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津波石の垂直移動を考慮した明和大津波の規模推定に関する研究

琉球列島南部の宮古諸島と八重山諸島周辺には,1771年の明和大津波を含む複数回の大津波が襲来したと報告されている.本研究では,津波によって陸上に打ち上げられた津波石のうち,海岸段丘上に定置する津波石に焦点をあて,宮古諸島(宮古島・下地島)と八重山諸島(石垣島・黒島)に襲来した過去最大の津波営力の違いを明らかにすることを目的とした野外調査を実施した.津波石の重量と海食崖の高さを求め,過去最大の津波営力を考察した結果,宮古諸島の方が八重山諸島よりも大きな規模の津波が襲来した可能性が高いことがわかった.この結果は石垣島で最大であった明和大津波の傾向とは異なっている.本研究は,過去に琉球列島に襲来した大津波(おもに明和大津波)の規模を推定することを目的とする。具体的には,津波によって陸上に打ち上げられた津波石のうち,海食崖を乗り越えて段丘上に分布する津波石に焦点を当て,津波石の垂直方向の移動を考慮したモデルを構築することにより,来襲した津波の高さを推定するというアプローチとなる。初年度である本年度は調査対象地域を石垣島として,既往文献・空中写真・地形図などを用いて津波石の分布図を作成し,現地調査により津波石の位置・サイズの計測,周辺の地形測量,岩石試料のサンプリングを行うという研究計画を立てた。本年度の実施概要は以下の通りである。1.既往文献・資料・地形図などに基づき,津波石の分布を調べた結果,段丘上の津波石の数が限られている可能性が示唆された。2.汎用性のあるモデルの構築には広範な条件下でのデータが必要であるが,現地データのみではモデル化は困難になる可能性が高い。この問題を解決するため,野外調査だけでなく,室内実験によるデータ収集も必要であると考え,小型実験水路の作成を行った。当初野外調査のみによる研究計画をたてていたが,今後は室内実験という手法を取り入れ,モデル化を進めていく予定である。このように本年度は実験水路の設計・製作を行ったこともあり,現地調査を計画通りに実施することができなかったが,今後はスムーズに研究を進めることができると考えている。本研究では,津波によって陸上に打ち上げられた津波石のうち,海崖を乗り越えて海岸段丘上に定置している巨礫に焦点をあて,過去に琉球列島に襲来した大津波の規模を推定することを目的としている。2014年度における研究実績は次の通りである。1)初年度(2013年度)に既往文献と空中写真,地形図を用いて作成した津波石の分布図に基づき,8月に石垣島と黒島に赴き,現地調査を行った。石垣島では3個,黒島では6個の海岸段丘上の巨礫の分布を確認した。巨礫が定置している段丘崖の高さと巨礫のサイズについてレーザー距離計を用いて計測した。石垣島では崖高23 mの段丘上に200800立方メートルの巨礫が,黒島では崖高が34 mの段丘上に6150立方メートルの巨礫が分布していることが判明し,巨礫のサイズは崖高の低い石垣島の方が大きい傾向がみられた。2)初年度の研究実績概要において報告したように,海岸段丘上に分布する現地の巨礫数が少ないため,現地データのみでは汎用性のあるモデルの構築が難しいと考え,本年度から津波石が海崖を乗り越える条件を解明する室内実験の計画を立て,実験を開始した。具体的には,塩化ビニル(密度1.5 g/立方センチメートル)棒をカットして整形した材料を津波石とみなし,水路他端に海崖に模したステップをつくり,崖下に津波石を置いて流速の異なる津波を作用させ,津波石が段丘上にのるかどうかを調べるという実験である。本年度は宮古島東平安名崎と下地島西海岸において海岸段丘上にみられる津波石を対象とし,津波石の重量(W)の推定と海食崖の高さ(H)に関する現地調査を主に実施した.段丘上の津波石は,宮古島では11個,下地島では1個,合計12個存在した.宮古島東平安名崎と下地島西海岸の海崖の高さは,それぞれ17.8 mと10.0 mであった。津波石の重量(W)を求めるためには,津波石の体積(V)と密度(ρ)を把握する必要がある.津波石の径の計測を行い,体積(V)を求めた.岩石の密度(ρ)は一般に,弾性波速度(v)と比例関係をもつことが知られている.そこで小型弾性波速度測定器(PS-1)を用いて弾性波速度(v)の計測を行った.弾性波速度(v)の平均値は,約2.2 km/secであった.本研究で対象とした津波石は全て琉球石灰岩であることから,琉球石灰岩の密度(ρ)や弾性波速度(v)のデータが掲載されている先行研究のデータを用いて,両者の関係式を作成した.この式に現地で得た津波石の弾性波速度(v=2.2 km/sec)を代入し,津波石の密度(ρ)を求めると,約1.4 g/cm3という値が得られた。このρと津波石の体積(V)との積から津波石の重量(W)を求めた.

