hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミオシン巨大繊維に沿って生じるアクチン滑り運動の揺らぎ解析

1.ムラサキイガイの平滑筋から数十マイクロメーターの長いミオシン天然繊維を調整して、その繊維に沿って生じるアクチン繊維のin vitro滑り運動をビデオ録画した。各ミオシン繊維について、長時間録画し、それに沿って滑るいろいろな長さのアクチンの運動を録画した。合計5本のミオシン天然繊維について良い録画を得た。2.上記録画の画像処理および解析を行い、アクチン繊維の滑り距離の揺らぎを、一定時間の間に生じるアクチン繊維の滑り距離の分散から求まる有効拡散係数(動的拡散係数;Dm)として定量化した。そして、Dmのアクチン繊維長依存性を解析した。その結果、この場合、つまり、ミオシン頭部の向きが揃っている場合でも、以前に分子モーター頭部の配向がランダムである(キネシン、ダイニンを用いた微小管のin vitro滑り運動の)場合に得た結論と同じく「Dmは、アクチン繊維長に依存せず、一定である」という結論を得た。3.上記の結論は、「一本のアクチン繊維の滑り運動を起こしている複数個の分子モータの作用が互いに独立でランダムである」という中心極限定理の前提が、分子モータによる一方向性の滑り運動発生機構で破れていることを示唆している。4.上記の結論を計算機実験で確かめた。具体的には、Huxley1957モデルのバネミオシンを多数個直線上に並べておき、その上でミオシンによってアクチン繊維に滑り運動を起こさせた。この場合、各ミオシン分子は独立にランダムにアクチンに作用すると仮定した。この計算機実験で得たアクチン繊維のDmは、アクチン繊維長に反比例する。この反比例依存性は、繊維状物体のブラウン運動において、その長軸方向の拡散係数が繊維長に反比例するのと同じで、複数個の素子が互いに独立にランダムに作用しているからである。5.一方向性の滑り運動発生機構では分子モータの作用に関して中心極限定理の前提が破れていることから、滑り運動発生機構では複数個の分子モータの間にある種の協同作用が働いていることが示唆される。現在、この協同作用の実体を明らかにするために、いろいろな仮説をたて、計算機実験を行っている。1.ムラサキイガイの平滑筋から巨大ミオシン繊維を調製して、その繊維に沿って生じるアクチン繊維のinvitro滑り運動を録画した。2.上記録画の画像処理および解析を行い、アクチン繊維の滑り運動の揺らぎを、一定時間の間に生じるアクチン繊維の滑り距離の分散から求まる動的拡散係数(Dm)として定量化した。その結果、この場合、つまり、ミオシン頭部の向きが揃っている場合でも、以前に分子モータ頭部の配向がランダムである(キネシン、ダイニンを用いた微小管のin vitro滑り運動の)場合に得た結論と同じく『Dmは、アクチン繊維長に依存せず、一定である』という結論を得た。3.上記の結論は、「一本の繊維の滑り運動を起こしている複数個の分子モータの作用が互いに独立でランダムである」という中心極限定理の前提が、分子モータによる滑り運動機構で破れていることを示唆している。4.上記の推論を計算機実験で確かめた。具体的には、Huxley1957モデルのバネミオシンを多数個一次元線上に並べておき、その上でアクチン繊維に滑り運動をさせた。この計算機実験で得た、アクチン繊維のDmは、アクチン繊維長に逆比例する。

この逆比例依存性は、繊維状物体のブラウン運動において、その長軸方向の拡散係数が繊維長に逆比例するのと同じで、複数個の素子が互いに独立にランダムに作用しているからである。5.滑り運動機構では分子モータの作用に関して中心極限定理の前提が破れているということから、滑り運動発生機構では複数個の分子モータ間にはある種の協同作用が働いていることが示唆される。その実体を解明することが重要である。1.ムラサキイガイの平滑筋から(数+μmの長さの)ミオシン繊維を調製して、その繊維に沿って生じるアクチン繊維のin vitro滑り運動を録画した。各ミオシン繊維について、長時間観察録画し、それに添って滑るいろいろな長さのアクチンの運動を多数録画した。