hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時空間情報を利用した統計遺伝学モデルの開発

統計遺伝学の諸手法の検出力を高めるために、本研究では種々の時空間情報を利用したモデルの開発を行った。分子進化では、タンパク質にかかる多様化圧の空間集積性をイジングモデルで表現し、インフルエンザHAにおいて宿主細胞の受容体との結合部位に多様化圧を検出した。集団遺伝では、熱帯熱マラリアの遺伝的多様度がアフリカから離れるにつれ減衰するパターンを飛び石モデルで説明し、伝搬過程を推定した。量的遺伝では、遺伝子ネットワークの情報を取り入れ、自閉症の症例対照研究の低頻度CNVのデータで、CNVの横切る遺伝子数に関する空間スキャン統計量により疾患関連部分グラフを抽出した。本年度は、以下のように研究を遂行した。1.拡張イジングモデルによるインフルエンザHAにかかる多様化圧の領域推定タンパク質にかかる淘汰圧はコドンの進化モデルで推定できる。非同義置換・同義置換の速度比ωを用いて推移確率を表現し、遺伝子配列の尤度を記述する。本研究では、ωに関する立体構造上の空間的平滑化の事前分布を導入し、ベイズ因子の比較から空間相関のレンジを推定する。40年にわたるインフルエンザHAの配列を解析したところ、宿主細胞の受容体との結合部位に多様化圧がかかっていること、配列のみの解析は擬陽性を多く拾うことが分かった。2.飛び石モデルとABCによるマラリア伝搬速度の推定世界中からサンプリングされた519の熱帯熱マラリアについて、2つのハウスキーピング遺伝子sercaとadslを解析したところ、アフリカからアジア、オセアニアへと遠ざかるにつれ、遺伝的多様度が減少する様子が観察された。すなわち、マラリアの侵入以降突然変異が集団に蓄積するが、東に行くほど経過時間が短い。サブサハラを起源とするマラリアが東へ伝搬する様子を、飛び石モデルで表現した。遺伝子の合体過程の尤度計算は困難であるが、シミュレートできる。そこで、近似ベイズ計算により局所集団の成長速度と環境収容量、伝搬速度を推定した。3.遺伝子ネットワークにおける稀な疾患関連コピー数多型の集積性疾患の多くが稀なアレルにより引き起こされる場合には、ケースコントロール研究で関連遺伝子を個別に探索する方法は、検出力は低くなる。本研究では、スキャン統計により遺伝子ネットワーク上で疾患関連遺伝子の集積性を検出する方法を開発した。特定の遺伝子集合に限定して解析することなく、有意な部分ネットワークを抽出する。自閉症のケースコントロール研究における稀なコピー数多型を分析したところ、癌関連遺伝子の他にユビキチン関連の遺伝子群が抽出された。シミュレーションを通して提案手法が優れた感度および特異度を持つことが示された。本研究は、1.タンパク質の適応進化の推定、2.集団遺伝と系統地理、3.遺伝-子型-表現型関連解析を3つの柱として、急速に充実してきている時空間情報を利用した統計遺伝学モデルを開発することを目的とした。1.タンパク質進化:ωの時空間分布モデルの開発初年度において、立体構造上のωの事前分布として拡張イジングモデルを導入し、アミノ酸配列の尤度に組み込むことにより、多様化圧のかかる領域を階層ベイズで推定する方法を開発した。本年度は系統樹の枝間の分布を導入することにより、多様化圧の領域の時間変動を推定する手法の開発を目指した。計算時間上の制約は残るが、モデルは完成した。2.メタゲノム解析による古細菌群集のβ多様性マップ下北半島沖の海底地層8層から採られた古細菌群集の16SrRNAデータ(各層約1000配列)に加え、NCBIに登録されている群集配列データ(213群集、9529配列)を分析した。群集間平均進化距離により世界の群集の関連性を調査したところ、群集の組成は地理的な距離、地質年代の違いよりも棲息環境を反映していることが読み取れた。3.遺伝子型/表現型/遺伝子発現のグラフィカルモデリング疾患やストレス応答など表現型の変異と、遺伝子発現、調節因子の遺伝子型の間の複雑な関連をグラフィカルモデリングで表現し、各因子の直接効果、間接効果を推定する方法の開発に着手した。遺伝アルゴリズムにより、超多次元空間からデータに適合するグラフを推定精度とともに求めることを目指している。さらに、β尤度法から派生するβ重み分布を予測分布と対比することにより、統計的に発現プロファイルの異常値を検出し、モデル診断を行う方法を開発した。本研究は、1.タンパク質の適応進化の推定、2.集団遺伝と系統地理、3.発現プロファイル・SNPデータの解析を3つの柱として、急速に充実してきている時空間情報を利用した統計遺伝学モデルの開発を行うことを目的とした。1では、非同義・同義置換速度比ωで規定されるマルコフモデルで遺伝子配列データの尤度を表現する。ωについて多様化圧・中立・純化圧の3状態を仮定し、イジングモデルにより状態の空間集積性を表現する事前分布を構築した。

熱力学的積分で得られた周辺尤度を最大化することにより、状態の空間集積性の強さを求める方法を開発し、インフルエンザHAで妥当性を検証した。2では世界中からサンプリングされた熱帯熱マラリアについて、遺伝的多様度の空間分布を分析した。アフリカからの距離に応じて遺伝的多様度が減衰するパターンを離接局所集団への移住と局所集団のロジスティック成長からなる飛び石モデルで説明し、近似ベイズ計算により宿主であるヒトの伝搬に伴いマラリアが生息域を広げる速度、局所集団の環境収容量を推定した。3では自閉症のケースコントロール研究における稀なコピー数多型を分析した。遺伝子ネットワーク上の連結部分グラフとその補集合のリスクの有意差を表現する統計量を開発し、これを最大化させることで、有意に関連する連結部分グラフを抽出する方法を開発した。これらは前年度までにほぼ完成し、論文化も進められてきていたが、本年度は計算負荷の高い課題1において並列化計算で周辺尤度の信頼性を確認し、論文化を進めた。また課題3では、表現型の節を核に最大エントロピー法により極大連結グラフを構成するという着想を得た。これらの成果は、本年8月に香港で開催される第59回世界統計会議(WSC2013)の招待論文セッション「The diversity of biometry(生物統計学の多様性)」で報告する予定である。研究目的の3本柱の1については、拡張イジングモデルによるインフルエンザHAにかかる多様化圧の領域推定を行い、現在領域の時間変動を取り入れたモデルの開発に取り組んでいる。2については、飛び石モデルとABCによるマラリア伝搬速度の推定を行い、メタゲノム解析による古細菌群集のβ多様性マップを構築した。また、3については、スキャン統計により遺伝子ネットワークにおける稀な疾患関連コピー数多型の集積性を検出し、遺伝子型/表現型/遺伝子発現のグラフィカルモデリングを進めている。すでに成果の一部が論文として刊行されている。24年度が最終年度であるため、記入しない。古細菌群集のメタゲノム解析と遺伝子型/表現型/遺伝子発現のグラフィカルモデリングなど、当初計画を超えて研究の幅を広げてきている。平成23年度は本研究の最終年度になるため、これらも含め、進行中のプロジェクトを完成させ、成果のとりまとめに重心をおく。
欧米諸国における対発展途上国教育援助政策・手法に関する比較研究

