hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
microRNAによる放射線耐性遺伝子ICAM発現抑制による強化放射線治療法

口腔扁平上皮癌においてIntercellular adhesion molecule 2(ICAM2)遺伝子は放射線耐性に強く関与していることを既に報告した。本研究ではICAM2の発現を制御しているmicroRNA (miRNA)としてmiR-125bを同定したため、その効果について検証した。結果、正常口腔粘膜上皮と比較して口腔扁平上皮癌ではmiR-125bの発現が減弱していた。また、miR-125bを強発現させた細胞株ではICAM2の発現抑制が確認されるとともに、in vitroおよびin vivoにおいてX線感受性の増強が認められた。以上により、miR-125bがICAM2の発現調整を行うことで、放射線治療感受性を増強できることが示唆された。放射線治療は重要な癌治療法であるが、放射線に耐性を示す腫瘍にしばしば遭遇する。本研究においては、放射線に対する耐性を克服するとともに、低線量で十分な殺腫瘍効果が得られる強化療法を開発することを目的としている。従来の研究で、私たちのグループは放射線耐性遺伝子を網羅的に検索して25種類の放射線耐性遺伝子候補を同定した。さらに、これらの候補遺伝子の中で、ICAM遺伝子は特に放射線耐性に強く関与していることをすでに報告している。本研究において、まず、ICAMの発現を制御しているmicroRNA(miRNA)としてmiR-125bをデータベースから検索・同定した。そこで、real time PCRを用いて、口腔癌細胞株10種類(HSC2,HSC3,HSC4,Ca9-22,KON,SCC4,OK92,OSC19,Sa3,H1)と多数の臨床検体におけるmiR-125bの発現状態を確認した。その結果、正常口腔粘膜上皮と比較して口腔癌細胞株で有意にmiR-125bの発現が減弱しており、多数の臨床検体においても86%の症例でmiR-125bの発現抑制が認められた。また、口腔癌細胞株を用いて、miR-125bを遺伝子導入して強制的に強発現させることによるICAM遺伝子の発現状態を確認し、miR-125bとICAM遺伝子との関連性を検討したところ、miR-125bを強発現させた細胞株において、ICAMの発現抑制を確認した。このことから、miR-125bはICAMの発現を制御していることがわかった。今後は、miR-125bを細胞株に遺伝子導入後、癌細胞の増殖や放射線耐性との関連について検討する予定である。一方、放射線感受性の腫瘍を治療する場合でも、人体は放射線に弱いため線量に制限があるとともに限局した狭い範囲にしか照射ができない上、再発時などに放射線治療を繰り返して行うことができない。本研究は、(1)放射線に対する耐性を克服するとともに、(2)低線量で十分な殺腫瘍効果が得られる強化療法を開発し、さらに、(3)広範囲照射や繰り返し照射治療が可能となる新しい放射線治療法に道を開くことを目的とした。私たちの教室では、従来の研究においてICAM遺伝子は放射線耐性に強く関与していることをすでに報告した。本研究において、ICAMの発現を制御しているmicroRNA(miRNA)としてmiR-125bをmicroarray解析により同定した。そこで、real time PCRを用いて、口腔癌細胞株10種類と多数の臨床検体におけるmiR-125bの発現状態を確認した。また、口腔癌細胞株を用いて、miR-125bを遺伝子導入して強制的に強発現させることによるICAM遺伝子の発現状態を確認し、miR-125bとICAM遺伝子との関連性を検討したところ、miR-125bを強発現させた細胞株において、ICAMの発現抑制を確認するとともに、AKTのリン酸化が減少して、Tunel assay, Caspase3 activity assayを用いてX線照射によるアポトーシスの有意な増加を確認した。このことから、miR-125bはICAMの発現を制御し、癌細胞のX線感受性を増強させることが明らかになった。そこで、マウスに口腔癌由来細胞を移植して腫瘍を作成後、miR-125bを細胞株に遺伝子導入併用放射線照射実験を行ない、in vivoにおけるX線治療効果の増強を確認した。以上の結果から、miR-125b投与による新規X線耐性克服治療法の基礎を確立することができた。
小児医療施設で診療を受ける成人期の小児慢性疾患患者の看護ケアモデル構築

成人となる小児慢性疾患患者が増加し移行支援が推進されている。一方で成人医療施設への転科ができない患者が一定数存在し、小児医療施設の看護師は、成人患者の対応に不慣れであることに関連した困難感や病棟管理の問題を抱えている。診療体制にも課題があり、病状と発達段階に応じた看護を適切に受けていない現状があると考えられる。また、成人期の小児慢性疾患患者がもつ社会心理的特徴についての看護実践報告は少ない。小児医療施設で診療を受ける成人期の小児慢性疾患患者の現状と看護上の困難及び実践内容を把握し、発達段階を踏まえ施設や病状の特徴にあった看護を提供するケアモデルと支援ツールの構築を目的とし研究を行う。
大腸菌性尿路感染症対策としての抗バイオフィルム剤探索とその基盤技術の開発

大腸菌性尿路バイオフィルム感染症の予防法および治療法の確立を主要な目的として研究を遂行した。14年間の後ろ向き研究において、フルオロキノロン系抗菌薬に非感受性を示す大腸菌の分離頻度は増加傾向にあり、そのバイオフィルム形成能は主要な耐性メカニズムではないものの多剤耐性化に関与すると考えられた。新規スクリーニング法にてクランベリー尿中代謝物がバイオフィルム形成抑制効果を示すことを見出したが、新規in vivo実験モデル系での評価には至らなかった。大腸菌性尿路バイオフィルム感染症の予防法および治療法の確立を主要な目的として研究を遂行している。岡山大学病院泌尿器科において、1994年から2007年に尿路感染症から分離された大腸菌828株を対象(1患者1感染)とした。単純性および複雑性尿路感染症からそれぞれ189株および82株の大腸菌が分離された。キノロン耐性大腸菌の分離頻度は10.7%(89/828株)で、単純性・複雑性尿路感染症由来がそれぞれ3.7%(7/189株)・12.8%(82/639株)であった。キノロン耐性群における耐性決定領域のアミノ酸変異(頻度)は、GyrAの83番(100%)と87番(98.7%)、ParCの80番(93.6%)と84番(56.4%)に多く認められた。キノロン耐性大腸菌の分離頻度は年々増加傾向にあり、その動向に留意する必要がある。キノロン耐性群と感受性群でバイオフィルム形成能に有意差を認めなかったが、極めて高いバイオフィルム形成能を示す株がキノロン耐性群の中にあった。一方、新規in vivo実験モデル系として、IVIS Imaging System(Xenogen社)を使用する実験を開始した。平成20年度には、発光標識大腸菌(Escherichia coli Xen 14)を用い、ラット尿路バイオフィルム感染症モデルの確立を目指して検討した。その結果、バイオフィルムを形成した大腸菌の発光強度の減衰およびIVISでの測定条件に課題があることが明確となった。また、発光標識大腸菌を用い、マウス上行性尿路感染症モデルの確立にも着手した。1.岡山大学病院泌尿器科において、キノロン耐性大腸菌の分離頻度は年々増加傾向にあり、20062007年には、分離された全大腸菌のうちキノロン耐性大腸菌が約20%に達した。さらに2008年には27%に上昇し、ペニシリン・セフェム系薬にも耐性化傾向を認めた。1994年から2007年に尿路感染症から分離された大腸菌828株を対象に検討を行った結果、キノロン耐性大腸菌におけるバイオフィルム形成能は、主要な耐性メカニズムではないものの多剤耐性化には関与していると推察された。2.平成20年度に着手したリアルタイムイメージングシステム(IVIS Imaging System)を使用する実験において、発光標識大腸菌(Escherichia coli Xen14)を用い、in vitroおよびin vivoでのバイオフィルム形成能に関する検討を継続した。in vitroスクリーニング用ペグ付マイクロプレートにおいて、人工尿中12日目にバイオフィルム形成を認めたが、IVISでは可視化できなかった。E.coli Xen14株の尿路における病原性を確認するために、マウスを用いて10^510^6CFU/ml接種で実験を行った結果、7日目まで腎内・尿中大腸菌が検出され、感染の成立を確認した。また、マウス大腿部感染モデルでは、E.coli Xen14の生菌数とIVIS発光強度(フォトン数)との関連性を確認した。以上の成績に基づいて、マウスおよびラット尿路バイオフィルム感染症モデルでの検討を行ったが、膀胱内留置ポリエチレンチューブに形成された大腸菌性バイオフィルムの発光強度は検出限界以下であった。尿路バイオフィルム感染症に対する治療効果判定に関しては、更なる検討を要すると考えられた。
窒素を含む新規な有機ケイ素高分子化合物の合成

