hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
補酵素モデルを用いたC1-単位転移反応のシミュレーションとモデル化合物の構造因子

前者は電子移動機構で、また後者はラジカル機構でメチル基受容体として働いた。これらに反応は従来の化学に類例が無く、新しい反応の発見となった。また、この研究に付随してスズコバロキシム等の新しい有機合成試薬を開発することが出来た。チオラートコバルト錯体はテトラヒドロメチルアンモニウムプテリジンに一電子移動した後、コバロキシム(III)錯体とチイルラジカルを与え、このチイルラジカルがSH2反応でメチル基を攻撃することでメチル基転移が起こることが分かった。また、チオラートニッケル(II)錯体は光分解でニッケル(I)錯体とチイルラジカルを発生し、このチイルラジカルがメチルスルフィドを攻撃してスルフラニルラジカル中間体を与え、ここからラジカル性を持つニッケル(I)錯体がSH2機構でメチル基を受け取る機構である。このようにして生成したメチル-ニッケル錯体はプロトン性溶媒中速やかにメタンを与えることが出来る。メタン発生菌によるメタン発生の終盤には(1)5N-メチルテトラヒドロメタノプテリンから補酵素Mのチオール基へのメチル基転移、(2)メチル化補酵素Mから補酵素F430へのメチル基転移が含まれている。本研究ではこれらのメチル基転移に関係する含窒素メチル基担体、補怜素M、F430を全てモデル化合物で置き換え、メタン発生菌の酵素過程をシミュレートすることに成功した。このモデル反応において、補酵素M(^-O_3SCH_2CH_2SH)のチオール基(-SH)は窒素からメチル基を受け取り、次にニッケルに渡す役割を演じている。このスルフォン酸基はチオール含むラジカル性中間体を安定化する効果を示すと考えられる。この安定化がメチル基の受け取り時に効いているのか、受け渡し時に効いているのかを明らかにする研究を行った。この研究では補酵素Mのモデルとしてオルト位に配位性置換基を持つチオアニソールを用いた。配位性のないアルキル基をオルト置換基にすると、トリメチルアニリウム塩からのメチル基転移は立体障害のため抑制された。一方オルト置換基が酸アミド、ヒドロキシメチル、2-ヒドロキシ-2-メチルエチル、ヂメチルアミノメチル、キノリン誘導体等の配位性置換基を有する場合、アリールチオニッケル錯体を反応させるとメチル基のイオウからニッケルへの転移とそれに伴う混合ジスルフィドの生成は促進された。このことはイオウ上でのメチル基の授受が隣接基関与によって安定化されたイオウの超原子価状態を経ることが示唆され、かつ、それはメチル基の脱離過程を促進していることが明らかとなった。このことは補酵素Mや同じくメチル基担体であるホモシステインの隣接基(スルフォン酸基およびアミノ基)の生体内反応における役割を示唆するものである。メタン発生菌は古細菌に属し、高等生物や多くの微生物とは異なる代謝系を有する特異な生物群である。そのメタン発生の終盤はメチル基がメタノプテリンの窒素上から補酵素Mのイオウ上への転移、さらに補因子F430のニッケル上への転移と同時に(HTP)SHと補酵素Mから混合ジスルフィドが生成することである。つまり、ここでは補酵素Mが中心的役割を演じている。この補酵素M中にはイオウに配位してイオウの超原子価状態を安定化させると考えられるスルフォン酸基が存在する。そこで本研究ではチオールラジカルの反応性に対する分子内配位性水酸基の影響を精査した。
金属耐性に関わる輸送体膜タンパク質の構造基盤の解明

植物の金属耐性に関わる輸送体とされる多剤排出輸送体MATEに関して、結晶構造解析を行い、Camelina sativa(アマナズナ)由来のMATE構造を決定し報告した。MATEファミリーについては、原核生物では複数の生物種で構造がわかっていたが、真核生物では未だ報告数は少ない。今回明らかにした構造では、酸性のアミノ酸側鎖が内側ポケット部分に集中している部分があり、比較的疎水的な化合物を排出する原核MATEとアルミニウムのような陽イオンを排出するとされる植物MATEでは基質結合領域の様相が異なることがわかった。金属イオンは生命活動に必須であり,細胞質の金属イオン濃度は厳密に制御されている.植物細胞においてZn, Fe, Mn, Cdイオンの排出を担い,金属耐性に関わるのがMTPファミリーである.本研究では,高い金属集積能力を有する植物由来のMTPの結晶構造解析と立体構造を利用した機能解析を目指している.大量発現系を構築,結晶化に必要な高純度のサンプル精製系を確立し,LCP法による結晶化を試みた.得られた結晶について放射光施設で回折実験を行ったが,解析可能なデータを得るためには結晶の質・量の改善が必要である.抗体等の結晶化を補助する分子の探索やbicelle法など他の結晶化方法を試して結晶化条件の検討を進めている.結晶化に必要な量のサンプルを発現させ,高純度に単離する系を確立した.しかし,構造解析可能な結晶の作成には至っていないため,LCP法・bicelle法・HiLiDe法など膜タンパク質結晶化方法を含め,結晶化スクリーニングを繰り返し行っていく.同時に結晶化の補助になる抗体等の結合分子の探索も行い,共結晶化により結晶化を促進する方法も同時に進行させている.初年度の時点で,サンプルの大量発現および精製方法の確立と結晶化スクリーニングにより予備的な結晶の作製を行っていた.二年度目では,得られた結晶を用いて大型放射光施設での回折実験を行った.複数の条件の結晶で回折像を取得したが,いずれも極度に異方性があることが分かり,構造決定には至らなかった.そこで,結晶パッキングの改善を狙って,抗体(Fab,Fc)を結合させる方法をとることにした.発現ベクターに抗体認識配列を付加,融合タンパク質として大量発現させ,精製後に抗体と混合して結晶化サンプルとした.抗体複合体状態での結晶化を行ったところ,針状の結晶を得ることが出来た.これについて放射光施設での回折実験を進めた結果,予備的な低分解能データを得た.抗体構造を用いた分子置換を試したが,解は得られなかった.異方性の問題は改善されているため,抗体複合体での結晶化リファインを進める他,重原子との共結晶も試して構造決定のための準備を進めた.前年度の段階で得られた結晶を用いて大型放射光施設での回折実験を行った.複数の条件の結晶で回折像を取得したが,いずれも極度に異方性があることが分かり,構造決定には至らなかった.そこで,結晶パッキングの改善を狙って,抗体を結合させる方法をとることにした.発現ベクターに抗体認識配列を付加,融合タンパク質として大量発現させ,精製後に抗体と混合して結晶化サンプルとした.抗体複合体状態での結晶化を行ったところ,針状の結晶を得ることが出来た.これについて放射光施設での回折実験を進めた結果,予備的な低分解能データを得た.抗体構造を用いた分子置換を試したが,解は得られなかった.異方性の問題は改善されているため,抗体複合体での結晶化リファインを進める他,重原子との共結晶も試して構造決定のための準備を進行中である.生命活動を維持するためには細胞内の各種代謝産物の濃度を一定の範囲に維持する必要がある。例として、金属イオンは生命活動の為に必須となる一方で,必要以上の濃度では細胞に障害を与える。本研究計画においては、金属イオンを輸送して細胞内の恒常性を維持する膜タンパク質輸送体ファミリーに着目し、それらの構造面からの機能理解を目指して研究を実施してきた。植物の金属耐性に関わる輸送体とされる多剤排出輸送体MATEに関して、結晶構造解析を行い、Camelina sativa(アマナズナ)由来のMATE構造を2.9オングストローム分解能にて決定し報告した(Yoshiki Tanaka, Shigehiro Iwaki, Tomoya Tsukazaki, 2018 Structure)。MATEファミリーについては、原核生物では複数の生物種で構造が解明されていたが、真核生物では未だ報告数は少ない。また、解析目標の一つである亜鉛輸送体ファミリーに関しては,30種ほどの生物種から輸送体の遺伝子を選択してクローニングを行い発現条件の検討を進めた。結晶化を実行可能な質・量を確保できる精製系を構築した。構造解析には予備的な結晶が得ており,結晶を改善させるために特異的結合抗体との複合体を調製して現在も結晶条件の検討を進行中である。構造解析と共に、機能解析の系を構築し、引き続き本研究を発展させ機能解明のための研究を行う計画である。