本研究では、ドイツ、フランス、スウェーデン、ノルウェー、フィンランド、オランダ、イギリス及びアメリカの8ヶ国、並びに世界銀行及びEUの2国際機関について、それぞれの教育援助の理念と政策の特徴を探り、また、具体的な援助の実施体制や手法、そして評価の実施・活用の仕方を明らかにすることを試みた(関連報告15編、翻訳資料2編)。さらにはこれらの調査研究を基に、今日の国際開発援助思潮の全体的な動向を把握する(関連報告1編)とともに、日本の国際教育協力の特質を抽出しようと試みた(関連報告3編)。援助の理念・政策については、北欧諸国のように"国際的連帯"あるいは先進国の"責任"としての援助といった普遍的な意義を標榜する国がある一方で、影響力行使の手段としての援助(フランス)、世界戦略の一環としての援助(アメリカ)などより直接的に国益を重視する国など、様々な意義付けがなされているが、いずれにしても国民の理解と合意が益々必要になってきている。教育援助については、確かに1990年のジョムチェン会議以降、ほとんどの国において、教育、なかんずく基礎教育重視が謳われるようになっているが、国によって違いはあるものの、実際の予算配分等において全体としてこの傾向が顕著になったということはない。また、援助手法については、イギリス、北欧諸国等がいわゆるセクター・ワイド・アプローチなどドナー間協調を強く唱導している一方で、アメリカ、フランス、ドイツなど少なくとも金額面での援助大国がさほど関心を示していないのは興味深い。また、本国からの専門家派遣という従来型の方式から、当該国の専門家の活用という方式への転換が明確になってきている。ひるがえって日本をみると、このような国際的な動向に留意しつつも、被援助国、援助国双方の経験をもつとともに、自助努力による人づくりを重視してきた国として、特色ある援助の理念と方式を模索すべき時期を迎えている。本年度は初年度であり当初の研究年次計画のとおり、各国の対発展途上国教育援助政策・手法に関する資料の収集と事情聴取を中心に実施した。アメリカについては、国際開発庁(USAID)及び世界銀行を中心として調査を実施し、その一部をとりあえず「世界銀行の教育援助」としてとりまとめた。USAIDについても報告書を作成中である。また、イギリスについては国際開発省(DIFID)等に関しいくつかの調査がなされていることから、既存の研究資料を取りまとめ中である。ドイツは日本と同様に援助機関が直接プロジェクトを実施するいわゆる直営型の方式をとっているとされるが、ドイツ技術協力協会(GTZ)等の主要援助機関を訪問しその実情を調査した。現在その報告書を作成中である。フランスは日本において最もその教育協力の実情が知られていない国であり、今年度は数少ないフランスの教育援助研究者の発掘に努め、有力な研究者の論文「フランスの国際協力、アフリカの言語、アフリカにおける教育体系の革新」の翻訳を行った。北欧諸国については、スェーデン及びノルウェーから専門家を招致しスウェーデン国際開発庁(SIDA)及びノルウェー開発協力庁(NORAD)の政策・手法に関するセミナーを開催した。その成果は、"Swedish Development Cooperation in Education"及び"Educational Assistancefrom Norway"として取りまとめられている。このほか、国際教育協力全体の今日の動向を「国際開発協力に関する欧米での議論」としてまとめるとともに、国際教育協力における大学の役割に関し、関連の文献の翻訳を行った。本年度は2年度目であり、昨年度実施できなかった援助機関に対する調査と及びの昨年度に実施した援助機関に関する調査のフォローアップを行った。平成13年8月には、昨年度の調査結果をも基とした研究分担者及び研究協力者によるセミナーを広島大学で開催した。その後、本年度に教育援助政策・手法に関する現地調査を実施した国(及び組織)は、イギリス、フランス、ドイツ、アメリカ、ヨーロッパ連合体、世界銀行、ユネスコである。

特に、主要な教育援助国でありながら、これまでの先行研究が極めて乏しかったフランスに関しては、2名を派遣して現地調査を行い、またフランス・ストラスブール大学から同分野の研究者を日本に招へいし、共同研究打ち合わせ及び国際協力事業団と共催でフランスと日本の比較教育援助政策に関するセミナーなどを開催した。また、発展途上国の教育政策の動向に大きな影響力をもつとされる世界銀行に関しては、その教育セクターの政策文書「Education Sector Strategy」を、版権を取得して翻訳し、「世界銀行の教育開発戦略」として、教育開発国際協力研究センターより出版した。平成14年2月には、国際協力事業団の招へいで来日したユネスコ本部事務局のダカールフォローアップ責任者を広島大学に迎え、ユネスコの政策動向についてのセミナーを開催した。なお、本研究プロジェクトの成果の一部は、本年度の日本比較教育学会大会(京都)、アジア比較教育学会大会(台北)で発表された。本年度はまず、日本では先行研究が乏しいフランスの国際教育協力について、追加の情報・資料の収集を行った。また北欧諸国のうちフィンランドについても、トマス・タカラ教授(タンペレ大学)を招致しセミナーを開催し、同国の国際教育協力について新しい情報を得るとともに、この分野での北欧諸国の政策・手法の特質についての知見を得た。さらには、国際協力事業団の専門家として派遣されていた黒田則博(前研究代表者)は、日本人派遣専門家の役割を事例として、欧米と比較した日本の国際教育協力手法の特質について、自らの経験を基に本課題の枠組みの中で調査・研究を行った。本年度はまた本研究の最終年度であり、成果の取りまとめやその発表を行った。上記のフランスの国際教育協力の実情については、堀田(研究分担者)がその成果を日本比較教育学会第38回大会で発表したほか、坂井(研究協力者)との連名で『国際教育協力論集』に論文を発表している。また黒田則博も上記の調査・研究を論文としてまとめ、同『論集』に発表している。さらには、黒田一雄(研究代表者)、澤村(研究分担者)、黒田則博他が、平成13年3月のアメリカ国際比較教育学会(Comparative and International Education Society)第45回大会において研究の中間発表を行ったのに続いて、平成15年3月の第47回大会では、本研究の成果をまとめる形で、欧米諸国と比べた日本の対アフリカ教育協力の特質について発表を行った。
座り乗り式車輪倒立型PMVの「心地よい操縦感」を実現する操縦支援手法の構築