1.高耐熱性の高分子として、ポリイミドのカルボニル基をケイ素骨格で置き換えたポリジシラザンを設計した。その合成のため,1,2,4,5-テトラキス(クロロジメチルシリル)ベンゼンとフェニレンジアミンの反応をトリエチルアミン存在下で行った。アミン塩酸塩が生じており、明らかに縮重合反応が起きているが、生成物が有機溶媒に不溶性であったため、現在のところ詳細な構造解析・物性評価には至っていない。今後、ケイ素上の置換基やジアミン部分の骨格を検討し、可溶性の高分子合成を行う。また、モノマーとしてヒドロシランとアミンを用いる脱水素反応や、アミノシランとアミンを用いるアミノ基交換反応による別途合成法に付いても検討を行う。2.完全にアミノ基で置換したポリシランを合成するため、ビス(ジイソプロピルアミノ)ジクロロシラン(1)のアルカリ金属による還元的縮合を検討した。この反応ではポリマーは得られなかったが、予想外で興味深い生成物が得られた。すなわち、1をトルエンおよびベンゼン中で還元すると、それぞれベンジルビス(ジイソプロピルアミノ)シラン(2)およびフェニルビス(ジイソプロピルアミノ)シラン(3)が高収率で得られた。これらの生成物は1の還元で発生したビス(ジイソプロピルアミノ)シリレンが溶媒のC-H結合に挿入したものである。この特異な反応は置換基の大きな立体障害のためアミノ基とシリレンの孤立電子対同士が強制的に同一平面上に固定化されることに起因する。この電子対間の反応の結果、シリレンの1重項基底状態は不安定化し、通常は反応に関与しない3重項状態のラジカル的な反応が起きたと考えられる。すなわち2と3はシリレンの水素引き抜きおよび芳香族付加反応を経由する生成物である。シリレンのラジカル的な反応は従来例がなく、今後ESRによる直接的な観測を含め、さらに検討する予定である。
衛星および地上からの偏光測光観測に基づく広域エアロゾル分布の導出と検証

本年度は昨年度より継続している沿岸域のエアロゾル特性導出手法改良に取り組んだ。昨年度の段階において開発したエアロゾル特性導出アルゴリズムに関して、「雲データの識別不良」および「光学的厚さ導出結呆の検証」という二つの課題が残されていた。本年度では、まず、沿岸域における雲データの識別不良を改良すべく、外洋域上空で観測される雲の観測輝度値の波長変化および、沿岸濁水の波長特性を考慮することにより、雲および沿岸濁水域の識別手法を開発した。結果は現在Geophysical Research Letterにて出版許可されている。従来の雲識別手法を改良することにより、沿岸域における大気微粒子エアロゾルの光学的厚さ導出精度をあげることができた。しかしながら、現在導出が行われているエアロゾル特性の検証が必要となる。検証手段として本年度においては、流跡線解析モデルHYSPLIT4(NOAA/Air Resource Laboratory開発)を用いることにより、エアロゾルの光学的厚さ導出結果の検証を行った。検証に用いた沿岸域データは昨年度の研究対象領域であるインド西岸カンベイ湾にとどまらず、インド東部ベンガル湾、ミャンマー南部マルタバン湾のデータも用いた。結果として、流跡線解析による粒子の輸送経路は提案手法により導出されたエアロゾルの光学的厚さの分布特徴によい一致を示し、本研究により開発された提案手法の検証がなされた。また、衛星データを用いたエアロゾル解析に平行して、11乍年度12月に観測をおこなった西部熱帯太平洋域でのエアロゾル観測データの解析を続けた。現地にて行った衛星同期観測結果から衛星導出エアロゾル特性の検証を行い、また、一方で船上観測データ解析結果より、現地特有のエアロゾルの光学特性が得られた。
河川の高頻度流量観測データを用いた流域の雨水貯留量変動および貯留能の推定

