hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ストレスタンパク質ヘムオキシゲナーゼの熱ショック転写因子による発現制御

ヘム分解酵素であるヘムオキシゲナーゼー1(HOー1)は、熱ショックタンパク質32としても知られているが、温熱刺激によるHOー1の誘導合成は、種や細胞株、培養条件により異なる。本研究では、熱ショック転写因子(HSF1)によるHOー1の発現制御を明らかにするため解析を行った。その結果、通常温度では、HSF1は、ヘムによるHOー1の誘導を抑制するが、温熱刺激後は、ヘムによるHOー1の誘導を促進した。HSF1は熱ストレスに対して熱ショックタンパク質(Hsps)を誘導するとともに、様々なストレス条件下でHOー1の発現を厳密に制御することによって細胞保護に働いていることが明らかとなった。熱ショック転写因子(HSF)は、温熱ストレスによって活性化され、熱ショックタンパク質(Hsp)を誘導合成することにより生体機能の恒常性を維持する。一方、ヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)は、ストレス応答タンパク質として見出され(別名Hsp32)、有害なフリー・ヘムを分解することによって酸化的組織障害に貢献している。様々なストレスに応答して誘導されるHO-1の転写制御にHSFがどのように関与しているかを明らかにすることによって、複雑な発現調節機構を有するHO-1の生体防御機構における生理機能を明らかにすることを目的としてマウス胎仔繊維芽細胞(MEF)を用い実験を行った。その結果、1)温熱ストレスによるHO-1の発現誘導は、検出できなかった。2)ヘムによるHO-1の誘導は、野生型に比べHSF1欠損MEFの方が高かった。3)ヘミン添加と温熱ストレスの併用によるHO-1の発現誘導変化を解析したところ、野生型MEFでは、ヘミン単独によるHO-1の誘導とほぼ同じ程度であったが、HSF1欠損細胞では、温熱ストレスにより、ヘミンによる誘導が著しく抑制された。4)カドミウム添加によるHO-1の誘導も、同様の結果を得た。5)DNAチップ解析の結果をもとにリアルタイムPCRを行ったところ、両MEFにおいて、温熱ストレスによって小Maf転写因子群の発現が亢進していた。以上の結果から、HO-1の発現制御にHSF1が関与していることは明らかとなったが、その詳細な分子機構は、まだ解明途中である。「目的と方法」ヘム分解の律速酵素であるヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)は、酸化ストレスに対する生体防御因子の1つとして知られている。HO-1遺伝子の発現は、-4kb上流のMARE配列に小Maf/Bach1が結合することにより転写が抑制されているが、ヘム添加により小Maf/Nrf2へ置き換わることにより活性化される。一方、HO-1遺伝子の上流-400bpには典型的な熱ショック応答配列が存在するが、温熱刺激による発現誘導は、種や細胞によって異なり、熱ショック因子HSF1による転写制御についての詳細は不明である。本研究では、HO-1遺伝子の発現調節における熱ショック応答の関与を明らかにすることを目的として、野生型とHSF1欠損マウス繊維芽細胞(MEF)を用い、温熱刺激やヘム添加、カドミウム(Cd)添加によるHO-1の発現変化をウエスタンブロット法、リアルタイムPCR法で検討した。「結果と考察」1)温熱刺激では、HO-1の発現誘導は見られなかった。2)通常の生育条件では、HSF1はヘムやカドミウム(Cd)添加によるHO-1の誘導を抑制することが示唆された。3)温熱刺激を負荷すると、HSF1はヘムやCd添加によるHO-1の誘導を活性化した。4)温熱刺激によりMafKとMafFの発現が亢進することがマイクロアレイ解析で見つかり、リアルタイムPCR法で確認できた。5)これらの小MafとHSP70が結合することが免疫沈降法で確認できた。これらの結果はMafKやMafFのホモ二量体がHO-1の発現を抑制していることを示唆する。6)野生型と比較してHSF1欠損細胞では、ヘム添加によるHO-1の高発現状態や、温熱刺激後にヘムを添加した場合のHO-1の低発現状態では、さらに過酸化水素や二価鉄などの酸化ストレスを負荷すると細胞生存率が低下していた。以上の結果から、HSF1は様々なストレス負荷時において、適正なHO-1の発現を維持することによって生体防御に寄与していることが示唆された。「目的」本研究では、様々なストレスに応答して誘導されるヘムオキシゲナーゼ1(HOー1)の転写制御に、熱ショック転写因子(HSF)がどのように関与しているかを明らかにすることによって、複雑な発現調節機構を有するHOー1の生体防御機構における生理機能を明らかにすることを目的とする。「成果」1)野生型MEFとHSF1欠損MEFを用い、ヘムによるHOー1の誘導合成をウエスタンブロット法により解析したところ、HOー1の発現はHSF1欠損細胞の方が増強していた。

このことは、HSF1はヘムによるHOー1の誘導合成に抑制的に働くことを示唆する。2)同様のMEFを用い、温熱刺激を与えたのちにヘムを添加し、HOー1の誘導合成を見たところ、HSF1欠損細胞では、温熱刺激によりHOー1の発現が著しく抑制されていた。このことは、熱ショックにより誘導される未知の転写因子が、HOー1の発現を抑制するが、その抑制をHSF1が解除することを示唆する。3)1)2)の結果をもとに、野生型MEFとHSF1欠損MEFを用いDNAチップ解析を行った。その結果、small Maf転写因子群が温熱刺激とヘム添加により5倍以上増加していた。small Maf転写因子群はダイマー形成により抑制性転写因子として作用することが知られている。「重要性」熱ショック転写因子が酸化ストレスの防御に働くHOー1の転写制御に深く関与していることが示され、生体防御機構の解明に新しい知見を得ることができた。これまでの結果から、HSF1によるHO-1遺伝子の発現制御は、当初予想していた熱ショック配列を介しての単純な正に制御とは異なり、他の転写因子との相互作用による複雑な制御を行っていることが示唆された。その候補として小Maf転写因子が関与していることがわかってきたが、まだその詳細は、未解決である。ストレスタンパク質ヘムオキシゲナーゼ(HOー1)の熱ショック転写因子(HSF)による発現制御の解明とHOー1の生体防御における生理機能の解明が目的である。H23年度の研究から、HSF1がヘムによるHOー1の発現誘導に、ストレスの違いによって正と負の両方の制御に関与していることが示された。また、HOー1の発現制御に、新たに別の転写因子small Mafが関与していることが示唆された。免疫共沈校により、HSF1や小Mafに結合するタンパク質の同定を行い、それらが、HO-1遺伝子の発現制御にどのように関与しているかを解析する。また、それらの因子がHSF1によるHO-1発現誘導にどのような影響を及ばすかについて、siRNAによる抑制実験やアデノウイルスベクターを利用した高発現系を構築して、検討する。また、HO-1の発現制御に、HSF1によるクロマチン構造の修飾が関与しているかどうかを明らかにするために、細胞をヒストンアセチル化酵素阻害剤のトリコスタチンあるいは、DNAメチル化抑制剤の5-aza-2'-deoxycytidinで処理した後にストレスを負荷し、HO-1の発現変化をウエスタンブロットやリアルタイムPCRで解析する。1)DNAチップ解析でえられた転写因子群の発現変動を、刺激条件や時間経過を変えてRTーPCRで確認する。その結果をもとに、転写因子の変動をタンパク質レベルで確認する。2)HSF1と相互作用をもつ転写因子を免疫共沈降法により同定する。候補としては、DNAチップ解析でえられた転写因子群および、HOー1の転写制御に関与していると報告されているNrf2やBach1。3)Hsp70と相互作用をもつ転写因子を免共沈降法により同定する。
アジアにおける新興・再興インフルエンザウイルスの宿主域変異機構の解明とその制御

