hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨新生を目的としたヒアルロン酸の骨芽細胞への応用

外因性HAの骨欠損部に対する効果を遺伝子レベルで検索した.全実験で用いた細胞は骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1),ヒアルロン酸(HA)は分子量6-12x10^5のアルツディスポ^<【○!R】>(生化学工業)である.1.オリゴマイクロアレイ細胞をプレート上に播種,または0.3%I型コラーゲンで細胞包埋コラーゲンゲルを作製し,1.0mg/mlHA添加培地で通法どおり培養を行った.培養7日後細胞を溶解し,DNA(Mouse oligo 38.5k array)でハイブリダイズし,蛍光スキャニングを行った.データ解析はGeneSpring7.2で行った.2.リアルタイムPCR上記の条件で培養の際,ゲルを一部プレートから浮遊させ,一部は固定した.培養後,ヒアルロン酸合成酵素(HAS1,HAS2)や,レセプター(β_1 integrin,CD44)の遺伝子発現を解析した.1.の結果から,プレート上の細胞/細胞包埋コラーゲンゲル中の細胞では,HA群とコントロール群のシグナル強度がともにバックグラウンドより明らかに強く,信頼性の高い遺伝子が15,432/9,288得られた.そのうち,2.0倍以上シグナル変動の比が上昇している遺伝子が192/102,下降している遺伝子が697/201得られた.2.の結果から,プレート上の細胞では,コントロール群に比べ,HA群ではレセプターの遺伝子発現は,有意な差は認められなかった.それに対し,プレートに固定した細胞包埋コラーゲンゲル中の細胞では,コントロール群に比べ,HA群では有意に上昇がみられた(p<0.05).HAS1,HAS2の遺伝子発現はいずれの条件においても,有意な差は認められなかった.以上の結果より,骨芽細胞は細胞内張力の生成でも遺伝子発現は変化するが,HA存在下ではさらに顕著に変化したことから,HAがレセプターを介する伝達系に影響を与えていることが示唆された.様々な組織に存在するヒアルロン酸(HA)の働きは多様であるが、外因性HAの骨欠損部に対する効果を検索するために、今回、培養骨芽細胞様細胞に対する種々の影響を調べた。全実験で用いた細胞は骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)、HAは分子量6-12x10^5のアルツディスポ(生化学工業)である。1.増殖能:培養プレートに骨芽細胞を播種し、培地に0.1, 1.0mg/mlのHAを添加し、通法どおり培養を行い、3,4,7日後の細胞数をCellTiter96^秒で処理後、490nmの吸光度で測定した。その結果、いずれの日数でも1.0mg/mlのHA添加群で、非添加群と比較して有意に増殖を示した(p<0.01)。2.移動能:蛍光色素で標識した骨芽細胞をフルオロブロックインサート(ポアサイズ8μm)の上層へ入れ、下層に0.1, 1.0mg/mlのHA添加培地を入れ、ボアを通過した細胞の蛍光を検出した。その結果、下層に1.0mg/mlHAを入れた方が、ポジティブコントロール(FCS10%)と比較して有意にフィルター下層に細胞が移動していた(p<0.01)。3.コラーゲンゲル収縮能:0.3%I型コラーゲンを用い、細胞包埋コラーゲンゲルを作製し、培地に0.1, 1.0mg/mlのHAを添加し、通法どおり培養を行った。7,14日後のゲル収縮率を測定したところ、1.0mg/mlのHA添加群で、非添加群と比較して有意に収縮を示した(p<0.01)。骨欠損部における骨芽細胞の動態でまず初期に起こる細胞移動・増殖は、HA添加によって亢進されることが分かった。また、生体と同じ3次元をin vitroで再現できるコラーゲンゲル培養の収縮は、HA添加で有意であった。これは、創傷治癒過程における創の収縮を模倣しているが、これより骨新生にともなう骨のリモデリングにおいてHAが関与していることが示唆された。外因性HAの骨欠損部に対する効果を遺伝子レベルで検索した.全実験で用いた細胞は骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1),ヒアルロン酸(HA)は分子量6-12x10^5のアルツディスポ^<【○!R】>(生化学工業)である.1.オリゴマイクロアレイ細胞をプレート上に播種,または0.3%I型コラーゲンで細胞包埋コラーゲンゲルを作製し,1.0mg/mlHA添加培地で通法どおり培養を行った.培養7日後細胞を溶解し,DNA(Mouse oligo 38.5k array)でハイブリダイズし,蛍光スキャニングを行った.データ解析はGeneSpring7.2で行った.2.リアルタイムPCR上記の条件で培養の際,ゲルを一部プレートから浮遊させ,一部は固定した.培養後,ヒアルロン酸合成酵素(HAS1,HAS2)や,レセプター(β_1 integrin,CD44)の遺伝子発現を解析した.1.の結果から,プレート上の細胞/細胞包埋コラーゲンゲル中の細胞では,HA群とコントロール群のシグナル強度がともにバックグラウンドより明らかに強く,信頼性の高い遺伝子が15,432/9,288得られた.

そのうち,2.0倍以上シグナル変動の比が上昇している遺伝子が192/102,下降している遺伝子が697/201得られた.2.の結果から,プレート上の細胞では,コントロール群に比べ,HA群ではレセプターの遺伝子発現は,有意な差は認められなかった.それに対し,プレートに固定した細胞包埋コラーゲンゲル中の細胞では,コントロール群に比べ,HA群では有意に上昇がみられた(p<0.05).HAS1,HAS2の遺伝子発現はいずれの条件においても,有意な差は認められなかった.以上の結果より,骨芽細胞は細胞内張力の生成でも遺伝子発現は変化するが,HA存在下ではさらに顕著に変化したことから,HAがレセプターを介する伝達系に影響を与えていることが示唆された.
神経分化関連転写因子誘導をターゲットとした新規精神疾患治療薬の開拓

