hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンパク質分子内情報伝達の分子機構

ホスホリパーゼC-δ1(PLC-δ1)プレクストリン相同(PH)ドメインおよびMーフィコリンをモデルタンパク質として、タンパク質分子内情報伝達機構の解明を試みた。PLC-δ1 PHドメインでは、NMRおよびNative-PAGEによる解析の結果、主にLys30、Lys32、Tyr42、Lys43、Lys57およびPhe87などのアミノ酸側鎖が媒介する分子内相互作用ネットワークの存在が明らかとなった。またM-フィコリン基質結合ドメイン(FD1)では、そのタンパク質分子内情報伝達機構の解明のための準備段階として、単量体FD1の溶液NMRによる信号帰属に成功した。本年度は、昨年発見したヒトPLCーδ1PHドメイン(hPH)における分子内情報伝達の分子機構の詳細を調べるため、[α-15N]Lys残基選択的標識hPHのNMR解析を行った。まず、[α-15N]Lys標識hPHの1H-15N HSQC NMRスペクトルを測定し、部位特異的変異導入によりhPHに含まれる10個のLys残基をそれぞれAlaに置換することで各NMR信号の帰属を行い、それを元に、種々の変異体hPHのNMR解析を行った。その結果、(1)非基質結合状態のhPH分子内にはLys30、Lys32およびLys43によって主に構成される相互作用ネットワークが存在すること、(2)基質結合に伴ってその相互作用ネットワークが変調を起こし、Lys57およびPhe87側鎖が関与する新たな相互作用ネットワークが構築されることが明らかとなった。また、hPHに特徴的に存在する短αヘリックス(α2:残基82-87)は、少なくとも2状態のコンフォメーション間を12 Hz程度の速度で交換しており、基質結合に伴って一方のコンフォメーションに安定化すること、さらにその安定化にはPhe87側鎖フェニル環が不可欠であることが明らかとなった。また、別のタンパク質の例としてヒトM-フィコリン病原体認識ドメイン(FD1)について、その分子内情報伝達様式を調べるために、安定同位体標識したFD1の単量体変異体(F127S/L128S)について、NMR信号の帰属を行った。その結果、約9割のNMR信号帰属に成功した。本年度は、ヒトPLC-δ1 PHドメイン(hPH)の分子内情報伝達機構の解明を目指し、まず基質結合に伴うhPH分子内における情報伝達現象の確認と、その伝達経路の探索を行った。まず、hPHの基質であるイノシトール三リン酸(IP3)との相互作用を簡易的に評価する方法として、非変性タンパク質分子の荷電状態と分子サイズにより分離する電気泳動法の一つであるnative PAGE法による評価法を考案した。これは負電荷を持つIP3がhPHに結合すると、その複合体がhPH単体に比べより負電荷を帯びるため、異なる電気泳動パターンを示すことを利用したものである。またnative PAGE環境下では、変性・凝集したタンパク質試料は支持体ゲルに入りこめず、結果的にバンドが観測できなくなる現象が起こることを利用し、native PAGEを用いたタンパク質の熱安定性評価法も考案した。これらの解析法を利用し、hPHについて変異体機能解析を行った。hPHは、他のPHドメインとは異なり、特徴的な短いαヘリックス(α2)が残基82-87に存在しており、立体構造上、基質結合部位とは離れている。しかしnative PAGEによる解析から、α2ヘリックス構造を崩したり(K86P)、あるいはPhe87のフェニル環を除去した変異体(F87A)において、基質結合能と熱安定性が著しく低下することを発見した。一方、α2ヘリックス構造を崩さない変異体(K86A)では、熱安定性は低下したものの、野生型と同等の基質結合能を示した。また87位にフェニル環を保持した変異体(F87Y)では、野生型様の基質結合能および熱安定性を示した。これらの結果から、α2ヘリックスと基質結合部位との間に分子内情報伝達が存在することが明らかとなり、その情報伝達はPhe87側鎖フェニル環により媒介されることが明らかとなった。昨年度までの研究で、[α-15N]Lys標識ヒトPLC-δ1PHドメイン(hPH)において、基質結合能を制御するタンパク質分子内情報伝達経路の存在およびそれに関与する残基の同定を進めて来た。その解析過程において、Lys43の1H-15N HSQC NMR信号が、基質濃度上昇に伴い、2段階の異なる化学シフト変化を示すことを発見した。Lys43は、hPHの基質結合部位とは空間的に離れた位置に存在していること、また、他のLys残基ではこのような2段階シフトは観測されなかったことから、Lys43と基質結合領域との間に、基質濃度に依存して変化する相互作用ネットワーク機構の存在が示唆された。

そこで本年度は、種々の変異体hPHを用いて、Lys43近傍と基質結合部位との間の相互作用ネットワークの分子機構探索を行った。その結果、Tyr42側鎖OH基がLys43の基質濃度依存2段階シフトに関与することが明らかとなった。Lys43の1H-15N HSQC NMR信号は、基質結合に関与するLys30およびLys32の変異体K30AおよびK32Aにおいても変化することから、このLys43の変化はTyr42側鎖OH基を媒介して誘起されることが示唆される。しかし、Tyr42側鎖OHを除去した変異体(Y42F)では、基質結合能は野生株とほぼ同等であったことから、Tyr42側鎖OH基は、分子内情報伝達ネットワークに関与するものの、基質結合活性には寄与していないことも明らかとなった。一方、Tyr42側鎖フェニル環を除去した変異体Y42AおよびY42Gでは、精製段階で凝集することから、Tyr42側鎖フェニル環は、タンパク質の安定化に寄与していることが示唆された。生物物理本年度の第一の到達目標は分子内情報伝達経路の同定であり、特に、Lys86が含まれるα2ヘリックスとIP3結合部位との相互作用鎖に関与する残基の同定であった。これに関しては、Phe87側鎖とLys57側鎖の関与を明らかにすることに成功した。また、この分子内情報伝達機構には、基質結合に伴う相互作用鎖の再構築およびダイナミクス変調も関与するという新たな知見を得ることにも成功し、原著論文1報にまとめることが出来た。また別のタンパク質の例として、ヒトM-フィコリンの分子内情報伝達機構の解明を進めるために、M-フィコリンの病原体認識ドメイン(FD1)の単量体変異体のNMR信号帰属を行い、原著論文1報として発表した。本年度の研究計画としては、(1)安定同位体標識hPHのNMR信号の帰属および(2)分子内情報伝達の再確認を目的としていた。そのうち(2)については、native PAGE法により変異体hPHの解析により確認することに成功し、原著論文1報にまとめることができた。また、(1)については、[α-15N]Lys残基選択的標識hPHのNMR信号について、Lys置換変異体のNMR解析により、hPHに含まれる10個のLys残基全ての帰属に成功した。このため、よりコストと時間を要すると考えられる均一標識hPHのNMR信号帰属については保留し、Lys標識hPH試料の分子内情報伝達機構の解析に集中した。現在解析は順調に進んでおり、一部の結果については、まもなく原著論文として出版される予定である。hPHのNMR解析において、基質結合に伴い、他のLys残基とは異なる得意な挙動を示す残基を発見した。今後、この挙動を起こす原因を探るべく、変異体のNMR解析を行う予定である。また、フィコリンについては単量体であるがその基質結合ドメインについてのNMR信号の帰属が完了したため、三量体FD1および三量体全長M-フィコリンについてのNMR解析を進める予定である。Lys標識hPHのNMR解析により、hPHの分子内情報伝達において、現在、いくつか重要な残基を特定することができている。今後は、その残基の働きについて解析を進める予定である。また、別のタンパク質の例として、ヒトM-フィコリンの分子内情報伝達様式の探索を進めるために、関連タンパク質の発現系構築の準備を始める予定である。
mRNA定量解析によるIPMN内細胞異型度に対応した遺伝子変化の解明