合計5本のミオシン繊維について良い録画を得た。2.上記録画の画像処理および解析を行い、アクチン繊維の滑り距離の揺らぎを、一定時間の間に生じるアクチン繊維の滑り距離の分散から求まる動的拡散係数(Dm)として定量化した。そして、Dmのアクチン繊維長依存性を解析した。その結果、この場合、つまり、ミオシン頭部の向きが揃っている場合でも、以前に分子モータ頭部の配向がランダムである(キネシン、ダイニンを用いた微小管のin vitro滑り運動の)場合に得た結論と同じく『Dmは、アクチン繊維長に依存せず、一定である』という結論を得た。3.上記の結論は、「一本のアクチン繊維の滑り運動を起こしている複数個の分子モータの作用が互いに独立でランダムである」という中心極限定理の前提が、分子モータによる滑り運動機構で破れていることを示唆している。4.上記の推論を計算機実験で確かめた。具体的には、Huxley1957モデルのバネミオシンを多数個一次元線上に並べておき、その上でアクチン繊維に滑り運動をさせた。この計算機実験で得た、アクチン繊維のDmは、アクチン繊維長に逆比例する。5.滑り運動機構では分子モータの作用に関して中心極限定理の前提が破れているということから,滑り運動発生機構では複数個の分子モータ間にはある種の協同作用が働いていることが示唆される。現在、この協同作用の実体を明らかにするために、いろいろな仮説をたて、計算機実験で検討している。
ウシおよびヒツジにおける胎盤性プロラクチン関連タンパク質1の生理活性

ウシのプロラクチン関連タンパク質-1(bPRP1)は、ウシのプロラクチン/成長ホルモンファミリーのノンクラシカルメンバーの一つである。しかしながら、その機能は未だ明らかでない。PRLは、カテプシンDやマトリックスメタロプロティナーゼ(MMP)で切断されると16kDaのN末端側断片が生成し、この断片はヒトやげっ歯類の血管新生を抑制する。本研究では、bPRP1にも此の様な機構が存在するのかどうか検証した。bPRP1は本来33kDaのタンパク質であるが、カテプシン、MMPおよびウシ胎盤組織外植片の培養上清によって切断されて26kDaのN末端断片を生成する事が明らかになった。酵素切断の前後におけるbPRP1の生物活性を、ウシ大脳毛細血管内皮細胞の増殖を指標として検索した。酵素切断で生じたbPRP1断片は、培養血管内皮細胞の増殖を促進した。本研究の成績から、bPRP1のN末端断片の血管内皮細胞増殖促進作用は、胎盤における血管新生に促進的に作用しているものと推察された。IV型コラーゲンに7Sドメインに結合するウシPRP1の部域を特定する為に、ヒツジPRP1と同程度のペプチド鎖長に短縮した組換えウシPRP1タンパク質及び、アルカリフォスファターゼ融合タンパク質の作製を行なった。しかし、対照の完全長PRP1はタンパク質が発現したものの、C末端を短縮した短縮PRP1は組換えタンパク質単体と融合タンパク質の両者とも発現させる事ができなかった。そこで本年度は、PRP1がタンパク質分解酵素によって切断を受けるか否かについて検討した。カテプシンとマトリックスメタロプロティナーゼのPRP1切断活性について検討したところ、カテプシンB、カテプシンD、MMP8にPRP1のC末端側を切断する活性が確認された。これらの酵素によるPRP1の切断は、ペプスタチンA,シスタチンC、GM6001等の特異的阻害剤の添加によって抑制された。また上記酵素は、ウシの胎盤組織で発現している事が確認された。前年度までの予備試験で胎盤組織の培養上清にウシPRP1切断活性がある事を確認していたが、これらの切断活性も上記阻害剤によって抑制される事が明らかになった。よってこれらの成績から、予備試験で確認されていた胎盤組織の培養上清によるPRP1切断活性はカテプシンやMMPによるものであることが示唆された。本年度に作製予定であったウシPRP1抗体は、海外の研究者から提供を受ける事ができたので、本年度は作製しなかった。また、酵素切断されたPRP1のC末端のアミノ酸配列を決定する目的でTOF-Massによる質量分析を試みたが、C末端側のフラグメントが検出されなかった。