hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
緑色蛍光タンパク質のクロモフォアを基本骨格に用いたマルチカラー蛍光核酸 の開発

本研究では、生体内で機能する複数のRNAの同時検出を可能にする、マルチカラー蛍光核酸プローブの開発を目指した。本研究では、蛍光核酸プローブを効率的にマルチカラー化するために、すでに複数色の誘導体が知られている緑色蛍光タンパク質(GFP)の核をなす蛍光色素を用いた。さらに、この色素を標的核酸との結合に伴って光らせるため、起案者らが過去に開発したDNA三重鎖形成に基づく蛍光検出系を応用した。その結果、種々のGFP色素を導入した蛍光核酸プローブの合成に成功し、モデルとなる標的核酸存在下において三重鎖形成させ、蛍光をoffからonへ変化させ検出することに成功した。本研究では、緑色蛍光タンパク質由来の蛍光色素に着目し、これらを有する多色の蛍光核酸プローブ開発を目指している。平成25年度では、デオキシウリジンの5位に、緑色蛍光タンパク質由来の蛍光色素である4-(p-hydroxybenzylidene)-5-imidazolinone骨格を導入した蛍光核酸の合成に成功した。つづいて、このもののホスホロアミダイト誘導体の合成を行いオリゴヌクレオチドへ導入し、蛍光核酸プローブを得た。本研究計画では、申請者のこれまでの研究成果にもとづき、標的核酸の存在下において、蛍光核酸プローブ(probe1)と別途設計したプローブ(probe2)の三者が三重らせんを形成し、蛍光を発することを期待した。そこで、合成した蛍光核酸プローブを用いて、本コンセプトの検証を行なった。その結果、標的核酸の非存在下においてはほぼ無蛍光であったが、標的核酸存在下において、三重らせん形成に伴い、500 nm付近に6倍の蛍光強度の増加が観測された。すなわち、本蛍光核酸プローブを用いて、標的核酸を検出可能であることを明らかにした。これらの成果は、第40回国際核酸化学シンポジウムでのポスター発表にて報告した。さらに、この蛍光強度を高めるため、標的核酸とprobe1およびprobe2の複合体である三重らせん構造に着目した。蛍光色素を包み込む空間を作るため、probe2に脱塩基部位としてリンカーを導入している。そこで、この空間を最適化するため、このリンカーの長さを種々検討した。その結果、これまでのところ、炭素数5つでつないだ場合にさらに1.5倍の蛍光強度の増大に成功している。この結果を受け、平成26年度においては当初の計画通り、他の蛍光波長を有する誘導体の合成に着手する。平成25年度において合成方法を確立しており、効率よく他の誘導体を合成できると期待される。本研究では、申請者らがこれまでに開発した人工三重鎖形成を利用したRNAの蛍光検出技術を発展させ、蛍光色素として緑色蛍光タンパク質のクロモフォアを用いた多色の蛍光検出プローブの開発を目指した。平成26年度においては、(1)本蛍光核酸をDNAへ導入する為のアミダイトユニットの合成収率向上のための条件検討、(2)色素を包み込むために用いている第三鎖のリンカーの構造の検討、(3)多色の蛍光プローブ開発を目指した新たな色素誘導体の合成検討を中心に行った。(1)収率向上のための条件検討:蛍光色素を5-アミノデオキシウリジンに導入する際、初年度では蛍光色素のフェノール性水酸基をアセチル基で保護していたが、種々検討し、この水酸基をピバロイルオキシメチル基で保護した後に縮合させることで大幅に収率を改善できた。(2)第三鎖のリンカーの構造の検討:本研究では、第二鎖に導入した蛍光色素は、三重鎖を形成する際に、第三鎖に導入された脱塩基部位の空間に収容される設計になっている。脱塩基部位としてこれまでプロピレンリンカーを用いていたが、蛍光色素のフェノール性水酸基のアニオンと、第三鎖のリン酸バックボーンとの静電的反発による色素周辺構造の不安定化が懸念された。そこで、アニオン反発を軽減する為、プロピレンリンカーの中央にアミノ基(カチオン)を導入した。その結果、プロピレンリンカーを用いた際と比較して蛍光強度を向上させることができた。(3)新しい色素誘導体の開発:新たな色素として、600nm付近に蛍光極大を有する2-ヒドロキシベンジリデンイミダゾリノン骨格の導入を試みた。これまでの合成法に従いこのものを含むヌクレオシドの合成に成功し、現在オリゴヌクレオチドへの導入を行っている。さらに現在は、本研究で開発した蛍光極大波長の異なる2種類の蛍光核酸を用い、2種類のRNAの同時検出に向けた検討を進めている。生物有機化学本研究では、疾患に関わる複数の核酸を検出する多色の蛍光核酸プローブの開発を行なっているが、当初の計画通り、初年度にて基本となる蛍光性ヌクレオシドの開発に成功している。さらに、標的核酸の存在下の場合にのみ蛍光シグナルを発する蛍光核酸プローブの開発に成功している。この成果にもとづき、次年度においても当初の計画通り進捗している。

平成26年度においても、当初の計画取り研究を進める。平成25年度において、基本となる蛍光核酸の合成に成功しており、この合成法に従って他の誘導体の合成を進める。これらをプローブに導入し、標的核酸存在下における蛍光強度の変化を調べ、プローブの性能を評価する。これら数種類の蛍光核酸プローブの蛍光強度比が十分高ければ、続けて計画通り、細胞抽出液中のRNAの検出を試みる。蛍光強度比に改善の余地があれば、三重鎖複合体の構造にもとづき、再度プローブの分子設計を行ない、蛍光強度の改善を目指す。初年度では、本研究の基本骨格となる蛍光性ヌクレオシドの合成法の確立のため、有機合成に関わる経費を厚く計上していたが、想定よりも短期間で合成を達成したため、予算に余裕が生じた。また、詳細な合成検討の前に、開発した蛍光性ヌクレオシドをオリゴヌクレオチドプローブに導入し、本研究提案のコンセプトの確認を先んじて行なったため、合成に費やす予算が低くなった。次年度では、基本となる蛍光性ヌクレオシドの合成法の収率改善に向けた、詳細な合成検討も合わせて行なう。本研究では、多様な蛍光波長を有する複数の蛍光性ヌクレオシド誘導体の開発が必須となるため、次年度繰り越し分と次年度の助成金を合わせ、さらに多種類の蛍光性ヌクレオシドの開発を推進する。その後、本研究の最終目標である多種類の蛍光プローブを用いた、複数の標的核酸の検出を行なう予定である。
始新統久万層群中の変成岩礫の詳細年代測定による三波川変成帯形成初期段階の解析

