hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己免疫性水疱症発症の免疫遺伝的背景に関する研究

1)尋常性天疱瘡(pemphigus vulgaris,PV)の疾患感受性と,HLA-DRB1^*04およびDRB1^*14ハプロタイプとの間に強い相関がある.これは過去に得られている欧米人のデータと同様の結果であるが,日本人では白人と共通のDRB1^*1401,^*1405以外に,白人では検出されないDRB1のサブタイプDRB1^*0406,^*1406とも強い相関が見られる.4)PV抗原であるデスモグレイン3(Dsg3)に対する免疫応答は,PF抗原であるデスモグレイン1(Dsg1)に対する免疫応答よりも強くHLA-DRB1分子に拘束される.2 PV患者の抗Dsg1抗体は,臨床症状の悪化に伴い抗Dsg3抗体に遅れて出現する.(Br J Dermatol 1999;141:1084-1087)3類天疱瘡症例23例のHLA-DR/DQ genotypingでは,疾患感受性とDQB1^*0301との強い相関を示唆する過去の欧米からの報告とは異なり,日本人ではDRB1遺伝子と相関がみられる.われわれのデータおよびこれまでの白人におけるデータから,BPに対する疾患感受性の遺伝的背景として,HLA-DRB1β-chainの可変領域のアミノ酸の荷電(26,67位疎水性;70,71位親水性)の重要性が示唆される.(J Dermatol 2000;27:149-156)1)尋常性天疱瘡(pemphigus vulgaris,PV)の疾患感受性と,HLA-DRB1^*04およびDRB1^*14ハプロタイプとの間に強い相関がある.これは過去に得られている欧米人のデータと同様の結果であるが,日本人では白人と共通のDRB1^*1401,^*1405以外に,白人では検出されないDRB1のサブタイプDRB1^*0406,^*1406とも強い相関が見られる.4)PV抗原であるデスモグレイン3(Dsg3)に対する免疫応答は,PF抗原であるデスモグレイン1(Dsg1)に対する免疫応答よりも強くHLA-DRB1分子に拘束される.2 PV患者の抗Dsg1抗体は,臨床症状の悪化に伴い抗Dsg3抗体に遅れて出現する.(Br J Dermatol 1999;141:1084-1087)3類天疱瘡症例23例のHLA-DR/DQ genotypingでは,疾患感受性とDQB1^*0301との強い相関を示唆する過去の欧米からの報告とは異なり,日本人ではDRB1遺伝子と相関がみられる.われわれのデータおよびこれまでの白人におけるデータから,BPに対する疾患感受性の遺伝的背景として,HLA-DRB1β-chainの可変領域のアミノ酸の荷電(26,67位疎水性;70,71位親水性)の重要性が示唆される.(J Dermatol 2000;27:149-156)1天疱瘡症例85例についてHLA-DR/DQgenotypingとデスモグレインに対する反応性を検索し,つぎの結果を得た。(1)尋常性天疱瘡(pemphigus vulgaris,PV)の疾患感受性と,HLA-DRB1^*04およびDRB1^*14ハプロタイプとの間に強い相関がある。これは過去に得られている欧米人のデータと同様の結果であるが,日本人では白人と共通のDRB1^*1401,^*1405以外に,白人では検出されないDRB1のサブタイプDRB1^*0406,^*1406とも強い相関が見られる。(3)PVではHLA-DRB1^*04またはDRB1^*14DRB1-βchainのPhe^<26>,Leu^<67>,Val^<86>および70位と71位の親水性アミノ酸残基が,デスモグレイン3(Dsg3)に対する免疫応答を拘束している。(4)PV抗原であるDsg3に対する免疫応答は,PF抗原であるデスモグレイン1(Dsg1)に対する免疫応答よりも強くHLA-DRB1分子に拘束される。(5)PV患者の抗Dsg1抗体は,臨床症状の悪化に伴い抗Dsg3抗体に遅れて出現する。2類天疱瘡症例23例のHLA-DR/DQgenotypingでは,疾患感受性とDQB1^*0301との強い相関を示唆する過去の欧米からの報告とは異なり,日本人ではDRB1遺伝子と相関がみられる。3薬剤性天疱瘡の症例を報告した(皮膚1999;41:333-336)。1水疱性類天疱瘡(BP)症例23例のHLA-DR/DQ genotypingの結果,日本人ではBPの疾患感受性とHLA-DR/DQハプロタイプDRB1^*04(^*0403,^*0406)/DQB1^*0302とDRB1^*1101/DQB1^*0302,およびこれらのハプロタイプを構成する個々のアレルDRB1^*1101,DQB1^*0302との相関が明らかになった.この結果は,DQB1^*0301との強い相関を示す過去の欧米からの報告とは異なる。われわれのデータおよびこれまでの白人におけるデータから,BPに対する疾患感受性の遺伝的背景として,HLA-

DRB1 β-chainの可変領域のアミノ酸の荷電(26,67位疎水性;70,71位親水性)の重要性が示唆される.3天疱瘡症例51例(尋常性天疱瘡31例,落葉状天疱瘡20例)についてHLA-A,B,C,DRB1,DQB1遺伝子解析により次の結果が得られた:HLA-B^*1507などアジア人に特有のHLA-B 15 familyのアレルが,正常人と比較して尋常性天疱瘡群で有意に高頻度であった.このHLA-B^*15の増加は,尋常性天疱瘡疾患感受性と強い相関を示すDRB1^*04またはDRB1^*14とは連鎖していなかった.HLA-A,-Cアレルの頻度は,両型の天疱瘡患者群ともに正常コントロールと差がみられなかった.以上の結果から,尋常性天疱瘡発症の遺伝的背景は,HLA class II DR/DQ遺伝子(またはその領域の他の遺伝子)が主な役割を担っていると考える.落葉状天疱瘡および水疱性類天疱瘡では,尋常性天疱瘡ほどのHLA-DR/DQ遺伝子との強い相関はみられない.
筋乳酸輸送担体濃度の加齢による変化

