hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
垂直性急速眼球運動に関わる核上性細胞群の同定

本研究は、垂直性サッケードを発現させる核上性眼球運動中枢に関わる中脳の神経機構を明らかにすることを目的として実験を行った。クロラロース麻酔をしたネコを用いて、上丘の各部位を微少刺激し、どのような眼球運動が引き起こされるかを観察した。さらに両眼において各6個の外眼筋の神経を剖出し、それらの神経活動を記録し、上述の方法で決定した垂直性眼球運動を引き起こす上丘の領域を微少電気刺激することによって、外眼筋神経のうちにずれが活動するかを明らかにした。次に、ある外眼筋の運動細胞を支配する核上性細胞がどこにあるかを明らかにした。ネンブタール麻酔下のネコにおいて、上方または下方視の眼球運動に関与するそれぞれの外眼筋の神経に逆行性神経追跡物質であるwheatgerm agglutinin conjugated to horseradish peroxidase(WGA-HRP)をとりこませた。WGA-HRPは、transsynapticにも神経細胞に取り込まれることが知られている。これにより、それぞれの外眼筋の運動細胞を支配する核上性細胞がどこにあるかを明らかにした。前述の方法を用いて上丘を電気刺激し、各ネコで、ある方向の眼球運動が起こる部位を同定し、そこに順行性に神経細胞を標識するBiocytinを微量注入し、上丘からの出力細胞の収支する脳幹の部位を同定した。次に同一のネコで、上丘にBicytinを注入すると同時に、WGA-HRPを外眼筋神経に注入した。従来の方法では、WGA-HRPとBiocytinのそれぞれの染色方法を、そのまま組み合わせても同一の切片で両者を同時に染色することはできなかったが、種々の条件を検討し、一枚の切片で両方の染色が可能となるような条件を編み出すころができた。この方法を用いて、同一の切片からの神経終末を受ける動眼神経細胞に投射する核上性細胞を現在解析中である。
火星の角礫岩隕石Black Beautyには火星の有機物が保存されているのか？

火星表層には様々な有機物が存在している。有機物は生命の発生・進化に必要不可欠な物質であるが、火星表層でのこれらの起源は未だ明確でない。火星隕石NWA 7034 (通称Black Beauty)は火星表層の堆積岩が隕石として地球に飛来したものであり、火星の有機物を含んでいることが示唆されている。本研究では、申請者が構築したX線・電子線・イオンビームを用いた複合顕微分析手法を用いて有機物をより詳細に分析し、(1)Black Beauty中の有機物の官能基組成・炭素/窒素/水素同位体比・共存鉱物との共進化過程を明らかにし、(2)火星表層を覆う有機物の起源を解き明かすことを目的とした研究を展開する。
木造住宅の躯体の地震時挙動と損傷定量評価

本研究は,木造住宅の捩れ挙動を明らかにするとともに,耐震性の向上を目指した一連の研究である。まず,既存木造住宅の平面的な偏心と振動特性を把握するため,既存建物の構造調査や数値解析に基づいた分析を行った。在来軸組木造住宅のうち,特に看板建築と称される住宅は,1階に大開口が設けられている奥行きの長い住宅である。この前壁面の看板部が住宅全体の振動特性にどのような影響を与えるのかを把握するため,大田区中央三丁目の商店街の実建物を対象として,実測と数値解析を通じて検討を重ね,その一連の成果は審査付学術論文として掲載された。さらに,耐震壁などの耐震要素単体に着目した場合に生じる面内偏心に関して,既往実験のシミュレーションや感度解析などの数値解析を通じて耐震要素の偏心が建物全体の捩れへ及ぼす影響を検証した。また,スキップフロアのあるものや,耐震要素配置に偏りがあるものは耐震性に影響がある場合もある。そこで,古い木造住宅のうち,度重なる増改築をしているもの,スキップフロアを有するもの,また,平面形状が整形ではないものを対象とした構造調査を実施し,その振動特性や耐震性の検討を行った。また,接合部などの細部が建物全体の挙動に影響を与えている場合も多いため,接合部に着目した要素実験や評価式の提案,シミュレーションなども多数実施した。これらの成果も発表論文として公表済である。更に,新素材であるアラミド繊維シートを用いた接合部補強法が住宅の簡易補強方法として近年開発されてきているが,耐震性や施工性を更に高め,実用化に向けた取り組みを進めた。これまでには,簡単のため,柱脚を対象とした要素実験を多数実施してきたが,その結果を踏まえ,今年度は,実大架構を用いた倒壊実験を実施し,シートの破壊性状や架構復元力について把握した。本成果も発表論文として公表済である。在来軸組住宅や伝統木造住宅に関して,平面的に耐震要素配置に偏りがあると考えられる既存木造住宅を対象とした構造調査や数値解析を実施しており,全文審査付学術論文(日本建築学会構造系論文集)として掲載された。更に,審査付国際会議論文としても2編掲載された。また,他の接合部実験や耐震補強法の開発などに関しても,多数の実験や分析をし,3編の発表論文として日本建築学会関東支部研究報告集に掲載済であり,数編の発表論文を今年度の日本建築学会全国大会に既に投稿しており,成果としては概ね順調に成果が得られていると考えている。しかし,前年度予定していた試験体の搬入が間に合わなかったため,今年度に持ち越しとなり,実験の進捗が若干遅れている。研究全体としては,平成30年度の継続研究として取り組む。まず,在来軸組木造住宅や伝統木造住宅を問わず既存木造住宅の平面的・立体的な耐震要素配置バランスや建物全体・耐震要素自体の偏心に関するデータ収集のために,実建物の構造調査を継続する。特に,昨年度の構造調査においては,上下階や同一平面での耐震要素配置のバランスが極端に悪い建物が数棟確認されたため,これに類似の建物を追加で多数調査し,データ数を増やす。また,建物の地震時挙動に影響を及ぼす接合部仕様に関しても,継手・仕口などの接合部のパラメタを変更した追加実験を行うと共に,前年度のシミュレーション結果を踏まえ,様々な嵌合型接合部に適用可能な簡易評価式の構築を目指す。更に,在来軸組木造住宅の接合部に対するアラミド繊維シート補強法に関して,昨年度までに破壊モードを制御し,安定した耐震性能を発揮できる貼付形式への改良提案ができたため,接合部の検証実験や実架構の倒壊実験を追加で実施することで,地震時の架構全体としての安全性の確保を検討する。本研究は,木造住宅の地震時挙動のうち,建物の捩れ挙動を明らかにすることを目指した一連の研究である。まず,既存木造住宅の耐震要素配置や平面的な偏心と振動特性の変化を把握するため,既存建物の構造調査や数値解析に基づいた分析を行った。在来軸組木造住宅の中には,看板建築と称される住宅がある。特に古くから続く商店街に面した店舗兼用住宅に多くみられ,主要道路に面した前面2階部分がモルタルや銅板などで被覆されており,1階は大開口が設けられている奥行きの長い住宅である。看板建築の前壁面に見られる看板部が住宅全体の振動特性にどのような影響を与えるのかを把握するため,大田区中央三丁目の商店街の実建物を対象として,実測と数値解析を通じて検討を重ね,その一連の成果をまとめた。この成果は審査付学術論文として掲載が決定している。また,伝統木造住宅の場合も,特に増改築を繰り返している建物である場合,耐震要素配置によっては耐震性に影響が生じる場合もある。そこで,度重なる増改築をしている実建物を対象とした構造調査を実施し,その振動特性や耐震性の検討を行った。また,接合部などの細部が建物全体の挙動に影響を与えている場合も多いため,嵌合型接合部に着目した要素実験も実施した。特に,簡単のため,柱脚を対象とした要素実験を多数実施することで,より高い補強効果を得られる貼付方式の検証を重ねた。