1.瓶ヶ森地域久万層群のおよび基盤の三波川変成岩類の地質調査と久万層群各層準からの変成岩礫の採取をおこなった.また,瓶ヶ森地域の三波川変成岩との比較研究のため,紀伊半島の三波川変成帯,中国地方の三群変成帯の地質調査と変成岩試料の採取をおこなった.また,変成岩礫個々の情報のデータベース化の準備を進めた.2.変成岩礫と基盤の三波川変成岩の変成岩石学的研をおこなった.X線マイクロアナライザーを使用して,変成組織と変成鉱物の化学分析を行い,久万層群中の変成岩礫の最も高変成度のものは650°C,10kb程度の変成条件に達していることが明かとなった.これは,現在露出している三波川変成岩に比べて明らかに高温の変成作用を示し,三波川変成帯形成初期段階の変成作用の特殊性が識別された.3.年代測定用試料の準備として.変成岩礫からホルンブレンド,白雲母,スフェン,りん灰石,ジルコンなどの分離をおこなった.マイクロドリルを用いた変成鉱物からの微小試料の採取,Rb-Sr法,Sm-Nd法の年代測定のための難溶性試料(たとえばざくろ石)の融解,元素分離方法の確立をおこなった.これにより,単一試料中の異なるステージの変成鉱物形成時期の年代測定,累帯構造を示す変成鉱物の年代測定をおこなう準備が整った.4.フィッション・トラック法による変成岩礫(砂質片岩)中のジルコンの年代測定をおこなった.結果は,すべて65-70Maの年代を示し,これはジルコンの閉止温度である240°C変成岩がに冷却された年代を示している.この年代は,四国中央部の現在露出している別子ナップおよび大歩危ナップの冷却年代に比べて有意に古いことが明かとなった.1.瓶ヶ森地域久万層群のおよび基盤の三波川変成岩類の地質調査と久万層群各層準からの変成岩礫の採取をおこなった.また,瓶ヶ森地域の三波川変成岩との比較研究のため,紀伊半島の三波川変成帯,中国地方の三群変成帯の地質調査と変成岩試料の採取をおこなった.また,変成岩礫個々の情報のデータベース化の準備を進めた.2.変成岩礫と基盤の三波川変成岩の変成岩石学的研をおこなった.X線マイクロアナライザーを使用して,変成組織と変成鉱物の化学分析を行い,久万層群中の変成岩礫の最も高変成度のものは650°C,10kb程度の変成条件に達していることが明かとなった.これは,現在露出している三波川変成岩に比べて明らかに高温の変成作用を示し,三波川変成帯形成初期段階の変成作用の特殊性が識別された.3.年代測定用試料の準備として.変成岩礫からホルンブレンド,白雲母,スフェン,りん灰石,ジルコンなどの分離をおこなった.マイクロドリルを用いた変成鉱物からの微小試料の採取,Rb-Sr法,Sm-Nd法の年代測定のための難溶性試料(たとえばざくろ石)の融解,元素分離方法の確立をおこなった.これにより,単一試料中の異なるステージの変成鉱物形成時期の年代測定,累帯構造を示す変成鉱物の年代測定をおこなう準備が整った.4.フィッション・トラック法による変成岩礫(砂質片岩)中のジルコンの年代測定をおこなった.結果は,すべて65-70Maの年代を示し,これはジルコンの閉止温度である240°C変成岩がに冷却された年代を示している.この年代は,四国中央部の現在露出している別子ナップおよび大歩危ナップの冷却年代に比べて有意に古いことが明かとなった.
光バイオケミカルMISセンサによる免疫反応の定量分析

前年度に於いて、白血球(好虫球)のどん食反応による発光のスペクトルと強度について調査すると同時に、光を受けるセンサ-デバイスの単体の薄膜について電気的・光学的性質の解析を行った。本年度はバイオエレクトロニクスの分子、原子制御できる薄膜プロセス技術を用いた電子デバイスの機能性の基礎物性を解析し、生物の免疫反応に伴う微弱発光の検出するセンサの有効性についてアプロ-チを試みた。センサ-の基本システムとしてITO/SiO_2/SiCのMISを考えて、基本的性質であるSiO_2/SiCの界面状態、電圧ー電流の非線形特性を解析した。発光のスペクトルをダイナミックに解析するには光を吸収するSiC部分のエネルギ-ギャップを可変させる必要性がある。薄膜のプロセス条件により、エネルギ-ギャップを1.6eV2.8eVまで制御することができた。白血球のどん食反応による発光スペクトルの波長範囲の90%の解析ができる。発光強度を上げるためにルミノ-ル等を添加することがあるが、免疫反応の本質を知るためには、それらの増光剤を使用しない方がよい。そのためには微弱発光の検出をMISセンサ-で検出するためには、VーIの非線形特性I=aV^αの非線形指数α=30位のMISデバイスが必要である。そのシステムとしてITO/SiO_2/SiC/SiO_2/ITOを考えSiO_2SiCの膜厚、不純物、プロセス条件によりα=30の大きい非線形指数のデバイスが開発できた。また免疫反応のメカニズムや定量的解析をするためには好虫球を精製分離し、免疫反応を制御し発光のスペクトルや強度の時間的変化を知る必要がある。白血球(好虫球)を血液から精製分離する技術を確立し、基本的な知見が得られた。今後の研究の展望として精製分離した好虫球をガラスのセル中で免疫反応を制御しながら、以上のセンサ-システムにより発光スペクトルの解析を実際的に行いたいと思っている。光バイオケミカルセンサーのMISを構成する薄膜の光学的性質と電気的性質について検討した。半導体材料としてSiC薄膜をRFスパッタリング法により作製し、非晶質の光吸収と電気伝動度等の測定からバンド構造、局在状態の評価をした。生体、化学発光を電気的エネルギーの変換の特性の中で、特に重要であるエネルギーギャップは、1.9[ev]2.4[ev]の範囲で、熱処理や膜厚により制御できることが分かった。可視光の領域のエネルギーギャップを連続的に可変できることにより、生体、化学発光のスペクトル分析が動的に定量分析可能である。光を伴う免疫反応において、発光のエネルギー分析を、半導体材料であるSic薄膜の光学的エネルギーギャップを連続的、平面的に変化させたMISセンサーを構成することにより、免疫反応の動的定量分析の知見が得られた。MISセンサーデバイスとして、半導表面、界面状態の解析が重要であり、光学材料SiCにSbをドーピングした時の表面状態をPulsed Field Effect法によって測定した。Sbドーピング量により表面準位は0.040.4[ev]可変することが分かった。生体、化学発光の実際の特性データと、免疫発応場セルに関する基本特性である血液の撹拌のシュミレーションについては実験検討中である。以上の様にセンサーの基本材料となる半導体、デバイスの光学的、電気的性質を調べた。免疫反応によって発光する光をMISを構成する半導体のエネルギーギャップを変化させることにより、光のエネルギー分析、強度の変化から動的定量分析が可能となる。
有明海沿岸地域における干拓村落の形態多様性とその要因に関する研究