乳酸がどの様に代謝されるかを知ることは、運動時の代謝応答を考える上で非常に重要である。最近乳酸の細胞膜通過には、乳酸輸送担体(MCT1)の働きによるところが大きいことが報告されてきている。したがってMCT1の機能やその濃度が、乳酸の代謝を大きく決定する可能性がある。乳酸輸送担体に関する知見は近年ようやく発表されてきたものである、今後の研究の進展が必要である。ここで加齢により、乳酸輸送担体が筋でどのように変化するかを知ることは非常に重要である。そこで本研究では、日齢5日、10日、17日、33日、88日、169日のラットの下肢の筋及び心筋を採取しウェスタンブロットにより乳酸輸送担体(MCT1)の量を求めた。また同様にグルコース輸送担体の中でも、骨格筋のグルコース輸送担体であるGLUT4の濃度も対照として求めた。その結果、生後3週齢まで心筋におけるMCT1濃度は高く、33日齢以降有意に低下していき169日齢では33日齢の6割程度までに低下した。一方ヒラメ筋のMCT1濃度は生後33日齢まで大きく増加し、その後ほぼ一定となる傾向を示した。心筋及びヒラメ筋のGLUT4濃度も同様に生後33日齢まで大きく上昇し、以降変化が見られなかった。代謝に関する酵素量なども、同様に生後数週齢まで大きく増加し成人レベルに達する変化を示すことが、先行研究から報告されている。骨格筋のMCT1はGLUT4や多くの代謝酵素などと同様の加齢による変化を示すと考えられる。一方心筋ではMCT1は逆に生後に低下していくことは、胎児期にも心臓は働いており、この時乳酸を多く利用しているものと示唆される。
ソフト化学プロセスによる次世代型希土類フリー銅酸化物超伝導体の創製

超伝導転移温度Tcが100 Kを超える,高価な希土類元素を含まない新しい銅酸化物超伝導体を創製することを目指した。Sr2-xBaxCuO2F2+dでは伝導面のCu-O距離が長すぎてホールキャリアが入らず最高のTcは65Kと低かった。(Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8+dにおいて、過剰酸素を完全に除去し、ホール濃度を最適化することによって、この系では初めて100Kを超えるTc=102Kを示した。RE量を減らすべくCa置換したRE1-xCaxBa2Cu3O6.0において、Tcは50Kから72Kまで大きく向上した。格子を小さくすれば更なる向上が期待できることがわかった。本研究課題の目的は、希土類金属を含まない銅酸化物において、高い超伝導転移温度Tcを有する超伝導体を創製することである。今年度は以下の2つのテーマの研究を行った。(1) (Y,Ca)Ba2Cu3O6Hxの合成:最終的には希土類を含まない銅酸化物に水素を導入して高Tc化を図るため、まず、合成しやすい(Y,Ca)Ba2Cu3O6への水素導入を試み、水素導入の基礎データの収集を行った。(Y,Ca)Ba2Cu3O6は固相反応法で合成した。これに触媒として白金粉末を添加することにより100°Cという低温で水素を導入させることに成功した。しかし、超伝導転移は観測できなかった。粉末X線回折像において,水素導入後,時間の経過とともにc軸方向の結晶構造の周期性が失われていくことを見出した。これは室温でも水素が拡散し、酸素とサイト置換しているためと考えられる。このため伝導面のCu-Oネットワークが乱れて超伝導が出現しなかったと考えられる。水素導入後は液体窒素中で試料を保存する必要があることが分かった。(2)希土類を含まない銅酸化物(Sr,Ba)2CuO2Hxの合成のための母体試料Sr2-xBaxCuO3の合成:原料にSrO, BaO2, CuOを用いた場合には、x(Ba)≦1.0までしか単相試料は得られなかった。そこで、原料をSrCO3, BaCO3, CuOに代えてAr気流中,800°Cという低温で仮焼した後、酸素気流中930°Cで本焼することによって、1.0<x(Ba)≦2.0で単相試料が得られた。Baの固溶限が拡大した理由は、仮焼を800°Cという低温で行うことによってSr2-xBaxCuO2CO3という安定な物質を前駆体として作製した点にある。希土類金属を含まない銅酸化物において、高い超伝導転移温度Tcを有する超伝導体の創製を目指すが、具体的な物質はSr2-xBaxCuO2X2である。この物質は代表的な超伝導体(La,Sr)2CuO4と同じK2NiF4型の層状ペロブスカイト構造を有する。この物質を合成するには、その母体となるSr2-xBaxCuO3を合成する必要がある。これまで、通常の固相反応法ではBaの固溶限界はx=0.6とされてきたが、原料や焼成時のガス雰囲気を検討することによってx=2.0まで拡げることができた点は評価できる。また、X=Hの際には水素導入後は、水素の拡散を抑制するために、液体窒素中で試料を保存する必要があるという有用な知見が得られた。以上より、おおむね順調に進展していると言える。今年度は,主としてSr2-xBaxCuO2F2+dに着目した.この物質は代表的な超伝導体(La,Sr)2CuO4と同じ結晶構造を有する.Ba量xの増加とともにTcは上昇し,これまでの最高のTcはx(Ba)=0.6のときの64Kである.しかし,これ以上Baは固溶しない.本研究では,Baの固溶量を増大させ,Tcの上昇を図った.初めに固相反応法でSr2-xBaxCuO3を作製した.前年度の成果でx(Ba)=0.6を大きく超えBaの全置換に成功している.次に,これにフッ素を導入して超伝導体Sr2-xBaxCuO2F2+dの合成を行った.フッ素源としてPTFEとCuF2の2種類で試みた.PTFEを用いた場合には,Sr2-xBaxCuO2F2+dは得られなかった.PTFEの分解後に残る炭素が,母体Sr2-xBa-xCuO3+dから過剰に酸素を取り除くためかもしれない.CuF2を用いた場合は,様々な条件下でフッ素化を行った結果,230°Cで,6時間,大気中が最適条件であると結論した.そして,0≦x(Ba)≦2.0の全ての試料で超伝導体Sr2-xBaxCuO2F2+dの合成に成功した.Tcは,x(Ba)=0においては先行研究の46 Kより高く55 Kであった.先行研究で最高のTcを示したx(Ba)=0.6では,先行研究とほぼ一致しTc 65 Kであった.しかし,x(Ba)=1.0では,急激に約30 Kまで大きく減少した.この原因は今のところ不明である.

