hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アトラス検出器を用いたヒッグス粒子の発見

ジュネーブ郊外CERN研究所に建設されたLHC加速器による陽子陽子衝突実験アトラスにおいて標準模型で予測されながら未だ未発見のヒッグス粒子の発見を目指してきた。実験データの解析は世界ではじめて配備されたコンピューティンググリッドを用いて行われる。東京大学に導入された地域解析センターシステムを中心にグリッド上での解析環境を開発した。ヒッグス粒子の発見能力を高めるため、大量のシミュレーションデータ生成を行い、従来の10倍感度の高い解析方法を確立した。アトラスは現在順調にデータを取得しており、ヒッグス粒子の発見が待たれる。ヒッグス粒子を発見し、質量の起源を探ることは素粒子物理学の緊急かつ重要な課題であり、2007年実験開始予定のアトラス実験で、ヒッグス粒子の発見が約1年の実験で可能であることをこれまで示してきた。2004年度は、これらの研究を更に推し進め、より実験に近い環境での研究を進めた。(1)Full simulationを用いて、τ識別の研究やミッシングエネルギーの測定の研究を行った。τの選定で重要になるのが、アイソレーションの条件であり、ノイズ・パイルアップの寄与と、低いエネルギーを持ったハドロンの寄与を分離する方法の研究を行い、高いτ識別効率を持つ解析アルゴリズムを開発した。(2)より現実的にバックグランドを評価し、また2007年に実験データを用いてバックグランドを評価する方法を確立する研究を進めた。終状態に3-6体のパートンを含む高い次元のQEDの予言を取りこんだバックグランド評価を、世界に先駆けて行った。この結果、従来予測していたよりバックグランドが多くなる可能性が示された。これは、ヒッグスばかりでなく、超対称性研究にも重要な成果であった。(3)アトラス実験でヒッグスを研究で重要になるのが湯川結合の測定である。B-quarkの湯川結合を測定する新しいチャンネルの研究を進めてきた。このような物理解析をおこなう計算環境に関する研究開発を進めてきた。最新のIT技術であるコンピューティンググリッドを用い、大量のデータ処理を分散環境下でおこなう実証試験を各国の解析センターと共同で進めてきた。欧州日本間ではネットワークパケットが往復するために約300ミリ秒もかかる。このような極端な環境で効率的・持続的にデータ転送をおこなう方法を確立した。解析の精度を上げるため、また測定器の更新に必要となる情報を得るため、検出器の基礎研究も行ってきた。物理解析を行うための計算インフラの開発においては、本センターの計算資源にLCG2と呼ばれる計算グリッドミドルウエアを導入し、世界規模で配備された計算グリッドの一翼を担い、主にATLAS実験のための大量シミュレーション計算やデータ解析を通して解析インフラの実証を行ってきた。また、世界各国と共同で進めるグリッドシステムとは独立に我々独自のテストベッドを構築し様々な研究開発を行ってきた。こちらは現在本センター、高エネルギー加速器研究機構、神戸大学を接続して運用しており、これからの高エネルギー物理実験データ解析のための計算インフラに発展する可能性を持っている。ATLASの物理解析の準備研究も精力的に進めてきた。特にベクターボソン融合過程による標準理論のヒッグスの発見に大きく貢献して、ヒッグスがττに崩壊した場合の成果は、Euro.Phys.Jに掲載された。これは従来難しいとされていた130GeVより軽いヒッグスの発見能力を飛躍的に高めた。更に、ヒッグスが二つのγに崩壊した研究を進めた。このチャンネルは、H→γγの他のモードと合わせて、最初の一年の実験でヒッグス粒子を5σ程度の確度で発見する上で極めて重要な成果であった。これらの研究活動と平行して、広く国内の若手研究者の為の研究会を隔週で行った。研究会の内容はQCDの基礎講義、ATLAS検出器から、物理解析の最前線の研究までの広範囲に及び、のべ17回に及ぶ研究会を通して、若手研究者にLHC実験に参加する機会を設けた。また国内のアトラス実験参加研究機関に所属する大学院学生、若手研究者を集めて、ソフトウェアの習熟と物理の研究を進めるワークショップを二度開催した。前述の計算機資源を用いて、シミュレーションデータを生成し、計算グリッドを用いるなど実際に近い環境でプログラムを動かしながら、多くのデータ解析訓練を行ってきた。ATLASのデータ解析を行うための計算インフラの整備を進めてきた。LHC実験では世界中に配備された計算機群をグリッドミドルウエアで結び分散解析を行う。今年度はgLite3と呼ばれる第三世代のミドルウエアがリリースされた。東京大学に設置された計算機ファームにもgLite3を導入し、グリッドサイトとして運用。この上でATLAS実験の検出器シミュレーションを大規模に進めてきた。また、実験開始後実データの配布経路となるフランス・リヨンのIN2P3研究所計算機センターや台北の中央研究院グリッドセンターとの間で大量データ転送の試験を行い、実データの解析を効率的に進めるためのネットワーク環境整備を進めてきた。

物理解析の準備では、今年度は横方向消失運動量(E_T)のキャリブレーションやデータクォリティーの確認方法の確立、実験データを用いたバックグランドの評価方法の確立を重点的に進めてきた。E_Tは超対称性発見の鍵になる重要な観測量であり、ヒッグス(H→ττ再構成)発見にも重要な鍵となる。その一方、E_Tは、全ての検出器が関係する観測量であるため、キャリブレーションやデータクォリティーを確認する方法は重要である。実験開始直後に十分な統計が期待できる、ミニマムバイアス事象とW→lν事象を用いて、E_Tのスケールと分解能を確認する方法を開発した。また、バックグランドの正しい理解なくしては超対称性粒子やヒッグスの発見は不可能である。バックグランドの正しい理解なくしては、超対称性粒子やヒッグスの発見は不可能である。ウィークボゾンやトップクォーク崩壊などの実験データを用いてバックグラウンドを評価する方法の開発を行っている。物理解析準備と計算環境整備の一環として、ATLASの物理解析ツール開発会議を東京大学で5月に開催した。ATLASソフトウエアの主要な開発者を招聘するとともに、アジア太平洋地区からの多くの共同研究者の参加を得た。物理解析ツールのチュートリアルを行い、また、ユーザフィードバックセッションを設け、解析ツールの開発方針について議論が深められた。物理解析では初期の実験データ(1O-1OOpb^<-1>)を用いて速やかに研究・発見を行うために、以下の4点に研究の重点を絞って研究を進めてきた。(1)検出器キャリブレーション方法やデータクォリティーの確認方法の考案:具体的には、ジェットのエネルギー較正方法やエネルギー分解能の向上、横方向消失運動量のデータクォリティーの評価や向上、並びに、電子・ミュー粒子・Y線の検出効率と間違う割合の評価の3点に研究を行った。(2)夏から開始された宇宙線を用いた実データの解析を行い、ノイズの効果や除去方法の研究、シミュレーションが正しくデータを再現しているかの検証を行った。(3)バックグランドとなる標準模型の物理過程やその系統誤差を評価する方法を開発:超対称性粒子とブラックホールは初期のデータで十分発見が可能である一方で、バックグラウンドの評価が重要である。実験データからこれらを評価する方法を開発し、これの系統誤差を評価した。(4)超対称性の発見に最適なトリガーメニューの考案:特に(1),(3)と関係して標準模型の物理プロセスも積極的に収集する必要があり、QCD multijet事象のトリガー開発を行った。解析環境の面では実験開始予定の半年前には正規の運用に入る計画で準備を進めてきた。そのためのコミッショニング作業は2007年度より繰り返し行われてきたが、ATLASでは検出器からのデータをオンラインでグリッドに配布し解析を行う総合演習を2008年3月に実施した。この結果について同3月10日に記者発表を行い、朝日・毎日・日経など10紙以上に掲載された。
複合高電界ギャップの電気絶縁性能に与える帯電電荷評価法の開発

