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ＣＭ２の塩素イオンチャネル活性はＣ型インフルエンザウイルスの増殖を制御するか？

本研究の目的は、C型インフルエンザウイルスの第二の膜蛋白CM2がウイルス増殖にどのように関与するのか、特にCM2のもつイオンチャネル活性との関連性を明らかにすることである。そのために糖鎖付加を欠くCM2、量体形成能を欠くCM2、または膜貫通領域をHEFの同領域に置換したCM2、のそれぞれを有する3種類の組換えC型ウイルスを作製した。その結果CM2はゲノムの取り込みpackagingと脱殻uncoatingに関与することを示す知見を得た。イオンチャネル活性との関連性は解決されるべく課題として残されているが、CM2はC型インフルエンザウイルスの重要な病原因子であることが明らかになった。C型インフルエンザウイルスの第二の膜蛋白質CM2は、115個のアミノ酸から成るIII型の膜蛋白質である。C型インフルエンザウイルス様粒子(VLP)を用いた研究で、CM2はpackagingとuncoatingの過程に関与することが明らかとなった。本研究の目的は、この事実を組換えC型インフルエンザウイルスを用いて証明すること、および、CM2のもつイオンチャネル活性と上記の過程の関連を明らかにすることである。まず、CM2の翻訳後修飾部位に着目し翻訳後修飾を欠くCM2をもつ組換えウイルスを解析した。パルミチン酸化を欠く組換えC型ウイルス(名称:rC65A)は野生型と同様の増殖能を示した。一方、糖鎖付加部位を欠損した組換えC型ウイルス(名称:rN11A)の増殖能は野生型よりも劣っていた。またrN11A粒子とその感染細胞の解析で、CM2はpackagingとuncoatingの両過程に関与することを証明した(以上のデータは公表済)。CM2は細胞膜表面で4量体を形成し、イオンチャネル活性を有するようになる。CM2の膜貫通領域がイオンの通り道を形成するためである。すなわち量体形成ができないCM2はイオンチャネル活性を失うものと考えられる。そこで本年度は、量体形成に関与する細胞外領域の3つのシステイン残基の全てを変異させたCM2(名称CM2-C1620A)をもつ組換えC型ウイルスを作製し、解析した。C型インフルエンザウイルスの第二の膜タンパク質CM2は1994年に同定された。CM2を欠損させた組換えウイルスは回収できなかったことから、CM2はウイルスの増殖に必須であることが考えられた。しかしCM2のウイルス増殖における役割は不明であった。CM2を欠損したウイルス様粒子の解析結果から、CM2は粒子の形成や産生量には影響を与えないが、ウイルスゲノムの粒子中へのpackagingと粒子のuncoatingに関与することが強く示唆された。しかしこれらの知見は、レポーター遺伝子をゲノムとして持つウイルス様粒子とその感染細胞の解析結果に基づき得られたものであるため、感染性粒子を用いてそのことを証明することが必要であった。上述のようにCM2を欠損させた組換えC型ウイルスは回収できないことから、本研究ではCM2の翻訳後修飾部位に着目した。CM2は翻訳後、以下の4つの修飾を受ける:糖鎖の付加、量体形成、リン酸化、パルミチン酸化。本研究では、まず糖鎖付加を欠くCM2をもつ組換えC型ウイルスの作製と解析を行い、下記のようにおおむね順調に目的を達成できた。C型インフルエンザウイルスの第二の膜蛋白質CM2は、115個のアミノ酸から成る膜蛋白質である。ウイルス様粒子を用いた研究でCM2はゲノムの取り込みpackagingと脱殻uncoatingに関与することが明らかにされた。本研究の目的は、組換えC型インフルエンザウイルスを用いてこのことを証明し、さらにCM2のもつイオンチャネル活性がこれらの過程に関与するか否かを明らかにすることである。平成24年度と25年度に行なったCM2の翻訳後修飾部位を変異させた組換えC型ウイルスの解析で、CM2がpackagingとuncoatingに関与することが明らかとなった。第1の目的が達成されたことになる。平成26年度は、第2の目的を達成するために、組換えC型ウイルスC1620Aを作製した。C1620Aの増殖能は野生型ウイルスより10倍劣っていた。しかし、ウイルス感染細胞表面での変異蛋白CM2-C1620Aの発現量が野生型CM2より減少していたため、この発現量の低下が非効率的なC1620Aウイルスの増殖に影響した可能性が考えられた。さらに組換えC型ウイルスCHCを作製した。CHCは、CM2のイオンチャネル活性を担う膜貫通領域をウイルスのHEF糖蛋白の膜貫通領域に置換したウイルスである。CHCウイルスの増殖能は野生型ウイルスより10倍劣っていた。しかし、1) CHCウイルスのM遺伝子のsplicing効率が低下し、感染細胞内で大量の変異CM2が合成されていた、2) 1)の結果として大量の変異CM2がウイルス粒子に取り込まれており、粒子の形態も野生型とは大きく異なる多形性を呈していた。

このように、M遺伝子のsplicingを担う領域の候補が明らかになった。今後はCM2のチャネル活性を担うアミノ酸やCM2のチャネル活性を阻害する化合物を明らかにする必要があると考えられる。ウイルス学115個のアミノ酸から成るCM2の細胞外領域は、N端の23個のアミノ酸である。その1,6,20位にあるシステインがCM2の量体形成に関与する。本研究では、これらのすべてをアラニンに変異させたCM2をもつ組換えC型ウイルス(rCM2-C1620A)を作製し、解析した。細胞表面での変異蛋白CM2-C1620Aの発現量は野生型CM2のほぼ10%であった。また細胞内およびウイルス粒子内でCM2-C1620Aの2量体形成はみられたが4量体は検出限界以下であった。CM2の量体形成はCM2自身の効率の良い細胞内輸送に必要であることを示す。変異蛋白CM2-C1620AをもつVLPを作製した。VLP内のゲノム量は野生型の30%程度であり、VLP感染細胞でのレポーター遺伝子の発現量も低下していた。これらのことから、CM2の量体形成は効率の良いウイルス増殖に必要とされること、CM2の量体形成がpackagingとuncoatingに関与することが明らかとなった。CM2は115個のアミノ酸から成るIII型の膜糖タンパク質であり、翻訳後、11位のアスパラギン残基に糖鎖が付加される(N-glycosylation)。本年度はN-glycosylationを欠く組換えウイルスの作製を試み、以下の知見を得、学術論文として公表した(Virology, 433, 167-175, 2012)。CM2の11位のAsnをAlaに置換すべく、ウイルスのM遺伝子に変異を導入したcDNAを作製し、これをPol Iプラスミドにクローニングした。これを組換えC型ウイルスの作製に必要な15種類のプラスミドと共に293T細胞にトランスフェクションし、培養上清から組換えウイルス(rN11A)を回収した。rN11Aの増殖能は親ウイルス(rWT)より10倍劣っていた。またrT13Aウイルス(糖鎖付加のためのコンセンサス配列を欠くCM2をもつウイルス)の増殖能もrWTより10倍劣っていた。このことから導入した変異ではなく、糖鎖の欠失がウイルスの増殖に影響を及ぼしていることが明らかになった。rN11A感染細胞と一段階増殖させたrN11A粒子中のウイルス遺伝子とタンパクの発現を解析し、rWTと比較した。しかし有意差のある結果は得られなかった。そこで糖鎖を欠くCM2をもつウイルス様粒子(N11A-VLP)を作製し野生型ウイルス様粒子と比較した。その結果、N11A-VLP中の遺伝子量は野生型VLPの13%であり、またN11A-VLP感染細胞においてuncoatingしたウイルスゲノムが核に輸送される効率が劣っていた。これらのことからCM2のN-glycosylationがpackagingとuncoatingに関与することが明らかとなった。
子どもの心と体を育てるための伝統的食生活の今日的役割に関する研究-日韓比較調査-