在来軸組住宅や伝統木造住宅に関して,平面的に耐震要素配置に偏りがあると考えられる既存木造住宅を対象とした構造調査や数値解析を実施しており,全文審査付学術論文として日本建築学会構造系論文集としてまとめ,掲載決定まで決まっている。また,他の接合部実験や耐震補強法の開発などに関しても,多数の実験や分析をし,4編の発表論文として日本建築学会関東支部研究報告集に掲載済である。更に,平成30年度に公表される審査付国際会議論文としても数編投稿しており,概ね順調に成果が得られていると考えている。本研究は,木造住宅の捩れ挙動を明らかにするとともに,耐震性の向上を目指した一連の研究である。まず,既存木造住宅の平面的な偏心と振動特性を把握するため,既存建物の構造調査や数値解析に基づいた分析を行った。在来軸組木造住宅のうち,特に看板建築と称される住宅は,1階に大開口が設けられている奥行きの長い住宅である。この前壁面の看板部が住宅全体の振動特性にどのような影響を与えるのかを把握するため,大田区中央三丁目の商店街の実建物を対象として,実測と数値解析を通じて検討を重ね,その一連の成果は審査付学術論文として掲載された。さらに,耐震壁などの耐震要素単体に着目した場合に生じる面内偏心に関して,既往実験のシミュレーションや感度解析などの数値解析を通じて耐震要素の偏心が建物全体の捩れへ及ぼす影響を検証した。また,スキップフロアのあるものや,耐震要素配置に偏りがあるものは耐震性に影響がある場合もある。そこで,古い木造住宅のうち,度重なる増改築をしているもの,スキップフロアを有するもの,また,平面形状が整形ではないものを対象とした構造調査を実施し,その振動特性や耐震性の検討を行った。また,接合部などの細部が建物全体の挙動に影響を与えている場合も多いため,接合部に着目した要素実験や評価式の提案,シミュレーションなども多数実施した。これらの成果も発表論文として公表済である。更に,新素材であるアラミド繊維シートを用いた接合部補強法が住宅の簡易補強方法として近年開発されてきているが,耐震性や施工性を更に高め,実用化に向けた取り組みを進めた。これまでには,簡単のため,柱脚を対象とした要素実験を多数実施してきたが,その結果を踏まえ,今年度は,実大架構を用いた倒壊実験を実施し,シートの破壊性状や架構復元力について把握した。本成果も発表論文として公表済である。在来軸組住宅や伝統木造住宅に関して,平面的に耐震要素配置に偏りがあると考えられる既存木造住宅を対象とした構造調査や数値解析を実施しており,全文審査付学術論文(日本建築学会構造系論文集)として掲載された。更に,審査付国際会議論文としても2編掲載された。また,他の接合部実験や耐震補強法の開発などに関しても,多数の実験や分析をし,3編の発表論文として日本建築学会関東支部研究報告集に掲載済であり,数編の発表論文を今年度の日本建築学会全国大会に既に投稿しており,成果としては概ね順調に成果が得られていると考えている。しかし,前年度予定していた試験体の搬入が間に合わなかったため,今年度に持ち越しとなり,実験の進捗が若干遅れている。研究全体としては,平成29年度の継続研究として取り組む。まず,在来軸組木造住宅や伝統木造住宅を問わず既存木造住宅の耐震要素配置バランスや建物全体・耐震要素自体の偏心に関するデータ収集のために,実建物の構造調査を継続する。
消化管ホルモンによるニワトリの飼料摂取量調節機構の栄養生理学的研究

ニワトリヒナに飼料脂質源とし中鎖トリグリセリド(MCT)を与えた時に、飼料摂取量が低下することが明らかにされたので、MCTにより摂食行動を抑制することが知られている消化管ホルモンであるコレシストキニン(CCK)の分泌が促進されるかどうかを検討した。対照区となる長鎖トリグリセリド(LCT)にはトウモロコシ油を用い、試験区には炭素鎖長が8(C8)と10(C10)のMCTを用いた。両MCTにおいては、投与後30分でCCK濃度は急激に上昇し、LCTに比べ有意に高い値を示した。またその効果はC8に比して、C10で顕著であった。飼料の通過速度は、LCTに比較するとMCTで遅延したが、炭素鎖長による違いは認められなかった。上記の3種類の飼料について短期間の摂食行動を調査したところ、飼料給与後30分でLCT飼料に比べ両MCT飼料の摂取量は著しく低くなった。MCT間においてはC8飼料でより低くなる傾向が認められたが有意な差には至らなかった。次いで内因性のCCKの上昇が、ニワトリの摂食行動を抑制するかどうかを調べたところ哺乳動物とは異なり、CCKの摂食行動への関与は少ないことが判明した。その理由を明らかにするために膵臓の腺房細胞を用い、CCKによるアミラーゼ放出刺激を調べたところ、哺乳動物は内因的なCCKの水準でアミラーゼの放出が起こるのに対し、ニワトリでは内因的な水準のおよそ1000倍の濃度のCCKが存在しなければアミラーゼの分泌が起こられなことが示された。またCCK受容体の拮抗薬であるデバゼパイドの効能を調べたことろ、ニワトリでは哺乳動物における作用に比してCCKの効果と同じく1000倍感受性が低いことが判明した。以上のことを総括すると、消化管ホルモンであるCCKの作用は鳥類においてはさほど重要でないことが示唆された。ニワトリヒナに飼料脂質源として中鎖トリグリセリド(MCT)を長期給与すると飼料摂取量の低下が起こることを我々は既に報告した。今年度の研究においては、MCTが短期間の摂食行動に及ぼす影響と内因性コレシストキニン(CCK)の分泌について調査を行なった。まずMCTがニワトリヒナにおいてCCKの分泌を促進するかどうかを検討した。対照区となる長鎖トリグリセリド(LCT)にはトウモロコシ油を用い、試験区には炭素鎖が8(C8)と10(C10)のMCTを用いた。これら3種の脂質を含む飼料をそれぞれニワトリヒナのそのうに強制投与し、その後の血漿CCK濃度の変化を経時的に調べた。同時にそのう内に残留している飼料重量を測定し、飼料の通過速度についても検討を加えた。LCTにおいて血漿CCK濃度は、緩やかに上昇し投与後60分で初期値に比べて有意に高くなり、その値は投与後3時間まで保たれた。両MCTにおいては、投与後30分でCCK濃度は急激に上昇し、LCTに比べて有意に高い値を示した。またその効果はC8に比してC10で顕著であった。上記の3種類の飼料について短期間の飼料摂散量を調査したところ、飼料給与後30分でLCT飼料に比べ両MCT飼料の摂取量は著しく低くなった。

