hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ポリコーム群タンパク質複合体を介する肝幹細胞の自己複製制御機構の解析

ポリコーム群(PcG)タンパク質は、ヒストン修飾を介して様々な発生関連遺伝子群の転写抑制に寄与する。我々はこれまでに、PcGタンパク質Bmi1が肝幹細胞の自己複製を正に制御していることを明らかにしているが、その作用機序は未解明である。本研究ではPcGタンパク質複合体構成因子のうち、標的遺伝子の転写抑制で重要な役割を持つRing1Bを対象として肝幹細胞における標的遺伝子の探索を試みた。その結果、肝幹細胞のRing1B下流候補遺伝子約900遺伝子を同定した。これらの遺伝子には、細胞周期やアポトーシス制御に関わるものが複数含まれていた。肝幹細胞の自己複製においてRing1Bは細胞周期やアポトーシス制御を担っているものと考えられた。ポリコーム群(PcG)タンパク質を介した肝幹細胞の自己複製制御機構を明らかにするため、(1)肝幹/前駆細胞におけるPcGタンパク質複合体の標的遺伝子の同定、(2)同定された遺伝子の自己複製における機能解析、(3)標的遺伝子の腫瘍形成における役割の明確化を試みている。本年度は、(1)、(2)について解析した。PcGタンパク質が担う転写抑制においてはPcG構成因子の一つであるRing1Bの機能が重要視されている。そこでRing1Bコンディショナルノックアウトマウス(CreER(T2)^<+/->;Ring1B^<flox/flox>マウス)を用いて肝幹/前駆細胞におけるRing1Bの機能解析を進めた。その結果、Ring1Bを欠損したマウスにおいては肝発生が大きく阻害されることが明らかとなった。フローサイトメトリーを用いてこのマウスの肝幹/前駆細胞を選択的に単離し、クローン性コロニーの形成過程を解析したところ、Ring1Bを欠損したマウス肝臓においては高い増殖能と多分化能を兼ね備えた肝幹細胞の存在頻度が著しく減少していた。すなわち、Ring1Bは肝幹細胞の自己複製に必須であると考えられた。そこで、Ring1Bの下流遺伝子群の同定を目的として、肝幹/前駆細胞においてRing1B欠損時に脱抑制を受ける遺伝子の抽出を試みた。マイクロアレイ解析の結果、約900遺伝子がRing1B欠損時に脱抑制を受けることが明らかとなった。さらに、肝幹揃駆細胞を対象として抽出された遺伝子のプロモーター領域におけるRing1Bの集積をクロマチン免疫沈降法(ChIP-PCR)により検討したところ、複数の遺伝子のプロモーター領域においてRing1Bの集積が観察された。現在、Ring1B下流候補遺伝子群について機能解析を進めている。ポリコーム群(PcG)タンパク質を介した肝幹細胞の自己複製制御機構を明らかにするため、肝幹/前駆細胞におけるPcGタンパク質複合体の標的遺伝子の同定とその役割について検討を進めている。本年度までにRing1Bコンディショナルノックアウトマウスを用いた解析を行い、Ring1B欠損時に脱抑制を受ける遺伝子を約900抽出した。平成22年度は、PcGタンパク質の下流遺伝子群候補として抽出されたこれら遺伝子群の機能について検討した。これまでの我々の検討から、Ring1Bを欠損した肝幹細胞はin vitroにおいてクローン性コロニー形成能力を著しく損なうことが明らかになっている。そこで、はじめに、Ring1B下流標的遺伝子候補の中から、細胞増殖への関与が考えられるものに着目して機能を解析した。幹細胞の細胞増殖制御、あるいは発癌プロセスにおいては、サイクリン依存性キナーゼ阻害因子2A(Cdkn2a)の機能が重要視されており、PcGタンパク質はこれらのサイクリン依存性キナーゼ阻害因子の発現制御に関わるとされている。そこで、肝幹細胞から調製したクロマチンを対象として、Ring1B抗体を用いたクロマチン免疫沈降(ChIP)を行い、PcG下流遺伝子候補のプロモーター領域におけるRing1Bの集積状態を検討した。ChIP-PCR法による検討の結果、Cdkn2aのプロモーター領域においてRing1Bの集積が確認された。そこで、Ring1BとCdkn2aの二重欠損マウスを作製し、肝臓の器官形成に及ぼす影響を検討した。しかしながら、Ring1Bの単独欠損によって生じる肝発生初期の器官形成阻害は、Ring1BとCdkn2aの二重欠損によりキャンセルされないことが明らかとなった。肝幹細胞の自己複製においては、Cdkn2a以外の因子が重要な機能を持つことが考えられた。
神経系細胞におけるサイトカインの細胞内情報伝達システムの解明

本研究は、神経系細胞の機能発現にも重要な役割を担うサイトカイン、とりわけ神経系の発生や疾患との関連において注目されるインターロイキン-1(IL-1)の細胞内情報伝達系の体細胞遺伝学的手法による解明を目指ししたものである。本研究の遂行にあたり、まず野生型の細胞においてポジティブかつネガティブに二重の選択が可能な薬剤耐性遺伝子を用いることを考案した。ハイグロマイシン(Hyg)耐性遺伝子の下流にヘルペス単純ウイルスのチミジンキナーゼ遺伝子(TK)をつなげた融合遺伝子(Hyg-TK)を作製し、遺伝子導入株がHyg耐性、かつガンシクロビール(GANC)感受性の形質を示しことを確認した。さらにデキサメタゾン(Dex)で転写誘導がかかるMMTV-LTRの下流にHyg-TK遺伝子をつなげ、これをLTK-株に導入したところ、この株はDex存在下でHyg耐性GANC感受性を示したのに対して、非存在下では逆にHyg感受性GANC耐性を示し、このHyg-TK遺伝子の遺伝子発現のレポーターとしての使用にも充分に機能しうることが確認された。そこでIL-1により発現誘導のかかるIL-8遺伝子のプロモーター領域にHyTK遺伝子をつなげ、これをヒトグリア細胞株に導入した。ノザンブロットによる解析によりこの株はIL-1によりIL-8と同様にHyTK遺伝子の発現が誘導され、さらにHygとGANCに対する感受性がIL-1により顕著に制御されることが確認された。また、IL-8プロモーターの下流にHyTK遺伝子とbetaガラクトシダーゼ遺伝子をつなげたプラスミドを作製し、これを導入した細胞株でのIL-1によるbetaガラクトシダーゼ遺伝子の発現誘導をX-galを基質とした活性染色で確認した。現在、本研究により確立したIL-1応答性細胞株に対して変異処理を行い、薬剤感受性とbetaガラクトシダーゼ活性の変化をマーカーに、IL-1に対してのこれらの遺伝子発現の誘導がかからなくなった株の取得を試みでいる。さらにIL-1非応答性変異株の生化学的解析やcDNAによる機能発現クローニングにより、IL-1の細胞内情報伝達系の構成因子の同定と情報の流れの機序の解明に取り組む予定である。
結晶塑性解析による金属板の高精度な加工硬化特性予測とそのプレス成形解析への応用