その結果,宮古島東平安名崎における最も重い津波石は約700tもの巨礫であり,海食崖の高さ(H)と津波石の重量(W)との関係から,宮古島における過去最大の津波は,H=17.8 mの海食崖をもつ段丘上に約700 tの津波石を運搬した規模のものであった可能性が高い.下地島ではH=10.0 mの海食崖をもつ段丘上に約4000 tの津波石(帯大石)を運搬した規模の津波が過去に襲来したことが推定された.1年間の補助事業期間延長が認められたこともあり,次年度の最終年度を残し,当初の予定としていた野外データをほぼ収集することができている。以上のことから「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究の目的は,海崖を乗り越えて海岸段丘上に定置したと考えられる津波石に焦点をあてて,琉球列島南部の宮古諸島と八重山諸島に襲来した過去最大の津波営力の差異について検討を行うことである.調査対象地域は,宮古諸島に属する宮古島・下地島と八重山諸島に属する石垣島・黒島の4島である.平成28年度は,平成25年度27年度までに調査対象とした4島の津波石について,津波石の体積(V)や海崖高さ(H)に関する再調査・分析を行った.Vは高精細地形測量(TLSおよびSfM測量)による3D解析を用いて求められた.長径3 m以上の津波石に限ると,宮古島(東平安名崎)ではH=17 mの段丘上に14個,下地島(西海岸)ではH=10 mの段丘上に1個,石垣島(南海岸)ではH=3 mの段丘上に4個,黒島(南海岸)ではH=34 mの段丘上に6個,計25個の津波石が確認された.津波石が崖下から供給されたと仮定すると,津波石が段丘上に乗るためには,重量が大きい津波石ほど,あるいは海食崖が高いほど,より大きな津波のエネルギーが必要になる.そこで,4年間の津波石のデータを整理し,津波石の重量(W)と海崖の高さ(H)の関係から各島に襲来した過去最大の津波営力を推定すると,下地島>宮古島>石垣島>黒島の順となった.この結果は,宮古諸島に八重山諸島よりも大きな規模の津波が襲来した可能性を示唆するものであり,石垣島で最も大きい津波が襲来したとされる1771年の明和大津波とは異なる結果となっている.琉球列島南部の宮古諸島と八重山諸島周辺には,1771年の明和大津波を含む複数回の大津波が襲来したと報告されている.本研究では,津波によって陸上に打ち上げられた津波石のうち,海岸段丘上に定置する津波石に焦点をあて,宮古諸島(宮古島・下地島)と八重山諸島(石垣島・黒島)に襲来した過去最大の津波営力の違いを明らかにすることを目的とした野外調査を実施した.津波石の重量と海食崖の高さを求め,過去最大の津波営力を考察した結果,宮古諸島の方が八重山諸島よりも大きな規模の津波が襲来した可能性が高いことがわかった.この結果は石垣島で最大であった明和大津波の傾向とは異なっている.2014年度から勤務地が異動となり,新たな勤務先での実験室(実験スペース)の確保,そして水路の運搬・移動時期が遅れたことにより,室内実験の進度がやや遅れてしまっている。野外調査については,石垣島・黒島での調査は実施されたが,宮古島での調査を行うことができなかった。以上の点を考慮し,「やや遅れている」と判断した。最終年度は石垣島・黒島における津波石の再調査と室内実験を行い,津波の規模・海崖の高さ・津波の重量の定量的関係を明らかにして,モデル化を行いたいと考えている。地形学・最終年度は宮古島周辺の現地調査,そして崖高と津波石のサイズを変化させた実験を行い,これらのデータを用いてモデル式を作成を試みたいと考えている。・本研究はタイトルに示したように「明和大津波」の規模を推定することを目的としているが,既往文献・野外調査を通して,段丘上に定置した津波石の多くは,(過去の津波によって打ち上げられたことは確かであるが)明和大津波によってうちあげられたかどうかの判断が難しいことが明らかとなってきた。そこで,研究目的について明和大津波に限定せずに,過去に琉球列島に襲来した大津波の規模を野外調査と室内実験という手法を用いて推定するという目的に変更して進めたいと考える。
核小体因子ＳＩＲＴ７による脂質蓄積制御機構の解明

Sirtuinは進化的に保存されたNAD依存性デアセチラーゼ又はADPリボシルトランスフェラーゼであり、哺乳類においては7種類のファミリー蛋白質(SIRT1-7)が存在する。核に存在するSIRT1、SIRT6およびミトコンドリアに局在するSIRT3については、その活性亢進により肝における糖脂質代謝が改善することが報告されている。SIRT7は核(特に核小体)に局在するsirtuinであるが、代謝との関連は不明である。そこで高脂肪食負荷SIRT7ノックアウトマウスについて検討を行ったところ、ノックアウトマウスの肝における中性脂肪含量の低下およびインスリン感受性・耐糖能が良好であることが明らかになった。SIRT7ノックアウトマウスおよびコントロールマウスの肝臓における発現遺伝子について検討を行ったところ、ノックアウトマウス肝において、脂肪酸トランスポーターであるCd36の発現が低下していることが明らかになった。Cd36遺伝子発現は核内受容体型転写因子であるTR4により制御されていることが知られている。そこでTR4の発現レベルについて検討を行ったところ、TR4 mRNAの発現量はノックアウトとコントロールマウスで同程度であったが、TR4蛋白量についてはノックアウトマウスにおいて有意に低下していることが判明した。SIRT7は転写因子TR4の肝における発現を蛋白レベルで制御することで、肝における脂質蓄積量を制御している可能性が考えられた。24年度が最終年度であるため、記入しない。Sirtuinは進化的に保存されたNAD依存性デアセチラーゼ又はADPリボシルトランスフェラーゼであり、哺乳類においては7種類のファミリー蛋白質(SIRT1-7)が存在している。核に存在するSIRT1、SIRT6およびミトコンドリアに局在するSIRT3、SIRT4についてはその活性亢進により糖脂質代謝が改善することが報告されている。一方、核小体に局在することが報告されているSIRT7は、リボソームRNAの転写に関与していることが報告されているが(Ford E. Genes Dev 2006)、代謝との関連については全く不明である。H23年度において、研究代表者はSIRT7ノックアウトマウスの解析を行った。ノックアウトマウスおよびコントロールマウスに高脂肪食を負荷し、組織学的検討を行ったところ、摂食量に差を認めないにも関わらず、ノックアウトマウス肝における脂肪蓄積の抑制が認められた。肝臓内脂質を抽出し中性脂肪含量を測定したところ、有意な抑制が確認された。一方、骨格筋における脂肪含量には変化が認められなかった。以上の結果から、SIRT7のノックアウトにより、高脂肪食負荷に対する肝臓内脂肪蓄積が選択的に抑制されることが判明した。SIRT7ノックアウトマウスとコントロールマウスの肝臓において発現している遺伝子の発現について検討したところ、ノックアウトマウス肝における脂肪酸トランスポーターであるCd36の発現が低下していることが明らかになった。Cd36の発現低下がSIRT7ノックアウトマウスの表現型に関与している可能性が考えられた。本年度の研究により、in vivoにおけるSIRT7の役割が判明し、また、その表現型にCd36の発現変化が関与している事実も明らかになった。ノックアウトマウスのより詳細な解析を行うと共に、培養細胞なども使用し、SIRT7による脂肪蓄積制御の分子機構を解明する。
新しいGタンパク質共役受容体ファミリー分子の解析