本研究では,有明海沿岸地域の干拓村落を対象として,開発の計画原理と形成・変容プロセスの分析を行った。それにより,多様な村落形態が生まれる背景を明らかにした。有明海沿岸地域における多様な干拓村落の形態は,近世の異なる開発主体の性質を反映するものであるとともに,限られた資本や技術といった諸条件のもとで行われた居住地選定と耕地拡大,それぞれの合理的な解として説明できる。つまり,開発時の計画というよりもむしろ,村落形成から変容に至るプロセスの中で後発的に獲得されてきたものである。本研究は,有明海沿岸地域において多様な展開をみせる干拓村落を対象に,開発に関する計画原理を読み解くとともに,形成・変容のプロセスを明らかにしようとするものである。その中から,今年度は巨大な塊状の居住域を有する犬井道集落について実地調査を行なった。その結果,犬井道の立地する川副地区では,この地が城下町直下であることから近世後期に藩主導の大規模な干拓が行われ,それに伴う人口増加によって分村が発生し,さらに集落の隙間を埋める形で居住域が発展したこと,また,明治期に至ってそれが一層拡大し,巨大塊村としての犬井道集落が形成されたことなどが明らかになった。佐賀藩では,村受干拓によって増反型の農地拡大が行われており,入植による新しい集落は形成されず,代わりに旧来の集落が膨張したと考えられる。また,構成員の所有地をみると,1つの集落の所有耕地がまとまらず,複数の鱗状農地に分散するが,これは当地の開発が村受干拓であることによって農地が事業の度に参加農民に均等配分され,その所有が継承されたためと考えられる。居住域の空間構成を見ると,明治期に成立した屋敷地であっても,古い屋敷と同等の屋敷構えが獲得されている。これは,拡大期の社会関係を示唆する傾向であるとみられる。このように,巨大塊状村の犬井道について,その独特の村落形態の成立要因に関する有効な見解が得られた。2年目の本年は,散居村の形態をとる佐賀県白石町福富地区と小規模塊村の形態をとる佐賀県小城市芦刈地区を対象としたフィールドワークを実施した。福富地区については,近世初頭においては必ずしも散居が展開していたわけではなく,むしろ集村が主流であったこと,近世後期以降に散居が普及していったこと,そのプロセスが当該地域特有の水利条件のもと佐賀藩が行った干拓事業とその後の改変によってもたらされたことが明らかとなった。さらに,典型的な散居形態をとる福富北区を対象に,集落空間構成の詳細調査を行った。その結果,圃場整備以前は各家がウラボリに雨水を溜めて水源としていたこと,生産と生活の水をこの個別の水源に頼っていたこと,ただし相隣間ではウラボリの共同利用がみられ,用排水の仕組みも小規模な単位で一定の秩序が形づくられていたことがわかった。これらは,散居形式が藩の政策などマクロな計画意志によって生み出されたのではなく,個別の営みの集積として形成されていったことを示すものである。芦刈地区については,近世初期の松土居築堤により耕地が安定化し,その内側の旧堤防微高地に集落が形成されたと考えられる。その後,松土居のさらに海側に鱗状干拓地が展開していったが,この部分には集落は形成されなかった。これらの干拓によって生産が拡大され,それに伴って松土居陸側の小規模集落群の屋敷数も増加した。その際,当初は旧堤防上に列状に形成された集落が,塊村状に変化した過程が明らかとなった。このように,散居村の福富地区と小規模塊村の芦刈地区について,その独特の村落形態の成立要因に関する有効な見解が得られた。最終年度の本年は,一昨年にフィールドワークを実施した佐賀市犬井道集落と昨年実施した佐賀県白石町福富地区について追加調査を行なった。犬井道集落については,巨大塊村が近世から近代にかけて屋敷の増殖によって形成される過程を住居群スケールに注目して検討し,時期と場所によってその構成が異なることを明らかにした。とくに,早い段階に形成された地区では,家が道に直接面せず共用の引き込み路を介して道とつながっているが,時代が下ると家々が公道に対してそれぞれ直結されるようになる。これは,巨大塊村成立のプロセスの一端を示唆するものである。福富についても,典型的な散居村の形態をとる北区を対象に住居群レベルの調査を実施し,これらが一定の屋敷形式をもって配置されていることなどを明らかにした。

さらに,当該期間内に調査対象とした3地区に,以前に調査研究を行なった柳川市両開地区を加えて総合的考察を試みた。それによって,両開:列状村,犬井道:巨大塊状村,芦刈:小規模塊状村,福富:散居村と,有明海沿岸部の干拓村落の形態がかくも多様である理由について一定の見解を得た。それは,藩の農政の違い,微地形微気候および水利条件の違い,生業の違いなど,さまざまな要因が重なり合うことによって生み出されており,1つの要因で説明できるものではない。現段階での成果は,それぞれの集落について具体的な形成プロセスを明らかにした点にあると考える。この研究を今後も継続し,干拓村落形成に関する総体的な見解をめざす予定である。当初の計画どおりの資料分析,実地調査を遂行できている。その結果,新たな発見もあり,当初は想定していなかった仮説が得られている。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた4地区のケーススタディは,この2年間でいずれも着手でき,一定の成果をあげることができた。最終年度である平成24年度には,これらのケーススタディを完成させるとともに,それらを比較考察することによって,本研究の主題である「有明海沿岸地域における干拓村落の形態多様性の要因」の解明を試みたい。
酸化ストレスセンサーとして機能する転写因子のドメイン構造と核外移行による調節機構