本研究の目的は,プレス成形部品への活用が期待されている金属材料の塑性変形挙動を高精度に予測するための数値解析技術の開発と,開発した技術をプレス成形解析へ応用する枠組みの構築である.研究の結果,鉄鋼材料やマグネシウム合金,純チタンといった金属材料が種々の負荷を受けた際の塑性変形挙動を,高精度に予測できる数値解析技術を開発した.また開発した技術を用いることで,塑性変形挙動のメカニズムを結晶レベルの微視的な変形挙動に基づいて明らかにした.さらに,プレス成形解析で必要となる入力パラメータを,開発した解析技術を用いて同定する手法について検討を行った.本年度得られた成果を以下に箇条書きで示す.1高精度かつ多様な実験データの測定を行うため,実験環境の整備を進めた.まずひずみ分布可視化システムを導入することで,2次元的なひずみ分布を幅広いレンジで測定することが可能となった.また,面内圧縮試験用装置に取り付け可能なひずみゲージ式伸び計を導入した.これにより,これまで以上に幅広い条件での圧縮変形を伴う試験が可能となった.以上の新たに導入した装置と筆者らが既に所有する実験装置群と組み合わせることで,多用な加工硬化特性の高精度な測定を実現した.2プレス成形で用いられる鉄鋼材料(体心立方金属)を対象として,その変形特性を高精度に予測するための結晶塑性解析手法を検討した.具体的には,フェライト系単結晶において種々の方位へせん断変形を与えた際の変形挙動を結晶塑性有限要素法により解析した.その結果,いずれの方位においても応力-ひずみ曲線や結晶方位の回転角を良好に予測することができた.また,各すべり系の加工硬化発展を現象論的な手法でモデル化した場合と転位密度に基づいてモデル化した場合の2通りで解析を行ったところ,結果には大きな違いは見られないことが明らかとなった.ただし,転位密度に基づくモデルでは現象論モデルに比べて事前に同定すべき材料パラメータが多いため,実用的には現象論モデルが適切である可能性が示唆された.3体心立方金属の結晶塑性解析において,潜在硬化モデルの精度向上について検討した.まず,基準とする潜在硬化モデルにはMadecらの提案したモデルを用いた.上記2の解析結果から得られた活動すべり系に関する情報から,実験と解析で応力-ひずみ曲線がより高精度に一致するように潜在硬化パラメータを調整する手法を提案した.その結果,これまでに未同定のパラメータ11個のうち,2つのパラメータを新たに同定することに成功した.本年度得られた成果を以下に箇条書きで示す.1IF鋼板(体心立方金属),工業用純チタン板およびマグネシウム合金鋳造板(ともに最密六方金属)を対象として,これまでに整備した材料試験装置を用いて各種の材料試験を行い,基準となる実験データを取得した.2体心立方金属については,平成26年度の延長として,フェライト系単結晶の変形挙動をより高精度に予測するための技術検討を行った.その結果,non-Schmid則を考慮し,また{112}すべり系の双晶方向への活動に伴って生じる加工硬化を低下させることで,解析精度のさらなる向上を達成した.また,IF鋼板における応力緩和挙動の解析を行った.その結果,単結晶解析で開発したモデルを用いることで,種々の条件における応力緩和挙動を定性的に再現することができた.また,応力緩和時には弾性ひずみが塑性ひずみに置き換わる現象が生じていることが解析上で再現できた.一方,現状のモデルでは予測精度が定量的に未だ不十分であり,さらなる検討が必要なことが示唆された.3圧延板とは全く異なる初期結晶方位分布を持つマグネシウム合金鋳造板の変形解析を行った.その結果,筆者らが提案した圧延板に対するパラメータ同定法が鋳造板に対しても有効であり,結晶塑性解析を用いてマグネシウム合金鋳造板の変形挙動を高精度に予測できることを示した.またそれにより,ランダムな初期方位を持つ鋳造板においても,双晶活動の非対称性に起因して圧縮変形と引張変形で異なる変形挙動を示すことが明らかとなった.4工業用純チタン板に対する反転負荷試験の結果から,圧縮から引張への反転負荷を受けることで,マグネシウム合金板同様に双晶回復に起因してS字状に近い応力-ひずみ曲線を示すことが明らかとなった.このことから,工業用純チタン板の結晶塑性解析を行う上で,双晶回復を考慮することが重要であることが示された.平成26年度研究実績報告書における今後の研究の推進方策で挙げた,1整備した実験装置を用いて種々の材料における基準となる実験データを取得する,2鉄鋼材料を対象として単結晶解析で得られた知見を多結晶体解析に応用する,3マグネシウム合金圧延板に関する知見が他の最密六方金属にも適用可能かを調査する,という3項目を順調に遂行することができた.以上の結果を総合的に鑑みて,【おおむね順調に進展している】と判定した.平成28年度の研究で得られた成果を以下に箇条書きで示す.1IF鋼板を対象として,塑性変形中の格子ひずみ発展を結晶塑性解析により予測し,実験結果(文献値)と比較した.その結果,解析モデルや材料パラメータによって格子ひずみ発展の予測精度が大きく異なることが明らかとなった.この結果から,解析モデルや材料パラメータの決定に際して,加工硬化挙動だけでなく格子ひずみ発展も有効な指標となりうることが示唆された.2これまでに構築してきたマグネシウム合金に対する結晶塑性解析モデルを,同じ六方晶金属である工業用純チタンへ適用することで,その変形挙動予測を行った.