【研究目的】精神疾患の原因は心理社会的ストレスなどの環境要因が関連しており、治療法は十分確立されていない。ストレスは抑制性GABA作動性神経の機能を低下させることが知られており、精神疾患発症の要因の一つと考えられている。GABA受容体発達に関与する転写因子ヒトNeuronal Per Arnt Sim (PAS)Domein Protein 4 (NPAS4)の発現が海馬や皮質で顕著に低下していることを見出した(J. Neurochem., 2010)。以上より、脳のホメオスタシスを維持する要のNPAS4が、ストレス応答性に発現が抑制される転写因子であると同定され、ストレスによるNPAS4の発現減少は、GABA作動性神経系の機能異常を引き起こし、精神疾患発症に至ると考えられる。従って、NPAS4の発現促進により、精神疾患発症を抑えられると期待される。本研究では、NPAS4の発現を誘導する化合物を探索し、NPAS4およびその下流因子をターゲットとする新規精神疾患治療薬の開発を究極の目的とする。【研究成果】(1)ヒトNPAS4プロモーターを組み込んだ神経細胞株の作製:ヒト細胞株由来のゲノムからクローニングしたヒトNPAS4プロモーターを組み込んだレポータープラスミドを神経細胞株に導入し、ルシフェラーゼアッセイを用いてNPAS4プロモーター活性を測定する系を構築した。(2)NPAS4を誘導する化合物の探索と解析:候補化合物を(1)の細胞培養系に添加し、プロモーターアッセイを行い、既知の化合物ライブラリーから、NPAS4誘導に有効な化合物を絞り込む。我々はこれまでに、神経伝達物質受容体に作用する化合物を中心にヒトNPAS4のプロモーター活性を上昇させる候補物質を数種類見出している。これらの候補化合物によるNPAS4プロモーター活性誘導に関する細胞内シグナル伝達機構について追究が必要である。本研究はヒトの治療に応用することを目標とするため、今後in vivoにおいても、候補物質の絞り込み、シグナル伝達機構の解明が必要であると考えられる。
アクチナイド化合物の物性研究の総括

本年度は第3年度の纒めの年であり、全体の計画もこの線に沿って行なわれた。以下の如く3年間に多くの重要な成果を得ることが出来た。本領域研究の最重要課題であるウラン化合物の試料作成施設及び管理体制の確立に関しては当初の目標を達成した。センタ-は東北大金研の大洗施設及び片平αセンタ-に設けて必要な整備を行なった。サテライト施設は札幌、仙台、筑波、名古屋、大阪、広島に設け夫々活発な研究活動を行なって居る。超ウラン系に関してはその基礎作りを行なった。試料作成グル-プとしては、新物質の発見を目指す物質探索と典型物質の総合研究の為の純良単結晶育成技術の開発を行ない夫々大きな成果を収めた。尚、ウラン5f電子系の参照系として極めて重要な稀土類4f系の典型物質の純良単結晶の育成も行ない大きな成果を収めて居る。測定系としてはヘビ-フェルミオン特性を調べる最も有力な手段であるドハ-ス効果を極低温、高精度高磁場で且つ最高純度試料を用いて行なう設備の建設を東北大物理、科研及び筑波大で行なった。特に予算面の関係で、冷凍器は科研工場を主体に自作し、科研グル-プは世界的にも初めての高精度音速ドハ-ス測定技術を開発した。バンド計算グル-プとの密接な協力の下に、フェルミ面に関する極めて重要な一般法則を見出した。ドハ-ス測定より更に広範囲の情報を得る有力手段として光電子及び逆光電子分光測定があり、その充実を重点的に行なった。特にfー電子を見る逆光電子分光装置は日本にはなく、極めて遅れた状況にあったが東北大と阪大に設立した。以上は何れも極めて有力ではあるが、分解能に問題がありそれを補う点から遠赤外実験を低温長波長域で高精度で測定する装置の開発が不可欠であったが、これも分子研の協力の下に大きく進展した。これらにより光グル-プも幾つかの重要な成果を収めることが出来た。この他に低温グル-プ、中性子グル-プ、NMR、強磁場、高圧グル-プ及び理論グル-プもお互いに密接な協力の下に多くの重要な成果を収めることが出来たが、詳しくは各グル-プの報告に委ねたい。
浮遊法と放射率フリーの温度計測法を融合した完全非接触熱物性計測法の構築

本研究は2波長反射率比法を電磁浮遊液滴に適用することで、放射率データを要しない高温融体に対する非接触での温度測定法の構築を目指すものである。現在、東北大学で開発された電磁浮遊法を活用した超高温融体熱物性計測システムにより、非接触で試料の汚染を防ぎ、静磁場印加によって融体内の対流を抑制した熱物性測定が可能となった。この熱物性計測システムでは世界的にも評価の高い高温融体に対する熱物性計測が可能であるが、非接触での熱物性計測を行うためには融体試料の放射率が必要である。これまでの研究では、試料の融点で補正した放射率を使った放射温度計での温度測定を行ってきたが、この方法では試料の放射率は常に一定であると仮定する必要がある、融点が未知である実用耐熱合金等に対しては正確な温度測定が行えない等の問題があった。一方、産総研では現在、補助光源を用いて試料の反射率比を測定することで放射率に依存しない非接触温度測定技術である2波長反射率比法を開発している。これまでの研究で、この手法は電子基板の温度モニタリングへの適応が試みられているが、サイズの小さな球状試料や溶融金属への適応可能性については、まだ研究が必要である。本研究ではこれら電磁浮遊法を活用した熱物性計測技術と、放射率に依存しない温度測定技術を組み合わせることで、完全に汚染のない非接触での熱物性計測システムの構築を目的としている。平成28年度は、浮遊させた溶融金属に対して2波長反射率比法を適用するために、既存の電磁浮遊炉に温度測定用の光学系を組み込んだ。また測定原理を確立するために、誘導加熱によって最高1800 Kまで加熱した固体の球体試料に対して本手法による温度測定を行い、熱電対で測定した温度と比較した。平成28年度の計画は(1)放射率に依存しない非接触温度計測システムの光学系を電磁浮遊装置に組み込むこと、(2)固体金属試料を用いて2波長反射率比法の温度計測システムの球状試料への適応可能性を検証することであり、これらを達成した。純金属の融点を定点として用い、平成28年度に作成した2波長反射率比法の光学系による温度計測を行う。温度測定精度の評価を通じて、2波長反射率比法の電磁浮遊液滴に対する適応性の検証を行う。次年度使用額と翌年度分を合わせた使用計画は次のとおりである。白色レーザー光源用の光学レンズ系を物品費として計上する。当初最適な参照光光源に高輝度の照明を幾つか購入する計画であったが、適切な白色レーザー光源を予算内で購入し、その性能試験を行うことができたため、他の光源を購入必要がなくなり、次年度使用額が生じた。
ヒトデ卵母細胞の1-メチルアデニン情報伝達系