南中国では、トリインフルエンザウイルスが直接ヒトへ侵入する現象が続いている。過去2年間の研究により、アジアにおけるインフルエンザウイルスの宿主域変異機構に関して極めて重要な結果が得られた。1)A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンは宿主細胞膜受容体シアロ糖鎖におけるシアル酸の結合様式(2-3,2-6)やシアル酸分子種(Neu5Ac,Neu5Gc)による宿主依存性の選択を受けつつ、宿主の壁を越える分子進化を遂げる証拠を発見した。即ち、A、B型ウイルスヘマグルチニンの分子進化は、レセプターシアロ糖鎖の配列ではなくて、末端シアル酸の結合様式(2-3,2-6)とシアル酸分子種(N-アセチルノイラミン酸、Neu5Ac;N-グリコリルイラミン酸、Neu5Gc)に対する認識の変化として現れることを見いだした。2)カモインフルエンザウイルスの標的器官は腸管であり、特に、腸管のクリプト細胞でウイルスの増殖が見られることを見いだした。カモの腸管の粘膜上皮細胞に存在するインフルエンザウイルス受容体のシアル酸結合様式は2-3タイプである。従って、ヒトから分離されるインフルエンザウイルスはカモに感染できない。カモから分離されるインフルエンザウイルスは、Neu5Ac2-3Gal,Neu5Gc2-3Galの両者に結合できる。筆者らは、カモ腸管のクリプト細胞には特異的にNeu5Gc2-3Gal結合を持つシアロ糖鎖(カモインフルエンザウイルスが結合する受容体シアロ糖鎖)が存在することを見いだした。同時にNeu5Gc2-3Galβ1-糖鎖への結合性の獲得には、ヘマグルチニン分子内の2つのアミノ酸置換、Leu226→GlnおよびSer228→Glyが必須であることも明らかにした。そして、ヒトから分離されたウイルスヘマグルチニン内の2つのアミノ酸置換、Leu226→GlnおよびSer228→Glyを人工的に導入したインフルエンザウイルスはカモに感染・増殖できることを明らかにした。3)本研究では、アジアで分離されたヒト、トリ、ブタインフルエンザウイルスのシアリダーゼ遺伝子の変異とその標的シアロ糖鎖認識との関連についても検討し、トリ由来のウイルスはN-グリコリルノイラミン酸に対する認識が大きいことなどを見いだした。アジアにおける新型インフルエンザウイルスの新興、再興の機構を探る上で、宿主におけるウイルス受容体の性質、構造を明らかにすることは極めて重要である。本年度は、アジア地域におけるインフルエンザウイルスの宿主として重要なトリ(特に、野生カモ)おけるインフルエンザウイルス受容体シアロ糖鎖の構造を解析し、それに結合するウイルスヘマグルチニン(HA)およびノイラミニダーゼ(NA、受容体破壊酵素)の宿主域変異につき検討した。今回、インフルエンザウイルスのNA遺伝子の解析から、シアル酸の結合様式(2-3,2-6)の識別、シアル酸の分子種(Neu5Ac,Neu5Gc)の識別に関与するNA分子内アミノ酸を明らかにした。その結果、IsoLeu275→Valの変異はシアリル2-3Gal→シアリル2-6GaIへの認識に関与していること、アミノ酸431がLysの場合は、Neu5Gcをより強く認識するが、Pro,Gln,Gluなどの場合はNeu5Acに対してより強い特異性を示すことが明らかとなった。一方、自然界には、約30種のシアル酸誘導体が存在する。そのうち主要なものはNeu5Ac、Neu5Gcである。

カモの腸管はインフルエンザウイルスの標的組織であるが、その主要シアル酸分子種は、Neu5Acである。今回、ウイルスが増殖する腸管内細胞(crypt epithelial cells)にはNeu5Gcが特異的に多く存在することを見いだした。トリインフルエンザウイルスはNeu5Gc2-3GaIおよびNeu5Ac2-3GaIの両者を認識し結合する。この結果は、トリインフルエンザウイルスはNeu5Gcに対する分子トロピズムを持ち、この性質がトリウイルスの標的組織の決定、さらに宿主域特異性を決定するものであることが示された。さらに、Leu226→Gln,Ser228→Glyの変異が、ヒトからカモヘの宿主域の変異に深く関係していることを見いだした。さらに、これに加えて、ウイルスヘマグルチニン分子内の143,155,158番目のアミノ酸は、Neu5Gc、Neu5Acに対する識別に重要であることを明らかにした。これらのアミノ酸は、A型ウイルスヘマグルチニンのレセプター結合ポケット内または近傍に存在すること、わずか数個のアミノ酸置換がシアル酸分子種に対する認識を変え、宿主域の変異を起こすことを初めて明らかにした。以上から、インフルエンザウイルスのへマグルチニンおよびノイラミニダーゼ分子内のわずか数個のアミノ酸置換が、ウイルスの受容体や受容体破壊酵素の特異性を変え、その結果、ウイルスの宿主域の変異が表現されることが、実験的に明らかとなった。このような変異の様式は、アジアの自然界でも起こり得る可能性が高く、本研究の成果は、A型インフルエンザウイルスの世界的大流行を防御する分子基盤を考える上で極めて有益な情報を与えるものである。南中国では、トリインフルエンザウイルスが直接ヒトへ侵入する現象が続いている。本年度の研究により、カモインフルエンザウイルスの宿主域変異機構に関して極めて重要な結果が得られた。1)カモインフルエンザウイルスの標的器官は腸管であり、特に、腸管のクリプト細胞でウイルスの増殖が見られることを見いだした。カモの腸管の粘膜上皮細胞に存在するインフルエンザウイルス受容体のシアル酸結合様式は2-3タイプである。従って、ヒトから分離されるインフルエンザウイルスはカモに感染できない。カモから分離されるインフルエンザウイルスは、Neu5Ac2-3Gal,Neu5Gc2-3Galの両者に結合できる。筆者らは、カモ腸管のクリプト細胞には特異的にNeu5Gc2-3Gal結合を持つシアロ糖鎖(カモインフルエンザウイルスが結合する受容体シアロ糖鎖)が存在することを見いだした。同時にNeu5Gc2-3Gal β1-糖鎖への結合性の獲得には、ヘマグルチニン分子内の2つのアミノ酸置換、Leu226→GlnおよびSer228→Glyが必須であることも明らかにした。そして、ヒトから分離されたウイルスへマグルチニン内の2つのアミノ酸置換、Leu226→GlnおよびSer228→Glyを人工的に導入したインフルエンザウイルスはカモに感染・増殖できることを明らかにした。2)H3亜型ヒト
呼吸器悪性腫瘍における新規癌ウイルス感染実態の網羅的解析