その結果,変形挙動の面内異方性や反転負荷挙動,ひずみ経路依存性,等塑性仕事面の発展など,プレス成形に重要な影響を及ぼしうる諸因子を高精度に予測することに成功した.これより,これまで開発してきたモデルが六方晶金属に幅広く適用できる可能性が示された.3純チタン板を対象として,引張変形と圧縮変形を組み合わせた二段階負荷の実験および結晶塑性解析を行った.二段階目変形時の降伏応力は負荷履歴の影響を大きく受けることが明らかとなり,またその傾向を解析により良好に予測できた.また,二段階目変形時の降伏応力には一段階目変形時に生じた双晶活動が大きな役割を果たすことが示唆された.一方その後の加工硬化挙動は,解析では良好に予測するに至らず,今後の課題として残された.4これまで開発してきた結晶塑性解析プログラムを,京都大学大型計算機システム上で実行できるようにチューニングを行った.さらに,アルゴリズムの改良や並列計算の導入を行うことで,計算の大幅な高速化に成功した.また,工具との接触アルゴリズムを導入することで,結晶塑性モデルを直接用いた塑性加工解析の実行に成功した.これにより,開発してきた結晶塑性モデルをプレス成形解析に直接的に活用する道筋を構築した.本研究の目的は,プレス成形部品への活用が期待されている金属材料の塑性変形挙動を高精度に予測するための数値解析技術の開発と,開発した技術をプレス成形解析へ応用する枠組みの構築である.研究の結果,鉄鋼材料やマグネシウム合金,純チタンといった金属材料が種々の負荷を受けた際の塑性変形挙動を,高精度に予測できる数値解析技術を開発した.また開発した技術を用いることで,塑性変形挙動のメカニズムを結晶レベルの微視的な変形挙動に基づいて明らかにした.さらに,プレス成形解析で必要となる入力パラメータを,開発した解析技術を用いて同定する手法について検討を行った.研究実施計画に挙げた,1実験環境の整備,2体心立方金属あるいは面心立方金属の結晶塑性解析において,単結晶レベルの変形特性を高精度に予測するための方策に関する検討,という両項目を順調に遂行することができた.以上の結果を総合的に鑑みて,【おおむね順調に進展している】と判定した.これまでの研究が順調に進展していることから,平成28年度も当初の予定通りに研究を推進する所存である.具体的には,以下の項目を実施予定である.また,最後に本研究を総括し,今後の課題を抽出する.1体心立方金属については,単結晶解析に基づいて開発されたモデルでも多結晶体の変形を定量的に予測するには至らなかった.そこで新たな視点として,中性子により測定された格子ひずみの発展を評価対象項目に加え,モデルの妥当性や高精度な解析を行うための指針を検討する.これまでは,主として塑性変形とそれに伴う加工硬化を評価対象としてきたが,格子ひずみは弾性変形に起因する物理量であり,これまでとは異なる視点からの検討が可能となる.また,これまで中性子計測の結果を包括的な解析精度向上に利用する例は非常に少なく,全く新しい知見の獲得が期待される.2平成27年度の研究で得られた実験データを用いて,結晶塑性モデルによる工業用純チタンの変形挙動解析を行う.具体的には,同じ六方晶金属であるマグネシウム合金解析における知見を応用することで純チタンに関するパラメータ同定法を提案し,種々の負荷経路における加工硬化挙動予測を試みる.
パッチクランプ法による気道上皮細胞内情報伝達機構の解析

気道上皮細胞はその粘膜側と漿膜側間で、イオン輸送が行われており、とくにClイオンの輸送は水分の移動を伴い、気道分泌に深く関与している。本研究の目的は、健常人あるいは気管支喘息患者における気道上皮細胞の分泌機構に関して、パッチクランプ法を用いて解析しようと試みたものである。気管支鏡を用いて、ヒト気管支粘膜切片を採取し、Growth factorsを含む培養液中の斜面培地上で培養し、この培養細胞のイオンチャネルをパッチクランプ法を用いて解析した。以前の我々の研究から、イヌ培養気道上皮細胞を用いて、その粘膜側におけるイオンチャネルの動態を解析したが、水分の移動は、non-selective channelを通して細胞内へ流入し、K channelを通して細胞外へ流出することが明らかとなった。一方、ヒト培養気道上皮細胞においては、Clチャネルが主体であり、気道分泌はそのClチャネルが開閉することによりイオン輸送が行われ、二次的に水分が移動するものと考えられた。正常者から得られたヒト培養気道上皮細胞においては、その培養手技が難しく、他の細胞や組織からの影響が多く、細胞個体差がきわめて大きく、イオンチャネルの計測に一定した結果が得にくかった。また気道分泌液の多い気管支喘息患者においては、感染を合併していることが多く、そのチャネルの開確率は非常に測定しにくいものであった。チャネルの開確率は、細胞内Ca濃度が増加することにより増加することより、Ca依存性の可能性が示唆されたが、その他の細胞内情報伝達系については明らかにされなかった。以前の研究で、イヌ培養気道上皮細胞においては、細菌感染時には開確率が増加することがわかっているため、今後これらのヒト培養気道上皮細胞における研究の課題として、現在検討中である。
室内実験による対流と波動の相互作用に関する研究

本年度の研究活動を通じて以下のような実績が得られた。1.対流と波動の相互作用を研究するための室内実験装置の作成一つは、非回転系で2次元的な(鉛直1次元水平1次元の)流体運動を実験的に調べるための装置を作成した。塩化ナトリウム水溶液で成層させ、これを電気分解して対流を生じさせるために、電極を流体中に配置した点が特徴的である。もう一つは、回転系での流体運動を実験的に調べるための回転台である。回転数を細かく制御でき、ある程度の負荷に耐えるものを作成した。回転台の上に設置する予定であったが水槽は未完成である。2.室内実験の成果実験装置が十分に機能することが確認でき、更に生じる現象の定性的な振舞を観測することができた。すなわち、波の位相速度が対流活動によって減少すること、および波形が変形する様子を観察することができた。3.理論的な考察2層流体の簡単なモデルを構成し、数値的に時間積分することで現象の再現を試みた。室内実験の実験結果とは対応関係が必ずしも良くなかったが、位相速度が減少することの理解には役立った。実験装置を作成することができたこと自身も一つの大きな成果であった。また、回転の効果については十分に検討することができなかったものの、波と対流の相互作用という観点から構成した基本的なモデルでの流体の振舞を記述でき、今後につながる研究ができたと考える。
筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseの構造と機能-化学修飾と部位特異的変異による研究

1.筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseをアルギニン残基指向性試薬cyclohexanedione(CHD)を用いて修飾した。この修飾によるCa^<2+>-ATPaseの各部分反応の阻害と、それに対する各種基質(ATP、ADP、AMP)の保護効果を調べることにより、次のことを明らかにした。(1)Ca^<2+>-ATPaseのArg-489とArg-678は、触媒部位のATP結合部位のうち、ATPのαーリン酸基が占める領域またはそのごく近傍に位置している。(2)CHD修飾による酵素阻害に関与するアルギニン残基は、Arg-489またはArg-678(またはその両者)である(J.Biol.Chem.271,28933-28941,1996)。2.筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseをヒスチジン残基指向性試薬diethylpyrocarbonate(DEPC)を用いて修飾した。この修飾によるCa^<2+>-ATPaseの各部分反応の阻害と、それに対する各種基質の保護効果を調べることにより、Ca^<2+>-ATPaseのHis-5がリン酸化中間体の加水分解に関与していることを明らかにした(in preparation)。3.上記の各種アミノ酸残基について、部位特異的変異による機能解析が現在進行中である。4.筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseにおいて、リン酸化とFITC(fluorescein 5-isothiocyanate)結合のstoichiometryが0.5:1.0であることを明らかにした(J.Biol.Chem.272,6232-6251,1997)。
南満・中東両鉄道沿線の社会変動と人口移動に関する史料調査研究