日韓両国は各々の長い歴史の中で独自の食スタイルを構築してきたが、共に食の欧米化が急速に進み、食の継承が困難な時代に入った。食べることに重きを置かなくても生きていける社会の実現は、特に食を通して子どもの心と体を作ることの重要性を忘れさせる。そこで日韓両国の食生活や食継承の実態を調査し、子どもの健全な育ちを支える食管理能力の育成や今後の望ましい食の継承方法について検討した。日韓共通の調査票を作成し、平成16年10月から12月にかけてアンケート調査を、平成17年に学校給食の調査を実施した。アンケートでは(1)生活状況・食生活状況、(2)箸の持ち方や食マナーなど食育や食行動、(3)伝統食の継承について質問した。対象者は日本は関西地区の男女大学生420人、韓国はソウル市の男女大学生388人であった。両国を比べると韓国は1日に3食食べる者が少なく、不満要因の一番に朝食の欠食が挙がっていた。魚は日本に、果物は韓国に多く摂られていたが、飯、大豆、野菜はほぼ同程度で、食生活に対する満足度点(自己評価で10点満点)の平均は日本6.3点、韓国6.4点で違いは見られなかった。箸使い等の食事マナーの評価点は韓国の方が、適正な食事のとり方は日本の方が有意に高かったが、それらについては両国ともに8割の者が両親から教わったと答えた。食育を積極的に進めるべきであると答えた者は両国ともに90%あるが、今後の食育の担当場所を学校と答える者が韓国に有意に多かった。(3)の伝統食の継承度、学校給食に対する家庭の関心度は韓国の方が上回っていた。しかし、家庭内の縦の継承機能の低下が窺われ、今後は両国共に地域社会や学校を中心とする横のつながりを強め、心を育む食継承のあり方をよりグローバルな視点から考えていかねばならないと考える。日本と韓国の調査協力者とともに日韓共通の調査票を作成し、平成16年10月から12月にかけて日韓同時にアンケート調査を実施した。アンケートの内容は、(1)生活状況・食生活状況を問うもの15項目、(2)箸の持ち方や食マナーなど食育や食行動を問うもの12項目、(3)伝統食の継承に関する質問7項目であった。(3)については日韓で食されてきた料理が異なるので、それぞれの国において代表されると考えられる料理を取り上げた。調査対象者は、日本では関西地区の男子大学生153人、女子大学生267人、韓国ではソウル市の男子大学生190人、女子大学生198人であった。韓国は自宅生が84%あったが、日本は61%と少なく、自分で調理する者が30%あった。日本では74%の者が1日に3食食べるのに対し、韓国は45%と低く、韓国学生の不満要因の一番に朝食の欠食が挙がっていた。魚は日本に、果物は韓国に多く摂られていたが、飯、大豆、野菜はほぼ同程度であり、食生活に対する満足度点(自己評価で10点満点)の平均は、日本6.3点、韓国6.4と両国に違いは見られなかった。箸使い等の食事マナーについての評価点は韓国の方が、適正な食事の取り方についての評価点は日本の方が有意に高かったが、それらについては両国ともに8割の者が両親から教わったと答えた。食育を積極的に進めるべきであると答えた者は両国ともに93%あったが、今後の食育の担当場所を学校と答える者が、日本では韓国に比べ有意に多く、日本での家庭教育機能の低下が伺われた。(3)の伝統食の継承に関する質問をはじめ詳細な解析については現在継続中である。

しかし、家庭内の縦の継承機能の低下が窺われ、今後は両国共に地域社会や学校を中心とする横のつながりを強め、心を育む食継承のあり方をよりグローバルな視点から考えていかねばならないと考える。
母関数を用いた宇宙機の非線形軌道最適化問題の効率解法

ハミルトンヤコビ理論を用いた宇宙機の非線形軌道最適化理論を提案した.提案手法はチェビシェフ多項式を用いたガラーキンスペクトル法と逐次近似法に基づき,ハミルトンヤコビ方程式の解を求めるものである.非線形性や高次の摂動項まで考慮したダイナミクスに対しても近似的に解析解を求める手法を構築することで,従来の軌道最適化問題へのアプローチとはまったく異なる解法を提示した.ハミルトンヤコビ理論を用いた宇宙機の非線形軌道最適化理論を提案した.提案手法はチェビシェフ多項式を用いたガラーキンスペクトル法と逐次近似法に基づき,ハミルトンヤコビ方程式の解を求めるものである.非線形性や高次の摂動項まで考慮したダイナミクスに対しても近似的に解析解を求める手法を構築することで,従来の軌道最適化問題へのアプローチとはまったく異なる解法を提示した.宇宙機の軌道近傍の複数のデブリやPHA(地球接近小惑星)を観測するミッションを考えた場合、一台の宇宙機で複数の軌道上をまわるほうが経済的である。宇宙機の軌道近傍には複数のデブリや小惑星が存在すると考えられるが、これまでの軌道制御の研究では、一台の宇宙機による複数の軌道へのフライバイを扱う研究例は少ない。この問題は、膨大な数の対象の中から、どの対象に、いつ、どのように行くかを決定する複雑な最適化問題である。本研究では、母関数を用いたインパルス制御による宇宙機の非線形軌道最適化のアルゴリズムと複数フライバイ問題の新しい解法を提案した。宇宙機の運動は変分原理によりハミルトン系と呼ばれる運動方程式により記述される。ハミルトン系の構造を保つ座標変換は正準変換と呼ばれ、Hamilton-Jacobi方程式と呼ばれる偏微分方程式により特徴づけられる。近年Scheeresらにより提案された軌道最適化理論では、直接、最適解を求めるのではなく、正準変換の理論を用いて、最適化問題の解を生成する母関数を求める。そうすることにより、必要な制御量が、初期位置、目標位置および時刻をパラメータとする関数として得られる。つまり、対象とするハミルトン系の母関数を一度求めておけば、あとは各問題で異なる初期条件等のパラメータを代入するだけで解を得ることができる。このため本研究では、母関数を得るための具体的なアルゴリズムとして、Chebyshev多項式を用いたHamilton-Jacobi方程式の近似計算法を提案し、より広い範囲での解が得られることを示し、数値シミュレーションにより提案手法の有効性を確認した。さらに、母関数を用いることにより、解析的にインパルス制御による複数フライバイの総速度変化量を表すことができることに着目したアルゴリズムを提案した。昨年度に行ったインパルス入力を用いたフライバイ問題(Lambert問題)の近似計算法を発展させ,連続な制御入力を加味した運動方程式に対する軌道最適化問題を扱った.Pontryaginの最大原理から,最適制御問題は,随伴ベクトルと呼ばれる新たな変数を含めた系に対するハミルトン形式として表される.このため,連続な制御入力を加味した最適制御問題はLambert問題と同様に扱うことができる.このため,昨年度構築した,母関数の構築アルゴリズムを適用し,さまざまな評価関数に対する母関数の近似解を構成した.得られた母関数が生成する最適軌道と,線形化した問題に対して得られる解析解の比較を行い,評価関数と非線形性の及ぼす影響について考察を行った.さらに,連続推力を用いる場合,非線形モデル化誤差や外乱に対するロバスト性を考慮するためにH無限大ノルムを評価指標とした母関数についても考察を行い,数値シミュレーションにより有効性を確認した.次に母関数を利用することにより,連続推力による複数対象へのランデブーの際のエネルギー消費最小化問題をシークエンス全体としての最適化問題として効率よく解く方法を提案した.近似計算の手法として,昨年度は母関数のみたすHamilton-Jacobi方程式の解法として,重みつき残差法のひとつであるガラーキン・スペクトル法を用い,チェビシェフ多項式による近似解の構成法の検討を進めてきた.本年度は,スペクトル法の一つであるコロケーション法とチェビシェフ多項式や他の直交多項式系を用いた解法についても検討を行い,計算量,精度などの面で比較を行い,より大域的な母関数を構築ツールとして有効であることを確認した.
統一理論にもとづく宇宙初期現象の解明

