hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規高分子量GTP結合タンパク質の機能と細胞内局在の動態の解析

マウス脳の神経細胞において高発現している新規高分子量GTP結合タンパク質(mOPA1)は、N末端にミトコンドリア輸送シグナルを有し、COS-7細胞に遺伝子導入するとミトコンドリアに局在し、ミトコンドリア断片化を引き起こすことをこれまでに明らかにしてきた。近年、ヒトにおける相同遺伝子が、遺伝性1型視神経萎縮症の原因遺伝子であることが同定された。複数の家系調査により、遺伝病の原因となる多くの変異が、異なった部位に導入されていることが発見されてきた。今年度の本研究においては、疾患の原因となるアミノ酸点変異を導入したマウスクローンの変異体を作製し、培養細胞に発現させたときのミトコンドリア形態に与える影響について検討した。mOPA1のアミノ酸配列において、疾患変異に相当する部位のアミノ酸はヒトと同一であったので、マウスクローンにおいて相当する点変異体を16種類作製し、COS-7細胞に遺伝子導入した。その結果、すべての変異体はミトコンドリアに局在することが観察された。しかしミトコンドリア形態に与える影響は変異体間で違いが見られ、16種類の疾患変異体の表現型は以下の4グループに分けられた。(1)グアニン塩基への結合能を失った変異体と類似のもの、(2)GTPase活性を失った変異体と類似のもの、(3)C末端欠失変異体と類似のもの、(4)野生型mOPA1と類似のもの。培養細胞に発現させたときに観察されるミトコンドリア断片化能が、作製した疾患変異体のほとんどと異なったという今回の結果から、OPA1のミトコンドリア形態に与える機能の変化が、遺伝性視神経萎縮の一部となっていることが推察される。マウス脳の神経細胞において高発現している新規高分子量GTP結合タンパク質(mOPA1)は、そのヒトにおける相同遺伝子の欠損により遺伝性の視神経萎縮症が引き起こされることより、神経細胞の生存、維持に関する機能を果たしていることが示唆される。今年度はmOPA1の果たす機能について、培養細胞を用いた発現系を用いて解析を行った。mOPA1はN末端にミトコンドリア輸送シグナルを有しており、遺伝子導入したCOS-7細胞内においてミトコンドリアに局在する。mOPA1が過剰発現することにより、Tube状の形態をしているCOS-7細胞のミトコンドリアは断片化し、小さな棒状もしくはリング状の形態に変化した。mOPA1のミトコンドリア内における局在を、ミトコンドリアの膜間部分およびマトリックスのマーカーとともに同時に観察したところ、小さなリング状になったマトリックスの一端に、mOPA1および膜間部分マーカーがVesicle状の局在を示している様子が認められた。さらに免疫電顕による解析により、mOPA1を発現する細胞においてはミトコンドリア内膜にあるべき特徴的なひだ(クリステ)構造が消失し、凝集して片寄った分布をしている膜間部分にmOPA1が局在していることが判明した。以上得られた結果より、mOPA1は遺伝子導入した細胞内においてミトコンドリア膜間部分に局在し、ミトコンドリア内膜に何らかの作用を与えることによりミトコンドリア全体の形態に影響を与え、ミトコンドリア断片化を導いていることが示唆された。実際の神経細胞においては、他の何らかの蛋白質との相互作用により、その機能が修飾・制御される可能性も考えられるので、昨年度実施したtwo-hybrid法スクリーニングによって得られたクローンとの共発現によりmOPA1の機能が変化するかどうかについて、今後解析を行っていく。
骨芽細胞のアポトーシスと蛋白質脱リン酸化

位相差顕微鏡観察、WST-1試験により、オカダ酸はSaos-2細胞、MG63細胞、MC3T3-El細胞に細胞障害を引き起こした。また、オカダ酸はこれらの骨芽細胞にクロマチンの凝集、核の断片化を誘導した。さらに、オカダ酸は濃度および時間依存的に骨芽細胞のDNAラダー形成を誘導し、その至適濃度は20nMであった。カリクリンAも同様にこれらの骨芽細胞にアポトーシスを誘導し、その至適濃度は2nMであった。これらの濃度はインビトロで細胞内のPPlとPP2Aを阻害する濃度である。よって、細胞内の蛋白質脱リン酸化酵素活性を阻害することにより、オカダ酸とカリクリンAは骨芽細胞にアポトーシスを誘導するものと考えられる(Morimoto et al,1997)。アポトーシスは遺伝子に組み込まれた、積極的な細胞死であるため、細胞死の実行には特異蛋白の新生またはその活性化が必須である。オカダ酸により誘導されるMG63細胞のアポトーシスは蛋白合成阻害剤、サイクロヘキシミド、ピューロマイシン、とRNA合成阻害剤アクチノマイシンDにより抑制されるが、オカダ酸によるSaos-2細胞のアポトーシスはこれらの阻害剤によって抑制されなかった(Morimoto et al.in press)。このことは、細胞の種類により、アポトーシス誘導経路、およびその実行過程に差があることを意味する。PPlはそのアイソザイムの種類により、PPlα,PPlγ-1,PPlγ-2,PPlδに分類される。そのうち、PPlγ-2は精子形成細胞に特異的に存在するアイソザイムである。骨芽細胞におけるこれらの酵素の局在は非常に特異的で、特に、PPlδは細胞核の核小体に強力に発現している(Haneji et al,1998)。この発現様式はリボソームRNAの合成場と考えられ、硝酸銀により染色されるNucleolar Organizer Regions(NORs)の細胞内局在と酷似して興味深い。我々はアポトーシスを含む骨芽細胞の分化と蛋白質脱リン酸化に注目し、蛋白質脱リン酸化酵素の特異的阻害剤であるオカダ酸(OA)とカリクリンA(CA)を用いて蛋白質脱リン酸化と骨芽細胞の分化とアポトーシスに関して一連研究を行なってきた。in vitroで骨芽細胞様性質を有するヒト骨肉腫由来の細胞(MG63、Saos-2)をOAとCAの存在下で培養し、OAとCAは濃度、時間依存的にこれらの細胞に毒性を示し、その至適濃度はOAが10nM、CAが2nMであることを見いだした。さらにこの細胞毒性は染色体の断片化とDNAラダー形成を伴っており、典型的なアポトーシス像を示した。蛋白質脱リン酸化酵素阻害剤の骨芽細胞に対するアポトーシス誘導は世界で初めての事であり、その成果の一部はすでに印刷公表されている(Morimoto et al,1997)。これらの細胞内に蛋白質脱リン酸化酵素の触媒サブユニットが特異的に発現されていることも骨芽細胞のアポトーシスに蛋白質脱リン酸化が関与していることを示唆する(Haneji et al、submitted)。さらにMG63細胞におけるOAによるアポトーシス誘導はサイクロヘキシミド、アクチノマイシンD、ピューロマイシン等の蛋白合成阻害剤により回避されるがSaos-2細胞ではアポトーシスの回避は認めなかった。