膵腫瘍の中でIntraductal papillary mucinous neoplasm (IPMN)は比較的予後の良いカテゴリーに入るが、一旦浸潤癌となれば通常型膵癌と同様にその予後は極めて不良である。これまでに腫瘍径、壁在結節の大きさ、細胞診などを手がかりに手術適応の決定が試みられてきたが、充分な成果が得られていないのが現状である。最近申請者らは膵液中のmRNAを定量解析することで癌関連遺伝子を正確かつ迅速に同定することに成功し、以下の研究が行える環境が整ってきた。本研究の目的は(1)外科切除材料を用いてIPMN内の早期癌病巣の存在診断に有用な癌関連遺伝子を同定し、その後に(2)膵液から癌細胞のみを抽出し(1)で同定した癌関連遺伝子が有意に上昇しているかを検討することで臨床的にIPMN内に癌病巣が存在するかどうか確認できる診断法を確立することである。膵腫瘍の中でIntraductal papillary mucinous neoplasm(IPMN)は比較的予後の良いカテゴリーに入るが、一旦浸潤癌となれば通常型膵癌と同様にその予後は極めて不良である。術前に採取した膵液を用いた検討でも同様の結果であり、膵液の検討結果は膵切除病変を充分に反映するものであった。
室町時代以降における公家住宅の実態ならびに「寝殿造」の成立と意義に関する研究

本研究の目的は、室町から江戸時代に至る公家住宅の全体像と、中世公家社会における住宅観の解明にある。本研究が解明、推論した要点は、近世一條家における復古では、中世の「本槐門新槐門図」が参照されたこと、宮廷、公家社会で織戸、織戸中門は数寄的手法として意図的に設けられたこと、裏松固禅『宮室図』は住宅資料として重要であること、中世を通して寢殿造はみられ、寢殿造に対する誤った見方は応仁の乱直後に遡ることである。本研究の目的は、日本住宅史の再構築のため、これまで未解明であった室町から江戸時代にいたる公家住宅の全体像を解明するとともに、とくに中世公家社会における住宅観について詳細に検討することにある。近世貴族社会の中で最上位に位置する五摂家のうち、一條家を除く四家については復古の実態をこれまでの申請者による研究で明らかにしていた。そこで今年度は、従来、十分な検討がなされていなかった一條家について、近世における本宅屋敷の位置、規模、焼失再建等の沿革を確認したうえで、復古の実態を詳細に検討した。その成果は、「近世一條家の屋敷について」と題して、『日本建築学会計画系論文集』81巻723号、1217-1226頁、2016年5月(査読付き論文)として公表した。この論考において解明した論点は多岐にわたるが、本研究との関連では、一つに復古の具体化はおおむね17世紀中頃まで遡り、以後近世を通じて安定的に推移する中で、とくに17世紀後半に復古の深化が図られたこと、二つ目に、その際当主が参照したのは、作成時期が中世後半、16世紀に遡る「本槐門新槐門図」だったことである。この指図は九條家の当主、九條尚経によるもので、裏松固禅編輯『院宮及私第図』にも収載されていて、18世紀、とりわけ寛政年間以降の平安復古造営に影響を与えるものであったことはすでに明らかにしていたが、摂家では近世の早い時期から、住宅のとくに復古様式再興の面において、中世の住宅観が色濃く反映されていたという事実が、あらためて確認できた。本研究の目的にてらして設定した課題の一つは、公家住宅の中世以降の実態把握によって、古代に初発する公家住宅の歴史全体を明らかにすること。二つ目は、中世公家が想い描いた平安貴族の住宅像の詳細な検証によって、平安復古様式として近世末まで継承された寝殿造の本質と中世公家の住宅像をもとに創出された「寝殿造」の乖離を具体的に明確化することである。中世、室町時代における公家住宅の実態把握のためには、公刊史料の博捜・整理・分析が中心となる。当該期の史料のうちとくに同時代の日録類は、近年に活字化・翻刻されたものも少なくない。また寺社所蔵文書など関連する古文書などもあるとみられ、それらについて収集と整理の作業を鋭意行っている。また裏松固禅や松岡辰方といった近世の故実家によって収集された「古図」や前掲「本槐門新槐門図」など、室町時代の住宅関連史料についても調査・収集が不可欠であり、とくに固禅編輯『宮室圖』に注目して収載される絵図、指図について詳細な分析と検証を行っているところである。さらにまた京都市内各地で実施されている発掘調査による新たな知見についても、情報の蓄積と関連史料の収集につとめている。本研究の最終的な実績報告のためには、上記のごとく収集しつつある関連史料をもとにした分析と考察に、今後、本格的に取り組む必要があるが、初年度を終えた現時点では、本研究はおおむね順調に進展しているものと考えている。本研究の目的は、日本住宅史の再構築のため、これまで未解明であった室町時代から江戸時代に至る時期の公家住宅の全体像を解明するとともに、とくに中世公家社会における住宅観について詳細な検討を加えることにある。平成28年度は上記目的のうち、とりわけ後者に関連して研究実績を挙げることができた。具体的には、これまでその実態が不明であった宮廷、公家住宅における織戸、織戸中門の機能や性格の分析を通して、彼らの住宅観の一端を明らかにしたもので、その成果は西山良平・鈴木久男・藤田勝也編著『平安京の地域形成』(京都大学学術出版会、2016年10月)に、「平安・鎌倉時代の織戸、織戸中門」(255289頁)「実は織戸は絵巻に散見する」(290296頁)と題する論考・コラムとして公表した。それら論考等において解明した論点は多岐にわたるが、本研究との関連では以下の点が指摘できる。寝殿造が都市住宅の様式として成立し、とくにハレの空間に規範性をもって継続したのに対し、織戸・織戸中門はハレの儀礼空間には相応しくない質素・簡略な手法と見なされており、その意味ではいわば非寝殿造的な存在であった。しかし一方で、平安京の都市化の進展を背景に、それらを鄙びた風情を醸し出すものとして敢えて意図的に設けることがあったということである。都市住民としての宮廷・公家達は住まいをより都市的に深化させようとした、その住宅観は、寝殿造という様式の継承の一方で、住宅内部により多様な様相を呈して具体化していたことが確認できた。