MCT間においてはC8飼料でC10飼料より低くなる傾向が認められたが有意な差には至らなかった。次いでこのMCTによる飼料摂取量の低下が、先に調査した内因性CCKの上昇によるものかどうかを明らかにするために、CCKの拮抗薬を用いて検討した。その結果、MCTによる飼料摂取量の低下にCCKが関与している可能性は低いことが明らかになった。そこでMCTの嗜好性について検討を加えたところ、LCTに比して両MCTの嗜好性は劣ることが判明した。ニワトリヒナに飼料脂質源とし中鎖トリグリセリド(MCT)を与えた時に、飼料摂取量が低下することが明らかにされたので、MCTにより摂食行動を抑制することが知られている消化管ホルモンであるコレシストキニン(CCK)の分泌が促進されるかどうかを検討した。対照区となる長鎖トリグリセリド(LCT)にはトウモロコシ油を用い、試験区には炭素鎖長が8(C8)と10(C10)のMCTを用いた。両MCTにおいては、投与後30分でCCK濃度は急激に上昇し、LCTに比べ有意に高い値を示した。またその効果はC8に比して、C10で顕著であった。飼料の通過速度は、LCTに比較するとMCTで遅延したが、炭素鎖長による違いは認められなかった。上記の3種類の飼料について短期間の摂食行動を調査したところ、飼料給与後30分でLCT飼料に比べ両MCT飼料の摂取量は著しく低くなった。MCT間においてはC8飼料でより低くなる傾向が認められたが有意な差には至らなかった。次いで内因性のCCKの上昇が、ニワトリの摂食行動を抑制するかどうかを調べたところ哺乳動物とは異なり、CCKの摂食行動への関与は少ないことが判明した。その理由を明らかにするために膵臓の腺房細胞を用い、CCKによるアミラーゼ放出刺激を調べたところ、哺乳動物は内因的なCCKの水準でアミラーゼの放出が起こるのに対し、ニワトリでは内因的な水準のおよそ1000倍の濃度のCCKが存在しなければアミラーゼの分泌が起こらないことが示された。またCCK受容体の拮抗薬であるデバゼパイドの効能を調べたところ、ニワトリでは哺乳動物における作用に比してCCKの効果と同じく1000倍感受性が低いことが判明した。以上のことを総括すると、消化管ホルモンであるCCKの作用は鳥類においてはさほど重要でないことが示唆された。
三量体G蛋白質シグナル依存的Rho活性化因子の構造生物学的解析による機能解明

三量体G蛋白質Gβγサブユニットと直接相互作用し、活性化するRhoファミリー低分子量G蛋白質特異的活性化因子(RhoGEF)の1つであるPLEKHG2は、その活性中心であるDblホモロジー(DH)ドメインやpleckstrinホモロジー(PH)ドメイン以外の機能ドメインは明らかではない。本研究では、Gβγサブユニット以外の分子とPLEKHG2の相互作用を介した機能調節について検討し、PLEKHG2に対し、三量体G蛋白質Gαsサブユニットおよびチロシンキナーゼの1つであるABL1は相互作用を介して抑制的に、FHL1は、相互作用を介して活性化方向に作用することを見出した。本年度は、本研究の目的である三量体Gタンパク質シグナル依存的な活性制御を受けるRho活性化因子であるPLEKHG2/FLJ00018の構造生物学的な解析によるその制御機構の解明を目指す視点から、最近見出したGαsサブユニットによる活性抑制機構について、さらに詳細な検討を行った。その結果、Gαsサブユニットが、PLEKHG2のRho活性化に直接関わるDbl homology (DH)ドメインおよび細胞膜との相互作用に関係するPlekstrin homology (PH)ドメインを含む領域と結合することにより、PLEKHG2の活性を制御することを、培養細胞レベルおよび試験管レベルで明らかすることができた。また、培養細胞レベルで、Gαs共役型受容体刺激により、Rho活性化の指標のひとつであるPLEKHG2依存的なserum response element依存的な遺伝子転写活性が、抑制されることも明らかにでき、GαsサブユニットによるPLEKHG2の活性抑制が、生理的な条件でも起こっている可能性を示唆することができた。また、PLEKHG2と結合することで活性化をさせることをすでに報告している細胞内アダプター分子のひとつであるFHL1との相互作用部位との比較では、FHL1とGαsサブユニットはともに、PLEKHG2のDHドメインおよびPHドメインを含むN末端近傍領域に結合するが、その位置が異なっていることから、この結合位置の違いが、PEKHG2に対する活性化および抑制の違いを引き起こしている可能性が考えられた。以上の結果も踏まえ、さらに検討を進めていきたいと考えた。当初の計画において、大腸菌や蚕などのタンパク質発現系において、PLEKHG2等のタンパク質の調製を行い、それらを用いもう少し詳細な検討を加えることとになっていたが、蚕の発現系での調製がまだ検討段階である。このため、上記のような区分であると判断した。昨年度得た結果を踏まえ、Rho活性化因子であるPLEKHG2と三量体Gタンパク質Gαsサブユニットとの相互作用部位を同定し、それらの結果をまとめ、論文を提出した。(Cell. Signal.)また、アダプタータンパク質であるFHL1との相互作用による活性化機構についても、本年度、論文を提出した。(J. Biol. Chem.)さらに、PLEKHG2と相互作用する三量体Gタンパク質βγサブユニットおよびGαsサブユニットの効果が、FHL1との相互作用により、どのような影響があるのかについて、検討を行い、それぞれのサブユニットとPLEKHG2との相互作用部位との結合に、FHL1が影響していることを見出し、それらについてお現在、論文投稿準備中である。過去、cSrcによりPLEKHG2がチロシンリン酸化され、リン酸化された489番目のリン酸化チロシン残基に、他のチロシンキナーゼで、がん化に関係があることが知られているABL1が、SH2ドメインを介して結合することを報告した。本年度は、この報告時に、ABL1がチロシンリン酸化非依存的にPLEKHG2に結合することも見出していたことから、このリン酸化非依存的な結合に着目し、さらにその詳細を検討した。その結果、ABL1とPLEKHG2とそれぞれの相互作用部位を同定することができた。また、この相互作用が、PLEKHG2の活性を抑制する働きがあることも、見出した。さらに、過去我々が報告したPLEKHG2と細胞内アクチンとの相互作用が、この抑制に関与していることも明らかになった。現在、この結果について、論文投稿準備中である。以上のことから、本年度は、さらに新たなPLEKHG2との相互作用分子を見出し、今まで報告した分子との関係性について検討することができた。今年度は、今まで行ってきた実験結果をまとめ、論文にまとめることができた。また、ABL1などの新たな相互作用分子の同定も行うことができ、よりPLEKHG2と他の相互作用分子との関係を詳細に検討するツールを増やすことができた。さらに、研究を進める過程で、PLEKHG2のタンパク質をどの程度の大きさで大腸菌内で調製できるか、また、カイコの系に応用できるかどうかの検討する材料を得ることができた。これらの観点から、おおむね計画通りに遂行できたと考えた。昨年度までに得られた結果をもとに、Rho活性化因子PLEKHG2を活性化するアダプタータンパク質であるFHL1とその活性を抑制する三量体Gタンパク質GαsサブユニットのPLEKHG2に対する作用について、共存及び非共存の場合にわけ、検討した結果を論文としてまとめた。(Small GTPases)今年度は、さらにPLEKHG2の活性中心であるDblおよびPHホモロジードメインの構造に対し非常に類似性のあるRho活性化因子のひとつであるPLEKHG1について、そのチロシンリン酸化について検討を行った。PLEKHG2は非受容体型チロシンキナーゼの一種であるcSrcによりチロシンリン酸化され、そのリン酸化