喫煙は肺癌の最大の原因ではあるが、近年わが国では非喫煙者の非小細胞肺癌が増加の傾向にある。従来、肺癌の原因として喫煙以外に、環境因子、遺伝的素因、ウイルスの関与が示唆されてきたが、最近の世界的疫学研究結果においても、喫煙以外の因子の関わりを強く示している。本研究において、一部の非小細胞肺癌で新規腫瘍ウイルスであるメルケル細胞ポリオーマウイルス(MCPyV)のゲノムが見出されることを見出した。しかも、その感染形態は野生株とは異なり、MCPyV large T遺伝子のC末端領域に欠損が生じ、腫瘍細胞の染色体に組み込まれるなど、腫瘍特異的と考えられる感染形式であった。喫煙は肺癌の最大の原因ではあるが、近年非喫煙者の非小細胞肺癌(NSCLC)が増加の傾向にある。しかし、本邦におけるウイルスに関する研究報告は欧米に比べ、十分なデータが蓄積されているとは言えない。2008年にヒトに癌を惹起する第7番目の癌ウイルスとしてメルケル細胞ポリオーマウイルス(MCPyV)が発表された。MCPyVは神経内分泌系細胞由来の癌である皮膚メルケル細胞癌(MCC)から分離されたが、MCCと組織学的に近似する肺小細胞癌でも検出されることが報告され、世界中で議論が交わされている。しかしながら、本邦からの解析結果の報告は未だになく、わが国の肺癌におけるMCPyVの蔓延性については明らかにされていない。そこで本研究では、呼吸器悪性腫瘍におけるMCPyVの関連性および感染実態について解析した。これまで研究で、一部のNSCLCにMCPyVのゲノムが検出されることを見出したが、本年度はウイルスRNAの発現、ウイルス蛋白の発現について調べた。MCPyC LT遺伝子発現をRT-PCR法で、また蛋白発現をLT遺伝子がコードする蛋白に対するモノクロナール抗体を用いて、免疫染色法で行った。MCPyV陽性NSCLC症例の中には、MCPyV LT RNAの発現が見られ、ウイルス蛋白の発現が腫瘍細胞の核内に認められ、MCPyVが腫瘍細胞に感染していることが証明された。本研究において、一部の非小細胞肺癌で新規腫瘍ウイルスであるメルケル細胞ポリオーマウイルス(MCPyV)のゲノムが見出されることを報告した。MCPyVは普遍的に存在するウイルスとされ、腫瘍に関係しない場合は野生型ゲノムを有する。しかし皮膚癌の一種であるメルケル細胞癌で見出されるMCPyVは腫瘍特異的ゲノムの変化が起きることが知られている。すなわち、MCPyC LT遺伝子に変異が生じ、ウイルス複製が抑えられること、あるいは腫瘍細胞の染色体にウイルスゲノムが組み込まれることである。本研究では、肺扁平上皮癌と肺腺癌において、これらの腫瘍特異的ゲノム変化が生じている症例を見出した。これは一部の非小細胞肺癌の発症あるいは進展にMCPyVが関与していることを示唆する。アジアから検出されるMCPyV株のDNA配列の情報は少ない。そこで肺癌症例も含めてわが国から検出されたMCPyVのlarge T antigen (LT)とviral protein 1 (VP1)領域をPCRで増幅し、そのPCR産物をシークエンス解析に供した。これらのデータを基に遺伝子系統解析を行った結果、わが国で蔓延しているMCPyVの遺伝子型は、欧米から検出されるMCPyV株とは異なることが判明した。さらに症例数を増やして解析する必要があると考えられた。この傾向は特にアジアに顕著にみられる。従来、肺癌の原因として喫煙以外に、環境因子、遺伝的素因、ウイルスの関与が示唆されてきたが、最近の世界的疫学研究結果においても、改めて喫煙以外の因子の関わりを強く示している。また日本においても一部の肺癌の発症に地域差がみられ、ウイルス関与の可能性は残されたままである。しかし、本邦におけるウイルスに関する研究報告は欧米に比べ、十分なデータが蓄積されているとは言えないのが現状である。

MCPyVは神経内分泌系細胞由来の癌である皮膚メルケル細胞癌(MCC)から分離されたが、最近、MCCと組織学的に近似する肺小細胞癌でも検出されることが報告され、世界中で議論が交わされている。しかしながら、本邦からの解析結果の報告は未だになく、わが国の肺癌におけるMCPyVの蔓延性については全く明らかにされていない。そこで本研究では、呼吸器悪性腫瘍におけるMCPyVの関連性および感染実態について解析した。NSCLC 112例を対象とし、その内訳は46例の扁平上皮癌、31例の腺癌、32例の大細胞癌、3例の多形細胞癌であった。標準PCRと定量的リアルタイムPCRでMCPyVのゲノムの検出を試みた。異なるMCPyVゲノムの領域を標的にして3種類のプライマーを使用した。いずれか一つのプライマーでもウイルスDNAが陽性になった症例は、扁平上皮癌8例、腺癌10例、大細胞癌1例、多形細胞癌1例であった。またそのウイルスDNAのコピー数は0.0002から0.026の範囲にあった。このようにNSCLCの一部にMCPyVのゲノムが検出されることが判明した。本研究は、「呼吸器悪性腫瘍における新規ヒト癌ウイルスであるMCPyVの関連性および感染実態を明らかにする」ことを目的にしている。非小細胞肺癌細胞にMCPyVが検出され得ることを証明し、さらにウイルスRNA・蛋白の発現が見られることを突き止めた。肺癌とMCPyVの関係について、今後の研究に繋がるデータを得ることができた。これらの成果はBritish Journal of Cancerに受理された。よって、本研究は当初の計画通りに進展していると判断した。本研究は、「呼吸器悪性腫瘍における新規ヒト癌ウイルスであるMCPyVの関連性および感染実態について、本邦初の研究として明らかにする」ことを目的にしている。すでに非小細胞肺癌の一部にMCPyVが検出されることを見出し、肺癌とMCPyVの関係について、今後の研究に繋がるデータを得ることに成功した。また本研究で検出されたウイルスDNAの塩基配列を詳細に解析し、その配列に変異、欠損がないかを調べ、野生型MCPyVの塩基配列と違いがないかを明らかにする。欧米においてこれまでに分離されている株と本研究で同定されたウイルス株に相違がないかも比較検討することにより、本邦独自のウイルス株かどうかを明らかにし、MCPyVとその病原性および発癌機序の一端に迫る。標準PCRと定量的リアルタイムPCRでウイルスDNAの存在が証明された症例をさらに詳細な解析に供する。ウイルスRNAの発現をRT-PCRで、また蛋白レベルでの発現をモノクローナル抗体を用いての免疫染色法で調べる。本年度は、ウイルス遺伝子の発現のための試薬を中心に最低必要限の予算を計上したため、若干の繰越金が発生した。
江戸時代の測量術の進展と石黒信由以下4代の測量術・絵図作製方法に関する基礎的研究