二つ目は、中世公家が思い描いた平安貴族の住宅像の詳細な検証によって、平安復古様式として近世末まで継承された寝殿造の本質と中世公家の住宅像をもとに創出された「寝殿造」の乖離を具体的に明確化することである。中世、室町時代における公家住宅の実態把握および、中世公家が思い描いた平安貴族の住宅像の解明のためには、公刊史料の博捜・整理・分析が中心となる。それらの作業を鋭意行っているが、平成28年度は、室町時代を前・中・後の3期、すなわち南北朝時代、その後応仁の乱まで、さらに乱後の戦国時代にわけて整理・分析している。前期では日野家の傍流柳原家の邸、洞院家の中園殿、中期では三條家の高倉殿、日野資教の邸、花山院持忠の邸といった摂関家の下位に属する公家邸の方が、近衛、一條、二條、鷹司など五摂家の邸よりも整備されていたという実態を把握しつつある。また後期には摂家をはじめ公家の意識の中に、後の寝殿造像を規定するかのような、平安貴族住宅に対する固定化したイメージの萌芽を確認している。また裏松固禅や松岡辰方といった近世故実家によって収集された住宅関連史料についても調査・収集が不可欠であり、平成28年度はとくに固禅編輯の『宮室図』に注目して、収載される絵図・指図の詳細な分析と検証を前年度に引き続き行い、またそれらのトレース図も作成してきた。さらにまた京都市内各地での発掘調査による新たな知見についても、継続して情報の蓄積と関連史料の収集につとめている。本研究は平成29年度が最終年度にあたるため、上記のごとく収集しつつある関連史料をもとにした分析と考察をさらに深化させる必要があるが、平成28年度を終えた現時点では、本研究はおおむね順調に進展しているものと考えている。おもに以下4点について考察・解明した。第一に、近世一條家の本宅屋敷の位置、規模、沿革を示し、復古の具体化は17世紀中頃まで遡り、以後近世を通じて安定的に推移する中で、とくに17世紀後半にその深化が図られたこと、その際当主が参照したのは、作成時期が中世後半、16世紀に遡る「本槐門新槐門図」だったことを解明した。そして摂家では近世初期から、住宅のとくに復古様式再興において、中世の住宅観が色濃く反映されていた事実を再確認した。第二に、宮廷、公家住宅における織戸、織戸中門の機能・性格を分析し、都市住宅の様式として、とくにハレの空間に規範性をもって継続した寝殿造に対し、織戸・織戸中門はハレの儀礼空間には相応しくない質素・簡略な手法と見なされ、いわゆる「非寝殿造的」な存在であったことを明らかにした。また、平安京の都市化を背景に、鄙びた風情を醸し出すものとして敢えて意図的に設けられたことを推論した。第三に、裏松固禅編輯の『宮室図』を詳細に読み解き、住宅資料としての価値とその意義を明らかにするとともに、固禅による住宅研究の評価の必要性を指摘した。第四に、南北朝時代以降、15世紀後半に至る公家住宅の実態把握から次の結論を得た。まず寝殿から表門に至るアプローチの諸施設、ハレ向きの建物群を備える邸は複数存在した。しかも寝殿をもつ邸は清華家から名家に至るまで家格を超えて確認できた。寝殿不在の邸は羽林家や名家など中流公家に見られたが、それはむしろ摂家において顕著であった。また中世後半の住宅観がうかがえる重要な言説を、『兼顕卿記』の、応仁の乱終結直後の文明10年(1478)8月25日条に見いだした。大饗開催に相応しい「本式ノ邸」は寝殿の両脇に東・西対をもつというもので、寝殿造の特徴は建物配置の左右対称性にあるという誤った見方の源泉は応仁の乱直後の貴族の住宅観にまで遡ることが確認できた。本研究の目的は、室町から江戸時代に至る公家住宅の全体像と、中世公家社会における住宅観の解明にある。
基盤の段差構造が地震動特性の空間移動に及ぼす影響に関する研究

本研究では、東京都西部の立川断層周辺と神戸市東灘区周辺の2つの地域での地震動特性について基盤の段差構造の影響という観点から検討を行った。得られた結果は以下のごとくである。1)立川断層付近での地震動特性の検討立川断層を挟んた2地点でのやや長周期微動のアレイ観測から位相速度を求め、その逆解析からS波速度構造の推定を行った。その結果、断層の北東側に落差約1.5kmで落ち込む段差があることが明らかになった。さらに、得られたS波速度構造を満足するように、人工地震探査による既往の地盤モデルの改良を行った。初動走時の理論計算を行い、改良モデルのほうが人工地震の走時データをよりよく説明できることがわかった。立川断層を横切るように直線状に配置した6点からなるアレイで地震観測を行った。ほとんどの地震記録について、断層の落ちた側ではやや長周期成分が著しく増幅してた。高々3km程度しか離れていない場合にも、基盤構造の急激な変化によってやや長周期成分の空間的変動が大きく影響を受けていることがわかった。2)神戸市の地震動特性の検討神戸市東灘区で実施された余震観測の記録の分析を行い、(1)Hz付近の地震動増幅が震度7の地域で大きいこと、(2)基盤でのSP変換波の振幅が基盤の断層に近い点では震源の位置に依存すること、(3)六甲アイランドではやや長周期表面波が多くの地震で顕著であること、などを明らかにした。余震記録を用いてS波のインバージョン解析を行い、周期1秒より短周期の地盤増幅特性を評価した。その結果、震度7地域以外では1次元モデルによってある程度説明できたが、震度7の地域では難しく、2・3次元的な地盤構造の影響によると考えられた。以上の検討から、基盤の段差付近では広い周期範囲の地震動にその影響が認められ、基盤の段差構造がある地域での地震動評価にはその影響を考慮することが重要であると考えられる。
廃用性筋萎縮における前運動負荷の予防効果に対する細胞内シグナリングの解析