本研究では,搭乗者の座位姿勢での重心運動特性,走行時の身体的・心理的負荷の実験的評価を基に,座り乗り式倒立型PMVの「心地良い操縦感」を実現する操縦支援手法の基盤技術を構築することを目的としている。研究初年度の今年度は、軸回りを回転する不安定機構上に椅子を設けた実験装置を製作し、不安定車体(機構)上における座位姿勢での人の運動特性評価を実施した。製作した実験装置は、軸周りを自由回転するプレート上に搭乗者が座る椅子を搭載し、装置の本体下部に固定された1個の直動アクチュエータを力覚センサを介して上記プレートに固定したものである。直動機構を伸縮駆動することで椅子を回転軸中心周りに揺動運動が実現できる。回転軸の剛性は、力覚センサを入力として直動機構を位置ベストのスティフネス制御することで調整できるようにした。被験者の上半身の動きは,カメラモーションキャプチャーシステムで計測し,その時の座面反力及び足元反力(現有設備)が計測できるセンサを設けた。構築した実験装置を用いて不安定な搭乗席上に座っている被験者のバランス持続時間,上半身と椅子の揺れ幅及び周波数を軸の回転剛性を変えながら計測する予備実験を実施した。実験結果として、回転剛性が高いほどバランス持続時間が長く、上半身と椅子のゆれ幅が小さくなることが確認できた。しかし、バランス実験において、被験者がバランスを取るための基準となるものがなく、被験者ごとにばらつきがでる可能性があるので、視覚フィードバック装置を設ける必要があることが分かった。今年度の目標は、着座姿勢での運動特性が評価できる不安定機構を持つ実験装置を製作し、バランス動作、急速重心移動運動特性の計測及び評価を実施することであった。運動評価のための実験装置は剛性可変制御プログラムまで完成し、予備計測実験を実施した段階で、被験者のバランス動作や急速重心移動運動時の視覚的フィードバックとなるシステムが必要であることが分かった。同システムを製作するのに比較的時間がかかり目標とした計測に遅れが生じている。視覚フィードバックシステムが完成次第、計測実験が実施できる。被験者の視覚フィードバックシステムが完成する次第、初年度目標としていた座位姿勢でのバランス動作及び急速重心移動動作時の運動特性計測実験を実施及び評価する。続いて、2年目に計画している走行姿勢における身体的及び心理的負荷の評価を実施する予定である。これは、加速,通常走行,減速操縦における座位姿勢での走行が搭乗者へ及ぼす身体的・心理的負荷を不安定実験装置とVR装置を用いて定量的に評価するものである.方法としては、上半身の前/後屈運動による重心移動量に応じて搭乗席を前/後方へ傾けると同時に,VR装置で視線の傾きを提示する.加速姿勢では,傾いた搭乗席で前屈姿勢を維持する際に発生する身体的負荷程度,傾き速度と前屈姿勢での視線の向きが不安感に及ぼす影響について調べる.減速姿勢では,後方傾き角度及びその速度,視線の向きがそれぞれ不安感にどの程度寄与するかを調べる.また、重心移動量に比例した仮想速度感を提示する装置を用いて,一定時間加減速を繰り返しながら定速を維持する実験を行う.操縦経過時間による定速走行維持能力を調べ,アンケート結果の分析と合わせて操縦時間と疲労感との相関関係を明らかにする予定である.本研究では,搭乗者の座位姿勢での重心運動特性,走行時の身体的・心理的負荷の実験的評価を基に,座り乗り式倒立型PMVの「心地良い操縦感」を実現する操縦支援手法の基盤技術を構築することを目的としている。

続いて、2年目に計画している走行姿勢における身体的及び心理的負荷の評価を実施する予定である。これは、加速,通常走行,減速操縦における座位姿勢での走行が搭乗者へ及ぼす身体的・心理的負荷を不安定実験装置とVR装置を用いて定量的に評価するものである.方法としては、上半身の前/後屈運動による重心移動量に応じて搭乗席を前/後方へ傾けると同時に,VR装置で視線の傾きを提示する.加速姿勢では,傾いた搭乗席で前屈姿勢を維持する際に発生する身体的負荷程度,傾き速度と前屈姿勢での視線の向きが不安感に及ぼす影響について調べる.減速姿勢では,後方傾き角度及びその速度,視線の向きがそれぞれ不安感にどの程度寄与するかを調べる.また、重心移動量に比例した仮想速度感を提示する装置を用いて,一定時間加減速を繰り返しながら定速を維持する実験を行う.操縦経過時間による定速走行維持能力を調べ,アンケート結果の分析と合わせて操縦時間と疲労感との相関関係を明らかにする予定である.本年度製作した不安定機構を持つ実験装置の製作において、設計及び製作を学内で行った部分が多く、それに相当する額が次年度使用額として発生した。同額は、新たに製作が必要になった被験者の視覚フィードバック装置製作に使われる予定である。
時分割ラウエ法によるリボヌクレアーゼRhの立体構造と反応機構の解明

【.encircled1.】遺伝子工学的に得たリボヌクレアーゼRh(RNase RNAP-Rhと略)の結晶化を行い、X線回折実験に適した結晶を得て、既に得られているRNase Rhの原子座標を使用し、分子置換法によって結晶構造解析に成功した。さらに、結晶中に阻害剤(2'-AMP,3'-AMPその他)や基質類似体(dApG)を浸漬して、基質の結合様式、反応機構を明らかにする研究も行い、得られた分子モデルから、基質であるヌクレオチドの塩基はTrp49およびTyr57の2つの側鎖環によってサンドイッチされ、かつAsp51と2本の水素結合により結びつけられていることが判明した。また、基質類似体等のリン酸基はHis46,His109,His108,His104,Glu105付近に存在していることが分かり、触媒反応機構を明らかにする努力を現在進めている。【.encircled2.】RNase RNAP-Rhの部位特異的改変体の解析は、何種類か試みたが、現在のところTyr57の改変体(Y57W)が結晶化し、その解析に成功している。Y57Wは、5'側にプリン塩基をもつジヌクレオチドモノリン酸(ApX,GpX)に対する活性が2倍になるという報告があるが、モデルから、これはTyrからTrpに置き換わったことによるスタッキング能の向上に基づくものであると結論づけられた。【.encircled3.】時分割ラウエ法を用いて、本酵素の反応機構を動的に解析する可能性を目指して、本年度はその解析の準備を始めた。まず、ラウエ法の回折データ収集手順を学ぶ意味でHEWリゾチームを使用して予備実験を行った。ついで、平成6年3月にRNase RNAP-Rhの結晶を使用してラウエ法によるデータ収集を行う予定である。
イタリアの農村ツーリズムにおける地域毎の推進状況の分析と有効な支援策の検証

