭市郷土資料館・北海道埋蔵文化財センターにおいて、オホーツク文化・擦文文化資料の実査。(3月13・14日)。道東:1)鱒川第3遺跡(第2次)・当幌川遺跡(第1次)発掘調査(2012年8月30日9月16日)。2)同上遺跡資料の整理、概報の作成(10月2013年2月)。調査概報(305頁)を刊行。3)北海道大学フィールド科学センターにおいてオホーツク文化資料の実査(3月57日)。本州:1)秋田県埋蔵文化財センターにおいて、須恵器資料の実査(2012年11月1516日)浜中2遺跡の調査では、第I地点において、目的としていたオホーツク文化終末期の未知の文化層の検出に成功した。また第II地点でも未知の文化層を検出し、サハリン島オホーツク文化との編年対比の「鍵」となる新資料を発見した。2012年度の第2次調査によって、おそらく、道北における通説的なオホーツク文化の変遷観は、根本から見直しが求められることになるであろう。また、上記成果を補足する「鍵」資料を、資料の実査を通じて入手することができた。さらに研究成果をまとめた新著、並びに調査概報も、予定通りに刊行した。25年度が最終年度であるため、記入しない。浜中2遺跡の調査では、第IIII地点において、目的としていたオホーツク文化「終末期」の未知の文化層の検出に再び成功し、北海道島において、特に道北島嶼域の通説編年を支える礼文島元地遺跡の「層位事実」が誤りであることが、層位・型式の両面において明確に証明された。さらに刻紋・沈線紋土器(「古い部分」)に伴う須恵器片を検出したことも、重要な成果であった。鑑定によると、その年代は8世紀後半9世紀半ば頃に比定され、この資料からも、通説の北方編年体系の矛盾が明らかとなった。最終年度となる第3次調査において、今年度の画期的な成果を追認するため、慎重に第I・III地点の精査を進めたい。その結果、北方考古学の体系を支える通説の道北編年体系は、根本から見直しが求められることになろう。上記の成果をできるかぎり共有化するために迅速に大部の概報をまとめ、また道北の補完的な調査(考古学実習)においては、通説の道東編年の見直しに繋がる、貴重な資料、情報の獲得に成功したことも、併せて特記しておきたい。
超高速レーザー銃実験による惑星間衝突の実験的研究

本研究では超高速度天体衝突による極限状況下に置かれた造岩鉱物の状態方程式を解明するため高強度レーザーを用いた衝撃蒸発実験を行った。時間分解自発光計測の結果、電子が電離吸熱/電子再結合性発熱を介して重要なエネルギー貯蔵庫として振る舞うことがわかった。この結果は珪酸塩鉱物の状態方程式に修正を迫り、惑星科学の多くの研究に再考を促す非常に波及効果の高いものである。地球型惑星上への天体衝突は秒速10kmを超える速度で起きる。このような衝突では固体惑星の主要構成要素であるケイ酸塩でさえも蒸発することが理論的に予想されている。衝撃加熱によって蒸発したケイ酸塩は、巨大衝突による月の起源や、蒸気雲中での生命前駆物質合成において非常に重要役割を果たしたと考えられているものの、ケイ酸塩岩の衝突蒸発の効率やその後の膨張速度は、よく分わかっていない。これは、実験の困難さからケイ酸塩の衝撃圧縮時のエネルギー分配過程を記述する状態方程式が確立されていないことによる。そこで、我々は大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの高強度レーザー「激光XII号」を用いて、世界で初めての宇宙速度領域におけるケイ酸塩の衝撃圧縮実験を行った。本計画で導入した時間分解型高速分光計を用いて、衝撃圧縮エネルギー分配過程をその場観測した。得られた発光スペクトルの解析を行い、圧縮中の温度、圧力、及び、断熱解放を経て蒸発した後のケイ酸塩蒸気の温度、電子密度の時間変化を推定した。その結果、今まで考慮されてこなかった衝撃圧縮中の電離による吸熱、及び断熱膨張中の電子再結合による発熱がケイ酸塩の熱力学進化において重要な役割を果たしてる可能性が高いことが明らかになった。