hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Alexandrium属渦鞭毛藻の毒生産機構に関する研究

まひ性貝毒(PSP)を産生する海産渦鞭毛藻Alexandriumtamarense,A.catenella,A.minutumを用いて物理的変異源(紫外線,ヒートショック)による無毒突然変異株の作成を試みた.A.catenella,A.minutumでは,それぞれ92株・21株のヒートショック処理と49株・88株の紫外線照射処理株の作成に成功したが,いずれも無毒ではなかった.A.tamarenseにおいては,ヒートショック処理株の作成は出来なかったが,50株の紫外線照射処理株の作成に成功した.分析の結果,50株の紫外線照射処理株のうち39株が無毒であった.処理株に占める無毒変異株の割合が極めて高いことから,紫外線照射処理に用いたA.tamarenseにあらかじめ無毒変異細胞が混在していた可能性が考えられたので,検討を行ったところ,処理に用いたもとの株に無毒細胞が混在していることが明らかになった.これは長期間の継代培養の間に有毒細胞の一部が突然変異により無毒化したものと考えられる.得られた無毒細胞ともとの有毒細胞の遺伝子は,基本的には相同であるが,毒生産に関連する遺伝子に変異が起きているものと考えられる.そのため有毒株と無毒株の遺伝子を比較することによってPSP産生関連遺伝子を明らかに出きると考えられる.遺伝子の解析を行うに当り,他の遺伝子のコンタミを避けるために,有毒株・無毒株を洗浄法により無菌化した.このようにして得た無菌無毒株と無菌有毒株を培養し,RNAの分析を行った.植物について通常行われているRNA用の処理法を用いてRNAの抽出を行ったところ,A.tamarenseではRNaseの活性が非常に高いために十分量回収できなかった.そこで,様々な処理を試み,RNA分析用サンプルの処理法の最適化に成功した.この処理法は,DNA処理にも併用できる.現在は,このようにして作成した無菌無毒株と無菌有毒株より抽出したRNAのサブトラクティブハイブリダイゼーション法による比較を行い,PSP産生遺伝子の解析を進めている.まひ性貝毒(PSP)を産生する渦鞭毛藻AlexandriumtamarenseとA.catenellaを窒素制限下で無菌的に連続培養した.希釈率(=日分列速度)は0.05から0.175の5通りである.細胞当たり毒性はいずれの種においても希釈率の低下とともに低下し,希釈率は通常のバッチ培養に於ける毒含量に較べA.tamarenseではおよそ1/20に,A.catenellaでは1/200に低下した.窒素制限が強くかかるほど細胞当たりのまひ性貝毒(PSP)含量が低下することが確認された。ー方,窒素のセルクオータは,窒素制限が強くかかるほど明らかに上昇し連続培養における通常の結果とは明らかに異なったがこの理由は解らなかった。A.tamarenceの希釈率0.05の定常期における培養細胞を用いて窒素再供給実検を行ったところ,再供給後12日目までは細胞当たりPSP含量は変化せず,24時間以降に経時的に増加することが明らかとなった。毒性分の経時変化を逆相HPLCによって分析したところ,C2,GTX4,neoSTXは単調に増加し,GTX3は48時間後まで増加した後減少した.C1,GTXI,STXは明確な経時変化を示さなかった.また,PSPの前駆物質と考えられるguanidium化合物のうち,arginineと未同定の化合物5つが検出され,生合成の初期に誘導されると考えられるagmatineとarcaineは検出されなかった。未同定物質の中,3つの成分は経時的に増加し,未知のPSP前駆物質であることが考えられる。まひ性貝毒(PSP)を産生する海産渦鞭毛藻Alexandriumtamarense,A.catenella,A.minutumを用いて物理的変異源(紫外線,ヒートショック)による無毒突然変異株の作成を試みた.A.catenella,A.minutumでは,それぞれ92株・21株のヒートショック処理と49株・88株の紫外線照射処理株の作成に成功したが,いずれも無毒ではなかった.A.tamarenseにおいては,ヒートショック処理株の作成は出来なかったが,50株の紫外線照射処理株の作成に成功した.分析の結果,50株の紫外線照射処理株のうち39株が無毒であった.処理株に占める無毒変異株の割合が極めて高いことから,紫外線照射処理に用いたA.tamarenseにあらかじめ無毒変異細胞が混在していた可能性が考えられたので,検討を行ったところ,処理に用いたもとの株に無毒細胞が混在していることが明らかになった.これは長期間の継代培養の間に有毒細胞の一部が突然変異により無毒化したものと考えられる.得られた無毒細胞ともとの有毒細胞の遺伝子は,基本的には相同であるが,毒生産に関連する遺伝子に変異が起きているものと考えられる.そのため有毒株と無毒株の遺伝子を比較することによってPSP産生関連遺伝子を明らかに出きると考えられる.遺伝子の解析を行うに当り,他の遺伝子のコンタミを避けるために,有毒株・無毒株を洗浄法により無菌化した.このようにして得た無菌無毒株と無菌有毒株を培養し,RNAの分析を行った.植物について通常行われているRNA用の処理法を用いてRNAの抽出を行ったところ,A.tamarenseではRNaseの活性が非常に高いために十分量回収できなかった.

そこで,様々な処理を試み,RNA分析用サンプルの処理法の最適化に成功した.この処理法は,DNA処理にも併用できる.現在は,このようにして作成した無菌無毒株と無菌有毒株より抽出したRNAのサブトラクティブハイブリダイゼーション法による比較を行い,PSP産生遺伝子の解析を進めている.まひ性貝毒(PSP)を産生する海産渦鞭毛藻Alexandriumtamarense,A.catenella,A.minutumを用いて物理的変異源(紫外線,ヒートショック)による無毒突然変異株の作成を試みた.A.catenella,A.minutumは,それぞれ92株・21株のヒートショック処理と49株・88株の紫外線照射処理株の作成に成功したが,いずれも無毒ではなかった.A.tamarenseにおいては,ヒートショック処理株の作成は出来なかったが,50株の紫外線照射処理株の作成に成功した.分析の結果,50株の紫外線照射処理株のうち39株が無毒であった.処理株に占める無毒変異株の割合が高いことから,紫外線照射処理に用いたA.tamarenseにあらかじめ無毒変異細胞が有毒細胞と混在している可能性が考えられたので,検討を行ったところ,処理に用いたもとの株に無毒細胞が存在していたことが明らかになった.これは長期間の継代培養の間に有毒の細胞が,自然発生的に無毒変異したものと考えられる.得られた無毒細胞ともとの有毒細胞の遺伝子は,基本的には相同であるが,毒生産に関連する遺伝子に変異が起きているものと考えられる.そのため有毒株と無毒株の遺伝子を比較することによってPSP産生関連遺伝子を明らかに出きると考えられる.遺伝子の解析を行うに当り,他の遺伝子のコンタミを避けるために,有毒株・無毒株を洗浄法により無菌化した.このようにして得た無菌無毒株と有毒無菌株を培養し,mRNAの分析を行った.植物について通常行われているmRNA用の処理法を用いてmRNAの抽出を行ったところ,A.tamarenseではRNaseの活性が非常に高いために十分量回収できなかった.そこで,様々な処理を試み,mRNA分析用サンプルの処理法の最適化に成功した.この処理法は,DNA処理にも併用できる.現在は,このようにして作成した無毒無菌株と有毒無菌株より抽出したmRNAのサブトラクティブハイブリダイゼーション法による比較を行い,PSP産生遺伝子の解析を進めているところである.
単一分子ラマン検出を目指したナノシートプラズモンチップの開発

何桁にも及ぶラマン散乱増強を制御された形で実現できれば、現在の蛍光標識に頼った生化学分析手法を根本から変革できる可能性がある。本研究では、基板表面上にアレイ化されたナノサイズのプラズモン共振器(幅710nm、深さ550nm)を作製し、約4000倍のラマン増強を観測した。さらなる最適化により、7桁程度のラマン増強も可能と期待される。また、研究の過程で、ラマン散乱以外にも様々な光学過程が増強されることがわかり、熱放射増強効果を利用した赤外光源を新たに開発した。(1)ナノシート共振器アレイにおける電磁場解析まず,これまで作製してきた孤立したナノシート共振器について,ポインティングベクトルの分布を計算し,共振器への光エネルギーの流入と消費の過程を検討した.その結果,3種類の断面積に対応する3種類のポインティングベクトルと,複素ポインティングベクトルの虚数成分が重要な情報を表すことが明らかになった.また,今後開発していくナノシート共振器アレイの解析には,従来,回折格子の解析に用いられてきたRCWA法が有効であることを確認した.(2)ナノシート共振器アレイの作製プロセスの確立多層膜を出発材料としたナノシート共振器アレイの作製プロセスの基本的な部分を確立し,ギャップ幅10nm,ギャップ長550nmの10周期の共振器アレイを作製した.具体的には,SiO_2/Si_3N_4多層膜の断面を研磨した後,リン酸でSi_3N_4だけをエッチングしてSiO_2の突起を残した.これに金をスパッタし,裏返しに別基板に貼り付け,多層膜を除去した.最後の多層膜除去には化学的エッチングを用い,共振器のギャップ部分にSiO_2が埋め込まれた構造を作る予定であったが,この材料系では適切なエッチング条件が確立できなかったため,機械的剥離により,ギャップ部が空洞の共振器アレイを作製した.(3)ナノシート共振器によるラマン増強の実証冷却CCDカメラを購入し,既に作製してあった様々な寸法の孤立したナノシート共振器におけるラマン増強効果の測定を試みた.共振器のギャップ部に埋め込まれているSiO_2のラマン信号の増強を観測することを期待したのであるが,予想外の蛍光増強現象に遭遇した.それは,おそらくは金表面からの微弱な広帯域の放射が共振器により増強されたものと予想される.それ自体,共振器の電場増強効果の直接的な証明である可能性が高いが,発光の起源の特定には至らなかった.(1)ナノシート共振器アレイにおける電磁場解析周期系の電磁場解析に適したRCWA法の市販数値計算プログラムを購入し,これまで境界要素法で行ってきたのと同様の反射スペクトル,共振モードなどの解析を可能にした.今年度は特に,ポインティングベクトルに注目することにより,共振器へのエネルギーの流入形態に関する理解を深め,各部の寸法と吸収や電場増強(ラマン増強)との間に存在する基本的な関係を把握した.(2)ナノシート共振器アレイの作製プロセスの確立昨年度に引き続き,誘電体多層膜の断面の研磨,エッチング,金スパッタ,多層膜除去,によるナノシート共振器アレイの作製プロセスの確立を目指した.昨年度はSiO_2/Si_3N_4多層膜からのアレイ作製を試み,ギャップ幅10nmの共振器の作製に成功したものの,材料選択に問題があったことも明らかになっていた.今年度は多層膜材料を入れ替え,エッチング液も変更することにより,再現性の良い共振器アレイの作製を可能にした.平滑で緻密な膜を得るために,出発材料である多層膜の作製には,民間のイオンビームスパッタリング法による成膜サービス事業を利用した.ギャップ幅5nmの作製を目指したが,実際に作製できたもののギャップ幅は7nmであった.(3)ナノシート共振器アレイによるラマン増強の実証今年度はようやくナノシート共振器アレイによるラマン増強効果の実証に成功した.今回は簡易的な評価のため,共振器アレイのギャップ部を溶解して空洞とし,そこにイソプロピルアルコールを満たし,そのラマン信号がプラズモン共鳴により増強されることを確認した.計算により見積もっていたラマン増強度1×10^4に比べ,現実に観測されたラマン増強度は,約25分の1の4×103であった.これまで観察されてきた金表面からと思われる蛍光の増強現象も観測された.1.ナノシート共振器アレイにおける電磁場解析ポインティングベクトルに注目し,共振器へのエネルギーの流入についての解析を進めた.今年度はRCWA法でもポインティングベクトルの計算が可能なようにプログラムを改良した.系統的な計算の結果,共振器の間隔と幅を特定の比率にした時に,入射波がすべて共振器に流入することがわかった.2.ナノシート共振器アレイの作製プロセスの確立

これまでの成果を統合し,SiO_2/Si_3N_4多層膜の断面の研磨,エッチング,金スパッタ,多層膜除去,によるナノシート共振器アレイの作製プロセスの確立を目指した.しかし,昨年度,共振器のギャップ部を溶解して空洞することに変更したことに伴い,ギャップ部の断面形状が経時変化し,最終的には閉鎖して共鳴を示さなくなることがわかってきた.そこで,目標を一歩後退させ,アレイではない単一の共振器を安定して再現性良く作製するプロセスを確立することを目指した.イオンエッチング法の導入などを試みたが,最終的な目標には達しなかった.一方で,民間のイオンビームスパッタリング法による成膜サービス事業を利用して,すべての寸法が最適に設計された最終実証実験用の多層膜を作製し,プロセス完成時の共振器アレイ作製に備えた.3.ナノシート共振器アレイによるラマン増強の実証本年度の目的は,理論計算と明確な比較ができるよう,素性のわかった発光源を共振器上に配置し,ラマン散乱増強および蛍光増強について系統的に調べることであった.まず,発光源として,量子ドットや有機分子を揃えた.また,蛍光増強に寿命短縮が伴うことを検証するために,光子相関式蛍光寿命測定光学系を構築した.しかし,新たな共振器が作製できなかったので,新たな光学測定結果を得るには至らなかった.
エマルジョン燃料の舶用デイ-ゼル・エンジンへの応用