哺乳動物AP-1類似のYap1は、出芽酵母の酸化ストレス応答に重要な機能を果たしている。Yap1は主に細胞質に存在するが、酸化ストレスに応答して核に局在化する。本研究では、Yap1タンパクの核-細胞質間輸送の分子機構を明らかにした。Yap1は核内輸送受容体の一つPse1により核内に輸送され、核から細胞質への核外輸送も核外輸送受容体Crm1により同時に行われていることが明らかとなった。すなわちYap1は細胞質-核間をシャトルしており、ストレスの無い状態では核内濃度は低く抑えられている。しかしながら酸化ストレスによりCrm1とYap1との相互作用が抑えられて核外輸送のみが阻害され。結果的にYap1が核内に蓄積し標的遺伝子の転写の活性化をすることが明らかとなった。このCrm1-Yap1相互作用はYap1のカルボキシ末端のドメイン(CRD)が重要な役割を果たしている。CRDの中には核外輸送シグナル(NES)様配列と酸化ストレス応答に必須な3つのシステイン残基の存在を明らかにした。CRD内のシステインを他のアミノ酸に変異させると、酸化ストレスに対する反応性が低下し、全て他のアミノ酸に変えると酸化ストレス応答性が消失した。またYap1はホモ二量体を形成するが、CRD間でジスルフィド結合を形成することが明らかになった。したがってCRD間のジスルフィド結合がNESの機能を失わせ、Crm1による核外輸送を阻害していると考えられた。酸化ストレス応答に中心的に機能する酵母転写因子yAP-1は、酸化ストレスに応答し細胞質から核にその局在を変化させる。この局在変化がyAP-1ターゲット遺伝子の転写活性化調節の主要なステップとなっていることを示してきた。本研究では、まずyAP-1の活性および核局在はCrmlにより負に制御されることを明らかにした。Crmlは核外輸送シグナル(NES)を持つ蛋白質をRanGTP存在下で認識し、核外輸送する核外輸送のレセプターであり、yAP-1もまたCrmlによる核外輸送されていることが明らかとなった。すなわち細胞質のyAP-1は常に核内輸送されているが、同時にCrmlにより核外輸送されており、結果的にyAP-1の核内濃度が低く保たれている。酸化ストレスによりyAP-1の核内輸送は変化しないことから、CrmlによるyAP-1の核外輸送のステップが酸化ストレスにより阻害されると考えられ、CrmlとyAP-1の相互作用に注目してさらに研究を進めた。Two hybrid法を用いて検討した結果、酵母細胞中でCrmlはyAP-1と相互作用するが、この相互作用にはyAP-1のカルボキシ末端のドメイン(CRD)が重要な役割を果たしている。この相互作用にはCRDが必要で、核外輸送されなくなったyAP-1のCRDアミノ酸置換変異によりこの相互作用は検出されなくなる。またyAP-1とCrmlとの相互作用はグルタチオンSトランスフェラーゼに融合させたyAP-1(gst-yAP-1)を酵母細胞内で発現させ抽出する実験系の場合でも同様に観察された。しかもこの場合、酸化ストレスによりその相互作用が弱くなること、相互作用の調節にはCRD内のシステイン残基が必要であることを示唆している。今後どのようなシステイン残基の変化がyAP-1とCrmlとの相互作用調節に寄与しているかを検討していく。本研究では、Yap1タンパクの核ー細胞質間輸送の分子機構を明らかにした。

すなわちYap1は細胞質ー核間をシャトルしており、ストレスの無い状態では核内濃度は低く抑えられている。しかしながら酸化ストレスによりCrm1とYap1との相互作用が抑えられて核外輸送のみが阻害され。結果的にYap1が核内に蓄積し標的遺伝子の転写の活性化をすることが明らかとなった。このCrm1-Yap1相互作用はYap1のカルボキシ末端のドメイン(CRD)が重要な役割を果たしている。CRDの中には核外輸送シグナル(NES)様配列と酸化ストレス応答に必須な3つのシステイン残基の存在を明らかにした。CRD内のシステインを他のアミノ酸に変異させると、酸化ストレスに対する反応性が低下し、全て他のアミノ酸に変えると酸化ストレス応答性が消失した。またYap1はホモ二量体を形成するが、CRD間でジスルフィド結合を形成することが明らかになった。したがってCRD間のジスルフィド結合がNESの機能を失わせ、Crm1による核外輸送を阻害していると考えられた。
Synthesis of Novel Oxynitride With Derivate Perovskite Structure

このプロジェクトでは、我々はLiNbO3型とダブルペロブスカイト型の結晶構造を持つ物質の合成と物性について研究した。これらの物質は高圧高温下で合成しました。従来の酸窒化物は、酸化物をアンモニア雰囲気かつ高温の条件下で処理するのに対し、我々は還元雰囲気の弱い高圧合成法を用いた。我々はZnTaO2Nの結晶構造と物性について研究し、LiNbO3型のほとんどの酸化物は室温でカチオンが秩序化しているのに対し、本物質は秩序化しておらず反転対称性があることがわかった。La2MnTaO5Nについては、部分的にアニオンが秩序下していることが分かり、磁気構造についても研究した。
ヒト乳腺オルガノイド培養を用いた細胞極性制御機構の解析と乳がん治療への応用

細胞極性の消失は多くのがん細胞で見られる特徴であり、その悪性度を判断する上でも重要な情報である。近年、繋留因子(Tethering factor)であるexocyst複合体が細胞極性因子Par3と結合し、正常乳腺細胞の生存性を決定するという報告が成された。しかし、哺乳類細胞におけるexocyst複合体の分子機構は不明な点が多く、より詳細な解析が求められていた。本研究では、CRISPR/Cas9を利用し、細胞極性制御因子であるexocystの5つのサブユニットにsfGFPが融合したexocyst-sfGFPノックイン細胞株を作成した。膜融合時の各exocystサブユニットの役割を調べるために、樹立した5つのノックイン細胞株を用いて、内在性exocyst subunitとvesicle fusion markerの時空間的発現様式を全反射照明顕微鏡(Total internal reflection fluorescence microscope, TIRFM)により高速撮影した。その結果、マウス乳腺上皮細胞株において、exocyst複合体は2つのsubcomplexから構成されること、膜融合直前に解離すること、約9つのexocyst複合体が1回の膜融合に関わることなどが明らかになった。残りの3つのexocystサブユニットの細胞内局在を詳細に観察するために、Cas9-gRNA ribonucleoproteins (RNPs)を用いたノックイン細胞の作成を進めている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。多くのがん細胞では細胞極性の消失が認められており、細胞極性の消失はがん細胞の悪性度を見極める上で重要な指標の一つである。上皮細胞の「細胞間接着」と「細胞極性」の破綻と再構築の分子メカニズムを理解する上で、同一細胞を用いたライブセルイメージングによる解析は非常に有用である。本研究では、CRISPR/Cas9システムを用いて樹立したsuperfolder GFP (sfGFP)ノックイン細胞株のライブセルイメージング解析により、細胞極性因子の連続的な役割を理解する事を目的としている。さらに、ヒト乳腺オルガノイド培養による乳腺組織再構築系を用いて、正常状態に近い組織での細胞極性因子の挙動を解析したい。本研究は米国Vanderbilt大学との共同研究として進めており、初年度はVanderbilt大学にてヒト乳腺オルガノイド培養法の技術習得を行った。また、並行してCRISPR/Cas9システムを使い細胞極性制御因子の一つであるexocyst複合体のsfGFP融合ノックイン細胞を複数樹立した。樹立したノックイン細胞を全反射照明顕微鏡(TIRF)により観察し、exocyst複合体の細胞内挙動を詳細に解析した。その結果、exocyst複合体は小胞が細胞膜に融合する直前に複合体が解離する可能性が示された(論文投稿準備中)。現在、日本においてヒト乳腺オルガノイド培養ができるように計画を進めている。CRISPR/Cas9によるsfGFPノックイン細胞を樹立し、ライブセルイメージング解析を行った事で、今まで不明であった哺乳類細胞内におけるexocyst複合体を可視化する事に成功した。ノックイン細胞株の樹立には細胞のクローニング化が必須であるため、樹立に時間がかかる。また、GFP挿入の影響により細胞増殖が抑制され、株化できなかったノックイン細胞が複数あった。これらの問題点から、複数の極性因子の解析するためには、ノックイン細胞樹立にさらなる工夫が必要である。現在、クローニング効率の向上を目的にGFPと薬剤選択の二重選択方法、融合タンパク質による機能障害の回避を目的にlinkerを挿入したノックイン細胞樹立を進めている。
既存薬によるアルツハイマー病治療効果に与るメカニズムの解明

