hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
白亜紀/第三紀境界深海性津波堆積物を用いた天体衝突による津波現象の地質学的検証

本研究の主目的は,キューバ調査で得られた深海性津波堆積物の岩石試料や,キューバの津波堆積物とは異なる地形的条件下で堆積したメキシコ湾海底のボーリングコア(DSDPコア),および衝突クレーター内のボーリング試料(CSDPコア)を分析・解析することにより,天体衝突に伴って発生する津波の規模や発生メカニズムを定量的に検証し,それらを制約条件として,衝突に伴う津波発生から海底の削剥・堆積までの一連の過程を,津波伝播および物理堆積学の理論を用いて定量的に復元することである.本年度は、昨年度のキューバ調査で得られた試料,およびDSDP, CSDPコア試料の高解像度分析を行った.特にキューバ北西部ペニャルベル層,およびDSDPコア試料中に含まれる衝撃変成石英と呼ばれる衝突放出物(イジェクタ)の粒度と含有量を定量的に調べ,その飛来時間・海水中の沈降時間を計算することで,堆積時間に制約を与えた.その結果,津波の影響を反映していると考えられる組成変動が見られる層準がペニャルベル層とDSDPコアでほぼ同時間に堆積したことを示した.また,堆積時間と津波の繰り返しの回数から推定される津波の周期は約37時間であることが明らかになった.この成果は、現在国際誌(Sedimentology)に投稿中である.また,衝突クレーター内部の堆積物(CSDPコア)を詳細に調べた結果,堆積物最上部約50cmには水の流れの作用を反映した斜交葉理が発達すること,堆積物の基質中にクレーター外部からもたらされたと考えられるナンノ化石が含まれることを明らかにし,衝突クレーター内部に海水が浸入していたことを初めて明らかにした.これは,衝突クレーターへの海水の流入と流出に伴って巨大津波が発生した可能性を強く支持するものである.この成果は、現在国際誌(Meteoritics & Planetary Science)に投稿中である.白亜紀/第三紀境界における地球外天体衝突は,メキシコのユカタン半島での衝突クレーターの発見によって海洋に天体が衝突したことが示されている数少ない例で,衝突により発生した巨大津波に関する研究が数多くなされている.しかしながら,津波の規模や発生メカニズムはまだ十分理解されていない.本研究の主目的は,キューバ調査で得られた深海性津波堆積物の岩石試料や,キューバの津波堆積物とは異なる地形的条件下で堆積したメキシコ湾海底のボーリングコア(DSDP536,540コア),およびクレーター内のボーリング試料(CSDPコア)を分析・解析することにより,天体衝突に伴って発生する津波の規模や発生メカニズムを定量的に検証し,それらを制約条件として,衝突に伴う津波の発生から海底の削剥・堆積までの一連の過程を,津波伝播および物理堆積学の理論を用いて定量的に復元することである.本年度は、キューバにおける深海性津波堆積物の現地調査,およびアメリカ・ニューヨークのラモント研究所にてDSDP536,540コアの記載と試料採取を行った.特にキューバに露出するペニャルベル層と呼ばれる深海性津波堆積物については、広域的な調査の結果、水深差による津波の影響の違いが堆積物に反映されている可能性が高いことを明らかにした。さらに、粒子・鉱物組成,粒度分布の詳細な分析を行い,津波の繰り返しによる組成と粒度の同期的変動が6回以上繰り返していることを明らかにした.また,衝突クレーターへの海水の流入・流出に伴って津波が発生した可能性を地質学的に検証するため、メキシコのUNAM(メキシコ自由大学)においてクレーター内部の掘削コアの記載と試料採取を行った.これらの研究成果は、裏面に記載した論文にて発表を行った.本研究の主目的は,キューバ調査で得られた深海性津波堆積物の岩石試料や,キューバの津波堆積物とは異なる地形的条件下で堆積したメキシコ湾海底のボーリングコア(DSDPコア),および衝突クレーター内のボーリング試料(CSDPコア)を分析・解析することにより,天体衝突に伴って発生する津波の規模や発生メカニズムを定量的に検証し,それらを制約条件として,衝突に伴う津波発生から海底の削剥・堆積までの一連の過程を,津波伝播および物理堆積学の理論を用いて定量的に復元することである.本年度は、昨年度のキューバ調査で得られた試料,およびDSDP, CSDPコア試料の高解像度分析を行った.特にキューバ北西部ペニャルベル層,およびDSDPコア試料中に含まれる衝撃変成石英と呼ばれる衝突放出物(イジェクタ)の粒度と含有量を定量的に調べ,その飛来時間・海水中の沈降時間を計算することで,堆積時間に制約を与えた.その結果,津波の影響を反映していると考えられる組成変動が見られる層準がペニャルベル層とDSDPコアでほぼ同時間に堆積したことを示した.また,堆積時間と津波の繰り返しの回数から推定される津波の周期は約37時間であることが明らかになった.この成果は、現在国際誌(Sedimentology)に投稿中である.また,衝突クレーター内部の堆積物(CSDPコア)を詳細に調べた結果,堆積物最上部約50cmには水の流れの作用を反映した斜交葉理が発達すること,堆積物の基質中にクレーター外部からもたらされたと考えられるナンノ化石が含まれることを明らかにし,衝突クレーター内部に海水が浸入していたことを初めて明らかにした.これは,衝突クレーターへの海水の流入と流出に伴って巨大津波が発生した可能性を強く支持するものである.この成果は、現在国際誌(Meteoritics & Planetary Science)に投稿中である.
複合災害を引き起こす自然外力の同時生起確率の評価システムの構築

100年に1度の高潮が来襲する際に,必ずしも高波も100年に1度の規模となるとは限らない.湾に流入する河川の出水規模の相関も同様である.また,伊勢湾と三河湾のように隣接する地域での高潮被害も,それぞれ単独の被害金額としては上位を占めるものでも,他方で被害がほとんど無い場合には,合計被害額にすると,上位に入らない.むしろ,単独では上位にならない被害でも,両湾での合計は,上位となることもある.このような累積リスクを検討する際には,ハザードの同時生起頻度を適切に見積もることが鍵となり,広域的な復旧計画を策定するうえで非常に重要となる.本研究では,このような災害を引き起こす甚大外力の生起頻度を柔軟に扱える統計モデルを構築し,具体的な実例に対して解析し,対策につながる分析を行うことが5年間の目的である.理論的な枠組みとして,多変量ポアソン分布を基礎として,同じ暴風による同時に生起する外力の極値を扱う多変量極値GP分布の基礎理論を構築中である.2018年度は,1) 2変量の閾値を超える極値に対して,生起数についての相関係数に着目することにより,数学的には,2変量ポアソン分布と,2変量極値GP分布,ならびに2変量極値分布の相互関連を定式化した.2)適切な閾値の定め方についても,実例を用いて提示した.この方法は,流域全体の任意の2地点の降水量をペアワイズに2変量極値GP分布で従属性を検討できるmax. stable過程による統計解析に展開させる上で非常に重要となる.また,気象研究所で提供されている気候モデルによる大規模アンサンブルデータd4PDFを本研究で活用するにあたり,観測データの処理法と同じ扱いができるように,バイアス補正も組込んで地点データ化して,人口減少地域の洪水リスクの検討を試みた.d4PDFから降雨量のさまざまなサイズでの空間平均を用いた検討も行った.同時生起確率の評価に必要な多変量極値分布の基礎理論について,各地点に来襲する外力の極値の閾値を超過する生起数のデータを対象に既存の数学理論を順調に再構築中である(北野と志村).これは,生起率を母数に含む多変量ポアソン分布を基礎とする導出であり,既往の数学理論である多変量極値分布を,現実の来襲する外力の統計特性を把握する上で不可欠となるからである.その背景に,従来の多変量極値分布は,外力の極値の相関特性に対して,間接的な取扱いとなっていることがあり,現時点の再構築中の理論からも,そのことが明らかになった.また,今後の解析に必要となるd4PDFの降雨データをアメダス地点データと同じような扱いができるデータベースを構築できた(渡部).また, d4PDFを対象に流域平均雨量や継続時間を考慮した予備解析(田中茂信,田中耕司)やd4PDFのアンサンブル標本にもとづく統計解析を裏付けるためのベイズ統計手法を開発中である(上野と北野).気象分野をはじめとして,気象データやd4PDFの数値計算データに対して,分布関数を仮定したパラメトリックな解析手法よりも,特定の分布関数を用いないノンパラメトリックな手法が好まれる.次年度には,ノンパラメトリック手法をベースにした理論展開を行なう.(多変量)極値分布や一般化パレート分布のような分布関数そのものは使用しないものの,極値理論での知見を全く利用しないのではなくて,極値の漸近安定の条件(すなわち,生起頻度の比例性ならびに,その多変量版)のみを要請したノンパラメトリックな分析手法を構築することをメインに研究を推進する予定である.なお,その際には,土木分野の応用を見据えて,空間相関を的確に把握しないと解決できない実務上の問題に係る予備計算などを行う.また,ベイズ手法によるアプローチも準備する.なお,気候モデルの出力結果に対して高解像度化と同時にバイアス補正を行なう統計的ダウンスケールでは,一般に,多変量分布を用いた統計手法が行なわれているが,そこに,多変量極値分布を組込めるか,あるいは,ダウンスケールの結果の診断が可能かといった検討も行う予定である.100年に1度の高潮が来襲する際に,必ずしも高波も100年に1度の規模となるとは限らない.湾に流入する河川の出水規模の相関も同様である.また,伊勢湾と三河湾のように隣接する地域での高潮被害も,それぞれ単独の被害金額としては上位を占めるものでも,他方で被害がほとんど無い場合には,合計被害額にすると,上位に入らない.むしろ,単独では上位にならない被害でも,両湾での合計は,上位となることもある.このような累積リスクを検討する際には,ハザードの同時生起頻度を適切に見積もることが鍵となり,広域的な復旧計画を策定するうえで非常に重要となる.本研究では,このような災害を引き起こす甚大外力の生起頻度を柔軟に扱える統計モデルを構築し,具体的な実例に対して解析し,対策につながる分析を行うことが5年間の目的である.理論的な枠組みとして,多変量ポアソン分布を基礎として,同じ暴風による同時に生起する外力の極値を扱う多変量極値GP分布の基礎理論を構築中である.2018年度は,1) 2変量の閾値を超える極値に対して,生起数についての相関係数に着目することにより,数学的には,2変量ポアソン分布と,2変量極値GP分布,ならびに2変量極値分布の相互関連を定式化した.

2)適切な閾値の定め方についても,実例を用いて提示した.この方法は,流域全体の任意の2地点の降水量をペアワイズに2変量極値GP分布で従属性を検討できるmax. stable過程による統計解析に展開させる上で非常に重要となる.また,気象研究所で提供されている気候モデルによる大規模アンサンブルデータd4PDFを本研究で活用するにあたり,観測データの処理法と同じ扱いができるように,バイアス補正も組込んで地点データ化して,人口減少地域の洪水リスクの検討を試みた.d4PDFから降雨量のさまざまなサイズでの空間平均を用いた検討も行った.同時生起確率の評価に必要な多変量極値分布の基礎理論について,各地点に来襲する外力の極値の閾値を超過する生起数のデータを対象に既存の数学理論を順調に再構築中である(北野と志村).これは,生起率を母数に含む多変量ポアソン分布を基礎とする導出であり,既往の数学理論である多変量極値分布を,現実の来襲する外力の統計特性を把握する上で不可欠となるからである.その背景に,従来の多変量極値分布は,外力の極値の相関特性に対して,間接的な取扱いとなっていることがあり,現時点の再構築中の理論からも,そのことが明らかになった.また,今後の解析に必要となるd4PDFの降雨データをアメダス地点データと同じような扱いができるデータベースを構築できた(渡部).また, d4PDFを対象に流域平均雨量や継続時間を考慮した予備解析(田中茂信,田中耕司)やd4PDFのアンサンブル標本にもとづく統計解析を裏付けるためのベイズ統計手法を開発中である(上野と北野).気象分野をはじめとして,気象データやd4PDFの数値計算データに対して,分布関数を仮定したパラメトリックな解析手法よりも,特定の分布関数を用いないノンパラメトリックな手法が好まれる.次年度には,ノンパラメトリック手法をベースにした理論展開を行なう.(多変量)極値分布や一般化パレート分布のような分布関数そのものは使用しないものの,極値理論での知見を全く利用しないのではなくて,極値の漸近安定の条件(すなわち,生起頻度の比例性ならびに,その多変量版)のみを要請したノンパラメトリックな分析手法を構築することをメインに研究を推進する予定である.なお,その際には,土木分野の応用を見据えて,空間相関を的確に把握しないと解決できない実務上の問題に係る予備計算などを行う.また,ベイズ手法によるアプローチも準備する.なお,気候モデルの出力結果に対して高解像度化と同時にバイアス補正を行なう統計的ダウンスケールでは,一般に,多変量分布を用いた統計手法が行なわれているが,そこに,多変量極値分布を組込めるか,あるいは,ダウンスケールの結果の診断が可能かといった検討も行う予定である.
高解像度数値標高データを用いた世界の山地の地形計測と地形教材の開発

本研究は,高解像度のDEM(数値標高モデル)を用いて,山頂を抽出して,その周辺の起伏と傾斜を計測することによって,世界の山地の険しさを表現する地図を作成することを目的としている.使用するデータは,約30 mメッシュのDEMであり,対象範囲は,北緯60°南緯60°のすべての陸地および北緯60°以北の大陸である.山頂の定義は,ある半径の円内の中心点が,その円内で最も標高が高い場合に,その中心点を山頂とする,というものである.そして,その円内の最高点(中心点)と最低点との標高差を起伏とした.また,その円内の傾斜を30 mメッシュで算出して,その平均値を平均傾斜とした.半径は,1km, 10km, 100kmの3種類で演算することにした.これは,異なるスケールの地形を表すためである.初年度には,半径1kmおよび10kmで演算が完了して,そのうち,半径1kmの演算結果の分析を完了した.半径1kmで抽出した山頂に関する演算結果を分析したところ,起伏が1000 m以上と大起伏な山頂の多くは,環太平洋地域およびアルプスーヒマラヤ山系に分布することが示され,日本のような面積が狭い地域についても,地形の特徴を読み取ることができた.これは,小縮尺地図において,山頂という,点で地形を表すことが,有効であることを示す.ただし,世界の山頂数は極めて多いため,山頂の重なりが多い場合は,正確に読み取ることが困難な地域もあった.このような点の重複に関しては,今後,改善する必要がある.本研究は,山頂の抽出を3つのスケールで行うため,3段階で行う計画である.初年度には,第1段階である半径1 kmで抽出する山頂と,第2段階である半径10 kmで抽出する山頂に関する演算が完了した.また,第1段階の演算結果に関する分析を,ほぼ完了することができた.これは,当初予定していた進行状況よりもやや早めであり,概ね順調に進行していると言える.今後は,第2段階の演算結果の分析と,第3段階の演算を行う.第2段階の演算結果の分析方法は,第1段階の演算結果の分析とほぼ同じであり,扱うデータ量は,第1段階よりも第2段階の方が少なくなるため,問題なく分析を進められると考えられる.一方,最もスケールが大きい,半径100kmで抽出する山頂については,演算量が極めて大きくなるため,今のところ,どのくらいの時間がかかるか正確に見通せていない.このため,第3段階の演算を速やかに実行し始める予定である.本研究は,高解像度のDEM(数値標高モデル)を用いて,山頂を抽出して,その周辺の起伏と傾斜を計測することによって,世界の山地の険しさを表現する地図を作成することを目的としている.使用するデータは,約30 mメッシュのDEMであり,対象範囲は,北緯60°南緯60°のすべての陸地および北緯60°以北の大陸である.山頂の定義は,ある半径の円内の中心点が,その円内で最も標高が高い場合に,その中心点を山頂とする,というものである.そして,その円内の最高点(中心点)と最低点との標高差を起伏とした.また,その円内の傾斜を30 mメッシュで算出して,その平均値を平均傾斜とした.半径は,1km, 10km, 100kmの3種類で演算することにした.これは,異なるスケールの地形を表すためである.初年度には,半径1kmおよび10kmで演算が完了して,そのうち,半径1kmの演算結果の分析を完了した.半径1kmで抽出した山頂に関する演算結果を分析したところ,起伏が1000 m以上と大起伏な山頂の多くは,環太平洋地域およびアルプスーヒマラヤ山系に分布することが示され,日本のような面積が狭い地域についても,地形の特徴を読み取ることができた.これは,小縮尺地図において,山頂という,点で地形を表すことが,有効であることを示す.ただし,世界の山頂数は極めて多いため,山頂の重なりが多い場合は,正確に読み取ることが困難な地域もあった.このような点の重複に関しては,今後,改善する必要がある.本研究は,山頂の抽出を3つのスケールで行うため,3段階で行う計画である.初年度には,第1段階である半径1 kmで抽出する山頂と,第2段階である半径10 kmで抽出する山頂に関する演算が完了した.また,第1段階の演算結果に関する分析を,ほぼ完了することができた.これは,当初予定していた進行状況よりもやや早めであり,概ね順調に進行していると言える.今後は,第2段階の演算結果の分析と,第3段階の演算を行う.第2段階の演算結果の分析方法は,第1段階の演算結果の分析とほぼ同じであり,扱うデータ量は,第1段階よりも第2段階の方が少なくなるため,問題なく分析を進められると考えられる.一方,最もスケールが大きい,半径100kmで抽出する山頂については,演算量が極めて大きくなるため,今のところ,どのくらいの時間がかかるか正確に見通せていない.このため,第3段階の演算を速やかに実行し始める予定である.成果を発表した学会が,近隣で開催されたため,予定よりも旅費が少額で済んだ.このため,次年度使用額が発生した.当初の予定では,記憶装置を増強する予定であったが,演算に膨大な時間がかかっており,演算結果の分析を十分に行うことが困難な状況になっている.
環境応答としてのプロトンポンプの活性制御機構の解明

aサブユニットへの変異導入によるVoV1結合部位の同定生物が生存するためには、厳密なホメオスタシスの維持が重要で、これらの秩序を保つためにはエネルギーが必要である。エネルギーが欠乏する状態にさらされた時、細胞にはエネルギー消費を抑え必要なものを得ようとする飢餓応答が起こる。酵母では、この飢餓応答にV-ATPaseが重要な役割を果たしている。私は酵母のV-ATPaseを用いた解析から、aサブユニットが酵素の局在の決定と機能調節に関与している事を明らかにしてきた。その過程で、酵母のグルコース欠乏に対する応答としてV-ATPaseが不活性化される機構にもaサブユニットが関与する事を明らかにした。そこで、aサブユニットがどのようにVoV1の結合解離に関わっているのか、その作用機序を明らかにするため、aサブユニットにランダムに変異を導入し、VoV1の解離に影響を及ぼす残基を同定した。スクリーニングは、グルコース不在下でVoV1の解離がおこらないクローンを表現型で単離し、aサブユニットに変異がないか調べた。約1×10^4個の独立した酵母の細胞株をスクリーニングして、16の陽性クローンを得た。これらの陽性クローンのaサブユニットの遺伝子配列を調べたところ、5つのクローンのaサブユニット中に11のアミノ酸残基の変異を同定した。5つのクローンのグルコース非存在下のVIVoの解離を調べたところ、1つのクローンのみ解離しないことがわかった。このクローンには4つのアミノ酸変異が含まれていたため、部位特異的に変異導入して、VoV1解離に影響を与えるアミノ酸残基1残基を同定した。このアミノ酸残基は、多くの種およびアイソフォームを越えて保存されていた。一方、グルコース非存在下でもVoV1が解離しにくい酵母aサブユニットアイソフォームSTV1を始め、いくつかのアイソフォームでは、このアミノ酸残基が保存されていなかった。以上より、このアミノ酸残基が、種を超えVoV1の解離に関与し、V-ATPaseの主要な活性調節機構を構成していると考えている。(論文投稿準備中)生物が生存するためには、厳密なホメオスタシスの維持が重要で、これらの秩序を保つためにはエネルギーが必要である。酵母では、この飢餓応答にV-ATPaseが重要な役割を果たしている事が明らかになってきている。私は細胞の生育に必須であるV-ATPaseの酵母を用いた解析から、aサブユニットが酵素の局在の決定と機能調節に関与している事を明らかにしてきた。その過程で、酵母のグルコース欠乏に対する応答としてV-ATPaseが不活性化される機構にもaサブユニットが関与する事を明らかにしてきた。そこで、本研究では、酵母のV-ATPaseのサブユニットに変異を導入して、この酵素の局在の決定機構と飢餓応答における性質の変化の解析を行っている。本年度は、宿主細胞として用いる酵母のノックアウト株の構築と、アミノターミナル側にランダムに変異をもつaサブユニットを発現する発現プラスミドライブラリーを構築した。これらを使って、aサブユニットへのランダムな変異の導入により、V-ATPaseの局在が変化するものをスクリーニングした。現在20000クローンをスクリーニングして、約200のポジティブクローンを得た。これらについて、現在解析中である。1、aサブユニットへの変異導入にV1 Vo結合部分の同定細胞外のグルコースの有無による酵母V-ATPaseのV1Voの結合解離は、V-ATPaseの主要な活性調節機構で、私はこれが13あるサブユニットのうちaサブユニットによって調節されている可能性を見い出した。そこでaサブユニットがV1Voの解離に関与する機構を明らかにするため、aサブユニットにランダムに変異を導入し、新しく確立した方法を用いてスクリーニングした。約1X10^5個の独立した酵母の細胞株から、15のポジティブクローンを得た。これらのクローンのaサブユニットの遺伝子配列を調べたところ、7つのアミノ酸残基の変異を同定した。これらはN末のV1と相互作用する領域に存在しており、V1のサブユニットとの相互作用から役割を明らかにした。このアミノ酸残基のうち2つは種を越えて保存され、種を超えV1Voの解離に関与していると考えている。(論文投稿準備中)2、V1 Voの大量精製法の確立aサブユニットは、N末側C末側でそれぞれV1やVoの双方に結合し、ドメイン解離にも影響を及ぼしている。そこで、aサブユニットのN末側とC末側の部分を強制発現させ、安定して発現する細胞株を得た。現在、これらを含むV1やVoの大量精製法を部分的に確立することに成功し、V-ATPaseの結晶化による3次構造の解明を進めている。3、動物細胞での飢餓応答に対V-ATPase不活性化機構の存在の検討マウスのaサブユニットを酵母内で強制発現させ、安定して発現する細胞株を得た。現在マウスのすべてのサブユニットを酵母に発現させる系の構築を進めている。酵母では既にV-ATPaseを解析する系が確立しているため、マウスのaサブユニットを発現させた酵母を用い、V-ATPase解析やV1Vo解離の有無など調べ、この機構の普遍性を明らかにしようとしている。

エネルギーが欠乏する状態にさらされた時、細胞にはエネルギー消費を抑え必要なものを得ようとする飢餓応答が起こる。酵母では、この飢餓応答にV-ATPaseが重要な役割を果たしている。私は酵母のV-ATPaseを用いた解析から、aサブユニットが酵素の局在の決定と機能調節に関与している事を明らかにしてきた。その過程で、酵母のグルコース欠乏に対する応答としてV-ATPaseが不活性化される機構にもaサブユニットが関与する事を明らかにした。そこで、aサブユニットがどのようにVoV1の結合解離に関わっているのか、その作用機序を明らかにするため、aサブユニットにランダムに変異を導入し、VoV1の解離に影響を及ぼす残基を同定した。スクリーニングは、グルコース不在下でVoV1の解離がおこらないクローンを表現型で単離し、aサブユニットに変異がないか調べた。約1×10^4個の独立した酵母の細胞株をスクリーニングして、16の陽性クローンを得た。これらの陽性クローンのaサブユニットの遺伝子配列を調べたところ、5つのクローンのaサブユニット中に11のアミノ酸残基の変異を同定した。5つのクローンのグルコース非存在下のVIVoの解離を調べたところ、1つのクローンのみ解離しないことがわかった。このクローンには4つのアミノ酸変異が含まれていたため、部位特異的に変異導入して、VoV1解離に影響を与えるアミノ酸残基1残基を同定した。このアミノ酸残基は、多くの種およびアイソフォームを越えて保存されていた。一方、グルコース非存在下でもVoV1が解離しにくい酵母aサブユニットアイソフォームSTV1を始め、いくつかのアイソフォームでは、このアミノ酸残基が保存されていなかった。以上より、このアミノ酸残基が、種を超えVoV1の解離に関与し、V-ATPaseの主要な活性調節機構を構成していると考えている。(論文投稿準備中)
紡錘体チェックポイントによる染色体分配制御ネットワークの解明

細胞分裂期における染色体の均等な分配を制御する代表的な機構として、紡錘体チェックポイントが存在する。本研究では、ヒト細胞において紡錘体チェックポイントに関連する新規分子を同定し、それらの分子のネットワークによる染色体分配制御機構を解明することを目的とする。平成20年度には、紡錘体チェックポイントに関連する分子と結合する分子の同定を行った。まずFLAGタグのついた紡錘体チェックポイント関連分子を発現するヒト293細胞を樹立した。次にこれらの細胞の抽出液について、FLAGに対する抗体による免疫沈降を行い、紡錘体チェックポイント関連分子と結合している分子をマススペクトロメトリーにて同定した。このうち酵母の紡錘体チェックポイント分子であるMad2のヒトホモローグの1つであるMAD2L2と結合する新規分子として、C13orf8を同定した。解析の結果C13orf8は染色体および紡錘体に局在し、染色体分配に関与していることが示唆された。平成21年度には、平成20年度の成果をふまえ、C13orf8による染色体分配制御機構について詳細な解析を行った。その結果C13orf8をノックダウンした細胞では、細胞分裂期における染色体の赤道面への整列に異常が生じており、C13orf8がキネトコア-微小管結合に関与していることが示唆された。このような分子は、動物細胞でのより繊細な染色体分配制御機構に関連していることが予想され、その異常は染色体不安定性を引きおこし、がん化と関連している可能性がある。現在さらにC13orf8の機能解析を進めている。細胞分裂期における染色体の均等な分配は、遺伝情報の維持に必須である。そのため細胞には、染色体の安定な分配を制御するネットワークが存在し、その代表的な機構が紡錘体チェックポイントである。染色体の均等な分配には、複製された一対の染色体上のキネトコアが、互いに逆側のスピンドル極からの微小管と結合すること(双方向性結合)が必要である。紡錘体チェックポイントは、すべての染色体で双方向性結合が成立するまで分裂後期への移行を抑える機構であり、この機構は酵母から動物細胞に至るまでよく保存されている。しかし、紡錘体チェックポイントに関連する分子が酵母の生存には必須でないのに対し、これらの分子を欠損する動物細胞は生存できず、動物細胞ではより複雑な制御機構が存在すると考えられる。このような動物細胞特異的な機能の一因として、酵母には存在しない分子の関与が考えられる。平成20年度には、紡錘体チェックポイント分子であるMad2およびBub3に関して、各々と複合体を形成する分子を同定した。まずFLAGタグのついたMad2あるいはBub3を発現するヒト293細胞を樹立した。次にこれらの細胞の抽出液について、FLAGに対する抗体による免疫沈降を行い、Mad2あるいはBub3と結合している分子をマススペクトロメトリーにて同定した。その結果、紡錘体チェックポイントに関与する既知の分子に加えて新規分子が同定され、現在その機能解析を行っている。
日本神話の源流に関する研究とそのハイパーテキスト化

本年度は,本研究代表者に提出したとおりに,二つの研究テーマを設定した。その一つは,日本文化の起源を知る上で重要な神話要素などの,主に東アジア地域における空間分布図を体系的に蒐集した後,それらをWEB上にどのように公開するか,の研究であった。もう一つは,日本文化の研究に関する,主に欧米の研究者による研究成果やその動向を調査することであった。第1番目から報告すれば,幸いにもアメリカへの出張を許された機会に,これまで知ることの出来なかった欧米など世界各地で公表された。当該空間分布図を多数蒐集することが可能となった。日本や韓国・中国などの東アジアで公表されたものを合わせれば,その数は100を優に超えるものとなった。これらは考古学・民族学・民俗学などの研究成果であるが、それとともに時代的に空間分布図の変化までもが観察できるように,各研究者に提供できる試料となりつつある。これらは本研究の最終年度に,すべてWEB上で公開する予定である。なお共同研究者の岩佐昌あきは,中国各地に点在する少数民族が語り伝える神話の収集と,その分析に従事した。またもう一つの,「海外から見た日本文化の起源」研究であるが,欧米の研究の網羅的蒐集を試みた所,菅見の範囲では約60近くの関係論文が公表されている。言語をめぐる起源論争がその多くであるが,古くは1879年に発表されたAston. W. Gの論文から本年に至るまで,直接間接に当該研究課題に関連する論文が発表されてきている。そのListは本研究の最終年度に提出する。興味深いのは,日本人が何時成立したか,という疑問が繰り返し提出されていることである。そしてこれらの研究を通して新たに,今後,言語分布図に各種の民俗学的分布図を重ね合わせてみる,という着想を得たことである。これらの研究の総決算は,最終年度に報告することとしたい。
ウイルス感染に伴う宿主細胞膜上分子間相互作用の網羅的変動解析

細胞膜上分子間相互作用は、様々な生理現象に重要な役割を果たしていることが知られているが、ウイルス感染において宿主細胞にどのような細胞膜上分子間相互作用変化が起るかは知られていない。本研究ではEpstein-Barrウイルス感染ヒトB細胞を用いて、1)感染細胞にはThy1分子が過剰発現している事、2)Thy1の分子間相互作用は感染細胞と非感染細胞間で異なる事、3)他の細胞膜上分子の分子間相互作用については、感染細胞と非感染細胞間で異なる場合と異ならない場合がある事、を明らかにした。本研究ではヒト癌ウイルスであるEpstein-Barrウイルス(EBV)感染というイベントに伴って宿主細胞の細胞膜上分子間相互作用がどのような影響を受けるかを明らかにすることを目的とする。本年度は、まずEBV感染により発現レベルに変化が認められる宿主細胞膜上分子の分子間相互作用解析の研究を行った。第一にEBV感染B細胞株であるAkata細胞およびその細胞からEBVが脱離したAkata-細胞において各細胞間で遺伝子発現に差がある細胞膜上分子をDNAアレイを用いて解析した(理研、京大との共同研究)。その結果、これら細胞間においていくつかの細胞膜上分子の発現量が変化していた。中でも、GPIアンカー型細胞膜上分子であるThy-1(CD90)については、Akata-細胞と比較してAkata細胞において有意な発現上昇が見られたことから、EBVの感染に伴って発現上昇する分子である可能性が示唆された。Thy-1は通常T細胞マーカーとして使用される分子であり、B細胞由来の培養細胞であるAkata細胞において発現誘導が起ることは極めて興味深い。次に、DNAアレイの結果を追試する目的でAkata細胞およびAkata-細胞からtotal RNAを抽出しRT-PCRを行った。その結果、同様にAkata細胞ではAkata-細胞と比較して有意にThy-1のmRNAレベルの上昇が見られた。さらに抗Thy-1抗体を用いて各細胞膜上のThy-1のタンパク質レベルでの発現量をFACSで測定した。その結果、Akata細胞ではAkata-細胞と比較して約18倍細胞表面に発現していることが分かった。Thy-1は細胞内シグナル伝達機構のプラットフォームである脂質マイクロドメイン上にも存在することから、本年度研究結果より、EBVの感染によるThy-1の細胞膜への発現が脂質マイクロドメインを含む宿主細胞膜上分子間相互作用の変化を誘起し宿主細胞内シグナル伝達機構の変化を誘導する可能性が示唆された。従って、Thy-1が相互作用する細胞表面分子を我々が開発した細胞表面分子間相互作用生化学的可視化法(biochemical Visualization)を用いて解析中である。本研究ではヒト癌ウイルスであるEpstein-Barrウイルス(EBV)感染というイベントに伴って宿主細胞の細胞膜上分子間相互作用がどのような影響を受けるかを明らかにすることを目的としている。本年度は、1)昨年明らかにしたEBVの感染によるThy-1の細胞膜への過剰発現現象を基にThy-1の細胞膜への発現が脂質マイクロドメインを含む宿主細胞膜上分子間相互作用の変化を誘起する可能性、2) EBVの感染によるその他の分子間相互作用への影響について検討した。第一にThy-1が相互作用する細胞表面分子を我々が開発した細胞表面分子間相互作用生化学的可視化法(biochemical Visualization)を用いて特異的に標識し、抗体アレイにて網羅的同定を試みた。その結果、Receptor Tyrosine kinase抗体アレイ(R&D社製)を使用した解析では、i)MerおよびTie-2受容体がEBV非感染のAkata-細胞よりもEBV感染細胞のAkata細胞でよりThy1と強く相互作用していた、ii)逆にEphB1およびTrkB受容体に関しては、Akata細胞よりもAkata-細胞の方がThy1と強く相互作用する事が明らかになった。また、Immunoreceptor抗体アレイ(R&D社製)を用いて、同様の解析を行なったところ、Thy1とCD5およびTREM-2との相互作用がEBV感染の有無で影響を受けていることが判明した。次に、細胞接着に重要な分子であるbetal integrinと相互作用する分子を同様に解析するとTrkA及びEphB1との相互作用がEBV感染の有無で影響を受けていることが分かった。しかし、同じ条件で細胞膜表面分子ganglioside GM3の相互作用分子を解析した結果、Thy1およびbctal integrinの相互作用解析で見られたEBV感染による相互作用変化は観察されなかった。これらの結果から、EBV感染によって様々な宿主細胞膜上分子間相互作用が変化していることが明らかになった。特に、EBV感染により相互作用が減弱する分子群が存在することが明らかになり、EBVがこの現象を通じて宿主細胞のシグナル伝達系を抑制している可能性が示唆された。
レクチンを利用したプラーク形成に関与する口腔細菌のリセプターの検索

前年度、凝集活性を検索したレクチンの中で、多くの口腔細菌に活性を示したコンカナバリンA(ConA)を用いて菌体との相互作用を定量的に検討した。ConAはRI標識した[acetyl-【^3H】]ConAを用い、菌株はConAによって凝集したS.sanguis ST3,A.viscosusT14Vと対照して凝集しないS.mutansFA1を選んだ。[結果]1.両菌株とも結合量は低温(4°C)の方が少く、反応時間60分でプラトーに達した。2.作用させるConAの濃度を高くすると、菌体への結合量は増加した。しかし、FA1株はほとんど増加しなかった。3.培地の影響:S.mutansの血清型agの各株とST3株をBHI培地およびTodd Hewitt培地で培養して、ConAの結合量を比較した。B13(d)以外の7株はいずれもTHB培養の菌が多量のConAを結合した。これはTHBが天然に微量のスクロースを混在するとされており、生成したグルカン量の差が影響しているものと考えられる。4.菌体表層のリセプターの性状を知るため、菌体を種々の方法で処理し、凝集能の変化を調べた。ST3はデキストラナーゼおよび非イオン性界面活性剤の処理により凝集能を失った。これから菌体表層の糖質あるいは膜に関連した物質の関与が考えられる。T14Vは、この他にトリプシンや熱処理によっても失活したことから、タンパク質の介在も推定される。5.菌体と結合したConAはいかなる糖質によって溶離するかを調べたところ、グルコース,マンノースに加えてフルクトース,N-アセチルグルコサミンによっても高い割合で脱離した。以上の結果から、ConAの作用するリセプターに限定して考えても、S.sanguisとA.viscosusという菌種の相違によって、同様の凝集を示す菌でありながら全く異ったリセプターを有しており、菌の付着さらにプラーク形成の問題の複雑さ、多様性が明らかとなった。今後、菌体の側とレクチンの特異性の両面からさらに詳細な検討が必要であると考えられる。
イギリス18,19世紀の出版流通研究

この研究は表題にもあるように、18,19世紀のイギリスにおける出版流通ネットワークについて考察したものである。私の考えでは、この研究に当たって何よりも欠かすことのできないのが地方における新聞の発行とその流通の実態である。なぜならば、新聞の発行人は新聞を発行するだけではなく、新聞の流通と深くかかわっていたからである。かれらは複数のエイジェントと契約を結び、つぎにそのエイジェントはニューズボーイと契約を結ぶ。そしてニューズボーイが各家庭の読者に新聞をとどけたのである。これが地方の新聞の流通システムであり、ここで注目すべきことはこの流通システムをロンドンの出版者がうまく利用し彼等の出版物を地方に普及させたという点である。つぎに注目すべき点は、先に述べた新聞のエイジェントはそれぞれが同時にブックセラーであったということである。ブックセラーはもちろん本を売るのが商売の人間であるから、ロンドンの出版者のエイジェントになるのは当然のことといってよかろう。ところが、ここでもうひとつ興味深いのはブックセラーは同時に本の出版を兼ねていたという事実である。出版する出版物の数は少なかったが、かれらは本以外の印刷物、たとえばチャップブック、バラッド、アルマナック等の印刷でロンドンの出版者をしのぐ勢いであった。というのは、これらにたいする地方での需要が急速に増大するにつれて、ロンドンの出版者ではまかないきれなくなり、その気に乗じて地方の印刷業者がこの分野で勢いを増してきたのである。そのような地方のなかでもとくにチャップブック印刷で注目されたのがイギリス北部の文化都市ニューカースル・アポン・タインである。この町の重要性についてはつとに指摘されながら、最近に至るまで深く調査研究されることがなかった。その点私のこの研究によってわずかながらでもそのすがたが明らかになったとするなら望外の幸せである(ただしこれは今後に残された課題でもある)。忘れてはならないのは、地方の印刷業者の仕事はチャップブックやバラッドの印刷だけでなく、地方生活に欠かせない一過性の印刷物、たとえばビラ、ポスター、事務用の用紙等を手がけたことである。ともあれ、18世紀から19世紀にかけての地方出版は、依然としても出版の中心はロンドンにありながら、地方なしにはもはやロンドンの出版も成り立たず、両者は相互依存の関係を強めていった。そしてその中心にあって重要な機能をはたしたのが新聞発行人でありそのエイジェントであったことはさきに述べた通りである。本年度は夏休み中の4週間をオクスフォードで過ごし、もっぱらボドリアン・ライブラリーに通って文献の収集・調査にあたった。その成果はかなりあったと思う。滞在期間中に開催された学会にも参加し有益な情報を得ることができた。これは、The Jacobean Printed Book : Authors, Printers and Readersと称する学会で、私が強い関心を寄せている最近の「本の歴史」研究の一環をなすものであった。時代的には多少早いが私の研究に役立つ多くの知見を収集することができた。さいわいこの種の「本の歴史」研究の学会は年ごとに盛んになりつつある。

さて、オックスフォードで収集した資料の主なものは、私の研究課題と密接な関係のあるニューカースル・アポン・タインに関する文献である。まず、この町の歴史、生活、経済、文化など総論的なことから始めて、本題の出版産業、流通、読者等に関する資料を集めることを心がけ、十分とはいえないながらかなりの成果を得た。ただ、残念なのは肝心の出版や流通を扱った資料がなかなか入手困難なことであった。しかしこれは今後現地に赴き、図書館・資料館などに当たればかなりの程度補うことができるものと期待している。資料収集の過程で痛感したことはやはり北部の文化の拠点ニューカースル・アポン・タインの出版産業と流通の重要性である。この町は主としてバラッドやチャップブックを大量に刊行し、イングランドのみならずスコットランド各地に影響を与えた。その中心人物のひとりがこれら素朴な庶民の出版物に挿絵を添えたトマス・ビューイックであった。ビューイックの弟子はイギリス各地に広がり、ロンドンでは19世紀木版画隆盛の基礎をつくるのに重要な役割を果たした。こうしたことも含めて、今年度は18世紀出版産業と流通の概略を調査するの時間を使い、論文も数編発表した。来年度はこれらを発展させ、ニューカースルとその周辺の町の出版史上に占める位置を明らかにしたい。本年度は夏休みの6週間をオクスフォードで過ごし、ボドリアン・ライブラリーに通って文献の収集・調査にあたるとともに、イギリス北部の町ニューカースル・アポン・タインとその北に位置するアニックを訪問し、前者ではトマス・ビューイックの印刷工房のあった周辺をつぶさに見ることができ、昔の町並みがいまも残るアニックでは、さいわいこの地で印刷工房を営み本や新聞を発行したトマス・デイヴィッドソンの展示会がアニック城近くの小さな博物館で行われているのを知り、活字、チェース、手引き印刷機、印刷された新聞やビラ等、多くの貴重な展示物を見ることができた。今回のニューカースルとアニックの訪問では、これらの町を中心とするイギリス北部の出版と流通のすがたを実感として肌で感じることができ、貴重な体験であった。今年度の仕事として一定の成果をあげたのは、18世紀の出版流通を知る上で重要な鍵を握る出版物の奥付(コロフォン)の調査である。出版物の多くがロンドンを出版地とするのは自然だが、18世紀にはロンドンのほかに複数の出版地を持つ本が少なくなかった。そのようなばあい、奥付に印刷された地方の出版者はいったい何を意味し、どのような役割を果たしたのか。これを本の流通の面から考えるときわめて興味深い結果が見えてくる。イギリス北部の出版と流通を考える上でも大切な課題である。これと関連して、地方の読者はどのようにして出版の情報を知ったのかについて検討しておく必要がある。かれらの情報源は4つある。(1)ブックス・イン・プリント、(2)新聞の広告、(3)出版者のカタログ、(4)出版趣意書の4つである。
サブテラヘルツ波を用いたポジトロニウム超微細構造定数の精密測定

ポジトロニウムの超微細構造には、測定結果と理論の予言の間に3.9σの原因不明なずれがあり、このずれを検証するため強力なサブテラヘルツ光源を用いてオルソポジトロニウムとパラポジトロニウムのエネルギー差を直接測定する。この実験に必要となるジャイロトロン光源、ファブリー・ペロー共振器、ガウシアンモードコンバータおよび検出器シミュレーションの研究開発を行い、本測定を可能とする技術開発が完了した。本年度の計画は、ポジトロニウム超微細構造の直接測定に必要な共振器の開発が中心となっていた。共振器のミラーについては、金属の凹面鏡と金属メッシュの蒸着鏡の両方を数種類ずつ製作し、ジャイロトロンからの電磁波を用いて性能評価を行った。性能評価のためには共振器長をコントロールし共鳴ピークの幅を測定する必要があり、ピエゾステージを用いたコントロールシステムを間発し、共鳴ピークの測定に成功した。超微細構造順位間の直接遷移の測定のためには、共振器のQ値およびカップリングの強さが重要となる。このうちQ値については、理想的な値には届いていないものの最低限必要な値を上回る測定結果が得られた。また、カップリングについては所定の性能がまだ得られていないが、共振器からの反射を測定することによりカップリングを求める手法がほぼ確立し、共振器パラメータとカップリングの関係についても知見が得られている。これらにより、平成21年度前半に必要な共振器の本製作を行い、超微細構造の順位間遷移の直接観測を行える見通しが立ったと言える。また、ジャイロトロンについては直接遷移の測定に十分なパワーおよび周波数が得られた。周波数の保変調については、正確な超微細構造の測定を行うためにはジャイロトロンの改良が必要となるが、これは平成21年度に取り組む予定となっている。直接遷移の本測定のための線源およびγ線検出器のセットアップについても検討をはじめており、平成21年度にポジトロニウム超微細構造の直接測定を行うための準備が進んでいる。前年度までの研究により、メッシュミラーと銅凹面ミラーを用いたファブリー・ペロー共振器の基本的な動作が確認された。本年度は本実験で使用するためのメッシュパラメータの最適化および測定システムの最適化を主に推進した。共振器のパワー蓄積を最大化するには、共振器のフィネスを最大化するとともに共振モードに結合するパワーの割合(カップリング)も最大化しなければならない。前年度の研究ではフィネスは期待値に近い値が得られていたが、カップリングは本実験で使用するには不十分であった。共振モードに結合するのは内部共振モードと同じ形状で共振器に入射するパワー成分のみなので、光源の入射パワーのモード形状を共振モードのそれに近づける必要がある。共振モードはガウスビームなので、ジャイロトロンからTE03モードで出射される203GHz電磁波を擬ガウシアンモードに変換するモードコンバータの製作・試験を行った。基本的な動作は確認され、少なくとも50%以上がガウシアンモードに変換できることが確認できた。また、メッシュパラメータの最適化もカップリング・フィネス向上のため必要であり、このための電磁場シミュレーションを行い、パラメータの最適化を行った。フィネスに関してはいくつかのパラメータの試作メッシュにより予想性能が確認できた。測定システムについてはGeant4を用いたモンテカルロシミュレーションを行い、コリメータや測定器の配置の最適化を行った。目標の共振器性能が達成できれば超微細遷移を観測可能であるという結果が得られた。
Hedgehog/Patchedシグナル系による形態形成機構の解析

Hedgehog-Patched-Gliシグナル伝達系は、中枢神経系のパターン形成、肢芽形成、皮膚や毛嚢等様々な組織器官形成に重要な役割を果たし、同時に、そのシグナル伝達の異常が多くのがんの原因にもなっている。我々は分泌因子Hedgehogの眼および肢芽形成に対する影響を研究する過程で、膜受容体patched遺伝子を2種類単離した。このことを端緒にエフェクターとしてのHedgehog研究および核内伝達シグナルとしてのGli研究それぞれを結び付け、当該シグナル伝達系の解析研究を推進してきた。さらに本研究の過程で、転写制御遺伝子Tbx群およびタンパク分解酵素遺伝子群が両生類初期胚の形態形成、器官再生にどのように関わるかを検討した。世界に先駆けて、イモリ、アフリカツメガエル、マウスに2種のpatched遺伝子が存在することを報告できたことはpatched遺伝子研究だけでなく当該シグナル伝達系の解析研究全体を強力に推進できた。さらにTbx遺伝子群、プロテアーゼ遺伝子群もまたHedgehog-Patched-Gliシグナル伝達系の影響を受けると同時に本シグナル系の制御に関わることが強く示唆された。今後Hedgehog-Patched-Gliシグナル伝達系、Tbx遺伝子群、プロテアーゼ遺伝子群の形態形成機構への寄与を総括的に解析するために、トランスジェニックカエル作成技術、エレクトロポレーション法による両生類初期胚および再生肢芽への遺伝子導入技術を適応して研究をさらに展開する基盤を確立できた。本年度研究計画事項である、1)Hedgehog(Hh)およびPatched(Ptc)遺伝子群の時間的空間的発現パターン解析、2)両遺伝子群の胚内強制発現による形態形成への影響、3)機能領域改変遺伝子導入による胚発生異常の検討、4)Ptc遺伝子の転写制御領域解析について、以下に述べる。1.当初予定の2遺伝子群に加え細胞内シグナル伝達遺伝子であるGli遺伝子3種類の時間的空間的発現パターンを胚および肢芽形成期で解析した。その発現様式は、初期胚でsonic Hhを囲むようにPtc2、その周囲にPtc1が発現し、Ptc2とGli1が相同のパターンを示した。肢芽形成では軟骨形成に関わるbanded HhとPtc2が相対的な発現を示すという興味深い結果を得た。2.3種類のHhを強制発現させた場合、3者共にPtc2発現領域拡大など同様の効果を示し、本実験系では3種類のHhに機能上の差は見いだせなかった。2種のPtc遺伝子強制発現に関しては神経系、上皮系組織の異常を含め現在検討中である。3.HhおよびPtc遺伝子群について、変異発現コンストラクト作成し初期胚で発現させることはまだ実施していない。しかし、Tbox遺伝子群を対象に、転写抑制配列の付加、ホルモン誘導型改変遺伝子作成など実績を積みつつあるので、当初の目的を近い将来達成できると考えている。4.2種類のPtc転写制御領域についてGFPレポーター遺伝子を融合したコンストラクトを作成し、トランスジェニックカエルを用いて解析した。その結果、両遺伝子の正常胚での発現制御を反映すること、Gli結合領域および特異な保存領域の存在が確認された。以上の研究に加え、本シグナル伝達系を含め広く形態形成の転写制御に関わっているTbox遺伝子群、さらに原腸陥入運動やアポトーシスに関わると予想される蛋白質分解酵素群に関し、新規遺伝子約5種の単離・構造および発現解析を行っている。

世界に先駆けて、イモリ、アフリカツメガエル、マウスに2種のpatched遺伝子が存在することを報告できたことはpatched遺伝子研究だけでなく当該シグナル伝達系の解析研究全体を強力に推進できた。さらにTbx遺伝子群、プロテアーゼ遺伝子群もまたHedgehog-Patched-Gliシグナル伝達系の影響を受けると同時に本シグナル系の制御に関わることが強く示唆された。今後Hedgehog-Patched-Gliシグナル伝達系、Tbx遺伝子群、プロテアーゼ遺伝子群の形態形成機構への寄与を総括的に解析するために、トランスジェニックカエル作成技術、エレクトロポレーション法による両生類初期胚および再生肢芽への遺伝子導入技術を適応して研究をさらに展開する基盤を確立できた。