本研究は,Kirchner (2009)が提案した雨水貯留変動量推定法にHino & Hasebe (1984)のフィルター分離法を組み合わせることで,降雨流出過程が複雑な流域においても流域スケールの雨水貯留変動量が推定できるかどうかについて検討した.その結果,流域スケールの雨水貯留変動量をKirchner (2009)の手法よりも精度良く推定できることが判明した.さらに,本研究が改良した雨水貯留変動量の推定法を用いると,タイ北部および日本の流域内の土砂災害発生ポテンシャルの推定や福島県内の下水処理場の集水域内におけるCs-137の貯留・流出機構の推定に応用できる可能性が高いことがわかった.本研究は,河川の毎時の流量観測データを用いて,流域スケールの雨水貯留量の変動および貯留能を推定することを目的とし,水資源の有効利用や洪水・土砂災害に資する科学的知見の発信を目指している.本年度は,国際研究プロジェクトを進めているタイ気象局およびタイ灌漑局の研究者から河川流量データの提供を受け,1,000平方km程度の大きな流域を対処としてKirchner (2009)の手法の適用性を検討し,日本およびタイの流域の貯留能と流域の気候・地理条件の関係の検討を当初から計画していた.この計画に沿って,本研究はタイ北部のYom川およびNan川の2流域を対象として,昨年度までに開発したHino & Hasebe (1984)の河川流量の成分分離手法とKirchner (2009)を組み合わせた本研究独自の流域スケールの雨水貯留量推定法(Kobayashi & Yokoo, 2013)を適用した.その結果,流域面積が大きいが夜間の蒸発散量が大きくない上述の2流域においては,本手法が適用できることが分かった.さらに,本手法で推定される複数の要素からなる雨水貯留量の一部が大きくなると土砂災害が発生していることが分かり,本手法は豪雨時の土砂災害のリスク推定に応用できる可能性が示された.また,大規模活断層があると雨水貯留量が大きくなる可能性も見出された.以上の成果はYokoo et al. (2014)に掲載した.なお,雨水貯留量と土砂災害のリスクの関係は日本の流域でも確認されている(小林・横尾,2014).以上のように,本年度はほぼ計画通りに研究が進展し,成果を上げることができた.しかし,推定手法には未だに改善を必要とする点があるため,それらを整理・改善することが今後の課題である.本研究は,Kirchner (2009)が提案した雨水貯留変動量推定法にHino & Hasebe (1984)のフィルター分離法を組み合わせることで,降雨流出過程が複雑な流域においても流域スケールの雨水貯留変動量が推定できるかどうかについて検討した.その結果,流域スケールの雨水貯留変動量をKirchner (2009)の手法よりも精度良く推定できることが判明した.さらに,本研究が改良した雨水貯留変動量の推定法を用いると,タイ北部および日本の流域内の土砂災害発生ポテンシャルの推定や福島県内の下水処理場の集水域内におけるCs-137の貯留・流出機構の推定に応用できる可能性が高いことがわかった.本研究は,全国的に蓄積されつつある河川の毎時の流量観測データを用いて流域スケールの雨水貯留量の変動および貯留能を推定することを目的としている.研究初年度は,主に降雨流出の主要プロセスが3つ以上ある流域での適用性の解決を計画し,これを実施した.具体的には,Hino & Hasebe (1984)のフィルター分離AR法を用いて河川流量を逓減時定数の異なる3つから5つの流量成分に分離した上で,Kirchner (2009)の流量と雨水貯留量の関係式決定法をそれぞれの流量成分に当てはめた.本研究は,馬淵川石切所観測所,北上川田瀬ダム,鳴瀬川高田橋観測所,名取川湯本観測所,阿武隈川白河観測所を末端とする合計5流域を対象とした.北上川田瀬ダム,鳴瀬川高田橋観測所,阿武隈川白河観測所の各流域では年間の貯留変動幅が150300mm程度と,年間降水量や日降水量の値と比較しても妥当な値が推定された.ただし,北上川田瀬ダムの流域では,ダムへの流入量がゼロとなるときの貯留量をゼロとした場合の流域スケールの貯留量の値が800から1000mm程度となっており,これが現実的な値なのかどうかについては検討の余地を残している.一方,馬淵川石切所観測所および名取川湯本観測所の流域では,年間の貯留変動幅が100mm未満となり,他の流域よりもかなり小さい値となった.また,河川流量がゼロにとなるときの貯留量をゼロとした場合の貯留量の値も100mm未満となり,この推定値は懐疑的であると判断している.以上より,日本のように降雨流出過程の表現に複数の貯留モデルが必要な流域においてもKirchner (2009)の手法を適用して流域スケールの雨水貯留変動の推定が初めて可能になったものの,推定手法に問題点が残される結果となった.本手法の問題点を整理して,改善することが現在の課題である.

本研究は,河川の毎時の流量観測データを用いて,流域スケールの雨水貯留量の変動および貯留能を推定することを目的とし,水資源の有効利用や洪水・土砂災害に資する科学的知見の発信を目指している.研究最終年度である本年度は,日本およびタイの夜間の蒸発散量が無視できない流域での雨水貯留量推定法の適用方法を提示することを計画していた.しかしながら,これに着手する前に解決すべき問題が発生したため,その解決を行った.具体的には,雨水貯留量と河川流量との間に線形関係を仮定するHino & Hasebe (1984)の手法を用いて河川流量を成分分離した上で,その関係に非線形な関係を仮定したKirchner (2009)の貯留量推定法を適用する本手法に理論的不整合があることが発覚した.このため,Kirchner (2009)の貯留量推定法を貯留量と河川流量の関係に線形関係を仮定したものに置き換え,その妥当性について短期水収支法を用いて詳細に検討した.その結果,Hino & Hasebe (1984)の手法を用いて河川流量を成分分離した場合,理論的にも水収支的にもKirchner (2009)の貯留量推定法は線形化した方が良いことが分かった(千葉・横尾,2015).以上のように,本年度は計画にはなかった研究に着手せざるを得なかったが,雨水貯留量推定法の本質に関わる点を修正することができた.これにより,雨水貯留量推定法の完成度が増し,実用に耐えうる方法論となった.今後,流域のスケールや森林フェノロジーによって変化する蒸発散影響の対処法を考案すれば,本手法によって流域内の雨水の貯留・流出機構を明らかにする方法論を提案できると期待される.流域水文学本年度は,昨年度に本研究が独自に開発した流域スケールの雨水貯留量推定法を国際共同研究を進めているタイの流域に適用し,1,000平方km程度の大きな流域での本手法の適用性を確認することを計画・実行した.その結果,流域面積5,394平方kmのYom川上流域および流域面積3,476平方kmのNan川上流域でも本手法を適用することが可能であることを確認した.さらに,本研究の雨水貯留量の推定値は土砂災害のリスクおよび大規模活断層の存在と関係していることが分かり,本手法の妥当性が示された.このため,「おおむね順調に進展している」と判断した.しかし,本研究の手法に改善点が残っていることも事実である.Hino & Hasebe (1984)の手法とKirchner (2009)の手法を単に組み合わせて使うには部分的に理論の不整合があり,改善方法を模索する必要がある.この点は最終年度の課題である.研究初年度は,主に降雨流出の主要プロセスが3つ以上ある流域での適用性の解決を計画・実施した.申請者は予備研究(横尾ら[2012],小林・横尾[2012])において,Kirchner (2009)の手法は日本のように降雨流出過程の表現に複数の貯留モデルが必要な流域においては適用できないことを確認していたため,この解決を目指した.Hino & Hasebe (1984)のフィルター分離AR法を用いて河川流量を逓減時定数の異なる成分に分離をした上でKirchner (2009)の手法を当てはめることが有効であることが本研究によって明らかになり,問題解決の見通しを立てることができた.このため,「おむね順調に進展している」と判断した.しかし,本研究の手法に問題点が残っていることも判明した.Hino & Hasebe (1984)の手法とKirchner (2009)の手法を単に組み合わせて使うだけでは不十分であり,推定結果とその過程を見直した上で,両手法の適用上のルール作りが必要であると考えている.本年度までの研究結果から,Hino & Hasebe (1984)の手法とKirchner (2009)の手法を組み合わせて使う本手法の技術的課題が明らかになっている(小林・横尾,2014).次年度はこの点にまず着手し,技術的課題を解決する予定である.
π中間子原子の深い束縛状態の研究

