hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長周期ミランコビッチサイクルに伴う炭素循環動態の解読

国内外の深海層や陸成層の地質調査と化学分析、および数値計算を基に、中生代の天文学的周期が気候変化を介して全球の大陸風化や炭素循環に影響していたことを明らかにしました。天文学的周期の影響が増幅した原因として、当時存在した超大陸パンゲアで発生した大規模な大気循環「メガ・モンスーン」が寄与した可能性を指摘しました。この結果は、温暖な中生代における地球システムの応答を解明する上で重要な成果であると言えます。長周期ミランコビッチサイクルに伴う炭素循環動態の解読を行うため,今年度は炭素循環の大きな変動のあった後期ペルム紀から前期ジュラ紀の海洋環境変動の復元を行った.まず,前期三畳紀から前期ジュラ紀の天文学的年代尺度を構築し,日射量変動との関係を検討してきた(Ikeda and Tada, 2014EPSL).さらに,同時期の海洋酸化還元度や海洋酸性化事変についても検討した(Ikeda and Hori, 2014Paleo-3, Ikeda et al., in review).また同時期の陸成層の主要元素・微量元素組成変動を復元し,後背地解析や化学風化度変動から日射量変動に伴う陸域環境変動について検討している.本年度は,三畳紀&#12316;ジュラ紀の日射量変動や火山活動が、気候変動や物質循環、特に大陸風化等のシリカ循環や炭素循環、海洋無酸素化、海洋酸性化、生物生産,そして生態系動態や大量絶滅に与えた影響について、日本や欧米の深海層、浅海層、陸成層の堆積学的、地球化学的検討を行った。その結果,三畳紀末絶滅時期の火成活動と深海酸性化については、従来Abrajevitch et al. (2015)で推定された絶滅直前の約10万年に及ぶ深海酸性化の証拠と考えられた磁性鉱物特性の変化は、XAFSを用いた鉄鉱物量比変動を定量した結果、大量絶滅と同時、ないしその直後に起きた深海酸性化によって堆積物中の磁性鉱物特性が溶出した、という可能性を指摘した。また、岡田ほか(2015)として行われた元素組成分析結果からも大量絶滅と中央大西洋巨大火成区の玄武岩起源の風成塵の供給が増加した可能性が支持された.これらの結果の一部は、Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecologyに掲載された.また、ジュラ紀中期の日射量変動が、海洋貧酸素化や生物生産,氷床量変動に与えた影響についても、同誌にて現在査読中である。本年度は、岩石粉砕装置を新たに購入して、化学分析の前処理を迅速に行うことが可能になった。また、これまでの地質学的検討に加え、新たに大気海洋物質循環モデルの知見を共同研究者と取り入れることによって、さらに定量的に物質循環の評価を行うことができた。さらに,各種同位体地球化学的な分析を共同研究者らと開始し、より精密で多角的な検討を進めることが可能になった。本年度は、昨年度に引き続き、ミランコビッチサイクルが気候変化や物質循環、特に大陸風化等のシリカ循環に連動した炭素循環、生物生産、海洋溶存酸素濃度、海洋酸性化、および生態系動態に与えた影響について、日本や欧米、ニュージーランドの深海層、浅海層、陸成層の堆積学的、地球化学的検討を行いました。その結果、中生代のミランコビッチ・サイクルが、気候変化を介して全球の大陸風化に影響していたことを明らかにしました。大陸風化は、地質学的時間スケールで大気中のCO2濃度ひいては気候を制御する重要な要素ですが、地質時代における変動要因については議論が続いてきました。我々は、深海チャートから生物源シリカ(SiO2)の堆積速度を復元し、それが全球の大陸風化速度の指標となる可能性を示しました。また、その結果は共同研究者と解析した物質循環モデルGEOCARBSULFvolcからも支持されました。さらに、地質記録は、大陸風化がミランコビッチ・サイクルに伴う日射量変化よりも大きな振幅で変化したことを示しており、その原因として、当時存在した超大陸パンゲアで発生した大規模な大気循環「メガ・モンスーン※5」が寄与した可能性を指摘しました。この結果は、温暖な中生代における地球システムの応答を解明する上で重要な成果であり、Nature Communications誌に受理されました。また、ジュラ紀中期のミランコビッチサイクルが、生物生産量/砕屑物供給量や海洋貧酸素化、氷床量変動に伴う海水準変動に与えた影響について、Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecologyに掲載されました。計画していた調査や試料採集,化学分析の前処理,分析を行えている.

ただし,昨年度より所属が変更したことにより,調査や化学分析の前処理や分析自体に遅れが生じているが,岩石粉砕用のメノウ製ボールミルを導入し前処理も可能になった,また,試料採取や研究計画がさらに発展したため.おおむね順調に進展していると区分した.本年度主に進めてきた日本の深海層の各種同位体比分析を進めることによって、中生代の日射量変動と火山活動がシリカ循環や炭素循環、海洋無酸素事変、生物生産,大量絶滅に与えた影響について、検討する。さらに,日本の深海層の高解像度解析結果から得られた知見、仮説を欧米の浅海層、陸成層にて検証し,その全球的な影響、時空間分布を定量的に解明する計画である.地質学、地球環境史学、堆積学長周期ミランコビッチサイクルに伴う炭素循環動態の解読を行うため,陸成層および海成層の堆積構造解析,各種元素,鉱物の含有量や価数,同位体比変動から日射量変動に伴う陸域環境変動,海洋の酸化還元度やpH環境の時空間分布変動を復元し,炭素循環のダイナミクスを検討する.
パルスニューロンモデルを用いた音源方向知覚のための聴覚神経系モデルに関する研究

われわれは、現在の生体に近いパルスを伝達情報として用いるニューロンモデル(パルスニューロンモデル:PNM)を用い、生体の聴覚情報伝達経路を模擬したニューラルネットワークを構築する事で、人間に近い複雑な音源方向知覚機構を実現できるモデルを構築することを目的とする。本モデルは聴覚系の生理的知見に基づいたモデルであり、大きく分けて入力信号に対する前処理、連続値-パルス変換、特徴抽出部の3つから構成されている。入力信号はまず帯域フィルタ郡によって各周波数毎の信号に分けられ、それぞれについてその包絡線が検出される。そして検出された包絡線情報に基づいたパルス列を発生し、このパルス列を左右の信号それぞれについて生成し、それらをPNMを用いた特徴抽出部に入力する。特徴抽出部は2信号間の時間差を検出するMSOモデルと音圧差を検出するLSOモデルの二つからなり、MSOモデル、LSOモデルはそれぞれ、入力信号間の時間差、音圧差に特異的に反応する。以上のモデルに対して、本年度はさらにPNMからなる時間差・音圧差マッピング層を設ける事で、ある時間差、音圧差のみに特異的に反応するニューロン群を構築することに成功した。これにより、本モデルによって入力信号がどの角度から入力して来た音に相当するかを検出する事が可能となり、本モデルを用いることで音源の方向知覚が可能であることが示された。また、今回構築したマッピング層を構成するPNMはMSO,LSOモデルにもちいたそれと全く同一のもののであり、PNMの各種パラメータの変化および配置の変化のみで時間差と音圧差という二つの異なる特徴を定量的に検出することが可能であることが示された。(電子情報通信学会論文誌発表;1996年2月)われわれは、現在の生体に近いパルスを伝達情報として用いるニューロンモデル(パルスニューロンモデル:PNM)を用い、生体の聴覚情報伝達経路を模擬したニューラルネットワークを構築する事で、人間に近い複雑な音源方向知覚機構を実現できるモデルを構築することを目的とする。(電子情報通信学会論文誌発表;1996年2月)
細胞工学的手法による高分子物質の細胞内注入法の確立と細胞機能解析への応用