宇宙で起こる物理現象を基礎法則に従い理解しようとするとき,場の理論にもとづく素過程が周りの宇宙環境でどのように変更を受けるかが問題となる.従来宇宙論でよく採用されていた方法は,S-行列要素から崩壊率や反応率を求めてこれを熱的環境下で始状態と終状態の粒子分布で平均化するものであった.しかし,この方法では有限時間での量子性が十分に考慮されておらず,低温での緩和過程の扱いが正しくない.この研究では,経路積分に基づくFeynman-Vernon理論を発展させて,宇宙環境中での粒子数,および粒子占拠数に対する発展方程式を導いた.これは,従来は質量殻上のみの寄与を含む場合に,ボルツマン方程式として知られていたものであるが,本研究により質量殻外からの寄与を含み,量子力学効果を正しく取入れたより一般な結果が得られた.2体→2体の対生成と対消滅過程に対する場の理論模型をハートリー近似でガウス型にして無矛盾に解く方法を開発した.この基礎理論をもとにバリオン非対称の時間発展,ダークマター候補となりえる安定粒子の凍結過程の詳細な理論計算を行い,種々の新しい成果をえた.結果で重要なことは,温度が重い粒子の質量の1/10以下になるとき,ボルツマン因子e^<-M/T>による温度依存性が温度のべきに変ることである.ダークマター問題への影響はきわめて大きく,1GeVを大幅にこえる安定粒子は残存量が大きすぎて排除される可能性が高い.宇宙で起こる物理現象を基礎法則に従い理解しようとするとき,場の理論にもとづく素過程が周りの宇宙環境でどのように変更を受けるかが問題となる.従来宇宙論でよく採用されていた方法は,S-行列要素から崩壊率や反応率を求めてこれを熱的環境下で始状態と終状態の粒子分布で平均化するものであった.しかし,この方法では有限時間での量子性が十分に考慮されておらず,低温での緩和過程の扱いが正しくない.この研究では,経路積分に基づくFeynman-Vernon理論を発展させて,宇宙環境中での粒子数,および粒子占拠数に対する発展方程式を導いた.これは,従来は質量殻上のみの寄与を含む場合に,ボルツマン方程式として知られていたものであるが,本研究により質量殻外からの寄与を含み,量子力学効果を正しく取入れたより一般な結果が得られた.2体→2体の対生成と対消滅過程に対する場の理論模型をハートリー近似でガウス型にして無矛盾に解く方法を開発した.この基礎理論をもとにバリオン非対称の時間発展,ダークマター候補となりえる安定粒子の凍結過程の詳細な理論計算を行い,種々の新しい成果をえた.結果で重要なことは,温度が重い粒子の質量の1/10以下になるとき,ボルツマン因子e^<-M/T>による温度依存性が温度のべきに変ることである.ダークマター問題への影響はきわめて大きく,1GeVを大幅にこえる安定粒子は残存量が大きすぎて排除される可能性が高い.宇宙の熱史のはじまりは,インフレーション後の無の宇宙からインフラトン振動による粒子生成だとする考えが最も有力である.また,超対称,超重力理論にはポロ-ニ場を代表とする多くのスカラー場が存在し,これらのあるものはポテンシャルが宇宙初期にほとんど平坦である.従って,これらのスカラー場の振動が宇宙のエネルギーを支配することがしばしば起る.振動場による粒子生成の理論は私たちを含む多くの最近の研究により,新たな知見が得られた.従来は,静止した粒子の集団が独立に摂動論的な公式により崩壊するという描像が取られていたが,振動の振幅が大きいときにはこの考えは誤りであることが明らかになった.基本的な成果として,周期変動する場と結合した量子場の時間発展を解き,粒子生成が,粒子の運動量と振動場の振幅の2次元パラメータ面の無限に多くのバンド領域で激しく起ることを示した.また,これらのバンドの小振幅極限が振動場の粒子の多体崩壊であることを摂動論により証明した.応用として,パラメーター共鳴効果による激しい粒子生成の効果を考慮することにより,インフレーション直後に生成されるグラヴィティーノの量が元素合成の制約を満たしつつ,バリオン生成に有利な高温を実現しえることを示した.宇宙で起こる物理現象を基礎法則に従い理解しようとするとき,場の理論にもとづく素過程が周りの宇宙環境でどのように変更を受けるかが問題となる.基本的な考えとして,有限自由度の注目系に結合した連続無限個の環境自由度が存在することを散逸の本質であるとして,ハミルトニアンとして調和振動子模型か類似の模型を採用した.事実,このような量子散逸の理論は過去に精力的に研究されてきたが,摩擦項を局所的として扱う不十分な近似がほとんどであった.この研究では,調和振動子系の厳密な量子散逸理論を局所近似によらずに構築して,解くことができた.さらに,宇宙初期現象への応用として,宇宙膨脹の結果を含む粒子数密度,状態占拠数に対する時間発展方程式を導き解析した.その結果として得られたことは,(1)励起状態の崩壊(素粒子の2体崩壊などを含む)において,いわゆる質量殻上の寄与からくるもの以外に,off-shellの効果が,寿命より永い時間では支配的であること,すなわち,時刻無限大の漸近的振舞いは時間の指数法則ではなくて,べき法則であることを確認した.(2)粒子崩壊における不安定粒子の最終的な残留量は,低温の極限でボルツマン因子を含まない温度のべきになることを,宇宙膨張を含む時間発展方程式を解析して示し,数値計算により確認した.