小課題3.胎盤組織中に存在するウシPRP1切断酵素の同定と酵素遺伝子の発現プロファイリング昨年度までの研究からウシPRP1がカテプシンやマトリックスメタロプロテイナーゼ等で切断を受ける事を明らかにしたので、今年度はこれらの酵素が広くプロラクチンファミリータンパク質を切断する活性があるか否かを検証し、切断産物の生物活性を検証した。研究室で既に作成した組換えウシ胎盤性ラクトジェンを試料として、カテプシンで組換えウシ胎盤性ラクトジェンを消化したところ、カテプシンはウシ胎盤性ラクトジェンを切断する活性がある事が示された。またマトリックスメタロプロテイナーゼ8および13にも同様の切断活性が認められた。マトリックスメタロプロテイナーゼ13で切断されたウシ胎盤性ラクトジェン断片は、ウシ血管内皮細胞の増殖を促進したので、酵素切断に拠って生じたN末端断片は、血管新生に促進的に作用している事が示唆された。小課題4.22kDaのウシPRP1断片の血管内皮細胞の増殖活性に及ぼす影響の解明22kDaのウシPRP1短鎖断片とツツジPRP1の組換えタンパク質の作成ヒツジPRP1の組換えタンパク質を大腸菌の系で発現させた。ヒツジPRP1の成熟タンパク質をコードするcDNA配列を発現ベクターに組み込んでもタンパク質の発現は認められなかったが、N末端側の20塩基配列を大腸菌の利用性の高いコドンに変換する事でタンパク質を発現させた。組換えタンパク質を抗原として抗ヒツジPRP1の抗体をウサギで作成し、この抗体がヒツジPRP1を認識する事を確認した。

ウシPRP1短鎖断片をコードする配列を発現ベクターに組み込んでもタンパク質の発現がみられなかったので、ウジPRLをモデルとして、完全長をN末端側短鎖配列の組換え発現を試み、コドン改変に拠って完全長と短鎖のPRLタンパク質を大腸菌の系で発現させる事が出来た。今後この方法を用いて、短鎖PRP1の組換えタンパク質を作成する計画である。これまでの成績から、ウシプロラクチン関連タンパク質1(bPRP1)は、カテプシンやマトリックスメタロプロティナーゼによってC末端側を切断され、その結果生じたN末端側断片が血管内皮細胞を増殖させることを報告した。今年度は、bPRP1のN末端側断片による血管内皮細胞増殖作用が胎盤性プロラクチン(PRL)ファミリータンパク質に普遍的に認められる現象か否かを検証した。完全長(シグナル配列のプロセッシング部位から停止コドンまで、以下完全長bPLと略)とN末端側から151アミノ酸残基のN末端断片(カテプシン切断で生じるN末端断片に相当、以下151-bPLと略)のウシ胎盤性ラクトジェン(bPL)の組換えタンパク質を大腸菌発現系で作成した。作成した2種類のbPLを、Nb2細胞によるin vitroバイオアッセイでラクトジェニック活性を検定したところ、完全長bPLはウシプロラクチン(bPRL)とほぼ同等のラクトジェニック活性を示したが、151-bPLは全く活性を示さなかった。次いで、2種類のbPLの血管内皮細胞増殖に及ぼす影響を検討したところ、完全長bPLは100ng/ml間での添加濃度で培養ウシ血管内皮細胞の増殖に影響を与えなかったが、151-bPLは100ng/mlの添加量で培養ウシ血管内皮細胞の増殖を有意に抑制した。以上の成績から、bPLはbPRLと同様のラクトジェニック活性を有するとともに、酵素切断によって生じるN末端断片の生物活性もbPRLに類似していた。本年度の成績から、bPRP1のN末端断片は、bPL/bPRLのN末端断片と比較して血管内皮細胞に対する作用が全く反対であることが示された。このことは、ウシの胎盤性PRLファミリー分子がそれぞれ異なる役割を担っていることを示唆しており、血管新生の場面においても相互に拮抗しながら妊娠維持に重要な役割を担っていることが伺われた。これまでの研究で、胎盤性プロラクチンファミリータンパク質の酵素切断を実証し、PRP1と胎盤性ラクトジェンについては、切断断片の血管内皮細胞増殖に及ぼす影響を明らかにした。これは予定通りの進捗である。