今回明らかにした構造では、酸性のアミノ酸側鎖が内側ポケット部分に集中している部分があり、比較的疎水的な化合物を排出する原核MATEとアルミニウムのような陽イオンを排出するとされる植物MATEでは基質結合領域の様相が異なることがわかった。大量精製系は完成しているので,結晶化条件の探索を網羅的に行っていく.膜タンパク質用の各種結晶化手法を導入や,結晶化を補助する分子を作成し共結晶化を行う予定である.回折実験は微小結晶からの測定が可能なマイクロフォーカスビームラインSPring-8 BL32XUを用いる.また,状況によってはより強力なX線光源であるX線自由電子レーザーSACLAの利用も検討し,構造決定を目指す.さらに輸送の各状態の構造を決定し,輸送における構造変化を可視化していく.輸送制御や特異性を認識する部位が輸送体に存在すると考えられており,基質の有無や種類を変更し構造解析を行うことで構造機能相関の解明を目標とする.構造に加えて,機能解析を進める.具体的には人工脂質二重膜へ再構成し,イオンに反応する蛍光色素や電気生理学的手法を用いた解析,過剰発現細胞(酵母・植物培養細胞)の重金属感受性の変化を観察する方法などが考えられる.構造情報に基づく解析を行うことで,一塩基多型による輸送基質変化の仕組みなど,輸送メカニズムの解明を目指す.本年度は,引き続き結晶構造解析を進める.抗体複合体結晶を使って回折実験を行い,データ収集を行う.位相決定は,第一に抗体構造を利用した分子置換である.また,解析対象が金属輸送体であることから,金属親和性が高いと期待されることを利用し,重原子との共結晶化による異常分散を利用した位相決定も可能なように測定を行う.構造決定に成功次第,変異体解析など構造に基づいた解析を行って,論文にまとめて発表する.初期スクリーニングで得られた結晶から期待していた回折像を得られず,予定していたよりも結晶化以前の小規模スクリーニングを行うことが多かったため.論文投稿や学会等での発表にまで進まなかったため,旅費や論文作成に関わる諸費用が予定していたものよりも少なくなった.また,タンパク質の結晶化を促進するための抗体の作製を考慮していたが,既存の抗体と抗原タグの組み合わせによって結晶が得られたため,費用が少なくなった.結晶化のための大量のサンプル調製と同時に,結晶化を促進する抗体の作製を行っていくために使用する.結晶化温度検討をより詳細に行っていくために,恒温インキュベーターの複数機導入を計画している.構造決定までには更なる結晶の量産が必要であると考えられるので,精製に使用する試薬や結晶化消耗品が必要である.成果がまとまり次第,論文化し,成果発表を行うための学会参加費用などに使用する.
GISによる自然・社会情報統合化システムを利用した地域地震危険度評価と軽減方法

本研究は地域地震被害危険度の把握のために、特に都市における自然環境要因、社会環境要因の抽出とその組み合わせを考慮した基礎的研究である。したがって、地域の災害に関わる脆弱性に対して評価がなされる各種評価要因と、その解析方法について検討した。ここでは、地震被害危険度を地域の脆弱性評価値として捉える方法と、その要因の重ね合わせを基本とする地理情報システム開発が重点的に進められた。その結果、知見として次のような点が明らかになった。(1)災害危険度を評価するための地理情報システム(GIS)の適用可能性について、その方法論から展開をおこなった。(2)地理情報システムにおける、人口データ、自然災害危険度評価データ、さらに交通ネットワークに関わるデータの入力と、その分析が可能となった。(3)交通ネットワークと施設配置情報から、災害時のそれらの関係を表す基礎的な解析が可能となり、実際の地域への適用がおこなわれた。(4)地域の脆弱性に関わる多様な要因についてそのデータ作成と地理情報への加工、さらにそれらの重ね合わせによる脆弱性の総合的解析がなされ、実際の地域に対する適用がおこなわれた。(5)ネットワークに関わる被害評価が、大気汚染地理情報システムによっておこなわれ、その被害想定の拡張の可能性が検討された。以上の検討結果、近年都市や地域などの空間情報を解析するツールとして様々な分野でその可能性が検討されているが。災害評価に関わる可能性を大きいことが明らかになった。また地震時の交通途絶に対する考え方にも、ある程度の適用可能性があることも明らかとなった。本年度は、(1)震害に関わる自然環境要因、社会環境要因についてその主要な要素を抽出し、空間軸、時間軸、対象軸の座標に、その特性を考慮し布置した。これによって、要因の位置づけが明らかとなった。(2)要因を構成する要素についてそのデータ収集の可能性と、データの実績値について調査を行なった。この結果、地区のデータとして、家屋データ、道路、街路データ、および消火システムデータなどの収集が可能であることが分り、一部データをデータベースとして作成した。(3)システムについては、火災シミュレーションモデルの開発を行ない、一部パイロットモデルとして、モデリングを行なった。近年、国をはじめとする防災事業の推進によって、居住環境全体の災害安全性のレベルは高まりつつある.しかしながら、より詳細な地域単位での安全性を考えた場合、災害ポテンシャルの正確な規模想定と防災の総合的なシステムを確立することが急務である.ここでは地域地震危険度評価について、地域での自然的要因、社会的要因を整理し、GIS手法によるそれらの空間統合分析に基づいて検討する方法を考えた.具体的には次のようなプロセスと分析を行った。(1)震害が想定される都市内での地震被害に関わる自然環境要因、社会環境要因についてそのファクターを明らかにした.(2)それらの要因を構成するファクターとその実績データの種類について整理し、そのデータのシステムに対する組立かたについて検討した.(3)得られたシステムでの様々な代替案による災害ポテンシャル、特に避難に関わる施設の配置の分布とそれに対するアクセスに伴うポテンシャルの軽減の状態を明らかにした.その結果、GISシステムは、地域の災害に伴う避難行動や避難の可能性を検証するのに有効な方法となることがわかった.さらに災害ポテンシャルを軽減するためには、1)緊急用施設の再配置による方法、2)道路、特に避難に供するための道路ネットワークの充実が大きな影響を与えることがわかった.
接触アレルギー感作成立におけるB7/BB1抗原の役割の分子生物学的解析

