hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミクログリア極性分子スイッチとしてのプロテアーゼ反応に着目した疼痛炎症病態の制御

野性型マウス脳から単離したミクログリアでは脳損傷に伴ってM1様傷害性分子の発現が増大したが、カテプシンBあるいはE欠損マウス脳から単離したミクログリアでの発現は認められなかった。一方、M2様保護性分子の発現ピークは野性型マウスと比較しカテプシンBあるいはE欠損マウスのミクログリアでは早期に認められた。さらにNF-kBはミクログリアのリソソーム分画存在下で活性化され、このNF-kB活性化はカテプシンBあるいはE阻害剤により有意に抑制された。以上の結果より、活性化ミクログリアにおいてカテプシンEならびにBはNF-kBを持続的に活性化し、傷害性M1に転換する分子スイッチとして働く可能性が示唆された。本研究ではカテプシン群がミクログリアの傷害性(M1)あるいは保護性(M2)の二極性を決定する「分子スイッチ」として働く可能性を明らかにする。具体的には、1IκBα分解・NF-κB活性化におけるカテプシンBの役割の解析、ならびに2低酸素/脳虚血ならびに炎症性疼痛モデルを用い、カテプシンB欠損マウスにおけるミクログリア極性転換の解析を行い、ミクログリア極性「分子スイッチ」としてのカテプシンBの役割について解析を行った。脳炎症モデルとして低酸素/脳虚血の負荷をかけた野性型マウスでは、海馬に重度の神経傷害が生じていること、神経傷害に先行して海馬に集積したミクログリアにカテプシンBが増大することが明らかになった。一方、カテプシンB欠損マウスでは神経傷害が有意に軽減していた。低酸素/脳虚血を負荷した野性型マウスの海馬より経時的に単離したミクログリアでは、M1様分子(iNOS, TNF-α, IL-1β)の持続的発現とともにM2様分子(arginase-1, IL-4, IL-10)の一過性発現が認められた。ところが、カテプシンB欠損マウスの海馬より単離したミクログリアでは、M2様分子の早期からの一過性発現のみが認められた。培養系における脳虚血モデルである低酸素/低グルコースを負荷すると、培養ミクログリアにおいてオートファジーが誘導され、オートファジーの実行因子であるカテプシンBは、普段は転写因子NF-κBに結合することで不活性化させている抑制因子IκBαを分解し、転写因子NF-κBの核内移行を促進することで傷害性分子の遺伝子転写を誘導した。炎症性疼痛モデルの野性型マウスの脊髄においても、M1様分子の持続的増加が認められた。しかし、炎症性疼痛に対して抵抗性を示すカテプシンB欠損マウスの脊髄ではM1様分子の有意な増大は認められず、M2様分子は有意に増加していた。本研究ではカテプシン群が炎症疼痛において脊髄ミクログリアの傷害性(M1)あるいは保護性(M2)の二極性を決定する「分子スイッチ」として働く可能性を明らかにする。具体的には、1IκBα分解・NF-κB活性化を誘導するカテプシンの同定、2ミクログリア極性モニタリングマウス創出によるミクログリア極性転換の生体イメージング解析、さらに3遺伝子欠損マウスならびに特異的阻害剤を用い、ミクログリア極性「分子スイッチ」としてのカテプシン群を標的とした疼痛炎症に対する創薬の可能性の検討を行う。カテプシンE、B、HならびにS欠損マウスを用いた疼痛に関する行動解析により、カテプシンB欠損マウスが中枢性に炎症性疼痛に対して有意に抵抗性を示すことが明らかとなった。さらに培養ミクログリアを用いた解析により、カテプシンBは普段は転写因子NF-κBに結合することで不活性化させている抑制因子IκBαを分解し、転写因子NF-κBの核内移行を促進することでM1に関連した傷害性分子の遺伝子転写を誘導することが明らかとなった。以上の結果より、炎症疼痛において増大した脊髄ミクログリアにおけるカテプシンBが保護性(M2)から傷害性(M1)への「分子スイッチ」として働く可能性が強く示唆された。平成28年度はミクログリアの産生するカテプシン群の疼痛炎症における役割についての解析を行った。これまでの解析の結果、野性型と比較してカテプシンB欠損マウスは中枢性(脊髄)に炎症性疼痛に対して有意な抵抗性を示したが、神経障害性疼痛に対しては有意な差を示さなかった(Sun et al., J Neurosci 32, 11330-11342, 2012)。一方、カテプシンS欠損マウスは中枢性(脊髄)に神経障害性疼痛ならびに炎症性疼痛に対して特に慢性期において有意な抵抗性示した(Zhang et al., J Neurosci 34, 3013-3022, 2014)。本年度はまずカテプシンH欠損マウスならびにカテプシンE欠損マウスを用い、カテプシンHならびにカテプシンEの解析を行った。その結果、カテプシンH欠損マウスは末梢性に疼痛過敏を示すことが明らかとなった。また、カテプシンEは末梢性に神経障害性疼痛に対して有意な抵抗性示すことが分かった。これらの結果よりカテプシンBが炎症疼痛において脊髄ミクログリアの保護性(M2)から傷害性(M1)への「分子スイッチ」として働く可能性が強く示唆された。そこで次にCre-Loxpシステムを用いミクログリア特異的なカテプシンB欠損マウスを作成することとした。しかし、先行実験として行ったカテプシンDのfloxマウスとNestin-Creマウスをかけ合わせニューロン