研究サンプルの作成も概ね順調に推移し、昨年度までは組換え発現がうまく出来なかったN末端側短鎖断片に着いても、コドン改変によって発現が可能になっている。また、ヒツジPRP1の抗体も作成し、研究マテリアルの整備も進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究から、酵素切断を受けた、胎盤性ラクトジェンやPRP1は共に血管内皮細胞を増殖させる活性を示した。この成績は、これまで下垂体性プロラクチンがカテプシンで切断された生じるN末端断片は血管内皮細胞の増殖を抑制するという既報と反対の成績である。この違いが何によって生じているのか?、下垂体性のプロラクチンと胎盤性ラクトジェンは共にラクトジェニック活性を示すにも関わらず、酵素切断を受けた断片(切断部位もほぼ同じと推察されるにもかかわらず)が血管内皮細胞の増殖に対して正反対の作用を示す機構を明らかにしてゆく必要がある。
重篤な疾患や障害をもつ子どもの延命に関わる治療方針決定について

重篤な疾患や障害を抱えるこどもの命に関わる治療の方針を決定するに際し、小児科医はどのような心理社会的な体験をしているのかを明らかにすることを目的とした。小児科医に対し個別の半構造化インタビューを行い、逐語録を質的に解析した。小児科医は多様かつ共通する「葛藤」を抱えており、5つの因子(小児科医の信念、両親・家族との対峙、社会・環境因子、医学的妥当性を求める、子どもの最善の利益を求める)とそれらの因子間の衝突により生じていることが明らかになった。本結果は、重篤な疾患を抱える患者への最善の方針を決定する際、現場の小児科医にどのような支援が求められているかを見出すために有用な情報であると考えられた。生命に関わる治療方針決定に関わる小児科医13名に半構造化インタビューを実施。すべてのインタビューデータを逐語録化し、Grounded THeory Approachにて網羅的に解析。方針決定に際して、理想と考える方針を決定・実行するに際し、小児科医は葛藤を抱え、障壁を感じていることが判明した。そこで、すべてのインタビューデータを、「葛藤・障壁」に着目して、Thematic analysisを行った。葛藤を生む要因として、医師、患者、家族、環境、プロセス、医療資源などの要因が関わることが、解析途中の段階において、抽出されているところである。今後は、解析結果をまとめ、新規インタビュー2例を解析して、その理論的飽和を確認する。質的解析に時間がかかっているため15名の小児科医を対象に、個別の半構造化インタビューを施行した。その内容をグランデッドセオリーアプローチと内容分析にて解析した。研究の解析は全て終了している。その結果、小児科医が、生命にかかわる治療方針について決定する際には多様な葛藤を抱えていることが明らかとなった。またその葛藤には5つの因子があり、その因子間の衝突によっても葛藤は生じていた。1小児科医としての哲学、2家族との対峙、3環境社会的因子、4医学的妥当性を求める、5こどもの最善を求める、であった。5つの因子の相互関係を視覚化した。これは日本で初めて、小児科医が抱える葛藤を構造化したモデルである。また決定に際し、結果、過程、主体者の3つの視点でアプローチしていたことも併せて明間となり、代表的な倫理原則と矛盾しないと考えられた。これらの結果から、より善き医療がこどもたちへ届くために、医療者に対して必要な支援、コンセンサス形成に在り方、また医学教育の役割などが示唆された。日本臨床倫理学会において、内容を発表し、意義ある結果と評価された。解析、解釈ともに恣意性を徹底的に排除するために、多くの研究者との解析の見直し、議論が必要であった。また解析も当初予定しているより、多く繰り返し、その妥当性の確保に配慮した。解析の結果と、その解釈に置いて、構造化を含め整理をするのに時間を要した。本研究は、重篤な疾患や障害を抱えるこどもの命に関わる治療の方針を決定するに際し、小児科医はどのような心理社会的な体験をしているのかを明らかにすること、さらに子どもにとり最善の方針を見出し決定するに際し、必要とされている支援は何かを検討すること、を目的とした。