複合高電界ギャップの電気絶縁性能に与える帯電電荷の効果について検討した。二つ主な研究は、電気絶縁性能が誘電体表面帯電と浮遊金属粒子帯電でどのような影響を受けるか調べた。得られた主な結果は次のようなものである。(1)直径を32cmまで変化したアクリル円板表面での帯電電荷分布は、アクリル円板直径と帯電用直流コロナ放電の印加電圧と極性に依存する。(2)円形帯電電荷分布の中心部での電荷の自然減衰率が大きく、周辺部より中心部で電荷量が低下することを見出している。(3)帯電電荷と逆極性の電圧を印加した場合、放電開始電圧が極めて減少する。(4)準平等直流高電界ギャップに微小金属流粒子を挿入した場合、粒子の電界強化と粒子の帯電による電気絶縁性能の低下を確認した。(5)火花破壊直前で金属粒子は100800pC帯電している。(6)帯電を考慮したモデル数値解析により、異常に低下する火花破壊電圧を評価可能であることを示している。これらの結果から、交流電圧印加において帯電電荷が顕著な火花破壊電圧の低下を招く可能性が明らかになった。大気圧空気中の直流コロナ放電によるアクリル誘電体円板への帯電現象と、その帯電電荷が放電開始電圧に与える効果を系統的に調査した。主な結果を要約すると次のようになる。(1)アクリル円板直径とコロナ放電の帯電電圧と極性を変化した場合、アクリル円板表面の帯電はギャップ長の数十倍の広い領域に認められた。この理由は、帯電電荷がコロナ放電形態に影響を与えながら帯電コロナ放電を停止するまで帯電が継続するためである。(2)帯電した状態で、印加電圧を降下し逆極性の電圧を印加した場合、表面帯電電荷の強力な空間電荷電界作用が認められた。すなわち、帯電していない場合のコロナ放電開始電圧に比べて、極めて低い電圧で放電が発生した。このことは、複合電気絶縁システムでは一度コロナ帯電が起こると逆極性電圧または電圧低下時に再び放電が起こり、絶縁劣化が急速に促進される。また、表面電荷分布の形状を把握するために、表面電位の高精度計測法を確立した。この方法は直径32cmアクリル円板の表面電位分布を自動計測するものである。従来の方法が数cmの局所帯電を目的とするのに対して、本方法は広域帯電計測に適する。(1)直径432cmのアクリル円板の表面帯電電荷分布の相違を明らかにすると共に、逆極性放電による電荷中和現象を明らかにした。(2)さらに、表面電荷分布の長時間減衰過程を計測し、帯電中心部のより速やかな電荷減衰をとらえ、クレター状の分布を得ている。さらに、平等電界ギャップ中に2mmの鋼球をつるして、パルスレーザによる鋼球帯電を実現した。実験を開始したばかりであるが、帯電電荷量の可変で破壊電圧が制御できる可能性を得ている。この実験法は本研究で初めて開発したものである。帯電した浮遊粒子が電気絶縁性能に与える効果についての検討は極めて少ない。特に、浮遊粒子の帯電量を非接触で計測することが不可能である。また、浮遊粒子の帯電量を制御することも極めて困難である。本年度は、大気中準平等電界ギャップに小さな球形金属粒子を挿入して、その直流火花破壊電圧と金属粒子の帯電の関係を調査した。得られた主な成果は次のようなものである。(1)ギャップ長が1.5cmと2.0cmの球対平板ギャップ中の任意の位置に直径2mmの球形金属粒子を配置した場合の火花破壊電圧特性から、球電極又は平板電極に金属球が接触する場合より低い電圧で火花破壊する場合があることとが判明した。(2)その最小の火花破壊電圧が実測される金属粒子の位置は球電極から少し離れたところである。この位置に金属粒子を配置した場合、火花破壊直前の電圧で球電極の極性とは逆極性の電荷帯電が実測された。(3)この逆極性の帯電した金属粒子を考慮したストリーマ理論による放電開始電圧の数値解析値は実測値と一致した。直流電界場に置かれた金属粒子が帯電される事実は今回の極めて意義ある成果であり、電気絶縁性能の評価に不可欠であることを示す。

(4)金属粒子の帯電が極めて少ない位置に金属粒子を配置した場合の火花破壊電圧は、無帯電の金属粒子を配置した電界計算とストリーマ理論(電子なだれ成長)の数値解析から予測可能である。(5)金属粒子の帯電量の制御法は、金属球上部又は下部にレーザ電離プラズマを発生し、その後の電界によるドリフト作用で正負に帯電させる。その帯電量はレ-ザショットの回数で調整可能である。(6)このレーザ帯電制御法は、浮遊粒子からの帯電を経由した放電トリガー効果を期待できる。
スキージャンプ踏切局面における最適動作の研究:地面加圧感覚の解析