本研究では、中国吉林省社会科学院満鉄資料館および吉林大学のスタッフの協力を得て、南満州鉄道と中東鉄道沿線の社会変動と人口移動に関する史料調査研究を実施した。研究期間中に主として長春市・ハルビン市・北京市等において史料調査を実施し、それに基づいて別記の一連の研究成果を公表した。一年目から二年目にかけては、長春市にある吉林省社会科学院満鉄資料館および吉林省档案館を重点的に調査し、本研究課題に関する史料収集と検討を行った。満鉄資料館所蔵資料を活用して、研究分担者の井村哲郎、児嶋俊郎らが論文を公表した。また吉林省档案館所蔵の「満州国」期の労工関係資料の分析にもとづいて芳井研一が二本の論文を公表した。ハルビン市の黒竜江省図書館やハルビン市図書館でも満鉄と中東鉄道関係史料調査を実施した。それらの成果をもとに、塚瀬進やサベリエフ・イゴリが論文を公表した。さらに北京市にある中国社会科学院近代史研究所所蔵の相当量の満鉄資料や天津市図書館書庫の満鉄関係の旧蔵資料の調査なども実施した。これら一連の史料調査において作成された史料目録や研究成果の一部は、Web上(新潟大学日本近現代史・環日本海地域関係論研究室)で公開されつつある。2007年3月には新潟大学人文学部主催の国際シンポジウム「東アジアの地域ネットワーク」の開催を支援し、本研究課題に関する問題点について検討を進めた。その成果を『環東アジア研究センター年報』2号(2007年3月刊行)に公表した。さらに2007年10月には新潟大学人文学部主催の国際シンポジウム「東北アジア地域ネットワークの歴史的構成」の第二セッション「中国東北地域のネットワーク」において、研究代表者と分担者が本研究課題に関する集中的な検討を行った。これらの成果を『環東アジア研究センター年報』3号(2008年3月刊行)に公表した。本年度は、中国長春市や延吉市において調査活動を実施すると共に、新潟大学で研究シンポジウムおよび研究会を開催して問題点等を検討した。また史料目録の作成に着手しつつ、資料収集の成果に基づいた検討を行って研究論文をまとめ公表した。9月の吉林省社会科学院の満鉄資料館等史料調査では、研究協力者である郭洪茂館長の全面的支援の下に、研究課題に関する所蔵資料を逐次閲覧し、必要資料を複写により入手した。また吉林省档案館において、「満州国」期の労働力強制動員をめぐる関東憲兵隊資料を閲覧し、必要資料を筆写や複写により入手した。一方8月には延辺地域の史料調査も行った。特に延吉市档案館においては、資料の残存状況を綿密に調査した。10月には新潟大学人文学部主催の国際シンポジウムの一環として、本研究課題の研究協力者である吉林大学東北アジア研究院の沈海涛助教授が、課題に関する問題点等についての研究報告を行い、研究分担者を交えて討論を実施した。また3月には郭洪茂満鉄資料館館長を新潟大学に招いて、満鉄資料館所蔵資料にみる社会変動と人口移動についての報告を受け、今後の調査研究の方向性等について詰めた議論を行った。これらの史料調査や研究会における報告・議論を踏まえて、研究成果の一覧に掲載したような、いくつかの論文をまとめて公表した。本年度は、中国長春市や哈爾賓市等において、引き続き調査活動を実施すると共に、新潟大学で直接関連する研究テーマに関する国際シンポジウムを開催し、問題点等を検討した。また資料目録の作成作業を引き続きおこない、資料収集の成果に基づいた研究論文をまとめ公表した。

6月には中国長春市で、満鉄資料館、吉林省档案館において調査を実施し、両館所蔵の満鉄・中東鉄道関係のうち、とくに社会変動と人口移動に関する資料を集中的に調査し、必要資料を複写した。本年も引き続き満鉄資料館の郭洪茂館長等から全面的支援を得て円滑に実施することが出来た。また9月には、黒竜江省図書館、哈爾賓市図書館を始め、再び満鉄資料館・吉林省档案館において資料調査を実施し、必要資料を複写した。また部分的ではあるが、関連資料の資料目録を作成した。これらの目録については、順次ウェブ上に公開する予定である。3月には新潟大学人文学部主催の国際シンポジウム「東アジアの地域ネットワーク」の開催を支援し、本研究課題に関する問題点についても検討を進めた。これらの成果を踏まえて、今後の本研究の方向性を模索し、次年度に生かすこととした。以上の資料調査や研究会における報告・議論を踏まえて、研究成果の一覧に記載したような、いくつかの論文をまとめて公表した。本年度は、中国北京市や天津市等において、引き続き研究課題に関する調査活動を実施すると共に、新潟大学で直接関連する研究テーマに関する国際シンポジウムを開催し、問題点等を検討した。また資料目録の作成作業を引き続きおこない、資料収集の成果に基づいた研究論文をまとめ公表した。8月にはまず中国北京市で、中国社会科学院近代史研究所の歩平所長から紹介されて同研究所図書館に旧蔵されていた満鉄関係の新聞切り抜き帳など相当量の満鉄資料を所蔵庫において閲覧した。また研究課題に関する他の所蔵資料についても閲覧し、とくに社会変動と人口移動に関する資料を集中的に調査して、必要資料を複写した。また天津市においては天津理工大学の劉家金副教授のご協力を得て、天津市図書館書庫に入り、満鉄関係の旧蔵資料の調査を実施した。日本の天津居留民団関係のまとまった資料が所蔵されていたが、研究課題に関する直接資料はあまり所蔵されてはいなかった。なお11月に米国スタンフォード大学フーバー研究所文書館等において、研究課題に関する資料調査を実施し、浜田徳海文書などの関連資料のうち必要資料を複写した。10月には新潟大学人文学部主催の国際シンポジウム「東北アジア地域ネットワークの歴史的構成」の開催を支援し、合わせて同シンポジウムの第二セッション「中国東北地域のネットワーク」で、本研究課題に関する問題点について集中的に検討を行った。以上の資料調査や研究会における報告・議論を踏まえて、研究成果の一覧に記載したような、いくつかの論文をまとめ公表した。
特異な光触媒能を有する超分子型ナノ細孔体の創製