対象者として、小児科医として5年以上の臨床経験があり、生命に関わる治療方針の最終決定に携わった経験のある医師を選出し、個別の半構造化インタビューを行った。理論的飽和に至るまで、インタビューと解析を繰り返した。データは録音後に逐語化し、一旦グラウンデッドセオリーアプローチに準じ、網羅的に解析した。13人目のインタビュー・解析を終えて、理論的飽和に至った。重篤な疾患や障害を抱えるこどもの医療方針の決定に際し、小児科医は多様かつ共通する「葛藤」を抱えていることが明らかになった。そこで「葛藤」に着目し、改めて全データを内容分析した。新規2件のインタビューを追加し、飽和の妥当性を確認した。葛藤は、5つの因子(小児科医の信念、両親・家族との対峙、社会・環境因子、医学的妥当性を求める、子どもの最善の利益を求める)とそれらの因子間の衝突により生じていることが明らかになった。それらは規範倫理学の3つの理論(帰結主義、義務論、徳倫理)と合致する枠に分けられ、方針決定に際する倫理的な葛藤が生じる背景として矛盾しないと考えられた。5つの因子の内「小児科医の信念」は、サブカテゴリーの分類がカントの提唱する行動の動機の三要素(知・情・意)と一致することから、他の4つの因子に比し上位の概念と考えられ、医師への倫理教育・医療プロフェッショナリズム教育の果たす役割への期待も示唆された。本結果は、重篤な疾患を抱える患者への最善の方針を見出すために、現場の小児科医にどのような支援が求められているかを見出すために有用な情報であると考えられた。

質的解析の質の担保、抽出された概念、理念が意味することの解釈、現在の小児医療現場にどのように還元できる理論を得たのか、解析を続けるそのために、データの質的解析をさらに進め、理論的飽和の確認の作業を進める解釈の整理、考察のまとめが終了次第、論文を仕上げて、投稿予定である。また引き続き、この結果をもとに、生命に関わる治療方針に際しての心理社会的な体験を尋ねるアンケート調査用紙を作成し、全国の小児科医を対象とした調査における量的研究に移行する予定である。医療倫理、小児緩和ケアインタビューデータの質的解析が終了した後は、量的解析に移行する計画であるため量的研究調査に向けての準備にまだ入っていないことより、当初予定より物品費・人件費がかからなかった。ただし、その中で、繰り返し質的解析を複数人で行ったり、議論を要したりしたことから、旅費を当初予定より要した。全体としては、質的解析で得られた結果を、アンケート質問にして、全国の小児科医を対象として、調査を行い、量的解析を行う。第一段階の質的研究は終了しており、その後、学会発表、論文化を行いつつ、この結果をもとにした量的解析に向けて、準備を進める。その際の全国の小児科医に向けたアンケート調査用紙の作成、全国の小児医療機関への配布などの過程において封書、切手、郵送使用の予定である。また集められた結果を量的解析する際にも、ソフト利用、論文作成において使用予定である。
農産物取引における価格支配力と利潤分配に関する研究

本年度は,りんご,牛肉,長いもの香港における輸出者群と輸入者群の取引市場の分析をした。このことにより,その市場における日本との競合国,日本産と競合国産の価格差を明らかにできた。また,取引市場の傾向としては,3品目とも日本産は数量と金額ともに増加しつつあることを解明した。価格支配力を発揮するためには,取引交渉力と市場支配力の両方を発揮する必要があることはすでに前年度までの取引関数の理論分析により示されていたが,顕著な価格支配力の発揮は日本産牛肉の輸入者群から見られ,日本産のりんごと長いもについては価格支配力は発揮されていないという結果が得られた。日本産のりんごと長いもは,それら輸出者群の要する平均限界費用,かつ,それらの輸入者群の平均限界評価の水準に同等な適正価格により取引されている。他方,日本産牛肉の香港輸出によって得られる利潤は多くの輸出者においてマイナスであると推測され,そのような輸出者の取引交渉の改善によりその赤字を解消できる余地があると指摘できる。このような分析は他の品目,他の取引市場にも適用することができる。