農家による観光客向けの宿泊、食事、特産品の販売を通して地域活性化を目指す農村ツーリズムは、農林業・国土を守る重要な産業として世界各国で注目されている。同産業の発展の著しい2000年以降のイタリアを対象にして、農村ツーリズムの盛んな自治体はどこに存在し、そこでの人口がどのように変化しているかを分析する。また、先進的な自治体の農家民宿や業界団体への聞き取り調査をおこない、同産業の有効な支援策を明らかにする。
北日本における白亜紀末期の放散虫化石群集とその変遷に関する研究

二年度(昭和6263年度)にわたり、最上部白亜系が連続的に累重し、しかも、放射虫類を比較的に産出する道北地方・中頃別地域の函渕層群を中心に放射虫生層序学的研究を実施した。その結果、従来、未確定であった前期中期カンパン世のProfoxiphotractus perplexus帯と後期カンパン世前期マーストリヒト世を示準するChlathrocyclas graric帯の二つの化石帯が設定しうることが判明した。これらの化石帯は、夫々、従来、赤道太平洋地域や西南日本の上部白亜系で用いられているAmphipyndex enesseffi帯とAmphipyndax byloxus帯に対応するものと思われる。しかしながら、函渕層群からは、Amphipyndax enesseffiおよびA.bylotusは得られなかった。函渕層群の化石と西南日本、赤道太平洋地域の上部白亜系の化石群集の差異は古地理的差異を反映しているものと思われる。一方、日高累層群からはAmphipyndax enesseffi、A.bylstusを含む群集が得られ、函渕層群との間に化石群集の差違が存在することが判明した。このことは、両地質帯の堆積場・古地理的差違によるものと推定される。湧別層群からは、カンパン世後期マーストリヒト世のChlathrocyclas diceros群集が得られたが、類似の群集は、日高帯からも得られており、これらの群集も函渕層群のそれと対立する。白亜紀型放散虫類は、カンパン世からマーストリヒト世にかけて急速に衰退してゆくが、一部の種属は古第三紀早期(早期暁新生)に生きのびており、この要因については今後の課題である。62年度は本研究の目的である最上部白亜径の放散虫生層序を明らかにするため,連続的な層序断面の期待される北海道北部の中頓別地域の函渕層群について重点的に野外調査を実施し,各ルートから微化石抽出のための泥質岩サンプルを多量に採集した.これらの試料をフッ化水素酸により処理し,放散虫化石を抽出し,走査電顕下で検鏡・同定した.また,丸瀬布・滝ノ上地域の日高累層群,遠軽東部山地の湧別層群,厚岸地域の根室層群からも同様に泥岩サンプルを採集し,放散虫化石の抽出を行なった.その結果,中頓別地域の函渕層群の放散虫化石の層位的消長分布から前期中期カンパン世を示準するProtoxiphotractus perplexus帯と,後期カンパン世早期マーストリヒト世を示準するClathrocyclas gravis帯の2化石帯が設定できる見通しがえられた.とくに後者の化石帯は北日本においてはじめて設定される化石帯である.マーストリヒト世後期の化石帯についてはなおも調査・検討が必要である.また,日高累層群と湧別層群からカンパン世後期マーストリヒト世早期を示準するArnphipyndax fylotus-Clathrocyclas diceros群集が検出された. 63年度にはこれらの群集構成について詳細に明らかにし,カムチャッカ・サハリン地域や西南日本,北米,アラスカ地域など他地域の白亜紀末期の放散虫化石群集との比較検討を行ない研究の総括を行なうものとする.昭和63年度は、中頓別地域の函渕層群の補足サンプリングを重点的に実施し、得られた泥岩試料から放散虫化石を抽出し、室内研究(電子顕微鏡・先学顕微鏡観察と写真撮影)を重点的に進め、研究結果のとりまとめを行った。中頓別地域の函渕層群の放散虫化石分帯については、前期中期カンパン世のProtoxiphotractus gravis帯と、後期カンパン世早期マーストリヒト世を示準するChlathrocyclas gravis帯に区分できることが確定した。

マーストリヒト世後期は、特微種が含まれないため、化石帯を設けることはできなかった。本年度は、新たに宇津内川層(早期暁新世)からも放散虫化石を得たが、いずれも白亜紀型の化石群集であった。遠軽西方地域の日高累層群のAmphipyndax tylstusを含む放散虫化石群集については、研究報告を北大紀要に発表した。湧別層群の化石群集について再検討を進めた結果、一部に早期暁新世を示すと思われる群集が見いだされた。
新たな成人悪性リンパ腫疾患単位群の確定を目指した臨床病理学的・分子生物学的解析

新たな成人悪性リンパ腫疾患単位群として、最近急速に関心を集めつつあるCD5陽性びまん性B大細胞リンパ腫(CD5+DLBCLと略)血管内大細胞型B細胞リンパ腫(IVLと略)、および老人性Epstein-Barr virus (EBV)関連リンパ増殖症(Senile EBV+B-LPDと略)に焦点を当て解析を進めた。CD5+DLBCLについては,2002年に疾患単位a distinctsubtypeを形成することを報告するとともに、現在、全国主要施設より123症例を集積した。臨床病態より生物学的特性に至る多面的な検討を継続中であり、病理組織学的亜群giant cell-rich variantの存在とその予後的意義を明らかにした。現在、さらにcomparative genomic hybridization (CGH)法による解析を企図しつつある。さらに、IVLについても多施設共同研究として100例以上を集積中であり、今後の臨床治療研究の礎とすべく詳細な病態解析を施行しつつある。Senile EBV+B-LPDは、2003年1月に世界に先駆けて新たな疾患単位として報告するに至った。病態は、境界病変(oligoclonal proliferation)から腫瘍性(monoclonal proliferation)まで多岐に亘り、加齢そのものに由来する免疫不全を基盤とする可能性が示唆された。現在、複数の主要施設との共同研究として、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫2,000例より100例を越える症例を同定した。現在、その臨床病態予後治療反応性、および疾患としての生物学的特性をより明らかにすべく解析を継続中である。世界に類例のない高齢化社会に向かいつつある本邦において今後、症例の急速な増加が予測され、その病態理解と啓蒙は危急の課題と云えよう。CD5+DLBCLについては2002年に疾患単位a distinctsubtypeを形成することを報告するとともに、現在、全国主要施設より123症例を集積した。臨床病理学的検討を継続中であり、病理組織学的亜群giant cell-rich variantの存在とその予後的意義を明らかにした。同様にIVLについても多施設共同研究として100例以上を集積中である。今後、さらに症例の集積と病態解析を続行する予定である。現在、複数の主要施設との共同研究として、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫2,000例より100数十例が抽出されようとの見通しの上に検討を進めつつある。これにより、同病変の臨床病態、疾患としての特性をより明らかにする予定である。新たな成人悪性リンパ腫疾患単位群として、最近急速に関心を集めつつあるCD5陽性びまん性B大細胞リンパ腫(CD5+DLBCLと略)血管内大細胞型B細胞リンパ腫(IVLと略)、および老人性Epstein-Barr virus (EBV)