その後,x(Ba)の増加とともに,再びTcは上昇し,x(Ba)=2.0において,74 Kにまで上昇した.よって,先行研究の最高値を約10K向上させることに成功したと言える.しかし,5Kでの超伝導体積分率は数%以下と,かなり小さいという問題点が残った.本研究では,希土類金属を含まない銅酸化物において、高い超伝導転移温度Tcを有する超伝導体の創製を目指すが,ベースとなる物質はSr2-xBaxCuO2X2である。この物質を合成するには、その母体となるSr2-xBaxCuO3を合成する必要がある。これまで、通常の固相反応法ではBaの固溶限界はx=0.6とされてきたが、本研究では1年目においてx=2.0まで拡げることができた点は高く評価できる。これをもとに,2年目にはSr2-xBaxCuO2F2+dを作製した.超伝導体積分率が非常に小さいため確かなことは言えないが,従来の最高のTc=64Kを10Kも超える74K付近で超伝導転移の兆候を観測することに成功した.よって、おおむね順調に進展していると言える。昨年度は,Sr2-xBaxCuO2F2+δにおいて、x(Ba)≦0.6では超伝導転移温度TcはBa量の増加とともに65Kまで上昇したが,x(Ba)>0.6では急に低下した。本年度は、そのTc低下の原因を調べた。その結果、x(Ba)>0.6では過剰フッ素F量δ、すなわちホールドープ量が急に減少することがわかった。これはa軸長が3.90Åを超え、ホールがCuO2面に入りにくくなったためと結論した。これまでに発見されたホール型銅酸化物超伝導体における経験則に従うものである。これは、CuO2面よりブロック層のサイズが大きくなり、CuO2面がホールを取り込んで小さくなろうとすることができなくなるためである。次に実用化が期待されるBi-2212相(Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8+δにおいて、過剰酸素を完全に除去し,Pb量を微調整してホール濃度を最適化することによって、この系では初めてTcが100Kを超える物質を作製することに成功した。この系でも、先のSr2-xBaxCuO2F2+δと同様に過剰O(F)が超伝導を大きく抑制することが示された。さらに、実用化が最も期待されるREBa2Cu3O7 (RE:希土類元素)において,REの量を減らすべく、Caで置換して酸素を減らした(RE,Ca)(Ba,Sr)2Cu3O6.0のTc向上を試みた。これまでの最高のTc=50Kから72Kまで大きく向上させることに成功した。成功の要因は、Baサイトを小さなSrで部分置換し、REも最も小さなLuを用いることにより格子を小さくし、ドープしたホールがブロック層よりCuO2面に入りやすいようにしたことにある。この系でもいかに過剰Oを完全に除去するかが重要である。今後、さらにSr置換量を増やして、格子を小さくすればTc>100Kが期待できる。超伝導転移温度Tcが100 Kを超える,高価な希土類元素を含まない新しい銅酸化物超伝導体を創製することを目指した。Sr2-xBaxCuO2F2+dでは伝導面のCu-O距離が長すぎてホールキャリアが入らず最高のTcは65Kと低かった。(Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8+dにおいて、過剰酸素を完全に除去し、ホール濃度を最適化することによって、この系では初めて100Kを超えるTc=102Kを示した。RE量を減らすべくCa置換したRE1-xCaxBa2Cu3O6.0において、Tcは50Kから72Kまで大きく向上した。格子を小さくすれば更なる向上が期待できることがわかった。希土類金属を含まない高い超伝導転移温度を有する銅酸化物超伝導体の創製を目指して、H27年度に作製法を確立したSr2-xBaxCuO3を母体試料としてSr2-xBaxCuO2X2+yの合成を試みる。X=H(水素)、O(酸素)、F(フッ素)とする。(1) X=H:Sr2-xBaxCuO3に白金粉末を混ぜて、室温-100°Cで水素雰囲気にさらす。
『方言文法全国地図』データ解析プログラムによる西日本方言の言語層位学的研究

国立国語研究所が長年の歳月をかけて収集し公刊した『方言文法全国地図』は、解釈地図としてではなく資料地図として公開されたにもかかわらず、膨大なデータ量、また公開方法の複雑さなどから、それを利用した研究が充分に進んでいないのが現状であった。本研究では、WEB上に公開されている当該データを加工し、瞬時に各種分布図を作成していくコンピュータプログラムを開発し、さらに、作成された分布図を比較検討することにより、ことに西日本における方言の層位の重なりから、日本語の成立過程について新たな知見を得ることができた。国立国語研究所がWeb上に公開している『方言文法全国地図(GAJ)』データの各項目において、任意の必要形式ごとに分布図を作成するプログラム(GAJ-Sugdas)を開発・整備する。それによって作成される言語地図一枚一枚には、新旧の言語地層が、露頭として姿を現わしていると見る立場から、それらを各露頭の広狭・重なりに注目しながら並べ替えていき、(本研究では)ことに、西日本における言語地層の重なりを解析・推定し、西日本方言層位モデルを構想する。本年度予定していた研究計画はすべて遂行された。すなわち、研究の一ステージとしての、「方言文法全国地図データ」をSugdasに取り込み必要な分布図を瞬時に作成する地図化プログラム(第2・3・4巻データ地図化プログラム)の作成、その前段階となる各種データのコンバートプログラム(第2・3・4巻データコンバートプログラム)の作成、「第1巻データコンバートプログラム」と「第1巻データ、地図化プログラム」のプロトタイプの作成である。また、研究の第二ステージとしての、完成したプログラムを利用して各項目ごとにさまざまな分布図を系統的、総合的に作成し、分布の広狭・重なりなどを確認していく作業である。本年度、第24巻データ(全145項目)を語形ごとにすべてを分布図化した。さらに、必要語形の分布を合成していく作業も開始し、その成果の一端を一書としてまとめることができた。すなわち、研究の一ステージとしての、「方言文法全国地図データ」をSugdasに取り込み必要な分布図を瞬時に作成する地図化プログラム(第5・6巻データ地図化プログラム)のプロトタイプ作成、その前段階となる各種データのコンバートプログラム(第5・6巻データコンバートプログラム)の作成である。本年度、第14巻データ(全205項目)を語形ごとにすべてを分布図化した。本研究には、その目的遂行のために二つの段階(計画)が存在した。「方言文法全国地図データ」を方言分布図作成ソフトSugdas上に取り込み、必要な分布図を作成するPCプログラムを完成させようという、その第一段階については、今期、同データのうち第5巻・第6巻データを地図化するプログラムを完成させることができ、これで全巻の分析・解析が可能となった。研究の第二段階としての、完成したプログラムを利用して各項目ごとにさまざまな分布図を系統的・総合的に作成し、分布の広狭・重なりなどを確認していこうという作業については、今期、第5巻・第6巻データを、語形ごとにすべてを分布図化し、一枚一枚の露頭分布図について解釈・解析を開始するとともに、他巻(第1巻第4巻)においても必要語形の分布を合成していく作業を継続し、全巻にわたっての総合的解釈・解析に手をつけた。また、その成果の一端を一書としてまとめることができた。本研究では次のような作業段階が存在した。1)Web上に公開されている『方言文法全国地図』データは、回答された言語形式の一覧である「凡例データ」と、その形式を使用する地点番号が書き込まれた「地点番号データ」とが、「各巻」を単位として項目番号順に書き込まれた形で公開されている。これを全国大規模言語地図調査・作成システム(Sugdas)上で処理するために、それらを項目番号ごとに切り分け、また、さらに項目番号ごとに「凡例データ」と「地点番号データ」とを合成し、項目番号ごとに完結した「項目番号ごとファイル」を作成すること。2)そのようにして出来上がった「項目番号ごとファイル」を利用して分布図を作成するために、現Sugdasのメインプログラムを改定して、凡例を表示し必要形式をクリックする部分、画面に作成される分布図をプリントアウトさせる部分、同時に、地図化されている言語形式の一覧表をプリントアウトさせる部分などを作成すること。3)上記の作業が終了した各巻各項目から逐次分布図を作成しその解釈の作業を行うことである。1)・2)の各種PCプログラム作成については予定していたものすべてが完了した。3)として、それを用い、『方言文法全国地図』