接触アレルギーの発症においてヒトランゲルハンス細胞(LC)のcostimulatory moleculeが重要な働きを果たすことを解析するためにヒトの正常皮膚を器官培養してCD80(B7-1),CD86(B7-2)がLCに発現することを確認した。また、このCD86抗原はハプテン刺激により強く発現することも証明した。トリプシン処理にて分離した表皮細胞からLCを純化し、培養後CD86抗原及びCD86mRNAをLCが発現することをWestern-Blotting methodにて70 Kdのバンドとして,RT-PCR法では833bpとして確認した。次に、接触アレルギー病変部におけるLCのcostimulatory moleculeの発現レベルを解析するために免疫組織化学的に正常皮膚、接触アレルギー病変部、アトピー性皮膚炎病変部、乾癬病変部のCD80,CD86の発現を検討したところ正常皮膚ではCD80,CD86共に認めず接触皮膚炎、アトピー性皮膚炎、乾癬ではLCのCD86がCD80より有意に強く発現していた。接触アレルギーの病変部では7症例の29%である2症例しかCD80を発現しないが57%である4症例でCD86が発現していた。このことは、これらの病変部ではCD86が重要な働きをすることを示唆する。また、機能の点でもMLR,抗原特異的Tリンパ球増殖試験でもCD86が主に働いていることが示唆された。マウスの接触アレルギーの実験系でもランゲルハンス細胞のCD80,CD86共に機能するがCD86の方が重要な役割を果たすことを報告しており(1995年日本免疫学会総会学術集会記録:片山一朗他)、アレルギー性接触皮膚炎では、ハプテン刺激、KCよりのサイトカインによって発現したcostimulatory molecule特にCD86がTリンパ球活性化に重要な役割を果たすことが示された。[研究目的]2、皮膚アレルギー感作成立初期におけるco-stimulatory factorの役割を検討すため器官培養系を用いハプテン刺激後のCD80,CD86の発現レベルを解析。[方法]パッチテスト部、AD,CD,PVの皮疹部を生検し、免疫組織科学的に検討。植皮用に分層に採取した正常皮膚を1cm^2程度に細切しガラスペーパーにのせFCSを加えない培養液(セルグロッサ)100ul上に浮かべ1mMTNBS(PBS中)を加え12時間後、24時間後、48時間後に回収し皮膚を回収し免疫組織学的にCD80,CD86の発現に関し検討した。[結果]AD,CD,PV,パッチテスト部の皮膚病変部ではCD86がCD80より強く樹枝状に発現していた。正常皮膚、ADの無疹部ではともに発現していなかった。10mMTNBSを加え、6、12、24、48時間培養後に回収した皮膚のCD80,CD86の発現を免疫組織学的に検討したところ、6時間後に培養後の表皮、真皮に樹枝状にCD86のみ発現。CD86とCD1の2重染色にてCD86はランゲルハンス細胞(LC)に発現していることがわかった。また、CD86抗原はハプテン刺激により強く発現することも証明した。トリプシン処理にて分離した表皮細胞からLCを純化し、培養後CD86抗原及びCD86mRNAをLCが発現することをWestern-Blotting methodにて70Kdのバンドとして,RT-PCR法では833bpとして確認した。次に、接触アレルギー病変部におけるLCのcost

imulatory moleculeの発現レベルを解析するために免疫組織化学的に正常皮膚、接触アレルギー病変部、アトピー性皮膚炎病変部、乾癬病変部のCD80,CD86の発現を検討したところ正常皮膚ではCD80,CD86共に認めず接触皮膚炎、アトピー性皮膚炎、乾癬では,LCのCD86がCD80より有意に強く発現していた。接触アレルギーの病変部では7症例の29%である2症例しかCD80を発現しないが57%である4症例でCD86が発現していた。このことは、これらの病変部ではCD86が重要な働きをすることを示唆する。また、機能の点でもMLR,抗原特異的Tリンパ球増殖試験でもCD86が主に働いていることが示唆された。マウスの接触アレルギーの実験系でもランゲルハンス細胞のCD80,CD86共に機能するがCD86の方が,重要な役割を果たすことを報告しており(1995年日本免疫学会総会学術集会記録:片山一朗他)、アレルギー性接触皮膚炎では、ハプテン刺激、KCよりのサイトカインによって発現したcostimulatory molecule特にCD86がTリンパ球活性化に重要な役割を果たすことが示された。
無細胞インフルエンザウイルス粒子形成系の確立