本研究における成果をまとめると、これまで一流スキージャンプ選手の踏み切り局面における構えおよびサッツ動作の解析を行うことができた。それと合わせて、足底部圧力分布と圧力中心点(COP)の移動の特徴を解析した。その結果次のような知見を得ることが出来た。(1)バイコンシステムによる3次元画像解析装置により、選手のサッツ動作時における構えのシミュレーション実験を行い、身体重心位置(COM)を特定するとともに、地面からのベクトルが圧力中心位置(COP)といかなる関係にあるかを静的な条件のみならずダイナミックな状態で記録し、すぐさまそれを分析して、その場でコーチ・選手に結果を呈示することを可能とした。このことにより、研究者がその実験資料の意義をについて解説・説明し、その場所で資料を基に、選手・コーチと共に結果と今後の取り組み方等を論議することができるようなシステムを構築できた。(2)足底圧のCOP移動軌跡から、一流選手の特性として、サッツ動作を行わせた際の移動軌跡を分析した結果、COPが足部の尖端近くにまで及んでいるものと、その手前で終了してサッツ動作を行っているものとがあった。その違いは、サッツのテクニックおよび跳躍の高さと関係があることが判明した。ある一流選手のサッツ直後のスキー板の変動とサッツ動作の選手の特性との関係が明らかとなり、選手・コーチの疑問に対してその場で、実験資料を基にアドバイスなど指導することができることが示された。その結果、オリンピック直前に代表選手の一人は、自分が抱いていた疑問を払拭して自信を持って自己のサッツ動作を行いトリノのオリンピックに出場した。良い成績を上げることができた。このたびの研究における成果の一つであり、我が国のオリンピックの成績に貢献できたと考える。今後の指導のあり方に、具体的な方向を示すことが出来た。本研究は、動作解析の応用技術面においては、地面に対する加圧感覚と圧力中心点および圧力分布の客観的な解析資料との関係を明らかにすることと、スキージャンプ踏み切り動作時の身体重心位置に対する地面からの蹴りだしのベクトルを客観的に確認することである。予備実験の結果、足底部の加圧感覚と圧力中心点との関係を確認することができた。スキージャンプ選手のジャンプ動作を構える姿勢において、選手ごとに『乗る位置』に微妙な違いのあることがわかった。すなわち、踏み切り局面における身体重心位置の位置は、一定ではなく選手ごとに異なることが明らかとなった。構えおよび踏み切る動作の3次元解析により、身体重心位置を同定することが可能となり、地面反力の測定資料から、地面からの力のベクトル方向と大きさが確認できた。これによって、踏み切り動作時に、優れた選手の動作の合理性について客観的な懐石ができることになった。本年度の基礎的ないくつかの実験の積み重ねにより、踏み切り局面における地面からの力のベクトルと身体重心位置との関係を客観的に測定することが可能となったことは今回の実験で得られた重要な知見であり成果である。数名の被験者において、フォープレート上で、イメージジャンプを行ってもらい、地面反力の特性を解析することができたことと方向を変えて跳躍した際の動作を正確に解析することが可能となった。フォースプレートは、2枚を用いて左右の足の力の配分の比較を試みようとしたが、結果的には、1枚のフォースプレートを用いて行なうほうが本研究の目的にはふさわしいことが判明した。選手の踏み切り動作時の地面から受ける圧力の感覚と構え動作時における圧力感覚、筋感覚とパフォーマンスとしての踏み切り動作の安定性のある跳躍動作とその結果としての跳躍高への影響の検証など次の研究へとつなげていくことが可能となった。本年度は、一流スキージャンプ選手の踏み切り局面における構えおよびサッツ動作の解析を行った。

それと合わせて、足底部圧力分布と圧力中心点(COP)の移動の特徴を解析した。その結果次のような知見を得ることが出来た。(1)バイコンシステムによる3次元画像解析装置により、選手のサッツ動作時における構えのシミュレーション実験を行い、身体重心位置(COM)を特定するとともに、地面からのベクトルが圧力中心位置(COP)といかなる関係にあるかを静的な条件のみならずダイナミックな状態で記録し、すぐさまそれを分析して、その場でコーチ・選手に結果を呈示することができた。このことにより、研究者がその実験資料の意義をについて解説・説明し、そのおなじ場所で資料を基に、選手・コーチと共に結果と今後の取り組み方を論議することができた。(2)足底圧のCOP移動軌跡から、ある選手の特性として、サッツ動作を行わせた際の移動軌跡を分析した結果、COPが足部の尖端近くにまで及んでいるものと、その手前で終了してサッツ動作を行っているものとがあった。その違いは、サッツテクニックおよび跳躍の高さと大変関係があることが判明した。ある一流選手のサッツ直後のスキー板の変動とサッツ動作の選手の特性との関係が明らかとなり、その選手の疑問に対してその場で、実験資料を基にアドバイスなど指導することができた。その結果、選手は、自分の疑問を払拭して自信を持って自己のサッツ動作を行いトリノのオリンピックに出場し、良い成績を上げることができた。このたびの研究における成果の一つであり、少しではあるが我が国のオリンピックの成績に貢献できたと考える。
多様体上の複〓解析

本研究において、代表者は、解析関数の特異性に関するRadsの定理を考察し、見通しのよい証明を得た。また解析関数のつくる関数空間について志賀啓成は、軍位円枝で知られていた調和H_1空間とBMO空間の双対性関係を、Parabolie endを持つリーマン面に拡張した。さらに、有限な境界付リーマン面について、解析関数のH_1空間とBMO空間の双対性を考察し、さらに境界値関数が、リーマン面上のH_1関数の境界値となるための条件をみちびいた。松崎克彦は、双曲的離散群について、無限境球面上での作用が、エルゴード成分を持たないが、保存的にならない例を任意次元で構成した。また、クライン群について、幾何学的有限性、擬等角安定性、Bers写像の全射性の三つの性質の同値性を調べた。さらにフックス群が発散的であるための条件を、その正規部分群の性質で与え、またフックス群の作用のエルゴード成分が擬等角変形で保たれない例を構成した。この他タイヒミュラー空間の境界に関連する興味深い群を構成した。野田洋二は射影空間内の正則曲線の剛性定理を研究し、曲線が代数的に退化する様子を、除外集合を利用して考察し、いくつかの有用な結果を得、さらにそのような正則曲線の形を決定した。野口潤次郎は、双曲的多様体に関する2つのラング予想を解決し、これにより双曲的多様体への正則写像のモジュライ空間の構造を明らかにし、また同じ多様体に関する関数体上のMordell予想の解決を得た。さらに、双曲的幾何学と値分布理論に関する新しい関数の提起を行った。今後の展開としては、Rado型定理に現れる除外集合の必要性、ハーディ空間の数値け量の研究、解析写像の剛性、有限性の研究などが考えられる。
立位での両側上肢屈曲運動における姿勢制御様式の個人差およびそれと準備姿勢との関係

