hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電波掩蔽観測と数値実験による惑星大気重力波の研究

そこで(1)高度分解能を1桁向上する新たな電波掩蔽解析手法によって、金星と火星の探査データを再解析する。(2)新たに得られた気温の高度分布から、臨界高度の近傍で砕波に至る短鉛直波長の重力波を抽出し、重力波の振幅・波長・砕波乱流層の分布を明らかにする。(3)並行して乱流現象の解明に向けて電波シンチレーションの解析を行う。さらに(4)領域数値モデルとの比較のもとに、対流による重力波の励起、砕波にともなう重力波の特性変化、背景大気への影響を評価し、(5)惑星ごとの条件によって重力波の特性と役割がどう変わるのかを明らかにする。前年度までに金星探査機Venus Expressと「あかつき」の電波掩蔽データを解析し、金星大気中の微細温度構造の分布を求めた。日中よりも夜間において対流層の変動が大きく微細な擾乱の振幅も大きいといった、これまでに知られていない特徴を見出した。電波ホログラフィ法による電波掩蔽観測データの解析も進め、鉛直スケール数百mの波動や弱安定層が多く存在すること、対流層上端にしばしば急峻な逆転層が見られることなどを見出した。また、乱流の分布を把握するためにVenus Expressと「あかつき」の電波シンチレーションの初期解析を実施した。データ解析と並行して、金星における重力波の鉛直伝搬や対流の数値実験を行い、メカニズムの理解を進めた。火星探査機MGSの気温データや超高解像度の火星GCMの初期解析も実施した。従来の電波掩蔽観測では捉えられなかった微細温度構造を抽出するために、電波ホログラフィ法の一種であるFull Spectrum Inversion(FSI)によりVenus Expressと「あかつき」の電波掩蔽観測データを解析し、鉛直スケール数百mの弱安定層が多数存在することを見出した。このような層構造は臨界層の近くで砕波しつつある短鉛直波長の重力波によって生成することが考えられる。加えて、乱流現象の解明に向けて電波掩蔽データのシンチレーション解析も進め、乱流スペクトルを取得した。電波ホログラフィの結果については専門誌に投稿して査読を受けているところである。観測データ解析と平行して、金星の対流と重力波励起の3次元の数値実験を行った。高度領域を従来の40-60 kmから35-130 kmまで拡大し、対流によって励起される重力波の高高度への伝搬をシミュレートした。予備的結果は、対流運動と重力波の伝搬を1つのモデルの枠組みの中で計算できることを示すものであった。さらに重力波の鉛直伝搬に関して、雲層内に存在する対流層(中立層)における内部重力波の伝播特性を線形2次元モデルで考察して、波長や位相速度に対する透過率のスケーリング則についての情報が得られた。火星の重力波に関しては、火星探査機Mars Global Surveyor (MGS)の気温データや超高解像度の火星GCM(NICT黒田剛史氏による)の出力の初期解析を実施した。重力波は惑星大気の構造形成に関わる重要な大気現象である。本研究では、まず、金星探査機Venus Expressと「あかつき」の電波掩蔽データを解析し、金星大気中の微細温度構造の分布を求めた。さらに、高度分解能を1桁向上する電波ホログラフィ法により電波掩蔽観測データを解析し、鉛直スケール数百mの波動や弱安定層が普遍的に存在すること、高緯度の対流層上端にしばしば急峻な逆転層が見られることなどを見出した。
配位環境が誘起する新規フォトクロミックシステムの創出

本研究の目的は、光により誘起された配位構造の変化が連鎖的もしくは協奏的に集積構造の変化に波及してクロミズム現象として現れる、新しいタイプのフォトクロミック系の構築である。22年度は光構造変換を誘起するために、チオシアン酸イオン等の両座配位子を含む錯体の光誘起結合異性化や中心金属イオンの光誘起酸化状態変化など、配位化合物特有の性質を利用した以下の3つの系の開発と機構解明を行った。1.ジメチルスルホキシド銅(I)錯体のフォトクロミック挙動の解明と高性能化.昨年度までに見出した菱形骨格を有する銅(I)複核錯体、[Cu_2(μ-I)_2(dmso)_2(PPh_3)_2]のフォトクロミック発光の機構を解明するために、対応する臭素架橋錯体とともに構造化学的、分光学的検討を行った。また、ヨウ素架橋銅(I)複核錯体は加熱により二量化が起こり、強発光性の四核錯体[Cu_4(μ-I)_4(PPh_3)_4]が生成することが確認された。2.チオシアナト白金(II)錯体の光誘起結合異性化によるフォトクロミズムの発現.以前に見出している[Pt(SCN)_2(bpy)]の光誘起結合異性化を基盤に、多孔性水素結合ネットワークを形成する[Pt(NCS)_2(H_2dcbpy)]および柔軟集積構造を形成する[Pt(NCS)_2(dCnbpy)]を構築した。これらが熱や蒸気に対して応答性を示すことを見出した。また、溶液中では光により結合異性化が誘起され、これに伴う発光変化を観測した。3.白金複核錯体の酸化状態の光制御に基づくフォトクロミズムの発現.アミダト架橋シクロメタレート型白金(II)複核錯体がアセトン中可視光照射により紫色⇔無色の可逆的な色変化を示すことを見出した。光励起による酸化状態の変化と混合原子価状態生成に伴う集積構造変化が起こっていると考えられ、フォトクロミック挙動を示す混合原子価白金錯体として明確に示された初めての例である。本研究では、光により誘起された配位構造の変化が連鎖的もしくは協奏的に集積構造の変化に波及してクロミズム現象として現れる、新しいタイプのフォトクロミックシステムの構築をめざしている。光構造変換を誘起するために、チオシアン酸イオン、一酸化窒素、ジメチルスルホキシド(dmso)等の両座配位子を含む錯体の光誘起結合異性化に注目して系の探索を行った。2.ジメチルスルホキシド銅(I)錯体のフォトクロミック発光.昨年、dmsoが配位した銅(I)複核錯体、[Cu_2(μ-I)_2(dmso)_2(PPh_3)_2]が光とベイバーにより発光変化を示すことを見出したので、そのメカニズムを追求した。その結果、dmsoの配位形態変化に基づくすみやかな発光色変化(青色→青緑色)と、dmsoの脱離によるゆっくりとした長波長シフト(緑色)が光と熱により起こることが明らかとなった。逆に、dmso雰囲気下で加熱することにより、dmso脱離体は再びdmsoを吸収し、はじめの青色発光を示す錯体に戻った。また、dmso脱離体から高発光の四核錯体を生成することが明らかになったので、複核錯体と四核錯体の問の構造変換についても検討した。3.チオシアナト白金(II)錯体の光誘起結合異性化によるフォトクロミズムの発現.以前に見出している[Pt(SCN)_2(bpy)]の光誘起結合異性化を基盤に、本研究では白金錯体の集積発光性を生かし、一部の配位子の光結合異性化により協奏的に配列構造変換が起こる系の構築に取り組んだ。この目的のために今回、集積性と柔軟性を併せ持つ長鎖アルキル基を導入した白金錯体[Pt(SCN)_2(dC_<10>bpy)]を新たに合成した。溶液中で光結合異性化を観測するとともに、結晶状態で赤色発光を示すN,S配位錯体と淡黄色のN,S配位錯体の構造解析に成功した。引き続き集積状態でのフォトクロミック挙動について検討していく。2.チオシアナト白金(II)錯体の光誘起結合異性化によるフォトクロミズムの発現.