チロシンを他の非受容体型チロシンキナーゼであるABLおよびPI3キナーゼの調節サブユニットが認識し、相互作用することを過去報告している。このことから、PLEKHG1について、同様にSrcを含むSrcファミリーチロシンキナーゼ(SFK)によりチロシンリン酸化されるのかについて検討した。その結果、SrcやFynを含め試したすべてのSFKによりPLEKHG1がチロシンリン酸化された。また、この時、Fynとの強い相互作用が認められた。このPLEKHG1とFynとの相互作用が、どのように制御されているのかについて、各種欠損変異体を用い検討した結果、PLEKHG1のアミノ酸配列800番目付近と強く相互作用していることがわかり、その相互作用には、Fynの持つSH3ドメインが関与していることが明らかになった。また、PLEKHG1のチロシンリン酸化を、FynのSH2が認識していることも関係していることが明らかになった。これらのことから、チロシンリン酸化によるRho活性化因子の構造変化がその機能に関わる可能性が考えられた。三量体G蛋白質Gβγサブユニットと直接相互作用し、活性化するRhoファミリー低分子量G蛋白質特異的活性化因子(RhoGEF)の1つであるPLEKHG2は、その活性中心であるDblホモロジー(DH)ドメインやpleckstrinホモロジー(PH)ドメイン以外の機能ドメインは明らかではない。本研究では、Gβγサブユニット以外の分子とPLEKHG2の相互作用を介した機能調節について検討し、PLEKHG2に対し、三量体G蛋白質Gαsサブユニットおよびチロシンキナーゼの1つであるABL1は相互作用を介して抑制的に、FHL1は、相互作用を介して活性化方向に作用することを見出した。当初の研究計画にも記載の通り、2年目は、初年度において遅れている部分を補うことを挙げていた通り、蚕のタンパク質発現系などをしっかり利用できるように計画を推進する。さらに、他の三量体Gタンパク質シグナル依存性のRho活性化因子などとの構造的相違の比較を通して、より深い理解を得ようと考えている。本年度は、本研究の最終年度であり、構造学的にPLEKHG2が種々の相互作用分子とどのような相互作用をしているのかの詳細を明らかにすることを目指す。現在、PLEKHG2の全長または、活性中心と考えられるDHドメイン、PHドメインを含む1から480番目までのアミノ酸領域についてのGST融合タンパク質作製をめざし、検討中である。Gαsとの相互作用を見るため、少量のGST融合タンパク質を調製した際には、全長のタンパク質を大腸菌で調整することはできなかったが、1から440番目付近のアミノ酸領域のタンパク質を作製することが可能であることは、明らかにした。これらの結果から、PLEKHG2のN末端領域のタンパク質を大量に調製する系を大腸菌及びカイコを使用し構築したいと考えている。
心臓電気現象の3次元表示システムの開発