(3)重い粒子崩壊によるバリオン非対称生成に与えるoff-shell効果の影響を,時間発展方程式をたてて解析し,数値的に解くことにより明らかにした.従来の理解では,崩壊の逆過程を阻止して親のX粒子密度を大きくする必要性が強調されていたが,この条件がoff-shell効果により大幅に修正されることを定量的に示した.宇宙で起こる物理現象を基礎法則に従い理解しようとするとき,場の理論にもとづく素過程が周りの宇宙環境でどのように変更を受けるかが問題となる.従来宇宙論でよく採用されていた方法は,S-行列要素から崩壊率や反応率を求めてこれを熱的環境下で始状態と終状態の粒子分布で平均化するものであった.しかし,この方法では有限時間での量子性が十分に考慮されておらず,低温での緩和過程の扱いが正しくない.この研究では,経路積分に基づくFeynman-Vernon理論を発展させて,宇宙環境中での粒子数,および粒子占拠数に対する発展方程式を導いた.これは,従来は質量殻上のみの寄与を含む場合に,ボルツマン方程式として知られていたものであるが,本研究により質量殻外からの寄与を含み.量子力学効果を正しく取入れたより一般な結果が得られた.2体→2体の対生成と対消滅過程に対する場の理論模型をハートリー近似でガウス型にして無矛盾に解く方法を開発した.この基礎理論をもとにバリオン非対称の時間発展,ダークマター候補となりえる安定粒子の凍結過程の詳細な理論計算を行い,種々の新しい成果をえた.結果で重要なことは,温度が重い粒子の質量の1/10以下になるとき,ボルツマン因子e^<-M/T>による温度依存性が温度のべきに変ることである.ダークマター問題への影響はきわめて大きく,IGeVを大幅にこえる安定粒子は残存量が大きすぎて排除される可能性が高い.
インビボパッチクランプ法による大脳皮質体性感覚野への麻酔薬作用機序の解明

本研究ではウレタン腹腔内投与による鎮静下のラットを用いて大脳皮質の第一次体性感覚野からのin vivoパッチクランプ記録を行った。また、ラットの後肢に痛覚刺激を与え、その情報が如何に伝達され処理されるかを解析した。さらに、ラットに静脈麻酔薬(プロポフォール、ペントバルビタール、レミフェンタニル、ケタミン)を投与し、各種静脈麻酔薬が感覚情報伝達・処理機構にどのような作用を及ぼすかを評価した平成23年度に大脳皮質第一次体性感覚野からのインビボラットを用いたパッチクランプ記録法手技を習得した。このインビボパッチクランプ記録ではラットの足肢への痛み刺激による応答が記録されるのみならず、バースト状の周期的興奮(oscillation)の発生頻度を測定することで意識の状態が評価できることが明らかとなった。そこで、平成24年度は同法を用いて、様々な静脈麻酔薬の鎮痛作用、鎮静作用を検証した。平成24年度はまず、プロポフォールに関する痛覚応答とバースト周期の変化の観察を行った。プロポフォールの経静脈的に投与後痛覚応答が抑制され、バースト周期も低下することが明らかとなった。すなわち、プロポフォールは臨床上鎮痛効果が乏しいとされているが鎮静作用のみならず、鎮痛作用を持つことが示唆された。この内容は平成24年6月に行われたヨーロッパ麻酔科学会で発表を行った。次に、臨床上鎮静薬として使用されるペントバルビタールの作用を検討した。ペントバルビタールもプロポフォールと同様第一次体性感覚野への痛覚応答の抑制作用並びにoscillationの抑制作用が明らかになり、プロポフォールの結果と合わせて同年10月に行われた米国麻酔科学会において発表した。さらに、臨床的に鎮痛薬として使用される持つケタミンやレミフェンタニルの作用を検討した。これらの薬物でもプロポフォールやペントバルビタールと同様、大脳皮質への痛覚情報伝達を抑制することが明らかとなった。しかし、プロポフォールやペントバルビタールで観察されたoscillationの発生頻度の減少効果と比較し、ケタミン、レミフェンタニルではその減少効果は有意に軽度であった。すなわち、これらの薬物の鎮静効果は軽度であることが示唆された。この新たな実験結果を平成25年6月に開催されるヨーロッパ麻酔科学会で発表する予定としている。さらに、ラットに静脈麻酔薬(プロポフォール、ペントバルビタール、レミフェンタニル、ケタミン)を投与し、各種静脈麻酔薬が感覚情報伝達・処理機構にどのような作用を及ぼすかを評価した科研費を2年間という短期間で効率的かつ有意義に使用するため、他の実験で共同研究を行っている熊本保健科学大学に依頼し既存の実験セットを使用させていただき、大脳皮質第一次体性感覚野からのパッチクランプ記録法手技の可及的速やかな習得を目指しつつ、当大学の研究室における環境整備、実験機器の購入、実験セットの立ち上げに専念した。研究者は大学院時代の研究の経験があり、大脳皮質第一次体性感覚野からのインビボパッチクランプ記録そのものは比較的容易に施行可能である事が確認された。予備実験ではウレタンによる麻酔下で実験データを取得し、さらに無麻酔でのパッチクランプ記録を行う計画であったが、倫理上問題点が多く、また、近年報告された研究によるとラットの鎮静に使用しているウレタンは鎮痛に及ぼす効果はほとんどないことが明らかとなったため、ウレタン麻酔下で実験を継続する事とした。ウレタンの腹腔内投与下においても各種麻酔薬の鎮痛効果の有無は評価可能と考えられる。ラットへの苦痛を最小限にするため、大脳皮質の露出部位は極力狭くし、皮膚切開部位へは十分な局所麻酔を施すよう留意した。予算の関係上吸入麻酔用の気化器の購入は困難であるため、静脈麻酔薬のみ実験に使用することとした。現在着実に追加データが集まりつつあり、静脈麻酔薬であるプロポフォールの実験結果をまとめ、平成24年6月に行われるヨーロッパ麻酔科学会において発表予定である。また、ペントバルビタールにおけるデータも十分に揃いつつあり、米国麻酔科学会に演題を応募しているところでもある。これらの静脈麻酔薬は臨床使用される濃度では鎮痛効果はないとされるが、興味深いことに、鎮痛効果を有している可能性が本研究を通して明らかになろうとしている。研究室にて実験セットを立ち上げ、パッチクランプ記録に成功し、安定した実験データを取得している段階である。無麻酔下での実験をしなくても良くなったことから倫理上の問題点もクリアできている。国際学会に発表するに足る実験データーが揃いつつある段階である。初年度に取得した静脈麻酔(プロポフォールとペントバルビタール)に関する実験データをまとめ、国際学会で発表する予定である。世界各国から集まる研究者の意見も参考にして学術論文作製に当たりたい。当初の予定では更なる実験として第二次体性感覚野からのインビボパッチクランプ、あるいは神経障害性疼痛モデルを使用した実験を予定していたが、時間的に困難であると考えている。初年度に実験で使用した静脈麻酔薬以外に臨床で頻繁に使用しているオピオイド鎮痛薬、ケタミンなどの鎮痛作用を有しているとされる静脈麻酔薬の大脳皮質における作用を検討し、今年度中に学会発表、論文作製に必要な研究データを取得したいと考えている。