【I】HVJによる細胞融合現象を利用した、生きている細胞に生体高分子物質を注入する新しい技術を完成させた。3種類の方法が考案され、夫々に特徴がある。(1)融合反応初期の細胞膜構造の乱れを利用する方法(2)赤血球ゴースト法(3)リポゾーム法これ等手法を利用してSSPE(亜急性硬化性全脳炎ウイルス感染細胞のみを選択的に殺すことが可能となった。SSPE患者治療への道が拓けたと考えている。また核内タンパク質を細胞質に注入する方法で、高分子物質の選択的核膜通過機構のin vivoでの研究が進んだ。将来生きている細胞の遺伝子制御の可能性につながる重要な知見が得られたと考えている。【II】HVJによる細胞融合機作とポリエチレングリコールによる機作とをつなぐ、細胞膜の特異的変化の観察に成功した。【III】細胞融合そのものを用いた細胞遺伝学的研究も大きく進んだ。即ち、タンパク合成に重要な役割をもつEF2の遺伝子地図作製に成功した。ヒトNo19染色体上に存在している。また遺伝病の1つであるコケイン症候群に遺伝的相補性群のあることがはじめて示され、さらに早老性遺伝病の1つであるワーナー症候群は極めて高い突然変異率を示すことが確認され、今後の遺伝生理学的解析に道を拓くことができた。【IV】ジフテリヤ毒素をモデルにした、レセプターを介しての物質の細胞膜通過機構の研究が進んだ。
九州西方海域における過去2万年間の海洋環境の変動

東シナ海東部から採取した柱状堆積物中の浮遊性有孔虫化石群集の時間的変化の解析を行ない、次のような結果を得た。本コアの最下部は約28,000年前で、17,000年前までこの海域は沿岸水の影響を受けていたと考えられる。その後、8,000年前にかけて表層水は淡水の影響を強く受けていたと推定される。8,000年前6,000年前にかけて急激に淡水の影響は弱くなり、6,000年前頃からは黒潮の影響が表れ始め、それ以降は現在とほぼ同様の海洋環境であったと考えられる。八代海中央部から採取した3本のコアについて、帯磁率による対比を行ない、そのうちYS91-1のコア(6m)について、微化石・^<14>Cの測定・最下部のテフラに含まれるガラスの屈折率やEPMAによる化学分析を行なった。その結果、コア最下部の年代は25,000から22,000年前と推定される。erosional surfaceが480cm付近で認められ、その直上でElphidium crispumやAmmonia beccariが初産出する。これらの種は、現在八代海東部の淡水の影響が認められる河口付近に特徴的に分布している。362cmの層準での^<14>Cの測定値は、8,911+203年前である。また、約100cmでの^<14>Cの測定値は4,809+140年前である。この付近からPseudorotalia gaimardiiやFlorilus japonicusが普遍的に産出するようになり、外洋水の影響が著しくなったと推定される。それ以降、現在と同様の海洋環境になったと考えられる。更に、これらの結果と太平洋側の四国沖のピストンコアとを比較検討した結果、四国沖では最終氷期に南下していた黒潮流軸が本州に約9,000年前に北上し始め本州に近づき、約5,000年前以降は現在と同様の海洋環境になったと考えられる。この最終氷期から現在への温暖化に伴う海洋環境の変動の傾向は東シナ海や八代海と同様の傾向を示していると考えられる。氷期および後氷期における海洋底の古環境の復元を目的として、九州西方海域(八代海)の現生底生有孔虫の分布パタ-ンを、30地点の海底表層堆積物試料をもとに予察的に調査した。生体と遺骸を含めた全体底生有孔虫群集は、85属194種鑑定できた。そのうち優勢な12種の分布パタ-ンを基に八代海を以下の5つの海域に区分することができ、それぞれの海域は、底質、塩分濃度、海水の流れのパタ-ン、そして水深といった環境要因に大きく影響を受けていることが示唆される。東部海域:Trochammina inflata,Ammoniabeccariiが優勢種。この海域は球磨川,水俣川,米ノ津川から流入する淡水の影響が大きい。北部海域:Quinqueloculina vulgaris,Elphidium crispumが優勢種。この海域は、内湾性の泥底により特徴づけられる。中央海域:FlorilusJaponics,Pseudonoion grateloupiおよびPseudorotalia gaimardiiが優勢種。

この海域は外洋水の影響下にある。南部海域:Bulimina denudataが優勢種。この海域は、八代海で最も水深が深い。西部海域:Textularia conica,Cibicides refugens,Cibicidoides pseudoungerianus及びEponides refandusが優勢種。この海域は海峡部で、最も外洋水の影響が強い。また、八千海において、音響探査による海底面下の地質構造の観察と海底堆積物の柱状の試料を3本採集した。それぞれの試料に対して、軟X線による堆積構造の観察、含水率、含泥率、密度、帯磁率の測定を行った。さらに同位体、テフラによる時間面の設定、および、微化石、花粉分析による堆積環境の復元に関しては、現在検討中である。帯磁率の精密な測定結果により、柱状試料間の対比が可能になった。東シナ海より採取した柱状堆積物中の浮遊性有孔虫の処理を行ない、時間的な群集の変化についての検討を現在行なっている。平成4年度において、東シナ海東部から採取した柱状堆積物中の浮遊性有孔虫化石群集の時間的変化の解析を行ない次のような結果を得た。本コアの最下部は約28,000年前で、17,000年前までこの海域は沿岸水の影響を受けていたと考えられる。その後、8,000年前にかけて表層水は淡水の影響を強く受けていたと推定される。8,000年前6,000年前にかけて急激に淡水の影響は弱くなり、6,000年前頃からは黒潮の影響が表れ始め、それ以降は現在とほぼ同様の海洋環境であったと考えられる。昨年度八代海中部から採取した3本のコアについて、帯磁率による対比を行ない、その内YS91-1のコア(6m)について、微化石・^<14>Cの測定・最下部のテフラに含まれるガラスの屈折率やEPMAによる化学分析を行なった。その結果、コア最下部の年代は25,000から22,000年前と推定される。erosional surfaceが480cm付近で認められ、その直上でElphidium crispumやAmmonia beccariが初産出する。これらの種は、現在八代海東部の淡水の影響が認められる河口付近に特徴的に分布している。362cmの層準での^<14>Cの測定値は8,911+203年前である。約100cmでの^<14>Cの測定値は4,809+140年前である。この付近からPseudorotalia gaimardiiやFlorilus japonicusが普遍的に産出するようになり、外洋水の影響が著しくなったと推定される。それ以降、現在と同様の海洋環境になったと考えられる。以上が、当該年度の研究結果である。
中部ベトナムBinh Chau沈船資料の総合調査研究