Adhesion G protein-coupled receptor(GPCR)は、大きな細胞外ドメインと膜7回貫通ドメインからなり、その多くはリガンドが不明のオーファン受容体である。Adhesion GPCRに属するGPR56とLatrophilin1に対する抗体作成、それぞれの変異体の作成、そしてシグナル伝達機構の解析を行った。その結果、がん細胞の遊走を抑制する抗GPR56モノクローナル抗体を得ることに成功し、さらにLatrophilin1の細胞外ドメインがLatrophilin1膜貫通ドメインの活性化を抑制していること、またLatrophilin1の細胞外ドメインはGPR56膜貫通ドメインの活性化も抑制することを明らかにした。真核生物が生存していく上でGタンパク質共役受容体(GPCR)は細胞外シグナルを認識して、そのシグナルを細胞内へ伝える重要な役割を担っている。ヒトゲノムには1000近いGPCRメンバーが存在するが、そのうちリガンド不明のオーファン受容体が200以上残っている。オーファン受容体の中にはAdhesion GPCRと呼ばれるサブファミリーが見出されており、本年度の研究ではそのAdhesion GPCRの中でも大脳皮質形成および癌細胞の悪性度との関係が示唆されているGPR56と、神経伝達物質放出作用を示すクモ毒lateotoxinの受容体として見出された1atrophilinのリガンド探索と構造と機能の解明を目指した。ヒトおよびマウスのGPR56の細胞外ドメインをバキュロウイルスSf9細胞発現系を用いて調製し、それを抗原としてウサギおよびラットに免疫し抗体の作成を行った。その結果、マウスGPR56を高感度で特異的に認識するポリクローナル抗体および種々のモナクローナル抗体が得られた。現在、それらの抗体を用いた解析を進めている。また、ヒトGPR56に対するモナクローナル抗体17CCを作成し、ヒトグリア腫細胞U87でのGPR56の発現を確認し、その細胞へ17CC抗体が何らかの作用を示すか検討したところ、U87細胞の遊走を17CC抗体が抑制することを見出した。一方、GPR56細胞外ドメインをレジンに結合させたアフィニティカラムを用いてリガンドの探索を行ったところ基底膜プロテオグリカンの一つが候補分子として見つかってきた。その分子のcDNAを発現ベクターに組込み、哺乳動物細胞および昆虫細胞で発現させGPR56との相互作用等の解析を進めている。Latrophilinに関しても発現ベクターの構築を行い、哺乳動物細胞での発現およびLatrophilin細胞外ドメイン発現バキュロウイルスの作成に成功している。Gタンパク質共役受容体(GPCR)はホルモンや神経伝達物質など数多くの細胞外シグナルを認識して、そのシグナルを細胞内へ伝えることで様々な生理機能に関与することが知られている。ヒトゲノム解析から1000近いGPCRが存在することが判明しているが、そのうちリガンド不明のオーファン受容体が200以上残っており、その活性化の仕組みや生理機能の解明が大きな課題として残っている。本年度は大脳皮質形成および癌細胞の悪性度との関係が示唆されているGPR56、神経伝達物質放出作用を示すクモ毒latrotoxinの受容体として見出されたlatrophilin、そして小腸幹細胞のマーカータンパク質として注目を集めているLGR5、以上の3種類のオーファンGPCRに関する研究を行った。ヒトおよびマウスのGPR56に対する種々のモノクローナル抗体を作成した。先に得られていたヒトGPR56に対するモノクローナル抗体17CCの他にいくつもの新たなモノクローナル抗体が得られ、その中には17CCと同様にGPR56を活性化し、ヒトグリア腫細胞U87の遊走を抑制する抗体、またGPR56を認識はするが特にシグナル系に影響を与えない抗体が得られた。一方、GPR56細胞外ドメインをレジンに結合させたアフィニティカラムを用いて見出したGPR56結合分子の候補となる基底膜プロテオグリカンが確かに細胞表面でGPR56の細胞外ドメインと結合することが判った。またヒトケラチノサイト細胞HaCaTでLatrophilinが発現していることを見出し、latrotoxin処理によりHaCaT細胞内のcAMP蓄積量が増大すること、またHEK293細胞にlatrophilinを発現させるとCREを介した転写活性化が起こることが判明した。またLGR5が神経幹細胞で発現していることをイムノブロットと組織染色から確認するとともに、LGR5発現プラスミドを作成し、LGR5の発現によりNF-κBおよびCREを介した転写活性が亢進することが明らかとなった。ホルモン、神経伝達物質、匂い物質、味物質、光など数多くの細胞外のシグナルは細胞膜表面に存在するGタンパク質共役受容体(GPCR)を介して情報を中に伝え、様々な細胞応答を引き起こす。GPCRはヒトにおいて千種類近く存在することがゲノム解析より明らかとなっているが、未だリガンドが見つかっていないオーファン受容体が200種類以上存在する。昨年までの研究成果を継続発展させるために、オーファンGPCRに属するGPR56,Latrophilin

1,LGR5に対するモノクローナル抗体や種々の変異体の作成を進め、これらのGPCRの構造と機能の解析を行った。その結果、ヒトGPR56を介してヒトグリア腫細胞U87の遊走を阻害するマウスモノクローナル抗体が2種類得られた。その阻害効果はGq特異的な阻害剤YM-254890処理により抑制されることが判明した。次いで遊走阻害効果を示す抗体による細胞内カルシウムの上昇が認められた。先にマウスGPR56を活性化する抗体による神経前駆細胞の遊走阻害はG12/13→Rho経路を介することを明らかにしていたが、ヒトグリア腫細胞の遊走阻害においては異なる細胞内情報伝達系が働いていることが示唆された。ヒトGPR56にはいくつかのバリアントがあるため、その構造上の差異が機能に関係するかどうか、バリアントやヒトとマウスのGPR56キメラを作成し、それぞれの機能を調べている。一方、細胞外ドメイン(ECD)を欠損したGPR56ΔECD,Latrophilin1ΔECDが恒常的活性型として働き、Latrophilin1ECDを共発現させるとそれらの活性が抑制されることが判明した。異なるAdhesion GPCRの別々のドメイン間が相互作用してシグナルを形成している可能性が示唆されたため、さらに検証するためにLatrophllin1ECDタンパク質の調製を行った。またLGR5のECDリコンビナントタンパク質を調製し、マウスに免疫することでLGR5ECDを認識する抗体を産生するいくつかのハイブリドーマを得ることに成功した。今後、これらのツールを用いて新規GPCRファミリーの活性化機構と生理機能が明らかになることが期待されます。
密度行列繰り込み群法の高度化―点群対称性への適応―