(1)対象既存薬を決定する様々な観点から対象とする既存薬を、グリタゾン系糖尿病治療薬、スタチン類、エストロゲン、アンジオテンシン拮抗薬、カルシウム拮抗薬とした。(2)対象既存薬の作用を分子レベルで網羅的に解析する。1誘導遺伝子の網羅的解析:DNAチップ、プロテインチップなどを用いて、対象既存薬により誘導される遺伝子を用いて解析した。その結果、特に興味深い結果として、スタチンは熱ショックタンパク質を誘導することを見出した。2結合タンパク質の網羅的解析:ヒト全タンパク質を二次元電気泳動により分離後、蛍光標識したスタチンを作用させ、結合するタンパク質を網羅的に同定した。対象とする既承認薬に関しては抗AD作用が知られている、エタネルセプト、スタチン類、カルシウム拮抗薬DHA(ドコサヘキサエン酸)、ビタミンE、ビタミンCなども対象とした。対象既承認薬等により誘導される遺伝子を様々な条件で同定し、神経細胞、グリア細胞など様々な細胞を用いると同時に、βアミロイドを発現している細胞なども用いた。興味深い遺伝子に関しては、ADに関する細胞評価系にその既承認薬を作用させ効果が見られるかを検討し、AD動物モデルを用いてその既承認薬のβアミロイド量、神経細胞死、記憶学習能力に対する効果を調べ有用な既承認薬の絞り込みを行った。ADのモデルマウスでの効果、疫学などの臨床的なエビデンスの強さ、安全性・投与しやすさ、特許環境などを絞り込みのポイントとし、ヒトでの安全性や体内動態が確認されているという既存薬の利点を活かすために周辺化合物の合成を行った。DDS技術は、医薬品を患部へ特異的に運搬するために医薬品を修飾する技術である。目的化合物をナノ粒子に封入し、その粒子表面を修飾しターゲッティングする技術は、DDSにとって大変有用である。従来の技術では親水性の高い化合物は封入できなかったが、最近我々は鉄や亜鉛イオンにより不溶化することにより、親水性の高い化合物を封入する方法を確立した(この方法により血管新生作用のあるPGE1を血管傷害部位へターゲッティングすることに成功し、現在臨床試験を行っている)。この技術を使えば、ほとんどの化合物をナノ粒子に封入出来る。また我々はナノ粒子表面を癌細胞で特異的に発現しているタンパク質に対する抗体でコートし、ナノ粒子を癌組織へ特異的に送達することに成功している。そこで本研究において我々は、ナノ粒子を脳へ送達させる技術を確立し、上述の研究でリストアップした既存薬の脳へのターゲッティングを目指した研究を行ったが、成功には至らなかった。(1)対象既存薬を決定する現在のところ、抗AD作用が知られているグリタゾン系糖尿病治療薬、スタチン類、エストロゲン、アンジオテンシン拮抗薬、カルシウム拮抗薬を考えていた。一方、疫学調査などを行い、新たな対象既存薬をリストアップした。(2)対象既存薬の作用を分子レベルで網羅的に解析する1誘導遺伝子の網羅的解析:DNAチップ、プロテインチップなどを用いて、対象既存薬により誘導される遺伝子を様々な条件で同定した。神経細胞、グリア細胞など様々な細胞を用いると同時に、βアミロイドを発現している細胞なども用いた。興味深い遺伝子(AD抑制に関与している可能性がある遺伝子)に関しては、ADに関する細胞評価系(神経由来培養細胞におけるβアミロイドの産生など)にその既存薬を作用させ、効果が見られるかを検討した。さらにAD動物モデル(APP過剰発現マウス)を用いてその既存薬のβアミロイド量、神経細胞死、記憶学習能力に対する効果を調べ、効果が見られた場合、その効果がその遺伝子発現変化に依存しているかを評価した。2結合タンパク質の網羅的解析:ヒト全タンパク質を二次元電気泳動により分離後、蛍光標識した対象薬を作用させ、対象薬に結合するタンパク質を網羅的に同定した。同定したタンパク質の解析(AD抑制機構の解明へ向けた解析)は、上述の誘導遺伝子の場合と同様に行った。3その他の網羅的解析行った。具体的には、既存薬を細胞に作用させ、細胞内情報伝達物質(cAMP, Ca2+など)の変化を網羅的に解析した。4既存薬ライブラリーを用いたスクリーニング:我々は国内で使用されている約800種の既存薬の内、600種を網羅した既存薬ライブラリーを構築している。そこで本研究費を使用して、購入可能なすべての既存薬を揃えた。上述のように、対象既存薬の決定に関しては、疫学調査などを行い、新たな対象既存薬をリストアップした。また、対象既存薬の作用の分子レベルでの網羅的解析に関しても、DNAチップ、プロテインチップなどを用いて、対象既存薬により誘導される遺伝子を様々な条件で同定するとともに、ヒト全タンパク質を二次元電気泳動により分離後、蛍光標識した対象薬を作用させ、対象薬に結合するタンパク質を網羅的に同定した。このように、申請時の研究計画に沿って研究は順調に進んでいる。候補既存薬の絞り込み:選択された既存薬から、有用な既存薬の絞り込みを行う。