近年は東南アジアでも水中考古学の発展が目覚ましく、多く沈船の発見が報告されているが、資料の整理・公開や分析の多くは初歩的なものにとどまっており、まだ個別研究の精密化が必要な段階にある。本研究は、最近の注目される沈船のひとつ、中部ベトナム・クアンガイ省のビンチャウ沖から引き揚げ・採集された遺物と沈船地点についての基礎的研究を行おうとしたものである。代表の西村は長年ベトナムで研究をおこない、城郭遺跡や陶磁器の研究など陸上の考古学調査・研究で多くの成果を上げてきたが、今回は水中考古学に手を伸ばし、インド系文字のエキスパートである青山を分担者として、またベトナムでの長年の協力者であるLe Thi Lienの協力も仰いで、現場の調査、陶磁器資料の化学的研究や墨書銘分析などを含む、総合的かつ文理融合的な調査と、資料群の目録化などを計画した。初年度の研究として、まず現地(ベトナム中部のダナン)での資料整理と研究打ち合わせ、九州国立博物館での関連資料の調査などを実施したのだが、代表者が6月に事故死したため、計画廃止のやむなきに至った。このため、研究成果の発表はまったくおこなわれていない。
碍子内蔵型電圧・電流センサに関する実験的研究

平成10年度では,碍子内に電極板対とサーチコイルを埋め込み,配電線の電圧波形並びに電流波形を非接触で計測する「碍子内蔵型電圧・電流センサ」を提案し,有限要素法に基づく数値電磁界解析を展開した。その結果,本センサには,構成が単純になる半面,電極の寸法・配置・構成,サーチコイルの配置に応じて,検出波形に位相ずれが生ずることが理論的に解明された。センサ出力の位相ずれは,高力率時,低力率時に拘らず,有効・無効電力の評価に大きな影響を及ぼすため,本センサの位相ずれ現象の原因究明,対策法は,本センサの実用化の適否に極めて重要である。また,この位相ずれは,各センサの配置,形状のみならず,配電線の配置,落雷防止のために設けられている架空地線の位置等にも大きく依存することも理論的に判明した。平成11年度では,横引き一般配電系において,上記のセンサに採用していた単一の電流サーチコイルに生ずる電流波形の位相ずれを改善する目的で,その電流サーチコイルを等分割し,起磁力が互いに逆向きになるように直列接続し,碍子中心軸と対称位置に配置する分割配置型サーチコイル方式を考案し,三相横引き配電系並びに縦引き配電系に設置した場合を想定した有限要素法に基づく電磁界シミュレーションを実施した。また,縦引き配電系においては,電圧センサの配置を再検討し,上記シミュレーションを行った。更に,平成11年度では,以上の知見を基に,既成の電流センサ内臓碍子に,平板電極対からなる電圧センサをシリコン樹脂で絶縁,固定した構成として碍子内に設置させる方式を考案し,更に,熊本市にある光洋電器工業株式会社(配電碍子の専門メーカ)に本センサの試作品を依頼した。また,同メーカの協力を得て模擬配電線に装着してフィールド試験を実施した結果,電流位相ずれ補償の効果を得る可能性が実験で証明でき,実用化に目処が付いた。碍子内に電極板対とサーチコイルを埋め込み,配電線の電圧波形並びに電流波形を非接触で計測する本センサには,構成が単純になる半面,電極の寸法・配置・構成,サーチコイルの配置に応じて,検出波形に位相ずれが生ずることが研究代表者等のこれまでの研究で理論的に把握されている。また,この位相ずれは,各センサの配置,形状のみならず,配電線の配置,落雷防止のために設けられている架空地線の位置等にも大きく依存する。本年度では,先ず,本センサを横引き並びに縦引き配電系に配置した際の電磁界シミュレーションを有限要素法に基づいて実施し,横引き配電系では電流センサーに電気角で最大6[度],縦引き配電系では電圧センサに電気角で最大6[度]の位相ずれが起ることを理論的に明らかにし,この成果を電気学会基礎・材料・共通部門論文誌に投稿して,平成11年6月号に採録が決まっている。更に,本年度では,横引き一般配電系において,上記のセンサに採用していた非分割電流サーチコイルに生ずる電流波形の位相ずれを改善する目的で,その電流サーチコイルを等分割し,起磁力が互いに逆向きになるように直列接続し,碍子中心軸と対称位置に配置する分割配置型サーチコイル方式を考案し,三相横引き配電系並びに縦引き配電系に設置した場合を想定した有限要素法に基づく電磁界シミュレーションを実施した。その結果,横引き配電系の電流センサにおいて,非分割サーチコイル方式に比べて,最大6[度]の位相ずれを0.04[度]に,縦引き配電系における電圧センサに関しては,電圧センサを構成する電極の配置を再検討した結果,最大5.7[度]の位相ずれを0.01[度]まで抑えられることが理論的に証明された。最後に,以上の知見に基に平成11年度で試作するセンサの設計をシミュレーションによって行い,地元九州内の碍子製造メーカと試作に関する打合わせも完了した。

更に,平成11年度では,以上の知見を基に,既成の電流センサ内臓碍子に,平板電極対からなる電圧センサをシリコン樹脂で絶縁,固定した構成として碍子内に設置させる方式を考案し,更に,熊本市にある光洋電器工業株式会社(配電碍子の専門メーカ)に本センサの試作品を依頼した。また,同メーカの協力を得て模擬配電線に装着してフィールド試験を実施した結果,電流位相ずれ補償の効果を得る可能性が実験で証明でき,実用化に目処が付いた。碍子内に電極板対とサーチコイルを埋め込み,配電線の電圧波形並びに電流波形を非接触で計測する本センサには,構成が単純になる半面,電極の寸法・配置・構成,サーチコイルの配置に応じて,検出波形に位相ずれが生ずることが研究代表者等のこれまでの研究で理論的に把握されている。また,この位相ずれは,各センサの配置,形状のみならず,配電線の配置,落雷防止のために設けられている架空地線の位置等にも大きく依存する。前年度では,横引き並びに縦引き配電系に本提案センサを配置した際の電磁界シミュレーションを実施した結果,横引き配電系では電流センサーに電気角で最大6[度],縦引き配電系では電圧センサに電気角で最大6[度]の位相ずれが起こることを理論的に明らになった。本年度では,横引き一般配電系において,上記のセンサに採用していた非分割電流サーチコイルに生ずる電流波形の位相ずれを改善する目的で,その電流サーチコイルを等分割し,起磁力が互いに逆向きになるように直列接続し,碍子中心軸と対称位置に配置する分割配置型サーチコイル方式を考案し,三相横引き配電系並びに縦引き配電系に設置した場合を想定した有限要素法に基づく電磁界シミュレーションを実施した。また,縦引き配電系においては,電圧センサの配置を再検討し,上記シミュレーションを行った。以上の知見を基に,既成の電流センサ内蔵碍子に,平板電極対からなる電圧センサをシリコン樹脂で絶縁,固定した構成として碍子内に設置させる方式を考案し,更に,熊本市にある光洋電器工業株式会社(配電碍子の専門メーカ)に本センサの試作品を依頼し,本モデルに従った,数値シミュレーションを実施し,電極並びに電流センサの配置を決定した。また,同メーカの協力を得て模擬配電線に装着してフィールド試験を実施した結果,電流位相ずれ補償の効果を得る可能性が実験で証明できた。
シリコンクラスレートの超伝導とカゴ構造安定性の低温高圧ラマン散乱研究