本研究では、これら平面性色素を用いたナノ細孔体や異方性分子集合体を多数構築してきたが、代表的な成果として以下に述べるベンゾペリレンイミドーポルフィリン分子集合体の系についてその詳細を報告する。コロネンからベンゼン環が一つ欠損したベンゾペリレンに着目し、イミド基の配置部位と数を考慮して、一連の誘導体合成を行い、分光学および酸化還元特性について評価した。そして、得られた知見をもとに、ベンゾペリレンに3つのイミド基を有するトリイミド体と亜鉛ポルフィリンの間に三重水素結合を介して集積化させ、電子ドナー(D)とアクセプター(A)ユニットがそれぞれ層分離・共役させた複合分子集合体を作製した。今年度はまずブタジイン骨格で連結された環状ポルフィリン二量体にピリジル基を導入し、水素結合等を介した自己集合によって形成されるポルフィリンナノチューブ(中心金属:フリーベースとNi)に着目した。このポルフィリンナノチューブは大きなπ平面に囲まれた特異な空間を提供するため、フラーレンを選択的に内包する。本研究ではリチウム内包フラーレンLi+@C60(Li+@C60)をこのポルフィリンナノチューブ内に内包した分子集合体を作製し、その分光特性及び光電変換特性を系統的に評価した。まず、ポルフィリン二量体とLi+@C60の間の特異な会合形成により可視光領域において良好な光捕集特性を有することが明らかとなった。また、分子集合体作製について良/貧混合溶媒中で混ぜ合わせることにより100 nm程度の粒径をもつナノ粒子を作製することができた。この集合体構造は透過型電子顕微鏡(TEM)により確認できた。次に、ナノ粒子体を電気泳動法にて酸化スズ透明電極上に修飾して湿式型太陽電池を作製した。薄膜の吸収スペクトル測定により可視光領域全域に渡る幅広い光応答が観測された。光電変換特性はI-/I3-をredox coupleとする湿式光電気化学セルにて評価を行った。Li+@C60を内包した場合、光電流発生外部量子効率(IPCE)は20%程度の値に達し、C60の系と比較して光電変換特性の良好な向上が観測された。ゼオライトなどの無機多孔性材料は精密に構造制御されたナノ空間内での特異な化学反応が特徴の一つとして挙げられるが、問題点として、1構成材料自体の可視光領域での光応答性が乏しい点、2化学的手法による新たな機能付与が限られる点が挙げられる。本研究では上述の無機多孔性材料におけるナノサイズの反応場(ナノフラスコ)としての長所を生かしながら、有機色素会合体に特有の励起ダイナミクス発現が可能なナノ細孔体の合成と物性評価を目的とする。27年度は高い光吸収能と電子移動特性を有するポルフィリン誘導体に対し、多孔性配位高分子的手法による分子組織化を行った。多孔性配位高分子錯体は強固な結合力に加え、結合の方向性も有しているため、距離や配向を考慮に入れた構造設計が可能となる。これら組織体における励起寿命は巨視的な形状には依存せず、近接分子間の内部構造に強く反映していることが分かった。さらに、新たに柱状配位子を導入し、局所的な内部構造の異なるポルフィリンの多孔性配位高分子錯体を従来法とコロイド法により作り分けることに成功した。特に、ポルフィリン環内部の金属との配位結合の有無を選択的に制御し、配位結合がない場合は励起状態を長寿命化し、ゲスト分子導入に伴う錯形成定数の向上にも観測された。本申請課題における研究目的の一つに、ポルフィリン色素を用いた多孔性配位高分子の合成とその細孔構造を利用したゲスト分子導入に伴う触媒機能評価が挙げられる。27年度は一通りの合成・解析に成功しており、概ね順調であると言える。27年度は高い光吸収能と電子移動特性を有するポルフィリン誘導体に対し、多孔性配位高分子による分子集合化を行った。特に、ポルフィリン環内部の金属との配位結合の有無を選択的に制御し、配位結合が無い場合は励起状態の長寿命化を達成した。また、細孔構造内部に電子受容分子を挿入し、電子移動反応に伴う大きな錯形成定数の向上を明らかにした。上述のポルフィリン分子会合体の問題点として、単量体と比較して速度論的に大幅な励起子の失活が挙げられる。そこで、28年度は会合形成に伴って励起子生成の量子収率が100%を超えることを期待し、ペンタセンを用いた一重項分裂(多励起子生成)に着目した。まず、2つのペンタセン骨格のねじれの程度が一重項分裂の反応性に与える影響を検討するため、異なる3種類のペンタセン二量体を合成した。直線状にペンタセンを配置した二量体に対し、ねじれた二量体では、弱い分子間の電子的カップリングを示唆する結果となった。このねじれの違いは一重項分裂の生成と励起三重項状態の長寿命化に寄与することを過渡吸収スペクトル測定で明らかにした。次に、別途合成したペンタセンポリマー系においては量論的な高効率一重項分裂の進行を確認した。さらに、このポリマー構造内のナノ空間にフラーレンを挿入することで高効率な光誘起電子移動の観測にも成功した。以上のように、従来、励起エネルギーが大幅に損失すると考えられる分子集合体系で高効率な励起子生成や電子移動を進行させることに成功した。

本研究では、これら平面性色素を用いたナノ細孔体や異方性分子集合体を多数構築してきたが、代表的な成果として以下に述べるベンゾペリレンイミドーポルフィリン分子集合体の系についてその詳細を報告する。コロネンからベンゼン環が一つ欠損したベンゾペリレンに着目し、イミド基の配置部位と数を考慮して、一連の誘導体合成を行い、分光学および酸化還元特性について評価した。そして、得られた知見をもとに、ベンゾペリレンに3つのイミド基を有するトリイミド体と亜鉛ポルフィリンの間に三重水素結合を介して集積化させ、電子ドナー(D)とアクセプター(A)ユニットがそれぞれ層分離・共役させた複合分子集合体を作製した。本年度リチウム内包フラーレンを内包したポルフィリンナノチューブ(分子集合体)の作製と太陽電池評価を行うことができ、基本的に順調に進んでいる。28年度は、本申請課題のもう一つの研究目的であるナノ細孔体内部での一重項分裂を発現を取り組む。アセン系もしくはペリレン系の分子を用いてナノ細孔体を構築させ、最終的にエネルギー変換系へと展開する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。光エネルギー変換次年度はアセン系やペリレンなどの多環芳香族炭化水素を基盤としたナノ細孔体を構築し、その光物性や光エネルギー変換特性を評価する予定である。多環芳香族炭化水素骨格にジフェニルイミダゾール基やサレン錯体、親水性置換基などの導入、界面活性剤の利用など作製手法の確立をまず行う。その後、定常/時間分解分光特性、電気化学特性、透過型電子顕微鏡による集合体構造評価を段階的に進める。最終的に太陽光発電などの光触媒系へと展開する予定である。装置購入の支出を比較的抑えることができたため。本年度は当初の研究計画では基本分子であるポルフィリンや多環芳香族炭化水素の合成を行うことを主な目的としていた。しかしながら、ポルフィリンナノチューブの研究展開が予想以上に進行したため、まずポルフィリンナノチューブの研究を前倒しで進めることとした。その結果、多環芳香族炭化水素誘導体の合成に必要な消耗品代やその測定に必要な備品などが次年度以降で購入する必要となった。消耗品購入に充てる予定である。ペリレンやアセン系などの多環芳香族炭化水素誘導体の合成をまずは進め、その消耗品代として物品費を使用する。化合物の合成状況に合わせて物性評価に必要な備品購入を進める予定である。
植物の空気調節効果の研究