筋萎縮は筋タンパク質の分解系活性が上昇することで惹起される.筋タンパク質の分解系にはリソソーム系,カルパイン系,及びユビキチン-プロテアソーム系の3経路が関与することが知られている.一方,運動は筋萎縮予防に有効な手段であることは知られているが,筋タンパク質の分解系活性への影響については不明確である.また,先行研究でプレコンディショニング運動(Pre-Ex)がラット尾部懸垂中の筋原線維タンパク質の減少を減衰させることを検証したが,その制御機構については検証できなかった.本研究ではPre-Exが筋タンパク質の減少を抑制する機構を明らかにするために,タンパク質の分解系の3経路に関与するカテプシンL,カルパイン3,及びユビキチンリガーゼ(E3),さらにタンパク質分解のトリガーや筋細胞のアポトーシスに関与するカスパーゼ3,また,タンパク質の品質管理に関与する熱ストレスタンパク質(HSP)72の各mRNAを測定して,Pre-Exの効果について網羅的解析を行った.筋原線維タンパク質量は萎縮筋で有意に減少したが,Pre-Exでは筋原線維タンパク質量の減少を減衰させた.2週間の尾部懸垂によりカテプシンL,カルパイン3,及びE3は有意に増加を示したが,Pre-Exでは変化を示さなかった.一方,HSP72m RNAは萎縮筋で有意に低下したが,Pre-Exでは変化を示さなかった.カスパーゼ3のmRNAは3群間に差はなかった.2週間の実験期間内でラットヒラメ筋の筋原線維タンパク質量の減少を予防できた.この制御機構として,タンパク質分解系であるカテプシンL,カルパイン3,及びユビキチンリガーゼの活性化を抑制していることが検証できた.また,タンパク質の分子シャペロン作用をもつHSP72の減少を減衰することができた.これらの結果から尾部懸垂前の運動は筋タンパク質分解系の活性化を抑制でき,廃用性萎縮の進行を予防できることを示唆した.廃用性萎縮筋を予防するために,後肢懸垂前の運動(プレコンディショニング運動)を行い,タンパク質新生,分子シャペロンの機能をもつheat shock protein 72 (HSP72)の発現量,及びタンパク質分解系のプロテアーゼであるリソソーム系,カルパイン系,ユビキチン-プロテアソーム系の3経路の関与について検証を行った.本研究には,Wistar雄性ラットによるMoreyモデルを使用した.筋原線維タンパク質量は対照群と比較し,2週間の尾部懸垂による萎縮群では38%の有意な減少を示したが,プレコンディショニング運動を行った群では5%の筋原線維タンパク質の減少を生じたのみで筋原線維タンパク質量の低下を減衰させた.2週間の尾部懸垂によりカテプシンL,カルパイン3,及びユビキチンリガーゼE3のmRNAは有意に増加を示したが,プレコンディショニング運動群では変化を示さなかった.一方,HSP72 mRNAは萎縮群で有意に低下したが,プレコンディショニング運動群では変化を示さなかった.カスパーゼ3のmRNAは3群間に差はなかった.本研究によりプレコンディショニング運動により2週間の実験期間内でラット骨格筋の筋原線維タンパク質量の減少を予防できた.この制御機構として,タンパク質分解系であるカテプシンL,カルパイン3,及びユビキチンリガーゼE3の活性化を抑制していることが検証できた.また,プレコンディショニング運動を行うことでタンパク質の分子シャペロン作用をもつHSP72の低下を減衰することができた.これらの結果から尾部懸垂前のプレコンディショニング運動は筋タンパク質分解系の活性化を抑制でき,廃用性萎縮の進行を予防できることを示唆した.筋萎縮は筋タンパク質の分解系活性が上昇することで惹起される.筋タンパク質の分解系にはリソソーム系,カルパイン系,及びユビキチン-プロテアソーム系の3経路が関与することが知られている.一方,運動は筋萎縮予防に有効な手段であることは知られているが,筋タンパク質の分解系活性への影響については不明確である.また,先行研究でプレコンディショニング運動(Pre-Ex)がラット尾部懸垂中の筋原線維タンパク質の減少を減衰させることを検証したが,その制御機構については検証できなかった.本研究ではPre-Exが筋タンパク質の減少を抑制する機構を明らかにするために,タンパク質の分解系の3経路に関与するカテプシンL,カルパイン3,及びユビキチンリガーゼ(E3),さらにタンパク質分解のトリガーや筋細胞のアポトーシスに関与するカスパーゼ3,また,タンパク質の品質管理に関与する熱ストレスタンパク質(HSP)72の各mRNAを測定して,Pre-Exの効果について網羅的解析を行った.筋原線維タンパク質量は萎縮筋で有意に減少したが,Pre-Exでは筋原線維タンパク質量の減少を減衰させた.2週間の尾部懸垂によりカテプシンL,カルパイン3,及びE3は有意に増加を示したが,Pre-Exでは変化を示さなかった.一方,HSP72m RNAは萎縮筋で有意に低下したが,Pre-Exでは変化を示さなかった.カスパーゼ3のmRNAは3群間に差はなかった.2週間の実験期間内でラットヒラメ筋の筋原線維タンパク質量の減少を予防できた.この制御機構として,タンパク質分解系であるカテプシンL,カルパイン3,及びユビキチンリガーゼの活性化を抑制していることが検証できた.また,タンパク質の分子シャペロン作用をもつHSP72の減少を減衰することができた.これらの結果から尾部懸垂前の運動は筋タンパク質分解系の活性化を抑制でき,廃用性萎縮の進行を予防できることを示唆した.
3次元実装における極微細縦方向配線のシングルステップ形成

超臨界流体中における化学反応を利用した製膜技術(SCFD)を活用し,超高アスペクト比かつ微細なシリコン貫通電極(TSV)を形成する技術を検討した。絶縁性表面への膜形成と埋め込み性の向上がポイントであり,流通式製膜装置の新規開発による傾斜組成CuMnOxバッファ層と原料溶解度測定を通じた高埋め込み性製膜条件の検討を行った。結果として,アスペクト比が100を超えるシリコントレンチ構造へのCuの埋め込みに成功した。LSIの微細化によるコンピュータ性能の向上が限界に近づいている現在,電子回路を実装した複数のシリコンチップを積み重ね電気的に接続する3次元実装技術が注目されており,同種チップの積層による配線距離の縮小や異種機能チップの組み合わせによる多機能化などが期待できる.技術課題はチップ間の電気的接続にあり,微細かつ深遠な孔内にCuを充填するTSV形成技術の確立が急務である.本研究では,超臨界流体を用いた製膜技術を応用し,Cuおよび関連して必要となる絶縁層,バリア層,密着層を1プロセスで一括形成する技術を構築する.本研究は,Cu原料,Mn原料,還元剤の同時供給がポイントであり,これらの供給量を独立に制御できる製膜装置が必要不可欠である。そのため今年度は従来装置に改造を加え,上記を可能にした。また,実際の運用においては,供給物質濃度を把握する必要があり,溶解度測定を行った。これにより,供給濃度の把握が可能となった。さらに,前記物質は反応器に供給する前に予め混合しておく必要があるが,物質間の相互作用により妖怪度が変化する可能性がありこの影響を調べた。Cu原料/還元剤間に顕著な相互作用が見られる一報,ほかの組み合わせでは優位な相互作用は見られなかった。以上を元に原料供給濃度の上限値や供給手順を確立した。これにより,次年度より行う予定である製膜による検討の素地が整ったものと考えている。電子回路を実装した複数のシリコンチップを積み重ね電気的に接続する3次元実装技術が注目されており,同種チップの積層による配線距離の縮小や異種機能チップの組み合わせによる多機能化などが期待できる。技術課題はチップ間の電気的接続にあり,微細かつ深遠な孔内にCuを充填するTSV形成技術の確立が急務である。本研究では,超臨界流体を用いた製膜技術を応用し,Cuおよび関連して必要となる絶縁膜,バリア層,密着層を1プロセスで一括形成する技術を構築する。本研究は,Cu原料,Mn原料,還元剤の同時供給がポイントであり,これらの供給量を独立に制御できる製膜装置が必要不可欠である。昨年度の検討において各原料の超臨界流体中における溶解度データを取得したため,製膜条件の論理的な絞り込みが可能となった。一方で,実際に原料を供給する際には原料導入機構が必要であり,安定して原料を供給できる仕組みを構築した。また,原料供給時には原料を溶解した超臨界CO2と還元剤となるH2を混合する必要があるが,この時に体積変化が生じるため,供給時条件と製膜条件に差異が生じてしまうが,体積変化を定量的に把握し,この変化に対応できるようになった。以上を持って,装置作製およびその特性把握が可能となったことから,製膜による検討に移った。Cuの製膜では,目標とするフロー式製膜において,実績豊富なバッチ式製膜と異なる初期核発生挙動が確認されたが,原料の余熱条件を最適化することによりこれを克服した。また,昨年度取得した溶解度データを基に製膜条件と埋め込み性の関係を検討し,超高アスペクト比構造への製膜を可能とした。本研究では,超臨界流体を用いた製膜技術(SCFD)を応用し,Cuおよび関連して必要となる絶縁膜,バリア層,密着層を1プロセスで一括形成する技術を構築する。本開発はCu原料,Mn原料,還元剤の同時供給がポイントであり,これらの供給量を独自に制御できる製膜装置が必要不可欠である。上記には絶縁性下地の上に導電性材料を堆積する過程を含んでいるが,SCFDでは下地の前処理が必要となるなど絶縁性下地へ導電性材料を1プロセスで直接形成することは困難とされてきた。極一部の研究グループは直接形成も可能と報告しているものの,他グループでは再現できず見解に相違があった。そのため,反応器内の基板の設置位置,反応器内の温度制御,原料の予熱など製膜装置及び製膜条件をさまざまに変化させた検討を行い,直接形成のメカニズムを解明し,論理的に直接製膜を可能とする装置系,条件を明らかにした。

昨年度に引き続き,フロー式製膜装置の実現に向けた基礎データの取得に努めた結果,安定した原料供給および製膜検討が可能となった。得られた装置を使用し,製膜検討を進めており,当初計画通りに推移している。27年度が最終年度であるため、記入しない。プロセス工学これまでに得られた基礎データおよびフロー式製膜装置を使用し,製膜検討を進める予定である。当初計画にどおりに,装置を作製し適切に製膜が可能であることを確認した。また,今年度の今ひとつの課題である原料供給系の構築に関しても研究実績に記載したとおり,予定通り終えた。研究進展上必要となる物品の納品などのタイミングによるものである。なお,このことは次年度使用額が研究予算総額の5%程度と少額であることもご理解いただけると理解している。今年度作製した装置を用い,MnOx膜およびCuMnOx膜の形成機構を把握し,目標である積層膜構造を実現する予定である。上記のように,納品のタイミングが前後したために生じたものであり,使用計画に変更は必要としない。当初計画では,H25に新規装置の立ち上げと原料供給機構の開発を行う計画であったが,これらが上手く進展すると,H26に計画していた製膜研究に前倒しできると考え,成膜研究費用の一部をH25に計上してあったが,実際には計画通りの進展となり,製膜研究はH26に行うことになったためその分の予算を次年度使用することとした。また,スケジュールの都合により国際学会への参加を次年度に繰り下げた経緯があり,その分の予算も次年度使用することとした。上記のように,研究のタイミングが前後したことにより生じた次年度使用であり,使途に関する変更はない。
ILー2レセプタ-の構造と機能の解析

現在ILー2レセプタ-には少なくとも2種のサブユニット(α鎖、β鎖)の存在が知られている。本研究ではILー2レセプタ-の構造と機能の解明を目的とし以下の解析を行った。<1.ILー2レセプタ-複合体の解析:>___ー遺伝子導入によりヒトT細胞に発現させたヒトβ鎖は中親和性ILー2結合を示すが、線維芽細胞に発現させたβ鎖には期待されるILー2結合が認められない。しかし線維芽細胞にα鎖とβ鎖を同時に発現させると、高親和性レセプタ-が再構成された。これらの結果は、高親和性ILー2結合にはα鎖とβ鎖で十分であること、および中親和性レセプタ-にはβ鎖とリンパ系細胞に存在する他の細胞成分の相互作用が必要なことを示している。また新たに作製した抗マウスβ鎖抗体を用いた解析の結果、マウスβ鎖も中親和性レセプタ-として機能するためには他の細胞成分を必要とするがヒトβ鎖とはILー2結合親和性の調節機構が異なることが示唆された。<2.β鎖を介するILー2シグナル伝達の解析:>___ーヒトβ鎖を、α鎖・β鎖をともに発現しないILー6依存性マウスB細胞株に遺伝子導入した。得られた細胞株は中親和性ILー2レセプタ-の発現とともに、ILー2依存性の細胞増殖を示した。この結果は、β鎖がα鎖の非存在下にILー2の増殖シグナルを細胞内に伝達し得ることを示す。またILー2とILー6のレセプタ-結合以降の刺激伝達経路は少なくとも一部が共通である可能性が示された。<3.可溶性β鎖の作製とその意義の検討:>___ー細胞外領域のみからなるヒトβ鎖を遺伝子工学的に作製した。得られた可溶性β鎖の分子量は37KdでcDNAから計算される値と一致し、ILー2に対してきわめて弱い結合親和性のみを示した。また今回作製した可溶性β鎖にはILー2反応の阻害活性は見いだされなかった。
細胞分化および形態形成における細胞接着リガンド糖鎖の発現機構の研究