絞り込みのポイントは、ADのモデルマウスでの効果、疫学などの臨床的なエビデンスの強さ、安全性・投与しやすさ、特許環境などである。既存薬の周辺化合物を合成し、その作用を調べる:本研究では、ヒトでの安全性や体内動態が確認されているという既存薬の利点を活かすために、出来れば既存薬それ自体を対象にしたい。しかし薬理効果が弱いなどの問題がある場合は、周辺化合物の合成を行う。即ち、リストアップした既存薬の周辺化合物を多数合成する。その際、明確な合成戦略を立てて系統的に合成を行う。例えば我々は、膜傷害性が少ないNSAIDを得るために、NSAIDと膜との相互作用をシミュレーションし合成戦略を立てた結果、高い確率で膜傷害性の少ないNSAIDを得ることが出来た(J Med Chem 2010)。合成した化合物の作用を細胞・動物を用いて解析し、AD治療薬として有用な化合物を選択する。該当なし
テラトカルシノーマの分化方向決定に関連する遺伝子の転写制御と機能

テラトカルシノーマ幹細胞をレチノイン酸で分化誘導する時,分化初期段階で発現が誘導される遺伝子MK1が同定された.幹細胞クローンHM1をレチノイン酸で24時間処理した細胞からcDNAライブラリーを作成し, differential hybridqationによるスクリーニングで, MK1遺伝子がクローニングされた.この遺伝子の規定するメッセンジャーRNAは1kbである.HM1細胞での分化誘導後12時間で発現が増強し, 48時間で最大となった.以後発現は減少していき,分化終了時には検出できなくなった.マウス胚では,発生開始後11日に強い発現が認められ, 15日胚では検出できなくなった.成体マウスの各種の臓器の中では,腎臓と脳にのみ弱い発現が認められた. MK1のcDNA塩基配列をジデオキシ法により決定したところ,分子量約1万のポリペプチドを規定するオープンリーディングフレイムが見出された.このMK1ポリペプチドは塩基性アミノ酸に富み,かつ短い領域ながらウシ白血病ウイルスのDNA結合タンパク質との間にホモロジーを持つことから, DNA結合タンパク質の一種である可能性が生じた.そこでMK1cDNAをSP6の系で転写し,キャップ付加後,赤芽球の無細胞系で翻訳し, MK1ポリペプチドを作成した. MK1ポリペプチドは部分的にDNAセルロースに結合し,高イオン強度で溶出された.いっぽう,コンピューターサーベイの結果, MK1遺伝子はヒストン,ステロイドホルモンレセプター,ホメオボックス含有遺伝子とは異ることが判明した.以上のように, MK1はレメノイン酸による分化誘導の初期段階の転写制御に関与する可能性が強い.今後,遺伝子導入によってその機能を検証する予定である.また,レチノイン酸によるMK1遺伝子の発現誘導機構も興味深く,この研究の基盤として, MK1のgenomic DNAをクローニングし,構造決定を進めた.テラトカルシノーマ幹細胞をレチノイン酸で分化誘導する時,分化初期段階で発現が誘導される遺伝子MK1が同定された.幹細胞クローンHM1をレチノイン酸で24時間処理した細胞からcDNAライブラリーを作成し, differential hybridqationによるスクリーニングで, MK1遺伝子がクローニングされた.この遺伝子の規定するメッセンジャーRNAは1kbである.HM1細胞での分化誘導後12時間で発現が増強し, 48時間で最大となった.以後発現は減少していき,分化終了時には検出できなくなった.マウス胚では,発生開始後11日に強い発現が認められ, 15日胚では検出できなくなった.成体マウスの各種の臓器の中では,腎臓と脳にのみ弱い発現が認められた. MK1のcDNA塩基配列をジデオキシ法により決定したところ,分子量約1万のポリペプチドを規定するオープンリーディングフレイムが見出された.このMK1ポリペプチドは塩基性アミノ酸に富み,かつ短い領域ながらウシ白血病ウイルスのDNA結合タンパク質との間にホモロジーを持つことから, DNA結合タンパク質の一種である可能性が生じた.そこでMK1cDNAをSP6の系で転写し,キャップ付加後,赤芽球の無細胞系で翻訳し, MK1ポリペプチドを作成した. MK1ポリペプチドは部分的にDNAセルロースに結合し,高イオン強度で溶出された.いっぽう,コンピューターサーベイの結果, MK1遺伝子はヒストン,ステロイドホルモンレセプター,ホメオボックス含有遺伝子とは異ることが判明した.以上のように, MK1はレメノイン酸による分化誘導の初期段階の転写制御に関与する可能性が強い.今後,遺伝子導入によってその機能を検証する予定である.また,レチノイン酸によるMK1遺伝子の発現誘導機構も興味深く,この研究の基盤として, MK1のgenomic DNAをクローニングし,構造決定を進めた.
MN抗原を標的分子とした抗体による腎細胞癌の診断治療法の確立