本研究では、石黒信由以前の加賀藩における測量・絵図作成法を、特に重要な有沢門流(有沢永貞・武貞の門下)に関する資料調査を進め、関係資料の目録作製を実施した。また、有沢門流外で注目される田辺吉平や宮井安泰関係の資料調査を進めるとともに、石黒信由関係資料の補充調査も実施して成果をえた。以上の調査成果にもとづき、有沢永貞作成のこれまで所在が知られていない絵図屏風を確認したが、これは元禄時代の代表的測量家遠近道印が藤井半智であることを、彼の指導をうけていた永貞自身が記載するもので、遠近道印藤井半智説を一層確かなものとする、絵図史上の極めて重要な資料を見いだす成果をあげたことになる。また、有沢門流と石黒による絵図作成を三州図・国絵図・郡図・町図の各レベルで確かめ、その測量法と絵図作成の技術進展を検討する作業を行うとともに、測量法研究の基礎となる測量書や関係資料の基礎的研究のために測量書翻刻をするために、特に翻刻対象に有沢武貞作「町見便蒙抄」を取りあげて、同書の写本多数の撮影を本年度は実施して翻刻と検討のための作業を進めた。なお、この測量法の研究から、絵図作成と測量の基礎となる和算・暦算、また天文学とのかかわりについての検討をすることが必要となった。この検討の結果、兵学者の有沢永貞らも和算学・暦学・天文学への関心が大きかったことを明らかにするとともに、研究協力者吉田柳二による石黒信由の『暦像考成』受容の研究を主とする信由の暦算学研究へと研究を深め、加賀藩での絵図作成と測量の技術に加えて、暦算学・天文学研究への幅をも広げて、これらの展開の中で石黒信由らを位置づけられるように研究を進めた。
地震発生の制御実験-南アフリカ金鉱山における

M3級の震源断層から数mの地点で、断層面の法線歪とスリップ方向の剪断歪をモニターするために、ボアホール歪計と24bit25Hz連続収録装置が、昨年度設置された。15kHzサンプリング、ダイナミックレンジ132dbで収録される加速度地震波形と合わせ、地震の準備・発生全過程を、振り切れることなく高時間分解能で収録する準備が昨年度完成した。今年度、坑内火災や比較的大きい山はね(坑内地震)の被害の復旧に時間を要した。このため、データ収録の開始は今年度の9月まで待たねばならなかったが、データ収録開始後、データ整理・解析ソフト(XMTS)を用いて予備的な解析を行うことができた。その結果、理論的に推定されるものとほぼ等しい地球潮汐が歪計で観測されていることが明らかなり、我々の設計通り、10のマイナス9乗という微小な歪変化でも捉えられることがわかった。採掘再開後、採掘に伴って震源断層に応力が蓄積し、ピーク強度を迎えた後、初期破壊核を形成し、滑り弱化を伴って高速破壊に至った後、余効変動や、強度の回復過程など、地震発生全過程が明らかになると期待される。地震発生の準備から、破壊そして終息に至る地震の一生を調べるには、震源の直ぐ側で高ダイナミックレンジの地震観測をはじめ、地殻変動、地球電磁気、地球化学など総合した観測が必要である。この目的のため、南アフリカの金鉱山の深さ2650mの坑道で、掘削点から数十メートルの距離に9カ所のボアホールに3成分加速時計、4カ所にボアホールに歪み計を設置した。地震データは132dbのダイナミックレンジで14khzでサンプリングし、高性能データ収録装置に収録した。このほかに自然電位差、比抵抗を測定するため4カ所に電極を設置した。これを利用して地震に伴う電磁放射の観測も行った掘削は10m/monthで行われ、震源距離が200m以下の誘発地震を約20、000個記録した。もっとも近い地震は10mの距離で起こり、加速度は10G以上を観測した。また、観測した最大マグニチュードは2であった。本年度は9月に地震計等を設置しているWestern Deep Levelにおいて、坑道内の調査、電極等の設置作業を実施した。さらに、11月には南アフリカ側の分担者Mendecki博士を招き、東濃地科学センターの見学と共に今後の打ち合わせを行った。さらに、2月には観測点を金鉱山の採掘が活発なWelcome鉱山に移動させた。これにより、より多くの地震を捉えることが可能となった。本年度の解析結果は次の通りである。1)地震モーメントとコーナー周波数との関係の相似則はマグニチュード2以下で-2.5まで成り立っていた。2)マグニチュード2の地震の5日前から、歪みと地震の見かけ体積のゆらぎ等が震源距離200mで観測された、これは地震域の岩帯での剪断応力の減少を示唆するものと思われる。3)p波に先行するフェイズが観測され、継続時間は地震モーメントに比例した。4)震源距離が短いにも関わらず、S波のスプリッティングが観測された。5)10mの地震距離では地震に伴う電磁放射は観測されなかった。南アフリカ金鉱山の採掘域付近で発生する地震のS波スプリッティングが、深い採掘域ほど顕著で、しかも採掘の進行に伴ってスプリッティング量が増加することが確認された。また、採掘域レイアウトから応力状態が大きく異なると予想される場合、b値の差が顕著であることも、確認された。さらに、高応力域で発生したM2の前震・余震においても顕著なb値の差が認められた。百千mのフィールドスケールにおいて、応力状態について確かな情報があるなかで、上記が確認できたと言う点で、この結果は重要である。南ア金鉱山の地下2650mにおいて発生したM2とその前・余震群が、震源距離100200mの9地点において、ダイナミックレンジ132db、15KHzサンプリングで、ボアホール3成分加速度計によって観測され、M2発生に2日先立つ応力低下の兆候が検出された。上記の地震から約100mの地点に石井式歪計が6台埋設されていたが、12bitA/D、10分サンプリングであったために、震源域の載荷状況の変化はモニターできたが、前駆的な変化は見出されていない。