【目的】ヒトデ卵減数分裂再開機構を解明するために、これまでに2つの実験系を確立してきた。すなわち、(1)in vitroにおける卵核胞崩壊を再現するcell free系と、(2)in vivoにおけるプロテアソーム活性の定量法、である。これらの手法を用い、in vitro、in vivo両面から、減数分裂再開の初期過程を明らかにすることを、本研究の目的とする。【経過】第一減数分裂の中期において、EGTA、グリシン、Hepesを基本組成としたpH7.0のバッファを用いたcell free系を作成したところ、第一減数分裂の終期を再現するサイクリンBの分解が観察できた。しかし分解に要する時間がin vivoに比べ長く、分解後サイクリンは再合成されなかった。一方、蛍光基質Suc-Phe-Leu-Arg-ACMSを用いて、in vivoにおけるプロテアソーム活性を求めたところ、第一減数分裂中期での受精時に活性化されることが明らかになった。【成果】減数分裂再開から徐々にプロテアソームは活性化するので、受精時における活性化をより顕著に観測できる系としてタコノマクラ卵も併用し、実験を行った。受精によって、細胞内のpHは7.2から7.5に上昇する。そこでpH7.5のバッファをマイクロインジェクションして細胞内pHの上昇を引き起こしたところ、受精なしでプロテアソームの活性は上昇した。このときEGTAを同時にマイクロインジェクションして、細胞内のカルシウム上昇を抑えても、プロテアソームの活性化は起こった。また、ヒトデ卵においても、受精後のプロテアソームの活性上昇はカルシウムに依存しないことが明らかになった。したがって、受精時には、細胞内pHの上昇が起こり、プロテアソーム活性が上昇すると考えられる。大変興味深いことに、cell free系においても、使用するバッファのpHを上昇させると、サイクリン分解が促進されることが明らかになった。このことは、プロテアソーム活性が細胞内pHに依存して制御されている可能性を示唆する。
GDNF-Ret系を介した神経分化機構の解析

われわれは昨年米国Genetench社との共同研究により、パーキンソン病などの神経変形疾患の治療薬として期待されている神経栄養因子、glial-cell-line-derived neurotrophic factor(GDNF)が受容体型チロシンキナーゼRetのリガンドであることを明かにした。本年度、GDNFの関連因子であるneurturin(NTN)もやはりRetのチロシン燐酸化を誘導でき、そのリガンドであることを証明した。よって今回はGDNFあるいはNTNにより活性化されるRet蛋白を介した細胞内シグナル伝達系の解析を行った。その結果、Retの活性化によりアダプター蛋白の1つであるShcがRetのコドン1072の燐酸化チロシンに結合し、Shc自身もチロシン燐酸化を受けることを証明した。さらに燐酸化Shcは別のアダプター蛋白Grb2と結合し、Ras-MAP kinase系を活性化させることが判明した。GDNFとRET遺伝子のノックアウトマウスはいずれも腸管神経細胞の分化異常を生じる点から考えて、本年度明かにしたGDNFによる細胞内シグナル伝達系の活性化は腸管神経細胞の分化に重要な役割を果たしているものと推定される。神経細胞の分化のための細胞内シグナルと生存のためのシグナルは異なっていると推測されるので、今後は生存に関わる細胞内シグナル伝達系の解析を進めていくつもりである。さらにわれわれはRet蛋白の細胞外ドメインにカドヘリン様構造が存在することに注目し、Retの活性化にCa^<2+>イオンが必要かどうかを検討した。その結果、GDNFあるいはNTNとRetの複合体形成にCa^<2+>イオンは必須であり、Ca^<2+>イオンが存在しないとRetの活性化が誘導されないことを明かにした。おそらくCa^<2+>イオンはRet蛋白がGDNFあるいはNTNを認識するための3次元構造を保持するのに関与しているものと推定される。
グルタミン酸受容体に作用する新規アミノ酸ダイシハーベインの合成と作用

ミクロネシア産海綿より単離された新規アミノ酸ダイシハーベインは、新しいnon-NMDA型グルタミン酸受容体の選択的なアゴニストであることが示唆されている。その構造は、分子内にグルタミン酸の部分構造を含む前例のないシス縮環した二環性エーテル骨格からなる。本研究では、ダイシハーベインの全合成による量的供給と絶対構造の決定を行い、その詳細な神経活性を調べることを目的とした。本年度は、ダイシハーベインおよびその構造類縁体の一般的合成法の開発を目指し、6員環エーテル上の水酸基とメチルアミノ基を省略したモデル化合物の合成と生物活性評価を行った。トリ-O-アセチル-D-グルカールを出発原料とし、エポキシアルコールの5-exo選択的な分子内環化反応によりシス縮環した2環性エーテル骨格を合成し、エステル誘導体へと変換した。このエステルエノレートに対して、D-セリン由来のGamerアルデヒドを縮合させ、アミノ酸側鎖の導入を行い、2種類のジアステレオマーを得た。これらを分離後、生成した水酸基をBarton法により還元し、官能基変換を行って、目的とするダイシハーベインモデル化合物(A)とそのジアステレオマー(B)を合成した。合成したモデル化合物A,Bの生物活性評価をマウスに対する毒性により行ったところ、化合物Aの脳室内注射により、マウスは激しい発作を引き起したのち昏睡状態になり、約1日後には回復するという興味深い結果が得られたのに対して、4級炭素部分に関する非天然型化合物Bにはマウスに対する顕著な作用は見られなかった。本年度の研究においては、ダイシハーベインおよびその構造類縁体の一般的合成法の開発を目指し、ダイシハーベインの6員環エーテル上の水酸基とメチルアミノ基を省略したモデル化合物Aの合成を行った。トリ-O-アセチル-D-グルカ-ルを出発原料とし、エポキシアルコールの5-exo選択的な分子内環化反応によりシス縮環した2環性エーテル骨格を合成し、エステル誘導体へと変換した。このエステルエノレートに対して、D-セリン由来のGarnerアルデヒドを縮合させ、アミノ酸側鎖の導入を行った。ここで生成した水酸基をBarton法により還元したところ、4級炭素に関する2種類のジアステレオマ-を分離することができた。これらジアステレオマ-を分解し、4級炭素の立体配置をNOEにより決定したのち、官能基変換を行って目的とするダイシハーベインモデル化合物(A)とそのジアステレオマ-(B)を得ることができた。合成したモデル化合物A,Bはいずれも、マウスに対する腹腔内投与において興奮毒性を示さなかった。一方、化合物Aを脳室内注射した場合、マウスは激しい発作を起こしたのち、昏睡状態になり、約11時間後には完全に回復したのに対して、非天然型の化合物Bの場合にはマウスに対する顕著な作用は見られなかった。

トリ-O-アセチル-D-グルカールを出発原料とし、エポキシアルコールの5-exo選択的な分子内環化反応によりシス縮環した2環性エーテル骨格を合成し、エステル誘導体へと変換した。このエステルエノレートに対して、D-セリン由来のGarnerアルデヒドを縮合させ、アミノ酸側鎖の導入を行い、2種類のジアステレオマーを得た。これらを分離後、生成した水酸基をBarton法により還元し、官能基変換を行って、目的とするダイシハーベインモデル化合物(A)とそのジアステレオマー(B)を合成した。合成したモデル化合物A,Bの生物活性評価をマウスに対する毒性により行ったところ、化合物Aの脳室内注射により、マウスは激しい発作を引き起したのち昏睡状態になり、約1日後には回復するという興味深い結果が得られたのに対して、4級炭素部分に関する非天然型化合物Bにはマウスに対する顕著な作用は見られなかった。
知識獲得機構を備えた汎用計画手法に関する研究

研究代表者らが既に提案していた状態選択型計画手法に対して、各種知識の自動学習手法を考案したものであり、汎用化を一層進めた計画型システムの構築を可能とした。代表的な帰納的学習アルゴリズムID3を計画知識の獲得に適用することを考え、知識の獲得が可能な教師データの形式を提案した。また帰納的学習では、多量の教師データを如何にして獲得するかという問題が存在するが、それに対して再帰的教師データ収集手法を提案している。これは知識を階層的に分割し、学習が比較的容易な下位の知識から逐次的に教師データの収集と帰納的学習の適用を再帰的に繰り返すものである。以上の学習手法をフローショップ問題とジョブショップ問題に適用し、人間が作成した知識よりも優れた計画案を生成する知識を学習可能であることを確認した。これにより、計画立案にかかる時間を削減することが可能となり、大規模な計画を短時間に行なう必要があるCIMなどにも適用可能であることが明らかとなった。一方、計画立案過程で逐次的にその計画問題の特性を把握し、その問題に適した解法のアプローチを行うことを目的として、自動遺伝操作切替を用いた遺伝的アルゴリズムによるスケジューリング手法の手法を提案した。この手法ではGAによるスケジューリングを基に個体の交叉手法を多数用意し、計画立案の過程で有効に作用した交叉手法を以降の過程で重点的に使用する。これにより、計画問題毎に適した交叉手法を選択しての計画立案が可能となった。また、交叉手法の有効性の判断基準を的確に設定することにより、同一問題内でも探索の序盤と終盤とで異なって交叉戦略の使い分けが可能であることを確認した。これは逆にGAの観点から見るとGAの性能を大きく左右する遺伝操作確率の感度解析を自動的に行う機構を備えた手法であると言える。以上のように、知識の自動獲得機構を導入することにより、計画案の立案を包括的にサポートする汎用的なアーキテクチャの構成を実現することに成功した。研究代表者らが既に提案している状態選択型計画手法に対して、各種知識の自動学習が可能な機構を導入することにより、汎用化を一層進めた計画型システムのアーキテクチュアを新たに提案した。この学習機構は、対象に関するモデルをもとに、人手を介さず、自動的にかつ実用的な時間で最適な訓練例の収集と知識の獲得を実現する。具体的には、計画問題を解く際の探索過程を階層化し、段階的に解を評価しながら訓練例の生成と学習を再帰的に実行し、知識を獲得する。また、訓練例の利用が適さない知識の学習用に遺伝的アルゴリズムを用いた教師なし学習方式も導入した。構築したプロトタイプシステムをフローショップ問題とジョブショップ問題に適用して、提案した汎用計画システムの評価を行なった。人間が作成した知識を用いることによって、人間の専門家と同等の計画案を作成することが可能であることを確認した。また知識の自動学習においては、効果的な訓練例収集方式を考案し、人手を全く介さずに良質の訓練例を獲得することが可能となった。得られた訓練例を帰納学習方式で処理することによって人間の専門家が作成したものよりも統計的に10%以上優れた知識を学習することができた。しかしながら、学習された知識を分析した結果、訓練例の特徴が十分に知識に反映されておらず、帰納学習方式を改良することにより知識の質が改善される余地が残されていることが明らかとなった。

研究代表者らが既に提案していた状態選択型計画手法に対して、各種知識の自動学習手法を考案したものであり、汎用化を一層進めた計画型システムの構築を可能とした。代表的な帰納的学習アルゴリズムID3を計画知識の獲得に適用することを考え、知識の獲得が可能な教師データの形式を提案した。また帰納的学習では、多量の教師データを如何にして収集するかという問題が存在するが、それに対して再帰的教師データ収集手法を提案している。これは知識を階層的に分割し、学習が比較的容易な下位の知識から逐次的に教師データの収集と帰納的学習の適用を再帰的に繰り返すものである。以上の学習手法をフローショップ問題とジョブショップ問題に適用し、人間が作成した知識よりも優れた計画案を生成する知識を学習可能であることを確認した。これにより、計画立案にかかる時間を削減することが可能となり、大規模な計画を短時間に行なう必要があるCIMなどにも適用可能であることが明らかとなった。一方、計画立案過程で逐次的にその計画問題の特性を把握し、その問題に適した解法のアプローチを行うことを目的として、動的遺伝操作切替を用いた遺伝的アルゴリズムによるスケジューリング手法の手法を提案した。この手法ではGAによるスケジューリングを基に個体の交叉手法を多数用意し、計画立案の過程で有効に作用した交叉手法を以降の過程で重点的に使用する。これにより、計画問題毎に適した交叉手法を選択しての計画立案が可能となった。また、交叉手法の有効性の判断基準を的確に設定することにより、同一問題内でも探索の序盤と終盤とで異なった交叉戦略の使い分けが可能であることを確認した。これは逆にGAの観点から見るとGAの性能を大きく左右する遺伝操作確率の感度解析を自動的に行う機構を備えた手法であると言える。以上のように、知識の自動獲得機構を導入することにより、計画案の立案を包括的にサポートする汎用的なアーキテクチャの構成を実現することに成功した。
特殊な連続写像に関する近似定理とそのトポロジー，グラフ理論及び応用数学への適用

1.平成29年度に科研費で招聘したピッツバーグ大学グリーンズバーグ校のEspinoza教授とのweakly Whitneypreserving mapに関する共著論文を投稿した。現在レフェリーレポートに従い修正し、再投稿中である。2.特殊な連続写像に関する近似定理の応用として、Chogoshvili-Pontrjagin Claimに関する先行結果の改良を行った。この主張は1993年Sternfeldによって誤りだと示されたが、その後驚くべきことにLevin-Sternfeldは1998年全ての3次元以上のコンパクト集合が上述の主張の反例になることを示した。しかし、Levin-Sternfeldはかなり高い次元のユークリッド空間で彼らの定理を証明している(例えば3次元コンパクト集合が上述の主張の反例になることを示すために、608次元ユークリッド空間の中で定理を証明している)。本年度の研究ではLevin-Sternfeldの結果を改良し、低い次元のユークリッド空間の中でChogoshvili-Pontrjagin Claimを否定することに成功した。ここで、ユークリッド空間の次元を調べる際に組合せの計算をする必要が生じ、専門家の冨江雅也氏(盛岡大学)の助けを借りて研究を行った。また、superdendriteの積の中でChogoshvili-Pontrjagin Claimを研究し、いくつかの結果を得た。これらの結果をまとめて執筆し現在投稿中である。3.12月3日から5日にかけて松江テルサでGeneral Topology Symposiumを開催し、関連分野の研究者と情報交換を行った。開催費の一部に科研費を充てた。本研究の趣旨は新旧問わずに様々な問題に連続写像の近似定理を応用することである。前年度は新しい分野への応用を行ったが、今年度はChogoshvili-Pontrjagin Claimという古典的な問題に適用でき、論文にまとめて投稿することができた。本年度も連続写像の近似定理を様々な問題に適用するための研究活動を行う。2.ピッツバーグ大学グリーンズバーグ校のBenjamin Espinoza教授を招聘し、共同研究を行ったことにより、特殊な連続写像の近似定理とgraph-like continuumへの応用に関して、次のような結果を得ることができた。以上の結果を論文として現在執筆中であり、近日中に投稿予定である。そもそもWhitney preserving mapの例の構成にはhereditarily irreducible map、arcwise-increasing mapが使用されており、これらの連続写像の間に何らかの関係性があることはわかっていたが、今年度の研究により、ほかの連続写像のクラスとの関連性についても同時に、そしてより明確に知ることができたため。また、graph-like continuumの研究に関しても、先行結果との関連性について詳しく調べることができたため。今後は特殊な連続写像の近似定理について先行結果を改良し、次元論、連続体論へ応用することについて考えていく。交付された額を概ね使用したが、3月に予定していた出張が諸事情により取りやめとなった。来年度に繰り越された分は出張等で使用する予定。3月に予定していた国内出張が取りやめになったため残額が生じた。来年度以降の出張費に充てる予定である。
時間スケールの階層構造を用いた情報システムの制御アーキテクチャ設計

本研究は,大規模複雑システムとしての情報通信ネットワークに必要な設計・制御技術について,時間スケールに関する階層構造を用いて統一的理解を図るアーキテクチャ設計を検討したものである.自然界に見られる階層構造に学ぶ新しいネットワーク制御アーキテクチャとして,近接作用に基づく自律分散制御技術と,階層化を支えるくりこみ論的アプローチの観点から,具体的なアルゴリズムとネットワーク設計制御法を明らかにした.本研究は,大規模複雑システムとしての情報通信ネットワークに必要な設計・制御技術について,時間スケールに関する階層構造を用いて統一的理解を図るアーキテクチャ設計を検討したものである.自然界に見られる階層構造に学ぶ新しいネットワーク制御アーキテクチャとして,近接作用に基づく自律分散制御技術と,階層化を支えるくりこみ論的アプローチの観点から,具体的なアルゴリズムとネットワーク設計制御法を明らかにした.研究課題(1)動作時間スケールの階層構造による機能間の干渉防止と相互補完性の実現技術の検討:ユーサどジスデムの動作時間スールが大ぎぐ違うことを利用して,サブシステムの動作特性を階層毎に分離して取り扱う「準静的アプローチ」について,伊藤の補題を用いた確率変数の変数変換を導入し,モデルの精密化を行った.また,これまで再試行か否かに関わらず新たな再試行を生むモデルを検討してきたが,再試行トラヒックについては更なる再試行を生まない現実的なモデルへの拡張を行った.研究課頴(2)動作時間スケール階層毎の制御機構の設計と組み合わせによる相互補完効果の実証:局所情報に基づぐ自律分散制御技術について,くりこみ変換を導入することにより,限のサイズを持った空間構造を自律的に生み出す仕組みを考案した.また,任意のネットワークトポロジに適用可能な方式とするため,逆拡散を用いたドリフトを導入することで,座標系やトポロジに依らない制御の仕組みを考案した.この技術に基づきアドホックネットワークの自律的クラスタ分割方式を検討した.研究課題(3)動作時間スケールの分離により環境適応性を持つアプリケーションネットワークの実現:自律的な環境適応性をアプケーションネットワークを実現するための要素技術として,分散タプル空間モルに基づくエージェント間の通信機構について検討した.その際,タプルの仕搬制御にノード情報に基づいて自律に構成さるフールドを用いるアプローチを取り入れ,その性能を評価するためのシミュレーション環境を作成した.研究課題(1)動作時間スケールの階層構造による機能間の干渉防止と相互補完性の実現技術の検討:ユーザとシステムの動作時間スケールが大きく違うことを利用して,サブシステムの動作特性を階層毎に分離して取り扱う「準静的アプローチ」について,偏微分方程式によるモデル化の妥当性を数値計算によって検証した.また,通話改選の呼損率について,呼損数の分散が入力レートに関して階段関数的に振舞う現象を調べ,階段関数の高さを説明するモデルを構築した.研究課題(2)動作時間スケール階層毎の制御機構の設計と組み合わせによる相互補完効果の実証:これまで,単純な一次元のネットワークを対象に拡散現象のくりこみ変換を導入し,有限な空間的広がりを持つ自律分散的構造形成制御を考察してきた.この方法を一般的なネットワークトポロジに適用するために,n次元Euclid空間への拡張を行い,局所動作規則を多次元に拡張すると共に離散化を考えることで,一般のネットワークに適用可能な制御規則の考察を行った.また応用例として,二次元格子ネットワークやユニットディスクグラフ上で自律クラスタリング機構の実現可能性を確認した研究課題(3)動作時間スケールの分離により環境適応性を持つアプリケーションネットワークの実現:近接作用に基づく自律分散制御の有効性を示すため,前年度に作成したシミュレーション環境を用いて,大規模分散システムにおける負荷分散問題を対象として通信遅延に対する耐性の評価を行った.また,環境適応性を持つネットワークの適用について検討し,大規模分散システムにおける通信コストを含む消費電力の削減にネットワークの影響が大きいことを示した本年度は最終年度であり,以下の3つの研究課題が全体として本研究の全体のテーマである階層アーキテクチャ設計技術へと収束するよう連携を計りつつ研究を進め,以下の研究成果を得た.・研究課題(1)動作時間スケールの階層構造による機能間の干渉防止と相互補完性の実現技術の検討:ユーザとシステムの相互作用によってユーザの再試行動作による輻輳が増幅される現象が深刻な問題となってきているが,この現象を理解するために提案してきた準静的アプローチを,新しく「くりこみ変換」の枠組みで整理し,複雑なネットワークに対する階層的な設計・運用技術のための新しい方法論を明らかにした.・研究課題(2)動作時間スケール階層毎の制御機構の設計と組み合わせによる相互補完効果の実証:くりこみ変換と逆拡散ポテンシャルを用いた新しい自律分散制御技術の提案と,アドホックネットワークを対象とした自律的な階層構造形成技術への応用を行った.また,多様なくりこみ変換を導入することにより,ネットワークの階層構造の自律生成アルゴリズムの高速化や,階層構造の漸近的安定性保証技術を実現した.また,結合振動子のカオス的な性質を利用してネットワーク資源を効率的に使用可能とする自律分散アルゴリズムの提案を行った.・研究課題(3)動作時間スケールの分離により環境適応性を持つアプリケーションネットワークの実現:近接作用に基づく自律分散制御については,ノードが直接リンクで結合されていない間接網の分散システムにおいて,仮想的に定義した隣接ノード間の近接作用に基づく制御手法が有効であることを示した.また,環境適応性を持つネットワークの適用として,大規模分散システムにおいて機器の電力比例性の向上に伴いネットワークが電力消費に与える影響が増大することを明らかにした.
原索動物ホヤにおける形態形成機構の解析

本研究では、ホヤの胚発生におけるホメオボックス遺伝子の機能および発現制御機構の解析を行い、ホヤのボディプランを解明し、脊索動物に基本的なボディプランを推察する。今年度は、以下のような成果を得た。1.ホヤのホメオボックス遺伝子の機能解析:Hroth mRNAをマイクロインジェクションにより受精卵に導入したところ、尾部の形成が著しく阻害されることが分かった。この時胴部(頭部)では細胞数が増加しているように思われた。強制発現胚の形態から、少なくとも脊索、筋肉の系譜が影響を受けているように思われる。2.ホメオボックス遺伝子の発現制御機構の解析(割球間の相互作用):我々はホメオボックス遺伝子Hrdll、Hroth、HrHox-1、Hrcad-1の表皮における発現域が前後軸に沿って並ぶことを見出している。表皮細胞はすべて動物半球に由来する。そこでこれらの表皮領域特異的な発現が、どのような制御を受けているのかを割球破壊実験により解析した。その結果、表皮での発現には植物極側細胞からのシグナリングが必須であること、このシグナリングは32細胞期までの早い時期に起きること、さらに前方表皮でのHrdll、Hrothの発現は前方植物極割球からの、後方表皮でのHrHox-1、Hrcad-1の発現は前方植物極割球からのシグナリングに依存していることを見出した。3.形態形成関連遺伝子の単離、発現の解析:ホヤのPax遺伝子Pax2/5/8の発現パターンを明らかにし(Reading Universityの和田博士との共同研究)、中枢神経前方の領域化に関してホヤと脊椎動物の間に良いパラレリズムを見出した。またホヤのsanil相同遺伝子Hrsnaを単離し、その構造、発現を調べ、形態形成に関するホヤと脊椎動物と類似性、相違性を明らかにした。
古代玄界灘における漁労活動の考古学的研究

本研究は玄界灘沿岸地域における弥生古墳時代の遺跡出土漁労具から、弥生古墳時代の漁法を復元し、その成果を基に古代の漁労活動や漁労集団、生産活動等について検討を加える研究計画である。研究初年度である平成30年度は、まず対象地域である玄界灘沿岸地域(福岡・佐賀・長崎県)の弥生古墳時代の遺跡出土漁労具について、発掘調査報告書等からの集成作業を行った。集成の対象は主に海面漁業を担ったと考えられる海岸部・内水面・河川河口部の遺跡であるが、河川中・下流域や水田等で行われた内水面漁業との比較検討及び内陸部の集団の海面漁業への関与、海産物の内陸部への流通の実態等の把握のため、分析の中心となる漁労具が多く出土している福岡市及びその周辺部では内陸部の遺跡も集成作業に加えた。このことにより、河川下流域に位置する農村性の強い拠点集落を中心に、海面漁労具とされるものが少なくない量出土することを確認し、今後分析を進めることで海岸部と内陸部の集団との関係性について、本研究の中で深化させることが期待される。また近世・近代の漁法及び漁労活動等の民俗例との比較研究のため、国指定重要有形民俗文化財の漁労具を収蔵する大分・山口・三重県において、関連民俗資料の調査を行った。この調査により、弥生古墳時代にかけて玄界灘沿岸地域で使用された「九州型石錘」と呼ばれる特徴のある石錘が、近代に太平洋沿岸等で使用された特定魚種の漁労具と酷似すること、加えて弥生古墳時代の網漁具の石錘の可能性が指摘されていた大型有孔石錘の一部が、アワビ採取等の潜水漁用石錘の可能性があることを新たに発見するなど、古代の漁労具の使用方法及び漁法について検討を深めることができた。さらに本研究と関係する学会・研究会にも参加し、本研究の分析方法とその有効性について関係する研究者等と意見交換し、研究内容を深めることができた。当初の計画では、平成30年度中に対象地域である玄界灘沿岸地域の遺跡出土漁労具の集成作業を終了させる予定であったが、本来業務(遺跡発掘調査及び報告書作成業務)との関係で本研究の着手が遅れたため、平成30年度は福岡県内の遺跡出土漁労具の集成作業は概ね終了したものの、佐賀・長崎県の県外遺跡出土漁労具については集成作業を終了させることができなかった。なお、近世・近代の漁法及び漁労活動等の民俗例との比較検討については、当初計画していた県内外の関係する民俗資料調査を概ね実施し、成果を上げることができた。玄界灘沿岸地域の遺跡出土漁労具の集成作業については、平成31(令和元)年度上半期には集成作業を終了できるよう実施する。その後、漁法の復元可能な資料群を抽出し、今年度後半には関係資料所蔵先での資料調査を進めて行く予定である。

玄界灘沿岸地域の遺跡出土漁労具の集成作業については、平成31(令和元)年度上半期には集成作業を終了できるよう実施する。その後、漁法の復元可能な資料群を抽出し、今年度後半には関係資料所蔵先での資料調査を進めて行く予定である。研究初年度である平成30年度は、所属機関における本業務(遺跡の発掘調査及び報告書作成)との関係で、本研究の着手が予定よりも遅れたため、残額が生じた。令和元年度は年度当初より本研究を実施し、研究計画の遅れを取り戻す予定である。
Myoendothelial gap junctionの同定とその生理学的意義

本研究はまずmyoendothelial gap junctionの内皮依存性過分極因子(EDHF)を介する過分極反応への関与、およびgap junctionを構成するconnexinの同定を目的とした。その結果、ラット血管においてはEDHFを介する過分極及び弛緩反応は、gap junctionの阻害薬で強く抑制され、EDHF反応にgap junctionを介した情報伝達が重要な役割を果たすことが明らかとなった。さらに、免疫染色を用いてgap junctionを構成するconnexinの種類を検討し、血管にはconnexin 37,40,43の3種類が分布しており、内皮細胞間には主にconnexin 37、40が発現していた。従って、これらのconnexinがEDHF反応に重要な役割を果たしていると考えられた。我々は既に、EDHFを介した過分極反応はラット血管において、加齢で障害されることを報告しているが、今回、この障害がアンジオテンシン変換酵素阻害薬もしくはアンジオテンシンII受容体拮抗薬で著明に改善することが明らかとなった。しかもこの改善は降圧のみでは説明できず、レニン・アンジオテンシン系の阻害自体が重要であることが示唆された。次に、gap junctionの構成蛋白であるconnexinの血管内皮細胞における発現が、高血圧及び治療で変化するか否か検討した。その結果、高血圧においてconnexinの発現が低下しており、しかもこの低下は、アンジオテンシンII受容体拮抗薬で改善した。これらの変化はEDHFを介した反応の高血圧における変化と一致しており、gap junctionの変化がEDHFの変化と密接に関連している可能性が示唆された。以上の検討により、myoendothelial gap junctionの本態、病態生理学的意義さらにはその修復法等に関して、多くの有用な知見が得られた。内皮依存性過分極反応には内皮由来過分極因子(EDHF)の関与が示唆されているが、そのメカニズムは十分明らかでなかった。本研究ではラット血管におけるアセチルコリンによる内皮依存性過分極反応およびそれによる弛緩がgap junction阻害薬である18αグリチルリチン酸やカルベノキソロンで抑制され、同反応の少なくとも一部はgap junctionを介した内皮細胞より平滑筋細胞への過分極反応の直接伝達によることが明らかとなった。さらにconnexinに対する特異的抗体を用いて免疫染色を行い、myoendothelial gap junctionを構成するconnexinの同定を試みており、今年度は内皮細胞間にはconnexin40が豊富に発現していることなどが明らかになった。また、我々は既に内皮依存性過分極反応が加齢に伴い減弱することを報告しているが、この障害がレニン・アンジオテンシン系の阻害薬で改善するか否かを検討した。その結果、正常血圧高齢ラットにおけるアンジオテンシン変換酵素阻害薬、もしくはアンジオテンシンII受容体拮抗薬による慢性治療は、降圧効果と独立して加齢に伴う内皮依存性過分極・弛緩の障害を改善することが明らかとなった。即ち、レニン・アンジオテンシン系の阻害が加齢に伴う内皮機能異常を改善する可能性が示された。今後、各種病態や加齢モデルにおいてconnexinの発現量の変化を検討し、内皮機能異常やそのレニン・アンジオテンシン系阻害薬での改善とmyoendothelial gap junctionの変化との関連について、細胞、分子レベルで明らかにしていく予定である。本研究では内皮依存性過分極因子(EDHF)の本態に関してラット血管を用いて検討した。その結果、ラット血管においてはEDHFを介する過分極および弛緩反応はgap junctionの阻害薬で強く抑制され、EDHFを介した反応にgap junctionを介した情報伝達が重要な役割を果たすことが明らかとなった。

さらに、gap junctionを構成するconnexinの種類を免疫染色を用いて検討し、血管にはconnexin37,40,43の3種類が分布しており、内皮細胞間には主にconnexin 37、40が発現していることが明らかになった。従って、これらのconnexinがEDHF反応に重要な役割を果たしていると考えられた。我々は既に、EDHFを介した過分極反応は加齢で障害されることを報告しているが、今回、この障害が降圧治療、特にレニン・アンジオテンシン系阻害薬で改善するか否かを検討した。その結果、ラットの加齢に伴うEDHF反応の障害はアンジオテンシン変換酵素阻害薬もしくはアンジオテンシンII受容体拮抗薬で著明に改善することが明らかとなった。しかもこの改善は降圧のみでは説明できず、レニン・アンジオテンシン系の阻害自体が重要であることが示唆された。次に、gap junctionの構成蛋白であるconnexinの血管内皮細胞における発現が、病態および治療で変化するか否か検討した。その結果、EDHF反応が障害される高血圧においてconnexinの発現が低下しており、しかもこの低下は、アンジオテンシンII受容体拮抗薬で回復することが示された。これらの変化はEDHFを介した反応自体の変化と一致しており、gap junctionの変化がEDHF反応の変化と関連している可能性が示唆された。以上の検討により、EDHFの本態、病態生理学的意義さらにはその修復法等に関して、多くの有用な知見が得られた。
衝撃鉱物マスケリナイトの構造マッピングと火星隕石形成史の解明

微小領域非晶質試料の散乱強度を測定し動径分布関数を導出するため,ソラースリットおよび試料移動ステージを整備した.本システムを用いて月隕石のマスケリナイトの構造解析を行った.人工マスケリナイトの合成に関しては,初期結晶相が衝撃圧縮によって得られる構造変化は達成できたが,非晶質構造の再現には至らなかった.黒色かんらん石の研究においても,初期結晶相に歪の導入をもたらすことにのみ成功している.マスケリナイトや黒色かんらん石は衝撃圧とともにその後の高温環境が必要ではないかと考えている.本研究では,K-Pg境界粘土などに含有される微量元素の局所構造を解析し、生成条件に関する制約を与えることに成功している.本研究プロジェクトは、非晶質鉱物の構造をミクロンメータレベルでマッピングする技術の開発を行い、火星隕石に含有されるマスケリナイトに記録されたホスト火星隕石の形成史を解読することを主眼とする。本年度は、以下3項目の実験を遂行した。(1)本研究では、マスケリナイトに含有する微量元素の分布とその局所構造に関する研究を進めるためPFリングで行う吸収端近傍のXAFS実験、そしてマスケリナイトガラス構造の高分解動径分布解析のためにARリングで行う高エネルギーX線回折実験の2つの放射光実験を計画している。本年度は、本研究グループがARリング設置しているゴニオメータの改作を行った。これまでの実験から、微小領域試料のセンタリングが不十分な場合でも正確な強度測定ができるようにカウンターアームのスリット部を改作を行った。(2)火星隕石中の天然マスケリナイトの構造解析のため、Zagamiなど非南極産火星隕石の顕微鏡観察およびEPMA分析を行い、2016年度春に予定されている微小領域実験で行うサンプルを決定した。EPMAの結果、予想されていた通り火星隕石マスケリナイトには必ずFe成分が含まれており、周囲に分布する輝石に含有されるFe成分との構造分別が不可欠であることが判明した。さらに主要酸化物成分は、斜長石のそれに類似するため、今後斜長石組成の合成ガラスとの構造比較が不可欠であると判断した。(3)2016年度実施する衝撃圧力実験を行う正長石および斜長石に関連する試料準備を進めた。衝撃圧力実験によって結晶質長石の結晶構造を破壊した合成マスケリナイトと構造比較検する高温融液から急冷して作製したガラス試料の準備も完了した。ガラス試料に関しては、実験室線源による動径分布解析を行った。本プロジェクトに不可欠なビームタイムの確保が終了し、PFリングで行う実験とArリングで行う実験のめどと、試料の準備が完成した。しかし、2016年度に計画していた熊本大学(連携研究者吉朝教授)と実施する衝撃実験が、熊本地震(2016年4月7日)が起こった現時点では計画を立てられる状況にない。この点に関しては、今後若干の計画遅れが予想されている。本研究は、火星隕石に存在するマスケリナイトの構造を原子レベルで解明し、衝撃圧縮実験を通じて得られた合成マスケリナイトの構造と比較検討することによって、火星隕石が受けた衝撃レベルを推定する実験的な研究である。本年度は、3種類の長石試料の衝撃圧実験を実施した。Ca単成分に近いAn組成、Na単成分に近いAb組成および天然のマスケリナイト組成に近いAn-Ab固溶体の良質な単結晶試料を準備し、申請者の所属組織における化学分析および結晶構造の評価に基づき衝撃圧縮実験試料を選定した。そしてこれらの試料に関する衝撃圧縮実験を、熊本大学において行った。衝撃圧縮実験後、回収した試料の構造に関しては、東北大学にて動径分布解析を実施し、本年度完了した溶融ガラスとの構造比較を進めている。また放射光を用いた解析実験に関しては2つの項目を進めた。高エネルギーX線回折に関しては、1年目のゴニオメータの改作に加えて、微小結晶のセンタリングシステムを作製準備した。しかし現状は、PF実験施設の高エネルギービームラインは本年度ほとんど稼働しなかったため、不十分ではあるが実験室系の装置を利用し構造解析を進めた。もうひとつの微量元素の存在形態を決定するマイクロXAFS実験に関しては、PFにて実験を行い高精度のスペクトルを取得するための蛍光計測システムの変更に着手した。衝撃圧縮プロセスによって得られた希少鉱物の構造解析も並行して実施した。本研究計画の中では、1熊本大学における衝撃圧縮実験、2高エネルギーX線を用いた動径分布解析および3マイクロビームを用いた微量元素の存在形態の解明がキーポイントとなっている。本年度の研究推進によって、衝撃圧縮実験に必要な試料の準備、衝撃圧縮回収試料と比較する溶融ガラスを用いた動径分布解析などに関しては、計画通りの進捗状況にある。しかし、1に関しては熊本地震の影響のため予想していた通り十分な実験が実施できず、3種類(9試料)予定していた回収試料が約50%の試料回収率であった。また、放射光実験に関しても、高エネルギービームラインが半期にわたって操業しなかった事実および微小領域の蛍光測定に関しても設置されている検出器の改造が必要であることが実験経過で判明した影響で、研究進展に若干の遅れが生じている。研究対象を結晶質鉱物から非晶質鉱物に拡張し、詳細な構造評価に基づき岩石が受けた地質学的イベントを読み取ることを目的とする本研究は、衝撃圧縮を受けた火星隕石に含まれる長石およびかんらん石に着目した。長石に関しては、溶融法で作成したガラス構造隕石から取り出したマスケリナイトの構造解析をすすめ、通常溶融ガラスとマスケリナイトとの構造の違いに関する議論を進めた。また、

マスケリナイト類似組成のBytowniteの衝撃圧縮実験を行ない、隕石中に観察できるマスケリナイトの再現を試み、XFAS法によってCa周囲の局所構造解析およ粉末回折実験を実施した結果、衝撃圧縮を施した長石試料の回折ピークは初期状態のものと比較し散漫になり、歪が蓄積されていることを明らかとしている。しかし得られた試料には結晶構造が明瞭に残存し、隕石に存在するマスケリナイトと同様のレベルのひずみ蓄積試料を再現することはできなかった。この実験結果は、今回の実験の到達衝撃圧縮圧力が20GPa以下でありこれまでに見積もられているマスケリナイトの生成に必要な圧力(20から35GPa)に達していないことと調和的である。火星隕石シャーゴッタイトに含まれる黒色カンラン石に関しても研究を進めた。シャーゴッタイトに含まれるカンラン石の回折パターンも散漫な特徴を示し、衝撃によってもたらされた歪が蓄積していた。黒色かんらん石は透明部位と比較し衝撃圧縮で記録された歪の緩和が観測され、さらに黒色領域は透明領域に比べ有意に高いFe3+を含んでいることを考慮すると鉄ナノ粒子は衝撃と高温の熱履歴による不均化反応により形成されると示唆できる。微小領域非晶質試料の散乱強度を測定し動径分布関数を導出するため,ソラースリットおよび試料移動ステージを整備した.本システムを用いて月隕石のマスケリナイトの構造解析を行った.人工マスケリナイトの合成に関しては,初期結晶相が衝撃圧縮によって得られる構造変化は達成できたが,非晶質構造の再現には至らなかった.黒色かんらん石の研究においても,初期結晶相に歪の導入をもたらすことにのみ成功している.マスケリナイトや黒色かんらん石は衝撃圧とともにその後の高温環境が必要ではないかと考えている.本研究では,K-Pg境界粘土などに含有される微量元素の局所構造を解析し、生成条件に関する制約を与えることに成功している.本年度は、5月(PFリング)および6月(ARリング)に実施する放射光実験で、隕石に存在する微小領域ガラスの構造解析を実施する。特に、ARリングに設置済みの我々のゴニオメータを微小領域で測定できるシステムに関しては、これまでの計画の妥当性と装置改良の方向性が明瞭になると理解している。さらに、実験室レベルの実験計画は、高温で作製したケイ酸塩ガラスおよび衝撃圧力で非晶質化した試料の構造解析を推進する計画である。本研究のポイントである3つの項目に、研究計画時には想定できなかった問題がそれぞれに発生した。しかし衝撃圧縮実験は2017年1月より軌道に乗り、予定したのこり半数の試料の合成のめどは立っている。また、放射光の高エネルギービームラインも秋から定常運転で稼働し、改造の結果従来より高強度のX線の利用が可能となった。また、微量元素のマイクロエリア分析に関しては、検出器の変更が昨年度末終了したので、本年度は着実に実験が進むと考えている。物質科学本研究の目的を達成するためには、マスケリナイトに含有される遷移元素の状態分析と高エネルギーX線回折法の実施を、両者ともさサブミリメータレベルで行う必要がある。