第1巻第6巻の全データを語形ごとに分布図化する(全53.502葉)ことができ、資料集として、15冊に及ぶ『「方言文法全国地図」語形ごとBMP地図集成』を作成することができた。これは、露頭としての新旧の言語地層を総覧する地図である。これら各露頭の広狭・重なりに注目しながら並べ替え、西日本における言語地層の重なりを解析・推定していくことに関しては、充分と言えないまでも解釈が進み、その一端は論文として発表された。
食餌摂取に応答する組織蛋白質合成の翻訳開始調節機構の解析

これまでの研究で、食餌摂取に伴う肝臓および骨格筋での急激な蛋白質合成の亢進は、翻訳開始活性の上昇がその一因で、翻訳開始過程の中でも開始因子2(eIF2)が介するステップではなく、集合的に開始因子4(eIF4)と呼ばれている蛋白質familyが介するmRNAのリボソーム40S subunitへの結合のステップが重要な調節部位であり、更に、食餌摂取に伴うeIF4が介する翻訳開始ステップの活性化には食餌中の蛋白質が必須であることを明らかとした。そこで、蛋白質を構成するアミノ酸に注目し、アミノ酸の中でも蛋白質合成促進作用を有することが示唆されている分岐鎖アミノ酸に注目し、これらのアミノ酸の蛋白質合成およびeIF4の活性に対する影響について検討した。SD系雄ラット(体重約200g)を18時間絶食とし4群に分け、1群には対照群として生理的食塩水を、1群には蒸留水に懸濁したロイシンを体重1kg当たり1.35g(この種のこの週齢のラットが1日に摂取するAIN-93配合の精製飼料中に含まれるロイシン量に等しい)を、1群には同量のイソロイシンを、残る1群には同量のバリンを経口用ゾンデ針を用いて経口投与し、1時間後に屠殺した。その結果、ロイシンを投与した場合のみ、骨格筋の蛋白質合成が刺激された。更に、ロイシン投与群は対照群と比べて、4E-BP1のリン酸化が増加し、4E-BP1がeIF4Eから離れ、不活性なeIF4E・4E-BP1複合体量が減少し、eIF4Gと結合しているeIF4Eが増加した。一方、肝臓の蛋白質合成もロイシンにより刺激されたが、骨格筋と比べてその程度は小さかった。以上の結果から、分岐鎖アミノ酸の中でもロイシンだけが蛋白質合成促進作用を有し、更にeIF4が介する翻訳開始ステップの活性化が蛋白質合成亢進の一因であることが明らかとなった。また、ロイシンの蛋白質合成促進作用には、臓器特異性があることが示唆された。食餌摂取に伴う肝臓および骨格筋での急激な蛋白質合成の冗進は、翻訳開始活性の上昇がその一因で、翻訳開始過程の中でも開始因子2(eIF2)が介するステップではなく、集合的に開始因子4(eIF4)と呼ばれている蛋白質familyが介するmRNAのリポソーム40S subunitへの結合のステップが重要な調節部位である。これまでの研究で、食餌摂取に応答した翻訳段階の活性化には、食餌中の蛋白質が重要な働きをしていることが示唆されている。そこで、eIF4が介するmRNAをリポソーム40Sサブユニットに結合させるステップの調節に対する食餌蛋白質の影響を調べた。eIF4の中でも最初にmRNAの5・末端のキャップ構造と結合するeIF4Eが重要な働きをしている。現在、eIF4Eの活性調節について二つの機構が知られている。その一つはeIF4Eのリン酸化であるが、蛋白質合成とeIF4Eのリン酸化状態について統一した見解は得られていない。もう一つはeIF4Eと結合してその働きを阻害するeIF4E結合蛋白質である4E-BPlのリン酸化である。4E-BPlはリン酸化されるとeIF4Eから離れ、eI-F4EはeIF4Gと結合しeIF4Aと共にeIF4F複合体を形成し、mRNAに結合する。ラットを18時間絶食とし3群に分け、1群はそのまま屠殺し、1群にはその後蛋白質を20%含む食餌(20P)を、残る1群には20Pと等カロリーの蛋白質を含まない食餌(OP)を1時間摂取させ、3群間での比較を行った。その結果、蛋白質を含んだ食餌(20P)を摂取させた場合、肝臓、骨格筋のどちらの組織でも絶食群と比べて4E-BPlのリン酸化が増加し、4E-BPlがeIF4Eがら離れ、不活性なeIF4E・4E-BPl複合体量が減少し、eIF4Gと結合しているeIF4Eが増加した。一方、OPを再摂取させた場合、4E-BPlのリン酸化状態、eIF4E-eIF4G及びeIF4E・4E-BPl複合体の量に変化は見られなかった。以上の結果から、食餌摂取に伴うeIF4が介する翻訳開始ステップの活性化には食餌中の蛋白質が必須であることが明らかとなった。

SD系雄ラット(体重約200g)を18時間絶食とし4群に分け、1群には対照群として生理的食塩水を、1群には蒸留水に懸濁したロイシンを体重1kg当たり1.35g(この種のこの週齢のラットが1日に摂取するAIN-93配合の精製飼料中に含まれるロイシン量に等しい)を、1群には同量のイソロイシンを、残る1群には同量のバリンを経口用ゾンデ針を用いて経口投与し、1時間後に屠殺した。その結果、ロイシンを投与した場合のみ、骨格筋の蛋白質合成が刺激された。更に、ロイシン投与群は対照群と比べて、4E-BP1のリン酸化が増加し、4E-BP1がeIF4Eから離れ、不活性なeIF4E・4E-BP1複合体量が減少し、eIF4Gと結合しているeIF4Eが増加した。一方、肝臓の蛋白質合成もロイシンにより刺激されたが、骨格筋と比べてその程度は小さかった。以上の結果から、分岐鎖アミノ酸の中でもロイシンだけが蛋白質合成促進作用を有し、更にeIF4が介する翻訳開始ステップの活性化が蛋白質合成亢進の一因であることが明らかとなった。また、ロイシンの蛋白質合成促進作用には、臓器特異性があることが示唆された。
真菌の二次代謝関連遺伝子群の同定システムの研究