本研究は、π中間子原子の深い束縛状態、特にπ中間子鉛原子の1s及び2p状態の実験的観測と、その理論的解析を通じて、π中間子の核内における有効質量についての知見を得ることを目的として行った。また、η及びω中間子の核内有効質量の測定法についても新たな提案を行った。2年間での成果は以下の通り。1. π中間子原子の1s状態の発見をめざし、^<206>Pb(d,^3He)反応を用いた実験を行った。重い原子核に束縛されたπ中間子原子の1s状態は、π中間子の波動関数と原子核の重なりが大きいため、原子核内におけるπ中間子のふるまいを調べるのに有効である。しかし、これまでにls状態が明確に観測されたことはない。理論によると、^<206>Pbを標的に選ぶことで、2p及び1sの深い束縛状態が十分有意なピークとして観測可能と予想された。この予想に基づいて実験を行った結果、2p及び1s状態の発見に成功した。現在、データを詳細に解析中であるが、1s状態の束縛エネルギーの解析からπ中間子の核内有効質量等を従来にない高い精度で決定できる見通しである。2. π中間子原子実験の成功に触発され、(d,^3He)反応を用いてηおよびω中間子の原子核束縛状態を生成する可能性について理論的研究を行った。まず、中間子と原子核のポテンシャルを見積もり、クライン・ゴルドン方程式を解いて束縛状態の有無とその巾を見積もった。更にグリーン関数法とアイコナル法を用いて生成反応断面積を求めた。バックグラウンドに関しても詳細な検討を行った結果、(d,^3He)反応でこれらの中間子の核内質量を求めることが可能であるとの結論を得た。実験をドイッGSI研究所に提案し、採択された。1.パイ中間子原子の深い束縛状態と原子核中でのパイ中間子の質量変化。鉛207に深く束縛されたパイ中間子原子のQ値スペクトルを詳しく解析し、1s及び2p状態の束縛エネルギー及び幅の決定を行った。パイ中間子の光学ポテンシャルのパラメターを変化させて束縛エネルギーと幅及び(d,3He)反応で予想されるスペクトル強度を計算し、これを実験データにfitすることで、パイ中間子の光学ポテンシャル、特にそのs波部分の強度を決定した。その結果、s波ポテンシャルは鉛原子核の中心部分で約20MeVの斥力であることを明らかにした。これを、パイ中間子の原子核中での有効質量に焼き直すと、パイ中間子が鉛原子核の中心部分では約14%重くなっていると言うこともできる。より精確にこの問題を研究するためには、1sの束縛ピークをはっきりと確認する必要がある。理論的には、鉛206を標的にすれば良いことが予想されており、ドイツのGSI研究所で鉛206を標的とする(d,3He)反応実験を行うたの準備を行った。実験は平成10年度秋に実施予定である。2.エータ及びオメガ中間子の原子核束縛状態の生成上記のパイ中間子実験から着想を得て、(d,3He)反応を用いて原子核中にエータ及びオメガ中間子を無反跳で生成する可能性について研究した。エータについては約4GeV、オメガについては約8GeVの重陽子ビームがあれば、中間子の無反跳生成が可能である。これらの中間子の原子核中でのポテンシャルを研究した結果、どちらの場合でも中間子の束縛状態の観測が可能であり、束縛エネルギーから中間子の原子核内での質量変化を導けることが分かった。

中間子の原子核内での質量変化は、量子色力学(QCD)を理解する上で重要である。この研究成果に基づき、新たな実験をドイツのGSI研究所に提案し、受理された。本研究は、π中間子原子の深い束縛状態、特にπ中間子鉛原子の1s及び2p状態の実験的観測と、その理論的解析を通じて、π中間子の核内における有効質量についての知見を得ることを目的として行った。また、η及びω中間子の核内有効質量の測定法についても新たな提案を行った。本年の成果は以下の通り。1. π中間子原子の1s状態の発見をめざし、^<206>Pb(d,^3He)反応を用いた実験を行った。重い原子核に束縛されたπ中間子原子の1s状態は、π中間子の波動関数と原子核の重なりが大きいため、原子核内におけるπ中間子のふるまいを調べるのに有効である。しかし、これまでに1s状態が明確に観測されたことはない。理論によると、^<206>Pbを標的に選ぶことで、2p及び1sの深い束縛状態が十分有意なピークとして観測可能と予想された。この予想に基づいて実験を行った結果、2p及び1s状態の発見に成功した。現在、データを詳細に解析中であるが、1s状態の束縛エネルギーの解析からπ中間子の核内有効質量等を従来にない高い精度で決定できる見通しである。2. π中間子原子実験の成功に触発され、(d,^3He)反応を用いてηおよびω中間子の原子核束縛状態を生成する可能性について理論的研究を行った。まず、中間子と原子核のポテンシャルを見積もり、クライン・ゴルドン方程式を解いて束縛状態の有無とその巾を見積もった。更にグリーン関数法とアイコナル法を用いて生成反応断面積を求めた。バックグラウンドに関しても詳細な検討を行った結果、(d,^3He)反応でこれらの中間子の核内質量を求めることが可能であるとの結論を得た。実験をドイツGSI研究所に提案し、採択された。
軍縮・軍備管理の破綻に関する総合的歴史研究―戦間期の武器移転の連鎖構造を中心に―