植物が行う光合成などの生理作用による空気調節効果を詳しく調べ、地球温暖化防止に役立てる環境教育の研究を行った。1.7m^3の水槽を2等分し、両方に蛍光灯で同じ波長、光強度の光を昼間に6時間照射した。両方に土壌と手前にエアーポンプで空気を送った水を入れ、片方でポトス(Epipremnum aureum)を栽培した。水槽を断熱材で覆い、両方の温度を熱電対で10分毎に計測した。この結果、ポトスがある空間の方が約1°C低いことがわかった。さらに実験の再現性の向上や詳しい分析のため、新たな実験系を開発した。断熱材で覆った0.06m^3の水槽2つを恒温器に入れ、両方に土壌が入ったプランターを入れた。土壌の上をビニールシートで覆い、片方でポトスを栽培した。恒温器内の温度を16°C、23°C、30°Cに保ち、白色発光ダイオードで昼間に6時間照射した。10分毎5日間の温度変化を記録して植物の空気調節効果を調べた。白色発光ダイオードに変えたことにより、光による水槽内の温度上昇は著しく減少し、植物による効果が分析しやすくなった。結果は16°C、23°C、30°Cのどの温度でもポトスがある方の温度が低い傾向であった。しかし温度差はいずれも1°C未満であり、植物の存在による大きな効果は得られなかった。これはポトスの量が少なかったこと、土壌が栽培に最適ではなかったこと、照射時間が短かったことなどで植物による大きな空調効果が得られなかったとが原因と考えられる。今後はこれらの問題を解決して植物の生理現象に着目し、ポトスで確実なデータを獲得することを目指している。その後植物の様々な成長段階のデータをとることや他の植物で実験を行ってみたい。本研究は地球温暖化防止における植物効果の研究で、社会貢献でき、生徒は理解しやすく、興味が持ちやすい。今後研究を推進し、環境教育の教材開発や生徒研究に発展させることを志している。
骨格筋αアクチニン3タンパク質の加齢に伴う発現変化とその運動適応に関する研究

本研究では、速筋線維特異的なタンパク質、αアクチニン3の運動および加齢による変化についてラット動物モデルにより検討した。本研究の結果、加齢による筋の萎縮および遅筋化はαアクチニン3発現量減少を伴うことが明らかとなり、サルコペニアの因子としてαアクチニン3の変化を考慮する必要性が示唆された。その一方、持久性トレーニングはαアクチニン3を変化させなかったので、αアクチニン3への介入を目的とした運動様式には適さないことが示唆された。αアクチニン3タンパク質は速筋線維特異的に発現するタンパク質である。遺伝的にαアクチニン3タンパク質欠損型であるヒトやマウスを対象にした検討から、その有無が筋収縮力や代謝能力、また全身の運動パフォーマンス等に影響することが示唆されている。しかしながら、筋活動量の差異がαアクチニン3タンパク質そのものの発現量に及ぼす影響については検討がない。本研究では運動と加齢がαアクチニン3タンパク質発現量に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。今年度は、特に運動がαアクチニン3タンパク質に及ぼす影響について検討した(次年度の老齢動物を用いる研究への予備的検討の要素を含む)。12匹のウィスター系雄性ラットをコントロール群(6匹)およびトレーニング群(6匹)に群分けした。トレーニング群には動物用トレッドミルを用いて56日/週、9週間の高強度インターバルトレーニングを行わせ、トレーニング期間終了後に足底筋、腓腹筋(腓腹筋は白色部と赤色部に分離した)を摘出した。その後各筋の均質化試料を用いてウェスタンブロッティング法により、αアクチニン3ともう一つのαアクチニンであるαアクチニン2の発現量を分析した。αアクチニン3発現量はトレーニングの後においてコントロール群と比較して有意な差を示さなかった。その一方で、αアクチニン2発現量は、トレーニング群の全ての骨格筋でコントロール群よりも有意に高値を示した(p<0.05)。以上のことから、運動トレーニングに対するαアクチニン3の適応性は必ずしも高くないものと思われた。この結果を踏まえ、速筋線維の特異的な減少が見られる老齢動物の骨格筋においては、運動によりどのような影響が見られるのかについて次年度で検討を行う。サルコペニアは、速筋線維の加齢性の萎縮に一部起因することが示唆されており、運動はその進行速度を遅延させることが知られている。したがって、サルコペニア対策を確立するためには、速筋線維特有に発現するタンパク質の加齢動態と運動の影響およびそれらの相互関連性に着目することが有効であると思われる。骨格筋におけるαアクチニンは筋節のZ線上に位置しアクチンフィラメント同士を架橋する構造タンパク質であり、そのアイソフォームのひとつであるαアクチニン3は速筋線維にのみ発現するという特徴を持つ。本年度は、このαアクチニン3の発現に対する加齢および運動トレーニングの影響を検討した。18月齢および28ヶ月齢の雌性Fischer 344ラットを用い、それぞれに運動群と対照群を設定し(各群n=6)、運動群の動物を対象に週34回、60分間の持久的トレーニングを運2ヶ月間継続した。なお、若齢群および老齢群間のトレーニング強度については、我々の先行研究(Naito et al.,Med.Sci.Sports Exerc.,2000)に基づき動物の最大酸素摂取量の相対値(%Vo2peak)を持って等しくなるように調節した。右脚の骨格筋を緩衝液中で均質した後、ウェスタンブロッティング法にて、αアクチニン3を定量した。その結果、老齢群ではαアクチニン3は有意に低下していたことから、加齢による筋機能の低下にはαアクチニンの低下が関与する可能性があると考えられる。しかしながら、トレーニングによってαアクチニン3には変化が見られなかったので、少なくとも持久性トレーニングが老齢動物の骨格筋に対する好影響のメカニズムとαアクチニン3の関連は低いように思われるが、この点については、現在さらに分析をすすめているところである。骨格筋におけるαアクチニンは筋節のZ線上に位置しアクチンフィラメント同士を架橋する構造タンパク質であるが、そのアイソフォームのひとつであるαアクチニン3は速筋線維にのみ発現するという特徴を有する。本研究では、このαアクチニン3のサルコペニア進行に対する役割を明らかとし、その筋機能に対する意義を加齢および運動介入との関連から解明することであった。本研究で、18ヶ月齢および28ヶ月齢の雄Fischer 344ラットに、8週間の持久性トレーニングを負荷し、トレーニング終了後(それぞれ20ヶ月齢および30ヶ月齢)に足底筋を摘出し、αアクチニン3の発現量、ミオシン重鎖(MyHC)組成、クエン酸合成酵素(CS)活性を評価した。なお、結果は、同月齢の対照群とともに月齢×トレーニング有無による二元配置分散分析により分析したが、有意な交互作用が観察されなかったことから主効果による評価を行った。

筋湿重量は、20ヶ月齢群よりも有意に低く加齢に伴う筋萎縮が生じていた。type IIb MyHCは30ヶ月齢群で20ヶ月齢群よりも有意に低く、一方、type I MyHCは30ヶ月齢群で20ヶ月齢群よりも有意に高かった。30ヶ月齢群のαアクチニン3発現量は20ヶ月齢群よりも有意に低かった。一方、トレーニング群では非トレーニング群と比べてtype II MyHCの中でもよりslowerなアイソフォームの割合が増加していが、両者の間にαアクチニン3発現量に差は無かった。以上より、加齢による筋の萎縮および遅筋化はαアクチニン3発現量減少を伴うことが明らかとなり、サルコペニアの因子としてαアクチニン3の変化を考慮する必要性が示唆された。その一方、持久性トレーニングはαアクチニン3を変化させなかったので、αアクチニン3への介入を目的とした運動様式には適さないことが示唆された。
古代メソアメリカにおける初期国家成立と環境変動

本研究は、初期国家成立の背景としてこれまで無視ないし重視されてこなかった火山噴火後の長期的環境変化に着目し、社会変化を環境変動データと層位的発掘調査を基に解明する。具体的にはポポカテペトル火山のプリニー式噴火の年代特定と火山噴火に起因する長期的な環境変化を、トラランカレカ遺跡に隣接するチャウトラ湖の湖底ボーリング調査およびトラランカレカ遺跡の層位的発掘調査を通じて明らかにし、メキシコ中央高原地域における初期国家形成前後の社会変化を環境変動と結びつけながら解明する。
数学的思考を含む知的計算機環境の研究

本研究の目的は計算機に人間の行なう数学的思考の一部を補佐・代行させる可能性を探ることであった。特に等式に関わる推論機能の強化を図るために、次のような調査・検討・試作などを行った。・高階の型理論や等式論理を応用した証明検証方式やそれに基づく知的計算機システムの正当性、有効性、効率などについて文献などを参照しながら、理論的に検討した。・上の理論に基づいて作成されたいくつかの既存システムの仕組みや使用感について調査した。この調査は、主に文献調査により、一部は、実際に試用してみることで行った。・この種のシステムを構築する上での中核技術となるものが高階単一化アルゴリズムがや等式公理下の単一化アルゴリズムなどであることは明らかなので、これらについて文献などから最近の研究動向、技術動向を調査した。・高階単一化、等式公理下の単一化ともに多くのアルゴリズムの提案があるが、そのうち特に有望そうなものについて、試作的インプリメントに着手した。・試作と同時にアルゴリズムの効率改善や機能拡張について調査を進め、また独自の手法による改善検討を始めた。上記の第4項、第5項については、十分に時間が取れなかったために、不満の残る結果となっているが、今後、鋭意研究を進めて行くつもりである。
高齢者の介護施設適応への援助計画の検討〜最適な施設サービス計画の作成に向けて〜

本研究事業は平成14年度からの3年計画となっていたが、平成16年度はその取りまとめを行った。1年目は文献研究及び調査を行った。この調査では、施設サービス計画作成において不可なアセスメントに着目し、アセスメントから施設サービス計画作成までの一連の過程で使用されるアセスメント・ツールと書式の整備状況とその活用の状況について把握を行った。2年目は、年度当初に、日本が介護保険制度実施に伴い導入したケアマネジメントのモデルとなったイギリスの状況を視察した。この視察では、日本の介護保険制度下のケアマネジメントが、イギリスが高齢者ケア改革の一環として実施しているケアマネジメントとは相当異質なものであることを学んだ。それは、イギリスのケアマネジメントが利用者の立場で公正・中立に実施できるよう条件を整備しており、さらに個別の利用者の状況に応じ柔軟なケアマネジメントの実施を可能としている点である。と、同時に医療と福祉の連携、まさに地域ケアシステム構築の手がかりを見つけると共に、その中での介護施設の位置づけの見直しが必要であることを学んだ。こうしたものを参考にしながら、2年目はリスクマネジメントの観点から最適な施設サービス計画作成の方法構築を試みた。そこでは、利用者の施設入所から施設適応までの一連の支援過程をシステム化することの重要性を指摘した。一連の支援過程の中では、特にアセスメントが重要となるが、その際、スクリーニングシステムを位置づけることで、特別な配慮の必要な利用者かどうかを識別することが、不適応や問題状況の発生を予防できる。そして、アセスメントについては、利用者との共同作業を基本とし、問題指向型のアセスメントではなく、いわゆる「ポジティブ・ケアプラン」の作成を目指すことが有効であるとの見識を得た。そして、実際の施設サービス計画作成の中心的な担い手である介護支援専門員に焦点を当て、その専門性と機能が十分発揮されていない状況を踏まえ、バーンアウトに関する調査を行った。この調査を通して、この間強力に進められてきた保険給付適正化事業が、介護支援専門員をさらに疲弊させ、必ずしも良い結果を導き出さないのではないかとの結論を得た。最適な施設サービス計画の作成は、何より利用者にとって重要なことであるが、施設側にとっても重要なことであるということ、そしてその具体化のためには関係機関等の連携が不可欠であること、さらには地域ケアシステムの構築が重要であることをあらためて認識させられた。以上を報告書として取りまとめた。今年度の当該研究班は,3年計画の本研究事業を効率的に運営するため,以下の2つの課題を設定した.(1)高齢者の施設適応への促進要因と阻害要因の整理医療・心理・福祉の領域から,学問領域にかかわらず文献を収集し,当該課題における先行研究の知見の整理を試みた.いわゆる専門領域の違いにより,各先行研究での視点のずれが大きいが,当該研究班は以下のように,要因の整理を行った.(1)高齢者の入所前の生活様式や心身の健康状態の影響,(2)当事者の意志決定の許容度,(3)施設職員を含む施設内の対人関係,(1)施設職員の法的・制度的位置づけの未整備と支援不足.