以前に見出している[Pt(SCN)_2(bpy)]の光誘起結合異性化を基盤に、多孔性水素結合ネットワークを形成する[Pt(NCS)_2(H_2dcbpy)]および柔軟集積構造を形成する[Pt(NCS)_2(dCnbpy)]を構築した。これらが熱や蒸気に対して応答性を示すことを見出した。また、溶液中では光により結合異性化が誘起され、これに伴う発光変化を観測した。3.白金複核錯体の酸化状態の光制御に基づくフォトクロミズムの発現.アミダト架橋シクロメタレート型白金(II)複核錯体がアセトン中可視光照射により紫色⇔無色の可逆的な色変化を示すことを見出した。光励起による酸化状態の変化と混合原子価状態生成に伴う集積構造変化が起こっていると考えられ、フォトクロミック挙動を示す混合原子価白金錯体として明確に示された初めての例である。
ヒト肝幹細胞を用いた肝発癌メカニズムの解明

本研究では,FACS(fluorescence activated cell sorter)を駆使して、ヒト肝臓組織中に存在する肝幹細胞を分離・同定し、その分化・増殖・自己複製機構の解明を行う。さらに、ヒト組織幹細胞の過剰な自己複製能と発癌メカニズムの解明を試みる。まず、FACSを実施し、ヒト胎児肝細胞をスクリーニングした。その結果、選択した細胞画分にのみ、コロニー形成能を有する細胞が高頻度に存在することを見出した。次に免疫染色によって、その細画分は、肝臓を構成する複数の細胞系列への多分化能を有していることが示唆された。さらにこの細胞は、肝前駆細胞あるいは癌幹細胞で発現している分子マーカーも強く発現していることが半定量RT-PCRで確認された。以上の結果より、ヒト胎児肝臓中の特定の細胞画分には、高い増殖能と多分化能を兼ね備えた肝幹細胞が限定的かつ高頻度に存在することが明らかとなった。続いて、自己複製能に関連するBMI1遺伝子を細胞に導入して、BMI1過剰発現肝幹細胞由来のクローン性コロニーの細胞数をMOCK及び野生型のそれと比較すると、約2倍の増加が見られ、野生型との間にクローン性コロニー存在頻度の変化は確認されなかった。このことから、肝幹細胞へのBMI1遺伝子の導入は肝幹細胞の増殖能を充進するものの、肝幹細胞の頻度には影響を与えないということが明らかとなった。癌の形成を生体内において再現することが癌形成能を評価する上で、最も重要である。BMI1を導入した肝幹細胞をNOD/SCIDマウスへ移植すると、生体内において過剰な自己複製能を有した幹細胞を起点とする癌化過程の再構築が確認された。また、DNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現プロファイル解析を実施し、正常肝幹細胞に発現している分子群のリストアップを行ったところ、純化した肝幹細胞においてwntシグナル経路などの腫瘍組織と共通したシグナノ経路が見出された。以上の成果より、ヒト肝幹細胞分離技術の確立したことを加え、ヒト幹細胞の異常な自己複製能と腫瘍形成の関与が示唆された。今後、より詳細な肝発癌メカニズム解明の展開が期待出来る。我々は、マウス胎児月刊蔵中における幹細胞の分離法を世界で初めて確立した。この基盤研究をもとに、本年度はヒト肝幹細胞の同定と特性解析を目標として研究を推進した。まず、ヒト肝幹細胞を分離する手段としてFACS(fluorescence activated cell sorting)を実施し、複数の抗体を用いて、ヒト胎児肝細胞をスクリーニングした。その結果、CDX6^+CDY^+CDZ^-という表現型(特許申請準備中のためX,Y,Zと表記)を有した細胞画分にのみ、コロニー形成能を有する細胞が高頻度に存在することを見出した。次に免疫染色によって、CDX^+CDY^+CDZ^-細胞は、肝細胞や胆管細胞に特異的な複数の分子マーカーを発現していることが判明し、即ち肝臓を構成する複数の細胞系列への多分化能を有していることが示唆された。以上の結果、ヒト胎児肝臓中のCDX^+CDY^+CDZ^-細胞画分には、高い増殖能と多分化能を兼ね備えた肝幹/前駆細胞が限定的かつ高頻度に存在することを示している。

続いて、自己複製能に関連するポリコーム群タンパク質であるBmi-1の遺伝子をCDX^+CDY^+CDZ^-細胞に導入すると、コロニー形成能が極めて高くなることを見出した。現在、このBmi-1発現ヒト肝幹細胞クローンを免疫不全マウスへ移植し、過剰な自己複製能を有したヒト肝幹細胞を起点とする癌化過程の再構成について検討中である。以上の成果より、我々は、極めて高精度なヒト肝幹細胞分離技術の開発に成功したと言える。そして平成19年度は、ヒト肝幹細胞の自己複製能を明確にし、組織分化能や癌形成能の検討などin vivoにおける機能解析を推進していく予定である。本研究では,FACS(fluorescence activated cell sorter)を駆使して、ヒト肝臓組織中に存在する肝幹細胞を分離・同定し、その分化・増殖・自己複製機構の解明を行う。さらに、ヒト組織幹細胞の過剰な自己複製能と発癌メカニズムの解明を試みる。まず、FACSを実施し、ヒト胎児肝細胞をスクリーニングした。その結果、選択した細胞画分にのみ、コロニー形成能を有する細胞が高頻度に存在することを見出した。次に免疫染色によって、その細胞画分は、肝臓を構成する複数の細胞系列への多分化能を有していることが示唆された。さらにこの細胞は、肝前駆細胞あるいは癌幹細胞で発現している分子マーカーも強く発現していることが半定量RT-PCRで確認された。以上の結果より、ヒト胎児肝臓中の特定の細胞画分には、高い増殖能と多分化能を兼ね備えた肝幹細胞が限定的かつ高頻度に存在することが明らかとなった。続いて、自己複製能に関連するBMI1遺伝子を細胞に導入して、BMI1過剰発現肝幹細胞由来のクローン性コロニーの細胞数をMOCK及び野生型のそれと比較すると、約2倍の増加が見られ、野生型との間にクローン性コロニー存在頻度の変化は確認されなかった。このことから、肝幹細胞へのBMI1遺伝子の導入は肝幹細胞の増殖能を亢進するものの、肝幹細胞の頻度には影響を与えないということが明らかとなった。癌の形成を生体内において再現することが癌形成能を評価する上で、最も重要である。BMI1を導入した肝幹細胞をNOD/SCIDマウスへ移植すると、生体内において過剰な自己複製能を有した幹細胞を起点とする癌化過程の再構築が確認された。また、DNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現プロファイル解析を実施し、正常肝幹細胞に発現している分子群のリストアップを行ったところ、純化した肝幹細胞においてwntシグナル経路などの腫瘍組織と共通したシグナル経路が見出された。以上の成果より、ヒト肝幹細胞分離技術の確立したことを加え、ヒト幹細胞の異常な自己複製能と腫瘍形成の関与が示唆された。今後、より詳細な肝発癌メカニズム解明の展開が期待出来る。
政権交代期の対外政策転換プロセスへの政治的リーダーシップの影響の比較分析