そこで、M3級の地震発生がほぼ確実な断層から数m以内において石井式歪計を埋設し、25Hz、24bitA/D連続サンプリングによる歪観測の立ち上げを行った。近々、地震に先行する歪変化が観測されると期待される。また、板状空洞の開閉による大きな歪速度の中で起こったという点で、上記の地震と発生環境が似ている1989年伊豆東方沖群発地震中のM5.5に対して、南アの解析手法を適用し、本震発生に2日先立つ応力低下の兆候を検出した。用いたデータは、ダイナミックレンジ数十db、80Hzサンプリングであるために、全観測点で観測された全データを用いて得られたものではないことが問題点であるが、自然地震においても前駆的な変化を捉えられる可能性があることがわかった。自然地震は遠くでしか観測できないため、震源で起こっている現象を明瞭に観察することができない。このため、南アフリカ金鉱山の地下2650mにおいて、加速度と歪を観測するための広帯域高分解能アレイを、震源から200m以下という至近距離に展開した。そして、(1)主破壊に先行する初期破壊が小地震(M<2)でも見られ、その継続時間は地震サイズに見合っており、また、(2)小地震の地震発生過程が、中・大地震とほぼ相似であることが確認された。(3)岩盤応力の大小は、b値やS波スプリッティングの差として明瞭に現れた。特筆すべきは、(4)観測網から約100mでM2の地震が発生し、数十個の前震がバーストへと推移して本震を迎え、活動が収束してゆく地震の一生が完全に捉えられたことである。そして、(5)岩盤の降伏が始まり主破壊後の応力緩和に終わる様が、b値や地震の震源パラメータの変化として鮮明に捉えられた。結果として、従来、起こっているであろうと予想されていながら、地表の自然地震観測では確認が困難であったことを、明瞭に確認することができた。南ア金鉱山では、広帯域高分解能の地震観測波形から岩盤応力状態や地震の準備過程を理解しようとするノウハウが蓄積・構築されつつあるため、日本の伊豆半島東方沖群発地震にその手法を適用したところ、大きなイベントに先立つ岩盤応力の顕著な低下を見出すことができた。さらに、南アフリカ金鉱山内で、M3級の地震の発生が期待される断層上に、3成分歪計を埋設し25Hz24bit連続観測することによって、地震計では観測できないほどゆっくりした地震の準備過程から、地震波を放出する高速破壊過程に至るまでの全過程を、さらに克明に観察するという世界初の試みを立ち上げることができた。
ヘリコバクターピロリの口腔内感染と口腔内炎症性疾患への関与の解明

日本人のへリコバクターピロリ(HP)感染率は高く、胃、十二指腸などの上部消化管における慢性炎症性疾患の原因であるとされている。HPは主として経口による感染経路をとるが、HPの口腔内感染状況は明らかにされていない。また、喀痰におけるHP保有状況も明らかではない。いわゆるねたきり老人の習慣的な誤嚥と関係して喀痰のHP感染の可能性が推測される。HPの口腔内感染状況を調べたところ、検体中68%が口腔内感染陽性であったこと、胃HP感染とHP口腔内感染の有無と相関しない(P>0.05)ことを昨年の研究実績として報告した。本年度は、喀痰におけるHPの検出を試みた。医院を受診した患者の喀痰をスポイドで採取し、除タンパク質後、DNAを抽出し精製した。このDNAを鋳型としてHPのUreI遺伝子にプライマーを設定し、この領域を増幅した(First PCR)。First PCR産物を鋳型にして、UreI遺伝子のプライマーの内側にnestedプライマーを設定し、さらに増幅した(Second PCR)。2回のPCRを行うことにより、他の細菌による非特異的な増幅を防ぐことができる。その結果、喀痰におけるHP保有者は24検体中19検体(79%)であった。内視鏡的呼気試験及び生検組織のギムザ染色による検鏡試験による診断から、臨床的にHP感染陽性と診断された群における喀痰のHP保有者は11検体中9検体(82%)、HP感染陰性と診断された群における喀痰のHP保有者は13検体中10検体(77%)であった。以上のことから、喀痰におけるHP保有者率は、口腔内感染率よりも高いこと、口腔内感染と同様に胃HP感染の有無と相関しない(P>0.05)ことがわかった。日本人のヘリコバクターピロリ(HP)感染率は高く、胃、十二指腸などの上部消化管における慢性炎症性疾患の原因であるとされている。HPは主として経口による感染経路をとるが、慢性疾患を主とする口腔領域の疾患においてHPの口腔内感染との関与は明らかにされていない。そこで、まずHPの口腔内感染状況を調べることにした。医院を受診した患者の口腔頬粘膜を滅菌綿棒で擦過し、このサンプルからDNAを抽出し精製する。このDNAを鋳型としてHPのUreA遺伝子にプライマーを設定し、この領域を増幅する(First PCR)。First PCR産物を鋳型にして、設定したUreA遺伝子のプライマーの内側にnestedプライマーを設定し、さらに増幅する(Second PCR)。2回のPCRを行うことにより、他の口腔内細菌による非特異的な増幅を防ぐことができる。その結果19検体中13検体(68%)が口腔内感染陽性であった。内視鏡的呼気試験及び生検組織のギムザ染色による検鏡試験による診断から、臨床的にHP感染陽性と診断された群における口腔内感染は7検体中5検体(71%)、HP感染陰性と診断された群における口腔内感染陽性は12検体中8検体(67%)であった。以上のことから、胃HP感染はHP口腔内感染の有無とは相関しないことがわかった(P>0.05)。一方、臨床的診断ではHP感染陰性と診断された群にHP抗体価の高い価(>1.8)を示す例が12検体中11検体(92%)であった。このHP抗体価の高い群で口腔内感染陽性率は11検体中8検体(73%)であった。以上のことから、呼気試験や生検によりHP感染陰性と診断されるがHP抗体価が高い症例で、HP口腔内感染との関連を明らかにし、HP胃除菌後の再感染にHP口腔内感染の有無が関与するか調べる予定である。