この研究の目的は,ダイヤモンド・アンビル・セル(DAC)を用いて,ゲスト-ホストの相互作用を制御する高圧力下のラマン散乱測定により,(1)Ba_8Si_<46>における超伝導出現の起因とみられるSi(20)とSi(24)のカゴ中のBaゲスト原子の局在振動の観測とホストであるSiネットワークの相互作用を評価すること,(2)これらシリコンクラスレート化合物群の各温度及び高圧力域における構造安定性と高圧相転移,またゲスト-ホストの相互作用を明らかにし,未解決の半導体クラスレート化合物群を統一的に理解する基礎物性物理の確立を目指すことである。-研究成果-1.シリコンクラスレートのラマン散乱分光では,低波数域40-200cm^<-1>に出現するゲストによるフォノンモードが重要であり,現有のアルゴン気体レーザではこの領域にエミッションが多く存在するため,本補助の主要設備である半導体励起高出力グリーンレーザを用いて,これらの振動モードの観測を行い,典型的シリコンクラスレートBa_8Si_<46>において,世界に先駆けてBa原子の振動を検出した。観測したこの振動数から,超伝導へのBa原子の寄与が評価された。3.また,高圧力下のラマン散乱測定により,ゲスト-ホスト相互作用の評価,圧力誘起の相転移やアモルファス化に伴うケージ構造の安定性を調べた。これらの成果は,裏面の研究発表欄に見られる様に,アメリカのPhys.Rev.Lett.やPhys.Rev.B誌に公刊した。そして,これらの結果は,世界の半導体クラスレートの基礎物性物理研究に多大の寄与が期待される。この研究の目的は,ダイヤモンド・アンビル・セル(DAC)を用いて,ゲスト-ホストの相互作用を制御する高圧力下のラマン散乱測定により,(1)Ba_8Si_<46>における超伝導出現の起因とみられるSi(20)とSi(24)のカゴ中のBaゲスト原子の局在振動の観測とホストであるSiネットワークの相互作用を評価すること,(2)これらシリコンクラスレート化合物群(I型M_8Si_<46>:M;Na,K,Ba,I,II型M_XSi_<136>:X=124)の各温度及び高圧力城における構造安定性と高圧相転移,またゲスト-ホストの相互作用を明らかにし,未解決の半導体クラスレート化合物群を統一的に理解する基礎物性物理の確立を目指すことである。観測したこの振動数から,超伝導へのBa原子の寄与が評価される。2.さらに,K_8Si_<46>,I_8Si_<44>I_2についても同様の測定を行い,K原子やI原子の振動を初めて観測した。3.また,高圧力下のラマン散乱測定により,ゲスト-ホスト相互作用の評価,圧力誘起の相転移やケージ構造の安定性を調べた。さらに,引き続いて平成16年度においては,II型のシリコンクラスレートや全ての温度変化を研究し,半導体クラスレートの基礎物性物理の確立を目指したい。この研究の目的は,ダイヤモンド・アンビル・セル(DAC)を用いて,ゲストーホストの相互作用を制御する高圧力下のラマン散乱測定により,(1)Ba_8Si_<46>における

超伝導出現の起因とみられるSi(20)とSi(24)のカゴ中のBaゲスト原子の局在振動の観測とホストであるSiネットワークの相互作用を評価すること,(2)これらシリコンクラスレート化合物群の各温度及び高圧力域における構造安定性と高圧相転移,またゲストーホストの相互作用を明らかにし,未解決の半導体クラスレート化合物群を統一的に理解する基礎物性物理の確立を目指すことである。-研究成果-1.シリコンクラスレートのラマン散乱分光では,低波数域40-200cm^<-1>に出現するゲストによるフォノンモードが重要であり,現有のアルゴン気体レーザではこの領域にエミッションが多く存在するため,本補助の主要設備である半導体励起高出力グリーンレーザを用いて,これらの振動モードの観測を行い,典型的シリコンクラスレートBa_8Si_<46>において,世界に先駆けてBa原子の振動を検出した。観測したこの振動数から,超伝導へのBa原子の寄与が評価された。3.また,高圧力下のラマン散乱測定により,ゲストーホスト相互作用の評価,圧力誘起の相転移やアモルファス化に伴うケージ構造の安定性を調べた。これらの成果は,裏面の研究発表欄に見られる様に,アメリカのPhys.Rev.Lett.やPhys.Rev.B誌に公刊した。そして,これらの結果は,世界の半導体クラスレートの基礎物性物理研究に多大の寄与が期待される。
戦後日本の学術政策の構造と機能に関する研究

本研究の目的は、戦後日本の学術政策の構造と機能を分析することであった。その際学術政策を、学術研究を推進する上での単なる支援機構として見るのではなく、学術固有の自主性の要求と社会からの効率性の要求とをいわば媒介・調整するものとして位置づけ、この観点から学術政策の構造と機能を捉えようとした。今年度は、こうした分析の全てを行うことはできなかったが、主に学術研究活動の財政基盤、学術研究投資に注目し、学術政策を研究していくための基礎的な作業を行った。まず第一に、学術政策を捉えるための枠組みを構築するための資料(科学史、科学論等)と学術政策そのものに関する資料(政府刊行資料等)を収集・整理した。後者については主に、学術研究の財政基盤、学術研究投資に関する資料の収集・整理を行った。第二に、その資料の分析を行った。学術政策を捉えるための理論的枠組みついては、包括的なものはできなかったが、学術研究投資の多様な側面を整理し、学術研究に投資が行われる根拠と学術の社会的位置づけとの関係に関してタイポロジーを行った。また、それを基礎にして、具体的には戦後日本を取り上げ事例研究を行った。その結果、戦後日本では、学術研究投資が学術研究の社会的な位置づけと密接に関わる形で行われており、政府の学術政策が、社会からの要求を媒介するという点でかなり機能的であることがわかった。
活性窒素除去特性の機能強化と食料・資源・環境トリレンマ問題の同時解決の実証