本研究の目的は、総合的歴史研究を通じて軍縮と軍備管理を阻む近現代世界の本質的構造を解明することにある。第二次大戦以降、武器取引は急速に拡大し複雑化したが、その構造はすでに第一次大戦以前に形成されていた。その点を明らかにするために、われわれの研究プロジェクトでは武器移転という事象を、経済史・国際関係史・帝国史・軍事史などの多角的な視点から分析した。分析概念として武器移転を歴史研究の分野に適用したのは、わが国でも本研究プロジェクトが初めてである。年末の研究合宿(佐世保)や研究会(明大)での議論を踏まえて、横井勝彦編『軍縮と武器移転の世界史ー「軍縮下の軍拡」はなぜ起きたのかー』(日本経済評論社、2014年)を刊行することが出来た。本書には、本科研の共同研究メンバーの研究成果が集約されており、両大戦間期における国際軍縮会議の経緯とそこにおける諸列強の思惑、両大戦間期の「軍縮下における軍拡」の実態、さらには軍縮下の日本における軍拡の実態、以上をもっぱら経済史的な視点から実証的に分析した。本共同研究の課題は、総合的歴史研究を通じて、兵器の拡散防止と軍縮を阻む近現代世界の本質的構造を解明することにある。大量殺戮兵器の拡散阻止は冷戦後の安全保障上の最重要課題である。また、小型武器の拡散に関しても、武力紛争を長期化させて途上国の開発支援を阻む重大な問題として度々指摘されている。だが、軍縮・軍備管理は冷戦後に限った問題では決してない。これが本研究の基本的な視点である。第二次大戦以降、武器取引は急速に拡大し、複雑化したが、その構造は既に第一次大戦以前に形成されていた。兵器産業・武器移転史に関する我々の共同研究は、すでにその点を明確にしてきたが、その成果を踏まえて本研究は、経済史・国際関係史・帝国史・軍事史の多角的な視点から、両大戦間期における軍縮・軍備管理破綻の構造を総合的に検討する。そこでの成果の第1弾が上記の『『軍縮と武器移転の世界史』である。今後は、「武器移転の連鎖の構造』という視点から、より多角的・構造的な研究を展開していく予定である。2014(H26)年度は、社会経済史学会第83回全国大会(5月25日:同志社大学)において、「武器移転の連鎖・還流と道徳的な問い」というタイトルで、パネル・ディスカションを行った。司会:西牟田祐二、組織者・問題提起:小野塚知二、第1報告:高橋裕史「近世カトリック修道会の軍事活動と宗教倫理の有効性について」、第2報告:竹内真人「アフリカ武器貿易とブリュッセル会議(18891890年)、第3報告:高柳翔「英国銃器製造業を拠点とした国際武器移転の展開」、討論者者:鈴木淳、夏木碧、以上の構成で実施した。上記のパネルでは、兵器の生産・配備や軍事が一国に閉じた現象ではなく、多くの場合、それは武器移転をともなって生成しており、しかも武器移転は連鎖的・還流的な現象として現代に至っていることを強調した。また、武器移転に対する道徳的な問いについても歴史的な検討を加えた。これらの議論は、本科研共同研究の第1パートの成果を踏まえたものである。以上の議論を踏まえて、本科研共同研究の第2パートが、2015(H27)年度の社会経済史学会第84回全国大会(5月30日:早稲田大学)において、「両大戦間期航空機産業の世界的転回ー軍需・民需相互連関の視角からー」というタイトルで、パネル・ディスカッションを予定している。司会・組織者・問題提起:横井勝彦、第1報告:永岑三千輝「ヴェルサイユ体制下ドイツ航空機産業と秘密再軍備の実態」、第2報告:西牟田祐二「ドイツ航空機産業発展におけるアメリカ資本の役割」、第3報告:高田馨里「1930年代、パンアメリカン航空会社による国際民間航空商業の展開とアメリカ航空機産業」、第4報告:福士純「軍縮期のカナダにおける航空機産業」、以上の構成を予定しており、これらのパネルの成果の研究書としての刊行も計画している。本共同研究では、新たな視点として「武器移転の連鎖の構造」を設定した。これまで「送り手」と「受け手」の二国間(例えば日英間)だけで完結する閉ざされた事象として捉えてきた「武器移転」を、多角的な視点より連鎖的な事象(つまり、武器移転の「受け手」がやがては「送り手」に転化・拡散しうる連続過程)として浮彫にしていく。2014年度に刊行した横井勝彦編『軍縮と武器移転の世界史ー「軍縮下の軍拡」はなぜ起きたのかー』(日本経済評論社)では、対象時期を両大戦間期に限定し、「軍縮下の軍拡」を(1)補助艦艇での建艦競争、(2)非海軍戦力=空軍戦力への重点移行、(3)兵器の生産国と輸入国の拡散=武器移転の拡大という3つの要因を内包した時代概念として提示した。これを踏まえて、2015年度は上記の(2)と(3)を「世界航空機産業と航空戦力の転回」という視点から研究を深めて、新たな共著の刊行を計画している。具体的には、次のようなテーマのもとで研究を進めてきており、2016年秋には刊行の予定である。「日本における陸軍航空の形成」「日本海軍における航空機生産体制の形成と特徴」

「ヴェルサイユ体制下ドイツ航空機産業と秘密再軍備の実態」「ルフトハンザの東アジア進出と欧亜航空公司」「戦間期航空機産業の技術的背景と地政学的背景」「ドイツ航空機産業発展におけるアメリカ資本の役割」「ブラジルの軍・民航空における米独の競合」「戦前・戦後カナダ航空機産業の形成と発展」「戦後冷戦下のインドにおける航空機産業の自立化」、以上である。共同研究メンバーの課題設定と資料の蒐集状況は、当初の予定通りに進んでいる。すでに2014年3月には研究成果の第一次公開(共著の刊行)を済ませて、現在は2冊目の刊行に向けて、研究会と編集会議を重ねている。メンバー間で若干の足並みの乱れはあるものの、概ね順調に進んでいる。以上の研究成果の集約を踏まえて、海外研究者との研究学術交流も図ってきたが、この点では当初の目標に達していない。国際ワークショップは開催できたが、海外の研究所や国際学会での成果発表には至っていない、この点、早急に具体的な検討に入る予定である。本共同研究は、研究課題名の副題にあるように「武器移転の連鎖構造」に着目して、軍縮と軍備管理の歴史を多角的に分析してきた。2014年度には横井勝彦編『軍縮と武器移転の世界史ー「軍縮下の軍拡」はなぜ起きたのかー』(日本経済評論社)を刊行したが、その後、上記のテーマを航空機産業に限定して追求し、2016年度には横井編『航空機産業と航空戦力の世界的転回』(日本経済評論社)を出版することができた。本書では、軍民転用、武器移転、技術移転、兵器国産化などの視点より、航空機産業の世界的転回の実態とそこに通底する論理の解明を課題として掲げ、対象時期を両大戦間の軍縮期、再軍備期、第二次世界大戦期、さらには戦後の冷戦期にまで対象を広げて、日本、ドイツ、アメリカ、ブラジル、カナダ、インドの航空機産業がどのようなかたちで航空戦力の拡大と拡散をもたらしたのかを解明している。またその一方で、2016年度には軍縮と軍備管理の破綻の歴史に関しても榎本珠良編『国際政治史における軍縮と軍備管理』(日本経済評論社)を刊行して、これまでの共同研究の成果を発表することができた。19世紀以降には、兵器生産技術が飛躍的に発展したと同時に、兵器の生産や保有、移転などの規制が幾度となく試みられてきた。本書は、この時代の軍縮・軍備管理における武器移転規制と軍備の削減・制限の位置付けや関係性を考察し、過去の時代に関する研究が現代の政策論議に対して持ちうる意義を検討している。本研究の目的は、総合的歴史研究を通じて軍縮と軍備管理を阻む近現代世界の本質的構造を解明することにある。第二次大戦以降、武器取引は急速に拡大し複雑化したが、その構造はすでに第一次大戦以前に形成されていた。その点を明らかにするために、われわれの研究プロジェクトでは武器移転という事象を、経済史・国際関係史・帝国史・軍事史などの多角的な視点から分析した。分析概念として武器移転を歴史研究の分野に適用したのは、わが国でも本研究プロジェクトが初めてである。パネル報告(2014年度および2015年度、社会経済史学会全国大会)の実施、研究書(共著)の刊行(2012年度および2013年度、いずれも日本経済評論社より刊行)、国際ワークショップの開催(2014年秋、ロンドン大学およびジュネーブ国際研究学院より招聘)、兵器生産・武器移転史フォーラムの定期開催など、当初設定した課題はほぼ順調に達成してきており、2015年度にも研究成果の対外発信が多角的に見込まれている。学会でのパネル報告、学内での公開シンポジウムの開催、研究書の刊行、これらについては当初の研究計画通りに実施してきている。それを踏まえて、研究の国際化を推進していくために、海外研究者との学術交流の一層の拡大に努めていく。
ヒトFEN1のPCNA結合部位近傍に位置するフレキシブルなヒンジ領域の機能解析