むろん,これら以外にも,高齢者の施設適応へ影響する要因は多いが,当該研究班では今後,上記の問題を中心に研究課題の達成を図ることにする.この件に関しては,平成14年県立広島女子大学生活科学部紀要で,「高齢者の介護施設適応への援助計画の検討最適な施設サービス作成に向けて(歌田朱実・金子努著)」で詳述している.また,制度的な問題の一案として,身体状態と介護保険の関係もまた検討した.(2)入所施設サービスと在宅介護サービスの比較脱施設化が国の方針として明示されて以来,入所施設の行政整備と同時に在宅医療・在宅介護のあり方が検討され始めている.しかし,在宅医療・在宅介護が入所施設サービスにくらべ,どのような利点をもち,どのように有用なのか,実のところ十分な検討がなされていない.当該研究班は,入所施設の機能を明確化させるためにも,在宅での福祉・医療のあり方を検討することも考えている.そのため,高齢者と同様の課題を有している知的障害者への生活支援のあり方を検討することで,高齢者の生活支援のあり方をあらためて統合的に考察することも今後の課題である.平成15年度は、3年間の本研究事業の中間年にあたるとして、次の課題を設定した。(1)措置から契約への転換に伴う影響をリスクマネジメントの観点から整理介護保険制度施行、さらには平成15年4月からの支援費制度開始により、措置制度に基づく施設運営から契約を基本とした仕組みへと大きく転換させられてきている。こうした動きに伴い、従来行政責任とされていたものが消費契約に基づくサービス提供へとその姿を換え、責任の所在も契約関係にある当事者間に問われるようになってきている。施設サービス計画はいわば契約内容に含まれる重要なものであるが、リスクマネジメントの観点から論じた施設サービス計画作成については、ほとんど先行業績がないのが実情である。そこで、今年度は、リスクマネジメントについての各事業所の意識やその取り組み状況を把握すると共に、リスクマネジメントの推進において施設サービス計画がどのような役割を果たすかについて検討した。これについては、「高齢者の介護施設適応への援助計画の検討リスクマネジメントの観点から」『県立広島女子大学生活科学部紀要第9号』にその調査研究した成果をまとめ報告した。(2)ケアマネジメント先進国イギリスの実態把握と日本との比較検討イギリスは1990年のNHS・コミュニティケア改革においてケアマネジメントを制度として導入し、利用者の地域生活支援を積極的に取り組み成果を上げている。一方、日本においても介護保険制度施行を受け、ケアマネジメントを導入し4年が経過しようとしているが、目標であった在宅ケアの推進はあまり図られておらず、その結果介護保険施設へ入所希望する人たちが増加傾向にある。その違いがなぜ生まれているかについて明らかにするため、ロンドンのカムデン区をフィールドに視察を実施した。
抗酸菌の情報伝達系を介したバイオフィルム形成機構の解明と除去剤の開発

肺MAC症は、MAC菌という結核菌によく似た菌の感染によって起こる肺の病気です。世界中で増加していますが、日本では特に増えています。浴室などの環境から感染すると考えられていますが、これらの場所ではバイオフィルムを形成して消毒除菌することが困難な状況です。MAC菌を除去するためには、まずMAC菌が形成するバイオフィルムを知ることが重要です。今までに低酸素環境でバイオフィルム形成が誘導されることを明らかにしてきたので、どのようなメカニズムで形成されるか最新の手法(RNAseq法)を用いて明らかにします。
地震波トモグラフィーによる滞留スラブの高分解能イメージング

本特定領域研究により得られた海底・陸上地震観測データと既存観測データにより、西太平洋マントル遷移層に滞留するスラブの鮮明なP波、S波速度イメージや相転移面の深さ分布を推定した。その結果、スラブが滞留する前に断裂していること;沈み込むスラブ内部にはプレート生成時の異方性が保存されているが、滞留スラブではそれが見られないこと;滞留スラブの主要部分の温度は周囲より500度低く、水はほとんど含まれていないこと、などが明らかになった。1.データセンター立ち上げ準備17年度後半からのロシアにおける広帯域地震観測データ取得に備えて、データセンターの立ち上げに必要なサーバー、ハードディスク、バックアップ装置等を準備した。2.西太平洋マントル構造の推定(1)実体波解析による西太平洋のマントル深部速度構造既存のロシアP到着時刻データをISCに追加し、P波走時トモグラフィーの極東ロシア域における沈み込むスラブの分解能を向上させた。P波走時トモグラフィーや波形解析により、北西太平洋(沈み込み帯の海側)のマントル遷移層付近に低速度域を確認した。また、S,ScS,SKS走時解析により西太平洋最下部マントルに局所的低速度層を発見した。(2)表面波解析によるフィリピン海上部マントル構造レイリー波(基本モード+1-3次高次モード)解析により、フィリピン海の3次元Sv波速度構造を推定した。マリアナ海盆の下に深さ200kmにも及ぶ低速度域があることがわかった。また、フィリピン海下に沈み込む太平洋スラブのイメージも得られた。(3)西太平洋沈み込み帯のマントル不連続面凹凸Hinetデータを用いたScS反射波解析により、日本列島下410,660km不連続面の凹凸を面的に推定した。西日本の滞留スラブの位置で660km不連続面が深くなっていることが分かった。BBOBS、F-net、JISNETデータの解析により、沈み込み帯(フィリピン海、日本、スンダ弧)の410,660km不連続面の深さを推定し、トモグラフィー像との比較により温度と水含有率分布を推定した。フィリピン海のマントル遷移層が低温であると共に多くの水を含むことという結果を得た。(1)P波走時トモグラフィーP波トモグラフィーにおいてより詳細な高速スラブのイメージを得るために独自に測定した初動の走時データとPP-P走時差データを従来のISCの初動走時データに加えてトモグラフィーを行った.沈み込むスラブのイメージなどが従来のモデルと比較して明確にイメージングできた。Vp/Vs比は鉱物物理分野によって速度異常の成因により異なる値をとることが知られており,速度異常の成因を議論するのに有効なパラメータである.Vp/Vs比トモグラフィーモデルの構築に必要な短周期S-P走時差測定手法を開発し,Vp/Vs比を直接のモデルパラメータとしたトモグラフィー手法の開発を行い、世界で初めてデータから直接、Vp/Vs比のグローバル3次元モデルを求めた。マントルのほとんどの場所で、速度異常は温度異常により説明できることがわかった。(3)S波波形トモグラフィー波形インバージョンによって全マントルS波速度モデルを求めた。解像度が出来るだけ場所によらず均一になるようなインバージョンを行った結果、670km不連続面をはさんだ上部・下部マントルで速度不均質パターンが大きく異なることがわかった。(4)沈み込み帯異方性構造の推定Hinet傾斜計で記録されたScS、sScS波等を解析し、北西太平洋沈み込み帯下マントルにおけるS波異方性を推定した。日本列島直下では火山フロントをはさんで太平洋側では海溝軸に平行に、日本海側では直行方向に速度が速い異方性が見つかった。また深発地震帯よりも下(特にスラブ内部)では、古い太平洋拡大方向に関連した異方性が残されていることがわかった。(5)データセンターの構築データ管理・公開システムを構築し、データの格納を開始した。1,滞留スラブの長波長S波速度構造長周期波形インバージョンにより、グローバル3次元マントルS波速度構造を波長2000kmの分解能で求めた。震源パラメータの誤差による速度構造へのバイアスを小さくする手法を開発し、西太平洋沈み込み帯の滞留スラブを鮮明に捉えることができた。2.滞留スラブのS波速度異常従来、ISCの短周期S波データのトモグラフィーでは滞留スラブを捉えることはできなかった。日本や中国の波形記録からS波到着時を直接読み取り、走時残差を計算した。既存のP波モデルに基づいてS波モデルをつくり理論走時残差を計算したところ、滞留スラブのS波速度異常は2-3%であることが分かった。3.滞留スラブの微細形状西太平洋域の広帯域観測データからP波到着時を読み取り、ISCのP波データに加えてトモグラフィーを行った。