本研究では、イギリスにおける二つの連続する政権交代現象を比較分析し、特にヨーロッパ統合運動への対応としてのイギリスの対外経済政策の変遷過程を直接の素材としてとりあげた。それを適切な文脈のもとで分析するためまず引き続くダグラス=ヒューム政権がその枠組みの中からスタートせざるを得なかった、マクミラン政権期の対EEC政策発展過程を把握・整理した。マクミラン政権におけるEEC加盟申請に至る過程とその交渉経過の過程での政治的リーダーシップの役割に注目した分析は研究分担者がおこない、首相個人リーダーシップのもたらした政策決定過程への影響力の分析をおこなった。内容は成果報告書の第1部にまとめてある。ついでマクミラン政権末期、EEC加盟申請失敗後から引き続くダグラス=ヒューム政権下での保守党政権のEEC政策再検討過程を研究代表者が分析した。分析結果は成果報告書第2部、第3部におさめた。最後に64年10月の政権交代後の労働党ウィルソン政権初期(66年3月総選挙まで)の対EEC政策について研究代表者が分析をおこなった。内容は成果報告書第4部にまとめてある。こうした作業の結果得られた基本的知見は下記のように要約できる。すなわち政権交代にともなう政治的リーダーシップの変遷は政策決定者自身の設定する政策優先順位の変動を反映して、表面に現れる対外政策には有意な変動をもたらすが、政策決定の実際的作業や中長期的検討作業に従事する関係省庁中上級官僚レベルに存在する継続的かつ日常的な政策検討はそのようなリーダーシップの変動にもかかわらず強い政策継続のためのモメンタムを生むことが観察された。もちろん強い政治的リーダーシップがそのようなモメンタムを打破する事例も存在し、客観的国際情勢の変遷と個々の政策決定者のパーソナリティの融合により外交政策変動は起こるというべきであろう。政権交代期はそのような変遷過程が短期間に顕著に現れる時期と考えることができる。本研究は、イギリスにおける二つの連続する政権交代現象を比較分析する上で、特にヨーロッパ経済統合運動への対応としてのイギリスの対外経済政策の変遷過程を直接の素材としてとりあげるものである。それを適切な文脈のもとで分析するには、それが同時に存在した他の政策の変遷過程との比較でどのような優先順位を与えられていたのかという観点からの位置づけを、対象となる各政権ごとに確認し、その上で、その位置づけが政権交代にともないどう変化したかを明らかにする必要がある。したがって、本研究においては、まず、それに引き続くヒューム政権がその枠組みの中からスタートせざるを得なかった、マクミラン政権期の諸政策全体の優先順位の分布とその中での対外経済政策発展過程を把握・整理し、マクミラン政権末期の時点で形成されていた諸政策への優先順位配分が、特に政権中枢の政治的リーダーシップにどのようなものとして認識されていたかを明らかにする作業を遂行した。上記の作業を遂行するために、英国立公文書館がアダム・マシューズ社と共同で、マクミラン政権期の閣議文書、議事録、および閣議以外の重要な政策決定のための各種内閣委員会や首相府の文書をも収録した公文書類のオンラインアクセス機能付きCD-ROMデータベースである、MACMILLANCABINETPAPERS,1957-1963on CD-ROM(全3枚、オンラインアクセス付)を主要設備として導入し、研究代表者はこのデータベースの利用環境を整備し、収録データの全体の把握と具体的分析作業の方針を立案し、自らもその分析作業の過半を担当した。また関連する最新の二次文献の収集整理作業も研究分担者とともにおこなった。その上でまず研究代表者は、マクミラン政権における最初の対ヨーロッパ経済政策上の重要なイニシアチブとしての自由貿易地帯(FTA)構想の成立と交渉過程に焦点を当てた分析作業に注力し、その一部を論文として公表した。

また研究協力者は、上記方針に基づくデータベース分析作業の中でも特に、マクミラン政権の対コモンウェルス諸国経済政策および、その英米関係に及ぼす影響についての政権中枢での認識を主要な対象として、分析作業を行い、その成果の一部を概観的論文として公表した。本研究は1950年代後半から60年代半ばまでのイギリスの対ヨーロッパ経済外交政策の変遷過程に二度の政権交代による政治的リーダーシップの変動がいかなる影響を与えたかを分析するものである。平成18年度にはマクミラン政権とヒューム政権の交代期に生じた諸政策の優先順位変遷とその中での対ヨーロッパ経済政策の位置づけを明らかにし、政治的リーダーシップの変化による影響を分析する作業を行った。上記計画実現のために、研究代表者・分担者ともに引き続き、マクミラン内閣文書データベースによるマクミラン政権末期のEEC加盟申請交渉の決裂過程とその後の政権交代までの間の対西欧政策の分析を行った。研究代表者は、イーデン政権末期に構想され、マクミラン政権期の対ヨーロッパ経済外交政策の最初のイニシアチブとなった57年から58年末までのFTA構想の提示交渉過程についても引き続き前年までの成果の整理を行い、論文として公表した。またマクミラン政権末期からヒューム政権期の政府公文書類について研究代表者は英国立公文書館において現地調査を行なった。公文書館収集資料のこれまでのところの分析作業では、(1)63年1月の第一次加盟申請失敗直後マクミラン政権は、加盟に至らないがEECとの経済協力を深化させ得る代案を検討したがこれを間もなく放棄し、当面はEECとの実務的協力関係を構築しながら、WEU閣僚理事会などを通じて6ヵ国との接触を保ち、長期的政策再検討に備えたこと、(2)この過程では加盟交渉担当者であった王璽尚書ヒースと外務官僚が主要な役割を果たしたが、首相マクミランの積極的関与は希薄であったこと、(3)63年10月の政権交代以降、同様の作業は継続し特に新外相バトラーと外務省幹部、そして一部大蔵官僚らが対EEC関係の見直しを検討し続け、64年10月の政権交代直前には後の第二次加盟申請につながる一定の政策指針が確定していたこと、(4)しかしこの過程に首相ヒュームは深く関与せずむしろ対コモンウェルス関係強化を重視したことなどが判明している。前年度からのものも含む上記の中間的な諸成果等について研究代表者は2006年12月19日東京大学で開催の「第3回統合史フォーラム」において「イギリスにおけるヨーロッパ統合史研究の動向」と題する報告中で言及した。また2007年3月23日/24日京都大学で開催の「第1回イギリスとヨーロッパ研究会」においても、研究代表者と研究分担者は分担して50年代初めから60年代半ばまでのイギリスの対ヨーロッパ政策変遷過程についての報告を行い上記研究成果の一部を中間的に報告した。本年度は最終年度として研究成果報告書作成に向けた研究活動をおこなった。
ヒト腰椎骨折とその治療法の有限要素解析による力学的評価

第5腰椎の椎弓板にみられる骨折の原因を究明するため,第5腰椎の精密な3次元有限要素モデルを作成し,3次元弾性応力解析を実施した。まず,診断の際に得られた2mm間隔約20枚からなるX線CT画像から,今年度購入したパーソナルコンピュータとモニターを使用して、第5腰椎の精確な3次元形状を復元した,つぎに得られた3次元座標値の集合の中から適切な節点を選び,プリプロセッサーPATRANを使用して,三次元有限要素モデルの構築を試みた,まず腰椎を,比較的形状が単純な椎体部分と非常に複雑な影状を持つ後方要素部部に分け,大部分は20節点の2次のアイソパラメトリック要素(6面体要素)にて,それで近似するのが困難な部分は15節点の2次のアイソパラメトリック要素(3角柱要素)で分割するように,各断面上に設ける節点を慎重に選んだ。これらの節点を隣接する横断面上の節点と適切に結合し,合計450個の6面要素と23個の3角駅要素からなる節点総数2689個のモデルを構築した。要素の材料特性を定めるため,腰椎を緻密質の輪,海綿質,後方要素の3つの性質の異なる部分からなるものとし,前2者は横等方な線形弾性体で,後方要素は等方な線形弾性体で近似した,本研究では主に椎弓板に生じる応力に関心があるから,その主要な原因となる小関節面に作用する力だけを考慮し,椎体等に作用するその他の荷重ならびに拘此は,緻密質の輪の部分の変位を上下面とも拘束する単純な斉界条件で置き換えた,小関節面に作用する力としては,水平水向および垂直方向の荷重を選んだ,有限要素解析のソルバーに汎用有限要素プログラムABAQUSを採用し,ワークステーション上で計算を実行した。計算結果はPATRANで表示した。こにようにして得られた計算結果を詳細に検討した結果,水平方向荷重がこの骨折の支配的な因子であることが明らかとなった。
哺乳動物ミトコンドリア呼吸機構の原子レベルの解明

ウシチトクロム酸化酵素(CcO)の水素原子レベルのX線構造によりプロトン(H+)ポンプ経路(H経路)の4H+受容機構、時分割赤外分光解析によりO2還元中心のH経路開閉制御機構が解明された。NADH-ユビキノン還元酵素の活性酸素生成防御機構が振動分光学的に解明され、F型ATP合成酵素の2次元結晶化条件はほぼ確立された。CcO膜貫通領域の立体構造変化のチトクロムcによる誘起が両者複合体の2次元結晶化条件により示唆された。チトクロム酸化酵素の酸素還元反応中間体であるP型、F型、O型の結晶の調製法について種々検討し、休止型及び還元型との酸素還元中心の構造比較を行なった。どの中間体の酸素還元中心にも2当量の酸素原子が認められた。しかし、原子間距離は水素結合距離より短かったが休止型の過酸化物の酸素原子間距離より明らかに長かった。これはP型、F型は休止型酵素結晶を過酸化水素で処理することによって調製されているため、休止型が残存しているためであると考えられる。さらに調製法の検討が必要である。ウシ心筋チトクロム酸化酵素の1.4Å分解能のX線構造解析が可能なX線回折強度データの精度を大幅に高めることに成功し、非水素原子の構造解析を行なった。その結果、酸化還元にともなって、酸素還元中心に含まれるヘムa3平面が併進すること、CuBに配位している3個のイミダゾール基のうちの1個が明らかに移動することが明らかになった。これらの変化は分子状酸素を活性酸素種を遊離させずに還元するためにCuBの機能が精妙に制御されていることを示している。また本年度は長年の懸案であった混合原子価CN結合型結晶の調製法が確立され、X線回折実験を行い、現在構造解析が進められている。High-frequency ENDOR解析のために設計試作したクライオループに結晶を凍結し米国アルバートアインシュタイン医科大学に空輸し予備実験を行った。その結果、この方法は、X線構造解析による決定が困難な遷移金属近傍の水素原子の構造解析に極めて有望であることが明らかになった。時間分解赤外分光法によるCO光解離後の赤外吸収スペクトルの時間変化の測定条件がほぼ確立した。またフローセルの開発もほぼ完了した。ウシ心筋チトクロム酸化酵素のD経路の部位特異的変異解析により、ウシ酵素と細菌酵素とのD経路の構造は酷似しているが機能が異なることを示す予備的結果が得られたウシ心筋チトクロム酸化酵素結晶のX線回折実験のため結晶の不凍剤浸漬条件を温度因子とモザイシテイーを指標として組織的に検討し、1.3Å分解能の構造解析が可能な回折強度データの収集に成功した。チトクロム酸化酵素反応中間体であるP型、F型、O型の構造を決定するために、混在する休止型の寄与を差し引く方法を組織的に検討した。その結果、これまで分光学的知見の全く得られていなかったCU_Bの配位構造を実験的に決定することに成功した。また、反応の進行に伴いCU_B-Fe_<a3>間の距離が明確に変化することが認められた。この結果は本酵素の機能が酸素還元中心によって精密に制御されていることを示唆している。本酵素のCO光解離後のタンパク質構造の時間変化が、長年の努力によって開発された時間分解赤外分光装置により解析された。その結果、酸素還元部位とプロトンポンプ経路との間を連結する構造が発見され、それがポンプのためのプロトンの取り込みとポンププロトンの逆流防止を実現していることを明らかにすることができた。これは時分割赤外分光法のタンパク質への応用の最初の例として注目されている。NADH-ユビキノン還元酵素のフラビン由来のラマンスペクトルの帰属のためには還元型の測定が不可欠であるが、完全還元は容易ではない。そこでNADH還元酵素系を共存させて完全還元型を調製する条件を確立し、フラビンスペクトルの帰属に成功した。意外にもフラビンはタンパク質表面近くに結合していることが示された。チトクロムc-チトクロム酸化酵素複合体の2次元結晶化条件の探索に長足の進歩があり、極低温電子顕微鏡解析を開始した。さらにチトクロムc-チトクロム酸化酵素複合体間相互作用のNMR解析によりチトクロムcのチトクロム酸化酵素に対する親和性は酸化還元により大きくは変化しないことにより電子伝達が制御されていることを明らかにした。ウシ心筋チトクロム酸化酵素のX線回折実験条件の詳細な検討により、X線構造の分解能を酸化型/還元型それぞれ1.8/1.9Åから1.5/1.6Åに向上させることに成功した。その結果Mg2+部位の配位構造とCuAとヘムaとの間の電子伝達経路に酸化還元に伴う立体構造変化が検出された。

さらに、Mg2+部位を中心として、21個の水分子で構成されている水クラスターが分子表面とも酸素還元中心とも隔離されておりプロトンの出入りは生理的時間内には無視できること、4当量のプロトン受容官能基がクラスター壁面に配置されていることが示された。また短い水素結合ネットワークがこの水クラスターと本酵素のプロトンポンプ経路(H経路)とを連結していた。これらの結果はこの水クラスターがポンプ用プロトン4当量を効率よく取り込み、一時保管する機能を持つことを示している。さらにH経路のX線構造とCO光解離後の赤外吸収スペクトル変化とを詳細に比較検討した結果CuBがH経路の逆流防止とプロトン取り込みのために経路の開閉を制御していることが明らか担った。これらの結果はH経路プロトンポンプ機構に関して残された最も大きな問題を解決する画期的成果といえる。ウシ心筋NADHユビキノン還元酵素のFMNの共鳴ラマンスペクトルをこれまでに報告されているフラビンタンパク質のどれよりも高精度で測定することに成功し、X線構造を参照して活性酸素防御機構を演繹した。哺乳動物チトクロムc/チトクロム酸化酵素複合体の2次元結晶化条件の詳細な検討に基づいて、チトクロムc結合がチトクロム酸化酵素の膜貫通領域の立体構造を変化させること示した。これは呼吸調節機構の解明の端緒となる可能性のある重要な発見である。結晶化条件探索法に大きな進歩があったため、1.3Å分解能の構造解析が可能な回折強度データの収集に成功し水素原子レベルの構造解析が可能になった。その他の構造解析も順調に進展した。超高感度赤外分光解析によるプロトンポンプ機構に関する全く予想外の新しい知見が得られた。チトクロムc-チトクロム酸化酵素2次元結晶化に長足の進歩が見られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は最終年度であるので、「成果のとりまとめ」も考慮して研究を推進する。
フエライト系ステンレス鋼の重照射効果

1.目的低スエリング低クリープ速度および低放射化等の諸性質によって第一壁候補材料とし有望視されているフェライト系ステンレス鋼につき、残された照射脆性の克服の可能性およびその限界を追求することを目的とし、照射による組織変化および組織と強度の相関を基本的に明らかにする立場から集中的研究を行った。本年は過去2年間の成果をも含め、核融合炉環境下の予測につき総括を行った。2.成果200KeV軽イオン同時入射可能なHVEM,二重ビームおよびその場観察可能な400KeV重イオン照射装置、100MeV重イオン加速器、4MeV二重ビーム照射装置が整備され、原子炉重照射にも途が拓かれ、重照射シミュレーションの手段は格段に充実した。またRTNS-【II】日米共同利用のほか、京大原子炉低温照射、各種低温電子線照射設備も照射欠陥の基礎的過程の追求に活用された。オーステナイトおよびフェライト系ステンレス鋼の高純度基モデル合金につき、電気低抗、陽電子消滅、およびHVEMその場観察により原子空孔および格子間原子の移動エネルギー等が明らかにされた。また不純物原子の転位、結晶粒界等への偏析挙動がサブサイズおよびオーバーサイズ原子の相違の立場から整理され、照射下析出挙動の基礎的機構が明らかにされた。さらにHVEMその場観察により上述の諸特性におよぼすヘリウムおよび水素原子の役割が明らかにされた。フェライト系ステンレス鋼の低スエリング特性については上述の転位特性からバイアス係数の合金による減少が新しく指摘された。また照射脆化の機構については、比較的低温度では微小欠陥集合体による降状応力の上昇、より高温では粒界等での粗大析出物の形成に歸せられ、これらにおよぼす不純物原子の役割が上述偏析析出特性から整理され、脆化防止への指針が明らかにされた。なおまた粒界脆化、水素脆化、ヘリウム脆化についても同様の成果が得られた。
ポスト基礎付け主義時代におけるデモクラシーの行方：アゴニズムの民主主義論を中心に

2018年度はひきつづき、ポスト基礎付け主義とデモクラシーの関係について考察した。ポスト基礎付け主義とは、かつての基礎付け主義に立ち戻るのでもなく、あるいは現代の相対主義にも居直らないような仕方で、何か特定の社会構想を支持するための暫定的な尺度を持とうとする立場のことである。本研究では、基礎付けを「擬制fiction」と捉える視点を提示し、またその擬制が絶対化せず、多様性を確保するためにアゴニズムの民主主義論が有効であることを明らかにした。つまり、ポスト基礎付け主義の戦略とは、基礎付けを擬制と捉えることで、暫定的な基礎付けを確保すると同時に、その基礎付けをつねに論争に開いたものにしておくために、アゴニズムの民主主義によって多元性を担保するということだ。これにより、最小限の基礎付けを確保すると同時に、その暫定的な性格も同時に保持することができる。また、これまで継続してきた研究会の成果として、2019年4月に共編著『政治において正しいとはどういうことか:ポスト基礎付け主義と規範の行方』(勁草書房)を刊行することができた。さらに、12月にはドイツのテュービンゲン大学から隠岐理貴氏を招聘し、また討論者として千葉大学の金慧氏、立命館大学の百木漠氏に登壇いただき、最新のカント研究に関する研究会・講演会を実施することができた。多くの聴衆にお集まりいただき、たいへん有意義な研究会となったことを報告しておきたい。研究会の成果を刊行することができた。今後は残された課題を検討していく。また本研究課題とかかわる成果を単著としてまとめる予定である。本年度は、ポスト基礎づけ主義の課題に接近するために、「真実らしさのロジック」に着目した。ここで「真実らしさ」とは、真理と意見の中間物であり、すぐれてポスト基礎づけ的な位置価をもっている。真理の外観はヘゲモニーの産物であり、そのかぎりで、この「真実らしさ」はまたしても他の構想による挑戦にたえず曝されている。そのため、ラクラウ=ムフがある箇所で述べているように、「真実らしさ」のロジックには「本来的に公共的で民主主義的」なところがあり、これは基礎づけ主義に舞い戻ることなく、何がしかの基礎づけを主張するポスト基礎づけ主義にとって大きな手がかりになるだろう。ただし、ポスト・トゥルースとも言われる時代にあって、いわゆる「嘘」と「真実らしさ」の違いについては、ひきつづき検討課題として残されることとなった。また本研究課題にかかわって、立命館大学にて「来たるべきグラムシ」シンポジウムを開催した。報告者に千野貴裕氏(早稲田大学)、倉科岳志氏(京都産業大学)、尾場瀬一郎氏(立命館大学)をお招きし、アントニオ・グラムシの思想の現代的意義、とりわけポスト・マルクス主義や現代民主主義理論へのインプリケーション等について活発な討論が行われた。また今年度も引き続きポスト基礎づけ研究会を複数回開催し、とりわけ教育思想史学会では、ポスト基礎づけ主義にかんするセッションを行い、フロアの参加者の方々と活発な議論をすることができた。現在、本研究会の成果を刊行すべく準備を進めているところである。文献の検討、論文の執筆、研究会の運営など、計画通りに進められている。海外への渡航については、研究実施機関の異動などに伴い、予定の変更を余儀なくされたため、現在あらためて調整中である。来年度もひきつづき文献の検討、論文の執筆、研究会の運営を進めていく。研究機関の異動等により、海外渡航の予定が変更されたため。平成30年度には国際学会等の参加を通じて、本研究費を執行する予定である。計画書段階より、海外への渡航計画に変更が生じたため。次年度に海外出張や国際会議への出席に使用予定。
低分子量G蛋白質R-Rasによるガイダンス因子シグナル統合の分子機序の解明