本研究では,格子模型が持つ大局的な点群対称性に適応した行列積状態の構成法ならびに大規模並列化された密度行列繰り込み群法による状態の最適化手続きの高度化を行うことに加えて、密度行列繰り込み群を含むテンソルネットワーク法と相性の良い解析手法の開発を行うことで、量子多体模型に現れる非自明な相の数値的同定を達成することを目的としている。本年度は、大規模シリンダー形状の量子多体系に対する無限系密度行列繰り込み群法を、量子一次元系のランダムスピン系に対する密度行列繰り込み群のアルゴリズムと無限系密度行列繰り込み群における波動関数予測アルゴリズムを組み合わせることで、並列計算機上で高効率に稼働させることに成功した。実際に、典型的なフラストレート量子多体系であるカゴメシリンダー上の反強磁性的ハイゼンベルグ模型の基底状態解析に本アルゴリズムを適用した結果、既知の有限系密度行列繰り込み群によって得られた基底状態エネルギー、相関関数、相関長のクラスター外挿結果と一致する結果が得られた。また、一次元冷却原子系で発現しうる対称性に守られたトポロジカル相としてSU(4)スピン模型の基底状態解析を、無限系密度行列繰り込み群法を用いて行った。様々な相互作用を検証し、3種類の対称性に守られたトポロジカル相と1種類の自明相が全て現れる条件を提示した。また対称性に守られたトポロジカル相に関してはトポロジカル的観点から同相に属する行列積状態を解析的に示すことに成功した。点群対称性に適応した密度行列繰り込み群の計算プログラムの開発そのものは少し遅れているが、目的としている密度行列繰り込み群の大規模並列化並びに非自明な量子相を同定する手続きに関する知見を得ることが出来たため。点群対称性に適応した密度行列繰り込み群の計算プログラムの開発を継続して行うのに加えて、初年度に達成したエンタングルメントスケーリングをBKT転移の同定に適用可能な形に拡張する。初年度となる本年度は、1次元量子/2次元古典系多体模型の連続相転移近傍にあらわれる臨界性を同定するための新たな解析手法として、臨界点上にある多体模型にいて最適化された行列積状態に表れるエンタングルメントスケーリング解析と従来からよく知られている有限サイズスケーリング解析を組み合わせることを行った。これによりエンタングルメントスケーリング解析を転移点直上から近傍領域まで拡張できることが分かった。このスケーリング解析の特徴として,有限サイズの効果は考慮する必要がないため境界条件の詳細に寄らない議論が行えることが挙げられる.実際に、本解析手法と、テンソルネットワーク法の一種でその計算の固定点が密度行列繰り込み群と等価になる角転送行列繰り込み群を利用して2次元正方格子上の離散化されたハイゼンベルグ模型(多面体模型)の統計力学的性質を数値的に解析し,相転移の次数及び臨界指数を調査した.解析の結果,秩序・無秩序の連続相転移が1つだけ存在するという先行研究と矛盾のない結果が得られることを確認し,その相転移が2次元共形場理論のミニマル模型で説明できない(中心電荷が1よりも大きくなる)ことを明らかにした。点群対称性に適応した密度行列繰り込み群の計算プログラムの開発そのものは少し遅れているが、最終目標と関連する量子相を特徴づけるエンタングルメントエントロピーの臨界点周りでの振る舞いに関しての知見を得ることができたため。点群対称性に適応した密度行列繰り込み群の計算プログラムの開発を継続して行うのに加えて、2次元量子系における対称性に守られたトポロジカル相の同定のための数値的手続きの構築を推し進める。

点群対称性に適応した密度行列繰り込み群の計算プログラムの開発を継続して行うのに加えて、初年度に達成したエンタングルメントスケーリングをBKT転移の同定に適用可能な形に拡張する。参加を検討していた国際会議の旅費等を別の予算で充当したため、次年度使用額が生じた。これに関しては、海外の研究者を招聘して本研究課題に資する議論のために充当したい。翌年度分として請求した助成金は計画通り会議における研究発表・研究打合せのための旅費等に充てる。今年度開催した国際会議での費用が予定より抑えられたため。次年度での国際会議参加の旅費などに充当する。
ヒト肝発癌過程における増殖因子・増殖抑制因子およびそれらの受容体遺伝子発現異常

肝硬変症から高率に肝細胞癌が発症することが知られており、壊死・再生を繰り返すことが発癌の重要な因子になっていると考えられている。肝細胞の増殖はHGFで代表される増殖因子により促進されるが、一方ではparacrine機序により分泌されるtransforming growthfactor β(TGF-β)を中心とする増殖抑制因子により過剰な増殖が生じないように制御されている。私共は、肝発癌過程において、このような肝細胞増殖の調節機構に破綻が生じることを想定して、増殖因子・増殖抑制因子およびそれらの受容体遺伝子の発現異常について検討した。〔1〕増殖因子の発現ヒト肝癌組織において、TGF-βtypeIおよびtype II受容体の遺伝子発現について検索中であるが、現在まで20症例について検討したが、これら受容体の欠損症例は認められていない。私共は肝細胞癌患者において、血奬中TGF-βが有意に増加していることを見い出した(Cancer,Vol73,1994,in press)。これはヒト癌患者において血奬TGF-βが増加していることを示した最初の報告である。現在、肝細胞癌患者における血奬TGF-βの増加の意義を検討中である。
ランダムペプチドライブラリーを用いたRB遺伝子発現の人為的調節系の開発

網膜芽細胞腫(RB)遺伝子の不活性化は発癌を説明できる重要な癌抑制機構のモデルを提供している。従来行われたタンパクコード領域の変異のみならず、我々が最近明らかにしてきたRB遺伝子のプロモーター領域における変異及び転写調節機構の解明が重要となってきている。本研究では、癌抑制遺伝子がRBを一つのモデルとし、その発現機構を人為的にコントロールすることで癌化機構を明らかにすることを研究目的としてきた。RB遺伝子のプロモーター領域の精製したDNAを用いてスクリーニングを行い、精製したクローンの塩基配列を決定し候補になった組み合わせのアミノ酸配列を明らかにした。親和性は種々の条件下で微妙に変わることが予想されるので、親和性の程度の異なるものを分離した。既知のDNA結合タンパクとの類似性などを検討した。ランダムペプチドライブラリーでは、挿入ペプチドの長さを6-15の範囲にしぼり、いくつかのライブラリーを作製した。6ペプチドのライブラリーはFLAG配列に対するモノクローナル抗体を使用してアフィニティーの特異性とライブラリーのバラツキ度を決定し、満足できる結果を得ている。一方、細胞内に生理的に存在する転写因子との作用と比較検討するために、RB遺伝子のプロモーター領域のサイレンサー機構の解明を行い、異なる領域で転写に対して正と負の制御をすることがあきらかとなった。今後、得られたクローンの塩基配列をもとにペプチドの立体構造とDNAとの関連を解析する予定である。蛋白-DNA結合に必要な共通配列を得られた塩基配列とペプチドの構造学的特徴から検討する予定である。ランダムペプチドライブラリーは、挿入ペプチドの長さ6-15の範囲にしぼり、いくつかのライブラリーを作製した。6ペプチドのライブラリーはFLAG配列に対するモノクローナル抗体を使用してアフィニティーの特異性とライブラリーのバラツキ度を検定し、満足できる結果を得ている。当初予定していた各種のペプチドライブラリーの作製はほぼ完了した。予想以上の成果は、RB遺伝子のプロモーター領域のサイレンサー機構の解明であり、異なる領域で正と負の制御をするこが明らかとなった。ペプチドのスクリーニングに際して、両方の制御を解析することは非常に重要な意味を持つと考えられる。作られたライブラリーの検定は6ペプチドのものについてはFLAG配列に対するモノクローナル抗体で行えたが、その他の長いペプチドのライブラリーの検定と条件設定には6ペプチドの場合よりは時間のかかることが予想されるが、適切なモノクローナル抗体の選択により解決すると考えられる。もうひとつの重点はプロモーター活性の検出系の充実である。その準備として研究分担者酒井はRBプロモーター領域に存在するE2F結合領域が発現に対して抑制的働くサイレンサーとしての作用があることを見つけた。また、ルシフェラーゼとCATを用いてトランジェントに解析する系は樹立している。同様の検出系を長期安定化した状態で得るために、RB遺伝子の欠損した細胞にルシフェラーゼとRBプロモーターを組み合わせたプラスミドを安定性にトランスフェクションしクローンを単離した。これは実際に目的の分子が決定された時に、最も生理的状態に近くしかも高感度で効果を検出するために必要な細胞となる。本研究では、癌抑制遺伝子RBを一つのモデルとし、その発現機構を人為的にコントロールすることで癌化機構を明らかにすることを研究目的としてきた。RB遺伝子のプロモーター領域の精製したDNAを用いてスクリーニングをおこない、精製したクローンの塩基配列を決定し候補になった組み合わせのアミノ酸配列を明らかにした。6ペプチドのライブラリーはFLAG