1.MN/CA9発現腎細胞癌培養細胞の作製MN/CA9 cDNAを発現Vecter BCMGSNeoの組み込んだ後、電気パルス法によりマウス腎細胞癌培養細胞RenCa細胞に遺伝子導入を行なった。得られたクローンのMN/CA9発現はMHA(Mixed Hemadsorption)法により確認した。2.MN/CA9発現マウス腎細胞癌モデルの作製MN/CA9導入RenCa細胞を、近交系マウスBAL/Bcの皮下に注入し、腫瘍の増殖を認めると共に、摘出した腫瘍をG250抗体により免疫組織染色を行い、MN/CA9の発現を確認した。3.大腸菌によるMN/CA9抗原の作製MN/CA9抗原のアミノ酸配列において、他の抗原とhomologyの低い領域の遺伝子PCRにて増幅し、vecterに取り込んだ。大腸菌に導入し発現した蛋白が、目的の蛋白であることをSDS-PAGEおよびWestern blotにて確認した。4.家兎によるポリクローナル抗体の作製この作製した蛋白をアジュバントとともに家兎に免疫し、採取した血清中の抗体価をELISAにて測定した。抗体が産生されていることを確認した、現在血清をaffinity精製中である。5.マウスによるモノクローナル抗体の作製MN/CA9発現RenCa細胞cell lysateを免疫抗原とし、抗NM/CA9モノクローナル抗体産生ハイブリドーマを作製した。抗体の反応特異性は、従来報告されている抗体と同一であることが確認された。ハイブリドーマより抗体遺伝子を分離し、single chain抗体作製のための遺伝子改変を行い、single shain抗体蛋白を大腸菌より得ている。現在、抗体の精製と活性の測定を行っており、抗体の臨床応用に向けた検討を予定している。1. MN/CA9抗原発現マウス腎細胞癌モデルの作製(1)われわれが既に入手しているMN/CA9cDNAの組み込まれたplasmid pSRINeoを、電気パルス法によりマウス腎細胞癌培養細胞RenCaへの遺伝子導入した。遺伝子導入細胞の選択はG418により行い、得られたクローンのMN/CA9発現はMHA(Mixed Hemadsorption)により検査したがMN/CA9の発現を認められなかった。そのためplasmid pSRINeoよりMN/CA9 cDNAを切り出し発現Vector BCMGSNeoに組み込んだ後、再度RenCa細胞に遺伝子導入を行った。MHAによりMN/CA9の発現を確認したことより、MN/CA9発現RenCa細胞の作製に成功した。(2)次にMN/CA9導入RenCa細胞を、近交系マウスBALB/cの皮下に注入し腫瘍の増殖を認めると共に、摘出した腫瘍をG250抗体により免疫組織染色を行い、MN/CA9の発現を確認した。これによりMN/CA9を発現した腎細胞癌マウス実験モデルを確立した。2.大腸菌によるMN/CA9抗原の作製MN/CA9 cDNAの一部をPCR法により増幅させた後、制限酵素で切り出し、蛋白精製Vector組み込んだ。このplasmidを大腸菌にtransfectionし、増殖させることにより大量の蛋白の精製が可能である。現在、精製された蛋白がMN/CA9の抗原性をもつものかを検討中である。1.大腸菌によるMN/CA9抗原の作製MN/CA9(G250)抗原のアミノ酸配列と他の抗原のアミノ酸配列においてhomologyの低い領域を選択し、この領域の遺伝子をPCRにて増幅後、PET32c vectorに組み込んだ。このplasmidを大腸菌にtransformation後、蛋白発現を行い、発現蛋白が目的の蛋白であることをSDS-PAGE及びWestern blotにて確認した。2.家兎によるポリクローナル抗体の作製上記により作製した蛋白をアジュバントとともに家兎に免役し、採取した血清中の抗体価をELISAにて測定した。その結果免疫抗原に対する抗体が産生されていることを確認した。現在血清をaffinity精製中である。3.マウスによるモノクローナル抗体の作製single chain

抗体作製のため、抗MN/CA9(G250)モノクローナル抗体産生ハイブリドーマを、すでに作製済みの、MN/CA9発現RENCA細胞cell lysate免疫原として作製した。抗体の反応特異性は、免疫染色及び混合血球吸着法により検査し、従来報告されている抗体と同一であることが確認された。当初、ファルマシア社製ファージディスプレイ抗体キットを用いて抗MN/CA9(G250)single chain抗体作製を試みたが、目的抗体は得られなかった。このため、上記3にて得たモノクローナル抗体産生ハイブリドーマより抗体遺伝子を分離し、single chain抗体作製のための遺伝子改変を行い、single chain抗体蛋白を大腸菌より得ている。現在、抗体の精製と活性の測定を行っており、今後得られた抗体の臨床応用に向けた検討を予定している。
トウモロコシ性決定遺伝子Silklessクローニングの試み

これまでに、約100万個の独立したクローンからなるear cDNAライブラリーをスクリーニングし、TS2タンパク質のカルボキシル末端側半分の領域と相互作用するポジティブクローン6個を得た。これらは未知のタンパク質をコードする物2個、シャペロニンであるDnaJの植物におけるホモログをコードする物3個、及び酵母の細胞増殖に関与するprolifera proteinと高い相同性を示す物の1つに分類された。TS2タンパク質のアミノ末端側半分の領域と相互作用するタンパク質のスクリーニングも行ったが、false positiveクローンが大量に得られた。現在、TS2のアミノ末端側の様々な領域を欠失させたスクリーニング用のプラスミドを用い、アミノ末端側のどの部分がfalse positiveを生じる原因となっているのか解析している。発現量の低いcDNAを得るには合計して200万のの独立したcDNAクローンをスクリーニングする必要がある。そこで、さらに、100万の独立したクローンからなるcDNAを作製した。今後このcDNAライブラリーもスクリーニングする予定である。また、得られたポジティブクローンはcDNAの一部分しか持っていないので、ラムダファージベクターを用いて作製した。era cDNAライブラリーをスクリーニングし、cDNAの全長を明らかにする予定である。その後、cDNAがコードするタンパク質を大腸菌内で合成させて精製し、免疫沈降法などの方法により実際にそのタンパク質がTS2タンパク質と相互作用するか確認する。また、それらのcDNAをトウモロコシの染色体上にマップし、SK1遺伝視座近傍に位置する物がないか調べる計画である。
東日本における活火山の長期的噴火活動ポテンシャル評価