また,取引関数の導入により売り手群と流通業者買い手群のどちらから価格支配力の発揮が有るのか否かを解明できる点,売り手群の要する平均限界費用かつ流通業者買い手群の平均限界評価に等しい適正価格を示すことができる点に本分析の特長がある。しかしながら,分析上の課題も残っている。それは市場支配力及び平均取引交渉力の発揮を推定した単回帰分析結果におけるダービン・ワトソン比が良好でないことであり,最適な推定に向けてその問題を解決することである。その他,ベトナムメコンデルタにおける稲作農家の籾価格の設定及び農業所得への農業生産資材企業との契約の影響,稲作農家規模別の籾価格と農業所得の状況,唐辛子農家でのベトナムGAP導入の唐辛子価格と農業所得への効果を解明した。売り手(以下S)1人と買い手(以下B)1人の市場における農産物の相対取引モデルを構築し以下を明らかにした。1.SとBが取引量の増減に関係なく価格を交渉すると、Bの限界評価とSの限界費用が等しくなる価格と量に決まる。2.Sは取引量が少なくなる時は価格を高く(多くなる時は低く)という姿勢を崩さずに交渉すると、1と比べて量は同じであるがより高い価格に決まり、Sが超過利潤を得る。3.Bは取引量が少なくなる時は価格を低く(多くなる時は高く)という姿勢を崩さずに交渉すると、1と比べて量は同じであるがより低い価格に決まり、Bが超過利潤を得る。S複数以上とB複数以上が存在する場合には以下になることを解明した。4.SとBの取引量が市場全体取引量の増減に影響を及ぼすことができるが、SとBがその増減に関係なく価格を交渉する場合は、Bの限界評価とSの限界費用が等しくなる価格と量に決まる。5.SとBの取引量が市場全体取引量の増減に影響を及ぼすことができ、かつ、Sは市場全体取引量が少なくなる時は価格を高く(多くなる時は低く)という姿勢を崩さずに交渉すると、4と比べて量は同じであるがより高い価格に決まり、Sが超過利潤を得る。6.SとBの取引量が市場全体取引量の増減に影響を及ぼすことができ、かつ、Bは市場全体取引量が少なくなる時は価格を低く(多くなる時は高く)という姿勢を崩さずに交渉すると、4と比べて量は同じであるがより低い価格に決まり、Bが超過利潤を得る。7.SとBの取引量が市場全体取引量の増減に影響を及ぼすことができないと、SとBがその増減に応じて価格を上下させるように交渉しても、Bの限界評価とSの限界費用が等しくなる価格と量に決まる。この場合4と比べて量は多く価格は高く決まる。売り手と買い手の利潤分配に影響する価格支配力の源泉は、市場支配力と取引交渉力である。平成27年度の研究実施計画では、売り手1人と買い手1人の農産物市場における取引交渉の実態に関する聞き取り、その取引の価格及び数量データの収集を計画したが、このような事例を見出すことが困難で、実行できなかった。このような状況は想定できたので、そのような場合は売り手複数以上と買い手複数以上の農産物市場を事例とした取引の仕方の聞き取りとその価格及び数量のデータ収集に代替する計画であったが、両方を同時に遂行できる調査を実行することができなかった。近年の日本産青果物(りんご、甘藷、桃、長いも、ぶどう、なし、いちご)の輸出先国(香港、台湾、シンガポール)への国際取引における価格支配力を計測した。その結果、8つの品目・輸出先国の組合せで輸出者の価格支配力が弱く、12の品目・輸出先国の組合せで輸出者と輸入者の価格支配力が対等で、わずか1つの品目・輸出先国の組合せで輸出者の価格支配力が強かった。そのため、これらの輸出において価格支配力は輸入者から発揮されている結果が得られた。このことは換言すれば、国際取引の決定までに要したそれら青果物の生産・流通費用(限界費用)より低い水準に価格が決定されているということである。なお、品目は同じでも輸出先国が変われば輸出者か輸入者のどちらかが価格支配力を有するというような、輸出先国と価格支配力の発揮に関連は見られない。