この過程を考慮すると衝撃圧縮時に得られるエントロピーが大幅に増加し、ケイ酸塩の蒸発率も大幅に増加する。また電子再結合による発熱はケイ酸塩蒸気の膨張率を変化させると期待される。これらの結果は、従来考えられていた巨大衝突による月形成仮説を成立させる最適な衝突条件を大幅に変化させる可能性を秘めている。本年度は、東京大学柏キャンパスおよび大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの大型レーザーを用いて、3つの大きな課題に取り組んだ。具体的には、(1)超高速(>10km/s)衝撃条件下でのケイ酸塩鉱物の比熱計測および断熱緩和過程中における電離状態・解離状態の分光計測、(2)超高速(>10km/s)衝突による硫酸塩岩の脱ガスの分子組成の直接計測、(3)アンモニア・水混合氷の衝突脱ガス分子組成の直接計測、の3つである。第1のケイ酸塩の比熱計測からは、宇宙速度における衝突では、石英も輝石もその比熱が常温常圧状態に比べて数倍にまで上昇することが明らかになった。これは、天体衝突に際してのエントロピー増加が従来予想よりも遙かに大きいこと及び断熱膨張による衝突蒸気雲の加速が従来予想より遙かに長い時間にわたって起きることの2つを示している。これは、月を形成したとされる巨大衝突に際して周地球円盤の形成条件を大きく変更することになる可能性が高く、惑星科学的に非常に大きな意義がある。第2の硫酸塩岩の脱ガス分子組成計測からは、SO_3の大量生成が初めて明確に示された。これは、K/Pg衝突事件において地球規模の硫酸雨が降って大量絶滅が起きた可能性を強く示唆している。第3のアンモニア・水氷の衝突脱ガス計測からは、タイタンのN_2大気が、内部からの火山活動による連続脱ガスにも外部からのN_2直接持ち込みにも頼らず、地殻に豊富に含まれるアンモニアの衝突分解過程によって形成できることを示す結果を得た。これは、惑星大気の起源について、従来のどの仮説とも異なり、今後の惑星大気起源論において重要な役割を果たすことが期待される.最終年度の本年度には、阪大レーザー研の大型レーザーを用い、レーザー干渉計測(VISAR)による正確な衝撃波速度計測を行いつつ、前年度までに確立させた発光分光計測を同時に実施した。これにより、様々な衝突速度におけるユゴニオ圧縮曲線上の定積比熱の計測および断熱減圧後に生じるイオン種・中性原子種の同定が可能となった。さらに、我々はユゴニオ曲線上の計測データのみを用いて高精度な状態方程式を構成できる手法を確立させた。この手法を用いて、実験結果から新しい状態方程式を構成し、従来用いられてきた精密な状態方程式(e.g.,M-ANEOS,SESAME)との比較が可能となった。解析結果は、実験を行ったquartz,diopside,forsteriteの3つの鉱物のいずれについても、100-300GPa以上の高い衝撃圧力において、Dulong-Petiteの定積比熱(3R)を大きく上回ることを示した。また、このような比熱上昇が見られる条件においては、断熱減圧後に強いイオン輝線が観測されることも明らかとなった。さらに、計算結果は、この圧力領域でR程度の比熱に相当する熱が電子比熱としてシリケイトの比熱上昇に寄与することを明らかにした。高衝撃圧力条件下における高い比熱は、衝突蒸発効率が従来モデルよりはるかに高いことを示唆する。

衝突蒸発効率が非常に高い場合には、惑星間衝突によって生じる衝突蒸気雲が宇宙空間に従来モデルの予測よりはるかに高い速度で膨張し、大スケールのsub-μmダストプリューム形成に繋がる。これは、最近のSpitzer望遠鏡による発見を説明できる可能性がある。その一方で、集積中の地球に起きたことが推定される巨大衝突によって形成する周地球円盤の蒸発率は非常に高くなる傾向を持つことになるため、月が形成できる条件は従来の理論予測より狭いものとなる可能性がある。
寄生現象における住血吸虫遺伝子内宿主関連配列の意義

18種類のSTMS(Sequence Tagged Microsatellite Site)プライマーセットを用いたPCR法により,住血吸虫遺伝子中に存在するマウスの非反復配列を検索した.その結果,検出されたマウスの主要組織適合遺伝子複合体(H-2)領域を含む配列は,増幅産物の出現様式の違いに基づき,1)マンソン住血吸虫と日本住血吸虫のいずれのDNAにも検出されないもの[D4LCK,D15TJ-2.17,D17MIT7(L4),D17MIT7(A23)],2)日本住血吸虫DNAには検出されるが,マンソン住血吸虫DNAには検出されないもの[D12MMODCC,D17MIT2,D17MIT3,D17MIT6,D17MIT10,D17MIT13,D17MIT19,D17MIT24],3)両種住血吸虫DNAに検出されるもの[D13GT78,D17MIT4,D17MIT5,D17MIT9,D17MIT23,D17Nds2]という,3グループに大別された.さらにマウスの第17染色体に存在するH-2遺伝子領域をnested PCR法により詳細に検索したところ,N-terminalドメインはマンソン住血吸虫のミラシジウム・雄成虫及び日本住血吸虫の雌雄成虫DNA中に検出されたが,C_2ドメインは日本住血吸虫雌雄成虫DNAにのみ認められた.マウスのβ_<2->ミクログロブリンを含むクラスIとクラスIIのH-2遺伝子領域が日本住血吸虫DNAには広く存在していた.それに対して,マンソン住血吸虫DNAにはβ_<2->ミクログロブリンとクラスI抗原のH鎖のアロ抗原の認識に重要なα_1とα_2ドメインの遺伝子領域の存在が認められ,クラスII抗原のα鎖とβ鎖では膜結合部位側のα_2とβ_2の各ドメインの遺伝子領域が検出された.このようにH-2遺伝子領域が住血吸虫類ゲノム中に不均一に存在する事実は,住血吸虫類の宿主防御免疫からの回避機構を解明するうえで重要な手がかりを与えるものと思われる.18種類のSTMS(Sequence Tagged Microsatellite Site)プライマーセットを用いたPCR法により,住血吸虫遺伝子中に存在するマウスの非反復配列を検索した.その結果,検出されたマウスの主要組織適合遺伝子複合体(H-2)領域を含む配列は,増幅産物の出現様式の違いに基づき,1)マンソン住血吸虫と日本住血吸虫のいずれのDNAにも検出されないもの[D4LCK,D15TJ-2.17,D17MIT7(L4),D17MIT7(A23)],2)日本住血吸虫DNAには検出されるが,マンソン住血吸虫DNAには検出されないもの[D12MMODCC,D17MIT2,D17MIT3,D17MIT6,D17MIT10,D17MIT13,D17MIT19,D17MIT24],3)両種住血吸虫DNAに検出されるもの[D13GT78,D17MIT4,D17MIT5,D17MIT9,D17MIT23,D17Nds2]という,3グループに大別された.さらにマウスの第17染色体に存在するH-2遺伝子領域をnested PCR法により詳細に検索したところ,N-terminalドメインはマンソン住血吸虫のミラシジウム・雄成虫及び日本住血吸虫の雌雄成虫DNA中に検出されたが,C_2ドメインは日本住血吸虫雌雄成虫DNAにのみ認められた.マウスのβ_<2->ミクログロブリンを含むクラスIとクラスIIのH-2遺伝子領域が日本住血吸虫DNAには広く存在していた.それに対して,マンソン住血吸虫DNAにはβ_<2->ミクログロブリンとクラスI抗原のH鎖のアロ抗原の認識に重要なα_1とα_2ドメインの遺伝子領域の存在が認められ,クラスII抗原のα鎖とβ鎖では膜結合部位側のα_2とβ_2の各ドメインの遺伝子領域が検出された.このようにH-2遺伝子領域が住血吸虫類ゲノム中に不均一に存在する事実は,住血吸虫類の宿主防御免疫からの回避機構を解明するうえで重要な手がかりを与えるものと思われる.