真菌の二次代謝物の化学構造は非常に多様であり,真菌毒の場合,こうした毒を産生する遺伝子群のほとんどは,aflatoxinとsterigmatocystinを除いて,それらのゲノム上では同定されていない状況である.そこで本研究では,Aspergillus/fumigatusにフォーカスして研究を進め,平成20年度は以下の成果を得た.1.A.fumigatusゲノムを中心として,二次代謝物の合成に関与している遺伝子群を同定するためのバイオインフォマティクス技術をこれまで開発してきたが,この方式の有効性をデータを用いて検証しながら,このソフトウェアを改良した.2.A.fumigatusの熱適応のシステムを解明するために,温度を30°Cから37°C,そして48°Cへと上げた時の,時系列遺伝子発現データに状態空間モデルを適用して,転写ネットワークシステムの解析を行った.まず,ヒートショックタンパク質遺伝子の発現は,TCAサイクルや炭水化物代謝系などの中心的な代謝系遺伝子とは強い負の関連があることがわかった.さらに,推定した転写制御ネットワーク構造を解析すると,ヒートショック下で適応していく遺伝子制御ネットワークは,コヒーレントなフィードフォワード制御によって代謝系遺伝子を制御していることが判明し,このような制御構造は,ヒートショック下でのA.fumigatusの温度適応に有利であることが示唆された.この解析にはソフトウェアツールCell Illustrator及び関連するソフトウェアを用いた.これらの成果は,次の論文として投稿中である:"Do,J.H.,R.Yamaguchi,Miyano,S.Exploring temporaltranscription regulation structure of Aspergillus fumigatus in heat shock by statespace model".真菌の二次代謝物は、抗生物質などの薬としての性質や毒性の観点からその重要性が認識されている。本研究では、これらの二次代謝物の合成に関与している遺伝子群を同定するための新たなバイオインフォマティクス技術を開発した、この方法は、従来、転写因子の結合部位の予測に使われていたShpigelman, et. al.(1993)によるDNA curvature法を、二次代謝に関する遺伝子クラスターの予測に適したように改良したもので、遺伝子発現データを用いて、いくつかの染色体で調べた結果、その有効性が実証されつつある。これまで、二次代謝に関与している遺伝子群を同定するには、既知のクラスターとのホモロジーを調べることが中心であったが、新規のクラスターを探索するという観点から限界が指摘されていた。本研究で開発した手法は、この限界を打開する可能性があるものであり、またDNA curvature法に基づく方法が二次代謝関連遺伝子クラスターの予測に使えることを始めて示したものである。本研究が開始されたのは2007年12月からであるため、まだ論文として出版はされていないが、この成果を次の論文として投稿準備中である:"Do, J.-H., Miyano, S., Analysis of secondary metabolite genecluster in Asperrgillus fumigatus genome using GC and DNA curvature profile".真菌の二次代謝物の化学構造は非常に多様であり,真菌毒の場合,こうした毒を産生する遺伝子群のほとんどは,aflatoxinとsterigmatocystinを除いて,それらのゲノム上では同定されていない状況である.そこで本研究では,Aspergillus/fumigatusにフォーカスして研究を進め,平成20年度は以下の成果を得た.1.A.fumigatusゲノムを中心として,二次代謝物の合成に関与している遺伝子群を同定するためのバイオインフォマティクス技術をこれまで開発してきたが,この方式の有効性をデータを用いて検証しながら,このソフトウェアを改良した.2.A.fumigatusの熱適応のシステムを解明するために,温度を30°Cから37°C,そして48°Cへと上げた時の,時系列遺伝子発現データに状態空間モデルを適用して,転写ネットワークシステムの解析を行った.まず,ヒートショックタンパク質遺伝子の発現は,TCAサイクルや炭水化物代謝系などの中心的な代謝系遺伝子とは強い負の関連があることがわかった.さらに,推定した転写制御ネットワーク構造を解析すると,ヒートショック下で適応していく遺伝子制御ネットワークは,コヒーレントなフィードフォワード制御によって代謝系遺伝子を制御していることが判明し,このような制御構造は,ヒートショック下でのA.fumigatusの温度適応に有利であることが示唆された.この解析にはソフトウェアツールCell Illustrator及び関連するソフトウェアを用いた.これらの成果は,次の論文として投稿中である:"Do,J.H.,R.Yamaguchi,Miyano,S.Exploring temporaltranscription regulation structure of Aspergillus fumigatus in heat shock by statespace model".
成長因子ミッドカインの生理的意義、作用機構、組織修復能そして疾病との関連

1.ミッドカインの立体構造をNMRによって決定した。ミッドカインはS-S結合で結ばれた2つのドメインから成り、それぞれのドメインは逆平行の3本のβシートから構成されていた。生物活性を持つCドメインのアミノ酸につき部位特異的突然変異を行い、神経突起伸長に必要なアミノ酸、そしてプラスミノーゲン活性化酵素の活性増大に必要なアミノ酸をそれぞれ同定した。2.ミッドカインが好中球遊走能を持ち、かつリュウマチ性関節炎の滑液中に出現することを見出し、ミッドカインは炎症と強く関連することが判明した。ミッドカインは好中球でのカルシュウム動員を促し、阻害剤を用いた解析からこの過程にチロシンキナーゼ、Pl3キナーゼ、Gタンパク結合性受容体が関与することが示唆された。3.ミッドカイン遺伝子のノックアウトマウスを作成した。マウスは正常に発生したが海馬の発育が遅れることが、カルレチニンの発現を指標にして明らかに出来た。4.アフリカツメガエル胚へのミッドカインmRNA注入により、ミッドカインは中胚葉形成を抑え、頭部神経の発生を促進することを明らかにした。この際、TGF-βスーパーファミリーからのシグナル伝達の下流Smad2からのシグナルとミッドカイン由来のシグナルが干渉し合うことが判明した。5.ミッドカインを結合したビーズと接触させることにより筋肉細胞にアセチルコリン受容体のクラスター化が引き起こされた。ミッドカインのシナプスにおける発現状況も考え、ミッドカインは神経細胞によって分泌され、シナプス形成を促進する因子と結論された。6.N末端側ドメインを欠く短縮ミッドカインmRNAが癌特異的に発現し、ことにリンパ節転移巣に強く発現していることを見出した。また、癌患者の血清中のミッドカイン値はしばしば上昇し、ことに肺癌に於てその傾向が強かった。ミッドカインを固定化した樹脂を用いたアフィニティクロマトグラフィーにより13日マウス胎仔膜画分よりミッドカイン結合タンパク質を複数単離した。このうち110kDaおよび130kDaの成分はN末端シークエンス解析により、新規の膜タンパク質と考えられ、ミッドカインシグナル受容複合体の一部となる可能性が強く、現在、ペプチド断片のシークエンスを解析中である。一方、ミッドカインと結合するシンデカンはシンデカン-1が主体であることを明らかにした。ミッドカイン中のヘパリン結合部位に関する変異体を作成し、K83、K84そしてR78がいずれもヘパリン結合に関与することを示した。このうち、R78をQに変換した変異体では神経突起伸長は阻害されるものの、血管内皮細胞におけるプラスミノーゲン活性化酵素の活性増大は阻害されず、ミッドカインの作用においてヘパリン様多糖の作用機構には多様性があり、前者では直接作用、後者では間接作用であることが示唆された。実際、前者の活性はヘパリンで阻害されるが、後者はされなかった。しかし、いずれの活性測定系でも標的細胞をヘパリチナーゼ処理するとミッドカイン感受性が低下した。ミッドカインの新しい活性として、血液幹細胞の分化促進、神経筋接合部におけるアセチルコリン受容体のクラスター化を見出した。