特異的にカテプシンDを欠損させたマウスにおいて、ニューロンに依然としてカテプシンDが検出された。これは周囲の細胞から産生分泌されたプロカテプシンDが細胞表面のマンノース6リン酸受容体を介してニューロン内に取り込まれ、リソソームに運ばれて成熟型のカテプシンDに変換したと考えられる。この結果は現時点では細胞特異的にカテプシンを欠損させることは技術的に困難であることを示唆している。カテプシン群がミクログリアの傷害性(M1)あるいは保護性(M2)の二極性を決定する「分子スイッチ」として働く可能性を検討した。(1)ミクログリアの極性「分子スイッチ」としてのカテプシンの役割に関する解析:炎症性脳病態モデルにおいて野性型ならびにカテプシン群欠損マウス脳から単離したミクログリアを用い、極性マーカー遺伝子に関する定量的RT-PCRを行った。その結果、野性型マウス脳から単離したミクログリアではオートファジーに伴ってM1様分子(iNOS、TNF-αならびにIL-1β)の発現は増大したが、カテプシンBあるいはカテプシンE欠損マウス脳から単離したミクログリアでは発現は認められなかった。一方、M2様分子(arginase1、IL-4ならびにIL-10)の発現は野性型マウス脳から単離したミクログリアでは48時間をピークに増大したが、カテプシンBあるいはカテプシンE欠損マウス脳から単離したミクログリアでは12時間をピークに発現増大が認められた。(2)オートファジー系プロテアーゼ反応によりNF-κB活性化に関与するカテプシンの解析:ミクログリアのリソソーム分画存在下でリコンビナントIκBαをインキューベートした結果、時間依存的にリコンビナントIκBα分解が観察された。さらにIκBαの分解はペプスタチンA(カテプシンE阻害剤)あるいはCA-074Me(カテプシンB阻害剤)により有意に抑制された。(3)ミクログリア特異的なカテプシン群欠損マウスを作成するにカテプシン群のfloxマウスとCX3CR1-Creマウスをかけ合わせるだけでは不十分で、さらに細胞膜に発現するマンノース6-リン酸受容体を阻害する必要があると考えられる。以上の結果より、オートファジー系プロテアーゼ反応によりカテプシンEならびびカテスシンBのIκBα分解を介してNF-κBが活性化する可能性が示唆された。野性型マウス脳から単離したミクログリアでは脳損傷に伴ってM1様傷害性分子の発現が増大したが、カテプシンBあるいはE欠損マウス脳から単離したミクログリアでの発現は認められなかった。一方、M2様保護性分子の発現ピークは野性型マウスと比較しカテプシンBあるいはE欠損マウスのミクログリアでは早期に認められた。さらにNF-kBはミクログリアのリソソーム分画存在下で活性化され、このNF-kB活性化はカテプシンBあるいはE阻害剤により有意に抑制された。以上の結果より、活性化ミクログリアにおいてカテプシンEならびにBはNF-kBを持続的に活性化し、傷害性M1に転換する分子スイッチとして働く可能性が示唆された。脳炎症において増大したカテプシンBがミクログリアの保護性(M2)から傷害性(M1への「分子スイッチ」として働く可能性が強く示唆された。しかし、カテプシンBはニューロンならびにグリア細胞に広く分布しているため、このことを直接的に証明するはミクログリア特異的にカテプシンBの発現を欠損あるいは低下させたマウスの作成が不可欠と考えられる。そこで、以下の3つの手法を用いて検討を行う。2レンチウイルスを用いたミクログリア特異的なカテプシンB siRNAの導入
パラレルワイヤ駆動機構の解析・評価・設計・制御システム

本研究は、ワイヤ、形状記憶合金、ゴム人工筋等のように引張力のみが発生できる駆動伝達要素(ワイヤと総称する)により構成される多自由度機構(パラレルワイヤ駆動機構と呼ぶ)を取り上げ、機構学的および力学的特性ならびに制御性に優れた機構の開発を可能とすることを目的としている。本年度の研究においては、7本のワイヤを並列に配置した6自由度空間パラレルワイヤ駆動機構を取り上げ、まず、各ワイヤの長さ・張力およびサーボ剛性と出力の変位・力・剛性の関係を明らかにするために、順運動学解析および静力学解析のシステムを構築した。次に、機構の寸法(ワイヤ取付位置)と出力筋ポーズが与えられた場合に、各ワイヤから出力筋への引張力の伝達特性を定量的に評価するための指標を提案し、提案指標の数値と出力筋付加に対するワイヤ張力の大きさの関係を具体的に調べたところ、提案指標とワイヤ張力の間には強い相関があることが確認され、提案指標の力伝達特性の評価指数としての有効性を確認した。そして、作業領域、精度、力、剛性等に関する設計仕様に適合する最適なパラレルワイヤ駆動機構の寸法諸元および駆動源諸元を決定するための設計システムを開発した。以上の研究成果に基づき、パラレルワイヤ駆動機構を操作者にスポーツの擬似源諸元を決定するための力覚提示デバイスに適用するための機構総合を行うとともに駆動源の諸元を具体的に決定し、試作を行うとともに力覚提示デバイスとしての基本的な制御系を構築し、パラレルワイヤ駆動機構としての基本特性と力覚提示デバイスとしての基本特性を把握するための実験を行い、検討を加えた。
工場における非財務情報の利用に関する比較研究

工場における非財務情報の利用状況について、その実態を調査し、統計的な分析を行う前段階として、欧米文献における管理会計に関連する実証的な研究について概観を行った。さらに、過去における類似する研究を参照しながら、研究課題に関連して、アンケート調査を実施した。その結果、非財務情報の利用が進んでいること、革新的な管理会計技法との関連が強いことなどが発見できた。平成18年度は研究課題についてどのような問題点および解決すべき課題が含まれるのかを明らかにするために、過去に行われたアンケート調査に基づいた研究に関して文献の収集・精査を実施した。このことにより、非財務情報の具体的な内容、関連する管理会社技法等を明らかにすることができた。そして、調査研究上の概念的なフレームワークを確定した後に、パイロットテストを、アンケート用紙を持参して訪問調査を行う予定であるが、これらの文献の収集・精査によりこれらの準備が可能となった。このことにより、質問項目の妥当性、質問の意図が回答者に伝わっているのか、また質問が企業の実態に即しているものかどうか、などのチェックを行った上で、問題があれば修正を行うという準備が完了したことになる。さらに研究課題に関する理論的・概念的フレームワークを構築について一定の方向性を見いだすことが出来た。これらの知見については、本年度は成果を講評するに至らなかったが、次年度の早い段階で公刊をする予定である。また、外国での共同研究者は、海外での調査、特にアンケート調査を行う際に、日本からの郵送費用が莫大になること、またアンケート調査の返信用の郵送料を当方で負担することが、困難なことから、アンケート調査の郵送・返信の拠点として、協力を依頼することとなっているが、カリフォルニア大学ロサンゼルス校のSandford Jacoby教授と打ち合わせを数度にわたって実施し、研究の協力に関して内諾を得られた。次年度の研究に向けた体制が整備されたことになった。本年度は、研究課題に関する実証的な研究を行うための準備段階として、非財務情報の利用についての実態調査や、過去の実証研究に関する国内外の文献の収集・渉猟を行った。その結果として、国内ではバランス・スコアカートの導入を前提とした、非財務情報の利用に関する実態調査が行われているが、ごく一部にすぎないこと。また、この領域に関するレビュー論文も作成されているが、そこからも、これらの領域の研究が特に、日本においては十分に蓄積されていないことが明らかなった。これらのことから、実証的な研究の役割が、非財務1青報の利用に関する研究において、比較的大きいことが判明した。そこで、研究課題に関する実証研究を行う前提として、管理会計研究全般における実証的な研究の研究動向を調査した。特に欧米文献における、実証的な管理会計研究の動向について、外国雑誌に掲載されたレビュー論文に基づいて、検討を行った。その成果の一部は、拙稿「外国雑誌における実証的な管理会計研究の検討」『同志社商学』第59巻第3・4号、として公表を行った。これらの検討からは、特に郵送質問票を活用したデータ収集では、回収率の減少により、データの信頼性が低下していることや、回収率の低下に歯止めが、かからないなど、方法論自体の限界が指摘されている。したがって、実証的な方法論を用いる際には、これらの問題点をどのように克服するのかが、課題となっている。もちろん、大量サンプルデータによる実証的な研究を否定するということではないが、実施に当たっては、様々な課題を克服しなければならないことが、明らかとなった。次年度以降は、本年度明らかになった課題に注意しながら、実証的な研究を行うこととしたい。平成20年度は研究課題についてどのような問題点および解決すべき課題が含まれるのかをより具体的に明らかにした。そのための製造企業(工場)を対象としたアンケート調査として、研究代表者が短期の在外研究先として滞在した南カリフォルニアに所在する製造企業約300社を対象としたアンケート調査を実施した。アンケートでは、企業環境、競争の状況、非財務情報の具体的な内容、関連する管理会計技法の利用状況等を質問した。このことにより、非財務情報の利用と企業環境、さらに、非財務情報の利用と管理会計技法との関連性を明らかにすることを目的とした。さらに、フォローアップの観点から、数社の在米日系企業に対してアンケート用紙を持参して訪問調査を実施した。このことにより、質問項目の妥当性、質問の意図が回答者に伝わっているのか、また、質問が企業の実態に即しているものかどうか、などのチェックを同時に行うことも可能となった。ただし、アンケートの回収率が極端に低かったために、統計的な処理が実施可能かどうか、仮説検証を行えるかどうかをさらに検討する必要が生じた。このため、当初予定をしていた統計的な処理による仮説検証型の分析を延期して、代替的な検証方法を検討することとした。このため、当初計画していた研究成果の公表予定を変更せざるをえなかった。したがって、本年度中の研究成果は、筆者が参加した研究プロジェクトにおいて、本研究テーマと関連のあるものに限定されることとなった。
アカトンボの体色と色覚の進化