配列に対するモノクローナル抗体を使用してアフィニティーの特異性とライブラリーのバラツキ度を検定し、満足できる結果を得ている。RB遺伝子のプロモーター領域のサイレンサー機構の解明でき、また、異なる領域で転写に対して正と負の制御をすることがあきらかとなった。今後得られたクローンの塩基配列をもとにペプチドの立体構造とDNAとの関連を解析する予定である。蛋白-DNA結合に必要な共通配列を得られた塩基配列とペプチドの構造学的特徴から検討する。網膜芽細胞腫(RB)遺伝子の不活性化は発癌を説明できる重要な癌抑制機構のモデルを提供している。従来行われたタンパクコード領域の変異のみならず、我々が最近明らかにしてきたRB遺伝子のプロモーター領域における変異及び転写調節機構の解明が重要となってきている。本研究では、癌抑制遺伝子RBを一つのモデルとし、その発現機構を人為的にコントロールすることで癌化機構を明らかにすることを研究目的としてきた。RB遺伝子のプロモーター領域の精製したDNAを用いてスクリーニングを行い、精製したクローンの塩基配列を決定し候補になった組み合わせのアミノ酸配列を明らかにした。親和性は種々の条件下で微妙に変わることが予想されるので、親和性の程度の異なるものを分離した。既知のDNA結合タンパクとの類似性などを検討した。ランダムペプチドライブラリーでは、挿入ペプチドの長さを6-15の範囲にしぼり、いくつかのライブラリーを作製した。6ペプチドのライブラリーはFLAG配列に対するモノクローナル抗体を使用してアフィニティーの特異性とライブラリーのバラツキ度を検定し、満足できる結果を得ている。一方、細胞内に生理的に存在する転写因子との作用と比較検討するために、RB遺伝子のプロモーター領域のサイレンサー機構の解明を行い、異なる領域で転写に対して正と負の制御をすることがあきらかとなった。今後、得られたクローンの塩基配列をもとにペプチドの立体構造とDNAとの関連を解析する予定である。蛋白-DNA結合に必要な共通配列を得られた塩基配列とペプチドの構造学的特徴から検討する予定である。
非英語圏諸国の大学における英語による学位プログラムの開発に関する比較研究

まず、調査対象の一部の国々では、英語による学位プログラムの実施は最初の時点では、主に研究型大学を中心に進められていた、今日は、一部の地方大学や非伝統大学セクターにおいても、それらの開設が急速に拡大されてきた。次に、国により、英語によるプログラムを提供するには、その背景や、目的、実施方法などについて相当な違いがみられる。最後に、多くの国々において、英語による学位プログラムや授業の実施は多くの問題を抱えている。まず、日本や関連諸外国でこれまでに蓄積されてきた英語による学位プログラムの開発に関する研究成果の収集と分析を行った。次に.これまでの英語、や日本語および中国語による学位プログラムの開発に関する仮説、理論、その分類法などの分析をした。最後に、日本全国の関連データを収集すると同時に、特に東京大学、東京工業大学および広島大学における英語による学位プログラムの現状を調べて。とう同時に、中国における北京大学、清華大学、北京師範大学、南京大学などのような英語による学位プログラムの開発について現地訪問調査を実施した。このような先行研究の整理や日中両国の大学における関係者を対象に訪問調査に基づいて、以下のことがわかった。第一に、日中両国において、国際的活躍できる人材を育成するために、英語による学位プログラムを推進するには、さまざまな政策や戦略が実施されている。第二に、国によって、その英語による学位プログラムの開発には大きな違いが見られている。たとえば、中国において基本的には総合的・研究型国立大学を中心にこうした動きが進められていくのに対して、日本では、私立大学がもっと積極的に英語による学位プログラムを提供していると考えられる。第三に、英語による学位プログラムの開発にあたって、専門分野別においても大きな差が存在している。たとえば、両国の大学における経済や管理学関係領域では、多くの英語による学位プログラムが開設されていることは共通点の一つである。これらの活動に基づいて、来年度、引き続きほかの非英語圏国々における英語による学位プログラムの開発や課題、効果などについて比較研究を行う予定です。本年度、主にドイツや、オランダ、中国などの非英語圏諸国における英語による学位プログラムの実態に関する資料を収集した。これに基づいて、一部の大学における英語による学位プログラムの共通点、相違点、その要因などに明らかにした。具体的には、まず、対象国では英語による学位プログラムの開発・提供は高等教育の国際化のなかの重要な位置づけとなっており、特にオラシダや中国の一部の国々において個々の教育機関が英語による学位プログラムの開発や拡大にさらにより大きな役割を果たすようになった。次に、一部の国々では、英語による学位プログラムの実施は最初の時点では、主に研究型大学を中心に進められていた、今日は、一部の地方大学や非伝統大学セクターにおいても、それらの開設が急速に拡大されてきた。第三に、国々により、英語によるプログラムを開発・提供するには、その背景や、目的、実施方法などについて相当な違いがみられる。たとえば、オランダやドイツなどのヨーロッパの一部の国において、英語による授業の開設に関する重要な目的は「国際学生や留学生の獲得」を狙っているのに対して、中国では、それは「自国の学生の英語力の向上」や「自国学生による国際化と異文化への感覚の養成」を目指し、国際的な人材の育成を実現する重要な手段の1つとしても行われていることである。最後に、多くの国々において、英語による学位プログラムや授業の実施は多くの問題を抱えており、そのうち、特に教員と学生両方の英語力の低下や担当教員の負担などの問題がある。また、これらの教育効果に対して如何に評価し、また問題点を改善できるかについて数多くの課題を直面している。24年度、引き続き、同様な調査票に基づいて、日本、中国、イタリア、韓国とフィンランドの一部の教員を対象にアンケート調整を実施し、また日本、中国、イタリアと韓国の関係者を対象にインタビューも行った。こうした作業を通じて、比較的・実証的視点から、関係諸国における大学教員と学生からみた所属大学における英語プログラムやバイリンガル(英語と自国語)で提供されたプログラムの実態や問題点、その展望などについて、国際会議と日本国内学会で発表した。と同時に、一部の研究成果を踏まえて、査読付学術刊行物にも研究論文を投稿した。具体的には、韓国の高麗大学で開かれた英語によるプログラムに関する国際会議において、日本の英語による学位プログラムの歴史的変化や、実態、問題点などについて報告した。また『大学論集』に中国の学生からみた所属した機関における英語によるプログラムの問題点や改善すべき点などについての研究ノートを掲載した。以上の研究に基づいて、関係諸国における英語による学位プログラムの特徴と問題点を明らかにしたうえで、特に日本における英語による学位プログラムの開設に関する政策的提言を行なった一方で、機関レベルにおける担当教員の英語力の問題や、受講生の意識の変化などの課題も取り上げた。基本的には、研究計画の通りに、資料収集や関連諸国における英語によるプログラムの開発などについて訪問調査をしたりしている。24年度が最終年度であるため、記入しない。1.海外訪問調査ひきつづき、一部の海外の大学および日本の大学に対する訪問調査を行い、近年来・関連諸国における英語による学位プログラムの改革状況を把握する。2.総合的分析