我々はSaos-2細胞に正常に機能するp53蛋白、Rb蛋白が存在しないことを確認し、MG63細胞には存在することを証明した(Morimoto et al,submitted)。以上の結果はアポトーシスの制御にこれらの癌抑制遺伝子の発現が関与している事を示唆する。さらに我々は歯槽骨吸収の機構を解明するために、歯周病原因菌の骨芽細胞に及ぼす影響を検討し、歯周病原因菌の菌体成分から、骨形成阻害物質の部分的同定に成功した(Murata et al,1997)。この阻害因子はヒト骨芽細胞の分化を抑制し、さらにMG63細胞にアポトーシスを誘導する新しい蛋白である(Morimoto et al,in press)骨形成において、分化した骨芽細胞は骨基質を産生し、あるものはその基質によって囲まれて骨の内に入り骨細胞となる。他の骨芽細胞は新たに生成された骨の表面にそのまま留まり、いわゆるライニング骨芽細胞となり、次の骨基質を形成する。この骨形成過程で50-70%の骨芽細胞はアポトーシスによって死滅すると考えられている。骨芽細胞のアポトーシスを研究するために、我々はインビトロで骨芽細胞様の性質を有するヒト骨肉腫由来のSaos-2細胞とMG63細胞及びマウス骨芽細胞であるMC3T3-El細胞を用いた。位相差顕微鏡観察、WST-1試験により、オカダ酸はSaos-2細胞、MG63細胞、MC3T3-El細胞に細胞障害を引き起こした。また、オカダ酸はこれらの骨芽細胞にクロマチンの凝集、核の断片化を誘導した。さらに、オカダ酸は濃度および時間依存的に骨芽細胞のDNAラダー形成を誘導し、その至適濃度は20nMであった。カリクリンAも同様にこれらの骨芽細胞にアポトーシスを誘導し、その至適濃度は2nMであった。これらの濃度はインビトロで細胞内のPPlとPP2Aを阻害する濃度である。よって、細胞内の蛋白質脱リン酸化酵素活性を阻害することにより、オカダ酸とカリクリンAは骨芽細胞にアポトーシスを誘導するもめと考えられる(Morimoto et al,1997)。アポトーシスは遺伝子に組み込まれた、積極的な細胞死であるため、細胞死の実行には特異蛋白の新生またはその活性化が必須である。オカダ酸により誘導されるMG63細胞のアポトーシスは蛋白合成阻害剤、サイクロヘキシミド、ピューロマイシン、とRNA合成阻害剤アクチノマイシンDにより抑制されるが、オカダ酸によるSaos-2細胞のアポトーシスはこれらの阻害剤によって抑制されなかった(Morimoto et al.in press)。このことは、細胞の種類により、アポトーシス誘導経路、およびその実行過程に差があることを意味する。PP1はそのアイソザイムの種類により、PPlα,PPlγ-1,PPlγ-2,PPlδに分類される。そのうち、PPlγ-2は精子形成細胞に特異的に存在するアイソザイムである。骨芽細胞におけるこれらの酵素の局在は非常に特異的で、特に、PPlδは細胞核の核小体に強力に発現している(Haneji et al,1998)。この発現様式はリボソームRNAの合成場と考えられ、硝酸銀により染色されるNucleolar Oregions Regions(NORs)の細胞内局在と酷似して興味深い.
画像処理による非装着型モーションキャプチャに関する研究

本年度の研究により得られた成果は以下の通り.1人体特徴点の追跡アルゴリズムニューラルネットワークによる人体特徴点の二次元位置推定結果を用いて人物の姿勢変化を推定しようとした場合,ニューラルネットワークの出力の不安定性により,一部の特徴点出力が物理的に適当でなくなるケースがあった.この問題に対して,推定された特徴点の二次元座標に関する離散時間線形運動モデルを仮定し,その最適化と時系列追跡を目的に離散時間カルマンフィルタを設計して姿勢推定アルゴリズムに追加実装した.実画像を用いた実験の結果,位置座標についての最適化が行われ,物理的に不合理な推定を抑制することが可能であることを明らかにした.2知識則によるモーションキャプチャの改良機械学習によらないモーションキャプチャ手法として,人物のシルエット画像に対して人体構造に関する先見知識に基づく姿勢推定手法を検討しているが,姿勢によっては正しい推定を行うことができない場合があった.この問題に対して,人物のシルエット画像から抽出される人物の輪郭画像について定義したベクトルノルムによる関数の解析結果に基づく補正アルゴリズムを提案し,知識則による人体特徴点推定アルゴリズムに実装した.実画像を用いた実験の結果,従来検出できなかった姿勢についても対応可能であり,提案手法の有効性を確認した.更に,推定結果の最適化のため,(1)で設計したカルマンフィルタを本手法にも適用し,その効果を確認した.3背景差分の改良RGB表色系における背景差分手法として,輝度差ベクトルと色差ベクトルを用いる手法を提案しているが,オブジェクトによって生じる影の影響が大きかった.この問題に対して,影やハイライトを分離するための識別アルゴリズムを検討し,背景差分アルゴリズムに追加実装した.実画像を用いた実験の結果,提案手法の効果を確認した.本年度に行った研究により得られた知見は以下の通り.1モーションキャプチャのアルゴリズムの開発及び実験検証に必要な実験システムについて、アルゴリズムを実装するためのワークステーション、画像取得のためのカラーCCDカメラ,コンピュータに画像を取り込むためのフレームグラバーなどを補助金により購入して実験システムの構築を行った.2画像から人物を抽出する手法として,研究代表者が提案しているRGB表色系の色統計分布による背景差分手法について実験によりその有効性を検討した.背景画像がクロマキーバックの場合は良好な人物抽出が可能であるが,任意背景の場合は照明変化による影の影響を受け易いという問題点が明らかとなった.今後,関連研究などを調査し、アルゴリズムの改善を行う.また、提案する手法を人物の顔領域抽出へ応用し、各種表色系での比較の結果、HSV表色系に本手法を用いることでロバストな顔検出が可能であることを明らかにし、顔モーションキャプチャへの応用可能性を示した.3整備した実験システムにより,人物の姿勢推定アルゴリズムの開発と検証のために必要なデータベースを構築するため,立位,屈位,座位などの人物の基本的な姿勢画像や手足を様々に動かした画像を収集し,小規模な画像データベースを作成した.この画像データベースに対し,人物シルエット画像から抽出される輸郭線特徴量を入力,画像上の人体の主要部位(頭,手,肘,足,膝,肩)の座標を出力とするニューラルネットワークの学習を行い,学習後のニューラルネットワークによって画像から人物の姿勢を推定する手法を提案し、実験システムに実装してその有効性を明らかにした.提案手法は本研究の目的である非装着での実時間モーションキャプチャが可能であるが,検出精度が悪い,オクルージョン環境での推定精度に劣るなどの問題があるため、今後、アルゴリズムの問題解決を検討する.本年度に行った研究により得られた知見は以下の通り.(1)物体抽出アルゴリズムの改良RGB表色系の色統計分布による頑健な背景モデルとして,Davisらの提案している手法を調査し,参考のためコーディングし,その再現性の検証実験を行ったが,パラメータの決定に関して未知な部分があり,Davisらの論文と同等の効果は得られなかった.そのため,Davisらの手法におけるパラメータの決定についてファジイ的なパラメータ調整を行う手法を検討し,実験により効果を確認した.(2)人物姿勢推定アルゴリズムの改良平成15年度の研究成果であるニューラルネットワークによる人物姿勢推定アルゴリズムの推定途中において,検出部位の位置座標が突発的に変化して不安定化する問題があった.これに対し,部位の移動に関する力学的な離散時間モデルを仮定し,カルマンフィルタによる最適化と追跡を行うためのフィルタ設計を行った.(3)姿勢復元手法の検討平成15年度の研究成果であるニューラルネットワークによる人物姿勢推定アルゴリズムの推定結果を視覚的に表示して評価するため,人物のモデルによる姿勢復元システムの検討を行った.スティックモデルを用いてリアルタイムで推定結果から姿勢復元を行えることを実験により確認した.(4)人物姿勢に関する知識抽出平成15年度の研究成果であるニューラルネットワークによる人物姿勢推定アルゴリズムを様々な姿勢に応用するため,階層型の姿勢推定システムのフレームワークを提案した.第一段階では,入力画像における人物姿勢を立位,屈位,座位などの基本姿勢に分類し,第二段階では姿勢毎にニューラルネットワークで姿勢推定を実行するシステムである.第一段階の基礎検討として,平成15年度の研究で収集した人物画像データを対象として自己組織化マップを用いて基本姿勢に分類を行うシステムを提案し,その効果を明らかにした.本年度の研究により得られた成果は以下の通り.1人体特徴点の追跡アルゴリズムニューラルネットワークによる人体特徴点の二次元位置推定結果を用いて人物の姿勢変化を推定しようとした場合,ニューラルネットワークの出力の不安定性により,一部の特徴点出力が物理的に適当でなくなるケースがあった.この問題に対して,推定された特徴点の二次元座標に関する離散時間線形運動モデルを仮定し,その最適化と時系列追跡を目的に離散時間カルマンフィルタを設計して姿勢推定アルゴリズムに追加実装した.

実画像を用いた実験の結果,位置座標についての最適化が行われ,物理的に不合理な推定を抑制することが可能であることを明らかにした.2知識則によるモーションキャプチャの改良機械学習によらないモーションキャプチャ手法として,人物のシルエット画像に対して人体構造に関する先見知識に基づく姿勢推定手法を検討しているが,姿勢によっては正しい推定を行うことができない場合があった.この問題に対して,人物のシルエット画像から抽出される人物の輪郭画像について定義したベクトルノルムによる関数の解析結果に基づく補正アルゴリズムを提案し,知識則による人体特徴点推定アルゴリズムに実装した.実画像を用いた実験の結果,従来検出できなかった姿勢についても対応可能であり,提案手法の有効性を確認した.更に,推定結果の最適化のため,(1)で設計したカルマンフィルタを本手法にも適用し,その効果を確認した.3背景差分の改良RGB表色系における背景差分手法として,輝度差ベクトルと色差ベクトルを用いる手法を提案しているが,オブジェクトによって生じる影の影響が大きかった.この問題に対して,影やハイライトを分離するための識別アルゴリズムを検討し,背景差分アルゴリズムに追加実装した.実画像を用いた実験の結果,提案手法の効果を確認した.
革新的再現実験から解読する生命の起源と初期進化を支えた原始地球窒素循環

本研究では、(i)弱還元型大気での紫外線照射+放電実験と(ii)原始海洋環境での二価鉄や熱水による還元反応を再現した実験によって、原始地球環境での無機・有機窒素化合物の生成・変換の量論、反応速度、安定同位体特性を決定することを目的としている。また、(iii)世界初の詳細な開放系隕石ー海水衝突実験を行い、隕石に含まれる宇宙起源難溶性複雑有機物の無機化や低分子化(可溶化)プロセスや大気N2からの含窒素有機物やアンモニア態窒素の生成プロセスの反応速度、安定同位体特性を明らかにすることも目的としている。平成29年度には、東京工業大学地球生命研究所において弱還元型大気での紫外線照射+放電実験を行い、分子状窒素からのNOxの生成が観察されただけでなく、従来紫外線照射+放電実験では生成されないと考えられてきたアンモニア態窒素の生成が観察されるという興味深い結果を得た。また、海洋研究開発機構(JAMSTEC)において高温高圧熱水実験装置を用いた模擬原始海水中でのアンモニア態窒素や含窒素有機物生成を検証した。この実験においても、NOxの還元によるアンモニア態窒素の生成のみならず分子状窒素からのアンモニア態窒素の生成が観察されるという興味深い結果を得た。さらに平成29年度には、JAXA・ISASの垂直型超高速衝突実験装置と新しく開発された隕石ー海水衝突反応装置を用いた世界初の固体ー液体間衝突実験を行った。種々の隕石を使った実験の結果、隕石中の有機物は海水中での微粒子化と分散が衝突時に活性化することが示唆された。宇宙起源有機物は通常の海洋環境では化学反応性に乏しいため、化学進化に寄与しにくいと考えられてきたが、海洋衝突によって反応性に富み、酸化還元状態の異なる複数の水溶性窒素化合物を大量に供給する媒体であることが本研究から示唆された。当初の年度計画通りに実験・分析を進めることができ、各実験系において従来の予想を覆すような革新的な結果を示唆するような興味深いデータを得た。一方、すべての実験系において、予想外のデータが得られたため、その結果の再現性の確認や新たな生成メカニズムの検証実験が必要となったため、速やかな研究成果の発表には至らなかった。計画を上回るデータを得たことと計画外の検証実験が必要となったことを合わせて考えた場合、本研究は順調に進展したと結論付けることでできる。平成29年度の弱還元型大気での紫外線照射+放電実験の結果から、分子状窒素からのNOxの生成が観察されただけでなく、従来紫外線照射+放電実験では生成されないと考えられてきたアンモニア態窒素の生成が観察されるという興味深い結果を得た。これは極めて新規性の高い結果であるため、現在多様な条件での紫外線照射+放電実験を繰り返し、その再現性を確認するとともに、生成メカニズムの検証実験を進めている。また、高温高圧熱水実験装置を用いた模擬原始海水中でのアンモニア態窒素や含窒素有機物生成実験の結果からも、NOxの還元によるアンモニア態窒素の生成のみならず分子状窒素からのアンモニア態窒素の生成が観察されるという興味深い結果を得た。このデータも極めて新規性の高い結果であるため、現在多様な条件での紫外線照射+放電実験を繰り返し、その再現性を確認するとともに、生成メカニズムの検証実験を進めている。さらに平成29年度の固体ー液体間衝突実験の結果から、隕石中の有機物は海水中での微粒子化と分散が衝突時に活性化することが示唆された。固体ー液体間衝突現象の物理的挙動による隕石有機物の活性化は、これまでに報告例がないため、現在その固体ー液体間衝突現象の物理的挙動について研究論文を準備している。平成30年度以降にそのメカニズムの検証実験を進める。