軸索ガイダンスで普遍的に駆動されているシグナル伝達経路として、アクチン細胞骨格制御因子の活性制御に係わるシグナル伝達経路に着目し、研究を進めた。そのうち、in vitro初代培養系において軸索分枝制御に関わる因子として過去に我々が報告した(MBoC 2012., MBoC 2015)afadinに関して、マウス生体内においても同様の軸索分枝制御を担っているのかを検証した。afadinは様々なガイダンス因子の下流でシグナルハブとして働く低分子量G蛋白質R-Rasの結合因子であり、活性型R-Rasの結合によって細胞膜移行されることで、アクチン細胞骨格のリモデリングを引き起こす。今回、胎生15.5のマウス胎仔に対して、in utero electroporation法を用い、体性感覚野から投射される軸索の形態を生後9日目で観察したところ、軸索分枝に抑制的に働く短いスプライスバリアントのs-afadinの過剰発現や、アクチン結合ドメインを欠いたl-afadinの過剰発現に於いて、軸索分枝の抑制のフェノタイプが観察された。この結果から、afadinは生体内において、軸索分枝の制御因子として機能していることが明らかとなった。afadinのin vivoでの軸索分枝調節への寄与を証明することができたため。今後は、afadin以外にも、これまでに我々の研究によってR-Rasの下流で軸索形態制御に働くことがin vitroで明らかになっている分子について、in vivoでの機能を見ていく。以前の研究で、ガイダンス因子により集約的に活性調節を受けることが明らかにされている低分子量Gタンパク質のR-Rasサブファミリーは、R-Ras(R-Ras1)、TC21(R-Ras2)、およびM-Ras(R-Ras3)の3つのメンバーから成るが、それぞれの神経発達過程での発現や活性の調節機構は明らかではない。今年度の研究で、各メンバーの発現パターンを解析した。まず、ラット初代培養細胞を用いた系を用い、神経細胞の成熟過程における各タンパク質の発現変化を検証したところ、R-Rasが神経細胞の発達時期に関わらずの発現を示した一方で、TC21およびM-Rasは発達後期に発現が亢進されていた。この発現変化は、マウス大脳組織を用いたウエスタンブロット解析によっても確認できた。また、初代培養神経細胞、グリア細胞、および線維芽細胞を用い、各低分子量Gタンパク質の発現パターンの差異を確認し、M-Rasが神経細胞および線維芽細胞で高い発現を示すのに対し、R-Rasは細胞種を問わず一定の発現を認めた。各さらに、P19胚性腫瘍細胞株(EC細胞)を用いたin vitro神経分化系での解析により、R-Rasは未分化EC細胞に高い発現が見られたのに対して、M-Rasは未分化EC細胞では発現が見られず、分化後神経細胞で発現が誘導されていることが明らかになった。また、脳組織に対するin situ hybridaization法を用いた発現パターン解析により、各サブファミリー間での発現部位の差異が観察された。さらに、各低分子量Gタンパク質を効率的にノックアウトするためのCRISPRコンストラクトの構築を行い、ゲノム切断活性を確認した上で、ゲノムサンプルのシーケンスの確認を行った。EC細胞を用いたin vitro神経分化系により、R-RasおよびM-Rasの神経分化における新たな機能差異が示唆されたため。今後も引き続き、各種ガイダンス因子シグナルのシグナル統合地点として位置するR-Rasサブファミリー(R-Ras, TC21, M-Ras)に焦点をあて、それら活性の制御機構および下流シグナル経路を明らかにしていく。さらに、本研究期間において初めて明らかになった、神経細胞への分化過程におけるR-Rasサブファミリー各タンパク質の役割について、今回作製したCRISPRコンストラクトを用いてノックアウト細胞株の樹立などを行い、機能解析をすることで逐次明らかにしていく。
宇宙往環機用極低温静圧ジャーナル軸受の動的挙動に関する研究

ターボポンプ軸受は液体燃料ロケットエンジンにとってきわめて重要な部品であり,性能・寿命・信頼性の限りない向上の追求が肝要である.従来使用されているボール軸受を,潤滑性と耐久性,経済性に優れ,小形・軽量で構造が簡単な静圧ジャーナル軸受に置換する研究・開発が進められているが,その特性はいまだ明らかにされていない.本研究は多数のリセスが2列千鳥状に配置された静圧ジャーナル軸受を解析対象としている.ロケットエンジン起動・停止時において軸受差圧は大きく変化する.このときの軸受特性を数値解析により明らかにしようとするものである.平成12年度において得られた結果の主たるものは次のようである.実機のターボポンプ特性に基づき,ロケットエンジン起動時のジャーナル回転数の増大にともない液体水素の供給圧が上昇し,軸受差圧が変化する場合を想定した.ジャーナルは軸受中心位置で回転しながら静止した状態から運動を開始するものとして,ジャーナル中心の軌跡を求めた.ジャーナルに不釣合いが存在しない場合,ジャーナル中心は大きくふれまわりながら静的平衡点に向かい安定になる.ジャーナルの振動の対数減衰率は,回転数が増すとともに増加し,その後ほぼ一定になることがわかった.ジャーナルに不釣合いが存在する場合,ジャーナル中心は大きくふれまわった後,静的平衡点を中心とする円軌道を描く.回転数の増大にともない円軌道直径はわずかに増加し,その後減少することを明らかにした.ターボポンプ軸受は液体燃料ロケットエンジンにとってきわめて重要な部品であり、性能・寿命・信頼性の限りない向上の追求が肝要である。従来使用されているボール軸受を,潤滑性と耐久性,経済性に優れ,小形・軽量で構造が簡単な静圧ジャーナル軸受に置換する研究・開発が進められているが,その特性はいまだ明らかにされていない。本研究は多数のリセスが2列千鳥状に配置された静圧ジャーナル軸受を解析対象としている。ロケットエンジン起動・停止時において軸受差圧は大きく変化する。このときの軸受特性を数値解析により明らかにしようとするものである。平成11年度において得られた結果の主たるものは次のようである。実機のターボポンプ特性に基づき,ロケットエンジン起動時のジャーナル回転数の増大に伴い液体水素の供給圧が上昇し,軸受差圧が変化する場合を想定した。リセスが2列千鳥状に配置されたグループのある軸受と,グループのない軸受の動特性を求めた。グループのある軸受は,グループのない軸受より流出量が50%大きいにもかかわらず,弾性係数の主方向成分が35%小さいことがわかった。さらに,この動特性をもとに,不釣合量を1gcmとし,複数固有値解析により不釣合応答計算を行った。グループのある軸受はグループのない軸受より,剛体1次モード,2次モードの減衰比がそれぞれ25%,50%小さい。また,剛体1次,2次モードでの両軸受の固有振動数は,いずれもジャーナル回転数より十分低いことを明らかにした。ターボポンプ軸受は液体燃料ロケットエンジンにとってきわめて重要な部品であり,性能・寿命・信頼性の限りない向上の追求が肝要である.従来使用されているボール軸受を,潤滑性と耐久性,経済性に優れ,小形・軽量で構造が簡単な静圧ジャーナル軸受に置換する研究・開発が進められているが,その特性はいまだ明らかにされていない.本研究は多数のリセスが2列千鳥状に配置された静圧ジャーナル軸受を解析対象としている.ロケットエンジン起動・停止時において軸受差圧は大きく変化する.このときの軸受特性を数値解析により明らかにしようとするものである.平成12年度において得られた結果の主たるものは次のようである.実機のターボポンプ特性に基づき,ロケットエンジン起動時のジャーナル回転数の増大にともない液体水素の供給圧が上昇し,軸受差圧が変化する場合を想定した.ジャーナルは軸受中心位置で回転しながら静止した状態から運動を開始するものとして,ジャーナル中心の軌跡を求めた.ジャーナルに不釣合いが存在しない場合,ジャーナル中心は大きくふれまわりながら静的平衡点に向かい安定になる.ジャーナルの振動の対数減衰率は,回転数が増すとともに増加し,その後ほぼ一定になることがわかった.ジャーナルに不釣合いが存在する場合,ジャーナル中心は大きくふれまわった後,静的平衡点を中心とする円軌道を描く.回転数の増大にともない円軌道直径はわずかに増加し,その後減少することを明らかにした.
臨床画像のパノラマ標準画像変換(NIK法)による応用分野の検討 -共通データベース構築・新分析法-

研究実績結果画像の取り込み条件:パノラマ画像のデジタル化に際し、臨床診断上問題のないレベルは2048×2048ピクセル/256階調グレースケール程度と考えが、マッキントッシュCRT(480×648ピクセル)の表示能力ではこの条件では1632倍に拡大されるため,縮小なしに表示することはできず、圧縮なしではl画像当たり4MBもの容量が必要となる。1024×1024512×512程度であれば分析・計測上では十分であろう。これは約600dpi300dpiでの取り込みとなる。パノラマ画像に採した条件は,288dpiで取込み,4倍表示とした。変換条件(正常化補正および標準画像化):NIK法ではmeshテンプレートによる方法とAnatomical landmarkによる変換方法があるが,一般的には各メーカーのmeshテンプレートによる法が簡便であろう。設走した解剖学的構造物間の距離を基準化して分析する際や標準画像へ変換する際にAnatomical landmarkによる変換方法を用いるとよいだろう。補正テンプレート:NIK法の3種類の補正テンプレートを用いた。過去の症例におけるパノラマ画像を標準画像へ変換し,発現部位・浸襲範囲をNIK法と従来からのフィルム上を直接計測したものとを比較し,精度・信頼度を検討した。理論的には、計測数値は実長に近づいた事になるが、変換操作での誤差が一定でないため、また補正変換の後に標準化変換の操作を加えた像はかなり劣化してしまい計測誤差を誘発する結果となった。よって、この変換計測法による1つの値としか言えない。この変換計測値によるデータベースが構築されていけば一般臨床医からの画像も共通データの1つとして計算できるようになると考える。平成9年度・研究実績結果画像の取り込み条件:パノラマ画像のデジタル化に際し、臨床診断上問題のないレベルは2048×2048ピクセル/256階調グレースケール程度と考える。しかし、マッキントッシュCRT(480×648ピクセル)の表示能力ではこの条件では1632倍に拡大されるため、縮小なしに表示することはできず、圧縮なしでは1画像当たり4MBもの容量が必要となる。変換条件(正常化補正および標準画像化):NIK法ではmeshテンプレートによる方法とAnatomical landmarkによる変換方法があるが、一般的には各メーカーのmeshテンプレートによる方が簡便であろう。決まった解剖学的構造物間の距離を基準化して分析する際や標準画像へ変換する際にAnatomical landmarkによる変換方法を用いるとよいだろう。補正テンプレートの見直し:NIK法の3種類の補正テンプレートから1つの汎用テンプレートを考えたが、断層軌道の局所で差異が大きく、無理に単一の汎用テンプレートで補正するより3つの軌道イメージに近似するものを選んで流用する方が精度的に良いようである。来年度に時間があれば再度試みる。補正変換精度の向上:NIK法においてパノラマ撮影時に、被写体の位置と断層軌道中心とのズレを補正するためのメルクマ-ルとしてA社とM社のチンレストにφ1mm金属球を断層軌道中心に置いて撮影し、前後移動量の補正精度を改良した。しかし前歯部の疾患には不向き。各疾患のデータベース化は来年度に盛り込む予定。画像診断分野において,画像形態の疫学的研究や画像病理学的研究には統計学的分析は不可欠で,統計学的に比較検討するためには多くの共通する画像・情報が必要である。我々は,パノラマ画像を標準パノラマ画像に変換させ,全ての症例を同一の共通画像で比較分析可能な標準画像変換法(NIK法)を考案した。

今回,この方法を実際の臨床症例,過去の症例に用いてパノラマ標準画像に変換し,フィルム上を計測する従来からの方法との差異や,顎骨浸襲範囲の分析,三次元断層領域を応用した3D化等の臨床応用,新分析法を検討した。画像取込み条件の変更:平成9年度の研究計画で,精度の高い画像を取込み、画像補正・標準化することは可能だが,莫大な時間と記録容量を必要とし、様々な病態とともに変化する病態を表示可能な単一高等条件で取り込むには時間的・事務的にまた保管容量的に限界がある。そこで、平成10年度において再検討を加えた。その結果、10年度におけるパノラマ画像のスキャナーによる取込み条件を「288dpi」とし、病変の画像濃度領域を高中・低濃度の領域に分けて光源の光量を調節しそれぞれ、level-1(高)、level-2(中)、level-3(低)として取込む事とした。これによって1症例での記録容量は、3画像で約540kバイトとなり300-600dpiでの取込みの1/2l/3の容量に押さえられ、結果的に画像病変の様々な濃度、形態変化に対応し広い表示能力を有する事となった。ただし、取込みには当然ながら3倍の時間がかかる。過去の症例におけるパノラマ画像を標準画像へ変換し,発現部位・浸襲範囲をNIK法と従来からのフィルム上を直接計測したものとを比較し,精度・信頼度を検討した。理論的には、計測数値は実長に近づいた事になるが、変換操作での誤差が一定でないため、また補正変換の後に標準化変換の操作を加えた像はかなり劣化してしまい計測誤差を誘発する結果となった。よって、この変換計測法による1つの値としか言えない。画像情報通信を利用して,イメージ転送→分析→standardized image転送などの試用実験を行った。この変換計測値によるデータベースが構築されていけば一般臨床医からの画像も共通データのlつとして計算できるようになると考える。
地球観測衛星分光データを用いた地球進化過程における天体衝突現象の解明に関する研究