内視鏡的呼気試験及び生検組織のギムザ染色による検鏡試験による診断から、臨床的にHP感染陽性と診断された群における喀痰のHP保有者は11検体中9検体(82%)、HP感染陰性と診断された群における喀痰のHP保有者は13検体中10検体(77%)であった。以上のことから、喀痰におけるHP保有者率は、口腔内感染率よりも高いこと、口腔内感染と同様に胃HP感染の有無と相関しない(P>0.05)ことがわかった。
閉経後女性における虚血性心疾患の発症予防を目的とした新しいホルモン補充療法の開発

1,エストロゲン補充療法(ERT)は抗動脈硬化作用を有する反面,ERTによるtriglyceride(TG)の増加がLDLを小粒子化し,動脈硬化に促進的な作用も有する可能性を報告してきた。今回,ERTによるLDL小粒子化の機序には以下の3つのステップが存在することを明らかにした。第1段階:エストロゲン投与により,肝内でのTG合成が亢進すること。第2段階:TGの増加が脂質転送活性(LTR)を亢進させ,LDLをTG-rich,コレステロールエステル-poorなLDL粒子に変化させる。第3段階:生理学的濃度のリパーゼ(リポ蛋白リパーゼあるいは肝性リパーゼ)が存在すると,LDL内に増加したTGが加水分解され,LDL内の深層脂質成分が減少するため小粒子化される。実際にLDLをin vitro下で上記の3段階に従って処理すると小粒子化することも認されている。次にERTによるLDLの小粒子化が動脈硬化に促進的かどうかを検討した結果,ERTによってTG増加のない症例ではLDL粒子径に変化なく,エストロゲンの抗酸化作用が期待できるが,TGが増加する症例ではLDLが小粒子化し,エストロゲンの抗酸化作用に相殺的に作用することが示され,ERTによるLDLの小粒子化が動脈硬化に促進的であることが明らかになった。2,動脈硬化の発症と密接に関連する血管内皮機能は閉経後に低下し,ERTで改善することが報告されている。今回,エストロゲンに併用する酢酸medroxyprogesterone(MPA)がエストロゲンの内皮機能改善作用にどのような影響を与えるかを検討した。内皮機能はエストロゲン単独投与で有意に上昇したが,MPAの併用量(2.5mg,5.0mg)と用量依存的に低下し,2.5mgの併用で投与前と有意差のない値にまで低下した。従って,MPAは血管内皮機能の抑制因子と考えられ,エストロゲンの内皮機能改善効果に相殺的に作用することが明らかになった。(目的)我々はエストロゲン補充療法(ERT)によるLDLの小粒子化が動脈硬化に促進である可能性,さらにLDL小粒子化にはERTのTG上昇作用による脂質転送活性(LTR)の亢進が関与することを報告してきた。しかし,LTRの亢進だけではLDLの小粒子化は説明できず,他の因子の関与が必要である。そこで今年度はリパーゼ酵素に注目し,とくにリポ蛋白リパーゼ(LPL)がLDLの粒子サイズに与える影響を検討した。(方法)(1)閉経後女性を対象にプレマリン0.625mg/日を3カ月内服させ,治療前後に脂質濃度およびLDL粒子径を測定した。(2)LTRを亢進させる目的で,血漿を37°Cで24時間incubationし,LDL内のTG,CE濃度と粒子径を測定した。(3)incubation後のLDLにリパーゼ酵素としてLPLを添加し,さらに37°Cで24時間incubation後,LDLのTG濃度と粒子径を測定した。(成績)(1)プレマリン投与後,LDLの粒子径は減少し,LDL内のTGは増加,CEは減少した。(2)incubation後,LDLはTG-rich,CE-poorとなったが,粒子径には変化がなかった。(3)LPLの添加によりLDLのTG濃度は減少し,粒子径は減少した。(結論)

LTRの亢進でTG-rich,CE-poorなLDL粒子に変化させるが,LDLサイズの減少は認めなかった。リパーゼ酵素の存在によりLDL内のTGが加水分解されると同時にLDLは小粒子化されることが明らかになった。今回,エストロゲンによるLDLの小粒子化の機序の詳細が明らかになった。来年度は(1)ERTによるLDL小粒子化が動脈硬化に促進的かどうか(2)エストロゲンに併用するプロゲステロン製剤がエストロゲンの抗動脈硬化作用にどのように影響を与えるかを検討する予定である。(目的-1)我々は,エストロゲン補充療法(ERT)によるトリグリセライド(TG)の上昇がLDLを小粒子化することやLDLの小粒子化の詳細な機序を明らかにした。今回はERTによるLDLの小粒子化が動脈硬化に促進的かどうかを検討した。閉経後女性を対象とし,結合型エストロゲン(CEE)0.625mg/日を3ヶ月間投与後,脂質濃度,LDL粒子径および,LDLの被酸化性の指標としてTBARS濃度を測定した。CEE投与によってTGの増加が15mg/dl未満の群ではLDL粒子径に変化なく,TBARSは有意に低下した。しかし,TGが15mg/dl以上増加する群ではLDLは小粒子化し,TBARSは逆に増加することが示された。従って,CEE投与後,TG増加のない症例ではエストロゲンの抗酸化作用が期待できるが,TGが増加する症例ではLDLが小粒子化し,エストロゲンの抗酸化作用に相殺的に作用することが明らかになった。(目的-2)動脈硬化の発症と密接に関連する血管内皮機能は閉経後に低下し,ERTで改善することが報告されている。今回,エストロゲンに併用する酢酸medroxyprogesterone(MPA)がエストロゲンの内皮機能改善作用にどのような影響を与えるかを検討した。閉経後女性を対象とし,CEE0.625mg/日を3ヶ月投与するCEE群,CEEにMPAを2.5mgあるいは5.0mg/日を3ヶ月間併用投与するCEE+2.5群,CEE+5.0群に分別した。血管内皮機能はshearstress testによる内皮由来の血管拡張反応を用い(FMD),血管平滑筋機能はnitroglycerin投与による血管拡張反応を用いた(NID)。FMDはCEE群で有意に上昇したが,MPAの併用量と用量依存的に低下し,2.5群ですでに投与前と有意差のない値にまで低下した。NIDは3群とも変化を認めなかった。従って,MPAは血管内皮機能の抑制因子と考えられ,エストロゲンの内皮機能改善効果に相殺的に作用することが明らかになった。
パラレルコーパスによる日本人英語学習者のライティングの分析