閉鎖型構造を有する汎用化圃場では、高品質・安定・多収と同時に、水土資源と窒素環境の保全が可能であることを、長期間におよぶ野外圃場試験から実証した。転換畑地では、一般畑地と比べて2倍以上の温室効果ガスの放出量削減効果を発揮した。同時に、硫黄循環における脱窒強度特性に着目することで、土壌水分環境条件と活性窒素除去量との要因解析に成功した。今後、微生物資材の開発、関連研究・産業分野への応用が期待される。最終年度の研究目的は大きく2つある。一つ目は、排水量を人為的に制御できる閉鎖型構造を想定した転換畑地において、土壌水の水温や、用水量、地下水位といった灌漑水管理に関する項目が、N2Oガス放出量の変動と、その放出主体である硝化作用と脱窒作用への影響を明確にすることで、更なるN2Oガス削減を図るための水管理方法を検討することである。具体的には、野外ライシメータ試験を行った平成25年1月までの約6年間にわたる硝化と脱窒それぞれの微生物作用を起因とするN2Oガス放出量の変動特性を数値で明確にした結果、硝化由来のものが特に大幅に増加しており、硝化作用を抑制させる水土管理方法が示唆された。また作物の有無や地下水位の変動がN2Oガス放出量に与える影響を解析した結果、有意な相関が認められたことから、節水及び活性窒素除去能力を最大限に引き出すための圃場内水利量の経時変動予測式の導出と実地圃場での実証を試みた。研究目的の二つ目は、活性窒素種削減の最大要因である脱窒量に関する精度の高い算出方法を求めることである。独立栄養型脱窒菌と従属栄養型硫酸還元菌との長期にわたる共生関係に着目することで、独立栄養型脱窒量と従属栄養型硫酸還元菌のCH2O消費量の関係式を新たに求めるとともに、地下水温と投入肥料の種類や量が、従属栄養型硫酸還元菌のCH2O消費量に与える影響を分析し、地下水温と投入肥料の種類と量を変数とした、独立栄養型脱窒量の予測式を数学的に導いた。本研究によって、温室効果ガス排出低減と水質保全の持続可能性を目指した土壌水分環境条件を新たに明示できた。特に、閉鎖型汎用化圃場構造を有した転換畑地では、一般的な畑地と比べて2倍以上の温室効果ガスの放出量削減効果が期待できることを実証するとともに、土壌水分量との脱窒強度特性に着目することで、土壌水分環境条件と活性窒素除去量との総合的な解析に成功した。食料の安定供給農地や水質環境保全農地としてだけではなく、温室効果ガス放出抑制農地としての閉鎖型汎用化水田の利用可能性を探るため、その基礎的知見の蓄積を目的とした土壌カラムによる室内実験と野外埋設型ライシメータ試験を行った。今年度は硝化作用や従属栄養型脱窒作用等の発生源別N2O発生量を具体的に数値化するとともに、投入窒素量に対する溶存N2Oガスの残存量割合を明確にした。最終的に温室効果ガス放出量の大幅な削減に成功した。野外試験結果では、投入窒素量606kg・N・ha-1に対し、地下水層帯での溶存N2Oガス気泡残存量は0.06kg・N・ha-1であり、溶存N2O量は無視できるほど小さい値であることが実測された。また、N2O放出量については、従属栄養型脱窒菌由来が硝化由来の約2倍であることが具体的な数値で明確となった。しかしその数値は投入窒素量に対して0.40.6%という、低い値であることが認められた。土壌カラム実験では脱窒量の算出について、既往の研究成果を踏まえ、算出方法の開発を試みた。その新しい方式を用いて、野外試験を行った転換畑区の年間窒素収支を算出した。と同時に、土壌水分量と水温、脱窒強度との因果関係を発見し、活性窒素除去能力を最大限に引き出すための圃場内水利量の経時変動予測式の導出に成功した。温室効果ガス排出量について一般畑との比較検証を行った結果、N2O直接排出率とN2O間接排出率の合計値が転換畑区は1.6%であり、一般畑区(3.5%)の半分以下となった。さらに、閉鎖型汎用化水田での転換畑利用における年間N2Oガス放出量の合計量はわが国の基準値を大きく下回ることを具体的な数値で明らかにした。したがって閉鎖型汎用化水田構造を有した転換畑地では肥料成分を由来とする温室効果ガスの放出量を削減でき、一般的な畑地と比べて2倍以上の削減効果が期待できることが明確になった。次年度に計画していた難関な課題を現在までに解決することができた。具体的には、土壌水分量と脱窒強度との因果関係を見つけることによって、活性窒素除去能力を最大限に引き出すための圃場内水利量の経時変動予測式を導出できた。

各種試験から得られた結果に対する総合的な解析と検討を行い、温室効果ガス排出低減と水質保全の持続可能性を目指した土壌水分環境条件を明示する。節水を考慮した持続的かつ効率的な圃場内水土管理方法の提案を行う。野外試験の各種分析およびデータ解析、学会での講演旅費として使用する。
迅速・高精度な組織切片in situ遺伝子定量分析法の開発

微量な試料を扱うマイクロデバイスとPadlock/RCAという特異的な細胞内遺伝子定量分析法を組み合わせた方法を開発した。直線型の流路では10uLの反応液が必要だったのに対し、円径の反応容器では導入量3.5 uLと微少量の反応液で増幅産物が得られた。さらに超音波により溶液を撹拌することで蛍光プローブを作用させる時間を5分まで短縮することが出来た。ヒト妊娠性絨毛癌BeWo細胞でがん遺伝子Krasの転写産物を検出できた。がんの病理診断において、病理標本からの形態を保ったままの癌遺伝子の変異解析は、革新的な診断ツールになり得る。本研究では、マイクロデバイスにより、少ない試薬量で、効率良く組織切片からがん遺伝子が検出できる方法を開発し、病理検査の新しい方法への適応可能性を探索する。病理診断の課題である「病理標本上で形態を保ったままの遺伝子変異の検出」「質的・量的に精度の高い検出」「迅速性」を持った方法論の確立を目的に、マイクロデバイスを用いた細胞内Padlock RCA法による遺伝子変異検出法の開発を行う。具体的な研究項目を以下に設定し研究した。1.デバイス構築:培養細胞を入れるデバイスは、カバーガラスとシリコーンゴムであるポリジメチルシロキサンPDMSで流路を型どりしたシートを貼り合わせて作製した。組織切片の場合は切片を貼り付けたスライドグラスの上に流路を持つシートを被せるようにした。PDMSと組織切片への接合は、希釈した未硬化のPDMSを接着剤として貼り付けた。送液時に漏れのない接合でかつ観察時にはPDMSシートをはがしカバーガラスに張り替えられるデバイスを開発した。2.反応の高速化:物理的効果を利用して反応効率を向上させるために、デバイス内での溶液の撹拌を検討した。超音波照射による溶液混合の影響を検討したところ、蛍光プローブの結合の過程でこれまで20分必要だった反応時間が5分まで短縮できた。化学的効果を利用して酵素反応を速くするために、添加剤を加えた上で至適温度よりも高い温度での反応も検討した。添加剤としてBSA濃度をこれまでより高濃度で加えたところ産物の輝度が高まり酵素の失活が防げる可能性が見いだされたが、至適温度以上ではすべて失活してしまい、また、プローブと標的分子の結合も弱くなるためか高速化に関しては効果的ではなかった。3.mRNAの分析:培養細胞および組織切片を用いてβアクチンおよびがん遺伝子K-rasの分析を試みた。昨年度、数の多いβアクチンのmRNA検出は容易にできたもののがん遺伝子K-rasの検出は蛍光顕微鏡で検出するには産物数が少なく輝度も低かったため、今年度はmRNAの検出を中心に研究した。培養細胞を用いてβアクチンmRNAの分析をモデル実験として検討を行った。RCA産物数の再現性が悪いため原因を探ったところ、前処理であるパラホルムアルデヒドの固定が十分でないと産物が得られないことが示された。これはmRNAが細胞内に留まらず、複数回におよぶ洗浄過程で細胞外に流れ出てしまったためと考えられる。そこで、パラホルムアルデヒドの濃度を検討したところ、一般的な条件である4%のときに最も産物数を得ることができた。このとき、輝度も十分な値を得ることができた。一方、がん遺伝子K-rasの検出用のPadlock probeの特異性の確認を合成オリゴDNAで行った。Padlock probeの末端を変異の配列とした場合と、末端から二塩基目を変異の配列とした場合を比較したところ、末端から二塩基目に変異の配列とした場合、フルマッチの場合のみしか産物が得られないことが確かめられた。このプローブの特異性については、Anal.Biochem.2017の中で報告した。本年度の目的であったがん遺伝子K-rasの検出の改善まで実験を行っていないため遅延しているが、パラホルムアルデヒドの濃度検討やプローブの特異性を確かめる実験は当初の目的に無かった実験で、これについては明確な結果が得られたので、総合的には進展していると判断した。今年度はアクリル切削加工機を用いてのデバイス作製を中心に行った。培養細胞を入れるデバイスは、カバーガラスとシリコーンゴムであるポリジメチルシロキサンPDMSで流路を型どりしたシートを貼り合わせて作製した。流路形状について、アクリル切削加工機を用いて長方形から円径までいくつかのパターンの鋳型を作成し、これを型どり性能を比較した。

直線型よりも円径の流路のほうが、反応液を入れ替えた際に残りにくく、気泡が抜けやすいことが示された。また、RCA産物の数も円径流路のほうが多いことが示された。この円径の流路を用いて培養細胞および組織切片を用いてβアクチンおよびがん遺伝子K-rasのmRNAの分析を試みた。産物数は少ないもののK-rasのmRNAが他の細胞よりも多いとされているBeWo細胞では、ほとんどすべての細胞に産物を検出することができた。しかしながら、感度は十分ではないので、今後も反応条件の検討が必要である。微量な試料を扱うマイクロデバイスとPadlock/RCAという特異的な細胞内遺伝子定量分析法を組み合わせた方法を開発した。直線型の流路では10uLの反応液が必要だったのに対し、円径の反応容器では導入量3.5 uLと微少量の反応液で増幅産物が得られた。さらに超音波により溶液を撹拌することで蛍光プローブを作用させる時間を5分まで短縮することが出来た。ヒト妊娠性絨毛癌BeWo細胞でがん遺伝子Krasの転写産物を検出できた。数の多いβアクチンのmRNA検出は容易にできたもののがん遺伝子K-rasの検出は蛍光顕微鏡で検出するには産物数が少なく輝度も低かった。細胞膜透過性の制御が反応効率を左右する条件と考えられるため、効果的に検出できる条件を検討する。また、蛍光標識を工夫することで、低い輝度を改善することも試みる。固定時間も検討し、最適な固定化条件を調べ、がん遺伝子K-rasの検出を試みる。反応の高速化についての検討としては、溶液の撹拌の効果について再検討をする。溶液の入れ替え時に溶液が残らないようなチップの形状も検討する。生物分析化学試薬等は学内予算で以前に予備実験のために購入したものが利用でき、新しいプローブを試す実験は行わなかったため、新規に購入せずに実験できた。すでに購入済みのプローブと細胞を使用した実験を主に行ったために、新規に購入したものが少なかった。感度向上のための試薬の新規購入に使用する。また、本年度の成果報告のための学会参加費にも使用する。がん遺伝子の検出のためのがん細胞株の購入と反応に使用する生化学試薬を購入する。
非視覚的モダリティによる「直感」のインタフェース

本研究は、視覚に障害を持った人が外界の印象を直感的に認識できる装置がないことに着目し、視覚以外の感覚を用いた全く新しい空間印象認識装置について研究した。前年度は、空間情報(距離・方位)や物体情報を抽象化した記号(音、点字)で伝えるのではなく、腕の向き・腕の屈伸などに働きかけ、外部の印象を非接触で直感的に利用者に伝達する装置(CyARM=サイアーム)を開発した。本年度は、前年度までの研究成果を踏まえ、装置の小型化を行い評価機を用いた実証実験を行った。1)装置の改善:センサ部と駆動部を分離した評価機(CyARM L2)を開発した。これは、ユーザが装置を保持しやすく、駆動部のノイズがセンサに影響を与えない効果がある。2)ユーザインタフェースに関わる実証実験:物体の存在感、相対距離感、追歩行、日常環境での歩行の各実験を行った。(1)物体の存在感実験では、視覚を遮断した被験者は、ランダムに提示される前方の物体を、ほぼ正確に認識することが確認できた。(2)追歩行実験では、動的な対象を追跡する能力の評価実験を行った。このタスクは難易度が高く追跡を失敗するケースもあったが、計測距離や探索範囲を状況に応じて能動的に制御する機能が必要などの知見が得られた。(3)日常生活環境での歩行実験:箱や椅子の障害物、階段などの構造物をCyARMで識別して所定のゴールまで移動できるかを試した。手に伝わる感覚と実在物の関係を認識するにはある程度学習が必要であるが、階段を「がさがさしたもの」と認識するなど特徴を触感している状況は確認できた。また、ワイヤーの巻取り速度の遅延が、物体の方位を特定に誤差を生じさせることも分かった。3)成果の発表国内外の論文発表(海外査読付き論文発表3件、国内査読付き論文発表1件、国内口頭発表1件)特許申請:2件、メディア(雑誌、新聞)掲載:3件、テレビラジオ放送:3件本研究は、視覚に障害を持った人が外界の印象を直感的あるいは感性的に認識できる装置がないことに着目し、視覚以外の感覚を用いた全く新しい空間印象認識装置について研究を行っている。特に、空間情報(距離・方位)や物体情報(質感、生き物など)を抽象化した記号(音、点字)で伝えるのではなく、腕の向き・腕の屈伸・触覚などに働きかけて、外部の印象を非接触で直感的に利用者に伝達するインタフェースの研究に主眼を置く。今年度は、以下の研究を行い、特許申請、国内外の学会発表を行った。1直感的空間探索装置の基礎デザイン[5月8月](全員)視覚障害者が、空間や物体を知覚する際に必要な情報や課題を明らかにするためにフィールドワークを行った。特に、空間認知のプロセス、注視と見回しの意味など人間の空間探索に関わる特性を明確にした。2第1次プロトタイプ設計・制作[8月12月](秋田、岡本)評価用装置のインターラクションの設計を行う。第1次設計では主に距離感の伝達に対応した最適な方式を検討した。これには、短距離用超音波式変位センサを用いた。ワイヤーの送りだしと巻き戻し等のユーザインタフェースに関わる機構設計に苦心した。3評価実験[平成16年1月2月](伊藤、秋田、岡本)評価装置を被験者に使用させ評価実験を行う。問題を改善する方式を検討した。4特許申請1件、国内外学会発表2件、新聞掲載2件、雑誌掲載1件、ラジオ放送2件本研究は、視覚に障害を持った人が外界の印象を直感的に認識できる装置がないことに着目し、視覚以外の感覚を用いた全く新しい空間印象認識装置について研究した。3)成果の発表国内外の論文発表(海外査読付き論文発表3件、国内査読付き論文発表1件、国内口頭発表1件)特許申請:2件、メディア(雑誌、新聞)
アテネのアクロポリスに建つローマとアウグストゥス神殿の実測調査及びその復元的研究