シアリルLe^xおよびシアリルLe^aなどのE-セレクチンのリガンド糖鎖の発現を調節する因子としては、これらの糖鎖構造を合成する糖転移酵素の活性変化が重要である。これら糖鎖の合成にに関与する糖転移酵素は多数有るが、合成過程の最終段階に作用するとみられる酵素であるフコシルトランスフェラーゼが重要と考えられる。遺伝子レベルでの研究によると、ヒトのalpha1→3フコシルトランスフェラーゼにはいくつかアイソザイムがあり、Fuc-TIIIやFuc-TIV(ELFTおよびELFT-Lとも呼ばれる)をはじめ、Fuc-TV、Fuc-TVIなど今までに少なくとも4種の酵素がクローニングされている。今のところFuc-TIIIがルイス型酵素に相当し、Fuc-TIVがミエロイド型酵素に相当すると考えられている。プラズマ型酵素はFuc-TVIであろうと考えられている。我々は、ヒト癌細胞におけるalpha1→3フコシルトランスフェラーゼのmRNAレベルでの発現を、特異的プローブを用いてNorthern BlottingおよびPCR法で検索した。その結果、大腸癌、胃癌、肺癌などの上皮性癌細胞には、従来から上皮性細胞に発現する事が知られていたFuc-TIIIのほかに、しばしばFuc-TIVおよびFuc-TVIが発現されている事が判明した。癌細胞でのFuc-TIVおよびFuc-TVIの発現は、このアイソザイムの発現が、成人の上皮細胞では記載されておらず、胎児臓器の上皮細胞に存在するとされていることから、癌化に伴う異常発現である可能性が高い。癌細胞おけるFuc-TVIおよびFuc-TIVの発現は、もともと胎児の器官形成で正常に機能していたalpha1→3フコシルトランスフェラーゼのスイッチ機構が、癌化にともなって異常を来たした結果、もたらされている可能性がある。
カベオリンの糖代謝における役割についての研究

これまでの検討で、肝細胞への3型カベオリン過大発現および肥満マウスへの3型カベオリン遺伝子導入によって、インスリンシグナル伝達分子であるインスリン受容体、IRS-1、Aktの活性化を介して、インスリンシグナルの活性亢進、糖代謝の亢進が確認された。本年度は、肝組織において糖代謝に関わる他の因子へのカベオリン3の作用を検討した。糖新生に関わる分子として、PEPCKの発現を観察したが、カベオリン3遺伝子導入した肝組織において、その発現量は減少していた。これは、カベオリン3過大発現肝組織においてグリコーゲンの著明な蓄積を引き起こす機序の一つと考えられる。また、Glucokinaseの発現はカベオリン3過大発現肝組織において著明に増加しており、肝での糖の取り込みが充進しているものと考えられた。なお、同様に糖新生に関わる分子であるF-1,6BPやHNF-4αの発現は変化しなかった。また、カベオリン3がインスリンシグナルを亢進させる機序として、脱リン酸化酵素などのnegative regulatorに関する検討も行った。インスリンシグナルにおける主要な脱リン酸化酵素はPTP1Bであり、インスリン受容体、IRSなどのチロシンリン酸化を抑制することにより、インスリンシグナルを抑制する方向に働く。In vivoの実験として、カベオリン2および3のペプチドを合成し、これらがPTP1Bの活性に与える影響を検討した。結果はカベオリン3においてはPTP1Bの活性を抑制したが、カベオリン2においては逆にPTP1Bの活性を亢進させた。カベオリン2の作用については今後の検討課題であるが、カベオリン3に関しては、インスリンシグナルを亢進させる作用を持つものと考えられた。3型カベオリンの肝細胞過大発現による糖代謝の変化を検討した。まず、培養肝細胞であるHepG2細胞にアデノウイルスを用いてカベオリン3を強制発現させるとインスリン受容体、IRS-1,Aktの活性が著しく増強された。それに伴って、グリコーゲン合成能亢進が認められた。次に、マウスへのカベオリン3強制発現を行った。尾静脈からアデノウイルスを静脈内注射すると肝臓に集積することを利用して肝臓への遺伝子導入を行った。骨格筋と同等程度のカベオリン3を発現した肝臓ではインスリンシグナルの各分子(IRβ,IRS,PI3K,Akt,GLUT4,PTP1B)の発現量に変化は生じなかった,糖代謝能の変化を検討するため、高脂肪食により2型糖尿病を誘発したマウスを用いた実験を行うと、カベオリン3を発現させたマウスでは空腹時血糖が有意に低下し、糖負荷後の血糖も常に低下傾向であった。また、インスリン負荷試験では、カベオリン3発現マウスで有意にインスリンによる血糖降下作用が増強していた。これらの結果から、マウスの肝臓にカベオリン3を強制発現させると、個体としてのインスリン作用が増強することが確認できた。なお、このときの肝臓でのグリコーゲンの含有量は通常の糖尿病発症マウスと比べ、カベオリン3発現マウスで約5倍と著明に増加していた。カベオリン3を発現した肝臓ではIRβ,IRS-1,Aktの活性亢進が確認されており、インスリンシグナルの亢進がグリコーン貯蔵の増加、インスリン抵抗性の改善、血糖の低下を引き起こしているものと考えられた。以上の検討から、肝臓へのカベオリン3遺伝子導入により、インスリン抵抗性が改善することができ、血糖値が低下することが明らかとなった。
算数・数学科教師の「数学教育に対する態度」に関する教育社会学的視座からの研究