体表面電位分布から推定した心外膜電位を、コンピュ-タグラフィックスの手法を用いて3次元表示するシステムを開発した。先ず、体表面電位分布からの心外膜電位推定(心電図逆問題解)の精度向上を試みた。その結果、心筋障害部位の推定に関しては実用上十分な精度を得ることができた。次に、解剖実習用の心臓モデルの形状デ-タを基に、心臓の3次元モデルをエンジニアリング・ワ-クステ-ション内に作成した。3次元モデルは、臨床医の解剖学的知識に適合するように、陰影付け、カラ-化を施し、観察方向は自由に設定できるようにした。そして、心電図逆問題解により得られた一心拍分の心外膜表面電位のデ-タを心臓3次元モデル上にス-パ-インポ-ズした。これを順次表示することにより心臓の中で電気的興奮がどのように伝わっていくか、すなわち、空間的表示だけでなく、時系列情報をも組み入れた3次元表示が可能となった。以上の研究結果から、このシステムが心臓内興奮伝達に関する情報を臨床医の解剖学的知識に適合した形で供給し、診断支援を行ないうることを証明した。さらに、医用3次元画像の、より広範な分野での応用と有用性を検討するため、胎児超音波像、乳腺腫瘍超音波像について3次元構築と表示を行なった。2次元情報で与えられる超音波断層像と比べ、より写実的な3次元像を表示することにより、検査対象物の3次元構造、空間的広がりなどの理解が格段に向上した。さらに、検査上の見落としの危険性の減少や、胎児の顔の表情など従来の断層像からは想像もできないような新しい情報を得ることが可能であることなど、医療における3次元画像の有用性が示された。心臓の3次元画像を(1)コンピュータグラフィックス(CG)手法によって作成し、(2)心電図逆問題解の結果をスーパーインポーズすることと、(3)冠動脈造影像とその推定狭窄部位の同時表示を目指した。本年度は専用CGワークステーションの設置と調整を終え、引き続き本来の目標の心臓3次元画像作図のために、臨床例および医学教育用モデルについてのCT像の基礎データの入力を行なった。一方、心電図逆問題解法の精度向上のために、調和級数展開法の精密化を試み、この手法による逆問題過程では情報空間の歪みは起こらず、従って観察点が心臓に近付くほど、真の電位値に近い推定が可能となることを、ほゞ確かめることができた。CG手法が完成すれば、観察点を試行錯誤的に移動させて、推定診断と照合することも可能と考えられる結果を得た。冠動脈造影像は、先験的な知識としてコンピュータに冠動脈の分布する「卵殼」構造を設定し、現実の臨床例の原映像ないしは数値化したデータを当てはめ、X線像上判断が困難な分岐点や、透過X線像で発生する血管の交叉像を明確に分離できる見通しを得た。研究計画自体に関係ないことであるが、専用CG装置は最も新しく高度の機能をもつために、COCOMの対共組圏禁輸資材に指定されていて、導入までの手続きに長時間を要した。次年度はその遅れを回復するとともに、広い医用3次元画像利用の立場から、たとえば超音波エコー画像の実体(3次元)画像化などへの応用も試みる。1.コンピュ-タを用いた心臓3次元ソリッドモデルの作成:陰影付け、カラ-化を施した、より現実的な心臓のソリッドモデルをエンジニアリング・ワ-クステ-ションインタ-プロ340内に作成した。ソリッドモデルは、臨床医の解剖学的知識に適合し、臨床医にも容易に受け入れられることが証明された。心臓の観察方向は自由に設定できるようにした。

2.ソリッドモデルと心外膜表面電位図の合成表示:心電図逆問題解により得られた心外膜表面電位図のデ-タを心臓ソリッドモデル上にス-パ-インポ-ズした。従来の心臓展開図上に等電位図として表示していた表示法と比較して、表示の質は格段に向上した。3.3次元ディスプレイ技法の拡張:3次元ディスプレイ技法を子宮内胎児に応用した。元来、2次元情報で与えられる超音波断層像から、より写実的な胎児3次元像を表示することが可能になった。4.時系列情報の表示:ワ-クステ-ションでのプログラム開発が、予想より時間がかかり、アニメ機能を用いるに至らなかった。しかし、断続的に3次元表示を行ない、心臓の中での電気的興奮の伝わり方、すなわち、空間的表示だけでなく、時系列情報を組み入れた3次元表示の有用性が確認できた。5.冠動脈像など、心電図以外の情報を合成して機能と構造を総合的に判断できるシステムを目指し、冠動脈造影像から冠動脈を自動認識するためのハ-ドとソフトの開発を進めていたが、3次元構造の自動認識が,現在の2方向による冠動脈撮影法では困難であると判断され、これに関するハ-ドとソフトの開発を一時中断することとした。暫定的な3次元モデルとしてエンジニアリング・ワ-クステ-ション、インタ-プロ340内に作成した心臓モデルを、より写実的なモデルとなるよう改良を行なった。その結果、臨床医が持つ解剖学的知識に一層適合するようになった。臨床症例の体表面心電図から推定した一心拍分の心外膜電位を等電位図として順次表示した。この表示により、心臓の中で電気的興奮がどのように伝わっていくか、すなわち、空間的表示だけでなく、時系列情報をも組み入れた3次元表示が可能となり、心臓専門医に対して診断支援を行ないうるだけではなく、一般医師さらに医学知識を持たない患者に対しても高度な医療情報を心臓専門医が得るのと略等しいレベルで伝えることが可能であることが示された。さらに、医用3次元画像の、より広範な分野での応用と有用性を検討するため、胎児超音波像、乳腺腫瘍超音波像について3次元構築と表示を行なった。2次元情報で与えられる超音波断層像と比べ、より写実的な3次元像を表示することにより、検査対象物の3次元構造、空間的広がりなどの理解が格段に向上した。さらに、検査上の見落としの危険性の減少や、胎児の顔の表情など従来の断層像からは想像もできないような新しい情報を得ることが可能であることなど、医療における3次元画像の有用性が示された。今年度はこの試験研究の最終年度に当り、心臓電気現象の3次元表示の意義、膨大な量の測定デ-タを圧縮して3次元画像として表示するという情報科学的洗練化の意義についても考察を行ない、本研究の総括を行なった。
ＭＯＲＢはどこでどのように形成されるのか？：オマーンオフィオライトからの貢献