アカトンボ(トンボ科アカネ属)は、日本のトンボの中で桁違いに種数が多く、体色や斑紋に著しい多様性がある。昨年度までに、トンボは色覚に関わるオプシン遺伝子が著しく多様化していることや、アカトンボに近縁なチョウトンボで、翅色多型と強い相関がみられる遺伝子を発見していた。2018年度は、ゲノム解析とゲノムPCRによってチョウトンボの複数個体で原因遺伝子周辺の遺伝子解析を行った。その結果、原因遺伝子座には、相同染色体間に著しい多型が存在すること、翅色と完全に連鎖する遺伝子は1種類のみであることが確認された。また、翅色多型の原因遺伝子は、これを保持する個体は雌雄ともに幼虫、成虫を通して翅特異的に発現することが確認された。さらに、メスではエレクトロポレーションを併用したRNAiによって、翅の表現型が変化することが確認された。また、翅色の色素分析とRNAseq解析の結果、翅色と強い相関のあるメラニン色素の種類およびメラニン合成遺伝子の概要が明らかになった。アカトンボの仲間は、翅に特徴的な模様のある種が存在するが、模様を切り分けたRNAseq解析によって、模様の形成と関連のある遺伝子も複数同定することに成功した。さらに、一部の種では、成熟に伴って体表にワックスを分泌し紫外線反射が見られるようになるが、これらの種では色覚に関わるオプシン遺伝子の解析および複眼の分光感度も、成熟に伴い紫外線周辺が有意に変化することが確認された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。アカトンボ(トンボ科アカネ属)は、日本のトンボの中では桁違いに種数が多く、体色や斑紋に著しい多様性がみられる。一方で、トンボの体色や色覚の進化に関わる分子機構は、現時点で全く解明されていない。平成26年度は、アキアカネを中心としたトンボの色覚の分子基盤に関して、電気生理学的手法、組織学的手法、および次世代シークエンサーを用いたオプシン遺伝子の網羅的解析を用いて解析を進めた。その結果、アキアカネなどトンボ科では20種ものオプシン遺伝子が存在すること、各オプシン遺伝子は幼虫と成虫および成虫複眼の背側と腹側で全く異なる発現パターンを示すこと、オプシン遺伝子の発現と対応するように複眼背側では紫外線から短波長領域を主に認識するのに対して、複眼腹側では紫外線から長波長までの幅広い領域を認識できることが明らかになった。さらに、トンボ11科12種で解析を進めた結果、1133種のオプシン遺伝子が同定され、種ごとに遺伝子レパートリーが多様化していることが確認された。このような極端なオプシン遺伝子の多様性は、動物の色覚進化を考えるうえでの新知見であり、2015年にPNAS誌で発表した。2014年度に、アキアカネでは色覚に関わるオプシン遺伝子が20種類も存在すること、トンボの種間でオプシン遺伝子に著しい多様性が存在することが確認された。2015年度には、アキアカネの雌雄や成熟度によって分光感度やオプシン遺伝子の発現が変化するかを解析し、双方ともにオスの背側で有意な変化が見られることを明らかにした。また、アカネ属の種間で、体色と関連の見られた遺伝子の発現およびアミノ酸配列を比較したところ、赤みの強さと相関のある遺伝子を発見することができた。今年度の当初の計画通り、雌雄や成熟過程における色覚遺伝子の変化を解析することができた。また体色に関わる遺伝子に関しても一定の進捗が見られた。昨年度までに、アキアカネでは色覚に関わるオプシン遺伝子が20種類も存在すること、トンボの種間でオプシン遺伝子に著しい多様性が存在することが確認された。2016年度は体色に関連する遺伝子をRNAseqで網羅的に解析したところ、アカトンボに近縁なチョウトンボにおいて、翅色多型と強い相関のある遺伝子を1種類同定することに成功した。そこで、先進ゲノム支援課題に申請を行い、チョウトンボの翅色多型間でゲノム配列の解析を進めた結果、この遺伝子は特定の翅色型のゲノムにのみ存在することが明らかになった。一方で、トンボでは遺伝子の機能解析系が報告されていなかったが、予備的にRNAiを試みたところ、siRNAやdsRNAの投与のみではほとんど影響が見られないことが確認された。そこで、最近チョウ目昆虫で開発されたエレクトロポレーション法を併用する系を、ハッチョウトンボを用いて着色に関わるlaccase2遺伝子をターゲットに試みたところ、局所的に着色阻害が生じることが確認され、エレクトロポレーションを併用することでトンボでもRNAiによる機能阻害が可能であることを見出し、論文発表を行った(Okude et al., 2017)この手法を用いて、今回得られた翅色多型の候補遺伝子の機能阻害を行ったところ、翅色と斑紋パターンに影響が見られたことから、この遺伝子が翅色多型の直接の原因遺伝子であることが示唆された。トンボの体色多型に関して、RNAseqおよびゲノム解析から、当初の予想を上回り、原因遺伝子をほぼ特定することに成功した。また色覚の多様性に関しても、ゲノム解析によって遺伝子クラスター構造が明らかになるなど、非常に順調に解析が進んでいる。