1996年6月末より約1ヶ月間の調査研究の中で、主にキューバ国サンチアゴ・デ・ク-バ市にあるオリエンテ大学の総合工学研究施設にて、エマルジョン燃料のデイ-ゼルエンジンへの応用の実験的研究を行ってきた。オリエンテ大学の総合工学研究施設のDr.J.F.Hernandezの研究チームは、キューバ産のさとうきびの収穫後に出る大量の植物性焼却廃棄物の水溶液が界面活性剤として有効であることを見出し、それを利用して石油系燃料をエマルジョン化し、そのエマルジョン燃料をデイ-ゼルエンジンに用いることにより、省エネルギ対策と排気ガスの浄化対策に利用することを精力的に研究している。我々の研究室で現在用いている非イオン系界面活性剤を、我々は日本から持参し、エオマルジョン化剤としての効果、即ち、エマルジョン燃料の安定性を、先方の植物性焼却廃棄物の水溶液を利用した界面活性剤と比較し、検討した。また、それぞれのエマルジョン燃料により、実機の中型デイ-ゼルエンジン(燃料直噴型、直列6気筒、圧縮比17、排気量10,3l)を運転し、性能試験(定常2100rpm)を行ない、結果を比較して検討した。その結果、以下のことが分かった。(1)さとうきびの収穫後に出る大量の植物性焼却廃棄物の水溶液(濃度0.55.0Vol%)により調製したエマルジョン燃料の安定性は、非イオン系の合成界面活性剤を用いたエマルジョン燃料のそれに比べてやや劣るが、エンジンの運転における実用上は、問題がない。(2)デイ-ゼルエンジンの機関性能は、運転条件とエマルジョン燃料の水分割合(最高20%)により大きく変化し、本実験の範囲では、両者の界面活性剤による違いを特定できない。(3)本実験の範囲では、エマルジョン燃料の燃焼時に特有な、噴霧燃料粒子の微小破裂現象の効果についての、両方の界面活性剤による違いを特定できない。(4)デイ-ゼルエンジンの排気ガス中のすす濃度は、運転条件とエマルジョン燃料の水分割合(最高20%)により大きく変化し、本実験の範囲では、両者の界面活性剤による違いを特定できない。以上の結果から、エマルジョン燃料の安定性、エンジンの機関性能、排気ガス中のすす濃度に対する効果については、今後も詳しく検討していく必要がある、として一致した。1996年6月末より約一ヶ月間の調査研究の中で、主にキューバ国サンチアゴ・デ・ク-バ市にあるオリエンテ大学の総合工学研究施設にて、エマルジョン燃料のデイ-ゼルエンジンへの応用の実験的研究を行ってきた。オリエンテ大学の総合工学研究施設のDr.J.F.Hernandezの研究チームは、キューバ産のさとうきびの収穫後に出る大量の植物性焼却廃棄物の水溶液が界面活性剤として有効であることを見出し、それを利用して石油系燃料をエマルジョン化し、そのエマルジョン燃料をデイ-ゼルエンジンに用いることにより、省エルネギ対策と排気ガスの浄化対策に利用することを精力的に研究している。

我々の研究室で現在用いている非イオン系界面活性剤を、我々は日本から持参し、エマルジョン化剤としての効果、即ち、エマルジョン燃料の安定性を、先方の植物性焼却廃棄物の水溶液を利用した界面活性剤と比較し、検討した。また、それぞれのエマルジョン燃料により、実機の中型デイ-ゼルエンジン(燃料直噴型、直列6気筒、圧縮比17、排気量10,3l)を運転し、性能試験(定常2100rpm)を行ない、結果を比較して検討した。その結果、以下のことが分かった。(1)さとうきびの収穫後に出る大量の植物性焼却廃棄物の水溶液(濃度0.55.0Vol%)により調製したエマルジョン燃料の安定性は、非イオン系の合成界面活性剤を用いたエマルジョン燃料のそれに比べてやや劣るが、エンジンの運転における実用上は、問題がない。(2)デイ-ゼルエンジンの機関性能は、運転条件とエマルジョン燃料の水分割合(最高20%)により大きく変化し、本実験の範囲では、両者の界面活性剤による違いを特定できない。(3)本実験の範囲では、エマルジョン燃料の燃焼時に特有な、噴霧燃料粒子の微小破裂現象の効果についての、両方の界面活性剤による違いを特定できない。(4)デイ-ゼルエンジンの排気ガス中のすす濃度は、運転条件とエマルジョン燃料の水分割合(最高20%)により大きく変化し、本実験の範囲では、両者の界面活性剤による違いを特定できない。以上の結果から、さとうきびの収穫後に出る大量の植物性焼却廃棄物の水溶液はエマルジョン燃料の調製のための界面活性剤として有効であること、一方、植物性焼却廃棄物の水溶液(濃度0.55.0Vol%)によるエマルジョン燃料の安定性、デイ-ゼルエンジンの機関性能、そして排気ガス中のすす濃度に対するエマルジョン燃料の効果について、今後も詳しく検討していく必要がある、として一致し、了解した。
高効率なセルロース単糖化を実現する気体触媒プロセスの開拓とその作用機構の解明

水蒸気法によるセルロースの加水分解により、グルコース収率40 C-%を得た.また,結晶性の多糖類ほど水熱反応と水蒸気反応で糖化収率の差が大きくなることを明らかとした.次に,気体触媒としてさまざまな物質の蒸気を検討したところ,ギ酸分子に触媒効果が確認された.一方で,酢酸やメタノールなどには反応阻害効果が見られ,分子のサイズ及び極性が触媒活性に影響を与えていることが示唆された.水蒸気法によるセルロースの加水分解により、グルコース収率40 C-%を得た.また,結晶性の多糖類ほど水熱反応と水蒸気反応で糖化収率の差が大きくなることを明らかとした.次に,気体触媒としてさまざまな物質の蒸気を検討したところ,ギ酸分子に触媒効果が確認された.一方で,酢酸やメタノールなどには反応阻害効果が見られ,分子のサイズ及び極性が触媒活性に影響を与えていることが示唆された.非食用バイオマスから化学資源を得ることが期待されている中,特にセルロースからグルコースへの変換が注目されている,しかし,セルロースは,1,4-β-グリコキシド結合で繋がったセルロース分子鎖の分子内及び分子間に多くの水素結合を形成することで,結晶性が高く化学的に非常に安定である,本研究では,セルロースの加水分解反応に対する水蒸気の効果を解明し,更にその水蒸気反応おけるギ酸蒸気などの触媒作用を検討することにより,新たなセルロース糖化法の開発を目的とした.反応容器は密閉式オートクレーブを用いた.市販のセルロースAvicel粉末と水もしくはギ酸水溶液を,窒素雰囲気下で導入して密閉し,150230°Cに加熱した.生成物の分析はHPLC,全有機炭素計で行い,反応後のセルロース残渣は,重量測定,粉末XRD,SEM,固体NMR,粘度計で評価した.水蒸気反応法によるセルロースの加水分解を,水熱反応法と比較した.水熱反応において,グルコースの最大収率は220°C時の13C-%であったのに対し,水蒸気反応では200°C時の23C-%と向上した.水蒸気中では水分子が個々に動くことで,セルロース岡体内のグリコシド結合にアクセスしやすくなり,そのために加水分解が促進したと考えられる.また,最適な反応温度が低くなったためにグルコースの過分解反応が抑制されたことも、グルコース収率の向上に寄与したと考えられる.次に,ギ酸を導入したところ,グルコース収率が最大となる温度は190°Cと低くなり、ギ酸蒸気の触媒効果が確認された.しかし,その時のグルコース収率は24C-%であり,ギ酸が無い場合と比べて大きな向上はなかった.それはギ酸がセルロースの加水分解だけではなく,グルコースの過分解にも触媒作用を示したためと考えられる.反応後セルロース残渣の分析より,水蒸気中ではセルロースの非晶質化が促進されやすくなり,そのためにより低温でセルロースの加水分解反応が起こったと考えられる.非食用バイオマスから化学資源を得ることが期待されている中,特にセルロースからグルコースへの変換が注目されている.しかし,セルロースは,1,4-β-グリコキシド結合で繋がったセルロース分子鎖の分子内及び分子間に多くの水素結合を形成することで,結晶性が高く化学的に非常に安定である.本研究では,セルロースの加水分解反応に対する水蒸気の効果を解明し,更にその水蒸気反応おける気体分子の触媒作用を検討することにより,新たなセルロース糖化法の開発を目的とした.反応容器は密閉式オートクレーブを用いた.市販の微結晶性セルロースAvicel粉末と水を,窒素雰囲気下で導入して密閉し,150230°Cに加熱した.気体触媒を用いるときは加熱前に導入した.水蒸気反応法によるセルロースの加水分解を,水熱反応法と比較した.水熱反応において,グルコースの最大収率は220°C時の13C-%であったのに対し,水蒸気反応では200°C時の23C-%と向上した.また,反応基質の検討を行い,結晶性のものほど水熱反応と水蒸気反応で差が大きくなることを見出した.そのことから,水蒸気中では水分子が個々に動くことで,セルロース固体内にアクセスしやすくなったために加水分解が促進したと考えられる.また,最適な反応温度が低くなったためにグルコースの過分解反応が抑制されたことも、グルコース収率の向上に寄与したと考えられる.次に,気体触媒としてさまざまな物質の蒸気を検討したところ,ギ酸分子に触媒効果が確認された.一方で,酢酸やメタノールなどには反応阻害効果が見られ,分子のサイズ及び極性が触媒活性に影響を与えていることが示唆された.また,プロセスを改良してグルコース収率40C-%を得た.この収率は;硫酸法,イオン液体法,酵素法以外の低環境負荷型プロセスの中ではとても高い値である。本研究により,本プロセスは非食用バイオマス資源の利用が期待される将来の持続型社会の実現に大きく貢献する可能性を示した。
大規模ネットワークの運用・管理のための分散アルゴリズムの研究

本研究では,大規模ネットワークの運用・管理に注目し,大規模ネットワークの運用・管理のための分散アルゴリズムを開発することを目的として,研究を行った。本年度に得られた主な成果を以下にまとめる。1.ネットワークの最小生成木を求める自己安定分散アルゴリズムの開発:ネットワーク管理の基本的問題の一つである最小生成木構成問題に対し,与えられた分散システムの通信グラフ上において最小生成木を求める自己安定分散アルゴリズムを提案した。提案アルゴリズムは部分木にリンクを追加することで生成木を構成する手続きと,部分木のリンクを交換して最小生成木を構成する手続きからなり,これら2つの手続きを並行して実行することでネットワークの最小生成木が構成される。提案アルゴリズムは自己安定アルゴリズムであり,ネットワークの初期状態や一時故障の有無と無関係に,最小生成木を求めることができる。また,提案アルゴリズムの正当性を証明するとともに,アルゴリズムのメッセージ複雑度についても示した。2.分散アルゴリズムシミュレータの開発:分散アルゴリズムを実験的に評価するための高速分散アルゴリズムシミュレータを開発した。開発したシミュレータにおいては,シミュレーションの対象となる分散アルゴリズムをシミュレータに実行コードの一部に組み込んで直接実行するコンパイラ方式を採用した。また,シミュレータはマルチプロセッサシステム上で動作し,分散アルゴリズムのシミュレーションを並列処理で行う。これにより,分散アルゴリズムの高速シミュレーションが可能になり,大規模ネットワーク上での分散アルゴリズムの動作の詳細な実験的評価が可能になった。
有機ケイ素化合物のクロスカップリングによる炭素骨格構築法

有機ケイ素化合物はフッ化物イオンとパラジウム触媒共存下に有機ハロゲン化物やトリフラートとクロスカップリングする。この反応は、フッ化物イオンがケイ素を求核攻撃して5配位シリカートを生じ、さらにパラジウム触媒と有機ハロゲン化物が反応して生じるパラジウム錯体とトランスメタル化することによって、初めて円滑におこる。フッ化物イオンを使うことなく反応を達成することの可能性を検討した結果、基質として炭酸アリルを用いると,パラジウム触媒との反応によりπ-アリルパラジウムを生じる際,脱炭酸してアルコキシドアニオンが生じ,これが有機ケイ素と反応して5配位シリカートを生じるため,クロスカップリングをフッ化物イオンを用いなくても中性条件下おこなうことができた。アリールシラン,アルケニルシランとの反応により,それぞれ対応するアリール置換オレフィン,1,4-ジエンが収率よく得られた。ジエンモノオキシドを基質に用いてもパラジウム触媒によりエポキシドが開裂して生成する双性イオンが有機ケイ素を活性化し,クロスカップリングをおこなうことができた。また,フッ化物イオンのかわりに粉末水酸化ナトリウムを活性化剤として用いてもハロゲン化アリールとアリールクロロシランのクロスカップリングが進行し,非対称ビアリールを合成することができた。さらに,これまでのクロスカップリング反応ではハロゲン化アリールとして,臭化物,ヨウ化物,トリフラートなど反応性の高いものを用いなければならなかったが,パラジウム触媒の配位子としてP(i-Pr)_3を用いると、より安価で入手の容易な芳香族塩化物もカップリング相手に用いることができた。この反応を応用してTFT用液晶のコア部分となるビアリール骨格の実用的合成が可能になった。
視覚代用臓器「ハイブリッド型人工網膜」に関する研究

(1)人工眼シミュレーション:人工眼を装着した患者が日常生活上で最低限要となる視機能の実現を目指すために必要な人工眼のスペックを定量的に評価するため人工眼の使用状態を体験できる人工眼体感システムを制作した。その結果、人工眼の輝度調節は48段階が適切であることが判明した。(2)画像信号処理:人工眼では入力画像情報に基ずいて電気パルス信号を生成し、網膜を電気刺激する必要がある。その際には生成したパルス信号を高速に処理するためのハードウエアが不可欠である。本研究ではパルスニューロンの概念を導入して従来のニューロン表現に比べ高い集積度を実現する実装方法を考案した。これにより人工眼の画像処理において、高速性や回路の小型化という基本要件は、パルスニューロンや神経修飾メカニズム等のコンセプトが極めて有用なものとなりうることが明かとなった。(3)視覚系神経への電気刺激の評価:人工網膜における電気刺激の至適条件に関して、正常と網膜変性マウスを用いた研究を行った。その結果、短発波のほうがパルス波より効率的であった。さらに猫を用いて、外側膝状体に刺激電極アレイを刺入し、パルス幅、パルス強度、電極間距離を変化させ、神経応答として視覚領から誘発電位を測定した。その結果、パルス幅よりもパルス強度が神経応答に大きな影響を与えることが判明した。(4)刺激用電極の形状、組成に関する研究:網膜電極の下にスペーサーを用いることにより、電極と強膜の間に一定の距離を保つことができ、その高さは光学的干渉断層計により網膜厚を測定することにより最適な間隔を設定できることが判明した。(5)視神経再生に関する研究:軸索を損傷された中枢神経細胞の軸索再生は、中枢神経の機能回復をはかるうえで重要である。人工感覚器によって外界刺激を中枢に伝達する場合、感覚需要デバイスからの信号を需要する神経細胞の軸索を、本来の中枢神経細胞に導いてシナプスを形成して信号を伝達することが必要とされる。本研究では視神経を切断された網膜神経節細胞を長期にわたって生存させ,さらに軸索を最盛させるための方法を検討した。人間の精緻な視覚機能を完全に代替することが人工眼研究の最終目標であるが、当面の人工眼がもたらす視覚機能は晴眼者のそれとは大きく異なると思われる。それゆえ実際に、人工眼を装着して人が日常生活を送るために人工眼に求められる性能を知る必要がある。そこで本年度は、不完全な視覚を仮想的に再現する実験を行うために、人工眼の使用状態を体験できるシステムを構築した。次に日常生活における典型的なタスクの一つとして「読字」に着目し、読字能力が人工眼の性能によりどのように変化するかを定量的に評価した。実験の結果から、(1)グレーレベルが小さな領域でのみ、その変動が人工眼による視覚機能に重要な影響を与える、(2)刺激電流強度の変化が視覚機能に与える影響は、グレーレベルの変化と比較して小さい、という事実が明らかになった。また今年度は生存細胞を増加させる手段を見いだし、軸索再生が促進されるかどうか調べた。最も効果的な神経栄養因子の組み合わせを知るために、視神経切断直後、神経栄養因子を単独で1マイクログラム眼球内に注入した。脳由来栄養因子(BDNF),毛様体栄養因子(CNTF),グリア細胞由来栄養因子(GDNF)の投与で、生存細胞数が優位に多かった。次にこれらの神経栄養因子と環状AMP合成酵素の活性を高めるforskolinを眼球内に注入し、その効果を調べた。

BDNF、CNTF、forskolinを同時に眼球内投与すると再生細胞が増加していた。しかしBCFを再度投与しても、移植3日後投与では再生細胞数が少なく、増強効果は認められなかった。1.網膜刺激電極の刺激パターンと形状に関して考察し「網膜刺激用電極」として特許の国際出願を行った。(1)従来の網膜の刺激方法は認識させたい形のみを刺激していたことに対し、我々は電気刺激を行う対象の網膜双極細胞は過分極型と脱分極型と2種類あることを利用しその背景も逆位相で刺激することによりコントラストを高めることを予想した。(2)従来の網膜電極は板状で網膜を押しつぶす可能性があったが、我々のスペーサを備えた電極ではスペーサ以外の部分は正常に保たれる。(3)従来の網膜電極は眼球毛様体扁平部からの挿入を考えて作られたもので形状を薄く作られていたが、我々の考案した角膜を円形にくり抜いてそのスペースから移植する方法では体積の余裕ができ装置の開発が容易になる。2.軸索伸長速度の推測ネコ網膜神経節細胞(RGC)の軸索の伸長速度を促進するための基礎データとして,軸索伸長速度を推測した.視神経断端に末梢神経を自家移植して4,6,8週後に再生RGCを標識した.10mm以上軸索を再生したRGCの増加は6週で止まった.10mmと20mmに注入した色素で二重標識されたRGCの割合から,伸長速度は最速:1.3mm/日,最遅:0.27mm/日,が推算された.α細胞の再生速度が高い可能性が示唆された.Neuroglycan C(NGC)は,発生中の神経組織に特異的なコンドロイチン硫酸プロテオグリカンである.ネコ視神経再生時におけるNGCの発現は,RGCsおよび再生軸索線維に,特異的に認められた.NGC発現RGCsの細胞体の大きさの分布に特に傾向は認められなかった.以上から軸索再生時にもNGCが発現されることが明らかになった.人工網膜において、電気刺激の効率化のため、正常、網膜変性マウスにおいて刺激波形の形状に対しての網膜神経節細胞の興奮の閾値の変化を検討した。正常マウスでは網膜変性マウスに対して全刺激波形で有意に閾値が低かった。両マウスにおいて短い波形は全電荷は低かったが高電流が必要であった。パルス波は短発波より有用ではなかった。よって網膜神経節細胞の興奮を起こすために必要な電荷は網膜の状態と刺激波形の形状に依存することがわかった。人工網膜は形状を検討した。その固定は網膜タックを使うが、押しつけて固定する際、力の加減が必要で、押しつけすぎれば刺激する予定の網膜を電極が押しつぶしてしまう可能性がある。そのリスクを回避するために網膜電極の下にスペーサーを用いることにより電極と強膜との間に一定の距離を保つことができる。スペーサーの高さは患者にあわせて光学的干渉断層計により網膜厚を測定することにより最適な間隔を設定できることが判明した。ネコの神経節細胞の障害過程とそのレスキューを研究した。Axonの切除による軸索の変性が周辺神経の移植、neurotrophic factorsやアポトーシス薬により神経節細胞のアポトシースを防禦し抑えられ、その結果再生をうながすことが示された。
テロメラーゼ活性による膀胱腫瘍の遺伝子診断法に関する検討

近年,悪性腫瘍において高率にテロメラーゼの活性化が認められることが判明し,尿路移行上皮腫瘍においても,腫瘍からは高いテロメラーゼ活性が認められることが明らかになった.一方,正常組織からは検出不可能な程度のテロメラーゼ活性が認められるに過ぎないことから,テロメラーゼ活性は一種の腫瘍マーカーとして有用である可能性が考えられた.以上をふまえ,尿および膀胱洗浄液からのテロメラーゼ活性の検出を試み,その臨床上の有用性について検討を行った.対象は組織学的に診断された膀胱腫瘍20例(G1:5例,G2 7例,G3 8例)とし,前立腺肥大症10例を対照とした.これら症例から尿検体を採取し,ついで生理食塩液100mlで膀胱洗浄を行い洗浄液を回収した.これらの検体から遠心分離により細胞成分を採取したのちタンパクを抽出し,TRAP法によりテロメラーゼ活性を検討した.また手術により摘出された腫瘍組織についてもタンパクを抽出し,同様の検討を行った.膀胱腫瘍症例20例のうち19例で腫瘍組織からテロメラーゼ活性が検出された.さらに膀胱洗浄液からテロメラーゼ活性の検出が可能であった症例は15例(G1:2/5,G2:5/7,G3:8/8),尿からテロメラーゼ活性の検出が可能であった症例は11例(G1:0/5,G2:5/7,G3:6/8)であった.一方前立腺肥大症においてテロメラーゼ活性が検出された症例は認めなかった.いずれも従来の形態学的尿細胞診における陽性(class III以上)率(9/20)よりも高く,テロメラーゼ活性は有力な診断上のマーカーであるものと考えられた.Low gradeの症例における検出力は低かったが,これらの症例においても組織からはテロメ-ラーゼ活性が認められ,充分量の細胞成分が採取できなかったことが主な原因であるものと考えられた.近年,悪性腫瘍において高率にテロメラーゼの活性化が認められることが判明し,尿路移行上皮腫瘍においても,腫瘍からは高いテロメラーゼ活性が認められることが明らかになった.一方,正常組織からは検出不可能な程度のテロメラーゼ活性が認められるに過ぎないことから,テロメラーゼ活性は一種の腫瘍マーカーとして有用である可能性が考えられた.以上をふまえ,尿および膀胱洗浄液からのテロメラーゼ活性の検出を試み,その臨床上の有用性について検討を行った.対象は組織学的に診断された膀胱腫瘍20例(G1:5例,G2 7例,G3 8例)とし,前立腺肥大症10例を対照とした.これら症例から尿検体を採取し,ついで生理食塩液100mlで膀胱洗浄を行い洗浄液を回収した.これらの検体から遠心分離により細胞成分を採取したのちタンパクを抽出し,TRAP法によりテロメラーゼ活性を検討した.また手術により摘出された腫瘍組織についてもタンパクを抽出し,同様の検討を行った.膀胱腫瘍症例20例のうち19例で腫瘍組織からテロメラーゼ活性が検出された.さらに膀胱洗浄液からテロメラーゼ活性の検出が可能であった症例は15例(G1:2/5,G2:5/7,G3:8/8),尿からテロメラーゼ活性の検出が可能であった症例は11例(G1:0/5,G2:5/7,G3:6/8)であった.一方前立腺肥大症においてテロメラーゼ活性が検出された症例は認めなかった.いずれも従来の形態学的尿細胞診における陽性(class III以上)率(9/20)よりも高く,テロメラーゼ活性は有力な診断上のマーカーであるものと考えられた.Low gradeの症例における検出力は低かったが,これらの症例においても組織からはテロメ-ラーゼ活性が認められ,充分量の細胞成分が採取できなかったことが主な原因であるものと考えられた.
C(sp3)－H結合官能基化を経由した含sp3炭素複素環化合物の効率的合成法

通常不活性な炭素ー水素結合を遷移金属を用いて触媒的に切断し,直接的に炭素ーヘテロ原子(窒素,酸素,硫黄等)結合を形成する反応は,あらかじめ基質にハロゲン等の官能基を導入する必要がないため,アトムエコノミーかつステップエコノミーに優れた有用な手法であり,現在活発に研究が行われている.本研究では,その中でも報告例の少ないsp3炭素ー水素結合の官能基化に着目し,これを分子内反応へと適用することで含sp3複素環化合物の効率的な合成法の開発を行った.その結果,2-アルキルカルボン酸類に対して,銅触媒と過酸化物を用いる分子内炭素ー水素結合官能基化反応を適用することで,ラクトンの生成が確認された.更に検討を行ったところ,本反応はペルオキソ二硫酸ナトリウムを酸化剤として用いることで,銅触媒を添加しない条件においても良好に進行することが分かった.本反応はシアノ基,ニトロ基,ヒドロキシル基など幅広い官能基を有する基質に対して適用可能であった.通常不活性な炭素ー水素結合を遷移金属を用いて触媒的に切断し,直接的に炭素ーヘテロ原子(窒素,酸素,硫黄等)結合を形成する反応は,あらかじめ基質にハロゲン等の官能基を導入する必要がないため,アトムエコノミーかつステップエコノミーに優れた有用な手法であり,現在活発に研究が行われている.本研究では,その中でも報告例の少ないsp3炭素ー水素結合の官能基化に着目し,これを分子内反応へと適用することで含sp3複素環化合物の効率的な合成法の開発を行った.その結果,N,4-diphenylbutanamide類に対して,銅触媒と過酸化物を用いる分子内炭素ー水素結合官能基化反応を適用することで,γ-ラクタムではなく,γ-ラクトンの生成が確認された.これは,アミドの酸素原子から環化が進行したために生成したと考えられる.また,アルキル基の炭素鎖が一つ短いN,3-diphenylpropanamide類を基質とすると,炭素ー窒素結合が形成され,β-ラクタム環のみが構築されることが分かった.β-ラクタムはペニシリンに代表される抗生物質等に多く見られる骨格であり,効率的にβ-ラクタムが合成可能な本反応系の開発は重要であると考えられる.そこで,反応条件の精査を行った結果,塩化銅(II),DMAP,ジ-tert-ブチルペルオキシドを組み合わせて用いることで収率が向上し,良好な収率で目的の環化体が得られることが判明した.「研究実績の概要」の項で記述したように,銅触媒を用いた酸化的sp3炭素ー水素結合官能基化により,β-ラクタム,γーラクトン類が合成できることを見出しており,研究は順調に進展していると考えられる.通常不活性な炭素ー水素結合を遷移金属を用いて触媒的に切断し,直接的に炭素ーヘテロ原子(窒素,酸素,硫黄等)結合を形成する反応は,あらかじめ基質にハロゲン等の官能基を導入する必要がないため,アトムエコノミーかつステップエコノミーに優れた有用な手法であり,現在活発に研究が行われている.本研究では,その中でも報告例の少ないsp3炭素ー水素結合の官能基化に着目し,これを分子内反応へと適用することで含sp3複素環化合物の効率的な合成法の開発を行った.その結果,2-アルキルカルボン酸類に対して,銅触媒と過酸化物を用いる分子内炭素ー水素結合官能基化反応を適用することで,ラクトンの生成が確認された.更に検討を行ったところ,本反応はペルオキソ二硫酸ナトリウムを酸化剤として用いることで,銅触媒を添加しない条件においても良好に進行することが分かった.本反応はシアノ基,ニトロ基,ヒドロキシル基など幅広い官能基を有する基質に対して適用可能であった.広範な基質に対し分子内sp3炭素ー水素結合官能基化を行うことで,様々な含sp3炭素複素環化合物の開発を可能にする.さらに,本プロセスをより実践的で有用な含sp3炭素複素環化合物合成法に発展させるため,不斉合成や生理活性物質の合成への展開も同時に推進していく.
肥沃な三日月地帯の東翼ザグロス地域における新石器化に関する考古学的研究