本研究は、感染性を持ったインフルエンザウイルス粒子の無細胞形成系を確立し、粒子形成機構を明らかにするために行った。まずマーカーRNAゲノムを作製するために、マーカーとなるペプチドとしてHIVのV3領域を選択し、これを指令する配列をインフルエンザウイルスNAのストーク部分を指令する領域に組み込んだ組換えRNAを作製した。すでに我々が開発している感染性RNP複合体の再構成系を用いて細胞に導入したところ、組換えRNAグノムを持ったウイルス粒子が回収された。この組換えウイルスは再感染を繰り返しても安定に保持されており、組換えRNAは再構成ウイルス粒子形成の検定に使用可能と考えられた。ついで、組換えM1を調製して、粒子内部から調製したものと同等と考えられるM1-RNP複合体を再構成した。M1の複合体形成に関与する領域は、M1のRNA結合ドメインであるM1の91110アミノ酸からなる領域と判明した。エンベロープの材料として感染細胞から調製した膜画分は、M1との結合性を示した。M1の欠失変異体を用いた解析から、M1の膜への結合には、RNA結合にかかわるドメイン以外の全体の構造保持が重要であることが示唆された。以上で、試験管内でのRNP-M1複合体のエンベロープ材料による被覆を行うための基盤はととのった。本研究では、さらに分節ゲノムの集合機構に関わる解析を開始した。試験管内系を用いたゲノムRNAの核外輸送機構を解析している途中で、核から排出されたゲノムRNA分節がすでに集合している可能性に気づいた。このことにおいて、科研費の本研究としては十分な成果がでた。本研究の目的は、感染性を持ったインフルエンザウイルス粒子の無細胞形成系を確立し、粒子形成機構を明らかにすることにある。研究は、(1)マーカーRNAゲノムの作製、(2)RNP複合体をマトリックスタンパク質M1で包む、(3)エンベロープ材料の調製、(4)エンベロープ材料によるRNP-M1複合体の被覆、の順に展開する。本年度は、まずマーカーとなるペプチドとしてHIVのV3領域を選択し、これを指令する配列をインフルエンザウイルスNAのストーク部分を指令する領域に組み込んだ組換えRNAを作製した。すでに我々が開発している感染性RNP複合体の再構成系を用いて細胞に導入したところ、組換えRNAゲノムを持ったウイルス粒子が回収された。M1のRNAおよびRNPに対する結合性を調べたところ、M1はRNAに協同的に結合して粒子内部から調製した複合体と同レベルの高次な複合体を形成した。M1のRNA結合ドメインと高次複合体形成に関与する領域はいずれもM1の91110アミノ酸からなる領域と判明した。エンベロープの材料は感染細胞から調製する予定であるが、機能的な膜画分が調整できたか否かを判定する系が必要である。そこで担体上に調製した膜上での試験管内集合系を用いて、M1の膜画分への結合性を検定した。その結果、M1は温度やATPには依存せず、膜に結合することが明かとなった。M1の欠失変異体を用いた解析から、M1の細胞膜への結合には、RNA結合にかかわるドメイン以外の全体の構造保持が重要であることが示唆された。今後は、それぞれの素材を大量に調製し、試験管内でのRNP-M1複合体のエンベロープ材料による被覆を行う予定である。
レーザ・スキャナを用いた複数運動体の3次元実時間計測システムの開発

計測の原理:半導体レーザ(波長812nm,出力4W)を光源とし、大型ポリゴンスキャナを用いて測定領域を垂直スリット光で走査(360Hz)する。測定対象物には表面にマイクロプリズムを形成した反射シートを貼付する。走査光がこのシートに当たった時刻(光再帰時刻)をフォトセルで検出し、対象物の瞬時位置を計測する。再帰時刻の決定には相関法と補間法を用い、測定精度を高めた。両年度の成果:レーザービームと収差の少ないレンズを用い、ビームサイズを測定空間内で最低2m×20cmのスイリット光となるように絞れ、遠距離計測が可能になった。反射シートからの再帰光を投射光と分離する半透鏡の代わりに、全反射鏡を導入。また球面収差のきわめて少ない受光レンズを使用する事によって受光感度をあげることが出来た。レーザー波長以外の光は透過させないフィルターを用いることによって太陽光など、不必要な背景光を遮断した。距離20mのとき測定ノイズは光軸の高さ(高さ0)で水平方向0.15mm、垂直方向0.25mmを達成した。距離50mでは水平方向0.55mmであった。まだ3次元システムとして動作確認するには至っていないが、此の成績から3次元システムの奥行き方向の測定ノイズは距離20mで0.26mm、50mで0.95mmと推定された。またレーザーを光源に用いることにより、ポリゴン反射鏡上のビームサイズを小さく出来るようになり、スキャン可能な角度が従来方式(Xeランプを光源として使用)の約58度から75度に増大した。このため測定可能領域が距離20m及び50mにたいし、それぞれ水平方向30m及び75m、いずれも垂直方向2mが確保できる事が確認された。3次元計測のための所用演算時間を見積もるシミュレーションを行い、10個の運動体と1個の静止基準体を実時間計測出来ることを確認した。本年度の成果:光再帰時刻の検出精度から、位置の測定精度を測定距離の関数として求めた。再帰光検出器の出力は測定距離の3.2乗に逆比例する事がわかった。またレーザの光出力を0.25Wにしぼり、静止物体(10cm×10cmの反射シートのマ-カ)の位置計測値の標準偏差(測定ノイズ)を求めると、測定距離20mのとき0.2mm、40mのとき1.97mmであった。光出力が0.25Wのとき測定限界距離は40mであった。最大出力(4W)時の測定性能を推定した結果、測定限界距離は約100m、位置測定ノイズは2mmと算定された。一方本計測システムを近距離の室内計測に適用する可能性について検討した結果、直径2cmのマ-カを使用し、距離7mで測定ノイズは0.042mmであった。身体運動の動作分析に十分な測定精度が得られることがわかった。レーザを最大出力で使用すると直径5mmの小さいマ-カの使用が可能となり、手指の関節の動きや顎の動きの分析に応用できることがわかった。今後の計画:光検出器として1次元PSD(半導体位置検出素子)を使用し、レーザスキャナ/検出器を2組作成して3次元での測定性能を検討する予定である。

3次元計測のための所用演算時間を見積もるシミュレーションを行い、10個の運動体と1個の静止基準体を実時間計測出来ることを確認した。平成8年度は本システムの光学系を改良し、計測性能の評価を行った。改良点は投射系では、球面収差の少ない投射レンズとビームを垂直方向に長いスリット光にするためのシリンドリカルレンズの導入である。これによって、20mあるいは50m離れた地点で2m×20cmの大きさにビーム断面を絞ることが可能となった。また受光系では、投射光と再帰光を分離するビームスプリッターの代わりに、全反射鏡を用い受光強度を上げた。さらに開口比の大きい無収差レンズを用いて反射体を光検出素子に結像させ受光感度をあげた。またレーザー光(812nm)以外の波長を遮断する干渉フィルタの導入によって、太陽光や照明光などの背景光の影響を除外できるようにした。測定可能領域は、水平方向に75°、垂直方向に2m(プレーヤーの身長の範囲)を確保できることが分かった。位置測定ノイズは、距離20mでは、水平方向に0.15mm、垂直方向に0.25mm、距離50mでは、水平方向に0.55mmであった。3次元計測時の奥行き方向ノイズは、距離20mで0.25mm、50mで0.95mmと見積もることが出来た。実時間計測できる対象物の個数は10個の運動体と1個の静止基準体の計11個である。
造船・港湾運送業のグローバルな空間編成とローカルな場所の動態に関する地理学的研究