ミッドカインは好中球でのカルシュウム動員を促し、阻害剤を用いた解析からこの過程にチロシンキナーゼ、P13キナーゼ、Gタンパク結合性受容体が関与することが示唆された。3.ミッドカイン遺伝しのノックアウトマウスを作成した。マウスは正常に発生したが海馬の発育が遅れることが、カルレチニンの発言を指標にして明らかに出来た。4.アフリカツメガエル胚へのミッドカインmRNA注入により、ミッドカインは中胚葉形成を抑え、頭部神経の発生を促進することを明らかにした。この際、TGF-βスーパーファミリーからのシグナル電達の下流Smad 2からのシグナルとミッドカイン由来のシグナルが干渉し合うことが判明した。5.ミッドカインを結合したビーズと接触させることにより筋肉細胞にアセチルコリン受容体のクラスター化が引き起こされた。ミッドカインのシナプスにおける発現状況も考え、ミッドカインは神経細胞によって分泌され、シナプス形成を促進する因子と結論された。6.N末端側ドメインを欠く短縮ミッドカインmRNAが癌特異的に発現し、ことにリンパ節転移巣に強く発現していることを見出した。また、癌患者の血清中のミッドカイン値はしばしば上昇し、ことに肺癌に於てその傾向が強かった。
マウス精子形成遺伝子群の包括的解析

マウス精巣生殖細胞特異的遺伝子群を網羅的にクローニングし、包括的解析をすることで、生殖細胞の特徴を知ることを目的として研究を行った。1.特異的遺伝子群のクローニングと構造の特徴:半数体精子細胞特異的遺伝子cDNAを85種類クローニングした。約半数は既知遺伝子と相同性を持たない新規遺伝子であた。既知遺伝子あるいは相同遺伝子は体細胞型に対する生殖細胞型アイソフォームが多かった。そのうち19個の遺伝子ゲノム構造を明らかにしたところ、約半数の9個はイントロンレス遺伝子であった。従って、精巣生殖細胞特異的遺伝子群は進化の過程で、体細胞型のイントロンを有する元の遺伝子から遺伝子重複で生じた以外にレトロポジションで出来た遺伝子が多いことが示唆された。今後、相同性を持たない新規遺伝子について遺伝子構造の解析を進める。2.発現制御機構:プロモーターアッセイを体細胞由来培養細胞を用いて行ったところ、transientアッセイではプロモーター活性が見られ、stableでは活性は見られなかった。イントロンレス遺伝子の大部分は遺伝子内にCpGを多く持ち、発現していない体細胞ではメチル化されていて、発現している精巣ではメチル化されていなかった。これらの合わせて考えると、転写制御の生殖細胞特異性は上流領域のsic-element以外に遺伝子DNAのメチル化によるクロマチン構造変化が重要と予想された。精巣生殖細胞特異的なメチル化による転写抑制機構について研究を進める。3.種間の保存性:これまでに解析した特異的遺伝子についてはほとんどヒトでオーソローグの存在が確認された。このことは、精巣生殖細胞特異的遺伝子群の多くはヒト・マウスが進化上分岐した8千万年前以前に体細胞型遺伝子から遺伝子重複あるいはレトロポジションにより生じた可能性が示唆された。今後さらに幅広い動物種について遺伝子の保存性を調べる。
北朝鮮帰還事業の政治・外交過程、及び、邦人拉致工作に対するその前史形成の検証

北朝鮮帰還事業の前史は朝鮮戦争前後に遡ることが確認できた。当初、北朝鮮残留邦人の帰還交渉として開始した日本側の申出を北朝鮮側が在日朝鮮人の帰国運動へ転換していく過程であった。それは当時国交のなかった東アジア社会主義圏との間での邦人帰還交渉の一連に位置づけられ、邦人拉致工作の前史としてみた場合、その原型はシベリア抑留をめぐる日ソ間交渉にあり、これが日中、日朝で類似した戦略構造で繰り返されたものであった。北朝鮮帰還事業に関して,第一に,外務省に情報開示請求を行い,同事業に関する多くの機密文書の開示を受けた。これにより,同事業の開始前,1950年代から1960年代にかけての同事業の継続(カルカッタ協定の延長)の日本政府内の意思決定過程及び日朝間での交渉過程が明らかとなった。また,1970年代初頭,日本人妻による脱北未遂事件があったことを公文書において確認した。この文書資料に対し,当時,帰還事業に関与した在日コリアン二名に対するヒアリングを実施し,朝鮮総連側の活動の末端において,所謂,帰国運動がどのように行われていたかを聞くことができた。また,帰還事業で北朝鮮に帰還し,その後,2000年以降,脱北し,日本に再び帰ってきた人5名にヒアリングを行うことができた。このヒアリングにより,当時の実際の帰還事業への参加の手続きの実際,意思確認手続きの方法,地方各地から新潟までの移送の実際などについて詳しく知ることができた。以上の研究から,帰還事業と脱北問題は,調査上,密接な関係を持たざるを得ず,また,帰還事業そのものが,「巨大な拉致」と称されることについて,帰還事業と拉致とのその構造的な類似点を確認する端緒をみることができた。また,調査対象が拉致,帰還事業,脱北は重なることが多く,北朝鮮人権法が制定する「拉致問題その他北朝鮮当局による人権侵害問題」について,今後,総合的な検証と,国際社会に働きかける理念形成が必要であるとの見地に至った。20年度の研究調査の主眼であるジュネーヴ赤十字国際委員会のアーカイヴ調査で、北朝鮮帰還事業に関する資料の総量(約4万5千頁)を確認し、このうち1953年60年のもの約6千頁を入手した。外務省に対する開示請求では1万2千頁の文書の解除を受けたが、その多くが機密指定解除文書である。これらの資料から帰還事業の前史について以下のことが判明した。(1)当初、想定していたよりも古く朝鮮戦争停戦後に遡り、(2)その帰還交渉は、ソ連抑留・中国残留邦人の帰還交渉における左派による外交攻勢の一環にあること、(3)韓国・北朝鮮間の捕虜交換・領海・領土をめぐる対立が日朝間の交渉に重大な影響を与えていたこと、(4)日韓間での抑留者交換問題(日本に不法入国し逮捕・拘留された韓国人と、韓国によりその殆どは不当に拿捕・拘留された日本人漁師)、これらの4点が複雑に絡んだ交渉過程であることが判明した。また、これら帰還交渉は事実上、「人質」外交の性格を有し、その他方、公の声明は「人道」・「戦犯」・「不法入国」として表明されるため、諸事実に対する的確な解釈が重要である。研究会の組織化については脱北帰国者・拉致被害家族・関連団体とのヒアリング・研究会の結果、脱北ルート・拉致被害が東アジア・東南アジアに拡大していることから、アジア人権人道学会として北朝鮮問題を中心に主題をより拡大した組織を結成することとなった(2009年5月9日結成)。資料の性格・分量から20年度は成果公表を見合わせる必要があった。
黒毛和種牛における腎尿細管形成不全の遺伝子解析