円形のローマとアウグストゥス神殿(1C.B.C.)を構成する石材について、3Dスキャナを用いて実測し、その実測図を作成し、平面及び立面の各部寸法について復元した。また、本神殿はエレクテイオン(5C.B.C.)を殆ど模して建設されたものであるが、各部寸法や施工痕を分析し、エンタブラチュアの割付方や接合部等、当時の手法が用いられていたことを明らかにした。関連研究として、古代ギリシアのトロス等の設計法や、神格化されたローマとアウグストゥス崇拝に関し考察した。1)実測調査:平成24年3月、ギリシアのアクロポリスにおいて、ローマとアウグストゥス神殿の各部石材の実測調査を実施した。3Dレーザースキャナーを用いて、27個の石材の3Dデジタル画像データを作成した。実測調査は年度末に実施したため、その解析は平成24年度の仕事となる。2)建築の復元に関する研究:本申請は、平成23年度の11月中旬に採択となった。従って、年度当初においては不採択と認識し、別予算を使用して平成23年8月に予備調査を実施した。その予備調査で得たスタイロベイトやアーキトレイブ等の長い石材の寸法から、円形神殿の直径を算出した。しかし予備調査でのスタイロベイトの実測値に信頼性が持てなかったので、3月の調査で再度3Dデジタル画像を作成した。3)3Dレーザースキャナーを用いた実測方に関する研究:夏の予備調査においては、3D画像の精度は石材作図の下図としては十分なものであった。3D画像を解析しえられた各部寸法値と、従来通りのコンベックスや鋼尺等を用いた方法で計測し得られた寸法値とを比較検討から、3D画像から得られる寸法値が、実測寸法として有効であることが判明した。4)建築の施工法に関する研究:予備調査のおり、石材の接合部に使用されているカスガイやダボの形状や寸法、石材での位置等を観察・計測した。これを分析し、考察した結果、ダボについては、石材の層ごとに使い分けがなされており、また、カスガイについては、使用されていたカスガイはII型のみの1種類であることが判明した。5)設計法や画像解析の関連研究として、アテネのアクロポリスに建つパルテノン神殿に関する研究を行った。1)実測調査:平成25年8月、ギリシアのアクロポリスにおいて、ローマとアウグストゥス神殿の3個の石材の実測調査を実施した。これは、1969年のビンダーの報告書には記載されていないものである。一個の円柱ドラム石材以外に、ほぼ完全な形状を保っている柱礎石材、それに、これまでには発見されていなかった、円柱が載せられないスタイロベイト石材と、復元作業において極めて重要な石材である。また、アテネ市内に建設されたローマ時代の建造物の接合部分の調査を実施した。昨年度の予備調査で判別した建築に関し、許可を得て実測調査を行った。実測調査を実施したのは、アテネのギリシア時代及びローマ時代のアゴラ、ハドリアヌスの図書館、アスクレピオス神域に建設されている建造物である。2)建築の復元に関する研究:3D画像を用いて、より厳密なスタイロベイト石材やアーキトレイブ石材の解析を行い細部寸法の平均的な値を取得することが出来た。更に、スタイロベイト上面に残存する石材設置の痕跡や接合部の分析により、スタイロベイトと柱礎の間に何らかの部材が乗せられていた可能性が高いことを発見した。その部材を、ヴィトルヴィウスの記述を参照して拄台とし、拄台から柱頭までの高さを6.588mと復元した。また、エンタブラチュア高さは、今年度復元したコーニス高さを含み1.497mとなった。これは、エレクテイオン東正面の柱礎から柱頭までの円柱高さ(6.586m)やエンタブラチュア高さ(1.506m)にほぼ一致していることが判明した。3)設計法の分析:復元寸法の検証を兼ねてこの神殿の設計法を分析する予定であるが、今年度は関連研究として、クラシック末期に建設されたデルフィのトロスや、アルカイック末期からクラシック初期に掛けて建設されたエギナのアファイア神殿の設計法に関する研究を実施した。1)実測調査:平成24年8月、ギリシアのアクロポリスにて、本神殿を構成する各石材の実測調査を実施した。調査実施前に、昨年度作成した27個の石材の3Dデジタル画像データから、各部寸法を計測した。また、それらの正面図や側面図、上面図等を1/5若しくは1/10で作成した。これを下図として、現地に置いて、石材図を作成した。

作成した図は、下図のある27個に加えて、下図のないものも通常の計測方法(曲尺やメジャー等を使用する方法)で実施し、合計、41個の石材図を作成した。石材図には、石材の破損状況を含めて石材の形状、接合面の仕上げ、ダボ・クランプの痕跡、その他、人工的に石材表面に施してある痕跡などを、寸法と共に記録した。これらの図を、製図用フィルムに写し、インキングし、更に帰国後、デジタルデーターとした。2)建築の復元に関する研究:昨年度作成した3Dデジタル画像から計測したスタイロベイトやアーキトレイブから、本神殿の直径を算出した。各部から得られる複数の直径値を分析することにより、スタイロベイト端で7.472mと結論した。ビンダーの示す直径は7.354mと、0.118m大きな値となった。また、立面においては、円柱高さが6.455mと結論した。これもビンダーの示す6.179mより0.276m大きな値となったが、ビンダーの復元手法には問題があり、本研究の復元案がすぐれていると考えられる。3)様式に関する研究:本神殿と、エレクテイオン及びヴィトルヴィウスに記載されているイオニア式の様式に関し比較検討した結果、装飾手法及び円柱寸法はエレクテイオンと全く同一と見なせるが、エンタブラチュアの細部寸法の割付はヴィトルヴィウスの記載内容に類似していることが判明した。4)建築の施工法に関する研究:アテネ市内のローマ建築の接合部について目視による調査を行った結果、本神殿との類似点を多く発見することができた。1)3Dレーザースキャン画像を用い、イオニア式柱頭(No.28)のヴォリュートの復元を試み、ヴォリュート螺旋の形状及び柱頭の寸法(1.087×0.479m)を復元することができた。2)円柱ドラムの3Dレーザースキャン画像を解析しなおし、また、手計りによるドラム直径計測をやり直すことにより、より高い精度の実測結果を得ることができた。その結果、17本のドラムから、2本の柱身を構成するドラムの組合せを発見でき、円柱高さの復元値として、柱台を含み「6.343m」を得た。また、アーキトレイブに関しても、3Dレーザースキャン画像の精密な解析から、様々な寸法を得、分析を行った。その結果、本円形神殿の柱配置は、非常に正確に9.5角形を形づくっていることが判明した。この分析結果に基づき、スタイロベイトでの神殿直径を再計算し、「7.383m」を算出した。3)ローマとアウグストゥス神殿の設計法解明の為に、ローマ時代、アルゴスに建設された円形でモノプテラルの泉の設計法に関し分析した。また、昨年度に続き、ギリシア時代に建設された3棟のペリプテラル形式のトロスに関して分析した。ギリシア時代のトロスにおいては、細部寸法が柱間寸法から導き出されたり、スタイロベイトでのトロス直径との単純な整数比からケラ直径が算出される等、設計法は3棟とも類似していることが判明した。一方、ローマ時代のファウンテンは、極めて単純な整数比を用いた、継承システムとしての設計法を見いだすことが出来た。4)歴史的・碑文的研究により、ローマ神信仰は紀元前2世紀より、アウグストゥスを神とする崇拝は紀元前29/27年からと見られ、パルテノン神殿の前にローマとアウグストゥス神殿が建設されたことはアテネ市民が対パルティアに対抗するアテネの守護者としてローマを受け入れ、かつそのローマの支配に対する忠誠を示したものと解釈できることが判明した。26年度が最終年度であるため、記入しない。西洋建築史26年度が最終年度であるため、記入しない。調査そのものは、3月の年度末に実施したので、調査結果の分析は平成24年度に実施するしかない。
肺癌における転移先臓器特異性決定遺伝子群による制御機構の解析