関連リンパ増殖症(Senile EBV-B-LPDと略)に焦点を当て解析を進めた。CD5+1DLBCLについては2002年に疾患単位a distinctsubtypeを形成することを報告するとともに、現在、全国主要施設より123症例を集積した。臨床病態より生物学的特性に至る多面的な検討を継続中であり、病理組織学的亜群giant cell-rich variantの存在とその予後的意義を明らかにした。現在、さらにcomparative genomic hybridization (CGH)法による解析を企図しつつある。さらに、IVLについても多施設共同研究として100例以上を集積中であり、今後の臨床治療研究の礎とすべく詳細な病態解析を施行しつつある。Senile EBV+B-LPDは、2003年1月に世界に先駆けて新たな疾患単位として報告するに至った。病態は、境界病変(oligoclonal proliferation)から腫瘍性(monoclonal proliferation)まで多岐に亘り、加齢そのものに由来する免疫不全を基盤とする可能性が示唆された。現在、複数の主要施設との共同研究として、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫2,000例より100例を越える症例を同定した。今後、その臨床病態、予後、治療反応性、および疾患としての生物学的特性をより明らかにすべく解析を進める。世界に類例のない高齢化社会に向かいつつある本邦において、今後、症例の急速な増加が予測され、その病態理解と啓蒙は危急の課題と云えよう。
テレヘルスシステムを用いた早期発達支援：保護者トレーニングプログラムの開発と評価

本研究では,第1に自閉スペクトラム症児(ASD児)の初期コミュニケーション発達を促進する方法を保護者に指導するトレーニングプログラムを開発し,その効果を検討する.このトレーニングにおいて,保護者はアプリ教材を用いて講義を受講し,その後トレーニング実施者から30分のコンサルテーションを個別的に対面で受ける.そして第2に,地域で発達支援に従事している臨床家をトレーニング実施者として養成し,各々の臨床現場で本トレーニングを実施していただきその効果を検討する.その際,実施者はテレヘルスシステムを介して研究者からいつでもコンサルテーションを受けられるよう環境を整備する.トレーニングの効果は,保護者の行動,子どもの発達,親子の心理の3点から客観的に明らかにする.2017年度にはトレーニングで使用するアプリ教材,講義ビデオ,評価バッテリー,実施マニュアルを完成させ,その効果を検討した.そして2018年度には,医師1名,臨床心理士2名,言語聴覚士2名,理学療法士1名を,トレーニング実施者として養成した.実施者トレーニングではマニュアルとロールプレイで実施方法を説明した後,保護者へのコンサルテーション場面を見学していただき,トレーニングに必要な知識およびコンサルテーションスキルを指導した.その後11名の保護者を対象にそれぞれの臨床場面で保護者トレーニングを実施していただいた.その結果,参加児全員の発達月齢,発達指数,理解語数,表出語数が増加し,50%の保護者の育児ストレスが減少した.また,実施後の保護者へのアンケートにおいて,トレーニングプログラムの高い社会的妥当性が示された.さらに実施者へのアンケートでは,指導内容および実施方法は明確であり,実施の負担は少なかったことが示された.計画通り,支援プログラムの開発,実施者養成,実証研究が進捗している.2019年度以降の研究につなげるための臨床家および実施機関との協力体制も確立しており,継続研究の環境は整備できている.2019年度においては,2018年度に得られた研究結果を,研究参加者を増やしてさらに発展させる予定である.また,保護者トレーニングプログラムは画一的なものではなく,地域の特徴や実施者の要望に応じて柔軟に対応できるオプションを作成する.さらに,研究は介入と評価を連続的に繰り返し,評価尺度間の関係,多方面にわたる支援効果の波及などの分析を行う.本研究では,子どものコミュニケーション,言語,社会性発達を促進する方法を,発達に遅れのある幼児を持つ保護者に教授する,保護者トレーニングプログラムを開発する.そして,地域で発達支援に従事する臨床家を保護者トレーニング実施者として養成し,保護者トレーニングプログラムを臨床現場で運用していただく.その際,実施者は,テレヘルスシステムを介して研究者からいつでもコンサルテーションを受けられるよう環境を整備する.トレーニングの効果は,行動,発達,心理の3点から客観的に明らかにする.平成29年度の実績としては,まず第1に,トレーニングで使用するアプリ教材,講義ビデオ,評価バッテリー,実施マニュアルを完成させた.アプリ教材および講義ビデオでは,子どもの発達を促進させる方法を,文章,イラスト,動画で説明した.第2に,地域で発達支援に従事している臨床発達心理士に,実施マニュアル,ロールプレイ,フィードバックを用いて指導を行い,保護者トレーニング実施者を養成した.第3に,発達に遅れのある幼児の保護者16名に,実施者が保護者トレーニングを適用し,その効果を検討した.その結果,71%の保護者の支援技術が向上し,57%の保護者の育児ストレスが減少した.また,子どもの発達に関しても,79%の子どもの発達月齢と発達指数が増加した.さらに,保護者トレーニングの社会的妥当性に関しても,非常に高い評価が得られた.具体的には,アプリは使いやすく,講義,コンサルテーションは参考になり,実践可能で,子どもも自分も変わったと感じ,他の人にも勧めたいと保護者は評価した.計画通り支援プログラムの開発と実証研究が進捗している.平成30年度以降の研究につなげるための支援施設および支援者との協力体制も確立しており,継続研究の環境は整備できている.本研究では,第1に自閉スペクトラム症児(ASD児)の初期コミュニケーション発達を促進する方法を保護者に指導するトレーニングプログラムを開発し,その効果を検討する.このトレーニングにおいて,保護者はアプリ教材を用いて講義を受講し,その後トレーニング実施者から30分のコンサルテーションを個別的に対面で受ける.そして第2に,地域で発達支援に従事している臨床家をトレーニング実施者として養成し,各々の臨床現場で本トレーニングを実施していただきその効果を検討する.その際,実施者はテレヘルスシステムを介して研究者からいつでもコンサルテーションを受けられるよう環境を整備する.トレーニングの効果は,保護者の行動,子どもの発達,親子の心理の3点から客観的に明らかにする.2017年度にはトレーニングで使用するアプリ教材,講義ビデオ,評価バッテリー,実施マニュアルを完成させ,その効果を検討した.そして2018年度には,医師1名,臨床心理士2名,言語聴覚士2名,理学療法士1名を,トレーニング実施者として養成した.実施者トレーニングではマニュアルとロールプレイで実施方法を説明した後,保護者へのコンサルテーション場面を見学していただき,トレーニングに必要な知識およびコンサルテーションスキルを指導した.その後11名の保護者を対象にそれぞれの臨床場面で保護者トレーニングを実施していただいた.その結果,参加児全員の発達月齢,発達指数,理解語数,表出語数が増加し,50%の保護者の育児ストレスが減少した.また,実施後の保護者へのアンケートにおいて,トレーニングプログラムの高い社会的妥当性が示された.さらに実施者へのアンケートでは,指導内容および実施方法は明確であり,実施の負担は少なかったことが示された.計画通り,支援プログラムの開発,実施者養成,実証研究が進捗している.