本研究では,東北本州弧千島弧の代表的な活火山を対象に,長期的な噴火活動のポテンシャルを評価することを目的として,各火山の玄武岩質噴出物の岩石学的解析から推定されるマントルの温度・含水量およびスラブ流体の上昇経路と、同地域のマントルを対象とした地震学的解析から推定される3次元構造を,比較・融合させようとするものである.物質科学的研究については,昨年度から積み残した岩石学的解析(八甲田・渡島大島・十勝・雌阿寒)を行い,マグマの含水量推定を行った.そしてこれらの火山,および既に解析を終えていた東北本州弧の火山について,マグマ生成深度におけるマントルの温度・含水量条件の推定,およびスラブ流体の経路についての制約条件を与えた.一方,地震学的研究については,島弧火山へのマグマ供給系の解明を目的に,東北地方南部から中部日本にかけての領域で3次元P波減衰構造の推定を行い,既存の地震波速度モデルと比較を行った.その結果,高減衰域と低速度域は概ね一致するが,太平洋スラブ直上からマントルウエッジに伸びる高減衰領域は地震波速度では顕著な低速度を示さないことが明らかになった.また,栗駒山,蔵王山,肘折山下で発生する深部低周波地震のメカニズム解を決定したところ,蔵王山においては2011年東北地方太平洋沖地震を境に低周波地震のメカニズム解が系統的に変化していることが見出された.地殻深部のマグマ供給系の応力状態を理解する上で重要な観測事実である.このように,岩石学的解析と地震学的解析のそれぞれにおいて,顕著な成果を得られることができたが,昨年度から繰り越されていた数ヶ月程度の研究計画の遅れを最後まで解消することができず,両手法の本格的な比較・融合的研究については今後引き続き行うことになった.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、東北本州弧千島弧の代表的な活火山について、長期的な噴火活動のポテンシャルを評価することを目的として、A.火山岩の解析に基づくマグマ生成条件の推定、B.マントルの温度・流体量についての三次元分布の描出、C.ウェッジマントル内におけるスラブ流体の速度場の推定、D.各活火山下のマントルにおけるマグマの生成率の推定、の各課題を実施する。当初の平成28年度の研究実施計画では、課題Aについては火山岩試料の採取および化学分析を行い、課題Bについては東北本州弧千島弧における地殻・マントルの地震波速度構造の解析を行う予定であった。課題Aについては、主に利尻と秋田駒ケ岳を対象に物質科学的解析を行った。特に利尻については、全岩主成分組成、微量元素組成、同位体組成の分析を行い、さらに斑晶とメルトとの熱力学的平衡関係を利用して、含水量の推定を行った。その結果、マグマ生成時のマントルの温度・圧力・含水量・部分融解度の推定まで終えることができた。この成果については、Geochemistry, Geophysics, Geosystems誌に投稿し、掲載されるに至った。このように、利尻については当初の想定をはるかに上回る進展がみられた一方で、こちらに時間を費やされた分、予定していた他の複数の火山岩の分析は次年度以降に持ち越されることとなった。課題Bについては、東日本で発生した規模の大きな地震についてP波、S波の読み取りを行い、地震波速度・減衰構造解析のためのデータセットを作成した。また,中部日本で発生した地震を用いて地殻・最上部マントルの地震波減衰構造を推定し、最上部マントルから地表付近に至る連続的な高減衰域の存在を明らかにした。課題Bにおいて、研究を始めて数ヶ月程度が経過したころ、解析データ作成ために地震波形のP波、S波の読み取りを行っていた際に、ノイズレベルの大きな地震波形が多く含まれていることがわかった。これは当初予定していなかった想定外の事態であった。本研究の目的である高精度の地下構造を得るためには高品質かつ多量のデータが必須であるため、当初の計画を一部変更し地震波形データを再収集しデータの品質確認と波形の読み取りを慎重に進めた。このため当初の研究計画は3ヶ月遅れとなった。本研究では、東北本州弧北部千島弧西部の代表的な活火山について、長期的な噴火活動のポテンシャルを評価することを目的として、A.火山岩の解析に基づくマグマ生成条件の推定、B.マントルの温度・流体量についての三次元分布の描出、C.ウェッジマントル内におけるスラブ流体の速度場の推定、D.各活火山下のマントルにおけるマグマの生成率の推定、の各課題を実施する。当初は、対象地域に分布する火山を同じウェイトで解析する予定であったが、より確実に成果を挙げるため、東北本州弧の島弧横断方向の断面として岩手山ー秋田駒ケ岳ー目潟のライン、千島弧の島弧横断方向の断面として十勝ー利尻、そして東北本州弧千島弧の島弧縦断方向の断面として岩手山ー八甲田ー有珠ー阿寒ー爺爺岳のラインに分布する火山を優先することとした。そこで課題Aについては、主に秋田駒ケ岳を対象に物質科学的解析を行った。全岩主成分組成、微量元素組成、同位体組成の分析を行い、さらに斑晶とメルトとの熱力学的平衡関係やカンラン石に含まれるガラス包有物を利用して、含水量の推定を行った。その結果、マグマ生成時のマントルの温度・圧力・含水量・部分融解度の推定を行った。

また、秋田駒ケ岳に加え、さらにマグマ生成条件の推定を終えている目潟と岩手山を対象に課題Cを遂行し、スラブ流体のスラブからの分離場所、および流路の推定まで行った。ここまでの成果については、論文にまとめているところである。課題Bについては、栗駒山周辺で発生する深部低周波地震の振幅比を用いて、地震の発震機構解を推定した。その結果、P波とS波の振幅比を説明するためには、CLVDなど非ダブルカップル成分を考える必要があることが明らかになった。また、富士火山、箱根火山周辺の地震波減衰構造を推定し、マグマ溜まりの位置を再検討した。当初、平成29年度までに秋田駒ケ岳、十勝、利尻、八甲田、阿寒、爺爺岳の全ての火山で課題Aを終える予定であったが、十勝、阿寒、爺爺岳については化学分析まで、八甲田については試料が未採取である。このため、予定より3ヶ月程度の遅れが生じている。本研究では,東北本州弧千島弧の代表的な活火山を対象に,長期的な噴火活動のポテンシャルを評価することを目的として,各火山の玄武岩質噴出物の岩石学的解析から推定されるマントルの温度・含水量およびスラブ流体の上昇経路と、同地域のマントルを対象とした地震学的解析から推定される3次元構造を,比較・融合させようとするものである.物質科学的研究については,昨年度から積み残した岩石学的解析(八甲田・渡島大島・十勝・雌阿寒)を行い,マグマの含水量推定を行った.そしてこれらの火山,および既に解析を終えていた東北本州弧の火山について,マグマ生成深度におけるマントルの温度・含水量条件の推定,およびスラブ流体の経路についての制約条件を与えた.一方,地震学的研究については,島弧火山へのマグマ供給系の解明を目的に,東北地方南部から中部日本にかけての領域で3次元P波減衰構造の推定を行い,既存の地震波速度モデルと比較を行った.その結果,高減衰域と低速度域は概ね一致するが,太平洋スラブ直上からマントルウエッジに伸びる高減衰領域は地震波速度では顕著な低速度を示さないことが明らかになった.また,栗駒山,蔵王山,肘折山下で発生する深部低周波地震のメカニズム解を決定したところ,蔵王山においては2011年東北地方太平洋沖地震を境に低周波地震のメカニズム解が系統的に変化していることが見出された.地殻深部のマグマ供給系の応力状態を理解する上で重要な観測事実である.このように,岩石学的解析と地震学的解析のそれぞれにおいて,顕著な成果を得られることができたが,昨年度から繰り越されていた数ヶ月程度の研究計画の遅れを最後まで解消することができず,両手法の本格的な比較・融合的研究については今後引き続き行うことになった.来年度は引き続き、課題AとBを主に実施する予定である。なお、課題Aにおいては当初、10を超える火山を対象とし、全て同じウェイトで火山岩の解析を進める予定であった。しかしながら、マグマの生成条件を高い信頼度で推定するにあたり、例えば含水量の推定に用いるための斜長石とメルトの平衡関係の検討に時間を要するなど、想定外の事態が生じる可能性があることが初年度の経験によって予想された。そこで当初の対象火山に優先順位をつけ、重要度の高い火山から順に解析を行うという作戦に変更する。具体的には、東北本州弧の島弧横断方向の断面として、岩手山ー秋田駒ケ岳ー目潟のライン、千島弧の島弧横断方向の断面として、十勝ー利尻、そして東北本州弧千島弧の島弧縦断方向の断面として、岩手山ー八甲田ー有珠ークッタラー阿寒