品目と価格支配力の発揮については、りんご、長いも、ぶどう、いちごは上記輸出先国において輸出者の価格支配力が弱いか輸入者と対等、甘藷となしは価格支配力が対等、ももは輸出者の価格支配力が強いか対等という、関連が見られる。さらに21の品目・輸出先国の組合せのうち19の組合せで輸出額を伸ばしており、価格支配力の発揮と輸出額に関連は見られない。平成28年度の研究実施計画では甘藷の香港、台湾、シンガポールへの輸出における国際取引での価格支配力を計測する計画であったが、他の品目まで計測したため、分析対象が拡大した。一方で、価格支配力の計測結果を裏付ける輸出者と輸入者の取引の仕方、輸出者間の輸出量調整、輸入者間の輸入量調整の実態に関する聞き取り調査を十分に実施することができなかった。ベトナムメコンデルタ地帯の稲作農家とそれらからの買い手との籾の取引実態を調査し、以下のことを明らかにした。買い手には、精米業者と仲買人の二業種の存在を確認した。精米業者が稲作農家と直接に、もしくは、間接的に籾の買取の契約を結ぶ形態がある。間接的な契約では、農協が仲介し、農協は買取の契約数量に応じた手数料を精米業者から得ている。両契約において精米業者が買取価格を作付前、もしくは、収穫前に提示するが、その価格に稲作農家が満足できず、他の買い手に売却することにより、契約した買取が履行されないこともある。仲買人は農家との直接取引、もしくは、ブローカー(購買代理人)を介した間接的取引により、買取をしている。ブローカーは仲買人から指示された買取価格を稲作農家に提示し、その価格で籾の集荷に努め、集荷量に応じた手数料を仲買人から得ている。また、同地帯の唐辛子農家とそれらの買い手との取引実態も調査し、次のことを解明した。買い手には、農協と仲買人が存在する。農協は農家の収穫毎にそこでの収穫量をその時に農協が設定する価格で買取りをしている。農協は組合員農家と非組合員農家から買取するが、組合員農家に限っては最低保証価格を設定している。仲買人も収穫された唐辛子に対する価格を農家に提示し、農家はその価格に満足すればその仲買人に売却している。仲買人はプローカーを介して農家から買取ることもあるが、この場合、仲買人はブローカーに買取価格と集荷上限数量を指示し、上限数量まで集荷量に応じた手数料を支払っている。稲作農家においても唐辛子農家にも取引で決められる価格と数量を買い手と交渉することによる取引交渉力の発揮行動、また、農家間で農産物の供給量を調整することによる市場支配力の発揮行動のいずれも見られなかった。そのため、これら農家側より価格支配力が発揮されることはない状況にあると考察した。計画していた日本産農産物の輸出における国際取引での価格支配力の計測結果を裏付ける輸出者と輸入者の取引の仕方、輸出者間の輸出量調整、輸入者間の輸入量調整の実態について解明する聞き取り調査を実施することができなかったためである。本年度は,りんご,牛肉,長いもの香港における輸出者群と輸入者群の取引市場の分析をした。このことにより,その市場における日本との競合国,日本産と競合国産の価格差を明らかにできた。また,取引市場の傾向としては,3品目とも日本産は数量と金額ともに増加しつつあることを解明した。価格支配力を発揮するためには,取引交渉力と市場支配力の両方を発揮する必要があることはすでに前年度までの取引関数の理論分析により示されていたが,顕著な価格支配力の発揮は日本産牛肉の輸入者群から見られ,日本産のりんごと長いもについては価格支配力は発揮されていないという結果が得られた。
模擬患者の拡張現実融合による穿刺訓練システムの構築と有効性評価

医療安全や医療の質改善が世界的に強く求められている。現在、医学教育・研修に開発されているシミュレータはマネキンモデルかコンピュータ仮想現実モデルに大別されるが、いずれも現実との乖離が大きく生身の患者とのギャップを埋めることができない。そこで本研究では模擬患者に対して仮想的に病態を再現する新しい医療訓練手法として穿刺手技訓練システムを提案する。模擬患者に仮想的に穿刺を行うことができ、その際の触覚を提示できる反力再現デバイスの提案・改善・評価を行った。このデバイスを用いた穿刺訓練シミュレータを構築した。模擬患者に対して非侵襲的に仮想穿刺を行うためには専用の反力再現デバイス(HNSP, Haptic Needle for Simulated Patient)が必要となる.HNSPは体表に接触した時点から針が収縮することで模擬患者を傷つけず,視覚的には針が体内へ挿入されている様子を再現する.