アカトンボ(トンボ科アカネ属)は、日本のトンボの中で桁違いに種数が多く、体色や斑紋に著しい多様性がある。昨年度までに、トンボは色覚に関わるオプシン遺伝子が著しく多様化していることや、アカトンボに近縁なチョウトンボで、翅色多型と強い相関がみられる遺伝子を発見していた。2017年度は、2016年度に引き続き先進ゲノム支援課題に申請を行い、追加で2個体のゲノム解析を行った。さらに、複数個体で原因遺伝子周辺の遺伝子解析を行った。その結果、原因遺伝子座には、相同染色体間に著しい多型が存在することが確認された。さらに、幼虫および成虫の各組織からRNAを抽出して網羅的な遺伝子発現解析を行った結果、翅色多型の原因遺伝子は、幼虫、成虫を通して翅特異的に発現することが確認された。この遺伝子の有無を他のトンボ類でも網羅的に調査した結果、近縁種のベッコウチョウトンボに存在することが確認され、興味深いことにこの種では斑紋多型には関与していないことが示唆された。また、翅色形成に関わる分子基盤を網羅的に調べた結果、翅の斑紋と強い相関の見られる色素合成遺伝子や機能未知遺伝子が複数確認された。さらに、色覚に関わるオプシン遺伝子が、幼虫から成虫にかけての変態に伴い、段階的に発現が変化することが確認された。アカネ属の中には、翅に顕著な斑紋が見られる種がいるが、同様に模様ごとにRNAseq解析を行った結果、斑紋と強い相関のある遺伝子を複数見出すことに成功した。トンボの体色多型について、比較ゲノム解析から、原因遺伝子が想像以上に複雑な遺伝子構造をとっていることが明らかになった。また大規模なRNAseq解析から、時期・組織・斑紋特異的な遺伝子を多数同定することに成功したなど、非常に順調に解析が進んでいる。2018年度は、ゲノム解析とゲノムPCRによってチョウトンボの複数個体で原因遺伝子周辺の遺伝子解析を行った。その結果、原因遺伝子座には、相同染色体間に著しい多型が存在すること、翅色と完全に連鎖する遺伝子は1種類のみであることが確認された。また、翅色多型の原因遺伝子は、これを保持する個体は雌雄ともに幼虫、成虫を通して翅特異的に発現することが確認された。さらに、メスではエレクトロポレーションを併用したRNAiによって、翅の表現型が変化することが確認された。また、翅色の色素分析とRNAseq解析の結果、翅色と強い相関のあるメラニン色素の種類およびメラニン合成遺伝子の概要が明らかになった。アカトンボの仲間は、翅に特徴的な模様のある種が存在するが、模様を切り分けたRNAseq解析によって、模様の形成と関連のある遺伝子も複数同定することに成功した。さらに、一部の種では、成熟に伴って体表にワックスを分泌し紫外線反射が見られるようになるが、これらの種では色覚に関わるオプシン遺伝子の解析および複眼の分光感度も、成熟に伴い紫外線周辺が有意に変化することが確認された。
ヨウ化サマリウムを用いるラジカル環化反応および脱酸素官能基化反応の開発

ヨウ化サマリウムによる芳香族ハライドの還元は対応するラジカルを与える。このラジカルを分子内の適当な位置にある二重結合あるいは三重結合で捕捉するラジカル環化反応を行った。オルト位に種々の置換様式のアリルオキシ基、アリルアミノ基、プロパルギルオキシ基およびプロパルギルアミノ基を有する芳香族ブロミドをHMPA存在下ヨウ化サマリウムで処理すると、室温数時間以内に反応は終了し対応する複数環化合物を好収率で与えた。従来のラジカル環化法と比べて本法の特長は、ラジカルの発生において臭化物を使えること、加熱の必要がないこと、また、過剰還元が起こらないので還元剤の濃度を問題にする必要がないなどの点であろう。一方、α-アセトキシ、α-メトキシ、α-OTHPおよびα-ヒドロキシエステルの脱酸素官能基化をヨウ化サマリウムを用いる電子移動反応により達成した。本変換にはHMPAの添加が不可欠であった。ジアステレオマー混合物であるα-OTHPエステルの還元では、異性体間で反応速度に大きな差があることがわかったが、このことは本電子移動反応では基質がサマリウムに配位することが重要であること、別の見方をすれば、サマリウムによる立体異性体識別が可能であることをを示しており興味深い。本反応は添加剤の影響を非常に大きく受けるため、逆にこれを適切に選択することにより反応を微妙に制御することができる。添加剤としてエチレングリコールを用いることによって、天然型酒石酸エステルの水酸基の一方のみを選択的に還元し、非天然型リンゴ酸エステルに導く一段階高収率変換法を初めて開発した。室温、ほぼ中性条件下進行し、好収率を与える本脱酸素官能基化法は、これまで有効な方法がなかったエステルのα位の脱酸素化反応の一般法として、有機合成上、大変有用であると思われる。なお、上記の成果は欧文速報誌に投稿予定および現在投稿中である。
リアルタイム震災制御のための実時間条件付き震動予測法

地震動の定常性を仮定して、時空間場における地震動を多次元自己回帰過程で表現し、この過程の係数を場に規定された相互相関関数を用いて求めた。そして時空間場を離散化された状態推移方程式で表わし、観測点では厳密に観測波形に一致する地震波の推定法を開発した。この手法によれば、観測点で観測された現時刻以前の時刻歴のみから未観測点での地震動を遂次推定することができる。地震動の遂次推定のために必要となる時空間場の確率的特性(相互相関関数)を観測地震記録を用いて同定するための手法を開発した。地震動を規定している時空間場の状態推移方程式を相互相関関数の関数として表わし、カルマンフィルタのアルゴリズムを使って観測値を取り入れながら相互相関関数を時々刻々と修正することによって状態方程式の同定を試みた。時々刻々と同定される状態方程式から時空間場の遷移行列が時間の関数として決定できるので、遷移行列の固有値や固有ベクトルの時間的変動が波動の伝播特性や観測アレーが展開している地域の地盤特性とどの様な関係を有しているかを詳細に検討し、遷移行列の非定常特性のモデル化の可能性を模索した。観測された地震記録を最小位相推移関数と全域通過関数とに分離し、各々に対する時空間場の状態推移方程式を同定した。同定された遷移行列の非定常特性を詳細に解析しその物理的な背景を明確にするとともに、そのモデル化について検討を加えた。
版情報を取り込んだプログラミング言語の研究

本研究では版をモジュールとして扱う関数型およびオブジェクト指向プログラミング言語を設計し,処理系(コンパイラと実行ライブラリ)を開発し,事例研究によって有効性を示す.令和元年度には版をモジュール単位として持つ基本的な言語とその処理系を作り,事例研究を通して,版の衝突問題が解決されることを示す.令和二年度と三年度には版をまたがる関数やデータ構造のために必要な多相性(版多相)の研究を行う.版多相は基本的な言語とその処理系を拡張する形で導入し,事例研究を通して版多相の有用性を示す.本研究では版をモジュールとして扱う関数型およびオブジェクト指向プログラミング言語を設計し,処理系(コンパイラと実行ライブラリ)を開発し,事例研究によって有効性を示す.令和元年度には版をモジュール単位として持つ基本的な言語とその処理系を作り,事例研究を通して,版の衝突問題が解決されることを示す.令和二年度と三年度には版をまたがる関数やデータ構造のために必要な多相性(版多相)の研究を行う.版多相は基本的な言語とその処理系を拡張する形で導入し,事例研究を通して版多相の有用性を示す.
近代イギリスにおける刑罰制度の転回ー監獄体制の誕生期を中心としてー

本年度の計画としては、(1).イギリスを中心とした欧米諸国の刑罰史関係文献・資料を収集すると共に、各国の刑罰が、どのような政治的・経済的・社会的状況の下で生まれ変遷していったのかという点をもあわせて把握するために、各国の政治史・経済史・社会史関係の文献・資料を収集すること、(2).収集した文献・資料を翻訳・整理した上で、欧米諸国の刑罰史の流れを、政治・経済・社会史という広い観点でとらえ、とりわけイギリスの刑罰史が他の国々にどのような影響を与え、あるいは、どのような影響を受けてきたのかということを明確にしつつ、イギリスでの監獄体制の誕生とその後の転回の様子を概観すること、(3).本年度の研究成果を、本学の専門雑誌である「比較法雑誌」に掲載すること、の三点を予定していた。まず、(1)については、Crime and Punishment in England 1850ー1922.30巻、British Journal of Delinquency.26巻を始め、刑罰史関係の内外の基本的文献・資料を本年度科研費より購入し、(2)については、本研究代表者の主催する、中央大学犯罪学研究会の定例会(本年度は、昭和63年2月3日、同年3月26日、同年4月22日、同年5月13日、同年7月20日、同年9月30日、平成元年1月20日の7回)、および、昭和63年8月初旬に実施された夏期合宿において、(1)で収集した文献・資料の翻訳を順次発表し、その内容を検討することによって、イギリスでの監獄体制の誕生と転回を明確にしようとする作業を行った。そして、(3)については、平成元年4月30日〓切の「比較法雑誌」23巻2号分に、本年度の研究成果を発表するべく、現在、論文を執筆中である。
トランスジーン組込み部位に特徴的なDNA構造の解析と高頻度組換えベクターの開発

形質転換体の報告例は多いが、外来遺伝子の組込機構や組込を促進するDNA因子の研究は少ないのが現状である。申請者はパーティクルガン法により得られた、トランスジェニック培養細胞のいわゆるジャンクション配列を決定したところ、そのホストゲノム側の配列はS/MARと呼ばれる核ゲノムDNAと核マトリックスとの結合(会合)に関与する特殊な配列であることを見いだした。さらに、この配列の一部を組み込んだベクターを作り、導入したところ形質転換細胞の収量が大幅に増えた。この結果から、高頻度組み換えベクターを開発する手がかりが得られた。以下に本研究で得られた成果の概要を示す。1)タバコ培養細胞のジャンクション領域の507bpのゲノム塩基配列をTJ1と命名し、このDNA配列の諸性質について調べた。TJ1は、ポリアクリルアミド電気泳動法(4°Cと70°C)より湾曲構造をとっていることが予想され、タバコ培養細胞核骨格との結合実験の結果、TJ1は核骨格と特異的に結合し、SARであることが確認された。2)このTJ1をpCaMVNEOプラスミドのCaMV 35S pro-nptII-nos ter発現カセットの両端に挿入したpTJ1NEOプラスミドを構築し、このプラスミドを外来遺伝子としてBY-2にパーティクルガン法によって遺伝子導入したところ、pCaMVNEOと比較して形質転換効率で約10倍の上昇が、nptII遺伝子1コピーあたりの遺伝子発現量は約5倍の上昇が認められた。3)pARK22を遺伝子導入したシロイヌナズナ形質転換体2株、pCHを導入遺伝子したシロイヌナズナ形質転換体1株について、合計9箇所の外来遺伝子組込みジャンクション領域(1.85.4kbp)をクローニングし、塩基配列を決定した。9箇所のジャンクション領域の中で8箇所はAT含量が59%以上を示し、A-Box、T-Box、TopII-Boxなど核骨格結合領域(SAR)に検出されるコンセンサス配列が高頻度に検出された。また、核骨格との結合実験の結果、すべてのジャンクション領域において核骨格と特異的な結合性を示し、S/MARであることが確認された。形質転換植物の報告例は多いが、組み込まれたトランスジーンの発現制御を促すシスエレメントや組み込み自体に影響を及ぼすシスエレメントの研究例は少ない。申請者らはパーティクルガン法で得た形質転換細胞のトランスジーンが組み込まれたホスト植物染色体DNA近辺すなわちジャンクション領域の徹底的な構造解析を進める中で、ジャンクション部分のホスト側DNAはいわゆるNuclear Scaffold Attachment Region (S/MAR)と呼ばれるシスエレメントであることを初めて見いだし、この成果を手がかりにこの様なジャンクションS/MARがトランスジーンの組み込み自体に影響を及ぼすとの作業仮説のもとに研究を進めてきた。本年度は次の成果を挙げた。1)従来のタバコ培養細胞に加えて、シロイヌナズナ植物の形質転換個体3系統のジャンクション部位の塩基配列解析を進め、その結果、シロイヌナズナ植物のジャンクション領域のホスト側DNAもS/MARを持っていることを初めて明らかにした。2)タバコ細胞の他の形質転換系統でのジャンクションS/MARライブラリーの作成について研究し問題点を解明、解決した。3)シスエレメントがExpression効率またはIntegration効率に及ぼす効果を明確に区別する目的で、GUS遺伝子を用いた選択培地を用いない形質転換細胞検出システムの構築について系統的に問題点を研究した。

このシステムはまもなく完成し、これまでに得られているDNA断片やS/MAR配列の組み込みに対する効果を系統的に研究し、組み込みを促進するベクターの開発を成功させる計画である。本研究はパーティクルガン法により得られた、トランスジェニック培養細胞や同植物のゲノムDNAにおける外来遺伝子組込部位近傍のDNA塩基配列を決定し、その構造的特徴を解析すると共に、組込部位近傍のゲノムDNA断片を利用した高頻度組み換えベクターを開発することを目的とする。本年度は、以下の成果を挙げた。1)タバコ培養細胞のジャンクション領域の中で507bpのゲノム塩基配列をTJ1と命名し、このDNA配列の諸性質について調べた。TJ1は、ポリアクリルアミド電気泳動法(4°Cと70°C)より湾曲構造をとっていることが予想され、タバコ培養細胞核骨格との結合実験の結果、TJ1は核骨格と特異的に結合し、SARであることが確認された。2)このTJ1をpCaMVNEOプラスミドのCaMV 35S pro-nptII-noster発現カセットの両端に挿入したpTJ1NEOプラスミドを構築し、このプラスミドを外来遺伝子としてBY-2にパーティクルガン法によって遺伝子導入したところ、pCaMVNEOと比較して形質転換効率で約10倍の上昇が、nptII遺伝子1コピーあたりの遺伝子発現量は約5倍の上昇が認められた。3)pARK22を遺伝子導入したシロイヌナズナ形質転換体2株、pCHを導入遺伝子したシロイヌナズナ形質転換体1株について、合計9箇所の外来遺伝子組込みジャンクション領域(1.85.4kbp)をクローニングし、塩基配列を決定した。その結果、9箇所のジャンクション領域の中で8箇所はAT含量が59%以上を示し、A-Box、T-Box、TopII-Boxなど核骨格結合領域(SAR)に検出されるコンセンサス配列が高頻度に検出された。また、核骨格との結合実験の結果、すべてのジャンクション領域において核骨格と特異的な結合性を示し、SARであることが確認された。
酸化ストレスによるＤＮＡ脱メチル化酵素の発現誘導メカニズムの解明

本研究では、近年DNAの能動的脱メチル化に関与することが報告された酵素が、酸化ストレスに対しどの様な発現変動を示し、発現誘導された酵素がDNAの脱メチル化に関与するか検討を行った。その結果、酸化ストレス剤であるパラコートがDNA脱メチル化に関与するAidの発現を強く誘導することが明らかになった。また、Aidを過剰発現させた細胞を解析した結果、数種類の遺伝子の発現誘導が認められたことから、これらの遺伝子の活性化にDNAの脱メチル化が関与していることが示唆された。DNAのメチル化異常を含めたエピジェネテッィクな因子による遺伝子発現の変化が、様々な疾患に関与することが近年報告されている。しかし、DNAメチル化異常誘発のメカニズムについては未だ不明な点が多く、特にDNAの脱メチル化機構については十分に理解されていない。そこで本研究では、近年能動的脱メチル化に関与することが報告されたDNA脱メチル化酵素が酸化ストレスに対しどの様な発現変動を示し、発現誘導された酵素が実際にDNAの脱メチル化に関与するか否か明らかにすることを目的とする。これまでに酸化ストレス剤であるパラコートをマウス肝臓由来のHepa1c1c7細胞に曝露すると、能動的脱メチル化に関与することが報告されているAidの発現を強く誘導することが明らかになった。そこで今年度は、Aidを過剰発現させた細胞及びパラコート曝露によりAidの発現が誘導された細胞の遺伝子発現解析をマイクロアレイにより行った。その結果、Aidを過剰発現させた細胞及びパラコート曝露によりAidの発現が誘導された細胞に共通した12遺伝子の発現誘導が認められた。このことから、今回遺伝子発現の活性化が認められた12遺伝子が、酸化ストレス剤であるパラコートにより発現誘導されたAidによるDNA脱メチル化の影響を受けている可能性が考えられた。今後、これらの遺伝子のDNAメチル化状態を詳細に解析することで、酸化ストレスがDNAの脱メチル化に及ぼす影響について明らかにされることが期待される。近年、DNAのメチル化異常を含めたエピジェネテッィクな因子による遺伝子発現の変化が、様々な疾患と関連することが報告されている。これまでの解析の結果、酸化ストレス剤であるパラコートをマウス肝臓由来細胞であるHepa1c1c7細胞に曝露することで、能動的脱メチル化に関与することが報告されているApobec1やAidの発現を強く誘導することが明らかになった。一方、Tet2及びTet3の発現誘導はAidやApobec1に比べ弱かったが、増加傾向が認められた。そこで、パラコート曝露によるDNAメチル化への影響を検討した結果、ゲノムワイドなDNAメチル化の指標とされるLINE1の発現がパラコート曝露により有意に増加し、LINE1のプロモーター領域のメチル化が低下傾向にあることがバイサルファイトシークエンスの結果明らかになった。以上のことから、パラコート曝露により能動的脱メチル化に関与するAid及びApobec1の発現誘導とLINE1のDNA低メチル化が同時に生ずることが明らかになった。今後、Aid及びApobec1の発現誘導が実際にDNAの低メチル化に関与するか否か検討を行う予定である。当初、目的としていた酸化ストレスによるTetの発現解析に関しては、酸化ストレス剤やNrf2シグナルを活性化すると考えられる物質を曝露し検討を行ったが、顕著なTetの発現誘導条件が得られず、当初予定していたTetの発現誘導メカニズムの解析が行えなかった。一方で、Tetファミリーと同様に能動的脱メチル化に関与することが報告されているAid及びApobec1の遺伝子発現が、酸化ストレスを持続的に生ずるパラコート曝露により顕著に増加することが明らかになった。また、ゲノムワイドなDNAメチル化の指標であるLINE1の有意な発現増加が認められ、パラコート曝露によるDNAの脱メチル化を示唆する結果が得られた。以上のことから、当初の予定とは若干異なったが、酸化ストレスによるDNA脱メチル化機構の活性化を示唆する結果がこれまでに得られている。平成24年度までの検討でパラコート曝露によりAidやApobec1が発現誘導されることが明らかになった。そこで、平成25年度は発現誘導が認められたDNA脱メチル化酵素が実際にDNAの脱メチル化に関与するか否か以下の点を中心に解析を行い、その機能を明らかにすることを目的とする。また、当初予定したTetファミリーの発現解析についても引き続き検討を行い、安定した条件が得られた場合、以下の解析を同様に行う。1)LINE、Alu配列のメチル化解析:がんで見られるゲノム全体の低メチル化は、通常メチル化されているゲノム上に散在する反復配列であるLINE

およびAluなどのレトロトランスポゾンの繰り返し配列が脱メチル化されることが大きく関与すると考えられている。そこで、DNA脱メチル化酵素の発現がこれらの反復配列のメチル化に影響するかバイサルファイトPCR等を用い明らかにする。2)グローバルなDNAメチル化解析:DNA脱メチル化に関与する酵素の発現を誘導する化学物質に曝露した細胞、及びDNA脱メチル化酵素を過剰発現させた細胞において、グローバルなDNAのメチル化が低下するか、LC-ESI/MSを用いた5meCの精密測定を行う。また、5meCの脱メチル化過程で生ずると考えられる5hmeCの測定をELISA法等で行い、5hmeC量への影響を検討する。3)DNA脱メチル化酵素の標的遺伝子の同定:発現誘導が認められたDNA脱メチル化酵素をノックダウンまたは過剰発現させた細胞を用いたマイクロアレイ解析により、DNA脱メチル化酵素により発現制御される遺伝子の同定を試みる。また、同定された遺伝子のプロモーター領域のメチル化状態をバイサルファイトシーケンスにより解析する。これらの結果を基に、酸化ストレスによるDNA脱メチル化酵素の発現誘導メカニズム及びDNA脱メチル化酵素の機能について明らかにする。平成24年度、酸化ストレス剤やNrf2シグナルを活性化する物質によるTetファミリーの活性化を試みたが、Tetファミリーの発現を強く誘導する条件が得られなかった。その為、当初予定していたTetファミリーの発現誘導メカニズムの解析に使用する予定の研究費が平成25年度に持ち越された。持ち越された研究費は、引き続きTetファミリーの発現誘導条件の検討に用いる予定である。
コラーゲンペプチド摂取による機能性メカニズム解明システムの開発

本研究により新規の線維芽細胞増殖促進効果のある食事由来コラーゲンペプチドHyp-Glyを見いだすことができた。さらにマウス皮膚より遊走してきた線維芽細胞は、ペプチドトランスポーターPEPT-1,2を発現しているが、継代により急激にその発現が減少することを見いだした。これらの知見は初代培養線維芽細胞が継代細胞よりもコラーゲンペプチドの細胞増殖促進活性を受けやすいこととの関係が示唆される。研究計画に記載したフエニルイソチオシアネートによるプレラベル誘導化を行うことにより、従来の逆相HPLCでは分離が出来なかった親水性のHyp-Glyが主要な食事由来コラーゲンペプチドの一部であることを明らかにした。さらにこれまで同定した主要な食事由来コラーゲンペプチドであるPro-HypとHyp-Glyを用いて、培養マウス皮膚から遊走してきた線維芽細胞の数を計測するin vitro試験系を作成した。本系ではFBS無添加でも内因性のPDGF,FGFの分泌が認められた。さらに遊走してきた線維芽細胞の数はPro-Hyp等の添加により有意に上昇した。過剰の、FBSの添加では遊走してきた線維芽細胞がプラスチックプレート上で速やかに増殖したため有意な差は認められなかった。さらに初代線維芽細胞はコラーゲンゲル上では増殖因子の存在下でも増殖が止まるが、この培養系にPro-Hypを添加すると線維芽細胞の増殖が容量依存的に増加することを見いだした。また、線維芽細胞の遊走には影響せず、増殖を止めるマイトマイシンAの添加によるPro-Hypの効果は消失した。これらの結果から、コラーゲン線維上では成長因子の存在下でも増殖が止まっている線維芽細胞をコラーゲンペプチド摂取後にヒトの末梢血に存在するPro-Hypが増殖を開始させ、その結果皮膚から遊走してきたしてきた線維芽細胞数を上昇させたと考えられる。この現象は傷の修復の初期段階での傷への線維芽細胞の遊走をPro-Hypが促進する可能性を示唆し、食事由来のPro-Hypが線維芽細胞の増殖を促進することで傷の修復を促進し、皮膚の状態を改善すると考えることができる。20年度の研究により確立したコラーゲンゲル上でのマウス初代線維芽細胞を用いた細胞培養系で、新たに主要な食事由来ヒト血中コラーゲンペプチドとして見いだしたHyp-Glyがコラーゲンゲル上で線維芽細胞増殖促進効果があることを見いだした。この活性はすでに線維芽細胞増殖効果を見いだしていたPro-Hypより顕著であった。またPro-Hypに比べHyp-Glyの血中での濃度は被験者による差が大きく、被験者によるコラーゲンペプチドの効果の差にHyp-Glyの吸収の差が関係していることが示唆された。さらに、マウス皮膚から遊走してきた線維芽細胞とコラーゲナーゼ消化した皮膚から回収された線維芽細胞ではコラーゲンペプチドの増殖促進効果が異なることを見いだした。この結果は遊走線維芽細胞と、皮膚に留まっていた線維芽細胞の性質に差があり、分化程度、分裂回数の違いが、コラーゲンペプチドに対する応答に影響することを示唆する。さらに両線維芽細胞ではペプチドの輸送担体であるPEPT1の発現量が異なることを見いだした。一方、アミノ酸輸送担体の発現には殆ど差が認められなかった。これらの知見は両線維芽細胞はペプチド輸送担体の発現の差によりコラーゲンペプチドに対する増殖応答が異なり、コラーゲンペプチドの作用部位が細胞内であることを示唆する結果である。20-21年度の研究で従来見いだされていたPro-Hypの他にHyp-Gly等の食事由来コラーゲンペプチドがヒト抹消血中に存在する事を見いだした。またHyp-Glyは初代培養マウス皮膚線維芽細胞のコラーゲン上での増殖を促進する事も見いだした。22年度は、これらのコラーゲンペプチドの増殖促進効果が初代培養線維芽細胞の方が経代した細胞より顕著である事の理由の解明を試みた。まず、マウスの皮膚から遊走してきた初代培養線維芽細胞をプラスチックプレート上で経代した線維芽細胞のペプチドトランスポーターの発現をcDNAを調製後、real time PCR法によって評価した。その結果、アミノ酸の取り込みも行う、PHT1はいずれの細胞でも発現に大差はなかったが、ジ、トリペプチドの特異的なトランスポーターであるPEPT1、PEPT2は初代培養系でのみ有意な発見が認められ、経代によって急激に発見が減少する事を認めた。このペプチドトランスポーターの発現の差がコラーゲンペプチドへの応答の差に関係する事が示唆された。次いで、初代培養線維芽細胞が培養条件下でPro-Hypの取り込みを検討した。培地にPro-Hypを加えると、プラスチック上での培養細胞の抽出液には有意な量のPro-Hypが検出され、細胞中にPro-Hypが取り込まれる事が明らかとなった。その抽出液を塩酸加水分解すると、Hyp, Pro以外の未同定のアミノ酸が遊離してきた。この結果はPro-Hypがペプチドのまま、さらに代謝を受けている可能性を示唆する。

この代謝が線維芽細胞への作用に関係する可能性があるため、現在新たに細胞中で生じたペプチドの同定を行っている。さらに、コラーゲンゲル上の線維芽細胞へのコラーゲンペプチドの取り込みについても現在検討している
高圧下微小破壊音測定実験によるスラブ内地震発生メカニズムの解明

本年度では、前年度に引き続きスラブ内浅部の温度圧力条件下(1-3 GPa, 500-1000°C)における含水ダナイト(カンラン石多結晶体)及び含水ハルツバーガイト(カンラン石+斜方輝石多結晶体)の変形実験をSPring-8にて行った。その結果、いずれの場合でも系に水性流体が存在することによって、微小破壊音(AE)をほとんど発生せずに断層形成に至ることが明らかとなった。なお、高圧下にて試料を取り囲む圧力媒体からは水性流体の有無に関わらずAEの発生が確認された。一方、水性流体を含まない(排水状態の)試料では、半脆性流動の進行とともにAEが発生し、断層形成に至ることが確認された。以上の結果より、水性流体が排水されていない状態ではAEの発生を伴わない断層すべり(サイレント地震)が起きると結論できる。微細組織観察の結果、断層沿いのガウジはサブミクロンのカンラン石(+斜方輝石)粒子と含水鉱物(ブルーサイトまたはタルク)から形成されていることが明らかとなった。間隙水圧による断層アスペリティーの低下やガウジにおける含水鉱物の存在が、AE発生を伴わない断層すべりの発生と関連しているのかもしれない。ダナイトの結果は、国際誌(Contrib. Mineral. Petrol)に掲載されたほか、ハルツバーガイトの結果を現在国際誌へ投稿準備中である。また本年度では、スラブ深部条件下の温度圧力条件下(13-17 GPa, 800-1000°C)にてカンラン岩の一軸圧縮試験をSPring-8にて行った。カンラン石からワズレアイトへの相転移が進行しやすい高温高圧の条件では、相転移に伴う細粒化が試料全体に均質に進行するために、試料全体が軟化し断層形成に至らなかった。一方、13GPa程度の相転移が進行しにくい条件下では断層形成に至り、かつ多数のAEを発生する(深発地震に相当)場合があることが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度では、本研究で検証する稍深発・深発地震発生メカニズムの仮説を実験的に検証するのに必要となる“マイクロAE測定システム"の開発を行った。当システムでは、従来よりも微小破壊音(AE)の信号/バックグラウンド強度比(所謂S/N比)を改善することにより、震源位置決定における誤差を向上させることを目指している。そのために、以下3つの作業をおこなった。1ヘッドアンプ対応型信号増幅システムの構築:ヘッドアンプ対応型プリアンプ及び電磁式同軸ケーブル切り替えスイッチの2種からなる増幅システムの構築・立ち上げを行った。本年度までに当システムが動作することを確認した。2ヘッドアンプ搭載型AEセンサの動作確認:ヘッドアンプ及びプリアンプからなる2重の信号増幅システムによって、2-4 MHzの周波数の信号が40dB程度に増幅されることを確認した。3高圧下で発生したAEの測定テスト:D-DIA型変形装置を用いて石英ビーズ試料から発生するAEの測定実験を行った。同様の実験にて、従来のシステムで検出可能であったAEイベントが2000件程度であったのに対し、当システムでは8000件以上のAEイベントを検出することに成功した。このことは、これまでに検出できなかったような微弱なAEイベントが検出可能になったことを意味する。また、従来のAE測定システムを用いて、スラブ内浅部の温度圧力条件下(1-3 GPa, 600-1100°C)におけるカンラン岩の変形実験をSPring-8にて行った。一定以上の歪速度(1E-4 /s)にて、試料の変形に伴ってAEが発生することが確認されたほか、最終的には断層を形成して破断に至るという半脆性挙動が確認された。断層形成の際には局所的な温度上昇(断熱不安定)が重要な役割を果たしていることが回収試料の組織観察から確認された。本年度において、マイクロAE測定システムを構成する機器類の導入を全て完了した上、D-DIA型変形装置と組み合わせて高圧下でのAE測定のテスト実験を行える状態にまでシステムを組み上げることに成功した。また、そのシステムが正常に動作することを確認できた意義は大きいと考える。また、次年度(平成29年度)に行う予定であったスラブ浅部条件下でのカンラン岩の変形実験を前倒しして行い、かつ断層形成と断熱不安定性に密接な関係があることを見出したことは、稍深発地震発生の素過程を解明することに直接結びついているため、意義が大きいものと考える。なお、この成果は国際誌にて公表するために現在取りまとめを行っている最中である。なお、マイクロAE測定システムの動作確認が終了したものの、当初の目標であるミクロンオーダーの震源位置決定精度を達成するためには、測定に用いる信号の周波数の最適化や震源位置決定のためのプログラムの改良が必要不可欠である。これらについては次年度以降に残された課題となっている。本年度では、スラブ内浅部の温度圧力条件下(1-3 GPa, 500-1000°C)における含水ダナイト(カンラン石多結晶体)及び含水ハルツバーガイト(カンラン石+斜方輝石多結晶体)の変形実験をSPring-8にて行った。変形中の試料中より発生する微小破壊音(AE)は、これまで開発してきたマイクロAE測定システムを用いて測定を行った。

その結果、含水ダナイトでは系に水性流体が存在することによって、見かけの定常クリープ強度が大幅に低下したものの、カンラン石中に溶存する水の量に対するクリープ強度の依存性は見出されなかった。また、900°C以下の水に飽和した条件下では、変形中に多数のAEが測定されたことから、半脆性流動が支配的であったことが明らかとなった。一方、試料破断の際の断層すべり速度は水に飽和した条件下では不飽和な条件下と比べていずれも1ケタ程度遅いことが明らかとなった。これは、水性流体は断層形成やすべりを促進するわけではないことを意味している。また、含水ダナイトの破壊はGoetze則(差応力が封圧を越えた場合にのみ断層形成が可能)を満足したため、天然の差応力下(0.3 GPa以下)で含水ダナイトが破壊するのは難しいと推定される。以上の結果は、国際誌への投稿論文として取りまとめつつある。上記と同様に、含水ハルツバーガイトでも系に水性流体が存在することによって、見かけの定常クリープ強度が大幅に低下した。また断層すべり速度は水に飽和した条件下では不飽和な条件下と比べて1ケタ程度遅い結果となった。しかし含水ハルツバーガイトの破壊はGoetze則に従わず、0.3GPa程度の低い応力下でも断層形成に至るといった予想外の結果が得られた。これは、天然の差応力下でも含水ハルツバーガイトにて断層形成に至りうることを意味している。この結果については、現在のところ国際誌へ投稿準備中である。本年度において、計画していた「スラブ浅部中部条件下でのカンラン岩の一軸圧縮試験」が概ね完了し、含水ダナイトに関する結果が国際誌への投稿論文として取りまとめつつあるほか、含水ハルツバーガイトに関しても投稿準備中である。そのため、次年度(平成30年度)に行う予定である「スラブ深部条件下でのカンラン岩の一軸圧縮試験」が予定通り行える見通しとなっている。そのため、計画は概ね順調に進行していると評価できる。また、主に昨年度までに得た成果がNature Geoscience誌にて公表され(Ohuchi et al., 2017 Nature Geo.)、産経新聞、日本経済新聞、時事通信、日刊工業新聞、テレビ愛媛や愛媛新聞などによって報道されるといった大きな成果を得た。また本研究に関連し、マントル内の地震波物性に関するレビュー論文がNature誌(Irifune & Ohuchi, 2018 Nature)掲載されるといった、予想外の成果が得られた。この成果も含めると、本年度の達成度は極めて高いと評価できる。本年度では、前年度に引き続きスラブ内浅部の温度圧力条件下(1-3 GPa, 500-1000°C)における含水ダナイト(カンラン石多結晶体)及び含水ハルツバーガイト(カンラン石+斜方輝石多結晶体)の変形実験をSPring-8にて行った。その結果、いずれの場合でも系に水性流体が存在することによって、微小破壊音(AE)をほとんど発生せずに断層形成に至ることが明らかとなった。なお、高圧下にて試料を取り囲む圧力媒体からは水性流体の有無に関わらずAEの発生が確認された。一方、水性流体を含まない(排水状態の)試料では、半脆性流動の進行とともにAEが発生し、断層形成に至ることが確認された。以上の結果より、水性流体が排水されていない状態ではAEの発生を伴わない断層すべり(サイレント地震)が起きると結論できる。