本研究の成果は、以下のとおりである。第一に、本研究はグローバルな比較研究の視座にたちつつ、研究対象地域の固有性や、日本の都市下層労働市場が有する特異性を明らかにした。第二に、寄せ場の労働市場にいてこれまで見落とされてきた造船業および港湾運送業に焦点をあてることにより、釜ヶ崎が歴史的に有する「木津川造船」や大阪港と関係性を明らかにした。第三に、これらの研究成果により、グローバルな空間編成過程とローカルな場所の社会文化の変容との相互関係を明らかにした。本研究は、戦後の造船業・港湾運送業という港湾産業に着目し、資本のグローバルな空間編成過程とローカルな場所の社会文化の変容との相互関係を明らかにすることを目的とするものである。平成25年度においては、主として日本の戦後造船業史に関する文献や資料の収集・フォローを行なった。また、大阪の木津川沿いの旧「川筋造船」を対象とした文献調査を実施するとともに、「川筋造船」と寄せ場・釜ヶ崎との関連性を示す資料の収集を行なった。本研究の独自性のひとつは、International Institute of Social Hsistory(IISH)の主催する共同プロジェクトの一環として進めることにより、研究成果を逐次的に海外へと発信しつつ、世界各地の研究者と議論を交わしつつ洗練させるという点にある。平成25年度においては、5月にアムステルダムにて開催されたIISH主催の国際会議において研究成果のプレゼンテーションを行なった。その後もe-mailをつうじて世界各地で調査研究を進める研究者との情報交換を継続しながら研究活動を行なった。また、上記の研究活動と並行して、他の山谷や笹島といった寄せ場地域に対する調査研究を、聞き取り調査を中心として実施した。そのことにより、本研究の中心的対象地域である大阪の寄せ場・釜ヶ崎が有する固有性を比較的な視座から明らかにするうえで、重要な知見を得ることができた。さらには、欧米を中心とした地理学理論の書籍を収集し、それらの視点を積極的に吸収することにより、上述した経験的調査を最新の地理学の議論へと接続させる試みを積み重ねた。以上のように、国内外の研究者と連携しつつ、また最新の地理学理論を吸収することで、国内的のみならず国際的な視座にたった研究活動を展開し、研究活動を着実に進めることができた。本研究は、戦後の造船業・港湾運送業という港湾産業に着目し、資本のグローバルな空間編成過程とローカルな場所の社会文化の変容との相互関係を明らかにするものである。平成26年度においては、前年度から積み重ねた調査研究の中間的総括を行ない、また、最終的な総括に向けた準備作業を行なった。本研究の独自性のひとつは、International Institute of Social History(IISH)の主催する共同プロジェクトの一環として進めることにより、研究成果を逐次的に海外へと発信しつつ、世界各地の研究者と議論を交わし洗練させるという点にある。本年度は、7月にベルリンのフンボルト大学において開催されたワークショップに参加し、世界各地の研究者による事例研究と照らし合わせることにより、本研究の議論を深化させた。また、この経験を踏まえ、これまで大阪の木津川造船を中心的事例としつつ進めてきた戦後造船産業の調査研究から得られた視点を櫻田和也氏(大阪市立大学)との共著論文としてまとめあげた。この原稿は、IISHが主催するプロジェクト〝A Global Labour History Project: the same boat?"の報告書の一章に所収され、2015年度に刊行される予定になっている。このほか、本プロジェクトをつうじて海外の研究者と交流を深め、e-mailをつうじて意見交換を続けている。また、以上のように調査研究を深めるなかで、造船業・港湾運送業の盛衰と、都市日雇労働市場の最下層部である寄せ場の地域文化の形成・変容とのあいだに、きわめて深い関係性が存するという新たな知見を得ることができた。この点については、国内の学会発表によって逐次報告を行なった。本研究は、戦後の造船業・港湾運送業という港湾産業に着目し、資本のグローバルな空間編成過程とローカルな場所の社会文化の変容の相互関係を明らかにするものである。平成27年度においては、前年度から積み重ねた調査研究を継続し、完遂するとともに、本研究全体を総括する作業を行なった。具体的には、第一に、前年度から継続してきた調査研究のなかで、寄せ場・釜ヶ崎の労働市場にかかわる貴重な第一次資料を大量に発見するにいたった。これらの資料群は、本研究の課題を明らかにするうえできわめて重要な価値を有するものであり、また、社会的価値のきわめて高いものであった。これら資料群は紙媒体であり、また、複数個所に分散して保存されている状態にあった。それゆえ、将来的に散逸してしまいかねない状態にあった。本研究ではこれらの資料群を画像データへと変換し、アーカイブを作成する作業を集中的に行なった。第二に、資料収集とあわせて聞き取り調査を継続して行なった。この調査により、前年度までの調査で得られた知見をより深めることが可能になった。また、とりわけ港湾運送業・造船業と寄せ場との関係性という研究課題については、聞き取り調査のなかで新たな発見が得られた。これらの点もまた、上記の資料調査とあわせて、本研究を大きく進捗させるものであった。第三に、本研究全体を総括するべく、次の作業を行なった。まず、本研究が繰り広げた調査研究のなかで得られた資料を、集約・分析した。そのうえで、これによって得られた知見を提示した報告書を作成・製本した。

この報告書は、本研究で得られた知見を広く社会に発信し、還元することが可能にするという意義を有するものであったといえる。本研究の成果は、以下のとおりである。第一に、本研究はグローバルな比較研究の視座にたちつつ、研究対象地域の固有性や、日本の都市下層労働市場が有する特異性を明らかにした。第二に、寄せ場の労働市場にいてこれまで見落とされてきた造船業および港湾運送業に焦点をあてることにより、釜ヶ崎が歴史的に有する「木津川造船」や大阪港と関係性を明らかにした。第三に、これらの研究成果により、グローバルな空間編成過程とローカルな場所の社会文化の変容との相互関係を明らかにした。おおむね当初の研究計画どおりに研究活動を進めることができた。とりわけ、ベルリンのワークショップにおいて研究の進捗状況を報告できたこと、次年度刊行予定の報告書に掲載予定の原稿をまとめ上げることができたことは、本研究にとって大きな進捗であった。また、寄せ場の歴史的系譜と、造船業・港湾運送業との関連について新たな知見を得られることができた点は、次年度の調査研究の展開に向け、大きな足掛かりとなった。人文地理学今後は、本年度までに蓄積してきた研究成果を足掛かりとし、港湾地域の国際比較的な視座を広げると同時に、寄せ場の系譜に対し新たな知見から記述する可能性を探究していく。このように双方の視点から研究を深めることにより、グローバルかつローカルな都市記述が実現されるものと期待される。また、これらの事例研究を踏まえ、空間論や場所論および「労働の地理学」に対する理論的知見を精緻化させるとともに、造船業・港湾運送業の移転・縮小後の跡地利用についても、引き続き調査を実施する。そして、これらの調査研究を踏まえた総括的な知見を、国内外の学会において発信する。とりわけ、5月にIISHが主催するアムステルダムにおける国際会議において研究成果を報告するという課題を達成することができたことは、本研究にとって大きな進捗であったといえる。今後は、大阪における「木津川」を中心とした港湾地域の調査研究を引き続き継続・深化させると同時に、比較研究的な視座をいっそう深めていく。具体的には、国際会議に積極的に参加し、研究成果のプレゼンテーションを行ないながら世界各地の研究者と意見を交わしつつ研究活動を進め、加えて研究成果を洋書に寄稿することで国際的で発信していくことを目指す。これと並行して、前年度に引き続き、寄せ場地域と造船・港湾運送業との関連を示す資料収集及び聞き取り調査をさらに深めていく。さらに、これらの研究から得られた成果は、国内の地理学会において報告し、論文として寄稿する。
日帝時代の韓国における日本人土木技術時の仕事とその設計思想