セグメント構造を反映したメルト上昇過程の違いかつての海洋リソスフェアが陸上にのし上げているオマーンオフィオライトの様々な場所で露頭観察・サンプリングを行った結果、海嶺下でメルトの抜けるチャネルであったと考えられる調和的なダナイトの太さ・出現頻度がセグメント中心で多いことが分かった。また、数多くのサンプルを処理することで、セグメント構造を反映した系統的な鉱物化学組成の違いも明らかになった。メルトとかんらん岩がどのように相互反応をしたのか明らかにするため、鉱物化学組成を用いてモデリングをおこなった。東京大学の小澤一仁教授に協力して頂き、1-D steady state modelingを行うことで、メルト上昇中にメルト/かんらん岩相互反応の程度はセグメント中心でより高く、Light rare earth element (LREE)の濃度が高いメルトの関与の期間が長かったことが示唆された。以上のことは、海洋底で実際に観察されている、セグメント中心で地温勾配が高いことに寄与していると結論づけた。また、LREEの含有量の高いMORBの出現が、マントル中で行われていることを示唆した。オフィオライトは、その形成から、のし上げまでに様々なマグマ活動・変質を受けていることが考えられるため、形成場が明らかである実際の海洋底と比較することが必要不可欠である。本研究において、その比較を行い、オフィオライトと海洋底の岩石を関連づけたことで、地球内部の進化過程をより自然に近い形で再現したと言える。また、中央海嶺下でメルトチャネルを定常的に維持するために、マントル上昇に伴い細いチャネルが消滅していく現象をとらえた。本研究により、中央海嶺下でのメルト上昇過程がより3次元的に再現されたといえる。本研究は既に達成され、現在、その成果を国際誌に発表する準備もほぼ出来ている。また、多くの学会発表で多くの研究者と議論をとおして、その重要性は明らかに感じ取れる。以上は、研究計画より研究が進展したことによるといえる。多くのデータ処理を行っているので、論文化に際し間違いがないかの確認作業が長引いているが、早急に、確実に、終了させ、知的財産蓄積に寄与したい。モホ遷移帯付近(浅い部分)でのMORBの振る舞いモホ遷移帯(地殻-マントル境界直下)は,MORB(中央海嶺玄武岩=海洋地殻を形成するマグマ)を,マントルから排出するのに寄与すると考えられる重要な場所である.しかし,その重要性にも関わらずその精査は行われてこなかった.そこで,かつての地殻-マントル部が世界一の露出・保存状態を誇る"オマーンオフィオライト"で調査を行い,精密に(2-3mスケール)サンプリング・分析をした.この研究により,モホ遷移帯付近でMORBは,マグマ-ハルツバーガイト(最上部マントルの岩石)相互反応と,単斜輝石・斜長石(はんれい岩)の晶出により形成されたということが分かり,比較的浅いところ(モホ遷移帯付近)でのMORBの振る舞いが詳細に明らかにされた.その成果を記した論文が,Contributions to Mineralogy and Petrologyに受理された.熱水下でCrは移動できるのか?上記の研究と共にモホ遷移帯付近で発見された"不思議できれいな岩石"の研究も行ったので,以下でその研究状況も報告する.熱水下ではクロム(Cr)は動きにくい元素の一つであると言われている.ところが,クロムが熱水下で動いているといることを明らかに示唆している岩石をモホ遷移帯直上(地殻最下部)で発見した.その岩石ほ熱水下で形成されたにも関わらず,クロム成分が多い鉱物を含んでおり,クロムが明らかに外部から運ばれた形跡が確認された.モホ遷移帯付近の詳細な現地調査と,数μmスケールでの分析を行うことで,クロムはマントル中のクロミタイト(鉱石として用いられるほどクロムを多く含む岩石)由来であり,熱水がカーボネイトを含んでいたことによりクロムを移動させた,と言うことを明らかにした.その研究成果の一部は,既に論文として発表済みであり,クロムの動きに関して,より詳細にまとめた論文の執筆準備中である.セグメント構造を反映したメルト上昇過程の違いかつての海洋リソスフェアが陸上にのし上げている北部オマーンオフィオライトは、セグメント構造(中央海嶺で存在する海洋底拡大軸の不連続)が良く推定されている。そのため、温度の違いに応じた最上部マントルでのメルトの上昇過程の違いを可視化できる可能性を秘めている。そこで本研究では、中央海嶺下でメルトの上昇チャネルであったと考えられている周りの構造と調和的なダナイトを使用して、セグメント構造を反映したメルト上昇過程の解明を目標とする。これにより、高速拡大海嶺下でのメルト上昇過程の全体像がつかめると期待できる。様々な場所で露頭観察・サンプリングを行った結果、ダナイトの太さ・出現頻度がセグメント中心で多いことが分かった。また、多くのサンプルを処理することで、セグメント構造を反映した系統的な鉱物化学組成の違いも明らかになってきた。メルト/かんらん岩相互反応に伴うメルトの化学組成変化をモデリングするため、東京大学の小澤一仁教授に協力して頂いた。1-D steady state modelingを行うことで、メルト上昇中のメルト/かんらん岩相互反応の程度は中心でより高く、メルトの上昇率はセグメント端でより高いことが分かった。以上のことは、セグメント中心でより温度が高く、メルトチャネルが効率良く形成されていることを反映していると考えられる。

また、中央海嶺下でメルトチャネルを定常的に維持するために、マントル上昇に伴い細いチャネルが消滅していく現場も発見できた。本研究により、中央海嶺下でのメルト上昇過程におけるメルトの化学組成的制約を加えられ、その現象の理解が飛躍的に発展することは間違いないと考えられる。セグメント構造を反映したメルト上昇過程の違いかつての海洋リソスフェアが陸上にのし上げているオマーンオフィオライトの様々な場所で露頭観察・サンプリングを行った結果、海嶺下でメルトの抜けるチャネルであったと考えられる調和的なダナイトの太さ・出現頻度がセグメント中心で多いことが分かった。また、数多くのサンプルを処理することで、セグメント構造を反映した系統的な鉱物化学組成の違いも明らかになった。メルトとかんらん岩がどのように相互反応をしたのか明らかにするため、鉱物化学組成を用いてモデリングをおこなった。東京大学の小澤一仁教授に協力して頂き、1-D steady state modelingを行うことで、メルト上昇中にメルト/かんらん岩相互反応の程度はセグメント中心でより高く、Light rare earth element (LREE)の濃度が高いメルトの関与の期間が長かったことが示唆された。以上のことは、海洋底で実際に観察されている、セグメント中心で地温勾配が高いことに寄与していると結論づけた。また、LREEの含有量の高いMORBの出現が、マントル中で行われていることを示唆した。オフィオライトは、その形成から、のし上げまでに様々なマグマ活動・変質を受けていることが考えられるため、形成場が明らかである実際の海洋底と比較することが必要不可欠である。本研究において、その比較を行い、オフィオライトと海洋底の岩石を関連づけたことで、地球内部の進化過程をより自然に近い形で再現したと言える。また、中央海嶺下でメルトチャネルを定常的に維持するために、マントル上昇に伴い細いチャネルが消滅していく現象をとらえた。本研究により、中央海嶺下でのメルト上昇過程がより3次元的に再現されたといえる。上記したように,浅部でのMORBの形成過程に関する研究成果を出すことに成功した.深い部分での研究も進行中で,その成果も日本地球惑星科学連合(国内学会,口頭発表,2012年5月24日),とAsia Oceania Geoscienes Society(国際学会,2012年8月,詳細日程は未定)で発表予定である,以上から,「研究の目的」の達成に向かって,研究が順調であるといえる.それに加えて,熱水下でのクロムの動きに関する研究成果も出すことに成功した.この1年間の研究成果が十分で,計画以上であったと言えるであろう.上記のように、本研究はその達成に向けて終盤を迎えている。その成果は多くの学会で発表済み、または発表予定である(下記参照)。また、その成果を論文化する準備も進行中である。以上のように、本年度中に本研究を完成させることは可能であり、その成果は多くの研究者の注目を引くに値すると考えられる。これは、研究計画より研究が進展したことによる。本研究は既に達成され、現在、その成果を国際誌に発表する準備もほぼ出来ている。
統合とプラン化過程の外在化による算数文章題の学習支援に関する研究