西アジアの肥沃な三日月地帯は、地中海式農耕の起源地として知られている。1990年代には、肥沃な三日月地帯の中でも、西側のレヴァントで最初に農耕・牧畜が開始されたと考古学会では考えられていた。しかし、今世紀に入り急速に発達した遺伝子研究は、対照的に東側のザグロスでも独自に農耕・牧畜が誕生した可能性を示している。筆者は、研究の空白地帯であったザグロス地域における農耕・牧畜の起源、またこの地域からの農耕・牧畜の拡散のプロセスを解明するため、イラン・ザグロス地域を対象に考古学調査を実施した。その結果、中央ザグロスで誕生した農耕文化がどのように東漸していったか、具体的な知見を得ることができた。中東の「肥沃な三日月地帯」は農耕・牧畜の起源地と知られている。過去30年間、肥沃な三日月地帯の西翼をなすレヴァントでは新石器研究が大きく進展したのに対し、東翼をなすザグロスでは不安定な政局を受け新石器研究が著しく停滞してきた。この結果、農耕・牧畜はレヴァントに起源し、ザグロスが新石器化に果たした役割は小さいという学説が考古学会で形成されてきた。しかし、今世紀に入り急速に発展を遂げた遺伝子研究は、対照的に、ザグロスでも独自に農耕・牧畜が開始された可能性があることを示し、国際的にザグロスにおける本格的な考古学調査が求められている。本研究では、ザグロスにおいて総合的な考古学調査を実施し、研究の空白地域であったザグロスにおける新石器化のプロセスを解明することを目的としている。本年度は、南ザグロスのガブコシ遺跡から出土した石器資料の分析を行った。ガブコシ遺跡は、イラン南東部ケルマーン州最古の農耕村落遺跡である。ケルマーン州では先土器新石器時代の遺跡は知られておらず、土器新石器時代前半(紀元前7千年紀後半)のガブコシ遺跡が最も古い遺跡となっている。ガブコシ遺跡からはスサ入りの粗製土器が出土しているが、この土器は非常にファールス州の土器新石器時代の物に類似していることが指摘されていた。今回、筆者は、イラン側の要請に答えガブコシ遺跡出土の石器資料の分析を実施した。その結果、石器資料も、非常にファールス地方の土器新石器時代の石器に形式的にも技術的にも類似していることが明らかになった。ファールス州では、ケルマーン州とは異なり先土器新石器時代の遺跡が知られている。ケルマーン州最古の農耕村落址であるガブコシ遺跡の物質文化が非常にファールス州のものに類似していることから、おそらくケルマン州に土器新石器時代前半に農耕・牧畜文化をもたらしたのは、ファールス州からの移民集団であったと推測された。1990年代には、肥沃な三日月地帯のなかでも、とくに西側のレヴァント地域で最初に農耕・牧畜が開始されたと考古学会では考えらていた。しかし、今世紀に入り急速に発達した遺伝子研究は、対照的に東側のザグロス地域でも独自に農耕・牧畜が誕生した可能性を示している。現在、今まで研究の空白地帯であったザグロス地域における農耕・牧畜の起源、またこの地域からの農耕・牧畜の拡散の具体的なプロセスを解明するため、私は、イラン・ザグロス地域に入り考古学調査を実施している。2015年度には、とくにイラン東部、ザグロス山脈の南東端にあたるケルンマーン州最古の農耕村落址であるガブコシ遺跡出土の考古資料を中心に分析した。石器の技術的特徴を分析した結果、ガブコシ遺跡の資料は、イラン南西部ファールス地方の土器新石器時代の遺跡のものと非常に類似していることが判明した。これと同様のことが土器の分析からも支持されている。この結果、おそらく中央ザグロスで開始されたザグロス型の農耕・牧畜文化が、ファールス地方を経由して、ケルマーン州にまで達していたことが判明した。ガブコシ遺跡は、まさにザグロス山脈の最東端に立地している。これより東側には広大な沙漠が広がっている。ガブコシ遺跡より東側の地域の石器資料をみてみると、ガブコシ遺跡のものとはまったく異なる石器伝統が広がっている。このことからおそらくは、ケルマーン州がザグロス型の農耕・牧畜文化が広がった最東端であったと考えられる。本プロジェクトでは『ザグロスにおける農耕・牧畜の起源』をテーマに、イラン国内で初期農耕村落を対象とした発掘調査を計画していた。しかし、いまだ発掘許可が下りず、発掘調査にはいたっていない。その点で、当初の計画に比べ研究は遅れているといえる。しかし、その代わりに、テヘラン大学などが発掘した初期農耕村落から出土した資料の分析に力を入れている。今年は、査読誌『西アジア考古学』に「南西イラン・ファールス地方、土器新石器時代に起きた黒曜石製石器製作の変容に関する一考察:カッスル・エ・アハマド遺跡出土資料の分析から」という論文を投稿するなど成果があがっている。また、発掘調査の遅れを補完するため、今年度は調査成果の公表にも力を注いだ。10月にはイラン側から招待されテヘラン大学で実施された『International Congress of Young Archaeologists』にて「Early Pottery Neolithic Assemblage from Qasr-e Ahamad in Fars, Southwest Iran」という題目の発表をイラン研究者の前で行った。また、実施したのは専門家を対象にした学術発表だけではない。

2015年の10月には、東京の広尾にあるイラン・イスラム共和国大使館において『近年の発掘調査から見たイランにおける農耕・牧畜の起源』という題目で一般市民向けの講演を行った。資料の分析、成果公表の点では、着実に成果があがっている。今年度は、テヘラン大学が発掘調査を実施している初期農耕村落址ホルマンガン遺跡とガブコシ遺跡に関する調査を実施した。ホルマンガン遺跡は、イラン南西部、ザグロス山脈南部ファールス地方にある土器新石器時代のテル型の遺跡である。2016年より、テヘラン大学のモルテザ・ハニプール氏が発掘調査が進めている。ホルマンガン遺跡に関しては、出土炭化物8点の放射性炭素年代測定と出土打製石器の分析を実施した。炭素年代測定の結果、この遺跡は、前6200年から前6000年の時期に年代付けられることが判明した。また打製石器の分析の結果、前後の時代に比べ、狩猟具である幾何学形石器がきわめて多いことが判明した。前6200年から前6000年の時期は、気候が寒冷・乾燥化した8.2kaイベントの時期にあたるため、農耕・牧畜を補うため、一時的に、狩猟の役割りが高まった可能性が示唆された。ガブコシ遺跡は、イラン東部ザグロス山脈の南東端にあたるケルマーン州最古の農耕村落址である。ホルマンガン遺跡と同時期の土器新石器時代の遺跡である。2015年度から継続して、ガブコシ遺跡出土の打製石器を分析した。石器の技術的特徴から、ガブコシ遺跡の資料は、イラン南西部ファールス地方の土器新石器時代の遺跡のものと非常に類似していることが判明した。これと同様のことが土器の分析からも支持されている。この結果、おそらく中央ザグロスで開始されたザグロス型の農耕・牧畜文化が、ファールス地方を経由して、ケルマーン州にまで達していたことが判明した。ガブコシ遺跡は、ザグロス山脈の最東端に立地している。これより東側には広大な沙漠が広がっている。ガブコシ遺跡より東側の地域の石器資料をみてみると、ガブコシ遺跡のものとはまったく異なる石器伝統が広がっている。このことからおそらく、ケルマーン州がザグロス型の農耕・牧畜文化が広がった最東端であったと推定された。西アジアの肥沃な三日月地帯は、地中海式農耕の起源地として知られている。1990年代には、肥沃な三日月地帯の中でも、西側のレヴァントで最初に農耕・牧畜が開始されたと考古学会では考えられていた。しかし、今世紀に入り急速に発達した遺伝子研究は、対照的に東側のザグロスでも独自に農耕・牧畜が誕生した可能性を示している。筆者は、研究の空白地帯であったザグロス地域における農耕・牧畜の起源、またこの地域からの農耕・牧畜の拡散のプロセスを解明するため、イラン・ザグロス地域を対象に考古学調査を実施した。その結果、中央ザグロスで誕生した農耕文化がどのように東漸していったか、具体的な知見を得ることができた。本研究では、3年間の間にザグロスの新石器化を研究する上でキーとなる初期農耕村落遺跡を2つ発掘することを目指している。事業の1年目であった2014年度には、タル・イ・ハカヴァン遺跡の発掘調査を実施することを目指した。しかし、発掘準備は進んだものの、最終的に発掘調査の開始には至らなかった。その代わりに、今年度は、テヘラン大学が発掘しているガブコシ遺跡の石器資料の分析を実施した。
ミッシングな誘発スローイベント検出によるプレート境界に関する物理状態の解明

前年度までに本プロジェクトで開発した粒子フィルタ・スムーザによる、微小シグナルの検出手法の精度検証を行った。表面波を仮定した周期20秒の単調な波形の中に、超低周波を仮定した周期帯がほぼ同じでありながらも振幅が4桁程度小さいシグナルが記録されていても、これを検出可能であることが確かめられ、また検出能力はノイズレベルにもよる事が明らかになった。これを踏まえ、ボアホールアレイであるKiK-netで観測された2016年4月1日三重県沖の地震(M6.5)の記録を解析し、表面波によって誘発されたかもしれない超低周波地震の検出を試みた。なお解析に適した表面波がボアホールアレイで観測されているという条件を満たす地震は、これまでのところこの地震のみである。また大型並列計算機を用いることで、解析の高速化を図った。この結果、四国において、三重県沖の地震に伴う表面波の到来にあわせて超低周波地震が6回誘発されていたことを発見した。これらはこれまでに超低周波地震が発生していた領域だけでなく、微動発生域の浅部においても見られた。規模はおおよそM4前後であり、通常活動している超低周波地震よりもややマグニチュードが大きく、微動の誘発時に見られた特徴と似ている事が分かった。誘発されるタイミングや誘発過程については、超低周波地震のメカニズムを仮定してしまっていることと、震源時間関数が長いことにより、厳密な議論が行えなかった。これまでの研究成果と合わせると、この発見によって、広帯域に亘る全ての種類のスロー地震が、表面波という動的な応力場欄によって誘発される事が確かめられた。開発手法の精度検証を行うところまでは、概ね予定通りであった。しかし、実際の記録を解析する際に、予想以上の計算量が必要とされることが試みの計算から明らかとなり、また用いることの出来る計算機資源が限られている。このため、安定的な解を得るためのパラメータチューニングの作業と、最終的な解を得るための計算に予想を大幅に超える時間がかかってしまい、結果として、進捗状況は研究計画を立てた当初の予定より遅れてしまった。超低周波の動的誘発を発見した初めてのケースであるので、この結果を更に吟味する必要がある。特に震源メカニズムや、発生場所について、他のスロー地震や通常の地震などと言った地殻活動との関係性を解明していく。更に他の地震記録に対しても解析を試みて、動的誘発現象の検出を行っていく。開発した粒子フィルタ・スムージングは汎用性が高いため、他の地震現象の解析に対してもその応用も探っていく。プレート境界付近で観測される非火山性の低周波微動は、大地震からの表面波の通過によって動的に誘発される事がある。このような表面波の周期に比べて微動の卓越周期が短周期であれば、振幅が小さくてもhigh-pass filterなどの波形処理をすることで比較的容易に微動を検出することができる。しかし超低周波微動の様に、微動の卓越周期が表面波の卓越周期である20秒程度に重なる様な場合、このような手法を検出に用いることはできない。また表面波に振幅に比べて微動の振幅は何桁も小さいため、これまでの方法では微動の有無を判断することは極めて困難である。そこで本研究では、粒子フィルタ(モンテカルロフィルタ)を用いて、1成分の連続波形の中に埋もれた極微小振幅の低周波微動を検出することを目的に、数値実験を行った。試験的に、1観測点1成分における表面波を模した波形に小振幅の微動波形を重ねた合成波形を用意し、粒子フィルタを用いて微動波形を検出する試みを行った。この際、粒子分布の近似精度が悪化する縮退と呼ばれる現象を避ける等の技術的問題点克服のために、粒子固定ラグ平滑化やRandom-walk Metropolis-Hastingsサンプリング法等を採用する工夫と、パラメーターチューニングを行った。表面波が完全に予測可能である場合には、微動波形を精度良く検出できる事が分かった。しかし観測波形のみが与えられ、モンテカルロ的に予測する表面波の基準波形としての再現性がそれほど良くない場合、検出精度が劣る事が分かった。粒子フィルタのプログラミング作業が進み、数値実験を通じて手法の有用性とプログラムコードの正確さが確かめられた。遠地で発生した大地震により励起された表面波が通過する際に、地下で応力が変化することによって超低周波地震が誘発される可能性がある。この検出のために、粒子法に基づく解析プログラムを完成させた。ここでは粒子フィルタだけでなく、信号処理において知識の発見により適している粒子スムーザーを実装し、数値実験を通じて精度検証を行った。更に実際に観測される強震観測網KiK-netの記録を解析可能な形にした。誘発された超低周波地震の震源、マグにチュードなどに関するパラメータ推定について、マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いることで、精度良くパラメータ分布の推定を行う事ができるための工夫を行った。また並列計算機に適用可能な工夫も取り込んだ。解析すべき地震波形記録の選定作業も行った。いくつかの分解能を試す数値実験から、検出可能な地震現象として2016年4月1日の三重県沖の地震(Mw5.9, Mj6.5)のみが対象となることを見出した。また解析に必要な波形の前処理について、フィルタのかけ方等の検討を行った。本解析で必要な地中観測点については、設置時に方位回転が見られる事から、その補正を行った。