本研究は、数学を指導する教師の数学教育に対する態度について、教育社会学の視点からその傾向を明らかにするものである。数学科の目標、授業タイプ、ペーパーにおける評価、内容の重要度、授業で重視していること、等々の内容について、地域、年齢、性別、学校の特性、教師の専門性などの観点に着目して調査と授業分析から検討した結果、多くの点で違いが見られた。これは、これからの教師教育や教員養成を考える上で多くの示唆を与えるものであると考える。本研究では、算数・数学を担当する教師の実態を明らかにするための文献研究、調査研究、さらに、授業そのものを分析の対象とする事例研究の3つを、研究の基本的手法として位置づけ研究を進めている。研究初年度は、文献研究については教育社会学に関する先行研究、教育課程実施状況調査に関する研究を再分析することによって、教師の専門性や学級規模に着目した研究の必要性をより明確にすることができた。調査研究については、平成15年度17年度行った筆者の科研(中高一貫教育校の数学教育に関する研究)における教師調査の再分析と、北海道と東京の公立校の数学科教師を調査対象とする質問紙の開発が主な研究内容であった。前者については、中高一貫教育校の数学科教師の専門性(理学部数学系出身、教育養成数学教育出身、工学系出身)に着目してデータの再分析を行ったが、その結果、中高一貫教育校では、理学部数学系出身者が多いものの、工学系出身の教師も予想以上に多いこと、数学観、数学教育観では、工学系出身者は、数学教育の目標などにおいて、数学や数学教育出身者と異なった捉え方をしていることが明らかになった。また、後者の質問紙の開発については、中高一貫教育校との比較を行うことから同一の質問内容を中心におくが、算数・数学の具体的な指導場面を提示して、その是非を問う質問を含めることが重要であるとの結論に至った。一方、授業分析では、我が国で一般的に行われている算数・数学の授業のタイプを分類するために、北海道と東京における授業の参観に多くに時間を要したが、その結果、当初、想定していた3つの授業のタイプ(講義型・問答型・問題解決型)では不十分であり、さらにこれらを細分化するか、あるいは複数の次元で検討する必要性があることなどが明らかになった。授業分析については、次年度も積極的に行いたいと考えている。本研究は、数学科教師の数学教育に対する態度を、調査研究と事例研究の両側面から検討することに特徴がある。研究2年目の平成19年度は、北海道、東京都、鹿児島県の3つの地域の中学校の数学科教師を対象に調査を行った。ここでは、数学教育の目標、内容、方法、評価に関する60の質問を用意したが、回収された468名の回答を地域・学校規模・環境・性別・年齢・出身学科などに着目して分析した結果、いくつかの特徴的な事柄が明らかになった。例えば、目標については、出身学科(理学系、教員養成系、工学系)等に依存するのではないかと予想したがそれよりも年齢に関係し、内容の重要性では地域や学校規模に依存するといった傾向にあった。また、指導法ではコミュニケーションや導入問題における現実的な事象の教材等については重点を置いていないものの、多くの教師は問題解決型の授業を理想としているが、実際には個別対応を重視した授業になっていること、またこれには地域差が見られること、評価では、定期試験などの解答に対する採点の判断は教師によって違いがあることがわかった。数学教育で達成させようとしていることが、地域によって異なっていること、教師の数学教育の経験等が関係していると考えられる。一方、教科書研究を踏まえた授業分析から、算数、数学における授業を7つの「授業タイプ」に分類してこれと「数学的コミュニケーション活動」との関係を事例的に分析した研究では、これら2つの間には関係があること、ただし小規模校では、コミュニケーション活動が活発化されないといった傾向が明らかになった。これらの要因には、先の調査研究で示した「目標」や「指導法」に対する教師の数学教育に対する態度が関係していると考えられる。本研究は、数学科教師の数学教育に対する態度を、調査研究と授業分析などの事例研究から検討し、数学教育の今日的課題を教師の実態から明らかにするとともに、これからの教師教育や教員養成への示唆を得ることが目的である。研究最終年度の平成20年度は、前年度行った中学校教師調査の結果(468名)を、地域別(北海道・東京・鹿児島)、年齢別(20代・30代・40代・50代)、男女別、学校の所在地別(農漁村・住宅地)、出身学科別(理学系数学・教員養成系数学教育・工学系)から分析した。その結果、「数学科の目標」では、人間形成や社会的有用性は重視されておらず、ここでは地域、年齢、出身学科で違いが見られた。

また、「授業タイプ」を講義型・教科書重視型・自力解決説明型・自力解決個別指導型・問題解決収束型・問題解決発散型・学習者中心型の7つに分けて、これと教師の授業観との関係に着目した分析では、問題解決的な授業では、教師は数学的コミュニケーションを重視し、授業目表の達成を重視しながらも学習者の考えを大切にして柔軟に対応するという授業観を持っている傾向にあることが分かった。定期試験における採点の基準や、数学において正しいことの判断は何によってなされるかの分析では、地域別、出身学科別などで違いが見られたが、学校の所在地の特性が採点に影響しているといった傾向は見られなかった。数学の指導において、どのようなことを重視しているか(できる・わかる・考えを培う・楽しむ・身の回りの問題の解決に活用する・入試で良い成績をおさめる)を、教師自身の考えと、教師が予想する生徒や保護者の期待からの分析では、教師の考えと教師が予想する生徒や保護者の期待には一致していない面も見受けられた。これらは、今後の教師教育や教員養成を考える上での着眼点に成りうると考える。
新しい天然資源からの向精神薬の探索、作用機序および医薬への応用研究

複雑多岐な現代社会において、我々はストレスのもとに生活することを余儀なくされ、うつ病などの中枢疾患が急増している。また、うつ病は痴呆患者の随伴症状として現れることもあり大きな社会問題となっている。しかし、抗うつ薬の作用機序には未だ不明な点が多い。本研究において、まず中枢作用を有する新たな天然素材を開拓することを目的とし、種々の植物の抽出エキスのマウスの強制水泳試験における無動時間に対する効果を検討した。その結果、吉草根、ユーカリ、カカオおよびグァバなどの抽出エキスに顕著な無動時間の短縮が認められた。そこで、吉草根およびカカオの抽出エキスについて、マウスの強制水泳における無動時間の短縮を指標にして、活性成分を順次分画精製したところ、吉草根からケシルアルコール類およびカノコジオール、カカオからリグノセリルトリプタミンを単離することができた。そこで、これらの化合物の誘導体を合成し、構造活性相関について現在検討している。さらに、カノコジオールに神経成長因子(NGF)増強活性を見出した。PC12D細胞において、カノコジオールは、単独では神経突起伸張作用を示さず、NGFによる神経突起伸張を顕著に増強した。この作用はMEKの阻害剤であるPD98059によって一部しか抑制されなかった。また、カノコジオールによるMAP kinaseリン酸化の増強は認められなかった。カノコジオールの作用メカニズムの詳細を現在検討している。抗うつ薬の作用機序として5-HT_<2C>受容体の関与が示唆されているが、詳細は不明な点が多い。南天実の成分ナンテニンの構造活性相関の研究から強力な5-HT_<2C>受容体の阻害剤を見出した。現在、この誘導体の作用メカニズムを解明し、抗うつ作用と5-HT_<2C>受容体阻害作用との関連を明らかにすることを検討している。複雑多岐な現代社会において、我々はストレスのもとに生活することを余儀なくされ、うつ病などの中枢疾患が現代病のひとつとして問題となっている。抗うつ薬の作用機構の解明およびその研究開発において、ヒトのうつ病とよく相似した動物病態モデルの作成が極めて困難であることが最も大きな問題となっている。近年、Porsoltらにより、新しい抗うつ薬のスクリーニングにマウスあるいはラットの強制水泳を用いる方法が報告された。この方法は、強制水泳させることにより生じた無動状態が動物におけるうつ状態を反映しているとの仮説に基づいたものである。そこで、本研究において、まず中枢作用を有する新たな天然素材を開拓することを目的とし、種々の植物の抽出エキスのマウスの強制水泳試験における無動時間に対する効果を検討した。その結果、ユーカリ、カカオ、バンカ、グァバのメタノール抽出エキス、およびグァバ、スウィーティー、ラズベリーの30%エタノール抽出エキスなどに顕著な無動時間の短縮が認められた。さらに活性成分を明らかにして作用機序を薬理学的に検討することを目的とし、カカオの抽出エキスについて、マウスの強制水泳における無動時間の短縮を指標にして、活性成分を順次分画精製したところ、数種の化合物を単離することができた。これらの化合物の薬理活性の詳細に関しては、現在検討中である。また、既に有用な活性を見出している吉草根の抽出エキスより単離した化合物の作用を検討したところ、PC12細胞における神経突起の伸張を顕著に増強する興味ある作用を見出したので、その作用の詳細な解析を行った。

本研究において、まず中枢作用を有する新たな天然素材を開拓することを目的とし、種々の植物の抽出エキスのマウスの強制水泳試験における無動時間に対する効果を検討した。その結果、吉草根、ユーカリ、カカオおよびグァバなどの抽出エキスに顕著な無動時間の短縮が認められた。そこで、吉草根およびカカオの抽出エキスについて、マウスの強制水泳における無動時間の短縮を指標にして、活性成分を順次分画精製したところ、吉草根からケシルアルコール類およびカノコジオール、カカオからリグノセリルトリプタミンを単離することができた。そこで、これらの化合物の誘導体を合成し、構造活性相関について現在検討している。さらに、カノコジオールに神経成長因子(NGF)増強活性を見出した。PC12D細胞において、カノコジオールは、単独では神経突起伸張作用を示さず、NGFによる神経突起伸張を顕著に増強した。この作用はMEKの阻害剤であるPD98059によって一部しか抑制されなかった。また、カノコジオールによるMAP kinaseリン酸化の増強は認められなかった。カノコジオールの作用メカニズムの詳細を現在検討している。抗うつ薬の作用機序として5-HT_<2C>受容体の関与が示唆されているが、詳細は不明な点が多い。南天実の成分ナンテニンの構造活性相関の研究から強力な5-HT_<2C>受容体の阻害剤を見出した。現在、この誘導体の作用メカニズムを解明し、抗うつ作用と5-HT_<2C>受容体阻害作用との関連を明らかにすることを検討している。
二畳紀・三畳紀境界の古環境の高密度復元と大量生物絶滅の原因

平成10年および11年度に中国にて採取した、大量の生物絶滅で特徴づけられる二畳紀・三畳紀(P/T)境界付近の岩石試料のうち、最も岩石学的に新鮮であった浙江省長興県煤山の石灰岩試料で行った岩石磁気・古磁気学的および地球化学的分析より以下のことが明らかになった。(1)P/Tの生物境界を含む3mの露頭範囲(現地の22層から30層の範囲、約15万年間と推定される)はすべて正極性と判定され、極性反転を含まない、すなわち生物境界地磁気反転の関連は認められないという結果となった。(2)岩石磁気学的な検討(初期帯磁立や残留磁化強度変化)により、二乗紀後期に安定であった帯磁率および残留磁化強度が生物境界より少し下位(早い時期)に急激に変化(増加)しはじめることがわかった。おそらく、これは長興地域での堆積環境の変化(周辺からの砕屑物の供給増加)が始まった時期を示している。この環境変化はグローバルな生物絶滅に関連した証拠の可能性がある。(3)炭酸塩中の希土類元素の変化は、かつての海の環境を反映している可能性がある。ICP分析の結果、炭酸塩フラクション(酢酸可溶成分)の希土類元素組成は炭酸塩以外のフラクションのそれとよく似ており、両者間での分配があった可能性を示した。このため、希土類元素組成の層位間変化を用いたP/T境界頃の古環境変化は復元できなかった。以上のように、本研究の顕著な結論は、大量の生物絶滅で特徴づけられるP/T境界頃に、長興地域の海底は徐々に陸に近づいていった(海水面が陸から後退していった-海退)という点である。これがグローバルな現象であったのか、それとも局地的な現象であったのかを確かめるために、今後のさらなる研究が必要である。平成10年9月1120日、中国浙江省長興県に2名の日本側研究者(井口、山本)を派遣し、中国側研究者2名(殷、劉)を現地参加させ、二畳紀・三畳紀境界の標準断面にて地質調査と分析用岩石試料を採取した。採取試料は、古地磁気分析用に400個、化学分析用に100個そして古生物分析用に50個の石灰岩であった。古地磁気分析は約3分の1程度終了しており、これまでの結果より安定な磁化成分が熱段階消磁を用いて取り出せている。また、そのためと考えられるが、生物境界付近の層ではこれまでの結果と異なる磁気極性の古地磁気が得られている(森永、井口担当)。つまり、生物境界付近に逆極性が見いだされないという成果である。二畳紀・三畳紀境界の環境復元のため計画している、ICP-質量分析計による定量分析では、分析前の機器の調整と試料の前処理を行っている段階でまだ成果は得られていない(山本担当)。現段階では、より精度の良い分析を行うためには、(1)カラム分離により、主成分元素と分離しマトリックス効果を小さくすること、(2)酸化物による妨害を補正すること、(3)内標準元素としてインジウムを用い相対強度を測定し定量すること、が必要であることが明らかとなっている。その結果、30ミリグラム程度の岩石試料に含まれる14希土類元素を約3%の誤差内で定量できることが明らかとなっている。古生物分析では、これまでの知見以外の成果は得られていない(殷担当)。すなわち、従来通り標準断面の27層のb層とc層の境界が生物境界であるということに変更はない。

平成10年および11年度に中国にて採取した、大量の生物絶滅で特徴づけられる二畳紀・三畳紀(P/T)境界付近の岩石試料のうち、最も岩石学的に新鮮であった浙江省長興県煤山の石灰岩試料で行った岩石磁気・古地磁気学的および地球化学的分析より以下のことが明らかになった。(1) P/Tの生物境界を含む約3mの露頭範囲(現地の22層から30層の範囲、約15万年間と推定される)はすべて正極性と判定され、極性反転を含まない、すなわち生物境界と地磁気反転の関連は認められないという結果となった。(2)岩石磁気学的な検討(初期帯磁率や残留磁化強度変化)により、二畳紀後期に安定であった帯磁率および残留磁化強度が生物境界より少し下位(早い時期)に急激に変化(増加)しはじめることがわかった。おそらく、これは長興地域での堆積環境の変化(周辺からの砕屑物の供給増加)が始まった時期を示している。この環境変化はグローバルな生物絶滅に関連した証拠の可能性がある。(3)炭酸塩中の希土類元素の変化は、かつての海の環境を反映している可能性がある。ICP分析の結果、炭酸塩フラクション(酢酸可溶成分)の希土類元素組成は炭酸塩以外のフラクションのそれとよく似ており、両者間での分配があった可能性を示した。このため、希土類元素組成の層位間変化を用いたP/T境界頃の古環境変化は復元できなかった。以上のように、本研究の顕著な結論は、大量の生物絶滅で特徴づけられるP/T境界頃に、長興地域の海底は徐々に陸に近づいていった(海水面が陸から交代していった-海退)という点である。これがグローバルな現象であったのか、それとも局地的な現象であったのかを確かめるために、今後のさらなる研究が必要である。