Flap endonuclease 1(FEN1)は,二本鎖DNAから一本鎖DNAが枝分かれしたブランチ構造(5'flapDNA)を特異的に認識するエンドヌクレアーゼである.FEN1は,DNA複製およびDNA修復において,重要な役割を果たす酵素として知られている.FEN1のヌクレアーゼ活性は,増殖細胞核抗原(Proliferating Cell Nuclear Antigen;PCNA)との相互作用により大きく促進される.ヒトFEN1/PCNA複合体のX線構造解析の結果,FEN1のヌクレアーゼドメインとPCNA結合領域をつなぐアミノ酸配列(-QGST-)がフレキシブルなヒンジ領域がPCNAによるFEN1のヌクレアーゼ活性の促進に関与していることが示唆された.本研究では,このFEN1ヒンジ領域をターゲットにしたタンパク質工学の実験を進め,5'-flap DNA/PCNA/FEN13つの生体高分子間で起こる相互作用を解析した.その結果,以下に示す1.3.のことが明らかとなった.1.ヒンジ領域にフレキシブルな構造をとる-Gly-Ser-で構成される鎖長4(-GSGS-)から10(-GSGSGSGSGS-)残基の配列を導入した数種のFEN1変異体を用いた解析から,各FEN1変異体単独ではそのヌクレアーゼ活性に差は認められなかったものの,PCNAの存在下ではヒンジ鎖長が重要であることが示された.2.PCNAのリング構造の内側に存在する酸性残基Asp21やGlul7をAlaや塩基性残基のLysに変えた変異体では,ヌクレアーゼ活性はヒンジ鎖長に影響されないことがわかった.3.すなわち,D21APCNAは,5'-flap DNA基質上でPCNAが比較的自由な位置を取ることにより,活性型の3者複合体を形成する可能性が示唆された.Flap endonuclease 1(FEN1)は,二本鎖DNAから一本鎖DNAが枝分かれしたブランチ構造(5'flapDNA)を特異的に認識するエンドヌクレアーゼである.FEN1は,DNA複製およびDNA修復において,重要な役割を果たす酵素として知られている.FEN1のヌクレアーゼ活性は,増殖細胞核抗原(Proliferating Cell Nuclear Antigen;PCNA)との相互作用により大きく促進される.ヒトFEN1/PCNA複合体のX線構造解析の結果,FEN1のヌクレアーゼドメインとPCNA結合領域をつなぐアミノ酸配列(-QGST-)がフレキシブルなヒンジ領域がPCNAによるFEN1のヌクレアーゼ活性の促進に関与していることが示唆された.本研究では,このFEN1ヒンジ領域をターゲットにしたタンパク質工学の実験を進め,5'-flap DNA/PCNA/FEN13つの生体高分子間で起こる相互作用を解析した.その結果,以下に示す1.3.のことが明らかとなった.1.ヒンジ領域にフレキシブルな構造をとる-Gly-Ser-で構成される鎖長4(-GSGS-)から10(-GSGSGSGSGS-)残基の配列を導入した数種のFEN1変異体を用いた解析から,各FEN1変異体単独ではそのヌクレアーゼ活性に差は認められなかったものの,PCNAの存在下ではヒンジ鎖長が重要であることが示された.2.PCNAのリング構造の内側に存在する酸性残基Asp21やGlul7をAlaや塩基性残基のLysに変えた変異体では,ヌクレアーゼ活性はヒンジ鎖長に影響されないことがわかった.3.すなわち,D21APCNAは,5'-flap DNA基質上でPCNAが比較的自由な位置を取ることにより,活性型の3者複合体を形成する可能性が示唆された.平成18年度には,以下の〔1〕〔4〕のことを行った.〔1〕ヒトFEN1のヌクレアーゼドメインとPCNA結合領域の間に見出されたヒンジ領域(-Gln333-Gly334-Ser335-Thr336-)に注目し,小さな側鎖をもつアミノ酸残基,GlyならびにSerを用いて,ヒンジ領域の長さを4,6,8,10残基と長くした4種類の変換体を作製した.大腸菌のシステムを利用して,遺伝子組換えタンパク質として大量発現させ,これまでに確立した方法(アフィニティー,イオン交換,ゲルろ過カラムクロマトグラフィーの順)により高純度に精製した.〔2〕FITCラベルされた5' flap DNAを基質として,ヒトPCNAの存在下ならびに非存在下で,各変換体のヌクレアーゼ活性を行い,PCNAによるヌクレアーゼ活性の促進効果を測定し,ヒンジ鎖長による影響を解析した.〔3〕これまでの研究で,ヒンジ領域に変異を導入することにより,ヒトPCNA存在下で,ヌクレアーゼ活性のNaCl濃度依存性が見られることから,上記変換体に関して,NaCl濃度に対するヌクレアーゼ活性等の特性を調べた.現在,〔2〕および〔3〕のデータを基にヒンジ領域の機能解析を進めている.〔4〕5' flap DNA上でヒトPCNAと各種FEN1変換体との直接結合(3者複合体の形成)を解析するため,蛍光相互相関分光法の利用する.Atto655(赤色)で蛍光ラベル化した5' flap DNAの調製,ならびに,FEN1のC末端側に化学発光タンパク質GFP(Green Fluorescent Protein;緑色)を結合させた融合タンパク質の調製した.

融合タンパク質の調製方法は,〔1〕同様に行うが,この際にFEN1による5' flap DNAの切断を避けるため,触媒部位に存在し切断反応に関与するAsp181残基をAlaに変換し,ヌクレアーゼ活性を欠失させたタンパク質を調製した.蛍光相互相関分光法の測定は,予備実験で決められた条件に従って行っている.現在,NaCl濃度を変化させて,5' flap DNA/PCNA/FEN1の3者複合体形成の解析を進めている.Fla endonuclease1(FEN1)は、二本鎖DNAから一本鎖DNAが枝分かれしたブランチ構造(5'flapDNA)を特異的に認識するエンドヌクレアーゼである。FEN1は、DNA複製およびDNA修復において非常な役割を果たす重要な酵素として知られている。FEN1のヌクレアーゼ活性は、増殖細胞核抗原(Proliferating Cell Nuclear Antigen;PCNA)との相互作用により大きく促進される。ヒトFEN1/PCNA複合体のX線構造解析の結果、FEN1のヌクレアーゼドメインとPCNA結合領域をつなぐアミノ酸配列(-QGST-)がフレキシブルなヒンジ領域がPCNAによるFEN1のヌクレアーゼ活性の促進に関与していることが示唆された、本研究ではタンパク質工学の手法により5'flap DNA/PCNA/FEN1における相互作用を解析した。平成19年度には、以下の〔1〕〔4〕のことが明らかとなった。(1)FEN1/PCNA/5'-flap DNAの複合体形成により促進されるヌクレアーゼ反応では、FEN1のヒンジ鎖長が活性に重要であることが明らかにされた。(2)PCNAのリングの内側にある酸性アミノ酸残基であるAsp21をAlaに変化させると、5'-flap DNA基質上で機能するPCNAとの親和性を増大させ、FEN1/PCNA/5'-flap DNAからなる3者複合体の形成が大幅に促進され、PCNAによるFEN1ヌクレアーゼ活性の促進効果の増大が見られた。(3)D21APCNA変異体の存在下では、ヒンジ鎖長を伸長させたFEN1変異体(GS3GS5)においてもヌクレアーゼ活性の促進効果が認められた。このことより、D21APCNAは5'-flap DNA基質上でPCNAが比較的自由な位置を取ることにより、ON型の3者複合体を形成する可能性が示唆された。
震源から一貫して捉えた地震動・津波による重要生産・社会基盤構造物の複合応答評価法

理論的方法を用いて震源から構造物系を3次元非線形系とした厳密な定式化を行い、この定式化に従って、地震動による構造物被害状態を初期条件とする3次元津波構造物応答挙動が評価できる「震源から一貫して捉えた地震動と津波による地盤・基礎・構造物系の3次元非線形複合応答評価法」を開発した。重要生産・社会基盤構造物として橋梁と貯蔵タンクに本研究の評価法を適用し、地震動と津波による構造物被害発生過程を定量的に調べた。その結果、橋梁では地震動による被害は無く津波波力と桁内に閉じ込められた空気圧で桁の流出や橋脚被害が発生すること、貯蔵タンクでは地震動で被害が生じその後の津波で被害が拡大することを解明した。本研究では、理論的方法を用いて震源から構造物応答系を3次元非線形系とした厳密な定式化を行い、この定式化に従って、地震動による構造物被害状態を初期条件とする3次元津波構造物応答挙動を評価する「震源から一貫して捉えた地震動と津波による地盤・基礎・構造物系の3次元非線形複合応答評価法」を開発する。そして、重要生産・社会基盤構造物に本研究の評価法を適用し、地震動と津波による構造物被害発生過程の評価等、従来の耐震設計で考慮されて来なかった津波の影響を評価し、現行の重要生産・社会基盤構造物の津波を考慮した耐震・耐津波対策法や現行の耐震設計の改良手順と方法を提案することを目的とする。26年度には、震源から橋梁と燃料タンクに至る地震動と津波の近似3次元非線形複合応答解析法を用いて、東日本大震災で被災した橋梁の被害状況を再現し、橋梁周辺地形に大きく影響される津波波力等の影響が大きかったことを示した。重要生産施設内の円筒形タンクと球形タンクの地震動と津波の近似3次元非線形複合応答解析を実施し、タンク類では、地震による被害が発生し、その後の津波波力による応答挙動が、地震動による応答を考えない津波のみ応答挙動が大きく変わることを明らかにした。例えば、現状の球形タンクでは、支柱により球形タンクは地面から23m高いところで支えられており、津波が作用する領域が小さくなり、津波波力のみでは安全と判定されるものの、津波の前に作用する地震動により球形タンク支柱が損傷し、タンクが地面に接する状況が起こり、その後の津波で流出する現象がシミュレーションから明らかになった。震源断層破壊伝播モデルと2次元非線形長波理論により沿岸域までの津波波高と流速ベクトルを計算し、これと沿岸域から構造物を含む陸域の津波計算を組み合わせる広域3次元津波計算法を提案した。この津波計算法により、震源特性、津波伝播特性、陸域の構造物条件によって3次元的に変わる津波の高さ、津波速度ベクトル、構造物への津波波力の時空間分布が初めて見えるようになった。特に、市街地における道路と建物により津波の特性が大きく変わることがわかった。また、この方法を生産工場に適用し、工場の詳細な地形や構造施設を3次元的にモデル化し、既存の生産工場の津波浸水域とその津波シミュレーション結果の動画を技術者と見ながら対策案を出し会い、その対策案を考慮した3次元津波シミュレーションを実施し、最適な対策案を提案した。円筒・球形燃料タンクに地震動を作用させ、地盤とタンクの非線形動的相互作用を考慮した3次元非線形地震応答解析により、地震動による被害状況を評価し、その被害状態を初期条件としたタンクに津波波力を作用させて、3次元非線形津波応答挙動を計算する方法を提案した。試算例として円筒燃料タンクと球形燃料タンク、および縦横比の異なるこれら燃料タンク群を有する工場を想定し、地震動と津波による複合応答挙動を調べ、被害状況を、地震動のみの場合、津波のみの場合、地震動と津波の複合応答の場合の3つのケースの被害状況の違いを明らかにした。タンクの設置状態や縦横比によって地震動のみで被害が出てしまう場合、や地震動では無被害であるが、その後の津波による被害が生じるケース、さらに地震動と津波の複合応答により、被害が拡大するケース等を定量的に評価することができた。昨年度は橋梁を対象に地震動と津波の複合応答を調べた。その結果、橋梁に対しては地震動の影響よりも津波波力のほうが圧倒的に大きいことが分かったので、本年度予定の橋梁に関しての地震動と津波の複合応答に関する試算例を省略し、当初の計画から除外したため、上記の評価とした。震源断層・地盤モデルから「震源から構造物基礎部の地震動計算法」と「震源から構造物を含む陸域の広域3次元津波計算法」を開発しこの2つの計算法を使って、(1)河口域の橋梁(2)沿岸部の生産施設(3)港・空港を含む宮崎市市街地、の地震動と津波の複合応答挙動を調べた。本研究で開発した地震動と津波計算法では、震源や地震動・津波伝播と構造物特性によって構造物応答挙動が複雑に変わる現象を取り扱うことが可能となった。特に陸域の構造物を考慮した3次元的津波浸水挙動と津波波力の動画により市民、生産施設の経営者・技術者が津波来襲時に我が町・工場の弱点がわかり、対策案が出やすくなる。橋梁では、東日本大震災で流出した橋梁の再現解析から、回転して支承ボルトが抜け出す橋やI桁橋内に空気が閉じ込められその鉛直空気力で桁が持ち上げられる橋、堤防や河川床の地形が波力に影響し、地震動被害はなく津波被害が出やすいことを明らかにした。貯蔵タンクと製鉄施設を対象に地震動・津波複合応答挙動を調べた。タンク形状で地震動と津波の影響が異なり地震動被害が出やすく津波で流出することがわかった。広域3次元津波動画で工場の弱点を見つけ