ヒト肺腺癌培養細胞株A549,PC-9, VMRC-LCDを用いた.ヌードマウス(Balb/c-nu/nu)の肺,肝,腎,副腎,骨,骨格筋を約1 mm厚の組織片とし,これらの臓器上で各細胞株を7日間培養し割面上に生着して増殖し得た細胞を回収した.この操作を複数回施行し臓器上から回収した細胞株の遺伝子発現をマイクロアレイで評価した.臓器上培養から得られた各細胞株の遺伝子発現について,肝から回収された細胞株の発現変動と他の5臓器から回収された細胞株の発現変動を比較し,t検定にて有意差(p<0.05)が認められ,かつoriginalに比し平均で1.5倍以上の変動が確認された遺伝子を肝転移の臓器特異性を決定する候補遺伝子として抽出した.検討を行った28869遺伝子のうち肝組織において特異的増強を示したものが167遺伝子,特異的な減少を示したものが45遺伝子で,うち最も強い変動はEDIL3の増強であった.EDIL3は肝細胞癌において腫瘍の増殖・進展に関与することが知られている.そこで,遺伝子導入によりEDIL3を強制高発現させた安定細胞株PC-9/EDIL3を作成してヌードマウスに移植し,転移能をoriginalのPC-9と比較した.結果,心腔内投与及び皮下投与(n=16)では,どちらの細胞も肝転移の形成は確認できなかった.次に,肝への直接接種(n=24)を行ったところ,originalのPC-9では生着が見られなかったが,PC-9/EDIL3においては,接種後2 weekで4/6,4 weekで5/6において腫瘍の形成が確認された.肺癌の肝転移形成過程において,EDIL3発現は癌細胞が肝実質へ到達した後の生存と増殖・進展に関与していると推測される.動物実験における遠隔転移モデルの確立に予想以上の困難性があり、試行錯誤が必要であった.最終的には、本実験系における理論検証により相応しい局所接種モデルを採用することで、研究を進捗させることができた.現在、次の候補遺伝子の導入は完了しているため、次回も局所接種モデルを用いて検討を進めることとする。肺癌は多くの臓器に転移を来す.しかし全臓器に等確率に転移を来す訳ではなく,転移の生じる臓器は症例により異なっている.治療計画をたてる上においても,個々の肺癌がどの臓器に転移を来しやすいか知ることは重要である.我々はこれまでの研究で,ヒト肺癌培養細胞株を用いたin vitroでの多臓器転移モデルを開発し,マイクロアレイ解析を用いて転移先臓器の特異性規定遺伝子の複数の候補を同定した.マイクロアレイ解析はスクリーニングの手法であるため,確定には検証実験の追加が必要である.本研究は,これまでの我々の研究により同定された多数の候補遺伝子群の機能を,有望と思われる遺伝子から順次解析を進め,肺癌における転移先臓器特異性決定遺伝子を確定し,その機序の解明を行うものである.方法論としては,候補遺伝子をヒト肺癌培養細胞株に遺伝子導入することで強制的に過剰発現させ,過剰発現株をマウスに接種することで,対象臓器への転移が特異的に増強されるかを調べる.本研究で対象とする臓器は,肺,肝,腎,副腎,骨,筋の6つである.マイクロアレイ解析結果に基づき,これらの臓器に対して転移の特異性を決定すると考えられる遺伝子候補をそれぞれ5つ,合計30個選出した.本年度は,これらのうち,最も整合性が高いと考えられるEDIL3遺伝子をヒト非小細胞肺癌培養細胞株であるPC-9に導入した.クローニングを行った結果,特に強度の高い過剰発現株3種を確認した.現在,ヌードマウスへの接種を準備中である.遺伝子導入による安定高発現細胞株の樹立に予想以上に時間を必要としたが,安定発現株を樹立することができ,動物実験の準備が確立した.肺癌は多くの臓器に転移を来す.しかし全臓器に等確率に転移を来す訳ではなく,転移の生じる臓器は症例により異なっている.治療計画をたてる上においても,個々の肺癌がどの臓器に転移を来しやすいか知ることは重要である.我々はこれまでの研究で,ヒト肺癌培養細胞株を用いたin vitroでの多臓器転移モデルを開発し,マイクロアレイ解析を用いて転移先臓器の特異性規定遺伝子の複数の候補を同定した.マイクロアレイ解析はスクリーニングの手法であるため,確定には検証実験の追加が必要である.本研究では,これまでの我々の研究により同定された多数の候補遺伝子群の機能を,有望と思われる遺伝子から順次解析を進め,肺癌における転移先臓器特異性決定遺伝子を確定し,その機序の解明を行う.本年度は,肝転移の特異性を規定すると考えられるEDIL3について検討した.EDIL3を過剰発現させたPC-9細胞と,originalのPC-9細胞をmouseに接種し,転移の形成について調べた.これらの細胞にはGFP遺伝子を導入しており,蛍光にて転移を観察できる.これまでのところ,血管内投与では肝を含めて臓器転移は確認されなかった.一方,肝への直接接種では生着が確認されたことから,EDIL3は肝への到達ではなく,肝での生存に関与する遺伝子であることが推測される.本来,この研究では,in vitroの実験の段階で,細胞が臓器へ到達した後の生存と増殖を調べる形になっている,したがって,今回の結果は整合性のあるものと重われる.一つ目の導入遺伝子で転移が確認できず,検証に時間を有した.ヒト肺腺癌培養細胞株A549,PC-9, VMRC-LCDを用いた.