初年度はこの反力再現デバイスHNSPの開発に注力した.最大提示反力,時間分解能,応力値分解能などの点において,複数の試験器を試作し比較評価した.デバイスの反力再現機構部は可能な限り小型で通常の穿刺針の形状に近づけるため,専用の圧縮機構を開発した.原理試作機を開発して原理確認を行ったあと,小型プロトタイプ機の試作を専門業者へ依頼した.また,これと平行して痛覚フィードバックの方法と,それに必要なハードウェアデバイスの開発を行った.模擬患者は仮想的に挿入されている針先端部の詳細な位置を把握していないため,針の挿入に伴う痛みなどの感覚を再現することが困難である.そこで,制御装置から模擬患者に対して痛み等の情報を遅延なく伝達する手法を提案した.デバイス開発と共に数理体型モデルの構築に取り組んだ.成人体型をモデル化し,身長,胸囲,腹囲,BMIといった模擬患者の外面的特徴を元に体型モデルを適合させ仮想人体と模擬患者の体型を近づける手法を確立した.数値モデルの構築には個人情報を排除した多人数匿名CTデータを利用した.昨年度までに開発した要素技術である,ハードウェア,ソフトウェア,数理モデルを統合し,医療手技トレーニングを実施できるシステムとして統合した.ここで,模擬穿刺針の空間的位置を検出するため高精度光学式3次元位置センサーを利用した.仮想穿刺針の位置と角度を制御装置が検出し模擬患者との接触判定を行う仕組みを実装した.模擬患者の位置と粗形状は最新の深度計測カメラを導入して計測した.針に伝わる触覚を再現するため仮想人体の組織モデルと針の間に発生する破断・摩擦を物理的に解析した.膜組織の破断など微細な触覚変化を再現するため高速な更新レートが要求されたため,物理演算を効率化しつつ並列処理アルゴリズムを導入して更新レート100Hz以上の処理速度と精度を実現した.物理シミュレーションに必要な物性パラメータの測定を行った.具体的には豚の臓器を摘出し,各臓器に計測針を挿入して物理パラメータを決定した。また、体表からの穿刺モデル構築については、皮膚の特性が豚とヒトでは全く異なるため、皮下脂肪層から計測を始めることで、各層を通過する物理パラメータを決定した。実験には千葉大学サイエンスパークセンターの動物実験設備を利用し、組織構造は同施設に保有するCTスキャン装置を用いて計測を行った。本研究の目的である,拡張現実型医療トレーニングシミュレータは高いリアリティ再現が重要となる.そのため,システムの完成度が評価に強く影響する.昨年度まで構築したシステムについて医師の評価の結果,再現反力範囲が不十分であること,またデバイスの見えが医療器具とかけ離れていることが強く指摘された.そこで平成27年度はまずシステムの改善に着手した.反力再現機構と制御回路を見直すことでノイズと時間応答性が改善した.また再現できる最大反力が12Nから25Nへと倍増した.また,反力再現構造を小型化し,実際の注射器内にほぼ全ての機構を収めることに成功した.さらに,前年度までは高い精度を有する三次元位置検出装置を用いていたが,サイズ面・価格面のコストが大きく,取り扱いに専門的知識を要することから,医療機関での評価実験が困難であることがわかった.そこで平成27年度は,三次元位置検出法を見直し,小型安価な計測器とセンサーを組み合わせることで十分な三次元位置精度を獲得した.最後に構築したシステムの有効性評価を実施した。手技は上腕の静脈血採血を対象とし,既存の模型モデル穿刺シミュレータと本研究で構築した拡張現実型シミュレータの比較評価を行い,提案した拡張現実型穿刺トレーニングの有効性を確認することができた.医療安全や医療の質改善が世界的に強く求められている。平成26年度の研究目標としていた2点の課題に対して概ね順調に成果を得ることができた.まず,医療手技トレーニングを実施できる統合システムを実装することができた.処理の効率化により最終的なシステムの更新レートとして110Hzを実現することができた.2点目として各種物性パラメータの測定を行った.実験豚の皮膚,脂肪,肝臓,血管のