hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高温高圧実験と超高感度希ガス分析から制約する地球内部始源的リザーバーの在処

本研究は、溶融鉄ーケイ酸塩メルトの反応実験により得られる試料について希ガス質量分析技術を駆使し、希ガスのコアーマントル分配を明らかにする。高圧高温実験試料のサイズは10100 μm程度になると予想されるため、希ガス同位体分析の超高感度化と低ブランク化を追求し、天然に可能な限り近い濃度で微小試料中に含まれる希ガスの分析を実現することを目指す。また中性子照射による核変換と希ガス質量分析を組み合わせ、放射壊変起源希ガスの親元素であるK、I、Uなども希ガス同位体分析のみで同時に定量することにより、これらのコアーマントル間の分配を同時に制約することを試みる。そして得られた結果と、既知のマントル起源の天然試料の希ガス同位体比をもとに、地球内部の始源的希ガスリザーバーの在処を明らかにすることを目標とする。本年度はまず、数10μm数mm程度の微小な高温高圧実験回収試料の希ガス分析を可能にするために、超高真空が達成可能なイオンポンプの導入などによる、既存の希ガス質量分析システムの低ブランク化を行った。また自身の研究室にレーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル高温高圧実験装置を設置し、そこで取り扱う微小試料の観察のための高性能実体顕微鏡を導入した。愛媛大学で実施したマルチアンビル高圧発生装置を用いた実験では、20002300 K、38 GPaの温度圧力条件で、共存する溶融鉄とケイ酸塩メルトに希ガスを分配させた試料が得られた。そのうちケイ酸塩相中の希ガスを、顕微レーザーアブレーション装置を用いて抽出し、上記の希ガス質量分析システムを用いた分析したところ、出発物質として用いた希ガスをドープしたケイ酸塩ガラスと同程度の濃度で希ガスが含まれていることが分かり、高温高圧実験の系に希ガスが問題なく導入されていることが確認できた。現在鉄相の希ガス分析による分配実験の決定を進めている。溶融鉄ーケイ酸塩メルト間の希ガスの分配係数の決定には到っていないが、マルチアンビル高圧発生装置を用いた分配実験は順調に進み、鉄相の分析を待つばかりとなっている。DACを用いた実験の系も構築が完了しているので、こちらも分配実験を近日中に行い、回収試料の希ガス分析を試みる予定である。次年度は引き続き、溶融鉄ーケイ酸塩メルト間に希ガスの分配係数を決定するための高温高圧実験と希ガス分析を進めつつ、いくつかの高温高圧実験の試料にはハロゲン(F、Cl、Br、I)も少量加える。年度のできるだけ早い時期にこの試料に中性子を照射し、試料中のハロゲンとMg、K、Ca、Ba、Uといった元素の同位体を、核反応により特定の希ガス同位体に変換する。これを希ガス質量分析計で検出することで、試料に本来含まれていた希ガスとともに、これらの元素を高感度かつ同時に定量する。中性子照射には京都大学複合原子力科学研究所のKUR研究炉を用いる。照射後の試料は放射能を持つため、その分析には東京大学大学院総合文化研究科の放射線管理区域内に設置した専用の希ガス質量分析システムを用いる。この装置で微小試料の希ガス分析を行うための小型の真空加熱炉を設計・製作する。これら一連の実験と分析により、上に記した元素についてコアーマントル分離に相当する条件下での溶融鉄ーケイ酸塩メルト間の分配係数を得る。一連の研究で明らかにしたコアーマントル間の希ガスの分配挙動と、これまでに天然の岩石・鉱物試料について報告されている希ガス同位体比、計画研究のA04班による理論計算の結果、さらに応募者によるこれまでの研究の成果から推定される、沈み込むスラブ物質とともにコアーマントル境界に供給される希ガスの組成をもとに、地球深部における希ガスの存在状態(何の、どのような構造のサイトに、どのように存在しうるのか)と始源的希ガスリザーバーの在りかを明らかにし、コアとマントル、さらに表層の大気や海洋まで含めた全地球の希ガス共進化モデルを構築する。

そのうちケイ酸塩相中の希ガスを、顕微レーザーアブレーション装置を用いて抽出し、上記の希ガス質量分析システムを用いた分析したところ、出発物質として用いた希ガスをドープしたケイ酸塩ガラスと同程度の濃度で希ガスが含まれていることが分かり、高温高圧実験の系に希ガスが問題なく導入されていることが確認できた。現在鉄相の希ガス分析による分配実験の決定を進めている。溶融鉄ーケイ酸塩メルト間の希ガスの分配係数の決定には到っていないが、マルチアンビル高圧発生装置を用いた分配実験は順調に進み、鉄相の分析を待つばかりとなっている。DACを用いた実験の系も構築が完了しているので、こちらも分配実験を近日中に行い、回収試料の希ガス分析を試みる予定である。次年度は引き続き、溶融鉄ーケイ酸塩メルト間に希ガスの分配係数を決定するための高温高圧実験と希ガス分析を進めつつ、いくつかの高温高圧実験の試料にはハロゲン(F、Cl、Br、I)も少量加える。年度のできるだけ早い時期にこの試料に中性子を照射し、試料中のハロゲンとMg、K、Ca、Ba、Uといった元素の同位体を、核反応により特定の希ガス同位体に変換する。これを希ガス質量分析計で検出することで、試料に本来含まれていた希ガスとともに、これらの元素を高感度かつ同時に定量する。中性子照射には京都大学複合原子力科学研究所のKUR研究炉を用いる。照射後の試料は放射能を持つため、その分析には東京大学大学院総合文化研究科の放射線管理区域内に設置した専用の希ガス質量分析システムを用いる。この装置で微小試料の希ガス分析を行うための小型の真空加熱炉を設計・製作する。これら一連の実験と分析により、上に記した元素についてコアーマントル分離に相当する条件下での溶融鉄ーケイ酸塩メルト間の分配係数を得る。一連の研究で明らかにしたコアーマントル間の希ガスの分配挙動と、これまでに天然の岩石・鉱物試料について報告されている希ガス同位体比、計画研究のA04班による理論計算の結果、さらに応募者によるこれまでの研究の成果から推定される、沈み込むスラブ物質とともにコアーマントル境界に供給される希ガスの組成をもとに、地球深部における希ガスの存在状態(何の、どのような構造のサイトに、どのように存在しうるのか)と始源的希ガスリザーバーの在りかを明らかにし、コアとマントル、さらに表層の大気や海洋まで含めた全地球の希ガス共進化モデルを構築する。
正標数代数曲線の被覆に関連する数論幾何学とその応用

研究実施計画に記載の通り、Christopher Rasmussen氏(米Rice大)、Anna Cadoret氏(仏Lille第1大)、Mohamed Saidi氏(英Exeter大)の来訪を受け、それぞれ共同研究をスタートさせることができ、下記のような、代数曲線の被覆に関連する数論幾何学における成果を挙げることができた。これらの成果は、来年度以降に共著論文として発表したいと考えている。1.Rasmussen氏との共同研究で、射影直線引く3点の副l基本群の上のGalois表現に関する伊原の問題に関連して、体Q(E[l^∞]がlの外で不分岐でQ(ζ_l)上副lな拡大になるような、素数lとQ上の楕円曲線Eの組のリストを完全に決定することができた。更に、高次元アーベル多様体への拡張を模索中であり、平成18年度中のRasmussen氏の再来訪を計画中である。2.Cadoret氏との共同研究で、Hurwitz空間(射影直線の分岐Galois被覆のモジュライ空間)内の「base locus」が閉集合であることが証明できた。更に、このbase locusの代数幾何・数論幾何的性質(次元や定義体など)について研究を進めており、平成18年度中にCadoret氏の再来訪が予定されている。3.Saidi氏との共同研究で、有限体上の曲線またはその関数体の遠アーベル幾何に関し、いくつかの新しい結果を得た。特に、幾何的基本群を標数と素な商に置き換えた場合のIsom版や、ある種の局所条件を仮定した上でのHom版が証明できた。これらの結果は、研究目的「遠アーベル幾何への応用」と強く関連する。1.研究目的「正標数代数曲線のprofinite普遍被覆の構造」に関して、一般の正標数代数閉体の上のpropef代数曲線を固定し、そこから除く1点を自由に動かす時に、標数0の望月の定理のような有限性が成り立つことを証明した。その鍵となったのが、曲線に対する正標数Mordell-Lang予想(Hrushovskiの定理)のある一般化の証明で、その結果自体も独立に興味深い(以上論文準備中)。2.代数曲線の非特異な族は、混標数ないし正標数の場合には、被覆に上がることにより非特異性を解消して特異点を生じさせることができることが知られているが、適当な仮定の下では、より強く、指定された閉点の上に特異点を生じさせることができることを証明した(論文準備中)。この方向は、Andreの意味でのtempered普遍被覆を考える際に基本的であり、研究目的「正標数代数曲線のprofinite普遍被覆の構造」に関連する。3.研究目的「正標数代数曲線のprofinite普遍被覆の構造」に関連して、正標数代数曲線の被覆に関する当該研究者のこれまでの研究の応用として、p進体上の双曲的代数曲線に対するGrothendieck予想(望月の定理)のあるversionの「代数幾何学的」な別証を与えた(論文準備中)。4.研究実施計画記載の通り、平成15年9月にカナダのバンフで行われたワークショップに2週間参加し、研究目的「正標数代数曲線のprofinite普遍被覆の構造」及び研究目的「RumelyとMoret-Baillyの定理の正標数不分岐版の拡張とさまざまな応用」に関する講演を計2回して研究成果を発表するとともに、小人数の研究者と集中的な研究討論を行った。上記2の研究は、この際のPop、Wewersらとの討論に部分的に触発されたものである。1.双曲的代数曲線の非特異な(1次元)族は、混標数の場合には、被覆に上がることにより非特異性を解消して特異点を生じさせることができることが知られているが、更に基礎体の剰余体が有限体上代数的な場合には、より強く、指定された閉点の上に特異点を生じさせることができることを昨年度中に証明した。今年度はこの結果を執筆・出版したが、その過程で、さまざまな派生的命題で独立にも興味深いものを証明し、また、p進体上の双曲的代数曲線に対するGrothendieck予想(望月の定理)へのある応用にも気付いた。これらの研究は、研究目的「正標数代数曲線のprofinite普遍被覆の構造」(特に「遠アーベル幾何への応用」)に関連する。2.p進体上の双曲的代数曲線に対するGrothendieck予想の絶対版に関して、従来望月が得ていた結果より格段に広い範囲の曲線に対して証明を与えることができた(論文準備中)。証明は、望月のいくつかの結果に加えて、Belyiの定理と虚数乗法論が鍵となった。この研究は、研究目的「正標数代数曲線のprofinite普遍被覆の構造」(特に「遠アーベル幾何への応用」)に関連する。3.研究実施計画記載の通り、平成16年5月から6月にかけてパリとボンを計約3週間訪問し、研究目的「正標数代数曲線のprofinite普遍被覆の構造」及び研究目的「RumelyとMoret-Baillyの定理の正標数不分岐版の拡張とさまざまな応用」に関連する講演を計4回して研究成果を発表するとともに、複数の研究者と研究討論を行った。上記1の研究は、この際のAbbesとの討論に一部ヒントを得ている。

これらの成果は、来年度以降に共著論文として発表したいと考えている。1.Rasmussen氏との共同研究で、射影直線引く3点の副l基本群の上のGalois表現に関する伊原の問題に関連して、体Q(E[l^∞]がlの外で不分岐でQ(ζ_l)上副lな拡大になるような、素数lとQ上の楕円曲線Eの組のリストを完全に決定することができた。更に、高次元アーベル多様体への拡張を模索中であり、平成18年度中のRasmussen氏の再来訪を計画中である。2.Cadoret氏との共同研究で、Hurwitz空間(射影直線の分岐Galois被覆のモジュライ空間)内の「base locus」が閉集合であることが証明できた。更に、このbase locusの代数幾何・数論幾何的性質(次元や定義体など)について研究を進めており、平成18年度中にCadoret氏の再来訪が予定されている。3.Saidi氏との共同研究で、有限体上の曲線またはその関数体の遠アーベル幾何に関し、いくつかの新しい結果を得た。特に、幾何的基本群を標数と素な商に置き換えた場合のIsom版や、ある種の局所条件を仮定した上でのHom版が証明できた。これらの結果は、研究目的「遠アーベル幾何への応用」と強く関連する。
前腸形成のダイナミクス

原腸陥入によって成立した内胚葉は胚の最も腹側にシート状に広がって存在しているが,やがてもっとも前方が腹側に折れ曲がり,前腸形成が始まる.その後前腸は袋状の構造となり,後ろへ伸長してゆく.前腸は膵臓より前方の内胚葉性器官をつくる重要な組織であり,前腸を作る細胞がどのように移動するのか,また,どのようなシグナルが前腸内の様々な領域を決定するのかを調べた.まず,Microarray法を用い,前方内胚葉特異的に発現する遺伝子を多数単離した.その中でもBMPシグナルを阻害する液性因子であるsizzledの詳細な発現を調べたところ,前腸前方の腹側内胚葉に限局して発現し,前腸後方の前腸門付近では発現がなかった.sizzledが前腸は位牌用の分化に関わっている可能性を調べるため,sizzledを前腸後方内胚葉に強制発現し,前腸から生じる咽頭,肺,食道・胃,肝臓のマーカー遺伝子の発現の変化を調べた.すると異所的なsizzledは肝臓マーカーの発現を抑制したが,他のマーカーには影響しなかった.このことは,sizzledがBMPシグナルを前腸の後方に限局し,肝臓を前腸後端に分化させるしくみに関わっていることを示唆している.さらに,Newcultureとelectroporationを組み合わせることで,これからの消化管領域化の分子機構解明に必要と思われる,厳密な部位特異的遺伝子導入法を確立した.また,前腸が伸長するときの細胞運動,細胞増殖を調べた.すると,前腸の背側内胚葉はほとんど移動しないが,腹側内胚葉のラベルが長く伸びた.特にステージ8以降,前腸腹側正中細胞がインターカレーション運動を起こしており,これが前腸の伸長に関わっていることが示唆された.また,前腸腹側と背側の内胚葉細胞では細胞分裂の頻度はごく低く,二つの結果を合わせると,前腸伸長の主な原動力は細胞運動であることが示唆された.原腸陥入によって成立した内胚葉は胚の最も腹側にシート状に広がって存在しているが,やがてもっとも前方が腹側に折れ曲がり,前腸形成が始まる.その後前腸は袋状の構造となり,後ろへ伸長してゆく.前腸は膵臓より前方の内胚葉性器官をつくる重要な組織であり,前腸を作る細胞がどのように移動するのか,また,どのようなシグナルが前腸内の様々な領域を決定するのかを調べた.まず,Microarray法を用い,前方内胚葉特異的に発現する遺伝子を多数単離した.その中でもBMPシグナルを阻害する液性因子であるsizzledの詳細な発現を調べたところ,前腸前方の腹側内胚葉に限局して発現し,前腸後方の前腸門付近では発現がなかった.sizzledが前腸は位牌用の分化に関わっている可能性を調べるため,sizzledを前腸後方内胚葉に強制発現し,前腸から生じる咽頭,肺,食道・胃,肝臓のマーカー遺伝子の発現の変化を調べた.すると異所的なsizzledは肝臓マーカーの発現を抑制したが,他のマーカーには影響しなかった.このことは,sizzledがBMPシグナルを前腸の後方に限局し,肝臓を前腸後端に分化させるしくみに関わっていることを示唆している.さらに,Newcultureとelectroporationを組み合わせることで,これからの消化管領域化の分子機構解明に必要と思われる,厳密な部位特異的遺伝子導入法を確立した.また,前腸が伸長するときの細胞運動,細胞増殖を調べた.すると,前腸の背側内胚葉はほとんど移動しないが,腹側内胚葉のラベルが長く伸びた.特にステージ8以降,前腸腹側正中細胞がインターカレーション運動を起こしており,これが前腸の伸長に関わっていることが示唆された.また,前腸腹側と背側の内胚葉細胞では細胞分裂の頻度はごく低く,二つの結果を合わせると,前腸伸長の主な原動力は細胞運動であることが示唆された.原腸陥入によって成立した内胚葉は胚の最も腹側にシート状に広がって存在しているが,やがてもっとも前方が腹側に折れ曲がり,前腸形成が始まる.その後前腸は袋状の構造となり,後ろへ伸長してゆく.前腸は膵臓より前方の内胚葉性器官をつくる重要な組織であり,前腸を作る細胞がどのように移動するのか,また,どのようなシグナルが前腸内の様々な領域を決定するのかを調べた.まず,Microarray法を用い,前方内胚葉特異的に発現する遺伝子を多数単離した.その中でもBMPシグナルを阻害する液性因子であるsizzledの詳細な発現を調べたところ,前腸前方の腹側内胚葉に限局して発現し,前腸後方の前腸門付近では発現がなかった.sizzledが前腸は位牌用の分化に関わっている可能性を調べるため,sizzledを前腸後方内胚葉に強制発現し,前腸から生じる咽頭,肺,食道・胃,肝臓のマーカー遺伝子の発現の変化を調べた.すると異所的なsizzledは肝臓マーカーの発現を抑制したが,他のマーカーには影響しなかった.このことは,sizzledがBMPシグナルを前腸の後方に限局し,肝臓を前腸後端に分化させるしくみに関わっていることを示唆している.また,前腸形成時の細胞運動を知るために予定前腸内胚葉を標識し,前腸細胞がどのように移動するかを調べた.するとまず前腸背側細胞はほとんど移動せず,前腸腹側を構成する細胞が活発な細胞運動を示した.

また前腸形成は脊索前板前端の内胚葉が折れ曲がって始まり,脊索前板後方の細胞が続いて前腸腹側に移動した.つまり脊索前板前方の細胞が前腸腹側最後方になることも分かった.さらに4体節期以降,前腸の伸長とともに前腸腹側細胞のラベルも急激に伸びることが観察され,この頃の細胞運動が前腸伸長に不可欠であると考えられる.原腸陥入と共に成立した内胚葉は,胚の最も腹側にシート状に広がる.このときの内胚葉は明確な上皮構造をとらず,中胚葉と区別のつかないルーズな組織である.しかしやがて上皮化し,消化管上皮へと分化する.成立した内胚葉がどのような分子機構で消化管上皮として分化するかを調べるには,初期内胚葉で発現する遺伝子の同定が必要である.そこで,Microarray法を用いて,初期内胚葉に発現するが,領域化した内胚葉には発現しない,初期内胚葉特異的遺伝子の同定を試みた.その結果多数の遺伝子が同定された.内胚葉にはごく初期にマスター遺伝子と言われるSox17が発現しているが,その遺伝子発現はすぐに消失し,その後の消化管上皮マーカーの発現までかなりのタイムラグがあることも考えると,同定された遺伝子の機能を調べることで内胚葉から消化管上皮への分化の分子機構を知ることができると考えられる.また,昨年度ステージ8以降のインターカレーション運動が前腸の伸長に関わっていることを明らかにしたが,本年度はさらに前腸形成の細胞動態を調べるために,前腸形成時の細胞分裂を調べた.その結果,前腸腹側と背側の内胚葉では細胞分裂はごく少ない細胞でしか起きておらず,昨年度の結果と合わせると,前腸伸長の主な原動力は細胞運動であることが示唆された.さらに,New cultureとelectroporationを組み合わせることで,これからの消化管領域化の分子機構解明に必要と思われる,厳密な部位特異的遺伝子導入法を確立した.
ミクロな視点から覗く結晶界面の変形拘束

ブリッジマン法で作成した銅双結晶引張試験片およびアルミニウム3重結晶圧縮試験片を用いて,塑性変形後の微視的残留応力を中性子,シンクロトロン放射光およびX線により測定した.結晶粒界の存在により,各結晶中には不均一変形による残留応力場が形成されると共に,結晶方位により異なる残留応力状態が明らかになった.また,多結晶炭素鋼の引張変形材において残留応力の回折面依存性が明らかになり,結晶間での変形に差があることが確認された.ブリッジマン法で作成した銅双結晶引張試験片およびアルミニウム3重結晶圧縮試験片を用いて,塑性変形後の微視的残留応力を中性子,シンクロトロン放射光およびX線により測定した.結晶粒界の存在により,各結晶中には不均一変形による残留応力場が形成されると共に,結晶方位により異なる残留応力状態が明らかになった.また,多結晶炭素鋼の引張変形材において残留応力の回折面依存性が明らかになり,結晶間での変形に差があることが確認された.本研究では不均一変形領域が形成された銅双結晶を測定対象とし,粒界近傍の局所的な残留応力を測定することにより,結晶変形と残留応力の関係を明らかにしようと試みた。初期方位として構成結晶の主すべり系のすべり方向が90°をなす非対称傾角関係にある銅双結晶を作成し,30%の引張塑性変形後に形成される残留応力を実験室X線およびSPring-8におけるシンクロトロン放射光(SR)を利用して測定した。実験室X線を利用するにあたり,単結晶応力測定を実現させるための機能を持つ試料台を製作し,コンピュータ制御で自動測定するシステムを構築した。実験室X線測定では,引張軸に直角方向の応力分布を測定し,各結晶とも粒界近傍は軸方向および直角方向応力ともに圧縮,また粒界から離れ試料端部に近付くにしたがって引張に移行した。さらに,SRによる測定では,変形帯およびキンク帯の応力測定ができ,両者の間のせん断応力が互いに逆であることを初めて明らかにした。残留応力の形成は双結晶粒界に集積した転位の逆応力がその原因であり,粒界への転位の集積,変形帯とキンク帯の変形の違いがこれらの微視的残留応力を形成していることで説明することができる。平成21年度は30%引張塑性変形した試料のみによる測定であったが,22年度には10%および20%の変形試料についても測定を行い,粒界による変形拘束と微視的残留応力の発生についてのモデルを構築する予定である。銅およびアルミニウムの双結晶を用いて塑性変形による粒界近傍の残留ひずみ,残留応力およびピークプロファイルの半価幅をX線回折により測定した。塑性変形によって粒界近傍に運動を拘束された転位が集積することによる微視的挙動を調べた。1.銅双結晶の塑性変形後の粒界近傍の残留応力分布の測定構成結晶粒の主すべり系のすべり方向が互いに90°をなす非対称傾角関係にある銅双結晶を用いて,30%引張変形を与えた後の残留応力を観察した。長手方向の残留応力は変形マトリクス中で引張であるのに対してキンク帯では圧縮であり,応力の絶対値はキンク帯が変形マトリクスに比べて大きかった。ピークプロファイルの半価幅はキンク帯の方が大きく,転位の集積が変形マトリクスより複雑であることに関係していることが分かった。2.アルミニウム双結晶の塑性変形後の残留ひずみ分布の測定構成結晶粒の主すべり系のすべり方向が互いに90°ねじり関係にあるアルミニウム双結晶を用い,16%引張変形を与えた後の残留ひずみのマッピング測定を行った。放射光を用いて試料内部のひずみを測定した結果,試料内部で表面から裏面にかけて引張から圧縮ひずみへと変化した。ピークプロファイルの半価幅は双結晶粒界で大きく,粒界から離れるに従って小さくなった。結晶変形の際に,主すべり系の活動によってらせん転位が粒界に集積し,粒界から離れるに従って転位の集積が一様になったと考えられる。本年度の主たる目的はアルミニウム3重結晶(結晶方位の異なる3つの結晶が3重点をもって接している結晶)を作製し、塑性変形を与えたのちの各結晶粒内部の残留応力を測定することである。まず、Bridgman法により異なる方位からなる3つの種結晶から凝固成長させた「3重結晶のバルク材を作製し、一つの結晶粒界が圧縮軸に平行になるように試験片を切り出して約3%の圧縮塑性ひずみを与え、中性子回折により試料の厚さ方向における中心部でそれぞれの結晶粒内の各点を選んで応力測定を行った。観察の結果、各結晶とも3軸応力状態であることが判明し、また粒内の残留応力は一定ではなく粒界近傍そしそ粒界からの距離、さらに場所によって異なる応力状態が存在していることが分かった。また、3重点の付近には大きな残留応力が存在している箇所も見受けられた。中性子回折による応力測定の場合、材料内部の3軸応力状態を観察することになり、各結晶において独立した6つの方位における格子ひずみを測定しなければならないこと、また無ひずみ状態の格子面間隔を決定しなければならないことの制約があり、実際の測定には非常に高度の測定精度が必要になる。現状の実験設備でそれを確保することは大変困難であったが、絶対精度を度外視して今回の結果をまとめると、塑性変形後の結晶粒内部の残留応力は均一ではなく場所により分布のあることが明らかになった。このことが一般の微細結晶集合体の回折実験において観察される第3種残応力と呼ばれる回折線幅の広がりの原因になっていることを確認した。
湖底堆積物中のウラン・トリウム同位体変動と古環境解析の基礎研究

湖底堆積物は、過去における流域の変動や湖内での生物生産に絡む物理、化学、生物的変動の記録を化石として保存している。本研究では、天然放射性のウラン(U)・トリウム(Th)に着目し、それらの同位体測定を実施して、堆積挙動から周辺の古環境解明への基礎検討を行なった。Uは、集水域の砕屑物と湖内の懸濁物などに溶存Uが吸着して堆積物に移行する。一方、Thはその殆どが砕屑物由来である。それ故、Uについての2成分は、気候変動(環境変動)によってその割合が変化することが予想でき、詳細に検討することで環境・気候変動の指標になりうると考えられる。本研究は、バイカル湖の中央で採取した長さ12m(約25万年をカバー)のコアー試料を中心にして、U・Th同位体を他の物理・化学的パラメーター(粒径、組成など)と共に測定し、以下のことを明らかにした。(1)U濃度の深度分布は氷期、間氷期の指標である珪藻Bio-Siの変動と相関し、湿潤で暖か時期に濃度が高く、この時期の指標になりうることを見い出した。(2)Thは、Uと比べて変動が少なく、集水域から流入する砕屑物量の変動の指標として有効であるが分かった。(3)湖底堆積物のUについて吸着成分と砕屑物由来のUを識別することが、環境変動解析に非常に有効である事を見いだし、さらに吸着成分のU-234/U-238比の減少より堆積速度を約4cm/kyを推定した。(4)また、Th-230/U-238(Th-230/U-234)比による堆積年代測定法も検討した。この方法は、炭酸塩やサンゴなど、取り込み後のUの閉鎖系が成り立ち、かつ初期にThを取り込まない試料に最適であるが、堆積物にもある仮定のもとで適用可能であることが示唆された。(5)全体として、U, Th濃度およびそれらの放射能比の変動は、バイカル湖の気候変動解析の一つの有効な指標になりうることを示した。湖底堆積働は,過去における流域の変動や湖内で生息した生物などの気候変動に絡む物理,化学,生物的変動の記録を化石として記録している。本研究は,化学情報,特に化学化石の1つである地殻物質,天然放射性元素ウラン(U)・トリウム(Th)に着目し,それらの同位体測定を実施して,周辺の古環境とそれらの堆積挙動との関連の基礎研究を行う。具体釣には,堆積物について,土壌粒子として湖内に流入し堆積した外来性U(降水量,流壌土地利用の変遷)と湖内での溶存Uが吸着・付着して堆積した自生性U(湖水気温の変動-プランクトンの増殖)に識別し,それらの変動を解析する今年度は,先ずUの堆積挙動を明らかにする目的で以下のことを実施した。(1)琵琶湖で先ずセジメント・トラップを設置した。安曇川沖の深さ100mの地点で,表層から約35mと80kmの深さ地点にトラップを置き1ヶ月間隔で沈降物質を採取した。現在,試料は凍結乾燥し,非破壊で放射性物質を測定した。同時に,湖水も採取した。平成17年9月頃まで試料採取を継続する予定であり,全試料収集後,Uの存在状態研究を中心にUの沈降・堆積メカニズム解明する。

(2)琵琶湖と平衡して,中央アジアに存在するバイカル湖の湖底堆積物の研究も実施した。近世のUの堆積挙動を解析する目的で,昨年度採取した長さ60cmのコアーについて,逐次化学抽出法を用いてU, Thの存在状態と堆積物の粒度分布,有機物含有量,Biogenic-SiO_2含有量,鉱物量などとの相互関係を検討した。その結果,堆積物中の自生性Uの変動が,湖内での生物生産(プランクトン)と関連していることが分かり,気候変動解析に有用であることが示唆された。さらに,バイカル湖の最深部で採取した約10m長さコアーについて,共同研究者の柏谷等が測定したBiogenic-SiO_2含有量の変動とU含有量との変動がよく相関することを再確認した。逐次化学抽出法を用いて,Biogenic-SiO_2フラクションを分画し,そのU含量を測定したが,含まれるU量は極めて少ないことが判明した。間氷期(Biogenic-SiO_2フラクションが多い)と氷期(Biogenic-SiO_2フラクションが少ない)とでU-234/U-238比が大きく異なり,その原因,さらに堆積年代測定法への応用を検討している。湖底堆積物は、過去における流域の変動や湖内での生物生産に絡む物理、化学、生物的変動の記録を化石として保存している。本研究では、天然放射性のウラン(U)・トリウム(Th)に着目し、それらの同位体測定を実施して、堆積挙動から周辺の古環境解明への基礎検討を行なった。Uは、集水域の砕屑物と湖内の懸濁物などに溶存Uが吸着して堆積物に移行する。一方、Thはその殆どが砕屑物由来である。それ故、Uについての2成分は、気侯変動(環境変動)によってその割合が変化することが予想でき、詳細に検討することで気候変動の指標になりうると考えられる。今年度は、バイカル湖の中央で採取した長さ12m(約25万年をカバー)のコアー試料についてU、Th同位体を他の堆積物パラメーター(粒径、組成など)と共に測定し、以下のことが明らかにした。(1)U濃度の深度分布は氷期、間氷期の指標であるBio-Siの変動と相関し、湿潤で暖か時期に濃度が高く、この時期の指標になりうることを見い出した。(2)Thは、Uと比べて変動が少なく、集水域から流入する砕屑物量の変動の指標として有効であるが分かった。(3)湖底堆積物のUについて吸着成分と砕屑物由来のUを識別することが、環境変動解析に非常に有効である事を見いだし、さらに吸着成分のU-234/U-238比より堆積速度、約4cm/kyを推定した。(4)また、Th-230/U-238(Th-230/U-234)比による堆積年代測定法も検討した。この方法は、炭酸塩やサンゴなど、取り込み後のUの閉鎖系が成り立ち、かつThを初期に取り込まない試料に最適であるが、堆積物にもある仮定のもとで適用可能であることが示唆された。(5)全体として、U,Th濃度およびそれらの放射能比の変動は、バイカル湖の気候変動解析の一つの有効な指標になりうることを示した。
自己・非自己識別機構の分子進化

コイ及びギンブナを用いて硬骨魚類MHC遺伝子の種類及び数の拡大に関する研究成果を報告した(Okamura et al.,Journal of Immunology,in press)。コイ及びギンブナから得られたMHC遺伝子の配列を基にして、PCRにより更にgenomic DNA及びmRNAより複数種類のMHC遺伝子を得る事が出来た。これらのMHC遺伝子のα3ドメインは比較的保存されているが、α1、α2ドメインは相互にかなり異なっていた。DNA配列から推定されるコイの分子のアミノ酸配列を哺乳動物や鳥類の配列と比較すると、ヒト及びマウスの分子において明らかにされているペプチド抗原のN末端及びC末端と相互作用するMHC分子のアミノ酸残基の一部が、コイ科魚類の分子においても保存されていることが明らかとなった。今回得られたコイ科魚類の分子には、哺乳類や鳥類の分子と比較して、アミノ酸の欠失や挿入が見られる箇所があるが、それらはヒトMHC分子の3次元構造に基づくモデルでは、α1、α2ドメインで形成されるペプチド抗原結合部位の周辺部に位置している。この事はコイ科魚類の分子の立体構造が基本的には、ヒトのMHC分子と類似している事を示唆している。4種類のコイ科魚類MHCクラスIプロープを用いて行ったS-outhern Hybridizationの結果は、各々のプロープが複数本のバンドを検出した。従って、コイ科魚類のgenomeには、多くのMHC遺伝子が存在する可能性が示唆される。硬骨魚類は4億年以上前にヒトに至る脊椎動物の系統から別れたと考えられるが、今回の実験結果は、その硬骨魚類においてMHCクラスI分子の多様なメンバーの存在を証明し、MHC分子の進化に関連する重要な知見を与えた。
ミトコンドリア複合体と制御メカニズム解析から捉える肥満・糖尿病の分子病態研究

本研究では、ミトコンドリア超複合体の多面的機能と制御メカニズム、それらの肥満や糖尿病分子病態との関わりに対し、機能的構造様式の定量化・可視化解析とミトコンドリア会合分子群のノックアウトマウス解析を通じた超複合体制御システムのメカニズム研究を行い、代謝性疾患・生活習慣病を対象とした新たな疾患制御メカニズムの提唱とその制御に基づく革新的な診断・治療法開発への応用を目指すものである。
地盤下空洞の発生・発達のメカニズムと道路面への影響に関する研究

本研究課題に関連し、下記の課題について実験的ならびに解析的な研究を行った。課題1水浸によって空洞が発生・発達する過程の室内での再現課題2水浸による舗装材料の安定性を評価する試験手法の開発と必要締固め度の検討課題3遠心模型実験装置の開発課題4地盤内に存在する空洞が自重により崩落する際の空洞幅と引張り強度の関係課題5空洞を有する地盤の支持力に関する実験的研究課題6空洞を有する地盤の支持力に関する解析的研究課題1では水浸履歴を受けることにより、舗装材料が埋設管内に排出され、空洞が発生し、最終的には路面の陥没が発生するメカニズムを、室内模型実験によって再現した。課題2では直径10mmの孔を13個あけた底板を用い、締め固めた土に繰返し水浸履歴をあたえ、水浸による供試体の沈下と水浸後の貫入抵抗を調べた。そして4種の舖装材料について水浸に対する抵抗性を考察した。その結果、舗装材料が水浸に対する抵抗性を保つためには、締固め度85%以上で締固める必要が有ることを示した。実際の舗装内で空洞の天盤が崩落する際の、自重と舗装材料の強度の関係を調べるために、課題3および4では遠心模型実験装置を開発し、空洞天盤の自重崩落実験をおこなった。当研究費の設備備品費のほとんどは遠心模型実験装置の開発のために用いた。開発した遠心模型実験装置は容量400gt、有効半径1.55mのビーム型装置であり、100g場で質量400kgの模型装置を搭載する事ができる。空洞天盤の自重崩落実験では、カオリンと石膏の混合土を用いて模型地盤を作成し、その中に空洞を形成した。空洞を有する模型地盤に遠心力を載荷し、天盤崩落時の遠心加速度と空洞幅から、相当する実物の崩落時の空洞幅を調べた。さらに実験結果から引張り強度と天盤の崩落形状の関係を求めた。課題5および6では、空洞天盤の自重崩落実験と同一のカオリンと石膏の混合土を用い、空洞を有する地盤表面に帯基礎を設置し、重力場での載荷試験をおこない、得られた支持力と、空洞の幅ならびに地表面から空洞天盤までの深さとの関係を調べた。また割線弾性係数によって土の応力-ひずみ関係を表した有限要素法によって、支持力解析をおこなった。空洞を有する地盤の支持力は、空洞の深さにほぼ比例して増加し、ある深さ以深では空洞のない地盤の支持力と同程度の支持力となることが明らかになった。実験結果と解析結果は良い一致を示した。そこで大阪市の標準的な舗装構造を例にとり、空洞の存在が舗装の破壊に対し影響を及ぼす空洞の幅と深さについて、解析によって検討し、危険度判定図表を作成した。今後パラメトリックな解析を行い、種々の強度ならびに空洞条件に対し、危険度判定図表を作成する予定である。

実験結果と解析結果は良い一致を示した。そこで大阪市の標準的な舗装構造を例にとり、空洞の存在が舗装の破壊に対し影響を及ぼす空洞の幅と深さについて、解析によって検討し、危険度判定図表を作成した。今後パラメトリックな解析を行い、種々の強度ならびに空洞条件に対し、危険度判定図表を作成する予定である。平成11年度はi)遠心模型実験装置の開発・製作、ii)模型実験による空洞の発生・発達、空洞の上昇メカニズム、および空洞の崩壊メカニズムの解明と、iii)解析プログラムの整備を中心に研究を行なった。なお本年度の補助金のうち設備備品費は、おもに遠心模型実験装置の開発・製作にあてた。1遠心模型実験装置の開発重力場の室内模型実験では、舗装材料の自重にくらべ引張強さが大きいため、強度に関する定量的な検討を行うことができない。そこで、本年度は遠心模型実験装置を開発・製作した。これまで市販されている廉価な遠心模型実験装置は、容量と大きさの制限から研究用として用いるには難がある。今回標準部品を極力用いることにより価格を抑え、容量90ton・g、半径1.7mといった、研究目的にも十分利用できる装置を開発することができた。2空洞の芽の発生とその発達・上昇メカニズムおよび空洞の崩壊メカニズム二重底をもつ土槽に模型舗装を作成し、上げ底部分にはスリットを設けた。そのスリットから水を模型舗装内に浸透させ、水浸履歴によって舗装材料が崩壊していく様子を写真撮影し、空洞の発生とその発達・上昇のメカニズムを観察した。そして実験で得られた写真を用い、画像解析を行ない、変形を可視化した。その結果、空洞の崩壊は、Whittaker and Reddish(1989)の実験にあるように、スリット直上にチムニー状の領域が形成されるとともに、Terzaghiが示したトンネル崩壊時の破壊メカニズムと類似のメカニズムを呈することが分かった。3解析的研究平成11年度は解析的な研究として、i)割線剛性を用いた有限要素法解析手法の開発、ii)上界法による空洞安定解析プログラムの開発を行った。平成12年度には主に有限差分法による支持力解析を行い、空洞の深さや幅と極限支持力の関係を調べた。1水浸による強度低下特性試験15cmモールド内に埋戻材料を締め固め後、繰り返し水浸履歴を与え、表面の沈下量を計測した。更に水浸後、CBR試験に準拠した貫入試験を行った。あらかじめ試料の厚さが試験結果に及ぼす影響を検討した。また埋め戻し材料には現場より採取した現場土、建設残土を粒度調整した改良土、埋戻材料として市販されている購入土の3種を用い、材料による違いを検討した。その結果、(1)水浸による密度変化は試料の厚さに比例すること、(2)貫入試験では、底板の影響を極力排除するために、試料厚さは厚い方が有利なこと、(3)細粒分が少なく粒度の悪い現場土では、水浸による密度や支持力変化が他の材料に比べ大きいこと、(4)少なくとも締固め度85%程度以上で締め固めなければならないこと、などが明らかとなった。2空洞を有する地盤の載荷試験幅3cm長さ20cmの帯基礎について、空洞の有無による支持力の違いについて実験を行った。模型地盤には石膏とカオリンの混合土を用いた。載荷試験より、i)空洞が浅く、幅が広くなるにつれプランドル型からパンチ型へと破壊形態が変化した、ii)空洞幅3cmのケースでは、空洞深さが基礎幅の4.56倍程度までの範囲では、極限支持力に空洞の影響があった、iii)
NAFLDに伴う肝再生障害に対する抗GADD34作用の有用性の検討

肝臓は強靭な再生能を有するが、脂肪肝では肝再生能が障害されている。我々は、高脂肪食負荷した脂肪肝マウスの70%肝切除後の再生過程において、eIF2αリン酸化を介した統合的ストレス応答(ISR)が増強することを見出した。eIF2αの脱リン酸化酵素Gadd34は、ISRを制御している。Gadd34機能阻害は、肝再生過程におけるISRを増強し、細胞増殖抑制、肝細胞死増加と共に、ALT値上昇を引き起こした。一方、過剰発現では、ISRが減弱し、肝臓/体重比の増加とALT値の軽減を示した。これらの結果は、Gadd34によるISR制御が、脂肪肝再生障害に重要な役割を果たすことを示唆している。非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)に伴う切除後肝再生障害は、術後合併症の危険因子であるが、そのメカニズムは十分に解明されていない。代表者は、この肝再生障害に、ストレス応答が重要な役割を果たし、そのメカニズムとしてストレス誘導性脱リン酸化酵素Gadd34による翻訳制御因子eIF2αのリン酸化制御が関与する可能性を見出した。具体的には、高脂肪食(HF)誘導性の脂肪肝に対する70%肝切除後肝再生過程において、リン酸化eIF2α(p-eIF2α)が増強することを見出し、その脱リン酸化酵素Gadd34に着目した。実験には、薬剤・siRNAを用いたGadd34機能阻害モデル、及びトランスジェニックマウスを用いたGadd34過剰発現モデルを用い、HF条件下で70%肝切除実験を行なった。Gadd34機能阻害により、肝再生過程におけるp-eIF2αが増強し、細胞増殖の減弱、肝壊死巣の出現と共に、ALT・AST値の上昇を引き起こした。一方、過剰発現では、p-eIF2αが減弱し、肝臓/体重比の増加とALT・AST値の軽減を示した。また、細胞増殖能は対照群と同程度であるものの、細胞死を示すタネル陽性細胞が有意に減少した。さらに、より高度な脂肪肝を呈するレプチン受容体欠損db/dbマウスへの、アデノ随伴ウィルス(AAV)による遺伝子導入を行ない、Gadd34の肝切除後肝再生障害治療への有用性を検討した。Gadd34遺伝子導入により、70%肝切除後の肝臓/体重比増加、ALT・AST値減少を見出した。AAVによるGadd34の遺伝子導入が、脂肪肝での切除後肝再生障害に対する新規治療法としての可能性を秘めており、その臨床的意義は大きいと考えている。非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)に伴う切除後肝再生障害は、術後合併症の危険因子であるが、その障害メカニズムは十分に解明されていなかった。代表者は、本研究課題に先立つ基礎検討から、脂肪肝切除後肝再生過程で、タンパク翻訳因子eIF2αを脱リン酸化するGadd34が増加することを見出していた。eIF2αのリン酸化は様々な細胞内ストレスに共通して起こることから、統合的ストレス応答(ISR)として知られている。そこで、本研究課題では、1)NAFLDに伴う肝切除後再生障害におけるGadd34の役割とともに、2)Gadd34による肝切除後再生障害メカニズムを解明する事を目的としていた。しかし、本研究の進行過程で、Gadd34は、脂肪肝切除後肝再生を障害するのではなく、改善することが示唆された。実験には、薬剤・siRNAを用いたGadd34機能阻害モデル、及びトランスジェニックマウス・アデノ随伴ウィルスを用いたGadd34過剰発現モデルを用いた。高脂肪食誘導性の脂肪肝マウスに対する70%肝切除後の肝再生過程を検討した。その結果、Gadd34機能阻害モデルでは、対照と比較し、切除後肝再生過程のリン酸化eIF2αが亢進し、ISRの増強を示唆した。さらに機能阻害により、肝細胞増殖の指標となるBrdU陽性細胞の減少、肝細胞死を示すタネル陽性細胞の増加、肝壊死巣の出現とともに、ALT・AST値の上昇を呈した。一方で、Gadd34過剰発現マウスでは、リン酸化eIF2αが減弱し、ISRの軽減を示唆した。Gadd34トランスジェニックマウスでは、対照と比較して同程度の脂肪肝であるにもかかわらず、70%肝切除後の肝臓/体重比が著しく増加し、タネル陽性細胞数が減少し、ALT・AST値が改善した。本研究により、Gadd34によるeIF2αの脱リン酸化を介したISR制御が、脂肪肝再生障害に重要な役割を果たすことを明らかにした。肝臓学、代謝学現在までに、本研究課題における目的の一つである、「NAFLDに伴う肝切除後肝再生の障害におけるGadd34の役割」を明らかにした。

一方、「Gadd34による肝切除後肝再生の障害メカニズムの解明」においては、Gadd34による肝切除後肝再生への作用が仮説と異なっていたことから、研究計画の見直しが必要であったが、「肝切除後肝再生の障害メカニズムの解明」という点では、概ね順調に進められている。eIF2α/Gadd34が、脂肪肝に伴う切除後肝再生障害の発症に重要な役割を果たすことを示した。しかし、肝再生過程での細胞増殖や細胞死におけるこれらの役割の詳細なメカニズムは必ずしも明らかでないことから、更なる研究が必要である。本研究課題では、1)NAFLDに伴う肝切除後肝再生の障害におけるGadd34の役割とともに、2)Gadd34による肝切除後肝再生の障害メカニズムを解明する事を目的としていた。しかし、Gadd34は、肝切除後肝再生を障害するのではなく、改善することが代表者らの研究により明らかとなったので、この点に関して研究計画の変更が求められる。Gadd34による脂肪肝に伴う切除後肝再生障害改善には、細胞死の関与が示唆された。細胞死は、大きくアポトーシスとネクローシスに分類されるが、切除後肝再生過程におけるGadd34との関係は明らかではない。そこで、Gadd34阻害による肝再生障害における肝細胞死の検討を行なう。具体的には、Gadd34機能阻害による肝切除後肝再生過程で増強した1)アポトーシス関連因子CHOPのsiRNAによる機能阻害モデルの肝切除後肝再生解析、2)ネクローシス関連因子RIP3のsiRNAによる機能阻害モデルの肝切除後肝再生解析を行なう。さらに、肝再生時の肝細胞増殖の関与に関しては、肝細胞増殖障害モデルとして作出している、肝臓特異的Cyclin D1欠損マウスを用いて、本研究課題の研究計画に則して実施する。
メチルCpG結合蛋白MBD4とRFP蛋白を介した転写抑制メカニズムの解明

がん関連遺伝子のプロモーター領域に見られるCpG配列のメチル化は、遺伝子を不活化する機構の一つであり、発がんの主要なプロセスを担っている。メチルCpG結合(MBD)蛋白は、がん関連遺伝子の高度メチル化プロモーターに特異的に結合し、転写抑制複合体をリクルートする。本研究では、1)MBD4の転写抑制機構を明らかにすること、2)MBD4の相互作用蛋白として単離されたRFPとMBD4の関係を明らかにすることによって、DNAメチル化を介したがんの発生、進展のメカニズムを探ることを目的とした。本研究では、これまでDNA修復蛋白と考えられてきたメチルCpG結合蛋白MBD4に他のMBD蛋白同様、転写を抑制する活性があることを見出した。MBD4は、メチルCpG配列に結合し、直接、HDAC1、Sin3Aなどのコリプレッサーをリクルートすることによって、ピストンの脱アセチル化を促し、転写を抑制する。がん関連遺伝子CDKN2A、MLH1のメチル化プロモーターにMBD4が特異的に結合するという事実は、MBD4がこれらの遺伝子の転写抑制になんらかの形で関与していることを強く示唆する。また、MBD4とその相互作用蛋白RFPの結合は、転写抑制活性を増強することから、RFPが高レベルで発現する精子形成、胚発生、腫瘍形成などの時期でメチルCpG配列を介した転写抑制において重要な働きをしている可能性が示唆され、今後の研究の進展が期待される。MBD4を除く4種類のメチルCpG結合(MBD)蛋白は転写抑制活性が認められるが、MBD4は主にDNA修復に関与されているとされていた。しかし,筆者らはMBD4には他のMBD蛋白同様、転写抑制活性があり、その活性はHDAC依存的、直接HDACと結合することを見出した。さらにMBD4が多くの癌細胞で不活性化されているp16、hMLH1遺伝子の高度メチル化プロモーター領域に特異的に結合していることを明らかにした。一方、MBD4をbaitとする酵母の2ハイブリッドスクリーニングにより、MBD4と相互作用する蛋白としてRet finger protein(RFP)を同定した。RFP自身は転写抑制機能を有することから、MBD4の転写抑制活性に重要な役割を果たしている可能性が示唆される。従ってMBD4の転写抑制活性に関するRFPの関与を解明するための今年度の研究成果を研究目的に基づいて述べる。1.CHO-K1細胞株を用いてRNA干渉法により作製したRFPノックダウン細胞において、MBD4の転写抑制活性に増強効果があるかどうかp16、hMLH1メチル化プロモーターを用いたリポーターアッセイにて検討した。その結果、RFPノックダウンによってMBD4の転写抑制活性には変化が認められなかった。2.RFPの転写抑制経路はHDAC依存性性かどうか3.RFPの転写抑制増強に必要なドメインの決定本研究では、メチルCpG結合蛋白MBD4をbaitにした酵母の2ハイブリッドスクリーニングにより相互作用蛋白として同定されたRet finger protein(RFP)のMBD4転写抑制活性における役割を明らかにすることを目的とした。本年度はまず、MBD4とRFPの相互作用について詳細な解析をおこなった。GSTプルダウンアッセイにより、MBD4とRFPが直接、相互作用することを明らかにした。また、酵母の2ハイブリッドの系を用い,MBD4とRFPの相互作用領域について解析した。その結果、MBD4ではC末の413580アミノ酸残基がRFPと相互作用した。この領域はDNAミスマッチ修復蛋白MLH1との相互作用領域とグリコシラーセ活性部位からなり、また、MBD4の転写抑制活性ドメインとも一部重なっている。一方、RFPの相互作用領域は128317アミノ酸残基であり、蛋白-蛋白相互作用に関与するcoiled-coilドメインに相当する。昨年度、RFPはMBD4だけでなくMBD2、MBD3とも相互作用し、MBD2の転写抑制活性を増強することを明らかにした。

そのため、本年度はRFPがMBD2の転写抑制活性の必須な構成成分であるのかどうかをチャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO-K1)を用い、RNA干渉法によりRFPのノックダウンをおこない、MBD2の転写抑制活性への影響を解析することにした。MBD2の転写抑制活性は、メチル化したCDKN2A、MLH1プロモーターの下流にβ-ガラクトシダーゼ遺伝子を挿入したレポータープラスミドとMBD2の発現ベクターをそれぞれの細胞にトランスフェクションすることによって解析した。CDKN2A、MLH1メチル化プロモーターいずれの場合も、RFPを蛋白レベルで約80%ノックダウンしてもMBD2転写抑制活性には何の影響もなかった。このことは、RFPのMBD2転写抑制活性への関与は付加的なものであり、RFP過剰発現によりMBD2転写抑制活性が増強されることを示すと考えられた。
パーキンソン病における排尿障害と基底核線条体変性の関連について

パーキンソン病は、中高年者に発病する神経変性疾患の指定難病であり近年の高齢化により患者は増加し続けている。排尿障害は、パーキンソン病の代表的な自律神経障害の一つであり合併率が高い。パーキンソン病の排尿障害は、排尿反射に対して抑制的に働く前頭前野-大脳基底核ドパミンD1系の病変によることが、動物実験により示唆されている。一方、臨床例での病態機序は、まだ十分に明らかにされていない。我々は、1)排尿アンケート、2)ウロダイナミクスと外括約筋筋電図検査、3)ドパミントランスポーター画像Dopaminetransporter(DAT)scans(DAT scans)、4)脳脊髄液内alhpa-Synuclein濃度測定を組み合わせ、パーキンソン病の詳細な排尿機能障害とドパミン神経変性の定量的評価により排尿機能障害の機序について検討を行う。ウロダイナミクス、DAT scans、脳脊髄液内alhpa-Synuclein濃度測定を組み合わせた検討は世界初となる。現在、症例を集積中であり50症例のウロダイナミクス所見ならびにDAT scansの相関を検討したところ最大膀胱容量ならびに排出能力とDAT scansのspecific binding ratioが相関することが示唆された。Preliminary reportとして、2019International Continence Societyならびに自律神経学会、排尿機能学会などで発表する予定である。研究計画のうち症例選定は発症早期、抗パーキンソン病薬不使用の症例に限定し、7割程度終了している。ただし、alhpa-Synuclein濃度測定に使用する予定であったinvitrogen製ELISAキットが発売停止になり、他ELISAの選定ならびに現在使用を試みている。随時結果を国内外で発表し、さらにデータを集積している。症例数を追加し、臨床所見ならびにウロダイナミクスにおけるパラメータとDAT scansならびに脳脊髄液内alhpa-Synuclein濃度測定における統計解析を行う。その結果を国際学会での発表、英文論文での発表を行う。alhpa-Synuclein濃度測定に使用する予定であったinvitrogen製ELISAキットが発売停止になり、他ELISAの選定ならびに現在使用を試みている。予定していた国内外の学会に参加ができなかったため、旅費・参加費として計上していた経費に未使用額が生じた。次年度は、複数種類のELISAキットの購入や、国内外の学会への参加のための旅費、論文投稿のための費用に使用する予定である。
顔の感性情報処理の体系化と顔学への展開

本研究では、当初の計画に従って下記のような研究を実施した。1コンピュータによる顔の感性情報処理の体系化各班員は、それぞれに従来より顔の感性情報処理の技術開発に携わってきた。そこで、各班員がこれまでに開発してきた技術を開示し合うとともに、さらに他の研究者が開発している技術の動向を調査した。次いで、各技術を整理・統合し、特に顔画像の認識系、合成系の観点から、各技術の位置づけや関連性が他分野の研究者にも把握できるような体系化を試みた。2様々な学問領域における「顔」関連の研究方法の調査各班員は、それぞれに異なる分野で従来より顔関連の研究に携わってきた。ここではそうした各班員のこれまでの研究員の蓄積を生かしながら、まず各自の専門領域ならびに近接領域での「顔」に関連する研究での方法論を調査した。次いで、学問領域の枠を取り外し、顔関連研究の方法論の整理を試みた。また、調査された研究の理論および方法論を整理した「顔学」研究のデータベースの作成も試みた。3顔学研究への顔の感性情報処理技術の適用可能性と問題点の検討感性情報処理に関する調査と顔学研究の調査を基に、様々な「顔」研究における現在の感性情報処理技術の適用可能性と、それに基づく新たな共同研究の可能性、さらに、新たな技術開発が求められるとすれば、それは何かについての検討を行った。以上の研究を踏まえ、最終的に特定領域申請に向けた全体計画の取り纏めを行い、報告書の作成を行った。このように、本研究では、当初計画した研究の目的を予定通り達成することができたと考えられる。