本班究の目的は、日韓併合期(1910-1945、韓国では「日帝時代」と呼ぶ)に、日本及び韓国の土木技術者が日本支配下の朝鮮半島においてどのような仕事をしていたのか、その事実及び背景にある設計思想を明らかにするための基礎研究である。既往研究がほぼ皆無であるため、平成17年度には、文献の洗い出し、現地調査、関係者へのヒアリングを調査を行った。平成18年度においては、当時の韓国におけるインフラ近代化の主体である朝鮮総督府の組織の実態と変遷を克明に整理し、さらに研究対象を日本人技術者から韓国人技術者にまで拡大し、当時のインフラ整備体制の全容を把握することに努めた。その過程で、「朝鮮総督府及び所属官署職員録」「大韓帝国官員履歴書」を基礎史料として発掘し、さらに当時朝鮮総督府に勤務した経験のある韓国人技術者9名にインタビューを行った。その結果、下記の成果を得た。第一に、「朝鮮総督府及所属官署職員録」「施政二十五年史」「同三十年史」「大韓帝国官員履歴書」等の極めて貴重な文献史料を発見し、それらに基づいて、朝鮮総督府と地方(土木出張所)の組織体制及びその変遷、人員の変遷、キイパーソンと考えられる技術者を特定した。第二に、朝鮮総督府が行った土木事業の概略を経年的に整理し、当時の朝鮮半島において課題となっていたインフラ整備とその実情について明らかにした。第三に、昭和初期に慶尚南道に架設された道路橋6橋について、その事業背景、事業時期、事業主体、設計者、設計の特徴を明らかにした。第四に、朝鮮総督府に勤務した韓国人土木技術者のうち、日本敗戦後に韓国インフラの近代化を担ったキイパーソンを特定し、その仕事と経歴を具体的に明らかにした。これらの成果は、日韓併合期の朝鮮における土木事業の全体像、また個々の土木事業に関する詳細な事実を研究するための土台となるものである。本研究の目的は、日韓併合期(1910-1945、韓国では「日帝時代」と呼ぶ)に、日本人技術者が日本支配下の朝鮮半島においてどのような仕事をしていたのか、その事実及び背景にある設計思想を明らかにする基礎研究である。既往研究がほぼ皆無であるため、文献の洗い出し、現地調査、関係者へのヒアリングを調査の出発点に定め、平成17年度の具体的な研究活動として、(1)日韓両国に残存している文献史料の発掘調査、(2)慶尚南道における当時建設された橋梁の現地調査[2回]、(3)当時の関係者もしくはその遺族へのインタビュー、の三点を行い、次の成果を得た。第一に、「朝鮮総督府及所属官署職員録」「施政二十五年史」「同三十年史」等の極めて貴重な文献を発見し、それらに基づいて、朝鮮総督府と地方(土木出張所)の組織体制及びその変遷、さらにキイパーソンと考えられる技術者を特定した。上記の成果は、当時の朝鮮半島における土木事業に関する個別の資料(工事報告書等)が散在している現状にあって、それらを関連づけて相互に補完して分析するためのベースとなりうるものである。これによって、日韓併合期の朝鮮における土木事業の全体像、また個々の土木事業に関する詳細な事実を研究するための土台が整備されたと言える。
あん摩手技を用いた下肢マッサージによる看護師の腰痛改善効果に関する実証的研究

前年度より、産前産後の休暇および育児休業(2018年1月31日2019年3月31日)による中断のため、具体的な研究成果は得られなかった。産前産後の休暇および育児休業(2018年1月31日2019年3月31日)による中断のため。今年度より研究を再開する。今年度は、第一段階である看護師の腰痛の実態調査を行う予定である。産休・育児休業のため研究を中断していたが、研究の延長を行うため問題なく研究を遂行できると考える。産前産後の休暇および育児休業(平成29年10月11日平成31年3月31日)による中断中のため、具体的な研究成果は得られなかった。産前産後の休暇および育児休業(平成29年10月11日平成31年3月31日)による中断中のため。産前産後の休暇および育児休業(平成29年10月11日平成31年3月31日)から復帰する平成31年4月1日より研究を再開し、看護師の腰痛予防に焦点をあてたあん摩手技を用いたマッサージ方法を考案していく。科研応募当初の研究に必要とする経費が交付決定時から減額されており、研究使用機器である近赤外レーザー光型レーザー組織血液酸素モニター代金が不足するために前倒し請求をする必要が生じた。次年度は、研究で使用する計測機器の購入、データを扱う際のデータ入力、資料整理などの研究補助費用、情報収集・成果発表のための旅費等の経費として使用していく。
波長分解能と共にX線入射位置をサブμmで測定できるX線検出技術の開発研究