上肢や下肢を随意的に運動する場合に、自動的な姿勢制御が影のように伴うことが古くから指摘されている。その制御の仕方が、随意運動の技能やフォームを強く規定していると考えられる。身体の前方水平への上肢屈曲運動時の姿勢制御が、平衡維持という合目的なものであり、予測的になされることがBelen'kii(1967)を初めとして数多く報告されてきた。予測制御の証拠として、上肢運動の主動筋よりも姿勢制御に関わる筋(姿勢筋)の方が早期に活動を開始することが挙げられている。ところが、被験者によっては、上肢運動の主動筋よりも姿勢筋の方がむしろ遅れて活動を開始することも十分推察された。それが、平衡維持のための姿勢変換の個人差に強く関係しているのではないかと考えるに至った。その個人差を生じる要因として、上肢運動開始前の準備姿勢の違いが考えられた。研究の結果次のような知見を得た。1)上肢運動時の足関節と股関節の運動角の間には、高い負の相関(r=-0.870)が認められた。股関節の運動角には方向の違いを含め大きな個人差が存在した。その運動角が前屈方向の者は、姿勢筋に明確な先行活動が認められなかった。2)初期立位位置が後方では姿勢筋に明確な先行活動が認められないが、立位位置が前方に移るにつれて、大腿二頭筋の活動開始が早期化した。安静立位位置が前方の者ほど、早期化が始まる足圧中心位置がより前方にあった。3)初期股関節角度が屈曲位(5゚と10゚)では、股関節の運動方向に関わりなく、姿勢筋に顕著な先行活動が認められた。初期股関節角度が0゚と伸展位(5゚と10゚)では、股関節が屈曲方向に運動する場合には、明確な先行活動が認められなかった。4)テニス・ストローク時の股関節の運動角と、安静立位姿勢での上肢運動時の股関節の運動角との間には、r=0.785の高い相関が認められた。立位での両側上肢屈曲運動時の、姿勢運動および局所筋と姿勢筋の活動順序の個人差について検討した。被験者は、前者では男子86名と女子93名、後者では男子51名と女子55名である。前者の測定では、被験者は光刺激に対する反応動作として試行した。その際にビデオ撮影した矢状面の映像を用いて、上肢運動に伴う身体各部の分節間の移動角について、絶対値及び恒常値を求めた。絶対移動角は、膝関節が最も小さく、次に足間接<股間接<体幹一頭・頚部の順に大きかった。傾斜絶対移動角は、下肢傾斜<体幹傾斜<頭・頚部傾斜の順に大きかった。身体を下肢、体幹、頭、頚部に分けてそれぞれのなす角度の恒常移動角間の相関係数を求めたところ、下肢傾斜角と下肢一体幹角の間で負の高い値(r=-0.870)を示し、下肢一体幹角と体幹一頭・頚部角との間ではそれよりも低い置(r=-0.637)を示した。これらの結果は、上肢挙上時の姿勢変換にとって、下肢に対する体幹の位置関係の調整が重要であり、かつ頭・頚部の立ち直り反射が連動してある程度機能していることを示唆しているものと考えられた。

また、下肢が後方に傾斜した者が全被験者の93%と多く、一方下肢に対して体幹が後屈した者が41%であり、その角度の調整には大きな個体差が認められた。後者の測定では、任意のタイミングで上肢運動を行った。披検筋は、三角筋、腹直筋、脊注起立筋、大腿直筋及び大腿二頭筋とした。上肢運動の開始時点近くで脊注起立筋と大腿二頭筋がバーストに活動を開始した。それぞれの三角筋の活動開始との時間差は、脊注起立筋が-35.7±38.52ms、大腿二頭筋が-27.6±41.51msであり、個体内変動(SD)はそれぞれ23.6msと27.1msであり個体間変動(SD)よりも小さかった。これは、姿勢筋の活動開始に比較的大きな個体差が存在することを示していると考えられる。安静立位姿勢における足圧中心位置の異る被験者を対象にして、所定の足圧中心位置で前・後傾姿勢を保持させ、上肢屈曲運動時の姿勢筋の活動開始のタイミングの変化について検討した。被験者は安静立位姿勢における足圧中心位置(踵から足長に対する百分率で表示)によって、10名ずつ、後傾群(<38%FL)、中間群(38%-48%FL)、前傾群(48%FL<)に区分した。床反力計上で所定の足圧中心位置で立位姿勢を保持し、任意のタイミングで上肢屈曲運動(90°)を、できるだけ速い速度で実施した。足圧中心位置は、踵から足長の20-80%の範囲を10%刻みに定めた。その位置は、コンピュータの発するブザー音にて被験者に伝えた。表面筋電図(三角筋、腹直筋、脊柱起立筋、大腿直筋、大腿二頭筋、前脛骨筋、ヒラメ筋)を記録し、コンピュータ解析によって三角筋に対する姿勢筋の第一層のバースト活動の開始時間差を求めた。後方の立位位置では、大腿二頭筋と脊柱起立筋の三角筋に対する先行活動は認めがたく、より前方の立位位置ではその先行活動の開始が顕著に早くなった。その早期化が始まる立位位置には、大腿二頭筋に限って被験者群間に有意差がみとめられ、前傾群ほど前方にあった。また、安静立位姿勢に近い立位位置では、大腿二頭筋の活動開始時間に有意差が認められなかった。これらの結果は、安静立位位置との関係で、上肢運動に伴う平衡の乱れが予測され、それに基づいて姿勢筋の活動開始が調整されていることを示していると考えられた。姿勢筋のなかの脊柱起立筋に関しては、このような特徴は認められず、大腿二頭筋とは異なるメカニズムによって調整されているものと考えられた。安静立位を保持し、両側上肢を同時に前方水平位まで屈曲させる運動を、自己ペースでしかも最大速度で実施した。その上肢運動に先立って、股関節角度を屈曲10゚から伸展10度まで5度刻みにセットした。その場合股関節角度は0゚は、体幹を前屈位から後屈した場合に背筋から腹筋に活動交替が生じる時点の角度とした。ビデオ解析により、上肢運動停止時点までの足関節及び股関節の角度変化を求め、さらに三角筋、腹直筋、脊柱起立筋、大腿直筋、大腿二頭筋の表面筋電図を検出し、三角筋の活動開始に対する姿勢筋の活動開始の時間差、及び活動開始から50ms間の筋電積分値を求めた。主に次の結果を得た。1)股関節と足関節の移動角の間には、r=0.956の極めて高い相関が得られた。初期股関節角度が伸展位では、全被験者において股関節が屈曲方向に運動した。それに対して、初期股関節角度が0゚と屈曲位では、股関節が伸展側と屈曲側に運動する者が約半数ずつ認められた。2)全試行において、姿勢筋である脊柱起立筋と大腿二頭筋に、上肢運動に関連した第1相のバースト活動が認められた。その筋電積分値には初期股関節角度による有意差が認められないのに対して、活動開始時間には初期股関節角度の影響が認められ伸展位から屈曲位に移るにつれて早くなった。
酸素・水素を反応剤とする金クラスター触媒の高選択的官能基変換