初年度には国際学会等の大きな学会での発表は行わず、実験データの取得に専念した。学会の旅費は初年度全く必要なかったため、次年度に繰り越し、2回の国際学会で異なる内容の研究発表を行いたいと考えている。また、静脈麻酔薬に関する実験を行っていく中で、必要となる特殊な実験試薬も明らかとなってきており、それらの購入費用に充てたいと考えている。
構造調整下におけるネオ・ポピュリズムの比較研究

本研究の目的は、発展途上国における民営化の具体的実施状況の分析を通じて、民営化の対象と手法の分類、定型化を行い、それを踏まえて民営化の適切なあり方を考察することにある。より具体的には、次の2つの事項を明らかにしょうとした。(1)民営化事業のあり方を体系的に整理、分析するために適した、その対象及び手法に応じたタイポロジー(類型化の方法)(2)各国途上国の状況の下での対象に応じた適切な民営化手法、方式のあり方である。研究は3年間、この目的に沿って行われ、達成できた成果は次のとおりである。1.民営化研究全体の枠組み・基礎理論の構築2.民営化の類型化に関する先行研究の整理と批判的検討3.発展途上国・移行国の具体的な、市場経済・産業の発展段階および政治社会状況における民営化のあり方の分析把握(ラテンアメリカの中進国:アルゼンチン、アジア途上国:フィリピン・タイ、アジア移行国:モンゴル、ヨーロッパ移行国:ポーランド、アフリカ途上国:ザンビア・ケニア)4.それらを踏まえた民営化の最適手法(方式)についての考察このように当初の目的はほぼ達せられ、それは研究成果報告書に示されている。さらに本研究を通じて得られた新しい知見として、民営化とグローバライゼーションとの関係、特に貧困国での民営化のもつマクロ的影響の重要性、また近年の新しい援助アプローチや援助協調・開発連携と民営化との関係の複雑性などを指摘できる。これらの新しい知見を詳細に分析することは今後の課題である。また最適手法の考察を具体的な国・各地域別の個別の事例と付き合わせながら、民営化の手法と分野の対応の関係を精緻に再構成してゆくことが必要となろう。本年度の研究は、3つの柱をもって行われた。第1の柱は、発展途上国の政治におけるポピュリズムとネオ・ポピュリズムに関する既存理論の整理と検討である。第2の柱は、新たな分析枠組に基づき、またそれを再修正するための現地調査の実施である。第3は各国・地域の民営化を中心とした構造調整政策の把握である。第1の点については片山、松下を中心に数度の研究会を催し、特にラテン・アメリカにおけるポピュリズムと比較しつつ、新自由主義的な構造調整政策と民主化と並行する現代のネオ・ポピュリズムの特徴について検討を行った。そこでは、過去のポピュリズムが財政拡大政策を通じて都市労働者等の大衆の支持を取り付ける政策だったのに対して、現代のネオ・ポピュリズムは大衆への働きかけという点は変わらないものの、財政均衡政策の下で経済自由化という制約の下にあるために、より複雑な政治取引の過程を伴うものであることが、考察の結果明らかとなった。この点をとりわけアルゼンチンに適用した研究成果が、松下によって近々発表の予定である。第2と第3の点については、当初の分担を若干変更して、次のように各国を担当した。すなわち、片山:フィリピン、上野:モンゴル、内田:南アフリカ・モザンビーク、松下:アルゼンチン、本台:インドネシア、高橋:ザンビアとガーナである。片山、内田、松下、本台はそれぞれ分担した対象国においてフィールド・ワークを行った。また上野と高橋は、別の機会に対象国を訪れた際に(高橋についてはガーナのみ)、本件についても資料収集・研究調査を行った。各対象国の構造調整政策とその下における社会政治状況についての研究成果は、下に掲げる業績のいくつかに既にまとめられている。第2年度以降は、上記のように形成されつつあるネオ・ポピュリズムの分析枠組みを用いつつ、各国の実証研究調査の比較対照を進め、同枠組みの精緻化を進めてゆく。第2年度である本年の昨年同様、次の3つの柱から成り立つ。(1)既存理論の批判的検討と分析枠組の修正。(2)新たな分析枠組みによるフィールドワークの実施。(3)各国・地域の民営化を中心とした構造調整政策の全体像の把握

(1)年度第1四半世紀中に、昨年度に引き続き文献収集を続けると同時に、それらの批判的検討を経て、分析枠組の修正を行った。本年度の現地調査に向けた戦略策定のための全体会議を開いた。同時に、各人は担当地域および関連国際機関における文献収集も行った。収集した文献は新聞、雑誌、議会での演説討論等の議事録、外交の場での意見表明、その他政治リーダーの言動の記録などである。(2)第2四半期に、各担当者は事例研究を実施した。片山はフィリピンにおける2000年末から2001年初めのエストラーダ大統領弾劾裁判から「エドサ革命II」に至る一連の政変劇野中で明らかになった政治とビジネスとの関わりについて現地調査を行い、その成果を国際会議で発表した。松下は、前年度に引き続きアルゼンチンにおいて新自由主義政策の下で生まれつつある新自由主義政策の下で生まれつつある新しい政労関係を調査分析した。上野はモンゴルでの構造調整についてヒアリングを実施し、世界銀行、OECDなどの国際機関関係者との意見交換を行なった。本台はハンガリーの民営化、そして内田は前年度に引き続き南アフリカ保健医療の民間部門の改革と公的医療部門の効率化促進に関する現地調査した。高橋はサブサハラ・アフリカ全体の構造調整政策の比較分析を、アフリカ開発銀行関係者との意見交換を通じて実施する。(3)年度第3四半期に、上記の文献研究と現地調査に基づき、新しいポピュリズムと旧いポピュリズムとの間の比較検討を、国内での研究会を数回開くことによって実施した。(4)年度第4四半期に各担当者は最終報告を行い、これを踏まえ、最終年度の研究調査と取りまとめに向けての戦略を練った。本研究の目的は、発展途上国における民営化の具体的実施状況の分析を通じて、民営化の対象と手法の分類、定型化を行い、それを踏まえて民営化の適切なあり方を考察することにある。より具体的には、次の2つの事項を明らかにしょうとした。(1)民営化事業のあり方を体系的に整理、分析するために適した、その対象及び手法に応じたタイポロジー(類型化の方法)(2)各国途上国の状況の下での対象に応じた適切な民営化手法、方式のあり方である。研究は3年間、この目的に沿って行われ、達成できた成果は次のとおりである。1.民営化研究全体の枠組み・基礎理論の構築2.民営化の類型化に関する先行研究の整理と批判的検討3.発展途上国・移行国の具体的な、市場経済・産業の発展段階および政治社会状況における民営化のあり方の分析把握(ラテンアメリカの中進国:アルゼンチン、アジア途上国:フィリピン・タイ、アジア移行国:モンゴル、ヨーロッパ移行国:ポーランド、アフリカ途上国:ザンビア・ケニア)4.それらを踏まえた民営化の最適手法(方式)についての考察このように当初の目的はほぼ達せられ、それは研究成果報告書に示されている。さらに本研究を通じて得られた新しい知見として、民営化とグローバライゼーションとの関係、特に貧困国での民営化のもつマクロ的影響の重要性、また近年の新しい援助アプローチや援助協調・開発連携と民営化との関係の複雑性などを指摘できる。これらの新しい知見を詳細に分析することは今後の課題である。
タモキシフェン誘発非アルコール性脂肪肝炎(NASH)における肝傷害発症機序の解明

抗エストロゲン剤tamoxifenはエストロゲン受容体陽性の乳癌を有する患者の生命予後を劇的に改善する。このため、本邦では年間5万人発症する乳癌患者の内、3万人以上がこの治療を受けている。このような患者の乳房温存治療に際し、治療開始後2カ月3年以内に日本人女性乳癌患者の実に36%で、高度で急速に進行する脂肪肝が生じる。その病態を明らかにする過程で、高度の脂肪肝を生じた患者さんは肥満に乏しいにもかかわらず全身性の脂質代謝異常を生じていること、その半数が肝障害をきたすこと、検索し得た症例では病理組織像がnon-alcoholic steatohepatitis(NASH)の所見に合致することを我々は明らかにした。そこで、私はエストロゲン欠損マウスを作成し、その病態を解析したところエストロゲンは脂質のβ酸化に深く関与しており、その欠損により脂質のβ酸化能が著しく低下し高度の脂肪肝を生じることを明らかにした。この結果を基に今回このマウスにPRAR-α刺激剤であるbezafibrateを投与すると脂質のβ酸化能が改善し、組織学的にも改善することを明らかにした。この成績は、患者においてもPPAR-α刺激剤であるbezafibrateが脂肪性変化の改善に大きく寄与しうることを示唆する成績である。このように疾患の発見、病態の解析、治療法の開発を行った結果、tamoxifenは病因の明らかなNASHの誘因物質として教科書にも記載されるようになった。現在、世界標準治療となった乳房温存療法を安全に施行するためにはNASHの予知・予防が不可欠と考え、平成12年度日本医師会研究助成を受けて以来、本症の周知、予防に取り組んでいる。
in situ hybridization法による霊長類の核型進化の研究

ヒト・ゲノムのなりたちを知るうえで、近縁の霊長類との比較研究は多くの情報をもたらすものと考えられる。HGMー10(1989)では、チンパンジ-をはじめとする11種のヒト以外の霊長類の比較マッピングの結果がまとめられ、各種につき2670の遺伝子に関してそれを担う染色体が特定されている。しかしながら、実際にregional mappingまでなされている例は少ない。本研究では、nonーRI in situ hybridization法により、予研遺伝子バンクより供与されたヒト第2、第6染色体上の遺伝子DNAなどをプロ-ブとして、チンパンジ-、オランウ-タン、アカゲザル(マカカ属、2n=42)について比較研究を行なった。チンパンジ-とオランウ-タンについては、国際規準化された染色体表記法に基づき遺伝子座を決定した。チンパンジ-、オランウ-タンでは、従来の体細胞遺伝子学的研究法で予測されている遺伝子座位と矛盾のない結果が得られた。一方アカゲザルとヒトとの比較では、バンド法では検索しえない顕著な染色体の転座や逆位などの構造変化の存在を示唆する結果が得られた。たとえばヒト第6染色体短腕中部(6p21.3)にマップされているMHC領域の遺伝子座は、アカゲザルでは第5番目のサイズの常染色体の長腕中部にマップされ、核型進化上この染色体に逆位、転座などの構造変化が起こったことを示すものと考えられる。従来バンド・パタ-ンに基づき原猿からヒトに至るまでの核型進化が論じられ、いくつかの系統樹モデルも提示されているが、今後は霊長類各種の遺伝子マップを作成し、その比較に基づく染色体進化を調べる必要があることを明確にした。
強誘電体の応力誘起相転移を用いた微小応力の検知

本研究では応力印荷によりセラミックス強誘電体において強誘電→常誘電相転移を生じさせ、そのため生成した大きな電位差を利用して微小な応力・歪が検出できるセンサーの開発を目的とする。最終的には微粒子の衝突など動的な解析が求められる。以下に研究成果を要約する。1.キュリー点を制御したセラミックスとしてストロンチウムを添加したチタン酸バリウムを取り上げ、錯体を原料とした新しいゾルゲル法により、平滑なセラミックス薄膜の合成に成功した。2.キュリー温度、微構造の評価を行ない、その結果、バリウムとストロンチウムが均質に置換していることがわかった。3.高電圧で分極処理を施した試料に微小ビッカース硬さ計で、種々の荷重で圧子を押し込み、その際電極間に流れた電流をエレクトロメーターならびにデジタルストレージスコープで測定した。4.生成した電位差、応力(又は歪み)、キュリー温度、分極域の大きさなど各パラ-メーター間の関係を議論した。その結果、圧子負荷および除荷時の圧電ならびに亀裂進展に対応する電気応答が得られた。この結果、微小応力センサーとして十分に利用できることがわかった。
窒素同化能力強化植物を用いたＣ／Ｎ相互作用に基づく高ＣＯ２応答ネットワークの解析