当初の年度計画通りに実験・分析を進めることができ、各実験系において従来の予想を覆すような革新的な結果を示唆するような興味深いデータを得た。一方、すべての実験系において、予想外のデータが得られたため、その結果の再現性の確認や新たな生成メカニズムの検証実験が必要となったため、速やかな研究成果の発表には至らなかった。計画を上回るデータを得たことと計画外の検証実験が必要となったことを合わせて考えた場合、本研究は順調に進展したと結論付けることでできる。平成29年度の弱還元型大気での紫外線照射+放電実験の結果から、分子状窒素からのNOxの生成が観察されただけでなく、従来紫外線照射+放電実験では生成されないと考えられてきたアンモニア態窒素の生成が観察されるという興味深い結果を得た。これは極めて新規性の高い結果であるため、現在多様な条件での紫外線照射+放電実験を繰り返し、その再現性を確認するとともに、生成メカニズムの検証実験を進めている。また、高温高圧熱水実験装置を用いた模擬原始海水中でのアンモニア態窒素や含窒素有機物生成実験の結果からも、NOxの還元によるアンモニア態窒素の生成のみならず分子状窒素からのアンモニア態窒素の生成が観察されるという興味深い結果を得た。このデータも極めて新規性の高い結果であるため、現在多様な条件での紫外線照射+放電実験を繰り返し、その再現性を確認するとともに、生成メカニズムの検証実験を進めている。さらに平成29年度の固体ー液体間衝突実験の結果から、隕石中の有機物は海水中での微粒子化と分散が衝突時に活性化することが示唆された。固体ー液体間衝突現象の物理的挙動による隕石有機物の活性化は、これまでに報告例がないため、現在その固体ー液体間衝突現象の物理的挙動について研究論文を準備している。平成30年度以降にそのメカニズムの検証実験を進める。
アスファルト舗装の永久変形発生機構及びその予測法に関する研究

アスファルト舗装の表面の車輪走行部分にしばしば発生するわだち掘れは、走行車両が車線を変更する時のハンドルのとられ、降雨時の水はねやハイドロプレーニング現象など、快適性,安全性について大きな問題を引き起す機能的な破壊形態のひとつである。アスファルト舗装にわだち掘れが発生する原因には、積雪寒冷地域でよくみられるようなタイヤチェーン,スパイクタイヤによる摩耗のほかに、交通量が多く比較的温暖な地域にみられるアスファルト混合物の流動現象をあげることができる。本研究は、これらのうち後者の原因によって発生するものに限定し、これを「流動永久変形」と称してその発生メカニズム,発生量などを検討した。アスファルト舗装の流動永久変形によるわだち掘れ量の予測に関しては、現在まで何人かの研究者によって研究が行われてきたが、その多くは回帰式や補正係数を用いた経験式または準理論式に基づくものであり、一般性に欠けると共に著しく精度が悪いと言わざるを得ない。本研究では、アスファルト混合物の流動の現象を正確に捉えるために、まず計測用のカメラによるステレオ写真を用いて、ホイールトラッキング試験機を用いた車輪走行試験中のアスファルト混合物の表面および内部における流動量を定量化することを試みた。その結果、アスファルト混合物の表面は、車輪の走行部分を中心に沈下をするがその側方では盛り上がりを起こしていること,混合物内部では鉛直方向だけではなく水平方向にもかなりの変形をしていることなどがわかった。また、数値解析の結果、その変形の方向は軸対称問題よりは平面ひずみ問題による弾性解による変形に近いことが明らかになった。以上から、実際の舗装におけるわだち掘れを解析する場合には、混合物の側方への移動や車軸が通過しない部分での盛り上がりをも考慮にいれる必要性の高いことが結論された。
豚における(異常)口鼻行動の意義

豚は、鼻と口で探索や操作を行って報酬を得るという進化を遂げてきた。しかし、昨今のコンクリート床の標準的環境では、探索し操作する対象は無く、生まれつきの本能行動を発現できない。そのかわり、豚は、眼前の対象に対して異常な口鼻行動が出現させている。本研究では、まず、異常な口鼻行動の出現実態を各種の飼育環境間で比較し、次に、異常行動を示す豚における精神的状況を推進できる実験を積み重ねた。標準床・オガクズ発酵床・放牧草地における肉豚の行動を比較した。放牧と発酵床では鼻による穴掘りが見られたが、標準床では常同化した床こすり、他個体マッサージ等の異常な鼻操作行動として出現した。同時に、異常口操作である真空咀嚼,他個体突起部(尾、耳、等)くわえも出現した。なお、常同化した臭い嗅ぎが標準床で異常に多く出現した。しかしながら、ストレス指標となる白血球比と異常口鼻操作回数との間には負の相関が、異常口操作回数と増体との間には正の相関があり、異常口鼻行動発現の意義は、欲求不満の解消である可能性が示唆された。これらの豚でオープンフィールドテストを行うと、標準床の豚は無反応で自失状態にあった。しかし、発酵床の豚は正常な探索行動を行い、心拍数も増加した。またバケツ落下に対して、標準床の豚は全く反応しなかったが、発酵床の豚は驚愕反応(心拍数増加)を示した。最後に、ケージ飼育と放牧の豚の休息睡眠中の心拍数と脳波を予備的に調査した。ケージ豚は異常に長時間睡眠し、その場合の脳波は浅い睡眠波形が多く、心拍数も多い傾向にあった。放牧豚では、休息睡眠は少ないが、深い睡眠波形が多く出現し、心拍数も少なかった。これらの結果は、ケージ飼育豚はエネルギー消耗型の休息状況にあることを示唆している。集約的管理下の豚は、生得的口鼻行動が抑制されるので、転位行動の異常口鼻操作を頻発させ、欲求不満の解消を行うが、エネルギー消耗的な生活である可能性が示唆された。豚は、生活の基本行動として、何かを探索して報酬を得る生得的行動、即ち、鼻で穴を掘るrooting、口で噛むchewing、対象を認識する臭い嗅ぎsniffing、等を行う。しかし、標準的な豚舎、即ち、床はコンクリートなど、壁も同様という単純環境では、豚が探索し操作する対象は無く、その結果として、異常口鼻行動が出現すると推測される。本年は、多種の床における豚の行動を観察し、特に異常な口鼻行動の出現とその対象を検討して、行動の意味を考察した。実験Iでは、標準床、オガクズ発酵床、放牧を比較した。その結果、鼻の操作では、rooting、床こすり、他個体massagingが見られた。rootingは放牧と発酵床で、後2者は主に標準床で出現し、これらはrootingの対象が無い状況下で転嫁行動として出現した異常行動と考えられた。sniffingについては、標準床の単純な環境下で異常に増加していた。chewingとしては、摂食、食草、食土、他個体突起部くわえ、grooming,等が出現した。摂食時間は、標準床で長く、異常な口運動を含んでいると推測された。食草は放牧のみ。食土は全てで見られたが、後2者では食糞であった。他個体の突起部くわえとgroomingは標準床で多く、常同行動であった。なお、前者は受け手からの攻撃によって終わった。実験IIでは、実験Iの結果を確認し、さらに発酵床では人為的に湿潤区も設定し、この方式では、標準床とほぼ同様な行動パターンとなることを認めた。なお、実験I、IIとも、白血球%は、行動異常と関連していた。以上より、異常口鼻行動は床性状の単純さに由来する転嫁行動であることを確認した。次年度は、異常口鼻行動について心理的、生理的、薬理的手法での評価を行う。

最後に、ケージ飼育と放牧の豚の休息睡眠中の心拍数と脳波を予備的に調査した。ケージ豚は異常に長時間睡眠し、その場合の脳波は浅い睡眠波形が多く、心拍数も多い傾向にあった。放牧豚では、休息睡眠は少ないが、深い睡眠波形が多く出現し、心拍数も少なかった。これらの結果は、ケージ飼育豚はエネルギー消耗型の休息状況にあることを示唆している。集約的管理下の豚は、生得的口鼻行動が抑制されるので、転位行動の異常口鼻操作を頻発させ、欲求不満の解消を行うが、エネルギー消耗的な生活である可能性が示唆された。(飼育環境の違いによる異常口鼻行動の出現)本年は、先ず、湿度を変えた2種の発酵床を自前で建設し、これらの豚の行動と標準的コンクリート床の行動を検討した。その結果、水分60%程度で表面温度は30°C以上の発酵床で、臭い嗅ぎ-穴掘りという豚本来の行動連鎖が発現されることを認めた。一方、標準床では、臭い嗅ぎだけが多くなり、穴掘りは出来ないため床等に対する異常な鼻操作だけが見られた。他方、標準床では真空行動である咀嚼行動が出現した。類似の行動が発酵床でより多く見られたが、この場合、口内にオガクズを入れていた。これらの行動の頻度と増体との間には有意な正の相関があり、口操作の促進が増体を促進していることが認められた。また、リンパ球等の変化もこれを裏付けていた。(オープンフィールドテスト)これらの豚の精神的状況を推測するため、オープンペン(無刺激環境)を準備して、豚を導入し、新奇環境に対する反応、および落下物に対する驚愕反応を調査した。その結果、標準床の豚は、新奇環境に対しても、さらには驚愕刺激に対しても、何の反応も示さず、明らかに自失の状況に近いことが認められた。一方、発酵床の豚は正常な葛藤行動(探索と逃避試行)および驚愕反応を示した。これらから、口鼻操作等の本能行動が抑制されている豚では精神的異常の状態にあることが推測された。本研究では、これまでに、集約的な管理下の肉豚においては、本能行動である口鼻を使用した行動に異常なものが出現することを明らかにしてきた。最終年度は、発酵床と標準床での豚飼育を実践的に行い、心理的葛藤状況を把握するために心拍数の測定を行った。標準コンクリート床および発酵床飼育での心拍数の違い:標準床や乾燥した発酵床よりも湿潤な発酵床の豚で異常口鼻行動は少なく、同時に心拍数は少ない傾向にあった。また、一日累積心拍数(各種行動時間数x平均心拍数)も湿潤発酵床で少なかった。このことは、適切な発酵床は心理的安定を保証することを示す。オープンフィールドテスト(新奇環境+驚愕)での心拍数の違い実験豚を新奇環境(オープンフィールド)に導入した場合、発酵床の豚は正常な探索行動を行い、心拍数も増加した。これに対して、標準床の豚は何の反応も示さず、心拍数の変化もなかった。次に、上方より金バケツを落下させたところ、発酵床の豚は正常な驚愕反応を示し、心拍数を増加させた。これに対して、標準豚では外界の変化に反応しなかった。次に、実験的にケージおよび放飼(草地)した豚での行動と心拍数の変化を観察した。ケージへの導入初期には強い葛藤行動(逃避欲望)が見られたが、数日内に定型化した異常休息の状態に入った。休息時だけを比較すると、ケージ休息の方が心拍数は多いことから、この休息は安静状態ではなく、エネルギー消耗を伴う心理的葛藤状態と考えられた。
大統領弾劾に関する国際比較研究

本研究は、「近年なぜ特定の民主主義国において大統領を弾劾する事例がみられるのか」という問いに対し、民主主義制度に対する国民の信頼の低下という観点から分析することを目的としている。政治的エリートのパフォーマンスに対する不満は、近年アメリカやフランスといった「古い民主主義国」から1980年代に民主化を経験した「新しい民主主義国」まで幅広くみられる現象である。本研究は、特に、後者の国々において、大衆の政治的不満が議会や政党といった既存の民主主義的制度に回収されず、大規模なデモ、さらには大統領弾劾へと展開しているという仮説の下、現代の民主主義の不確実性を各国の事例から分析する先駆的な試みである。平成30年度は、6月に合同研究会を開催し、研究分担者が担当する各地域における民主化後の政情や政治制度の発展などについて知識を共有した。特に、「新しい民主主義国」においても、大統領の弾劾が起きた制度配置やデモの政治的背景が多様であるため、各分担者が今後担当する分野を研究する上で注目すべき要素(大衆行動の有無、政治的不満を回収する政治制度の有無、行政・立法・軍部といったエリート間の関係)を相互に確認した。そのうえで、各研究者は、担当する地域における政治的背景や民主主義制度について文献調査を実施し、それぞれ学会・研究会で報告、また、論文として投稿した。また、研究者間の知識共有を深めるため、平成31年4月に実施された日本臨床政治学会2018年度東京研究大会において、「民主主義体制下の市民社会とポピュリズム」というテーマでパネルを組み、新旧民主主義国における対立構造の形成とその展開のあり方に関する理論的背景を報告したほか、「日韓次世代研究者懇談会」において韓国の弾劾事例について報告し、韓国の研究者からのフィードバックを得る機会を得た。平成30年度は、合同研究会の実施を通じて、各研究分担者が担当する地域の研究を進め、国内の学会等での発表することを確認しつつ、本研究の補助期間が終了するまでに研究成果を何らかの形で取りまとめることを確認した。その結果、各研究分担者が文献調査などを通じて担当する地域の政治状況などの分析を進め、その一部は学会で報告、もしくは、論文として公表するといった成果があった。また、研究分担者が共同して学会でのパネルを構成したり、海外(韓国)の研究者と共同研究会を開催したりするなど、研究分担者間で協働し研究内容について積極的に共有を図ったことも評価できる点であり、本研究はおおむね順調であるといえる。二年目となる今年度は、各国における政治状況の把握からさらに一歩進め、本研究が注目する大規模な大衆行動の発生に関する要因について、各地域の分析を進めていく。それと同時に、二年目以降も研究成果の公表や、国際ワークショップを通じた海外研究者との交流を実施していく予定である。特に、韓国、ブラジルをはじめとするラテンアメリカ諸国、フィリピン、インドネシアの地域において、各地域の言語に精通した研究分担者が、民主化後数十年における制度、世論、大統領支持率の変化といった仮説の核心的な要素について分析を進めていく予定である。同時に、古い民主主義国であるアメリカやフランスでも、近年大規模なデモが起きていることから、同様の観点から分析を進める。一方、研究分担者が一堂に会する機会は限られているため、それぞれの研究を統合する枠組みを精緻化し、共有する必要がある。そのためにも、学会における共同パネルの構成を有効に活用し、各国事例の比較から仮説の検証をすることを念頭に研究を進める。

また、研究分担者が共同して学会でのパネルを構成したり、海外(韓国)の研究者と共同研究会を開催したりするなど、研究分担者間で協働し研究内容について積極的に共有を図ったことも評価できる点であり、本研究はおおむね順調であるといえる。二年目となる今年度は、各国における政治状況の把握からさらに一歩進め、本研究が注目する大規模な大衆行動の発生に関する要因について、各地域の分析を進めていく。それと同時に、二年目以降も研究成果の公表や、国際ワークショップを通じた海外研究者との交流を実施していく予定である。特に、韓国、ブラジルをはじめとするラテンアメリカ諸国、フィリピン、インドネシアの地域において、各地域の言語に精通した研究分担者が、民主化後数十年における制度、世論、大統領支持率の変化といった仮説の核心的な要素について分析を進めていく予定である。同時に、古い民主主義国であるアメリカやフランスでも、近年大規模なデモが起きていることから、同様の観点から分析を進める。一方、研究分担者が一堂に会する機会は限られているため、それぞれの研究を統合する枠組みを精緻化し、共有する必要がある。そのためにも、学会における共同パネルの構成を有効に活用し、各国事例の比較から仮説の検証をすることを念頭に研究を進める。当初予定していた韓国およびアメリカ政治関連文献の購入を実施しなかったため、次年度使用額が生じた。昨年度使用分も合わせて、今年度はすべて使用する。
抗グルタミン酸受容体抗体が関与する脳炎発症機序の解明

近年,抗NMDA型グルタミン酸受容体抗体を生じ,記憶・意識障害などを呈する急性脳炎が明らかになった.本研究では,抗NMDAR抗体の病態への関わりを解明することを目的とし,抗NMDAR抗体の検出を行い,1)本疾患の発生頻度と臨床的特徴,2)患者抗体の長期増強誘導抑制, 3)抗体の培養海馬細胞表面NMDAR結合様式や細胞内炎症関連の遺伝子発現の増強,4)マウス脳室内に持続投与した患者抗体が,空間認知機能低下を生じること,神経組織には炎症性組織破壊を認めなかったことを明らかにした.以上より,抗体はNMDARの機能を阻害するものの,神経組織が保持されているため良好な長期予後を裏付ける結果と考えられた.イオンチャネル型グルタミン酸受容体(GluR)は記憶・学習のメカニズムに深く関わる。本研究では,NMDA型GluRに対する自己抗体を有する急性脳炎の主症状の一つが記銘力障害であることから,当該疾患に生じる抗NMDA受容体抗体の神経症状への関与を明らかし、その発症機序を解明することを目的としている。23-24年度にかけての研究成果を列挙する。・自己免疫性脳炎の診断を目的に,抗NMDA受容体抗体検査法を確立した申請者の元に多くの検体が集積し,抗体検査を行った。この結果,我が国における当該疾患の発生頻度の概略とその臨床的特徴を明らかにすることができた。・抗体陽性例の髄液を、マウスの海馬スライス標本に作用させ、海馬CA1領域で誘導したlong term potentiation (LTP)が直接阻害されることを報告した。この結果は,自己免疫性中枢神経疾患患者に生じた自己抗体が直接神経症候に関わること示唆したはじめての報告となった。・本抗体が海馬細胞の形態に及ぼす影響を検討した。培養ラット海馬細胞に患者の自己抗体を反応させると、NMDA受容体が細胞内にendocytosisされること,その後,細胞の樹状突起形成が対照よりも活性化することを示した。この過程に海馬細胞内のどのような分子が関与するかを明らかにするため,microarrayおよびreal-time PCRにてmRNAの発現パターンを検討し,28個の遺伝子発現に変動が見られることを明らかにした。さらにパスウェイ解析などを加えてこれらの変動パターンの意義を検討している。・マウス脳内に患者由来の抗体を投与し,神経症候,各種パラメーターを用いた行動解析,脳組織の形態学的観察を行い,各種対照でのデータを蓄積中である。本研究では,イオンチャネル型グルタミン酸受容体(GluR)の一つであるNMDA型GluRに対する自己抗体を生じ,記銘力障害やけいれんを呈する急性脳炎について,その発生頻度を特異的抗体診断により明らかにすること,本症患者に生じる抗NMDAR抗体の神経症状への関与を明らかし、その発症機序を解明することを目的とした.以下に23-25年度にかけての研究成果をまとめる.・自己免疫性脳炎の診断を目的に,抗NMDAR抗体特異的検査法を確立した申請者の元に多くの検体が集積し,抗体検査を行った。この結果,我が国における当該疾患の発生頻度の概略とその臨床的特徴を明らかにすることができた.・抗体陽性例の髄液を、マウスの海馬スライス標本に作用させ、海馬CA1領域で誘導したlong term potentiation (LTP)が直接阻害されることを報告した.この結果は,自己免疫性中枢神経疾患患者に生じた自己抗体が直接神経症候に関わること示唆したはじめての報告となった.・本抗体が海馬細胞の形態及び細胞内動態に及ぼす影響を,タイムラプス画像および細胞内mRNAの発現パターンにより解析した.培養海馬細胞に患者の自己抗体を反応させると、NMDARが細胞内にendocytosisされ,この過程で炎症に関わる28個の遺伝子発現に変動が見られた.・マウス脳内に,浸透圧ポンプを用いて患者由来の抗体を持続投与し,各種パラメーターでの行動解析,脳組織の形態学的観察を行った.その結果,抗体投与マウスでは,対照に比し有意に記銘障害が認められた.しかしながら,神経組織内には炎症病態は観察されず,抗体はNMDARの機能傷害を生じていると考えられた.近年,抗NMDA型グルタミン酸受容体抗体を生じ,記憶・意識障害などを呈する急性脳炎が明らかになった.本研究では,抗NMDAR抗体の病態への関わりを解明することを目的とし,抗NMDAR抗体の検出を行い,1)本疾患の発生頻度と臨床的特徴,2)患者抗体の長期増強誘導抑制, 3)抗体の培養海馬細胞表面NMDAR結合様式や細胞内炎症関連の遺伝子発現の増強,4)マウス脳室内に持続投与した患者抗体が,空間認知機能低下を生じること,神経組織には炎症性組織破壊を認めなかったことを明らかにした.以上より,抗体はNMDARの機能を阻害するものの,神経組織が保持されているため良好な長期予後を裏付ける結果と考えられた.イオンチャネル型グルタミン酸受容体(GluR)は記憶・学習のメカニズムに深く関わる。最近GluR (NMDAおよびAMPA受容体)に対する自己抗体を有する急性脳炎の存在が明らかにされた。NMDAR脳炎では記銘力障害が主要症候の一つであることより、本研究では、これらの自己抗体の脳炎症状への関与を明らかし、その発症機序を解明することを目的とした。最初に、抗NMDAR抗体を検出するため、NMDARを細胞表面に発現させて抗体を検出する、cell-based assay法を確立した。

これにより、抗体陽性と判断された例の髄液を用いて、マウスの海馬スライス標本に作用させ、海馬CA1領域にてlong term potentiation (LTP)誘導に及ぼす影響を検討した。その結果、抗NMDAR抗体陽性検体のみで特異的にLTPの誘導が抑制された。同一症例の髄液を、NMDAR発現細胞と混合して抗NMDAR抗体を吸収することでLTP誘導抑制は解除された。これらの結果から、本抗体が患者神経組織内でGluRの機能を抑制し、本症の記銘力障害などに関与する可能性が考えられた。さらに本抗体が海馬細胞の形態に及ぼす影響を検討した。培養ラット海馬細胞に抗NMDAR抗体陽性検体を反応させると、それまで細胞膜表面や樹状突起に発現していたNMDARは細胞内に内在化して、受容体としての機能を消失すること、さらに時間経過とともに、新たに細胞表面にNMDARが発現してくることが確認された。これらは、抗体陰性検体では生じないこと、また4°Cの環境下ではこの現象は見られないことから、抗原に結合した抗NMDAR抗体が能動的に受容体の内在化に関わることが考えられた。以上の結果より、抗NMDAR抗体を有する脳炎では、中枢神経内に侵入した抗体がNMDA受容体に直接作用して神経障害を生じることを証明できた。23年度に、NMDA受容体脳炎患者の自己抗体がNMDA受容体機能を直接的に傷害すること、その機能傷害は、抗体が海馬細胞のNMDA受容体に結合して受容体が内在化することにより生じることが確認できたため、24年度はマウス脳内へ抗体を投与することによるvivoでの疾患モデルを作成した。本症患者の抗体陽性髄液を脳内投与したマウスは、本症に特徴的な症候を呈することを確認できたことから、24年度の目標をほぼ達成できた。さらに神経組織内での免疫動態、分子動態の解析に着手することができており、ほぼ予定通りに研究計画が進んでいる。23年度の目標とした、微少電極を用いての、脳炎患者由来の髄液中抗NMDAR抗体が、ニューロンの基本的シナプス伝達およびシナプス可塑性に及ぼす影響を調べるとした目的は達成し、抗体がNMDA容体機能を直接的に傷害することを検証できた。さらに、その機能傷害は、抗体が海馬細胞のNMDA受容体に結合して受容体の内在化を生じることにより生じることが確認できた。続いての目標であった、マウス脳内へ抗体を投与することによるvivoでの疾患モデル作成については、解析に必要な機器の調達が遅れたことより、達成には至らなかった。マウスの脳内に抗NMDA受容体抗体陽性患者髄液を投与することで作成した疾患モデルについて,詳細な行動解析および組織学的,免疫学的検討を加える。本抗体を生じない他の炎症性神経疾患および皮神経疾患患者由来の髄液など各種対照についても同様の手法で検討を加え,抗体陽性群との比較検討を行う。これにより,NMDA受容体脳炎に生じる自己抗体の病態への関与について明らかにし,病態に基づいた治療法を策定する。平成23年度に解明できた海馬スライス、培養海馬細胞に対する抗NMDAR抗体の作用については、さらにマウス個体を用いたvivoの系での脳炎モデル作成を行う。これにより、抗体の作用をより生理的な条件下であきらかにすることが可能であり、抗NMDAR抗体陽性脳炎患者での本抗体の作用を明らかにし、抗体産生機序についての解析も加えることで、本症の病態機序を明らかにする。
現代日本語における複文の体系的・記述的研究

今年度の第一の目的は、昨年度作成したコーパスを用い、新たな複文接続形式を拾い出すという作業をまとめることであった。特に、従来研究の対象とされてきたものが書き言葉における用法であったことから、本研究で従来の書き言葉における分析に加えて、話し言葉における用法の違いを探ることに重点を置いた。そのために、まずシナリオおよび対談(ただし、これらは文字化されたものを使用した)を素材としたコーパスを作成し、その中から新たな形式や、あるいは既存の形式の新しい用法の分析を開始した。こちらはまだ完成してはいないが、話し言葉に特徴的ないくつかの形式が拾い出せ、意味分類を進めた。この成果は「話し言葉における接続助詞トの用法」としてまとめられ、研究会においで発表を行った。(1998年8月日本語記述文法研究会)第二の目的は、複文全体の意味構造・枠組みに関わる研究であった。これをテーマとした研究会を主催・参加し、研究発表を行った(97年8月金沢、12月姫路、および99年2月大阪外国語大学における日本語記述文法研究会)。こうした研究を元に、具体的な諸形式の記述として、(1)「非仮定的な事態を接続するト・タラの意味・用法」(東京大学留学生センター紀要8号1999年3月発行)、(2)「複文の類型と日本語教育」『シリーズ言語科学第5巻言語学、日本語、言語教育』東京大学出版会(1999.10刊行予定)、(3)「現代日本語の原因・理由文」『日本語の風景(仮題)』ひつじ書房(1999刊行予定)をまとめた。また、研究成果の日本語教育へ応用として、(4)『日本語文法セルフマスターシリーズ7条件表現』(くろしお出版共著)が近刊(1999年5月)の予定である。今年度の第一の目的は、まず新たな複文接続形式を拾い出すという作業である。特に、従来研究の対象とされてきたものが書き言葉における用法であったことから、本研究は従来の書き言葉における分析に加えて、話し言葉における用法の違いを探ることに重点を置いた。そのために、まずシナリオおよび対談(ただし、これらは文字化されたものを使用した)を素材としたコーパスを作成し、その中から新たな形式や、あるいは既存の形式の新しい用法の分析を開始したところである。この作業によって明らかになったことは、話し言葉の中には、従来の分析の枠にはまらない興味深い用法が含まれていることがわかったことである。特に諸形式の終助詞的な用法や、メタ・リンガルな用法が今後注目されるであろう。この点に関しては「話し言葉における接続助詞トの用法」(manuscript)としてまとめられた。第二の目的は、複文全体の枠組みに関わる事項の研究であり、この点をテーマとした研究会に参加・発表を行った(97年8月、12月、および98年3月)。第三の目的は、具体的な諸形式の記述であるが、本年度は条件節の用法に取り組んだ。本年度の研究の一部は、「非仮定的な事態を接続するト・タラの意味・用法」(東京大学留学生センター紀要8号)にまとめられている。また、原因・理由節にも範囲を広げ、「原因・理由を表す接続助詞ダケニの意味・用法」(manuscript)を用意している。条件節と原因・理由節は、複文の中枢的なタイプであり、今後も研究を深める必要がある分野である。本年度は以上の研究成果に加え、これらの基盤となる基本的な言語資料の収集・コーパス化が大きな作業であった。本年度作成した資料を用い、本年度はより大きな成果を具体化していく予定である。
コンドリュール冷却速度多様性の研究

隕石に含まれる球粒状のコンドリュールの成因と冷却速度は、原始太陽系星雲モデルに重要な制限条件を与える。本研究は、最も始源的な普通隕石と炭素質隕石中のコンドリュールに含まれるカンラン石のFe〓Mg化学的ゾーニングを測定し、主に拡散方程式を数値的に解く方法を用い,コンドリュール生成時の冷却速度を計算した。その結果、コンドリュールによって、冷却速度が大きく異なることが明らかになった。また、これらの計算用プログラムを、多くの研究者に配布した。コンドリュールの成因と冷却速度は、原始太陽系星雲モデルに重要な制限条件を与えるものである。冷却速度については、Dynamic crystallization experiment生成物の形態等を実際のそれと比較することで多くの研究がなされてきたが、この実験的方法では、冷却速度の「可能性」を示すだけで、実際のコンドリュールの冷却速度を示すものではない。本研究では、熱変成度の最も低い隕石中のカンラン石のFe-Mgゾーニング・プロファイルを用い、結晶成長も考慮し、冷却速度を求め、実際のコンドリュールの冷却速度範囲を決定する。この結果を用い、原始太陽系星雲モデルの検証を行う。さらに、母天体での二次的な熱変成を受けている隕石について同様の計算を行い、その熱変成の温度範囲と冷却速度を求め、隕石母天体モデルの検証を行う。本年度は,熱変成程度の低い隕石のコンドリュール中のカンラン石のFe-Mg化学的ゾーニングを測定し,そのデータについて、主に拡散方程式を数値的に解く方法を用い,冷却速度と母天体内での熱変成温度と冷却速度を計算した。これらの結果,コンドリュールの種類によって,冷却速度の異なることが明らかになった。また、母天体での熱変成温度の情報も得られた。これらの計算のために、複数コアのCPUを備えた計算機を購入し,既に作成済みのプログラムについて、並列化プログラミングを試み、並列化しない場合と計算速度を比較したが、10%程度早くはなるものの、画期的な高速化とまではいかなかった。さらなる高速化をめざし、繰り越し予算分でGPGPU(General-purpose computing on graphics processing units)を購入した。関連するソフト等を整備し、高速化の可能性等について検討中である。本研究では、熱変成度の最も低い阻石中のカンラン石のFe-Mgゾーニング・プロファイルを用い、結晶成長も考慮し、冷却速度を求め、実際のコンドリュールの冷却速度範囲を決定する。さらに、母天体での二次的な熱変成を受けている阻石について同様の計算を行い、その熱変成の温度範囲と冷却速度を求め、阻石母天体モデルの検証を行う。本年度は,熱変成度の低い普通阻石と炭素質阻石中のコンドリュールに含まれるカンラン石のFe-Mg化学的ゾーニングを測定し,そのデータに基づいて、主に拡散方程式を数値的に解く方法を用い,コンドリュール生成時の冷却速度と母天体内での熱変成温度と冷却速度を計算した。これらの結果,コンドリュールの種類によって,冷却速度がさらに異なることが明らかになった。また、母天体での熱変成について、岩石学的タイプ3の最高熱変成温度が約600度Cであることがわかった。これらの計算に使用される一連のプログラムについて、多くの研究者が容易に使えるような新たなプログラムパッケージを作成し、それらの試用版を7-8名の研究者に試験的に配布し、使用状況について意見を聴取した。隕石中のコンドリュールの成因と冷却速度は、原始太陽系星雲モデルに重要な制限条件を与える。冷却速度については、結晶化実験生成物の形態等を、実際のそれと比較することで多くの研究がなされてきたが、この実験的方法では、冷却速度の「可能性」を示すだけで、実際のコンドリュールの冷却速度を示すものではない。本研究では、始原的隕石中のカンラン石の化学的ゾーニングを用い、結晶成長も考慮して、実際のコンドリュールの冷却速度を決定し、原始太陽系星雲モデル検証のための条件を提示する。さらに、母天体内で二次的な熱変成を受けた隕石についても、熱変成の温度と冷却速度を求め、隕石母天体モデルの検証も行う。コンドリュール形成後、ほとんど変成を受けていない普通隕石と炭素質隕石のコンドリュール中のカンラン石のFe-Mgゾーニングを測定し、そのプロファイルデータを用い、拡散方程式と諸条件を数値的に解く方法で、コンドリュール生成時の冷却速度を求めた。同じ隕石中のいろいろなコンドリュールについての結果は0.7-2400 oC/hrと幅広い値であった。

同じ隕石内のコンドリュールの冷却速度が非常に異なることから、原始太陽系星雲内で、多様な冷却速度でコンドリュールが形成され、その後、同一隕石として集積したという重要な結果を得た。これは、コンドリュール形成条件のみならず、原始太陽系星雲形成に制限条件を与えるものである。さらに、隕石母天体内での熱変成温度と冷却速度を求め、岩石学的タイプ3の最高熱変成温度が約600 oCであることを示した。これらの計算に使用された一連のプログラムについて、多くの研究者が容易に使えるような新たなプログラムパッケージを作成し、その試用版を7ー8名の研究者に試験的に配布し、意見の聴取後、パッケージを改定した。また、演算の高速化のため、並列化の試みも行った。化学的ゾーニング・プロファイルの測定やそれらを用いる数値計算も順調に進展している。また、多くの研究者が使用できるプログラム・パッケージの作成・試用も順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画どおり、今までの研究方針を継続する。