(1)海外の訪問調査により、特にドイツ、イタリア、フランス、中国、韓国における英語による学位プログラムの状況、それぞれの国の特徴、問題点、開発原理、関連した要因、今後の傾向を明らかにする。(2)こうした国に関する比較研究に基づいて、諸外国における英語による学位プログラムを類型化する。(3)日本に対する先行研究、訪問調査、インタビューなどに基づいて、比較的な視点から、日本の大学においては、英語による学位プログラムの内容とそれらの実施、開発、効果に焦点をあてて、問題点を指摘し、その要因を究明し、政策的な提言、特に機関レベルでの英語による学位プログラムの拡充へのアプローチの開発などを検討する。研究の成果は、第三年度末に報告書としてまとめ、刊行するほか、国際会議や日本国内の学会発表などの形で適宜公にする。24年度が最終年度であるため、記入しない。
ルイス酸触媒の個性を引き出したリビングカチオン重合系の新設計

本研究では,カチオン重合挙動に基づいて種々のルイス酸触媒の個性を知り,それを活かして多様な特長を有する新しい制御重合開始剤系を設計することを目的とした。ルイス酸触媒の構造に基づく性質とカチオン重合挙動との関連性の解明や,非常に簡便な方法で金属錯体触媒を用いたカチオン重合を行う手法の確立,ルイス酸を用いないリビングカチオン重合系の設計,ビニルモノマーと環状モノマーの共重合系の構築,アルコキシオキシランの制御カチオン重合などを達成した。本研究では,カチオン重合挙動に基づいて多様なルイス酸触媒の個性を知り,それを活かして従来に無い特長を有する制御重合開始剤系を設計することを目的とした。今年度は主に,(1)サレン配位子を有する金属錯体を触媒とするリビングカチオン重合系の構築,(2)ビニルエーテル(VE)のハロゲン化水素付加体の簡便な合成法の開発,(3)ビニルモノマーとオキシランを用いたビニル付加・開環カチオン共重合系の設計を検討した。(1)では,昨年度に見出したサレン配位子とZrCl4などの金属塩化物を組み合わせたリビング重合開始剤系について,配位子の骨格が触媒活性に大きく影響することを明らかにした。特に,salphen配位子を用いると,salen配位子の系に比べて10倍近く大きい速度でリビング重合が進行することがわかった。(2)では,扱いにくいハロゲン化水素の発生を伴っていた従来法と異なり,非常に簡便にVEのハロゲン化水素付加体を合成する方法を見出した。具体的には,トリフルオロメタンスルホン酸とハロゲン化テトラブチルアンモニウムを溶媒中で混合し,これにVEを加えることで定量的にハロゲン化水素付加体が得られた。さらに多量のVEを加えると,適切な条件下,生成した付加体は触媒を用いずに活性化し,リビングカチオン重合が進行した。本手法は,種々のルイス酸触媒による重合のための簡便な開始種合成法としても有用であった。(3)では,オキシランとしてイソブチレンオキシドを用いると,クロスオーバー反応を伴ってVEとの共重合が進行することを昨年度見出したが,今年度はその重合機構の解明に向けて詳細な検討を行った。特に,B(C6F5)3触媒が非配位性の対アニオンを形成し,ドーマント種の生成を伴わない機構で進行することが重要であると示唆された。また,アルコキシオキシランを用いた共重合が転位を伴う機構で進行する可能性を見出した。本研究では,カチオン重合挙動に基づいて多様なルイス酸触媒の個性を知り,それを活かして立体規則性制御や異種モノマーからの共重合体合成などを可能とする新しい制御重合開始剤系を設計することを目的としている。今年度は主に,(1)スチレン類のカチオン重合における種々の金属塩化物ルイス酸触媒の個性の解明,(2)サレン配位子を用いたカチオン重合触媒設計,(3)オキシランの制御開環カチオン重合と,オキシランとビニル化合物の開環・ビニル付加同時カチオン共重合,を検討した。(1)では,種々の金属塩化物ルイス酸触媒を用いてp-メトキシスチレンのカチオン重合を行ったところ,ZnCl2やSnCl4などの二,四塩化物では制御重合が進行したのに対し,AlCl3やGaCl3,NbCl5などの三,五塩化物では制御されず,ルイス酸の構造による違いが見られた。これは,生長炭素カチオンと共に生じる対アニオンの構造がルイス酸によって異なることに基づくと考えられる。(2)では,種々の置換基を有するサレン配位子をZrCl4と系中で混合して錯体を形成し,これを触媒としてビニルエーテルのカチオン重合を検討した。適切な置換基・骨格を有する配位子を用いることで,重合はリビング的に進行することがわかった。(3)では,1-メトキシ-2-メチルプロピレンオキシドの開環カチオン重合を,ルイス酸触媒としてGaCl3を用いて行ったところ,副反応を起こすことなくリビング的に進行したことがわかった。さらに,生成ポリマーは主鎖に規則的にアセタール構造を有するため,酸性条件下で低分子量体に選択的に加水分解された。一方,イソブチレンオキシドとアルキルビニルエーテルの開環・ビニル付加同時カチオン共重合の可能性を検討し,B(C6F5)3をルイス酸触媒として用いることで,両モノマー間の交差生長反応を伴った共重合が進行することを明らかにした。当初の目的として具体的に3つのテーマを掲げているが,実績欄に記載のようにいずれについても意義深い結果,知見が得られたことから,順調に進展していると考えている。今後も,多様なルイス酸の個性を活かした特異的なカチオン重合系の開発を目的とし,3つのテーマそれぞれについて研究を推進していく予定である。

(1)については,24年度はp-メトキシスチレンの重合においてルイス酸の性質が与える効果について明らかとなったため,今後は重合性の異なるスチレン類としてp-メチルスチレンなどの重合におけるルイス酸の影響を詳細に検討していく。(2)については,配位子を適切に設計すればリビングカチオン重合触媒として働くことがわかったため,今後さらに配位子上の置換基などを綿密に設計することで,立体特異性リビング重合の可能性について検討を行っていく。また,24年度に主に検討したサレン配位子とは異なる骨格を有する配位子についても検討を行いたいと考えている。(3)については,重合が制御できることが明らかとなった1-メトキシ-2-メチルプロピレンオキシドをビニルエーテルと組み合わせ,開環・ビニル付加同時カチオン重合の可能性を検討する。また,他の開環重合性モノマーとして種々の置換基を有するオキシランとの共重合についても検討を行う。研究を遂行するにあたり必要に応じて研究費を執行したため,当初の予定額と執行額は異なったが,研究計画に変更は無く,前年度の研究費も含めて最初の計画通りに研究を進めていく予定である。
近代イングランドの環境史――19世紀後半煤煙問題にみる技術的解決と言説対立――

19世紀イングランドでは、蒸気機関の使用拡大と人口増加の結果、煤煙(大気汚染)問題が深刻化していった。この煤煙問題の解決策として提示されたのが、煤煙対策技術(完全燃焼を目指した炉の改良あるいは煙からの不純物の除去をめざす技術)であった。この煤煙対策技術が特に19世紀後半にどの程度実用性を備えていたかを手掛かりに、技術的解決をめぐる対立がなぜ解消されなかったのかを明らかにする。
分子鋳型法を用いた光アンテナ形成に基づく１細菌検出

本研究では,金属ナノ粒子の光散乱特性と分子鋳型ポリマの特異結合能の利用により,特定の細菌表面に光アンテナを形成することで,高選択的かつ高感度な検出を目指した。第1年目は,多数の金ナノ粒子を内包したポリマナノ粒子(ナノコンポジット)にO157抗原に相補的な分子鋳型を形成することにより,大腸菌O157への特異的な光アンテナ形成に成功した。本年度は,ナノコンポジット使用条件の最適化および温度サイクルに対する耐久性試験を行った。得られた知見に基づき,実分析への応用について検討した。ナノコンポジットのマトリクスポリマは32°C以下において親水性を示し,それ以上の温度では疎水化する。25°Cの水溶液中において,ナノコンポジットは大腸菌O157に結合し,菌体は暗視野化において強い白色散乱光として観察された。一方で,40°Cにおいてナノコンポジットと菌体の結合は確認されなかった。水溶液を25°Cに再冷却したところ,再びナノコンポジットは菌体へ結合したことから,最適使用温度を25°Cと決定した。また,この温度サイクルを10回行ったところ,各温度における単一菌体の散乱強度は可逆的に変化した。このことから,ナノコンポジットの結合性および光学特性は温度サイクルに対して優れた耐久性を有することが分かった。腐らせた牛肉から得られた細菌を水溶液中に抽出し,遠心分離により不純物を除去した。この水溶液に大腸菌O157を所定量ずつ加え,続いてナノコンポジットを添加した。暗視野化において,一部の菌体から強い白色散乱光が観察された。さらに,視野全体の散乱強度は大腸菌O157の含有率が高くなるにしたがい単調に増大した。これはナノコンポジットが大腸菌O157にのみ特異結合したことを意味している。これらのことから,暗視野顕微鏡を用いた実試料中の特定菌種の識別,および視野全体の散乱強度に基づく定量的検出を達成した。29年度が最終年度であるため、記入しない。食中毒や感染症の原因となる細菌を迅速かつ高感度に検出,同定することは暮らしの安心,安全を守るための重要な課題である。本研究では,均一かつ強い散乱光と特定細菌への結合性を併せ持つ分子鋳型ナノ粒子を用いた細菌検出法の開発を目指している。当該年度は光散乱特性を有する金属ナノ粒子に特定細菌表面の化学構造に基づく分子鋳型ポリマ層を形成したコンポジットナノ粒子を作製し,その散乱光特性,および特定細菌への結合性の評価を行った。コンポジットは金ナノ粒子の特性に基づく均一かつ強い散乱光を発現し,暗視野顕微鏡により明瞭に観察された。コンポジット表面のポリマ層にEscherichia coli(E. coli)O157のリポ多糖に基づく分子鋳型を形成したところ,コンポジットはE. coli O157に結合し,菌体の光散乱強度を約5倍増大した。また,暗視野顕微鏡によると,菌体表面からはコンポジットに特徴的な散乱光が明瞭に観察された。一方,E. coli O26およびO-roughへのコンポジットの結合は確認されなかった。これまで,特定細菌への結合性は抗原ー抗体反応により達成されることが一般的であった。しかし,生物の免疫応答による抗体の作製は1か月以上の期間を必要とする。本法によれば,人工抗体として機能する分子鋳型ナノコンポジットを数日で作製することが可能である。さらに,同一プロトコルで種々の鋳型を形成することが可能であるため,特定細菌の簡易かつ迅速な検出だけでなく,各種病原性細菌やウイルスなどの新たな脅威に速やかに対応することができる。当該年度は,(1)均一な光散乱特性を持つコンポジットナノ粒子の作製,(2)コンポジットナノ粒子への細菌表面の化学構造に基づく高精度鋳型形成を目標に研究を行った。N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAm)を基幹としたモノマ水溶液に塩化金酸,分散剤としてドデシル硫酸ナトリウムを加え重合することにより,金ナノ粒子ー共重合ポリマから成るコンポジット粒子を得た。粒度分布測定の結果,108 ±25 nmの均一な粒径を持つ粒子が得られたことが分かった。コンポジットは広い波長域の光を散乱することで均一で強い散乱光を発現し,暗視野顕微鏡(DFM)により明瞭に観察された。これらのことから,年次計画1年目の目標(1)を達成した。上記した共重合モノマ水溶液にEscherichia coli(E. coli)O157より抽出したリポ多糖を加え重合することによりO抗原をポリマへ取り込み,続いて透析することで吐き出しを行った。このようにして作製した鋳型形成コンポジットを細菌懸濁液に添加し,DFM観察を行ったところ,E. coli O157の表面からはコンポジットに特徴的な散乱光が明瞭に観察された。一方,E. coli O26,O-roughは空気と水の屈折率差に基づく弱い光として観察され,コンポジットは基板上に分散状態で観察された。E. coli O157の波長600 nmにおける光散乱強度はO26,O roughの約5倍の値を示した。これは分子鋳型がE. coli O157表面のリポ多糖を識別し,コンポジット粒子がE. coli O157にのみ特異的に結合したことを示している。これらのことから,年次計画1年目の目標(2)を達成した。