窒素栄養環境の違いが高CO2応答として引き起こされる代謝バランスの変化に、どのような影響を及ぼすかを明らかにすることを目的として、CO2濃度、窒素栄養の種類と濃度、光強度が異なる多様な生育環境(合計で24条件)で栽培したシロイヌナズナを用いてメタボローム解析を実施した。これにより、アンモニウムが窒素源として存在していることが代謝バランスを改変する大きな要素であるが、個々の代謝物濃度におけるアンモニウムの効果に対して、CO2濃度の上昇は違ったように作用することを明らかにした。また、窒素同化能力を改変したシロイヌナズナを用いて類似の解析も行った。窒素栄養環境と窒素同化能力に基づく高CO_2応答の違いをメタボローム解析によって明らかにすることを目的として、本年度は、まず、一次代謝物の効率的な包括的解析系の確立を行った。キャピラリー電気泳動質量分析装置(CE-MS)による代謝物測定の分析条件の検討をおこない、陽イオン性代謝物資だけでなく、主要な陰イオン性代謝物質のほぼすべてを利便性の高いフユーズドシリカキャピラリーを用いて測定するための分析条件を確立した。次に、主要代謝物質の分布バランスの比較により、植物種間の代謝バランスの違いを明瞭に示せることの証拠を得るため、5種の遺伝子組換えシロイヌナズナ、すなわちDof1形質転換体、フルクトースー1,6-/セドヘプツロース-1,7-ビスホスファターゼ(FBP/SBPase)形質転換体、Dof1形質転換体にFBP/SBPase遺伝子を導入した形質転換体、Dof1転写因子とFBP/SBPaseの両方の遺伝子を発現させるためのベクターを導入した形質転換体およびベクターコントロール植物体を用いた予備的解析を行った。これら植物体の主要代謝物の測定を行い、主要代謝物質の分布バランスに関して主成分分析を行った。第1主成分は測定した代謝物質の含有率、第2主成分はDof1遺伝子の導入が含有率に正に寄与する代謝物質、第3主成分はFBP/SBPase遺伝子の導入が含有率に負に寄与する代謝物質を指標とした。この予備的解析の結果は、Dof1遺伝子の導入により多くの有機酸や糖リン酸の含有率が増大すること、また、FBP/SBPase遺伝子の導入によりPEPの含有率が増大することを示し、各々の植物体で代謝の律速段階が異なっていることが示唆された。これにより高CO_2応答の違いを評価するうえでも、代謝プロファイリングデータを基にした主成分分析は有効な方法であることを示した。窒素栄養環境や窒素同化能力の相違に基づく高CO_2応答の違いを明らかにすることを目的として、一次代謝物の効率的な包括的解析系を用いて異なる栄養環境で生育させた野生型シロイヌナズの解析を行ってきた。今回、糖やスターチ含量の分析を実施し、これまで行ってきたメタボローム解析の結果と合わせて主成分解析やクラスター解析などを行った。その結果、強光かつアンモニウムイオンが窒素源として与えられた生育条件ではCO_2濃度が上昇するについて糖の含量が上昇することを見いだした。この現象は培地中の硝酸濃度を高めても見られないことから、アンモニウムイオンが培地に存在する場合の代謝バランスに依存的であると考えられ、生育環境に存在する無機態窒素の種類により高CO_2応答が異なることを示唆した。一方で、これまでに硝酸応答を担う転写因子としてNBPの同定に成功している。シロイヌナズナのプロトプラストを用いた一過的発現系による機能解析によって、NBPは硝酸誘導型の転写のためのシス配列NREに特異的に結合して転写を活性化すること、また、VP16転写活性化、ドメインを融合させることによりNBPの転写促進活性を強化できることが判明したので、NBPを過剰発現しているシロイヌナズナ形質転換体やVP16転写活性化ドメインを融合させたNBPを発現しているシロイヌナズナ形質転換体などの作出を行った。これら形質転換体は、硝酸応答機構の変異が高CO_2応答に及ぼす影響を明らかにするための材料となることが期待される。また、高CO_2応答のプロテオーム解析に適した判定量的比較プロテオーム解析技術を確立することにも成功した。これまでに、二酸化炭素濃度と窒素栄養環境が植物の代謝バランスに与える影響を評価するために、光強度や二酸化炭素濃度や無機態窒素の種類と濃度を変化させた24つの異なる栄養環境で栽培したシロイヌナズ野生型株のメタボローム解析を行い、二酸化炭素濃度と窒素栄養環境が及ぼす効果を確立させてきた。今回、これらの生育環境で栽培した転写因子Dof1の遺伝子を導入することによりアンモニア同化能力を強化した形質転換シロイヌナズナを用いた同様のメタボローム解析を行なった。

メタボローム解析に使用したサンプル数が十分ではないため、未だ結論に至るには不十分なところがあるものの、炭素骨格の供給量を増大させることによって強化されたアンモニア同化能力は二酸化炭素濃度の上昇により増える炭素骨格の供給量に見合った程度の代謝バランス変動を引き起こすものの、二酸化炭素濃度が高くともアンモニアが十分に供給されない環境では野生型シロイヌナズナとほぼ同じ代謝バランスとなることを示唆した。このことから栄養環境の違いが遺伝的多様性よりも高二酸化炭素濃度の効果を決定する要因となる可能性を示唆した。さらに、シロイヌナズナの硝酸応答において中心的な役割を果たす転写因子NLPの同定に成功して、このNLP転写因子の機能を阻害すると硝酸還元に関わる酵素遺伝子のみならずアンモニア同化に関わる酵素遺伝子も大幅に減少すること、また、NLPの機能の抑制により硝酸によって発現が誘導される転写因子遺伝子の発現も低下することを見出し、このNLP機能を抑制したシロイヌナズナ形質転換体は高二酸化炭素濃度の効果に及ぼす硝酸シグナルの伝達の影響を明らかにする優れた材料となることを示した。本研究は、二酸化炭素濃度、窒素栄養環境、窒素同化能力の違いが植物の代謝バランスに与える影響を評価することを目的とする。このために、光強度や二酸化炭素濃度や無機態窒素の種類と濃度を変化させた様々な栄養環境で栽培したシロイヌナズ野生型株の解析によって二酸化炭素濃度と窒素栄養環境が及ぼす効果を確立し、また、転写因子Dof1の遺伝子を導入することによりアンモニウム同化能力を強化した形質転換シロイヌナズナを用いたメタボローム解析も行なってきた。今回、このアンモニウム同化能力を強化した形質転換シロイヌナズナのメタボローム解析が終了し、その結果、窒素同化のための炭素骨格の供給量を増大によって強化されたアンモニウム同化能力は、二酸化炭素濃度の上昇によって増大する炭素骨格の供給量に見合った程度の代謝バランス変動を引き起こすが、二酸化炭素濃度が高くともアンモニウムが十分に供給されない環境では野生型シロイヌナズナとほぼ同じ代謝バランスとなることを明らかにした。また、転写活性化因子NLPに転写抑制ドメインを付加して転写抑制因子に変換したもの(NLP6-SUPRD)を発現させたシロイヌナズナでは窒素同化に関わる多くの酵素遺伝子が大幅に減少していることから、窒素同化能力が低下している植物として、このNLP6-SUPRDを発現させたシロイヌナズナの予備的メタボローム解析を行った。その結果、この植物体では、個体サイズの著しい減少が起こるが、通常の二酸化炭素濃度では代謝物組成には野生型シロイヌナズナとの間で大きく異ならないという予備的知見が得られた。しかしながら、高二酸化炭素濃度では代謝物組成に大きな差は認められないものの幾つかの代謝物の含量に野生型株とNLP6-SUPRDを発現しているシロイヌナズナの間で差があるという予備的知見も得た。高CO2環境における代謝物の含量を精査することにより窒素同化能力と高CO2応答の密接な関係を明らかにすることが本研究課題の目的である。この目的に沿って、これまでに、光強度、CO2濃度、無機態窒素の種類と濃度などが異なる環境で生育させたシロイヌナズ野生型株や、窒素同化能力強化植物のメタボローム解析を行ってきた。これらに加えて、本年度は、窒素同化能力抑制植物を用いたメタボローム解析を実施した。
造血系の細胞の分化・増殖・アポトーシスにおけるNF-kBファミリーの役割