衛星によるハイパースペクトルおよびマルチスペクトルデータを用いた、衝突クレーターの解析結果を基にして、衝突クレーター候補地形を検出するための新しい検出用アルゴリズムの開発を行った。まず、かぐや/SELENE搭載のスペクトルプロファイラによる分光スペクトルデータを使って月面上の衝突クレーターの解析を行った所、特定スペクトルを示す場所は衝突クレーターの中央丘や縁に見つかることを突き止めた。また、ASTERによるマルチスペクトル画像を用いて、地球衝突クレーターについて解析を行った所、中央丘やピークリングに対応する部分は周辺と異なるスペクトル特性を示し、画像上で多重円環構造を示すことが分かった。これらより、衝突クレーター候補地形を探すアルゴリズムにおいては、この多重円環構造に着目すればよいということが分かった。そこで、実際の衛星画像から多重円環構造を自動抽出するための新しいアルゴリズム(回転ピクセルスワッピング法)の開発を行った。最終的に、そのアルゴリズムをASTERで観測される実際の衝突クレーターに適用したところ、実際の衝突クレーター構造の対応する部分の抽出に成功した。このことより、この回転ピクセルスワッピング法を用いることにより、大量の衛星画像を使った衝突候補地形の捜索研究が可能になった。平成24年度は、地球観測衛星TERRA搭載のASTERによる分光データを使って、地球の衝突クレーターに対するマルチバンド画像における特定スペクトルパターンの検証を行った。その結果、植生が少なく水に覆われていない堆積岩層領域で形成された衝突クレーターの中央部分の丘(中央丘)やクレーターの縁において、反射スペクトル特性の異なる多重円環構造を示すものが見つかった。さらに、過去に行われた野外地質調査の記載論文や現地で撮影された写真等を基に比較検証を行った所、これらの円環構造は衝突クレーター形成過程において重力的緩和による中央丘形成時に、表層と異なるスペクトル特性をもつ深部物質が表層に露出したことで形成されたものである事が分かった。また主要な火山領域や岩塩ドームについてASTERによる解析を行ったが、同様の多重円環構造は見られなかった。このことから、マルチスペクトル画像における多重円環構造は、衝突クレーター固有の特徴の一つであり、衝突クレーター候補探しにおいて重要な指標になりうることが分かった。次にこの多重円環構造に着目し、実際の衛星画像から自動抽出を行うための抽出プログラムの開発を行った。まず、月面上の衝突クレーターに対する検出手法(エッジ抽出やハフ変換等)を使って多重円環構造が検出可能であるか検証を行ったが、月と違って複雑な地質構造を持つ地球では、多重円環構造だけを抽出することが難しい事がわかった。そこで、多重円環構造の持つ「回転対称性」に着目し、画像を回転させたあとに相関をとるという新しい抽出プログラム(回転ピクセルスワッピング法)の開発をC++言語を用いて行った。最終的に、そのプログラムをASTERで観測される実際の衝突クレーターに適用したところ、実際の衝突クレーター構造の抽出に成功した。23年度では、月における衝突クレーター周辺のスペクトル特性の検証を行った。月周回衛星かぐや搭載のスペクトルプロファイラで取得された反射分光データを用いて、月にある南極エイトケン盆地内の、月主要鉱物の特定スペクトル(カンラン石1.05μm、斜長石1.25μm、斜方輝石0.9μm吸収バンドに着目)を持つ領域の分布を調べた。その結果、月のマントルおよび下部地殻起源と考えられるカンラン石が露出する場所は、直径100km以上の衝突クレーターに付随しており、それらの中の中央丘やピークリングと呼ばれるクレーター形成時に深部から上昇してきた山脈領域にのみ分布することを見つけた。またクレーター内壁やクレーター縁から周辺ではカンラン石は全く見つからないが、クレーターの底にある最近形成されたと考えられる小さな衝突クレーターにおいて、斜方輝石を示すスペクトルが見つかった。これらより、巨大衝突によって地殻とマントルの大規模溶融が起こり、その後の分化作用により斜方輝石とカンラン石の層が形成された可能性が高いことを突き止めた。また、月の地殻起源と考えられる純粋な斜長石の分布を明らかにするために、1.25μmの吸収バンドを持つスペクトルの分布について調べた。その結果、純粋な斜長石はいずれも直径100km以上の衝突クレーターに付随し、それより小さいクレーターでは見つからないことが分かった。このことから、月表層10kmの浅部では純粋な斜長石はほとんど存在しないが、ある程度大きな衝突クレーターの形成により深部から掘り起こされることで、衝突クレーターに付随する純粋な斜長石の分布が形成されることを突き止めた。

以上のことから、月面上の衝突クレーターにおいては中央丘やピークリングと呼ばれる場所で主に特定鉱物のスペクトルを示すこと、またそのクレーターの底では衝突溶融起源鉱物が分布することを突き止めた。平成24年度の解析により堆積岩層で形成される衝突クレーターの多くが、マルチスペクトル画像において多重円環構造を示す事が明らかとなった。また、その多重円環構造は衝突クレーター形成に起因するため、衝突クレーター固有の特徴である可能性が高いと考えられる。実際に他の地球上の地質構造(火山領域や岩塩ドーム)では同様の多重円環構造が見られなかった。このことから、クレーター捜索プログラムのアルゴリズムにおいて「多重円環構造」に着目すれば、比較的簡単にサーベイが行える可能性があるという結論に至った。さらに、多重円環構造を抽出するための新しいアルゴリズム開発において、画像の持つ「回転対称性」に注目するという、従来には無い新しくかつシンプルな手法(回転ピクセルスワッピング法)の開発に成功した。また、ASTER画像を用いて実際の衝突クレーター画像にこの回転ピクセルスワッピング法を適用した所、衝突構造だけを抽出することに成功した。この手法は、従来のハフ変換などと比べても設定する変数が少なく、かつ計算時間も少なくて済むことから、多数の衛星画像を使った全球捜索を行うことが可能と考えられる。これらのことから、25年度に予定されていたアルゴリズム開発およびその最適化が、すでに終了している段階にあると考えられる。以上のことから、当初の計画以上に進展しているという判断に至った。地球では地質活動や風化侵食作用が激しく、また大気や水・植生の影響により、衝突クレーターとスペクトル特性の関係が複雑である可能性が高いと考えられてきた。その為、23年度では、大気・水、植生の影響がない月の衝突クレーターの解析を行ったところ、特定スペクトルを示す場所はいずれも衝突クレーターの特有の構造(衝突掘削後の重力作用により生じる中央丘やピークリング)に見つかることを突き止めた。これは、衝突クレーター形成に基づく特徴であるため、地球においても同様の特徴を示すことが予想される。その為、地球上の他の地質構造(火山性クレーターや岩塩ドームによる円形構造)と区分する上で、非常に重要な制約条件を与える。また、表層10kmの浅部では他の鉱物の混合が起こるため、通常では純粋な斜長石だけを観測することは難しいが、ある程度大きな衝突クレーターの形成により深部に存在する斜長石が表層に暴露されることで、衛星から斜長石のスペクトルが観測されることが分かった。このことは、地球衝突クレーターに対するスペクトル解析を行う上でも、表層からある程度深部にある鉱物や地層の物質に着目すればよいということを意味する。