本研究では,金属ナノ粒子の光散乱特性と分子鋳型ポリマの特異結合能の利用により,特定の細菌表面に光アンテナを形成することで,高選択的かつ高感度な検出を目指した。第1年目は,多数の金ナノ粒子を内包したポリマナノ粒子(ナノコンポジット)にO157抗原に相補的な分子鋳型を形成することにより,大腸菌O157への特異的な光アンテナ形成に成功した。本年度は,ナノコンポジット使用条件の最適化および温度サイクルに対する耐久性試験を行った。得られた知見に基づき,実分析への応用について検討した。ナノコンポジットのマトリクスポリマは32°C以下において親水性を示し,それ以上の温度では疎水化する。25°Cの水溶液中において,ナノコンポジットは大腸菌O157に結合し,菌体は暗視野化において強い白色散乱光として観察された。一方で,40°Cにおいてナノコンポジットと菌体の結合は確認されなかった。水溶液を25°Cに再冷却したところ,再びナノコンポジットは菌体へ結合したことから,最適使用温度を25°Cと決定した。また,この温度サイクルを10回行ったところ,各温度における単一菌体の散乱強度は可逆的に変化した。このことから,ナノコンポジットの結合性および光学特性は温度サイクルに対して優れた耐久性を有することが分かった。腐らせた牛肉から得られた細菌を水溶液中に抽出し,遠心分離により不純物を除去した。この水溶液に大腸菌O157を所定量ずつ加え,続いてナノコンポジットを添加した。暗視野化において,一部の菌体から強い白色散乱光が観察された。さらに,視野全体の散乱強度は大腸菌O157の含有率が高くなるにしたがい単調に増大した。これはナノコンポジットが大腸菌O157にのみ特異結合したことを意味している。これらのことから,暗視野顕微鏡を用いた実試料中の特定菌種の識別,および視野全体の散乱強度に基づく定量的検出を達成した。検出感度,および選択性の観点から,コンポジットの環境安定性について評価する。コンポジットの基幹ポリマであるN-イソプロピルアクリルアミドは温度感応性ポリマであり,32°C以下では親水性を示し,32°C以上では疎水性を示すことから,温度がコンポジットの光散乱特性や特異結合性に与える影響について詳細に調べる。金属ナノ粒子の光学特性は分散状態に強く依存するため,ポリマが相転移を起こすことにより,その特性が失活することが懸念される。そこで,ポリマの相転移温度前後における温度サイクルを繰り返し,各温度において吸収スペクトルを測定することにより,光学特性の温度変化に対する耐久性を試験する。また,コンポジット粒子が目的細菌に特異結合するための適正温度を調べる。さらに,試料溶液中の共存バクテリアや不純物が検出精度に与える影響について調べ,非特異吸着の抑制や不純物除去などの前処理工程についても検討する。得た知見を元に,最適な使用条件を確立するとともに,コンポジット形成における最適化を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
沈み込み帯プレート境界の温度構造と滑り様式：グローバル比較研究

沈み込み帯では地震やマグマの生成など様々な現象が起きており、これらの分布は温度構造と水の分布に依存している。本研究では、沈み込み帯温度構造の推定において、スラブの形状が複雑で2次元温度構造モデルの適用が適切でない沈み込み帯を対象に、3次元温度構造モデルを構築し、温度と地震・火山の分布の関連を検証した。最終年度にあたり、26年度に構築した東北日本の3次元温度構造モデルの結果を論文に纏め出版した(Wada et al., 2015)。また、東北日本モデル構築の経験を生かし、フィリピン海プレートと北米プレートの二つが沈み込んでいる関東地方の3次元温度構造モデルを構築し、数値計算を行い、結果の取り纏めをはじめた(Wada and He, in prep.)。また、26年度に行った沈み込み帯におけるマントルウェッジ内での流体の移動のシミュレーションの結果をまとめ、学術雑誌に投稿した(Wada and Behn, submitted to Geochemistry, Geophysics, Geosystems)。沈み込み帯では地震やマグマの生成など様々な現象が起きており、これらの分布は温度構造に依存している。本研究では、沈み込み帯温度構造の推定において、スラブの形状が複雑で2次元温度構造モデルの適用が適切でない沈み込み帯を対象に、3次元温度構造モデルを構築し、温度と地震・火山の分布の関連を検証している。温度構造の計算には3次元有限要素法の数値計算コード3DPGCthermとMultiphysics COMSOLを使用している。26年度前期では、現実的なスラブの形状を取り入れた東北日本の3次元温度構造モデルを完成させ、スラブの形状と斜め沈み込みによるマントル対流パターンへの影響、またマントル対流による温度構造への影響を定量的に推定し、地震・火山の分布との関連を議論した(Wada et al., submitted to EPSL)。26年度後期では、東北日本モデル構築の経験を生かし、フィリピン海プレートと北米プレートの二つが沈み込んでいる関東地方の3次元温度構造モデルの構築を開始した。地震波速度構造・震源分布などにより精細に描き出されたスラブの形状を取り入れるとともに、コードの改良を行い、温度構造を推定した。関東地方の中心部では、重なり合うスラブの影響で温度が低くなっている。この領域はプレート境界地震及びスラブ内地震の発生深度が局所的に深くなっており、比較的低い温度が地震性滑りを促していると考えられる。また、東北や中部に比べると火山が内陸よりであることも、推定されるマントルウェッジ内の温度構造と調和的である(Wada and He, in prep.)。カスケーディア沈み込み帯では沈み込むスラブの南端にあたるエッジの周りで複雑なマントル対流パターンが予想される。まず2次元モデルを構築し、火山岩の化学組成から推定された火山下の温度を用いて、メルト生成過程について研究を行った(Walowski et al., Nature Geoscience)。東北日本、及び関東地方の温度構造モデル構築において、詳細なスラブの形状と適切な境界条件を取り入れるため、モデルの解像度を予測していたよりも大幅に増やしたため計算時間が増大し、また様々なモデルジオメトリーを用いて幾度と再計算を行ったため、予定よりも研究の遂行がやや遅れている。関東地方のモデルの結果を取り纏めた論文を現在作成中である。今後、カスケーディア沈み込み帯とニュージーランド沈み込み帯の3次元温度構造モデルの構築に着手する予定であるが、研究代表者が平成27年5月31日をもって、現在の所属研究機関である東北大学から米国のミネソタ大学へ異動するため、本補助事業は廃止されることとなる。