種々の担体に固定化した金触媒を用いて、無溶媒中でのベンジル位のアルカン酸素酸化、アミン酸化、イミン水素化、1級アミンのN-アルキル化による2級アミンの合成を行い、それぞれ最適な担体を選択することで、高い触媒活性と生成物選択性が得られることを明らかにした。また、アルコールのアンモ酸化では貴金属を担持せずに金属酸化物だけでも反応が進行しニトリルを選択的に合成できることを明らかにした。アルコールと1級アミンとのN-アルキル化反応は、2級アミンの撰択的合成法として、最近注目を集めているが、不均一系触媒を用いた報告例はまだ少ない。本研究では、多孔性配位高分子担持金クラスター触媒を用いて、N-アルキル化を行うと、平均粒子径が2nm以下の金クラスターを担持した場合にのみ、窒素雰囲気下で反応が進行し、2級アミンを選択的に得られることを明らかにした。次に酸化物担持金ナノ粒子触媒を用いてN-アルキル化反応を行うと、高分子担持触媒の場合に必要であった塩基の添加なしに反応が進行し、2級アミンを選択的に得られることが分かった。酸化物担体がアルコールの脱プロトン化を担うことにより、アルコールの脱水素化が塩基なしで進行したと考えられる。更にAu/ZrO_2を用いた場合では、収率91%で2級アミン撰択率を97%まで向上させることができた。1級アミンの吸着をFT-IR(拡散反射法)により測定した結果、2級アミンを撰択的に生成するAu/ZrO_2では担体のみでもアミンを吸着できるのに対し、2級アミン撰択性の低いAu/CeO_2ではアミンをほとんど吸着しないことが分かった。このことから、触媒表面上にアミンが予め吸着されていることで、アルコールの脱水素化後のイミン生成・イミンへの水素移動が効率良く進むと示唆された。不活性な高分子担体上では、ZrO_2のような担体効果がほとんどないために、金のサイズ効果が顕著に現れ、直径2nm以下のクラスターサイズになって始めて・金表面上での水素移動が可能になったと考えられる。固体金ナノ粒子触媒では、担体の種類によって触媒活性・生成物選択性が大きく変化することが知られている。これまで、金が高い触媒活性を示す担体としては、TiO_2,CeO_2などの半導体性金属酸化物が一般的であり、シリカや有機高分子などの酸素欠陥サイトを持たない不活性な担体は不利とされてきた。ところが、メソポーラス有機シリカに担持した金ナノ粒子を用いて、無溶媒でテトラリンの酸素酸化を行った結果、Au/TiO_2などよりも高い触媒活性を示すことを明らかにした。極性の低い基質の無溶媒酸化では、疎水性の高い有機シリカが担体として、より適していると考えられる。また、種々の酸化物担持金触媒を用いてベンジルアルコールのアンモ酸化を検討した結果、金を担持していない酸化物(MnO_2,Co_3O_4,NiO)単独でも、ベンゾニトリルが選択的に得られることを見出した。基質適用性を検討した結果、ベンジルアルコールよりも反応性の低い脂肪族アルコールでも選択的に対応するニトリルを与え、不飽和アルコールでは、二重結合を酸化することなく対応するニトリルが得られるなど、MnO_2はアルコールに高い選択性を示すことを明らかにした。更に、反応時間を長くするとアミドの生成が起こり、新たに水を添加しなくてもニトリルの水和が進行することが分かった。脂肪族アルコールがニトリルの水和においては、金を担持したAu/MnO_2がMnO_2単独よりも高いアミド収率を与え、金の担持効果が見られた。反応条件の最適化によりアルコールからワンポットで、転化率>99%でアミド収率を80%まで向上させることができた。
中世トリスタン物語の侍女ブランジアン像―物語論的機能と社会史的実像についての研究

中世フランスの韻文を中心とした「トリスタン物語」諸作品の分析・読解を通じ、より立体的且つ本質的な侍女ブランジアン像を明示するに至った、前年度の成果を踏まえ、本年度の研究は、以下の2本の柱に沿って進められた。すなわち、1.中世フランス語テクストとして韻文に続く時代に属する『散文トリスタン』、また、他のヨーロッパ言語でものされた複数の「トリスタン物語」中に、引き続きブランジアンの姿を追いつつ、「トリスタン伝説」変遷の背後に潜むイデオロギーの推移や表現手法の転換と、ブランジアン像の不変と変容との係わりを検討した。2.ブランジアン以外の"侍女"たちにまで対象を広げて、中世文学の描く主従関係の表象を、現実と創作の両面から検証し、物語世界における彼女らの在と不在の意義を考察した。今後の発展的課題としては、中世以降、特に19世紀末から20世紀初頭における「トリスタン物語」再発見期の作品を、伝説の現代性という視座から取り上げ、同様の検証の俎上に載せたいと考えている。一方、前年度に行った学会発表をもとに執筆した仏語論文は査読を経て、日本フランス語フランス文学会の学会誌に採用・掲載された。また、日本フランス語フランス文学会関東支部大会においても口頭発表を行っている。本発表は、ブランジアン像についての研究がもたらすテクスト解釈の斬新な可能性を提示するものであり、メタレベルの作者の意図と結びついた、ブランジアンの潜在的機能に対する言及を補足したうえで論文化の後、学会誌に投稿される予定である。他方、本年度はフランスにおいて短期の在外研究を実施した。近年とりわけ校訂版出版や関連研究発表の盛んな散文作品に関するものを中心に、パリの複数の図書館において資料調査・収集を執り行うと同時に、上述したような研究経過に対して、パリ第3大学スキルニック教授に最新の動向を踏まえた助言を仰いだ。本年度は、研究指導委託によりパリ第3大学ローランス・アーフ教授のもとで研究を進めた。中世フランスの韻文及び散文の「トリスタン物語」の中に、王妃イズーの侍女ブランジアンの姿を丹念に追った成果は、2008年9月、同大学に提出されたMaster2課程論文<<Le personnage de Brangien dans les romans francais de Tristan:identite,fonction et evolution>>に結実をみる。この論文では、1.ブランジアンを指し示す単語に対する語彙・語用論的検証を通じ、彼女と中世文学特有の類型化した"侍女demoiselle"との共通点と相違点が、特に女主人との関係性の面から明確化された。2.語単位で示唆されたブランジアンの働きを、実際に描かれる言動の中に実証し、その過程で、彼女の態度の相次ぐ豹変を描く場面について、聴衆に対する叙述上の効果にも言及しつつ、従来以上の一貫性を持たせて読み解くことに成功した。3.韻文から散文への移行において、ブランジアン像の本質は初期に確立されていることを明らかにし、一方、その不変的本質に付与されるアレンジが、彼女以外の登場人物たち、ひいては伝説自体に生じた抜本的変化を浮かび上がらせ得るとの可能性を示した。本論文の丁寧なテクスト分析と読解のプロセスは指導教官からも好評価を得ている。11月には、日本フランス語フランス文学会2008年度秋季大会において、上述の論文より1.の内容を中心に研究発表を行った。この発表を通しては、他作品・時代の研究者とも、文学に表出する他の主従関係との関連、及びそれらの包括的研究の必要性について意見交換を持つことができ、本研究の掲げる類型論的試みに関し、より広範な展望が示されたと言える。また、この発表に基づく論文は学会誌に投稿され、現在査読結果待ちである。

近年とりわけ校訂版出版や関連研究発表の盛んな散文作品に関するものを中心に、パリの複数の図書館において資料調査・収集を執り行うと同時に、上述したような研究経過に対して、パリ第3大学スキルニック教授に最新の動向を踏まえた助言を仰いだ。
三重県私有林地帯の山林管理と地域自治組織の連関―「山世話」の社会的性格に着目して

本研究では、地元在住の山林管理者である「山世話」が山林管理と地域自治組織運営の双方において果たす役割を明らかにすることを通して、山村の社会経済構造の解明を目指す。研究方法としては、三重県有数の林業地である松阪市飯高町波瀬地区を主な調査地として、波瀬地区の林業関係者や地域住民への聞き取り、および林業や地域自治組織に関する資料収集を行う。本研究は、山世話が持つ林業ネットワークを解明することで、現代の多くの農山漁村で課題となっている地域自治や山林資源の管理に関する新たな知見を提供できると考えられる。
近世フランスにおける外国人と都市社会――16・17世紀のリヨンを中心に――

リヨンは1462年に大市開催権を取得して以降、外来者の多い国際商業都市として発展する。1597年の住民調査によれば地元生まれはわずか22%であった。本研究では第一に、外来者がどのように都市の中に居住したかを調査した。その結果、彼らは外国人街を形成することなく、都市内に混在して居住したことが判明した。第二に、外来者集団は出身都市ごとに自治組織的な同郷団を結成したことから、フィレンツェ同郷団規約を分析し、同郷者内部の規律・互助のあり方と、ホスト社会との関わり方を考察した。第三に検討したのは、外国人の帰化状と市民権の取得である。帰化状から、外国人がどのような目的・戦略から帰化を選んだかを検討した。これまで私は、16世紀フランスの都市リヨンを事例として、内的な連帯と自律性を保持していた地方都市の社会を、広域権力である王権との関係や交渉のダイナミズムに注目しながら分析を行ってきた。この研究において、中世末期から近世初頭にかけてのリヨンが大市開催都市として発展する中で数多くの移民を受け入れており、担税帳簿によれば16世紀前半には人口の約3分の2が市壁外出身者であり、少なくとも1560年頃までは、こうした外国人も組み込む形で都市内の一体性が保たれていたことを明らかにした。さらにリヨンの外国人はこの時期においては閉鎖的な居留地を形成することなく、大司教座教会サン=ジャン大聖堂から両替広場に至る中心地に混在して居住していたことが判明した。このようにリヨンは16世紀に「他者」を受け入れる新しい事態に直面していたわけであるが、こうした外来者は実際どのように居住地に入り込み、どのように定住を選択したのであろうか。都市の外国人は出身地ごとに、相互扶助団体であり自治組織的な同郷団を結成していた。本年度は特に、規約を作成し、市参事会に定期的に代表を派遣していたフィレンツェ同郷団に焦点を当て、その規約内容に立ち入ることによって、都市の外国人と都市当局の関係のあり方を考察した。分析対象とした本規約は、バチカン図書館のスウェーデン女王クリスチーナ・コレクションに分類されている「リヨンにおけるフィレンツェ同郷団関係史料」に収められている。本史料群は19世紀にA. Roucheによって転写、抜粋され、リヨン市文書館に所蔵された。今回はこのRoucheの史料を用いて規約の内容を検討した。本規約により、同郷団結成の目的、都市における同郷団の法的地位、同郷団入会者間の決まりごと、遺産没収権との関係などが明らかになった。本年度は、パリの国立文書館への資料調査などを行い、関係史料の調査・収集に努めた。またその成果に関しては、3月の日仏歴史学会総会において研究発表を行った。まず、16世紀のリヨンにおけるイタリア人の居住地や関係の深い教会などを調査し、ギルドによる住み分けが基本とされる都市社会に、移住者たちがどのように入り込んでいったのかを分析した。その結果、リヨンの外国人はいわゆる外国人街を形成することなく、その中心地および周辺に混在して居住していたことが判明した。次に、フィレンツェ同郷団関係の史料を用いて、当時のリヨン在住フィレンツェ人が、同郷団からどのような待遇・保護を受け、同郷団に対しいかなる義務を負うことになったかを検討した。リヨンは外国人が非常に多い都市であったにもかかわらず、パリやマルセイユに比べ、市民権を得る条件が厳しかった。一般的には、リヨンの市民になるためには、先に帰化状が必要とされた。帰化に関し、外国人の態度は様々であった。フィレンツェのGadagneは都市に「同化」した最も有名な事例である。逆に、Capponi、Salviati、Gondi家にとってリヨンは一支店にすぎず、より広い地域で活躍した大商人家門であった。また一族の中で次男、三男だけを帰化させる事例もある。帰化登録簿を用いた分析も、引き続き、検討していきたい。リヨンの外国人は、制度的に帰化するかどうかにかかわらず、居住した都市の社会生活には積極的にかかわりを持っていた。主な地域参加としては、入市式や名士の祝祭に参加すること、そして大施物会やサン=ロラン病院に対する、これ見よがしともいえるような派手な慈善活動である。こうした外国人の地域貢献のあり方については、来年度以降も引き続き研究を深めていくことが必要である。本年度は、『日仏歴史学会会報』への寄稿や、12月に開催された学習院大学史学会での発表に向けて、近世リヨンの外国人が与えた都市社会への影響や、国王儀礼における外国人の役割についての個別研究を深めると同時に、共著『新しく学ぶ西洋の歴史』において16世紀フランスという時代の概観を行った。以下、簡単に内容をまとめたい。16世紀リヨンのイタリア人は、施療院や慈善活動、祝祭などを通じて在住社会との多くの接触を持ちながらも、法制的な意味での「同化」には至らないことも多かった。イタリア諸都市出身の商人集団は、国際的な意識の中で生きていたのも事実であり、それこそが国際商業都市リヨンをヨーロッパの経済的・商業的ダイナミズムに組み込むことのできた要因であった。16世紀の中頃までは、こうした外国人に対して在地社会は比較的寛容であった。しかし経済状況の悪化に伴い、イタリア人に対する反感や、外国人の小売市場への関与に対する非難が一層厳しくなり、社会批判の言説の中に外国人が登場してくるようになる。また、リヨンの外来商人が王権や都市から得ていた免税などの特権は、段階的に廃止される方向に向かった。

この特権の廃止は、カトリック同盟による政治的混乱とあわせて、外来商人がリヨンから出て行く原因の一つになった。これまでの研究では、この時期にリヨンという都市が閉鎖性を高めたとされているが、管見によればリヨンは都市制度として外国人を排除する施策は取っておらず、実際、イタリア人と入れ替わる形でサヴォワ人の割合が高くなっており、外国人の帰化登録そのものの件数も減ってはいない。この在住者ネットワークが、リヨンが絹織物業都市として再起する18世紀にかけてどのように機能していくのか、帰化申請者数の著しい増加が見られる1630年代および1670年代はどのような社会的背景との関連が指摘できるのかを今後の課題としたい。まだ子どもが小さいため、本年度は実際に自分自身がフランスの文書館を訪れて資料収集することはできなかったが、インターネット上で資料を閲覧したり、購入して取り寄せるなどして研究を進めていった。パリのEcole Pratique des Hautes Etudesで行われているヌシャテル大学のOlivier Christin先生の研究会に招かれ、出席する予定であったが、パリの同時多発テロのため中止となり、その後は校務などとの関係でまだ実現できていない。長編の論文としては発表できていないが、個別研究と概説の双方にわたって成果を発表できたので、本年度の成果としては順調であるという判断に至った。ただし、今後さらにこれまでの蓄積を論文として発表し、新たな史料分析にも取り組んでいきたい。本年度は主にリヨンで史料調査・収集と研究打ち合わせを行い、これまでの成果の一つとして翻訳の刊行を行った。史料調査としては、8月に2週間リヨンに滞在し、ローヌ県文書館でリヨンに残存する16-18世紀の帰化状(手稿)をすべて収集することができた。リヨン近世史家Delphine Estierと彼女の自宅で研究打ち合わせを行った際には、本史料を一緒に解読し、取り扱うにあたっての貴重な助言をいただいた。史料読解作業は現在も続けているところである。外国人が取得した帰化状に関しては、18世紀パリの研究はあるが、17世紀以前の、それも地方都市の帰化に関してはほぼ看過されてきた。近世後半のナショナリティの問題を体系的に理解するには、帰化という手続きが王権の下へと一元化され、思想史的にも新たな主権論が展開された近世前半についても解明する必要がある。今後は収集できた史料をもとに、実際に運用された制度を把握すると同時に、誰が、どのような意図をもってこの帰化という手続きを行ったのかについて、できるだけ早期に論文を発表したいと考えている。さらに、リヨン市図書館では、近世初頭のリヨン在住フィレンツェ人家門について事典的にまとめられた資料を偶然発見し、それもすべて複写をとった。この資料は平成26年度の資料調査で得た在リヨン・フィレンツェ人の遺言書に関する情報と合わせて、近世初頭のリヨンにおけるフィレンツェ移民の姿を照射する重要な史料であることは疑いない。以上の作業と並行して、数年来継続していた翻訳イェルン・ダインダム著『ウィーンとヴェルサイユーヨーロッパのライバル宮廷15501780』を刊行した。
降雨パターンの膨大さと降雨流出-氾濫過程の不確実性を考慮した水災害リスク評価手法

本研究は大量の降雨パターンと降雨流出から氾濫に至るまでの物理過程の不確実性の両者を考慮した水災害リスクの評価手法を構築するものである。甚大な被害をもたらす大雨の頻度は数十年に一度である上、被害形態を左右する降雨の時空間的なパターンは膨大であることから経験のみに依存したリスク算定は困難である。また、降雨流出から氾濫に至る物理過程は不確実性を有しており、様々な被害の発生の可能性を有する。この降雨パターンの膨大さと物理過程の不確実性の混在による水災害リスクの算定の難しさに対し、本研究では数千年分の高解像度大雨データを用い、流出から氾濫までの一気通貫型モデルにより不確実性を考慮したリスク評価を行う。
トリハロメタン及び有機塩素系溶剤の環境及び生態系に及ぼす影響

現在、水道水や地下水等の汚染で社会的問題となっているトリハロメタンおよびトリクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタン、テトラクロロエチレン等々の有機塩素系溶剤は洗浄、樹脂溶解、抽出等々の目的で広範囲に使用されている。また、毒性としては肝臓障害、腎臓障害、心臓障害、及び発癌性が広く知られている。最近は環境汚染物としてフロン等とともに、西暦2000年までに使用禁止物質として、世界的に規制されつつある。しかし、これらの物質の生体内吸収、生体内代謝に関しては解明されていない部分が非常に多い。そこで私たちは、これらの有機塩素系溶剤の中で最も使用量が多く、最も普遍的に用いられているトリクロロエチレンに着目してこの溶剤の生体内動態及び代謝について、麻酔犬を使用して実験的に詳細に検討した。その結果次のような結論を得た。1.肺から体内に吸収されたTRIの内、約5060%のTRIが未変化体として呼気から排泄され、その残りのTRIは、代謝されて尿及び糞中に排泄されるものと推測できた。2.Toxicokineticsを用いて、TRIの吸収、排泄を観察すると、吸入暴露1時間後で体内吸収量の約18%が既に代謝されていることが解った。3.腸管からのTRIの吸収割合は、非常に高率であり、飲料水中の低濃度TRIは、ほとんどが吸収されるものと推測できた。4.肝臓以外で臓器でのTRIの代謝割合を観察すると、体内取り込み量の約25%が肝臓以外で代謝されることが解った。また抱水クロラール(CH)から、トリククロロ酢酸(TCA)への代謝は肝臓以外でも行われることと、CHから遊離型トリロロエタノール(F-TCE)への代謝は、肝臓以外の臓器でほとんど行われる可能性を示した。5.胆嚢及び膀胱に注入したTRI及びその代謝産物の動態を観察すると、これらの臓器での代謝は、両臓器ともF-TCEからConj-TCEへの代謝は非常に多く行われたが、その他の代謝は、ごく微量であった。6.TRIの代謝産物の内、Conj-TCEは胆嚢肝循環を行わず、腸管から再吸収されたConj-TCEは、すぐ静脈系に移行し、腎から尿中へ排泄された。しかし、F-TCE TCAは胆嚢肺循環を行い、体内にある程度蓄積するものと考えられた。現在、大気,地下水,土壌汚染等で社会的に問題になっている、トリハロメタン(クロロホルム,ジクロロブロモメタン,クロロジブロモメタン,ブロモホルム)及び有機塩素系溶剤(1,1,1ートリクロロエタン,トリクロロエチレン,テトラクロロエチレン)等の山口県における河川の河口域における土壌、水質、水生生物中の分布を調査するとともに、市販されているミネラルウォ-タ-においても、上記物質を調査した。市販ミネラルウォ-タ-において、国産のものは、調査した16種類すべてに、トリハロメタンが0.11.14μg/Lと低濃度ではあるが認められた。また、外国産では、6種類中、3種類に同様の物質が検出された。

国産の一部のミネラルウォ-タ-には、テトラクロロエチレンとトリクロロエチレンが検出された。次に、水道水中のトリハロメタンを測定すると、1520μg/Lの濃度で検出され、これを常温で保存した群、低温で保存した群、80°C加熱群、100°C加熱群でそれぞれ検討すると、水道水の保存は、経時的にトリハロメタンを増加させる傾向を示し、加熱保存群は、水中トリハロメタン量を漸次減少する傾向を示した。次に、山口県における水道水中のトリハロメタン量を測定してみると瀬戸内海地域、内陸地域、日本海地域の3地域では、瀬戸内海地域で、1020μg/L,日本海地域510μg/L,内陸地域5μg/L以下であり、トリハロメタンの量から推測すると、瀬戸内海地域が最も汚染されていた。飲料水中の低沸点ハロゲン化炭化水素(VHCs)を測定した。ミネラルウォーター22品中、20品にVHCsが検出された。しかし、その濃度はすべて厚生省の飲料水暫定基準値以下であった。加熱していない水道水のT-THMは陽性であり、15日間保存した場合、常温保存で1.6倍、低温保存で1.3倍に増加した。一方、残留塩素は減少し、特に常温保存の場合、5日目には検出されなかった。80°C及び100°C加熱処理水では残留塩素は検出されず、THMは10分間沸騰したものには検出されなかった。また、山口県内の上水道・簡易水道において、THMの検出量の地理的関係がみられた。次に工業地域を通過する河川である有帆川の河口で採取したカキ、アサリおよび底質のVHCs8種(テトラクロロエチレン(PCE)、ブロモホルム(CHBr_3)、四塩化炭素(Ccl_4)、1-1-1-TCE(MC)、トリクロロエチレン(TCE)、クロロホルム(CHcl_3)、ジクロロブロモメタン(CHcl_2Br)、クロロジブロモメタン(CHclBr_2)を測定した。カキ、アサリおよび底質中からCHcl_3、ccl_4、MC、PCE、が検出され、当該化合物による環境汚染が生じていることが判明した。CHcl_3はカキ、アサリはほぼ同じ濃度で、底質の5.5倍であった。ccl_4、MCはアサリの方がカキよりも高く検出され、アサリのccl_4、MCはそれぞれ底質の7.7、4.5倍であった。PCEは貝類中には検出されたが底質中には痕跡程度しか認められなかった。またカキはアサリの2倍高濃度検出され、前者の化合物とは異なった結果が得られた。貝類中にVHCsが検出された理由として、VHCsの化学的特性である脂溶性による脂肪組織への蓄積が考えられる。汚染の経路はVHCs使用工場の工業活動にともなう海水汚染に始まる直接的な経路、一次生産者であるプランクトンの汚染に始まる食物連鎖などが考えられる。その他の要因として異化合物の生物体内での代識、生成も考慮しなくてはならない。飲料水中にトリハロメタン(THM)等の低沸点ハロゲン化炭化水素(VHCs)が検出され、かつこれらの化学物質が数種の動物に対して発癌性や催奇形性を有していることから、水質のVHCS汚染は大きな社会問題を引き起こしている。我々は山口県内10カ所の水道水及び市販のメネラルウオーター22品(日本産16,外国産6品)中のVHCsを分析し、水道水中にも微量ではあるがクロロホルム、トリクロロエチレン等のVHCsが検出されたことを発見した。さらに工業地域貫流河川河口域のアサリ、カキや低質からクロロホルム、テトラクロロエチレンが検出されることを見いだし、VHCsによる汚染は飲料水にとどまらず、広く環境、食品汚染をも引き起こしていることを発見した。
遺伝性脳小血管病変異TREX1の細胞内局在異常による毒性機能獲得メカニズムの解明

RVCLは、脳・網膜の小血管を主に侵す優性遺伝性の脳小血管病であり、最終的には死に至る疾患であり治療法はない。本症の原因遺伝子はエキソヌクレアーゼの一つであるTREX1である。TREX1はRVCLの他にAGS、FCLの原因遺伝子、さらにSLEの感受性遺伝子としても知られている。AGS・SLE・FCLは自己免疫が関与する類縁疾患であるが、RVCLはこれらの疾患とは異なる病態を呈する。何故同一の遺伝子内の変異により、異なるスペクトラムのRVCLが発症するのかは分かっていない。申請者はRVCL変異TREX1特異的にDNA損傷応答シグナルが亢進することを見出しており、これがRVCL特異的な病態メカニズムに関与すると仮説を立て研究をスタートした。本年度は、次の点を明らかとした。1RVCL変異TREX1は、複数あるDNA損傷形式の中でも最も悪性度の高い2本差DNA損傷を引き起こす。2RVCL変異TREX1の発現は不死化細胞では細胞死を誘発するが、正常細胞では不可逆的な増殖停止を誘導する。RVCL変異TREX1の発現は内在性野生型TREX1タンパク質の発現を低下させるが、局在は変化させないこと。4RVCL変異TREX1のDNA損傷には核局在と、エキソヌクレアーゼが必要であること。また、これらの新規に知見に加えて、申請者はRVCLモデル生物としてゲノム編集を用いて内在性Trex1遺伝子にRVCL類似のフレームシフト変異を導入したモデルマウスとRVCL変異TREX1過剰発現ハエモデルを作製した。次年度以降は正常細胞安定発現細胞株を用いて、RVCL変異TREX1が細胞老化・SASPといった老化・炎症に関わる細胞機能変化を誘導するか、生体内においても同様のDNA損傷、細胞老化・SASPを誘導するかに関して集中的に研究を推進していく予定である。本研究は非常に順調にマイルストンを達成している。申請時に予定していた正常細胞を用いたRVCL変異TREX1タンパク質発現の影響を観察する実験系を樹立した。この系を用いて正常細胞下では細胞死ではなく細胞増殖停止を誘導するという重要な知見を得た。これは、正常細胞では細胞老化やSASPといったRVCLの病態に矛盾しない細胞形質変化を誘導する可能性が高く、次のステップとして非常に大きな発見である。また、生体での検討を行うための変異導入マウス・ハエモデルを樹立し、開始できる段階にある。以上のことから、当初のマイルストンを大きな問題なく順調に達成している。次年度は、RVCL変異タンパク質の発現によって正常細胞で細胞老化と炎症因子を無秩序の分泌する細胞形質: SASPが誘導されるかに関して研究を推進していく。また、モデル動物を用いて、生体への作用に関しても新たな解析を開始する。

次年度は、RVCL変異タンパク質の発現によって正常細胞で細胞老化と炎症因子を無秩序の分泌する細胞形質: SASPが誘導されるかに関して研究を推進していく。また、モデル動物を用いて、生体への作用に関しても新たな解析を開始する。次年度にRVCL変異TREX1タンパク質の長期的発現の効果を網羅的なRNA seqを用いた遺伝子発現プロファイリングによって解析する予定である。また、この変化をTREX1ノックダウン・自然老化・放射線照射細胞などのプロファイリングと比較する。この費用と消耗品の費用を次年度に計上するため、本年度は消耗品の計上を抑え次年度使用計画としたため。