本研究は、日本人英語学習者のエッセイ340個に異なる英語圏の母語話者62名によって、3通りの添削文を作成して(計1020個)、日本人学習者のエッセイと英語母語話者による添削文の間に文単位で1対1の対応関係を持つパラレルコーパスを作成した。そして、パラレルコーパスで英語母語話者が日本人学習者の過剰使用語をどのように添削したのかについて量的・質的に分析して、日英の発想の違いの一端を明らかにした。ライティングの教師や英語学習者のために、ウェブ上で使用が可能なENEJE (English Native Edited Japanese Essays)パラレルコーパスを開発して公開した。日本人学習者の英作文とその添削文から構成されるパラレルコーパスを作成するために、NICE (Ver. 2.1.2)から342のテクストの添削文を計53人の英語母語話者によって3通り作成している(総計1026テクスト)。当初は、異なる3人の英語母語話者によって一つの添削文を作成する予定であったが、添削者個人の要因を明確にした方が良いという専門家の助言を受けて、1つのエッセイにつき3人の校正者によって3通りの添削文を作成した(342テクスト×3)。3通りの添削文のデータベースは、個人の癖が疑われる場合に、他の二つで確認することができる点で意義が大きい。同様に、3人の校正者がETSのCriterionの6段階評価の基準に基づいてそれぞれのテクストにつけたスコアの中央値を採用して、テクストのレベル分けを行っている。こうしたスコアによって、TOEIC, TOEFLなどの習熟度情報がないテクストに関しても、レベルごとの特徴が判明できるようにした点は重要である。また、コメントもついているので活用が期待できる。テクストの整形では、前後の文と接続詞などで連結した方がよい場合は、特別にMERGというタグを用いて、2文を連結した添削文を作成させて、それに対応する元の文の対応付けを手作業で行った。これによって、単文レベルの添削に留まらず、複文にまたがる添削を扱うことが可能になり、日本人学習者が短い文を用いるが、添削文では長い文を用いていることを示すことが可能になった点で重要である。本研究は、日本人英語学習者のエッセイ(340個)とその英語母語話者の添削文の間に文単位で1対1の対応関係を持つパラレルコーパスを作成した。特に、添削者の個人差の影響を軽減するために、学習者の一つのエッセイに対して異なる英語圏の母語話者(計62名)によって新たに3通りの添削文(1020個)を作成した。英語母語話者が日本人学習者の過剰使用語をどのように添削したのか調査するために、このパラレルコーパスを使用して質的分析を行い、日英の発想の違いの一端を明らかにした。例えば、文中のsoはand soやand thereforeに添削される、即ち、接続詞から副詞に修正されていた。これは、事態を根拠と結論の認識の関係(Epistemic Domain)と捉えるべきところで、日本人学習者が原因と結果の因果関係(Content Domain)と捉えていて、認識の推論が日英で異なることを示している。教師や英語学習者の疑問や実践的な要望に応えるため、アントニ・ローレンス氏と共同でインターネット上で使用が可能なENEJE (English Native Edited Japanese Essays)Parallel Corpus(以下、ENEJE)を開発・公開した。そして、研究者向けには、スタンドアローン型のAntPConcを改良した。ENEJEでは、KWIC Concordancer、File View(文章全体の表示)、Wordlistのような従来のコーパスソフトウェアの機能だけでなく、エッセイのテーマや得点を指定してテキストの選択ができる。更に、英語母語話者の採点と添削の理由も表示が可能である。エッセイの添削者兼採点者の属性(国籍、性、学位)も閲覧できるので、単に学習者のエッセイのエラーの修正例を示すだけでなく、英語母語話者の評価と理由をわかりやすく提示する機能も備えている。研究の進行が遅れている理由は、当初の3人体制で1つの添削文を仕上げる方法から、3人の校正者がそれぞれ1つの添削文を作成する方法に変更して、添削文の数が3倍になったためである。3人体制と異なり、校正者が1人で添削を行っているため、添削文の誤植が予想以上に多く、誤植等を確認して、担当した校正者に訂正させ、不適切な添削のやり直しを行うのに時間を要して、パラレルコーパスの作成に遅れが生じたことも理由の一つである。現在、添削文の3セットのうち1セットの誤植の確認・訂正とオリジナルの文との対応付けが完了している。そして、原因と結果に関する接続詞や副詞の質的分析を開始して、従来指摘された過剰語がどのように添削で訂正されているかが判明してきている。

量的分析(特徴語分析、連語など)は、3セットの添削が全て完成していないので、まだ行っていない。25年度が最終年度であるため、記入しない。6月中に全データの添削文のパラレルコーパスの作成(即ちオリジナルの文と添削文の対応付け)を完了して、量的分析(特徴語分析・連語)を行う。接続詞を中心に複文の対応関係を調べる。添削文のコーパスの他にNICEの英語母語話者のエッセイのコーパスと比較して、学習者に特有な語彙の使用を調べ、そのフィードバックとして添削文のパラレルコーパスがどのように役立つのかまとめる。分析と並行して、ソフトウェアの制作者に依頼して、パラレルコーパスのソフトウェアの開発と公開を進めていく。
膵エラスターゼによる好中球のO2^-,NOラジカルの産出の亢進と膵炎進展における意義

これまで我々は,急性および慢性膵炎患者の好中球は,健常人のそれに比べてO_2^-産生能が亢進していること,各種膵逸脱酵素のなかで,膵エラスターゼのみがPMAで処理した好中球のNADPH oxidase活性を上昇させ,その結果としてO_2^-産生能を増強することや,好中球には,膵エラスターゼに対するspecific binding siteが存在することを見い出してきた(Gut,35,1959-1664,1994).本研究では,この膵エラスターゼによる好中球のO_2^-産生能増強機構について検討した.その結果,膵エラスターゼは,PMAの場合と動揺に,炎症性サイトカインであるtumor necrosis factor(TNF)や,好中球遊走因子であるIMLPで刺激した好中球のO_2^-産生も増強することを明らかにした.また,膵エラスターゼに対するspecificbinding siteの解析を行い,以下の結果を得た.(1)膵エラスターゼに対するspecificbinding siteには,膵エラスターゼと同様にPMA刺激好中球のO_2^-産生を増強する.好中球エラスターゼも結合する.(2)specific binding siteに結合した膵エラスターゼは,経時的に細胞内に取り込まれ,分解された後,細胞外に排出される,(3)specific binding siteと膵エラスターゼとの結合の至適pHは,pH6である.これまで我々は,急性および慢性膵炎患者の好中球は,健常人のそれに比べてO_2^-産生能が亢進していること,各種膵逸脱酵素のなかで,膵エラスターゼのみがPMAで処理した好中球のNADPHoxidase活性を上昇させ,その結果としてO_2^-産生能を増強することや,好中球には,膵エラスターゼに対するspecific binding siteが存在することを見い出してきた(Gut,35,1959-1664,1994).本研究では,この膵エラスターゼによる好中球のO_2^-産生能増強機構について検討した.その結果,膵エラスターゼは,PMAの場合と動揺に,炎症性サイトカインであるtumor necrosis factor(TNF)や,好中球遊走因子であるIMLPで刺激した好中球のO_2^-産生も増強することを明らかにした.また,膵エラスターゼに対するspecificbinding siteの解析を行い,以下の結果を得た.(1)膵エラスターゼに対するspecificbinding siteには,膵エラスターゼと同様にPMA刺激好中球のO_2^-産生を増強する.好中球エラスターゼも結合する.(2)specific binding siteに結合した膵エラスターゼは,経時的に細胞内に取り込まれ,分解された後,細胞外に排出される,(3)specific binding siteと膵エラスターゼとの結合の至適pHは,pH6である.これまで我々は,急性および慢性膵炎患者の好中球は,健常人のそれに比べてO_2-産生能が亢進していること,各種膵逸脱酵素なかで、膵エラスターゼのみがPMAで処理した好中球のNADPH oxidase活性を上昇させ,その結果としてO_2-産生能を増強することや,好中球には,膵エラスターゼに対するspecific binding siteが存在することを,見いだしてきた(Gut,35,1959-1664,1994).本年度は,まず,この膵エラスターゼによる好中球のO_2-産生能増強機構について検討した.その結果,膵エラスターゼは,PMAの場合と同様に,炎症性サイトカインであるtumor necrosis factor(TNF)や好中球遊走因子であるfMLPで刺激した好中球のO_2-産生も増強することを,明らかにした.次に,膵エラスターゼに対するspecific binding siteの解析を行い,以下の結果を得た.(1)膵エラスターゼに対するspecific binding siteには,膵エラスターゼと同様にPMA刺激好中球のO_2-産生を増強する,好中球エラスターゼも結合する.(2)specific binding siteに結合した膵エラスターゼは,経時的に細胞内に取り込まれ,分解された後,細胞外に排出される.(3)specific binding siteと膵エラスターゼの結合の至適pHは,pH6である.15EA04:現在,specific binding siteのmolecular size,および好中球以外の細胞での発現の有無について,検討中である.これまで我々は,急性および慢性膵炎患者の好中球は,健常人のそれに比べてO_2産生能が亢進していること,各種膵逸脱酵素のなかで,膵エラスターゼのみがPMAで処理した好中球のNADPHoxidase活性を上昇させ,その結果としてO_2産生能を増強することや,好中球には,膵エラスターゼに対するspecific binding siteが存在することを見い出してきた(Gut,35,1959-1664,1994).本年度は,昨年度に引き続き,この膵エラスターゼによる好中球のO_2産生能増強機構について検討した.その結果,膵エラスターゼは,PMAの場合と同様に,炎症性サイトカインであるtumor necrosis factor(TNF)や,好中球遊走因子であるfMLPで刺激した好中球のO_2産生も増強することを明らかにした.また,膵エラスターゼに対するspecific binding siteの解析を行い,以下の結果を得た.(1)膵エラスターゼに対するspecific binding siteには,膵エラスターゼと同様にPMA刺激好中球のO_2産生を増強する,好中球エラスターゼも結合する.

(2)specific binding siteに結合した膵エラスターゼは,経時的に細胞内に取り込まれ,分解された後,細胞外に排出される.(3)specific binding siteと膵エラスターゼとの結合の至適pHは,pH6である.
衡突蒸気雲の物理と化学-その地球、生命の起源・進化研究への適用-

本研究計画では、大きく分けて2つの課題に取り組んだ。第1の課題であるレーザー銃の開発では、新規に導入した高出力レーザーを用いることにより、金属弾丸を約6km/sの速度まで加速することに成功した。この速度は、従来型の技術である二段式軽ガス銃の標準的な最高速度と同等である。また、飛翔体の速度がレーザー強度と飛翔体の柱状密度の比の平方根に比例して増加するという理論スケーリング則を実験的に実証することができた。このスケーリング則は、レーザーエネルギーの飛翔体運動エネルギー変換が効率的に起きていることを示すものである。これは、現状より大きなレーザー強度を与えれば、飛翔体の速度がさらに向上する余地が充分あることを示唆している。一方、レーザー銃は二段式軽ガス銃と異なり火薬の燃焼ガスなどの混入の危険がないため、非常に清浄な環境で超高速衝突実験ができる。この特長を生かして第2の課題である開放系での衝突脱ガス実験に取り組んだ。実験では、温室効果を引き起こすなど地球型惑星の表層環境の進化に大きな影響を与えてきたと考えられている炭酸塩岩からの衝突脱ガス現象に焦点を絞って行った。炭酸塩岩の脱ガス実験は1980年代から米国を中心に精力的に行われてきているが、いずれも脱ガス気体の逆反応が起こりやすい閉鎖系での実験であるために、実験結果の信葱性が疑われ始めている。本研究では、従来からよく実験に用いられている結品質の方解石を用い、金および銅の飛翔体を幾つかの厚さにして実験を行った。予備的な実験結果は、33GPa以上の衝撃圧力で脱ガス効率が飽和するというものであり、完全脱ガスが33GPa以下の衝撃圧で実現していることを強く示唆している。この結果は、従来の完全脱ガス衝撃圧が4050GPaであるというAkmcmsらの結果より有意に低く、天体衝突脱ガスが従来考えられてきたよりも高効率で起きうる可能性を示している。計画初年度の今年度は、レーザー銃の開発の第一段階として、シート状のアルミニウム飛翔体の加速実験を既存の10Jレーザーを用いて行った。アルミの薄膜(50-100μm厚)を飛翔体として用い、速度をレーザー強度の関数として測定した(強度の範囲:20-500GW/cm^2)。速度はレーザー強度とともに増加し、最大飛翔体速度は2.5km/sを得た。この実験により、本研究計画で導入中の40Jレーザーを使えば、厚さ1030μmのアルミシートを宇宙速度(>10km/s)まで加速できる目処がついた。また、このレーザー銃を使って、隕石及びエンスタタイト結晶のユゴニオ状態方程式データを計測した。隕石はその希少さからこれまでデータがあまり得られていない。今回はL6タイプの隕石(ALH769)を試料として用いた。得られた衝撃波速度と粒子速度の関係は、ややばらつきがあるが、今回測定を行った粒子速度範囲ではほぼ一定となった。これはこの範囲で、隕石物質が低圧相から高圧相へ移行する混合相にあることを示唆している。エンスタタイトは人工的に大きい(mmサイズ以上)結晶を作ることが難しいため、ユゴニオ状態方程式のデータは少なく、自然の岩石から採れる試料を用いたデータが数点あるのみである。われわれのレーザー銃を使った測定で必要な試料のサイズは100μmであり、人工のエンスタタイト結晶を用いて測定を行うことができる。