2019年度以降の研究につなげるための臨床家および実施機関との協力体制も確立しており,継続研究の環境は整備できている.平成30年度においても,平成29年度に得られた研究成果を,研究参加者をさらに増やして発展させる予定である.また,保護者トレーニングプログラムは,地域の特徴や実施者の要望に応じて柔軟に対応できる分岐型プログラムとして完成させる.研究は,支援と評価を連続的に繰り返し,評価尺度間の関係や,支援の波及効果の分析を行う.2019年度においては,2018年度に得られた研究結果を,研究参加者を増やしてさらに発展させる予定である.また,保護者トレーニングプログラムは画一的なものではなく,地域の特徴や実施者の要望に応じて柔軟に対応できるオプションを作成する.さらに,研究は介入と評価を連続的に繰り返し,評価尺度間の関係,多方面にわたる支援効果の波及などの分析を行う.連携研究者と物品を共有することができたため、新たな物品の購入が不要になった。平成30年度は、研究参加者をさらに増やすため、その人件費・謝金の費用に充てる。研究協力者および連携研究者と物品を共有することができたため,新たな物品の購入が不要になった.2019年度は,研究参加者をさらに増やすため,その人件費・謝金の費用に充てる.
ポストゲノム時代におけるイネの逆遺伝学

ポストゲノム時代におけるイネの逆遺伝学を以下のように進めた。1)遺伝子のターゲティング:イネで成功したWaxy遺伝子のターゲティング法を基本として、ターゲティング法の汎用化に向けて、基本技術となったアグロバクテリウムによる超高頻度形質転換法と強力なポジティブ・ネガティブ選抜法の詳細についての解析を行い、手法の改良を進めるとともに、Waxy以外の遺伝子のターゲティングを試みて、遺伝子ターゲティング法のゲノム改変への応用についての情報を得ることを主要な目的とした。更なる目的として、ゲノム改変欠失改変を試みた。また、遺伝子の発現を部位特異的組み換えによって自在にON/OFFするシステムを構築することも試みた。第二のゲノム改変モデル遺伝子として、1遺伝子として存在するWaxyに対して、4コピーの重複遺伝子として見出されている、冠水ストレスに関わるアルコール脱水素酵素(Alcohol dehydrogenase : Adh)遺伝子のなかで、第11染色体に30kbを隔てて同方向で位置する、Adh1とAdh2について個別にターゲティング改変を試みた。その結果、本ターゲティング法はWaxy遺伝子に特殊な組換えを反映したものではなく、充分に汎用性のあるものである、との結論に到達しつつあり、現在、主要なデータをまとめるべくさらに詳しい解析を行っている。これらの実験を通して、T-DNAの挿入を介した相同組換えの留意すべき特徴を見出すことが出来た。またターゲティング手法の技術的改良についても、ベクター構築の簡便化、ターゲティング形質転換の効率化等の成果を達成することが出来た。ゲノム欠失改変については、Adh1とAdh2の中間領域30kbの大規模欠失を試み、これまでのターゲティングとは異なる組み換えが生じていると推測される予備的結果も得られ、今後も詳しい解析を進めることで、イネの相同組み換えに関する分子基盤の理解をさらに深めることが出来るものと期待している。部位特異的組み換えによる遺伝子発現ON/OFFシステムについても、Waxyターゲティング個体を用いてCre/loxPによる組み換えを行い、予備的ではあるが良好な結果を得つつある。2)遺伝子タギング:本課題では異変性を示すヴィルレッセント変異イネから、新規のAc/Ds型の非自立性のトランスポゾンを同定することが出来た。このトランスポゾンは活性な自立性トランスポゾンを持つ系統と交配し、さらに自殖後代での分離体を得ることにより転写活性を制御できる唯一のイネのトランスポゾンであるため、培養変異を全く伴わない新しい遺伝子タギング系を構築できるものと思われる。遺伝子ターゲティング法は標的とする遺伝子を正確に改変または破壊(ノックアウト)する技術で、遺伝子の機能を解析する手法として優れている。我々は、単子葉のモデルとして全ゲノム情報や完全長のcDNAなどの情報が急速に蓄積している主要穀物のイネで、相同組換えを介したターゲティング法を、コメの澱粉を合成するWaxyを標的遺伝子とし、再現性のある実験系として確立することに開発に世界で初めて成功した。