岐阜県下の黒下和種牛に1990年頃から腎不全と発育不全や過長蹄を主徴として疾患が発生するようになり病牛は1995年には生産子牛の5%にまで達するようになり、農家に甚大な被害を与えている。臨床検査では血清中のBUNとCreatinineの上昇、希釈尿の排泄などが見られた。家系調査ならびに遺伝解析を行った結果、常染色体性劣性遺伝であることが明らかになった。また、病理学的検査の結果、近位尿細管における未成熟上皮細胞の基底膜の接着不全を主要所見とする新しい腎尿細管形成不全症(RTD)であることが明らかとなった。原因遺伝子(rid)を特定するため、まず病牛とヘテロ牛についてマイクロサテライト法によりridの染色体上の位置を検索した。その結果、第一染色体上のマーカーBMS4003とINRA119の間の4cMに原因遺伝子があることが明らかされた。さらにそのマーカーBMS4009はヘテロ牛では増幅するが病牛では検出されなかったことから、病牛では欠損していることが明らかになった。この領域をカバーするBACクローンを用いて核酸塩基配列のシークエンスを行ったところ約40kbの欠損部があることが明らかになった。この欠損部中に腎尿細管上皮細胞の接着分子の一つとして最近注目されているParacellin-1が含まれていることが判明し、RTDの重要な原因の重要な候補遺伝子として考え現在解析を急いでいる。黒毛和種牛の若齢牛から育成牛に発生している腎不全について、臨床検査および病理学的検査を実施し、本病はこれまでにヒトおよび他の動物でも報告のない遠位尿細管の上皮細胞の配列と形成が不完全な尿細管形成不全症であることを明らかにした。発病牛と系統との関連を調査し遺伝学的な分析をおこなった結果、本病は常染色体劣性遺伝であることが判明した。そこで、発病牛、ヘテロ牛、両親牛ならびに正常牛のDNAを用いてマイクロサテライト法により異常遺伝子座の決定を試みた。現在までに約100頭の牛について250種のマーカーを用いてPCRを行い検索した結果、第一染色体上に本病に強く連鎖するマーカーを特定した。このマーカーと異常遺伝子との距離は約3センチモルガンにあり、病牛は100%、非発病牛は98%診断できる。今後はこれまでの結果を基に、原因遺伝子の位置を固定することとクローニングを行う予定である。黒毛和種牛の若齢から育成牛に好発する腎不全を主徴とする疾患について疫学調査、病態解析、病理学的検査などを実施した。その結果、本病は常染色体性劣性遺伝様式を示し、腎尿細管上皮の配列に異常が起こり正常な尿細管が形成されない尿細管形成不全症(reanal tubural dysplasia)と確定した。このような病変を示す疾患は人やマウスなどを含めて他の動物では報告されていない新しい遺伝病であることが明らかとなった。平成10年度は平成9年度に引き続きウシマイクロサテライトマーカーを用いて病因遺伝子(rtd)の同定を試みた。その結果、平成9年度にはrtdから3cMの範囲にある3種のマーカー(BMS4003、BM9019、INRA119)を特定したが、10年度には、さらに病牛で欠損、ヘテロ牛で1本、健康牛と考えられる牛では2本のバンドを示すマーカー(BNS4009)を特定することが出来た。病牛ならびにヘテロ牛は、BM9019とBMS4009の組み合わせ、または上述のマーカーによるハプロタイプなどを用いることにより、ほぼ正確な遺伝子診断が出来ることを明らかにした。これらのマーカーを用いた遺伝子診断ならびに病牛の病理組織診断から、本病は全国各地で発生しており、その被害は予想以上に大きいことが明らかにされつつある。

また、病牛ならびにヘテロ牛の検索結果から、rtdの遺伝子座は第一染色体上の欠損部にあることが明らかになり、現在BAC(Bacterial arteficial chromosome)を用いて,欠損部の塩基配列を検索しているので、rtdの塩基配列およびアミノ酸配列が明らかにすることが出来るのは時間の問題であり、ノックアウトマウス作成になどよりrtdの機能面における解析も可能になる。
電気的手法による火山の場とマグマの探査(有珠山、三宅島、北海道駒ケ岳)