X線検出器には、波長(エネルギー)分解能、時間分解能、位置分解能などいろいろな性能が要求される。この中で、撮像素子の場合、検出器そのものがX線のエネルギーを識別する必要がある。X線を直接検出するCCDは、エネルギー分解能として半導体検出器をしのぐ性能を持ち、更に高い位置分解能も持つ。位置分解能は画素の大きさで決まると考えられていたが、X線がCCD内部に作る電荷雲の大きさに起因する電荷の広がりから、その入射位置は画素よりも高い精度で決定できる。これを実現するには、電荷雲形状の測定が必要である。そのために、メッシュ実験法を開発して、いろいろなエネルギーのX線に対する電荷雲形状を測定できるようになった。その結果、電荷雲形状は、大体ガウス分布をしており、その大きさは、X線が素子内部のどの深さで光電吸収を起こすかで決まる。光電吸収を起こしたあと、埋め込みチャネルに到達するまでに拡散で広がっている。位置分解能を上げるには、現状では出来るだけ電荷雲の大きさを広げたほうが精度は上がる。表面照射型の素子の場合の電荷雲の広がりは標準偏差で表してせいぜい、14μmであるが、裏面照射型にすると815μmに達する。従って、裏面照射型の素子の方が位置分解能を改善しやすい。こうして、我々は、実際に24μm四角の画素を持つ裏面照射型の素子を使い、X線画像の精度が1μm程度になることを実証した。この技法は、アメリカの人工衛星チャンドラに搭載しているX線CCDにも適用でき、その位置分解能が改善されることを示した。それまで、X線望遠鏡の解像度は0.7秒角程度であったが、我々の手法を適用することにより、0.5秒角強の精度を達成できることが判った。我々の達成している精度は、較正に使用するX線画像のボケを考慮するとサブμmを達成していることが判った。今後は、撮像するX線画像そのもののボケがサブμmであるようなものに応用する予定である。CCDを使って、いろいろなエネルギーでの電子雲形状を正確に測定した。これは、さらにメッシュ実験を進めることにより、達成できたもので、CCDの位置分解能向上の基礎的なデータを集めた。これを基にして、必要なデータベースを作り、各X線光子毎に位置を精度良く決定した。どんな素子に対しても、ある程度の制限は付くものの、画素よりも小さい位置分解能を達成した(Hiraga et al.,2001,JJAP)。アメリカのX線観測衛星チャンドラのX線鏡の結像性能は0.3(8160)160.5秒角であり、CCD上でのレスポンスは14(8160)1620μmで画素の大きさ(24μm)よりも小さい。実際の取得しているデータには、スプリットイベントと称する電荷が周辺の画素にまで漏れたものを含んでいる。このスプリットイベントを詳細に調べた結果、CCD素子上の位置分解能として10μm以下を達成できていることが判り、さらにX線鏡で決まる極限性能であり、チャンドラ衛星の究極結像性能に初めて到達したものである(Tsunemi et al.,2001,Apj)。必要な電子雲に関するデータベースがそろったら、これを高速で演算できるようにFPGAを使った演算アルゴリズムを作り、演算の高速化を図っている。演算の高速化は、FPGAによる演算の後、実時間でデータを蓄積し、表示することができる。現在ソフトの高速化を計っており、プロトン照射実験などにも逐次応用している。

この他、X線観測衛星搭載の種々のCCD素子を使って観測を進め、超新星残骸についての新たな発見をした。X線検出器には、波長(エネルギー)分解能、時間分解能、位置分解能などいろいろな性能が要求される。この中で、撮像素子の場合、検出器そのものがX線のエネルギーを識別する必要がある。X線を直接検出するCCDは、エネルギー分解能として半導体検出器をしのぐ性能を持ち、更に高い位置分解能も持つ。位置分解能は画素の大きさで決まると考えられていたが、X線がCCD内部に作る電荷雲の大きさに起因する電荷の広がりから、その入射位置は画素よりも高い精度で決定できる。これを実現するには、電荷雲形状の測定が必要である。そのために、メッシュ実験法を開発して、いろいろなエネルギーのX線に対する電荷雲形状を測定できるようになった。その結果、電荷雲形状は、大体ガウス分布をしており、その大きさは、X線が素子内部のどの深さで光電吸収を起こすかで決まる。光電吸収を起こしたあと、埋め込みチャネルに到達するまでに拡散で広がっている。位置分解能を上げるには、現状では出来るだけ電荷雲の大きさを広げたほうが精度は上がる。表面照射型の素子の場合の電荷雲の広がりは標準偏差で表してせいぜい、14μmであるが、裏面照射型にすると815μmに達する。従って、裏面照射型の素子の方が位置分解能を改善しやすい。こうして、我々は、実際に24μm四角の画素を持つ裏面照射型の素子を使い、X線画像の精度が1μm程度になることを実証した。この技法は、アメリカの人工衛星チャンドラに搭載しているX線CCDにも適用でき、その位置分解能が改善されることを示した。それまで、X線望遠鏡の解像度は0.7秒角程度であったが、我々の手法を適用することにより、0.5秒角強の精度を達成できることが判った。我々の達成している精度は、較正に使用するX線画像のボケを考慮するとサブμmを達成していることが判った。今後は、撮像するX線画像そのもののボケがサブμmであるようなものに応用する予定である。
結び目と3次元多様体の不変量

結び目と3次元多様体の不変量について研究をおこなった。未解決問題の中でも重要な問題である結び目のKontsevich不変量のループ展開、とくに、その2次の項を表示する2ループ多項式について筆者は研究をした。筆者は、2ループ多項式を結び目補空間の無限巡回被覆の同変Casson不変量とみなす観点から、Seifert曲面のspineの3次以下の有限型不変量を用いて2ループ多項式を表示し、Gaussian diagramを導入してこれを具体的に計算することにより、結び目の種数を2ループ多項式の次数で下からおさえる評価を得た。また、筆者はすべてのトーラス結び目とすべての種数1の結び目についてその2ループ多項式を明示的に求めた。さらに、筆者は与えられた結び目のケーブル結び目の2ループ多項式を与える公式であるケーブル化公式を導いた。筆者は、本研究の研究分担者の葉廣和夫氏と共同で低次元トポロジーセミナーを開催した。講演者は、Sergei Duzhin,樋上和弘,Andrew Kricker, Julien Marche, Jean-Baptiste Meilhan, Gregor Masbaum, Jorgen Andersen,横田佳之,Jozef Przytyckiの各氏で、講演内容はいずれも結び目と3次元多様体に関するこの分野の一線級の内容であった。とくに、Kricker, Marcheの両氏は、本研究補助金の援助により数理解析研究所にそれぞれ2週間程度滞在した。これらのことは筆者や研究分担者との共同研究をすすめるにあたって、また、大学院生等の若手研究者との研究交流の面からも、大変有益であった。結び目と3次元多様体の不変量の研究の今後の方向性を考える上で、結び目のKontsevich不変量のループ展開が重要であるとおもわれ、これについて筆者は研究をすすめている。ループ展開の1次の項はAlexander多項式という既知の不変量で表示されることが知られており、2次の項を表示する2ループ多項式を調べるのが当面の目標である。現時点では、任意に与えられた結び目に対してその2ループ多項式を求めるための一般的な方法は知られておらず、与えられた結び目に対してその2ループ多項式を計算すること自体が問題である。筆者はすべてのトーラス結び目とすべての種数1の結び目についてその2ループ多項式を明示的に求めた。また、与えられた結び目のケーブル結び目の2ループ多項式を与える公式であるケーブル化公式を導いた。さらに、与えられた結び目の一部分をある種の変換で変形したときの2ループ多項式の変化を記述する公式である手術公式を導いた。今年度の講演者は、Sergei Duzhin,樋上和弘,Andrew Kricker, Julien Marche, Jean-Baptiste Meilhan, Gregor Masbaum, Jorgen Andersen,横田佳之,Jozef Przytyckiの各氏で、講演内容はいずれも結び目と3次元多様体に関するこの分野の一線級の内容であった。これらのことは申請者や研究分担者との共同研究をすすめるにあたって、また、大学院生等の若手研究者との研究交流の面からも、大変有益であった。
神経発生を支配する普遍的な原理の解明

神経幹細胞は細胞周期に沿って神経管の中を上下に運動しながら分化し、神経細胞に分化決定されたものは神経管から離れて移動し、最終分化する。本年度は、この神経幹細胞の上下運動と分化決定後の移動に関与する遺伝子を複数単離した。興味深いことに、そのいくつかは、心臓、脊索などでも強く発現する。ゼブラフィッシュを用いた遺伝子機能破壊実験の系を確立し、実際に機能阻害実験を行うと、体軸の著しい短縮、心臓の異常が引き起こされた。このような胚はすぐに致死となるため、その後の神経分化を観察することが困難であったが、体軸の著しい短縮は、Convergent extension/Planar cell polarity (CE/PCP)に異常を示唆しており、CE/CPは脊索の形成以外にも心臓、神経幹細胞の分化にも寄与していることが明らかとなってきた。このような遺伝子の神経系での解析は、マウスを用いたノックアウト、ニワトリを用いた機能阻害実験等へ発展させることができた。また、神経幹細胞の未分化性の維持、分化を調節すると思われる新規遺伝子の単離にも成功し、その基礎的な解析を行い、いくつかの興味深い知見を得ることができた。一方、Irx2の機能解析も進行し、Two Hybrid法による相互作用蛋白の同定を行った。また、Irx3蛋白の転写因子としての性格がShhのシグナルに強く依存していることが分かった。Irx2=FGF8/MAP kinase、Irx3=Shhとの関係が発見できたことは、Irx遺伝子群に属する6つの転写因子の機能を考察する上で、極めて重要な知見であり、今後の新しいテーマとして発展する可能性を見いだした。
高温火山ガスから発生するSPMの観測と発生メカニズム

SPMの発生源である高温火山ガスの化学組成を支配する要因を探るために,最近の噴火事例として,各種観測データが入手可能な雲仙普賢岳の火山ガスについて詳細な検討を行った.先ず,高温火山ガスの化学組成を再現する物理化学的なマグマ脱ガスモデルを構築した.このモデルは,噴火前のマグマに含まれる揮発性成分の濃度と,揮発性成分に関する気相-マグマ間の分配係数に基づく.構築したモデルによると,溶岩ドームの西側付け根で放出されていた,CO_2とSO_2富む高温の火山ガスは,約4kmの地下でマグマから分離した気相を代表していることが判明した.脱ガスしたマグマは依然として揮発性成分を含んでおり,地表までの上昇過程において,地下1km以浅で再脱ガスすることが示された.2回目以降の脱ガスで発生する火山ガスは,HClに富んでいることが示された.SPMの発生量は,火山ガスに含まれるSO_2の放出量に依存する.大量のSO_2ガスの放出が長期間継続する三宅島のマグマ脱ガス過程を探るために,アルカリ溶液静置法により山麓で採取された火山ガスの硫黄同位体比を測定した.観測された硫黄同位体比は日本島弧の第四紀火山に特有な同位体比に一致したが,時間の経過とともに,同位体比が上昇する傾向がみられた.この上昇を,マグマの開放系脱ガスで説明する場合,気相-マグマ間の同位体分別係数は,0.99900.9997であることが示唆された.この係数は脱ガス場の酸素分圧に依存し,要求される酸素分圧は,Ni-NiOバッファーよりも常用対数単位で,+0.6+1.2高いことが判明した.この値は,既存の鉱物学的研究で推定されている酸素分圧よりも有意に高い.同様な酸素分圧のギャップはキラウエア火山などでも発見されているが詳細な原因は解明されていない.マグマ脱ガスにおける酸素分圧の問題は,今後追及すべき研究課題であると認識された.SPMの発生源である高温火山ガスの化学組成を支配する要因を探るために,最近の噴火事例として,各種観測データが入手可能な雲仙普賢岳の火山ガスについて詳細な検討を行った.先ず,高温火山ガスの化学組成を再現する物理化学的なマグマ脱ガスモデルを構築した.このモデルは,噴火前のマグマに含まれる揮発性成分の濃度と,揮発性成分に関する気相-マグマ間の分配係数に基づく.構築したモデルによると,溶岩ドームの西側付け根で放出されていた,CO_2とSO_2富む高温の火山ガスは,約4kmの地下でマグマから分離した気相を代表していることが判明した.脱ガスしたマグマは依然として揮発性成分を含んでおり,地表までの上昇過程において,地下1km以浅で再脱ガスすることが示された.2回目以降の脱ガスで発生する火山ガスは,HClに富んでいることが示された.SPMの発生量は,火山ガスに含まれるSO_2の放出量に依存する.大量のSO_2ガスの放出が長期間継続する三宅島のマグマ脱ガス過程を探るために,アルカリ溶液静置法により山麓で採取された火山ガスの硫黄同位体比を測定した.観測された硫黄同位体比は日本島弧の第四紀火山に特有な同位体比に一致したが,時間の経過とともに,同位体比が上昇する傾向がみられた.この上昇を,マグマの開放系脱ガスで説明する場合,気相-マグマ間の同位体分別係数は,0.99900.9997であることが示唆された.この係数は脱ガス場の酸素分圧に依存し,要求される酸素分圧は,Ni-NiOバッファーよりも常用対数単位で,+0.6+1.2高いことが判明した.この値は,既存の鉱物学的研究で推定されている酸素分圧よりも有意に高い.同様な酸素分圧のギャップはキラウエア火山などでも発見されているが詳細な原因は解明されていない.マグマ脱ガスにおける酸素分圧の問題は,今後追及すべき研究課題であると認識された.1.SPM発生装置の設計と物品購入SPMの発生メカニズムを構成する重要な要素としてSPMの発生効率があげられる.SPM発生効率を正確に見積もるには実際の火山における観測にくわえて,高温火山ガスを人工的に発生させ,SPMの発生効率を調べるのが有効である.それを実現するための装置の設計と必要な液送ポンプなどの部品調達を行った.来年度以降に装置を組み立てSPMの人工的な発生とその発生効率測定,気相とSPM間の硫黄同位体比分別測定などを実施する予定である.2.三宅島での火山ガス観測三宅島では大量の火山ガスが放出され,一部はSPMとなって山麓に拡散分布している.火山ガスとSPMを山麓で安全に捕獲するアルカリ溶液トラップを島内に設置して吸収された硫黄化合物の同位体比を測定した.また硫黄同位体比の吸収にともなう同位体比分別を測定する室内実験を実行した.3.伊豆大島での火山ガス観測伊豆大島は過去の噴火活動パターンから推測すると,今後数年以内に火山活動が活発化する可能性が高い.来るべき噴火の際には大量のSPMも火口から放出されると予測される.現在も山頂域にはいくつか噴気孔が存在し,その噴気を採取し,化学組成,同位体比を測定した.