我々のターゲティング法は強力なポジティブ・ネガティブ選抜法を基本としているので、イネ遺伝子の改変に向けた汎用化ができると考えられた。Waxy以外の第2のモデルとして冠水ストレスに関わるアルコール脱水素酵素遺伝子(Alcohol dehydrogenase)のターゲティング改変を進めた。イネのAdh1とAdh2は第11番染色体上に約32kbを隔ててタンデムに存在し、それぞれ約40kDaのタンパクをコードし、ホモダイマーあるいはヘテロダイマーで組織特異的に発現している。両遺伝子のエクソンコード領域の相同性は極めて高いが、イントロンとプロモーターの塩基配列は異なり、両遺伝子座周辺にはいくつかのレトロトランスポゾンが存在しているので、Adh1とAdh2の相同組換えによるターゲティングの効率に何らかの影響を及ぼす可能性も考えられる。今年度はWaxyターゲティングと同様のポジティブ・ネガティブ選抜マーカーを持つ基本ベクターにAdh1とAdh2のそれぞれの相同領域を約6kbづつ導入し、翻訳開始点(ATG)上流の第1エクソンにHm^r(Hygromycin耐性)遺伝子と転写終止領域を挿入したターゲティングベクターを構築し、さらに強力なポジティブ・ネガティブ選抜によるターゲティングを行った。その結果PCR解析で相同組換えが生じたと推定される複数のカルスをAdh1とAdh2の両ターゲティングで得た。再生系統を作出し、さらに詳しい解析を進めている。イネの遺伝子ターゲティングの汎用化と効率化を進め、基本技術のノウハウを蓄積するため、アルコール脱水素酵素(Alcohol dehydrogenase:Adh)遺伝子のターゲティングを進め、ゲノム改変イネの植物をそれぞれ独自に得て、詳細な解析結果を得た。Adh遺伝子はAdh1とAdh2はゲノム中に2コピーあって、Adh1とAdh2のcDNAは相同性が高いが、5'UTRは互いに異なり、それぞれ器官別に発現し、ホモまたはヘテロのダイマーとして活性をもつことが報告されている。これまでに、昨年度に引き続き、ターゲティングそれぞれの遺伝子領域をターゲティング改変が生じた正常稔性を示す植物系統をそれぞれのAdh1は5系統、Adh2では7系統得た。TO世代の植物の葉由来のDNAによるサザン解析を行ったところ、Adh1では3系統、Adh2では7系統で、正確な相同組換えに由来すると考えられるバンドパターンを示す結果が得られた。Adh1の残り2系統については相同組換えによるターゲティンッグ以外に、エクトピック・ターゲティングも生じている可能性が示された。それぞれの系統についてT1個体を育成してPCRによって、ターゲットホモ型、ヘテロ型、野生型の分離について解析したところ、期待される分離比に近い値が得られた。Adh1とAdh2のターゲティングイネのホモ型系統を育成し、各遺伝子の発現や表現型を調べたところ、Adh1のノックアウトホモ1系統について、冠水条件下での発芽時の子葉の伸長抑制が認められた。Cre/loxの部位
電気エネルギーの有効利用と高密度化に関する研究

本研究課題では計画研究4件を総括している。極低温・超電導技術の応用では、超電導発電機と従来形発電機とを並行運転することによって、発電機の安定性を向上できることを示した。また試作した20m長の抽出しポリエチレン絶縁ケーブルの冷却試験を実施し、ケーブルへの侵入熱を評価し、2.5kAまでの通電試験に成功した。更に超電導エネルギー貯蔵用大型コイルの安定化設計と保護方式を提案し、変換器ユニットの点弧制御を適切にすることによって力率が改善できることを示した。高温熱エネルギーによる直接発電(MHD)では、チャネル内プラズマのシード原子密度揺らぎ測定法を開発し、揺らぎの特性を明らかにした。またスラグの効果について、電極をチャネル内に収めて実験を行ない、電極を覆うスラグの通電機構を解明し、更にアーク放電の特性と、均一放電からアーク放電への遷移状態を明らかにした。また、チャネル壁材として、高融点でアルカリ耐食性に優れたセラミックスである高純度MgO焼結体とAIN焼結体を開発した。エネルギーシステムの運用・消費・輸送の効率改善では不平衡密度送電線の不平衡潮流計算と不平衡線路故障解析法を提案した。また負荷需要の種々の時間的変動特性について統計的解析を行ない、電源の固定費、可変費の経年変化を検討し、在来系統に重畳するエネルギー貯蔵系統の一方式を提案した。更に各種エネルギー貯蔵設備の設置点を具体的にきめる方法を提案した。電極材料製造については鉄シリサイドを中心とした3d遷移金属ケイ化物による高性能アモルファス熱電材料の開発および製造方法の開発、熱電発電システムの理論設計、高温熱電材料薄膜電極の製作、高温熱材料の性能評価等を行なった。また熱電子発電用電極材料の開発と熱電子発電器の試作を行なった。更に電力貯蔵用電池の電極材料の開発を行なった。以上4つの研究課題に対して、それぞれ有効な成果を得た。
高圧液体の挙動と初期地球進化

本研究では、地球コアの冷却に伴い、特に初期地球において、コアからシリケイトが析出し、マントル側へ付け加わっていることを明らかにしつつある。従来、マントルの同位体組成などから、コア由来の物質がマントルに付け加わっていることが示唆されてきたが、これまでそのメカニズムが解明されていなかった。本研究から、コアから析出してマントルへ付加された物質の総量はマントルの1.5%にも及ぶと考えられ、コアからマントルへの主要な物質輸送メカニズムであると考えられる。2018年度は、コアから析出するシリケイトの組成を、Fe-Si-O-Mgの4成分系の超高圧下結晶化実験より見積もった結果、固体SiO2とシリケイトメルトであることが明らかになった。シリケイトメルトはさまざまな微量元素を含むことから、マントル側の微量元素・同位体組成にも大きく影響し得る。これらシリケイトメルトは分別結晶作用の結果、FeOに富むメルトとなり、現在コア直上に観測される超低速度層を形成している可能性がある。また、地球内部に見られる層構造の成因の解明は、本研究のみならず固体地球科学の重要なテーマである。中でも、内核-外核境界(ICB)直上のF層の成因は未だ明らかにされていない。本研究では、鉄-軽元素系の共融点組成をコアの圧力下で決定する実験を系統的に行っている。その結果を使って、F層の最上部で液体コアが結晶化を開始し、ICBで共融点にいると考えると、F層の厚みや地震波速度の特徴がうまく説明できることがわかった。さらに、従来困難とされていた、超高圧下で液体金属鉄の密度・速度・結晶化温度を測定することにも成功した。その結果、コアにはSiやOよりも、揮発性元素が軽元素として含まれていることがわかった。このことは、本研究で明らかになった、コアからSiO2が結晶化した結果、現在のコアにはSiとOが枯渇していることと調和的である。固体地球科学において、地球内部の層構造の成因の解明は、第一級の研究テーマである。中でも、比較的近年になって観測から明らかになった、E'層(外核最上部)とF層(外核最下部)の成因は不明のままであった。本研究では、E'層内でSiO2が結晶化していること、F層内でFe-Si合金が結晶化していることで、両層の構造と特徴的な地震波速度の減少が説明可能であることがわかった。また、マントルの同位体組成からコアからマントルへの物質輸送が示唆されてきたが、その実態は知られていなかった。そこで本研究では、コアの液体金属は、コア形成時に高温でシリケイト成分を大量に取り込んだ後、冷却と共に、固体SiO2とシリケイトメルトを析出し続けてきたことを明らかにした。マントルへ付加された物質の総量はマントルの1.5%にも及ぶと考えられる。シリケイトメルトにはさまざまな微量元素が含まれることから、マントルの同位体組成にも大きな影響を与える。これら2つの大きな成果の基になっているのが、コアの液体鉄合金の状態図である。本研究では、鉄ー軽元素2成分系、3成分系の状態図、特に共融点組成の変化を、すべての軽元素についてコア圧力下まで系統的に決定した。今後は、微量元素分配実験に一層の力を注ぐ。具体的には、コア(金属)ーマントル(シリケイト)間の揮発性元素(水素・炭素・硫黄)と親鉄元素(タングステン、モリブデン)の分配を、シリケイトメルト中におけるこれらの元素の価数を含めて、超高圧下で決定する。すでに、コアがマントルから分離したとされる50万気圧・3,000-4,000ケルビンにおける溶融鉄ーシリケイトメルト間の水素の分配係数の決定に成功しており、水素が強い親鉄性を示すことから、水素がコアの主要な軽元素であるとの結論を得ている。これと同様の手法を用いて、他の元素の分配も決定する。さらにはシリケイト中におけるメルトー下部マントル鉱物間の放射性同位体系に関わる元素(Nb-Zr, Rb-Sr, Sm-Nd, Lu-Hf, W-Hf, U-Th-Pb)の分配を明らかにする。これについても、Lu, Hf, Wの3元素について、メルトーブリッジマナイト、メルトーCaSiO3ペロブスカイト間の分配につき、予察的な実験に成功しており、下部マントルの浅い領域と深い領域で分配係数が大きく異なることを明らかにしている。過去の実験から、下部マントルの元素分配に関して、主要鉱物ブリッジマナイトよりもわずかに含まれるCaSiO3ペロブスカイトが重要と考えられてきたが、マントル深部においてはメルトーブリッジマナイト間の分配が支配していることがわかった。さらに、得られた分配係数を使って、初期地球におけるマグマオーシャンの固化に伴って、現在の下部マントルにはHf同位体比/Nd同位体比が低いブリッジマナイトブロックがミッシング・リザバーとして存在していることを示した。今後は同様の実験手法を用いて、他の放射性同位体系に関わる元素についても元素分配を決定し、マグマオーシャンと初期地球マントルの分化について、明らかにしていく。今年度はまずマグマオーシャンの結晶化を追いかけた実験を行い、重量にして約60%固化が進むまでMgSiO3ブリッジマナイト主体の固体層が形成されること、マグマがSiに乏しくFeに富む組成へと進化していくことを明らかにした。

さらに、マグマと結晶相の密度逆転に関して、上記の結晶化プロセスを考慮した第一原理計算を行い、マグマオーシャンから最初に結晶化したブリッジマナイトは深さ2500km以深では軽くなること(マグマが重い)、さらに50%まで固化が進むと密度逆転は深さ1300kmで起こることを明らかにした。また、その結果形成された初期のマントルの化学成層構造、特に下部マントルにできたMgSiO3主体のブロックは、粘性が高く対流から孤立することによって、現在でも下部マントルに残されている可能性が高いことを示した。このようなブロックの存在は沈み込むスラブの挙動やホットスポットの位置の定常性をより良く説明する。加えて、液体Fe-Si-O合金の結晶化実験を幅広い圧力・温度・組成で行い、地球初期のシリコンと酸素を多く含む液体コアからSiO2が結晶化することによって、初期地球からコアには組成対流が起きていたこと、コア形成後間もない頃より地球磁場が存在していた可能性が高いことを示した。このようなSiO2を結晶化させてきた現在の液体コア(外核)の化学組成を推定するため、X線非弾性散乱測定に基づく液体Fe-Siの縦波速度を決定し、現在の外核に含まれているシリコンの最大値を見積もることに成功した。これまで困難とされていた、超高圧下における液体の純鉄の物性測定(密度、音速、融解温度)に関しても大きな成功を収めつつある。今年度は大きな成果が2つも挙がったため。1つ目は、Ohta, Kuwayama, Hirose et al. (2016 Nature)によりコアの熱伝導率が従来の推定値の3倍程度高く、コアに熱対流を起こすことは困難であることが示されたことを受け、Hirose et al. (2017 Nature)では、液体コアからSiO2が結晶化することによって、初期地球からコアには組成対流が起きていたこと、コア形成後間もない頃より地球磁場が存在していた可能性が高いこと、また現在まで地球の強い磁場が維持され続けてきたこと、をあきらかにすることができた。2つ目は、Ballmer et al. (2017 Nature Geoscience)により、従来下部マントルは最下部を除き比較的均質とされてきたが、マグマオーシャンから結晶化したMgSiO3主体のブロック(BEAMS)は粘性が高く対流から孤立することによって、現在でも下部マントルに残されている可能性が高いことを示すことができた。このBEAMSは、沈み込むスラブの挙動、ホットスポットの位置の定常性、初期地球にできた同位体異常の維持など、地球物理学的・地球化学的観測をより良く説明する。加えて、これまで困難とされていた、超高圧下における液体の純鉄の物性測定(密度、音速、融解温度)に関しても大きな成功を収めつつある。今年度はまず、昨年度大きな成果があがったコアからSiO2の結晶化につき、さらなる考察を加えた。固体SiO2はマントル最下部の物質に比べて軽いため、コアーマントル境界にできたSiO2層はある厚みに達すると重力不安定を起こしてマントル中を上昇し始めること、また地球の比較的初期に形成されたSiO2層は厚みがあるため、対流するマントル中であっても密度中立する深さ約1600km付近にとどまること、それらが現在地震波散乱体として観測されることをあきらかにした。また、地球コアの組成をあきらかにする目的で、鉄ー炭素2成分系、鉄ーシリコンー硫黄3成分系の結晶化実験を行って、液体コア(外核)よりも密度の大きな固体コア(内核)が結晶化する組成範囲を特定し、コア中の炭素・シリコン・硫黄の最大量を見積もった結果、この3元素はどれも支配的な軽元素ではないことがあきらかになった。