本研究では,算数の文章題の問題解決過程における統合過程とプラン化過程を構造的に表現するモデルを提案し,そのモデルに基づいて学習者がそれらの過程を構造的外化することのできる学習環境を実現した.さらに,その実現した学習環境を小学校6年生の算数の授業で利用し,学習者がこの構造を作成できること,構造を適切に作成できることが算数の能力に関係していることを確認した.本研究では,算数の文章題の問題解決過程における「統合」と「プラン化」を具体的かつ可視化された作業として学習者が実行できるソフトウェア環境を設計・開発し,その実践的な運用までを目指している.これまでの研究において,統合・プラン化過程のモデル化として,三角ブロックモデルを提案し,統合構造とプラン化過程を三角ブロックの組み立て操作として具体的な作業化することを提案している.そして,このモデルに沿ったソフトウェアをタブレット上に実装している.この実装は,タブレットとサーバをWiFiで結んだ実現となっている.このシステムを用いて小学校における実験的な利用もすでに行った.この実験的利用の結果として,学習者が作る統合構造が,(1)求答型,(2)物語型,(3)積和標準型,の三つに分かれることと,それぞれの方の統合構造を作る学習者グループにおいて,学力差が見られること,さらに,問題を徐々に難しくした場合に,求答型から物語型に推移する学習者グループが,求答型を作るづける学習者よりも高い学力を示していることが分かった.本研究では,算数の文章題の問題解決過程における統合過程とプラン化過程を構造的に表現するモデルを提案し,そのモデルに基づいて学習者がそれらの過程を構造的外化することのできる学習環境を実現した.さらに,その実現した学習環境を小学校6年生の算数の授業で利用し,学習者がこの構造を作成できること,構造を適切に作成できることが算数の能力に関係していることを確認した.平成24年度においては,算数文章題を具体的な対象として,その問題解決における統合過程を(A)提供された部品の組み立てとしての問題構造の構成,プラン化過程を,(B)問題構造上における段階的な2項演算実施順序の決定,として表現するモデルについて検討し,プロトタイプとしてのモデルを構築した.このモデルの妥当性については小学校教諭らと議論し,基本的な確認は行った.さらに,そのモデルに基づいて,統合・プラン化過程の外在化表現を構築することのできるソフトウェアを設計・開発した.このソフトウェアでは,学習者に対して外化表現を構成する部品を提供し,学習者はその部品を組み合わせることでその表現を組み立てることになる.さらに,その組み立てた表現を,正解となる表現との比較によって診断することも可能になる.これによって,統合・プラン化過程の,可視化/外在化,操作可能化,評価可能化,が達成できたといえる.さらに,このソフトウェアを小学校教師に使ってもらい,学習者に対しての利用の可能性を判断してもらったところ,利用可能との判断を得た.これに基づいて,小学6年生に対して試験的に利用してもらったところ,学習者にとって特に違和感の作業で外在化が可能であり,また,学習者はこの作業が学習にとって有意義な作業出ると感じていることが分かった.このソフトウェアを用いた教授活動の設計・実施及び学習効果の測定については次年度の課題となる.本研究では,算数文章題の問題解決過程における「統合」と「プラン化」を具体的かつ可視化された作業として学習者が実行できるソフトウェアシステムを設計開発し,その実験的な運用までをおこなった.本研究においては,統合・プラン化過程のモデル化として,三課ウブロックモデルを提案し,統合表現を三角ブロックモデルの統合として,プラン化過程を統合された三角ブロックモデルに基づく計算処理として定式化している.この定式化に沿ったソフトウェアシステムと,タブレットをクライアントとし,サーバをWiFiでで結ぶことで実現している.小学校の算数授業における利用を通して,学習者の作る統合構造が,(1)求答型,(2)物語型,(3)積和標準型,の三つに分かれることが分かった.さらに,その方によって,学習者の一般的な算数能力に差があることもわかった.さらに,三角ブロックの統合に困難を感じる学習者の存在も確認でき,統合活動の誘導機能の設計開発と,実験的利用までを行った.学習工学予定通り小学校現場での実践を行えており,また,そのデータから興味深い知見を得ている.この結果については,学術論文としてまとめている.予定度通りにモデルの構築・検討,モデルに基づくプロトタイプシステムの設計・開発,プロトタイプシステムの試験的利用,までが行えている.実験的利用の結果,統合過程における間違いが多く現れることが分かっている.この間違いに対する適応的な誘導が必要であり,今後は,この適応的な誘導機能の実現と,その実験利用・評価を行う.本システムを用いた教授法の検討および実践的な授業での利用とその効果の測定が平成25年度の課題となる.教室での利用のための環境を整え,さらに授業での実施のための体制を組むために物品費および謝金を用いる.
波による海底地盤の液状化に関する共同研究

1.海底地盤の液状化と高密度化に関する研究ゆるく堆積した海底地盤は波によって液状化し,その後,高密度化へと進行する。本研究では,液状化過程には2段階の過程があることを明らかにした。すなわち,第1段階として,平均間隙水圧の上昇を伴なう地震時と同様な液状化過程があり,第2段階として,平均間隙水圧の上昇は伴なわず,変動水圧によって繰り返へし周期的に発生する液状化過程があることが示された。さらに,このような液状化に伴なう砂層の高密度化過程を,各種の変動水圧に対する間隙率の時間的・場所的変化として実験的に把握した。このデータは,今後液状化過程の理論解析をすすめるうえで貴重な資料となるものである。2.波による海底地盤の液状化現象の相似律に関する研究波による海底地盤の液状化現象を通常の波動水槽を用いた模型実験によって再現することは困難とされてきた。本研究によって,空気含有量と透水係数の比の縮尺をある程度以上大きくすることにより,近似的に相似な模型の作製が可能であることが示された。また,従来より進めてきた実験的研究の設定条件が実現象とかけ離れたものではないことが明らかとなった。さらに,重力の加速度を変えうる模型では,現地地盤をそのまま実験に使用でき,現象の再理性もよいことが明らかにされた。本研究結果は今後のこの方面の実験的研究をすすめるうえでの基礎を明らかにしたものである。3.水中地盤内の空気量測定に関する研究音響伝播計測による水中地盤内の空気量測定に関する実験ならびにその解析を行なった。実験結果の解析にあたっては,音波の伝播速度から空気量を求める方法に加えて,音響の減衰特性に着目し,固有減衰から空気量を求めることを試みた。しかしながら,両者とも,空気量が00.1%の範囲において急激に変化し,空気量がそれ以上となるとほぼ一定値をとる特性を有していることが判明し,本研究で対象としている0.11.0%程度の空気量を測定することが,この方法ではきわめて困難であることが明らかとなった。このことは,音響計測法による空気量測定法を確立するうえで重要な課題を提供したといえる。4.液状化現象と構造物の安定性に関する研究海岸構造物の周辺地盤が液状化し流動することにより,構造物が不安定化し,破壊につながることが多い。このような現象の代表的な例として,護岸裏込め土砂の流出現象および海岸ブロックの沈下現象を取りあげ,変動水圧条件,地盤条件および構造物条件による地盤の液状化ならびに流動の特性を実験的に把握した。また,構造物周辺地盤の流動防止法について検討し,地盤の締固めと同時に,構造物自体を透水型構造にすることがきわめて有効であることが示された。5.大型波動水槽による海岸堤防周辺地盤の液状化実験水深5m,水路幅2mの2次元波動水槽を用い,本研究で得た相似律にもとづき,実物の1/7模型を想定し,波高0.8m,周期約3.5秒の波を発生させ,海岸堤防周辺地盤の間隙水圧および地盤変形量の測定を行なった。その結果,従来より行なってきた1次元変動水圧実験でみられたのと同様に,地盤の液状化および構造物周辺地盤の移動が観察され,2次元波動のもとにおいても1次元の場合と同様な現象が発生することが確かめられ,現地におけるこの種の現象の実現性が裏付けられた。6.現地における海底地盤の液状化解析1992年に鳥取県弓ヶ浜海岸で発生した大規模海岸侵食の原因究明調査をすすめ,波による海底地盤の液状化との関連性について解析的な検討を行なった。現地調査結果より,代表波として波高6m,周期8秒,波長80mの波を選び,それの海底地盤に及ぼす影響を1次元および2次元解析によって検討した。その結果,海底地盤は浅い場所では約3mの深さまで液状化することが示され,海底地盤の液状化現象が大規模海岸侵食を発生させる主要な原因となりうることが明らかにされた。