NF-kBファミリーやそのインヒビターのノックアウトマウスの研究などから、NF-kB、c-Rel、RelB、等のNF-kBファミリーのメンバーが様々な造血系の細胞の分化・増殖・アポトーシスに重要な役割を果たしていると考えられているが、その機序は明らかではない。これらのNF-kBファミリーの活性化には、そのインヒビターのプロテアゾームによる蛋白分解が必須のステップであるが、我々はNF-kBファミリーの重要なインヒビターの一つのp105(NF-kBp50サブユニットの前駆体)の蛋白分解がサイクリン依存性キナーゼによるp105のC末部の燐酸化に依存して起こることを明らかにした。さらにp105のC末部と相互作用する細胞内因子として、細胞微小管をかいして細胞内で様々な小胞体や物質の輸送や細胞分裂に関係するキネシンスーパーファミリーの一員と思われる蛋白が同定された。この新しいキネシン様蛋白はJurkat細胞等のリンパ系の細胞に特に強く発現していた。また、細胞周期制御に重要な役割を果たしているp53のノックアウトマウスでもリンパ腫などの造血系の腫瘍が高率に発生することが報告されているが、その機序は明らかではない。我々は、p53遺伝子の制御に関わる新しいp53プロモタ-配列とそれに結合する未知の核内因子を同定した。さらに、p53プロモタ-には典型的なkB配列が存在するが、非リンパ系の細胞ではp53遺伝子活性化にNF-kBはあまり関与していない結果が得られた。
隕石中の星間物質の探査とその惑星系への進化の研究

隕石中の星間物質は太陽系誕生以前の歴史を探る唯一の手がかりである.この星間物質を太陽系物質と見分けるためには,同位体比を測定し,太陽系の同位体比とは異なることを証明する以外にない.この観点から,本研究では隕石中の鉱物1粒1粒毎の同位体比組成とその形態・結晶構造との関係を明らかにすることにより,星間物質から惑星系への進化論を実証的に構築することを目的とした.そのため,二次イオン質量分析法を用いた酸素同位体比のミクロンスケールの局所分析法を新たに開発した.その分析法を適用した結果,太陽系最古の物質であるアエンデ隕石中の難揮発性包有物(CAI)に含まれるメリライト単結晶中に酸素同位体比の不連続的なゾーニングを初めて発見した.この事実は,原始太陽系星雲中では,ダストと気体成分との間において,酸素同位体比が異なる値を持ち,原始太陽系星雲中における複数回のダスト成分の加熱作用により太陽系の固体成分が進化していったことが証明された.今回見つかったゾーニングは加熱時の固体と気体間における同位体交換現象を凍結している例であると考えられる.この固体成分と気体成分間の酸素同位体比均一はコンドリュールの形成時代まで保存されていたことも明らかになった.これらの新しい事実を説明するため,双極流という原始星段階に特異的な現象を利用した新しい太陽系進化シナリオを構築した.本シナリオにおいて太陽系の固体物質は,それらがダストであった段階に,双極流により原始太陽系円盤の内側から外側に環流された.原始太陽系円盤中のダストは中心星に向かい定常的に落下しているので,原始太陽系円盤において大規模な物質大循環と混合が起こっていたことになる.このシナリオは従来知られていた事実も矛盾なく説明できる.これにより,わずか数百万年間の間〓現在観測される惑星間の平均組成や同位体比の差が決定してしまったことが判明した.隕石中の星間物質は太陽系誕生以前の歴史を探る唯一の手がかりである.この星間物質を太陽系物質と見分けるためには,同位体比を測定し,太陽系の同位体比とは異なることを証明する以外にない.この観点から,本研究では隕石中の鉱物1粒1粒毎の同位体比組成とその形態・結晶構造との関係を明らかにすることにより,星間物質から惑星系への進化論を実証的に構築することを目的とした.そのため,二次イオン質量分析法を用いた酸素同位体比のミクロンスケールの局所分析法を新たに開発した.その分析法を適用した結果,太陽系最古の物質であるアエンデ隕石中の難揮発性包有物(CAI)に含まれるメリライト単結晶中に酸素同位体比の不連続的なゾーニングを初めて発見した.この事実は,原始太陽系星雲中では,ダストと気体成分との間において,酸素同位体比が異なる値を持ち,原始太陽系星雲中における複数回のダスト成分の加熱作用により太陽系の固体成分が進化していったことが証明された.今回見つかったゾーニングは加熱時の固体と気体間における同位体交換現象を凍結している例であると考えられる.この固体成分と気体成分間の酸素同位体比均一はコンドリュールの形成時代まで保存されていたことも明らかになった.これらの新しい事実を説明するため,双極流という原始星段階に特異的な現象を利用した新しい太陽系進化シナリオを構築した.本シナリオにおいて太陽系の固体物質は,それらがダストであった段階に,双極流により原始太陽系円盤の内側から外側に環流された.原始太陽系円盤中のダストは中心星に向かい定常的に落下しているので,原始太陽系円盤において大規模な物質大循環と混合が起こっていたことになる.このシナリオは従来知られていた事実も矛盾なく説明できる.これにより,わずか数百万年間の間〓現在観測される惑星間の平均組成や同位体比の差が決定してしまったことが判明した.本研究の目的は隕石中の鉱物1粒1粒の同位体比組成と形態・結晶構造との関係を明らかにすることにより,太陽系外物質(星間物質)を同定することである.その上で,同定した星間物質と太陽系物質の隕石中の分布様式の関係を考察することにより,惑星系の起源論を進展させる.特に,酸素は惑星系の固体物質中に最も多量に存在する元素である.そのため,その同位体比の異常は,物質科学的に惑星系の進化の問題を解明するためのキ-ポイントとなっている.今年度は隕石中の星間塵の形態・分布と同位体異常の関係が明らかにした上で,その隕石中への混入過程,反応過程の決定を試みた.そして原始太陽系星雲の進化における星間物質と太陽系物質との相互作用を吟味した.本研究は2次イオン質量分析法(SIMS)と同位体顕微鏡による同位体比測定という新しい手法を隕石試料中の同位体比測定に適用した.また,希土類元素をはじめとする微量元素局所分析を,SIMSを用い,行なった.この同位体比および微量成分の局所分布と鉱物の結晶成長に対応する形態的特徴とそれらの隕石中の分布をむすびつけるために,走査電子顕微鏡(SEM)を用いた観察を平行して行なった.対象とする隕石は最も始原的な隕石である炭素質隕石を用いた.具体的な研究成果は以下の通り.(1)アレンデやマ-チソン隕石のマトリックス部をまず同位体顕微鏡を用いサーベイし,同位体異常のある部分をチェックした.このとき,同位体異常の観察が比較的容易なO,SiとMgに注目した.同位体異常を胚胎する物質の大きさは1ミクロン以下の粒子であると考えられた.