本研究目的:地球電磁気学的手法を用い,デイサイト質,玄武岩質,安山岩質の代表的火山として各々有珠山,三宅島,北海道駒ヶ岳を対象とし,1)火山水理学的構造探査,2)熱水対流系の分布形態解明,3)地下のマグマ探査,を行う.1)火山水理学的構造推定には,マグネトテルリック法による比抵抗探査結果を指標とした.岩石種の違いにかかわらず,いずれの火山においても大局的には共通した特徴が見られた.すなわち,表層約100mは,火山岩や火山堆積物の影響で1000ohm-m程度の高比抵抗が存在し,十分な地下水の胚胎が見られない.それより深い第2層目は数-数10ohm-mの極めて低比抵抗層で特徴づけられる.この層はイオンを含んだ地下水や変質鉱物の存在により,低比抵抗になっている.第3層目は先第3系の高比抵抗の基盤岩(数100ohm-m)で構成され,水環境に乏しい.2)いずれの火山にも,山頂火口原を中心に震幅の大きな正の自然電位異常が観測される(有珠山,400mV;三宅島,800mV;北海道駒ヶ岳,600mV).火山の自然電位異常の原因は地下水流動に伴う界面導電現象で解釈され,流れの下流部に正の異常が期待される.このことから,いずれの火山においても,地下に浸透した雨水が高温マグマまたは高温ガスによって温められ,再び中央火口原に上昇して正の異常を作ったと解釈される.このような大規模熱水対流系の存在が明らかになったことの異議は大きく,マグマの冷却過程を考える上で重要である.3)マグネトテルリック観測から,有珠山火ロ原直下に約400ohm-mの相対的高比抵抗岩体の存在が明らかになった.室内岩石実験の結果(温度と比抵抗の関係)と現在の噴気温度(500600°C)とあわせて考えると,この比抵抗値はやく500°Cのデイサイト質マグマの比抵抗値に対応するため,この岩体は1977-1978年噴火時の残存マグマと同定される.本研究目的:地球電磁気学的手法を用い,デイサイト質,玄武岩質,安山岩質の代表的火山として各々有珠山,三宅島,北海道駒ヶ岳を対象とし,1)火山水理学的構造探査,2)熱水対流系の分布形態解明,3)地下のマグマ探査,を行う.1)火山水理学的構造推定には,マグネトテルリック法による比抵抗探査結果を指標とした.岩石種の違いにかかわらず,いずれの火山においても大局的には共通した特徴が見られた.すなわち,表層約100mは,火山岩や火山堆積物の影響で1000ohm-m程度の高比抵抗が存在し,十分な地下水の胚胎が見られない.それより深い第2層目は数-数10ohm-mの極めて低比抵抗層で特徴づけられる.この層はイオンを含んだ地下水や変質鉱物の存在により,低比抵抗になっている.第3層目は先第3系の高比抵抗の基盤岩(数100ohm-m)で構成され,水環境に乏しい.2)いずれの火山にも,山頂火口原を中心に震幅の大きな正の自然電位異常が観測される(有珠山,400mV;三宅島,800mV;北海道駒ヶ岳,600mV).火山の自然電位異常の原因は地下水流動に伴う界面導電現象で解釈され,流れの下流部に正の異常が期待される.このことから,いずれの火山においても,地下に浸透した雨水が高温マグマまたは高温ガスによって温められ,再び中央火口原に上昇して正の異常を作ったと解釈される.このような大規模熱水対流系の存在が明らかになったことの異議は大きく,マグマの冷却過程を考える上で重要である.3)マグネトテルリック観測から,有珠山火ロ原直下に約400ohm-mの相対的高比抵抗岩体の存在が明らかになった.室内岩石実験の結果(温度と比抵抗の関係)と現在の噴気温度(500600°C)とあわせて考えると,この比抵抗値はやく500°Cのデイサイト質マグマの比抵抗値に対応するため,この岩体は1977-1978年噴火時の残存マグマと同定される.三宅島において,自然電位異常の全島的規模の測定を行ったところ,海岸線から山腹にむかって電位が低下する自然電位の地形効果(1.07mV/m)が見られた.この効果を補正し,火山現象に関連した異常を抽出すると,1)多くの噴気がみられる中央火口原を中心に,800mVにおよぶ正の電位異常,2)北北西および南南西山腹の各々約200mVと100mVの負の異常,が特徴的に観測された.負異常の出現域は,1874年,1763年の割れ目火口列と一致している.割れ目から負異常を作りつつ浸透した雨水が,地下のマグマまたは高温ガスによって温められ,再び中央火口にむけて上昇して正の異常を作ったと解釈することが妥当である.このように大規模な熱水対流系が存在することを見いだした意義は大きく,マグマの冷却過程を考える上で重要である.また有珠火山において,広周波数帯域のマグネトテルリック測定を行い,地下比抵抗分布の推定を行った.その結果有珠山およびその周辺の基本的比抵抗構造は,1)山体は数千Ωmと高比抵抗の玄武岩質

外輪山溶岩で構成されているが,2)その下部は数数10Ωmの更新統および新第3紀層,3)さらに約2km以深の先第3紀に対応する1kΩm程度の高比抵抗層の分布,で要約される.しかし局所的には,山体下部に数数10Ωm層が約5km深まで分布している.この解釈として,低比抵抗溶融マグマ溜まりが山体深部に存在し(岩石学的には約4km深に存在する可能性が指摘されている),上記2)の層と区別がつかないのか,上記3)の層が熱水変質を受けて低比抵抗になっているか,のいづれかが考えられ,今後の問題に残される.また火口原直下には,上記2)の層の中に,数100Ωmの高比抵抗体が存在している.これは1977年噴火時に貫入したマグマの残存部が温度低下に伴い高比抵抗化したものと解釈できる.この高比抵抗体の発見は,本研究の大きな成果の一つである.本研究は,電気的手法により,有珠山(デイサイト質),三宅島(玄武岩質),北海道駒ヶ岳(安山岩質)におけるマグマ探査および地下水環境の比較研究を目的としている.1)マグマ探査を目的として,マグネトテルリック(MT)観測を3火山において行った.そのうち有珠山火口原直下約200mに,周辺と較べて相対的に高比抵抗(5001,0000hm-m)の岩体が確爵建れた.地下のマグマの温度を示すと思われる現場の噴気温度は約500度である.有珠山の岩石試料の比抵抗と温度の関係を参照すると,その温度に対応する比抵抗値は約1,000ohm-mとなる.このことから,この高比抵抗体は1977-1978年噴火の際貫入したマグマの残存部と推定される.2) MT観測結果から,有珠山および北海道駒ヶ岳の山体の下に数10ohm-mの低比抵抗層の存在が共通して見いだされた.周辺の孔井データを参考にすると,これは新第三紀層に相当し,熱水変質鉱物およびイオンを含んだ水の存在が比抵抗を低くしている.この層は,それ以深の先第三紀層より透水性が良いが,上層の第四紀層よりかなり透水性が悪い.3) 3火山における自然電位(SP)の空間分布測定結果,いずれも中央火口原を中心に400800mVの正の電位異常が観測された.このことは人口原にむけ,活発な熱水上昇が起こっていることを示す.三宅島ではその他に,北北東と南南西の山腹斜面に負の異常が認められた.負異常は水の下降域に分布するので,山腹から地下浸透した降水が高温火山ガスで温められ,再び火口原に向けて上昇するような地下水の循環過程が定性的に明らかにされたことになる.北海道駒ヶ岳では,1998年10月25日の小噴火をはさんでSPの繰り返し測定を行ったが,顕著な時間変化は認められなかった.長期的な時間変動を追跡するため,火口原で連続測定を実施中である.北海道駒ヶ岳においてマグネトテルリック観測を行い,山体の比抵抗構造探査を行った.結果は以下のとうりである.1)山体浅部は火山堆積物(特に溶結凝灰岩)の影響で,約1000ohm-mの高比抵抗値をもち,その下部に数ohm-mの低比抵抗を示す第2層が存在する.第1層の厚さは約100mである.2)火口原内では,1)の特徴に加え,1942年噴火で出来た1.8kmにおよぶ大亀裂に沿って数100ohm-mの相対的低比抵抗層がみられる.噴気活動にともなう火口原堆積物の変質作用がその原因として挙げられる.3)低比抵抗の第2層に引き続き,第3層目に高比抵抗基盤が現れる.その深度は約1kmで,比抵抗値は約100ohm-mである.北海道駒ヶ岳の火口原内において,1998年10月の小噴火直後から,火山活動と地下熱水対流系の消長との関係を調べる目的で自然電位の連続観測を行ってきた.その結果,噴火以後の時間経過につれ自然電位異常の振幅が現象する傾向がみられた.このことは,噴火時に励起された熱水対流の衰弱過程をとらえたと解釈できる.しかし自然電位の一般的な季節変動の一部を観測した可能性もあるため,少なくとも2シーズンにわたるデータを蓄積するべく観測を継続中である.