3.水中地盤内の空気量測定に関する研究音響伝播計測による水中地盤内の空気量測定に関する実験ならびにその解析を行なった。実験結果の解析にあたっては,音波の伝播速度から空気量を求める方法に加えて,音響の減衰特性に着目し,固有減衰から空気量を求めることを試みた。しかしながら,両者とも,空気量が00.1%の範囲において急激に変化し,空気量がそれ以上となるとほぼ一定値をとる特性を有していることが判明し,本研究で対象としている0.11.0%程度の空気量を測定することが,この方法ではきわめて困難であることが明らかとなった。このことは,音響計測法による空気量測定法を確立するうえで重要な課題を提供したといえる。4.液状化現象と構造物の安定性に関する研究海岸構造物の周辺地盤が液状化し流動することにより,構造物が不安定化し,破壊につながることが多い。このような現象の代表的な例として,護岸裏込め土砂の流出現象および海岸ブロックの沈下現象を取りあげ,変動水圧条件,地盤条件および構造物条件による地盤の液状化ならびに流動の特性を実験的に把握した。また,構造物周辺地盤の流動防止法について検討し,地盤の締固めと同時に,構造物自体を透水型構造にすることがきわめて有効であることが示された。5.大型波動水槽による海岸堤防周辺地盤の液状化実験水深5m,水路幅2mの2次元波動水槽を用い,本研究で得た相似律にもとづき,実物の1/7模型を想定し,波高0.8m,周期約3.5秒の波を発生させ,海岸堤防周辺地盤の間隙水圧および地盤変形量の測定を行なった。その結果,従来より行なってきた1次元変動水圧実験でみられたのと同様に,地盤の液状化および構造物周辺地盤の移動が観察され,2次元波動のもとにおいても1次元の場合と同様な現象が発生することが確かめられ,現地におけるこの種の現象の実現性が裏付けられた。6.現地における海底地盤の液状化解析1992年に鳥取県弓ヶ浜海岸で発生した大規模海岸侵食の原因究明調査をすすめ,波による海底地盤の液状化との関連性について解析的な検討を行なった。現地調査結果より,代表波として波高6m,周期8秒,波長80mの波を選び,それの海底地盤に及ぼす影響を1次元および2次元解析によって検討した。その結果,海底地盤は浅い場所では約3mの深さまで液状化することが示され,海底地盤の液状化現象が大規模海岸侵食を発生させる主要な原因となりうることが明らかにされた。波による海底地盤の液状化に関して本年度行なった調査・研究結果の概要は以下のとおりである。1.水中地盤内の空気含有量測定実験とその解析音響による水中地盤内の空気含有量測定のための装置を試作し,音響伝播実験を実施した。地盤特性として,空気含有量,間隙率および水圧を変化させ,また,音響特性として,周波数および発生波数を変化させ,それぞれの音響伝播速度の測定を行なった。その結果にYamamotoが開発した地盤定数決定法を適用して解析し,本測定法が地盤中の空気量測定法として有用であることを示した。2.海底地盤の液状化特性に関する実験的研究ゆるく堆積した海底地盤の波に対する応答特性を実験的に検討した。その結果,間隙率の小さな砂地盤では認められなかった新しい現象が観察された。すなわち,変動水圧によって地盤中の平均間隙水圧が上昇して発生する,地震時と同様な,持続的な液状化が認められた。同時に,この現象の発生は,地盤を急激に高密度化させることが示された。3.液状化現象と構造物の安定性に関する研究
2本鎖RNAに対する宿主応答機構の解析

一般に、哺乳類で2本鎖RNA(double-stranded RNA : dsRNA)interference(RNAi)を誘導することは困難であるが、少なくともマウス初期胚ではRNAiの存在が確認されている。また、ごく最近、導入するdsRNAを22bpと短くすると(short interfering RNA : siRNA)、哺乳類でも有意にRNAiが誘導できることが見い出された。これら長さの異なるdsRNAに対する細胞応答機構の違いに着目し、RNAiと免疫系の調節機構という2つの現象を自然免疫における宿主応答機構の多様性と捉え、両者の関連性と、その意義について検討を試みた。すなわち、レポーター遺伝子であるluciferase遺伝子とともに、完全長あるいは22bpのluciferase遺伝子のdsRNAをlipofection法を用いて哺乳動物培養細胞に導入し、luciferase活性の測定により、高感度にRNAiを検出できる実験系を構築した。その結果、完全長のluciferase dsRNA、あるいはpolyI : Cを導入した場合には、導入細胞において強い傷害が観察され、その際、luciferase活性の特異的な低下、すなわちRNAi効果は微弱であった。これに対して、luciferase遺伝子に対応するsiRNAを細胞内に導入した場合には細胞傷害の程度は弱く、luciferase活性の特異的な低下、すなわちRNAi効果が顕著に認められた。以上の結果から、長いdsRNAの場合と異なり、siRNAは、おそらくPKR(dsRNA-dependent protein kinase)とeIF-2a(eukaryotic translation initiation factor2)を介した細胞傷害作用の弱いことが、哺乳動物細胞においても高いRNAi効果を発揮しうる一因であると考えられた。今後は、dsRNAの認識から、RNAiあるいは免疫系の調節作用といった多様な細胞応答に至る個々のシグナル伝達機構を解析する予定である。