浸水路対策を取り入れた計算から工場の地震・津波安全性と効果的対策の計算例を示した。市街地広域3次元津波計算から道路や滑走路が浸水路となることを示し、構造物配置で浸水域や波力軽減が探れることがわかった。最終年度では、これまでの結果から地震動と津波の複合で被害が拡大する貯蔵タンクの地震・津波対策として、1本ケーブルの係留法を計算と実験で確かめた。地震動と津波でタンク浮き上がっても流出が防げることを確かめた。計算法の検証として熊本地震の橋梁被害を再現した。本研究で開発した地震動と津波の3次元計算法と3次元構造物計算法により任意の地震と施設条件で地震動・津波の複合応答より対策案の定量的評価が可能となる。理論的方法を用いて震源から構造物系を3次元非線形系とした厳密な定式化を行い、この定式化に従って、地震動による構造物被害状態を初期条件とする3次元津波構造物応答挙動が評価できる「震源から一貫して捉えた地震動と津波による地盤・基礎・構造物系の3次元非線形複合応答評価法」を開発した。重要生産・社会基盤構造物として橋梁と貯蔵タンクに本研究の評価法を適用し、地震動と津波による構造物被害発生過程を定量的に調べた。その結果、橋梁では地震動による被害は無く津波波力と桁内に閉じ込められた空気圧で桁の流出や橋脚被害が発生すること、貯蔵タンクでは地震動で被害が生じその後の津波で被害が拡大することを解明した。「震源から一貫して捉えた地震動と津波による地盤・基礎・構造物系の3次元非線形複合応答評価法」を開発することが本研究の重要な目的の一つであり、震源から構造物に至る広域の3次元地震動と3次元津波波形の厳密な解析法と、これまでに研究代表者らが開発してきた2次元と3次元を組み合わせた近似3次元津波波形計算法を比較し、その近似計算法の精度や限界を明確化しなけれなならない課題が残されている。この比較計算に時間を取っているため、おおむね順調と判断した。最終年度には、燃料タンクを対象とした地震動と津波による複合応答解析により、対策案を提案する。共同研究者菅付紘一の博士論文地震工学本年度の研究で、地震動と津波による構造物の複合応答特性の特徴が定量的につかめてきたため、さらに、対策案等に有益な資料を作成する。本年度の継続として、震源から構造物に至る広域の3次元地震動と3次元津波波形の厳密な解析法と、これまでに研究代表者らが開発してきた2次元と3次元を組み合わせた近似3次元津波波形計算法を比較し、その近似計算法の精度や限界を明確化する。
超精細画像による博物館資料の高度比較表示方式の研究

歴史資料の研究と展示において有用な非常に高精細な画像を適用した資料間の比較表示法の高度化を図った。同一題材が位置関係を変えて描かれている屏風などにおいて、同じ対象を比較できるよう表示するため、対応する領域と非対応領域に分け、前者ではその内部にさらに対応点を取って連動する方法を実現した。企画展示で公開し有用性を確認した。紙の両面に文字が記されている巻物資料の表裏の比較において、資料のたわみに起因する表裏の画像のずれを補正するための対応点の取り方とその必要数を明らかにした。博物館資料の非常に高精細な画像を適用した展示や資料の調査研究のための画像閲覧において重要な手段となる資料間の比較表示に関し、これまでの研究で実現してきた比較対象をさらに拡大する高度で利用者にとって自然で分かりやすい比較表示方式を確立することを目的として、対応関係が不連続な資料館の比較表示と、横長資料である紙背文書の表裏の比較表示について検討を進めた。(1)対応関係が不連続な資料間の比較表示:同一題材を描いた絵画資料では、描からた対象の位置関係が異なることが多い。同じ対象を比較するよう連動した表示を行おうとすると、対応関係が不連続な状況での表示を実現する必要がある。対応間怪我ある領域とない領域に分け、前者では小領域での線形性を仮定した連動を行い、後者では、連動を停止する方法を実現した。これを国立歴史民俗博物館の企画展示『洛中洛外図屏風と風俗が』(2012年35月)において、洛中洛外図屏風の歴博甲本と乙本の比較表示として公開した。3点以上の資料の同時比較に関し、資料の組み合わせにより、同一の対応点がとれないという現実的な問題とし、対応点を補完し統合する方法を提案した。動作確認のための実装を行った。(2)横長資料の比較表示:紙背文書である正倉院文書を以前の並びに仮想的に再構成し表裏を比較表示するための前段階として、画像上の文書領域を、エッジ検出とその射影を基本とし、文書の表裏同時に処理することで、半自動で実用的な精度で抽出する方法を検討した。(1)および(2)のの成果を、学会の研究会において発表した。博物館資料の非常に高精細な画像を適用した展示や資料の調査研究のための画像閲覧において、重要な手段となる資料間の比較表示に関し、これまでの研究で実現してきた比較対象をさらに拡大することを目的に、最終年度として、残された課題である横長の紙背文書ー具体的には正倉院文書ーの表裏の比較表示について検討を進めた。当初計画した配列画像による表裏の比較を実施したところ、適切とは言えない動作が見られたため、一巻毎の比較表示に立ち戻り詳細な検討をおこなった。(1)横長の紙背文書の表裏の比較において、原資料のたわみに起因して表裏の画像にズレが生じ、表示誤差となる。これを補正するための対応点を、文書の上辺と下辺に対で取る必要があることを見出した。さらに、文書の縦方向の位置で誤差が異なること、表を基準にした裏の誤差と裏を基準にした表の誤差が異なること、並びに、対応点対を追加すると誤差が増えることがあるとの複雑な振舞をすることが明らかとなった。これらを勘案して評価を行い、対応点を7対取れば8割の資料の最大表示誤差を5%以下にできることを明らかにした。(2)透過光と通常の反射光による文書画像の比較において、両画像に撮影時の微妙な角度の差があることから、透過度を替えた重畳比較より、普通の比較表示が適していることを確認した。(3)正倉院文書を元あった並びに仮想的に再構成し、表裏を比較表示するための前段階として必要な料紙と繋紙の領域の切り分けを、色相に基づいて行う方法について、料紙に対応する赤のピークと繋紙に対応する蒼のピークの値から閾値を動的に定める方法が固定の方法より切り分けの精度を高められることを明らかにした。以上の成果を、学会の大会および研究会において発表した。博物館資料の非常に高精細な画像を適用した展示や資料の調査研究のための画像閲覧において、重要な手段となる資料間の比較表示に関し、これまでの研究で実現してきた比較対象をさらに拡大する高度で利用者にとって自然で分かりやすい比較表示方式を確立することを目的として、対応関係が不連続な資料間の比較表示と、横長資料である紙背文書の表裏の比較表示について検討を進めた。(1)対応関係が不連続な資料間の比較表示:屏風など同一題材を描いた絵画資料では、描からた対象の位置関係が異なるものがある。この同一の対象を比較表示するために平成23年度に実現した対応関係が不連続な資料間の比較表示方法を、洛中洛外図屏風歴博甲本と乙本に適用し、国立歴史民俗博物館の企画展示「洛中洛外図屏風と風俗画」(2012年35月)において公開した。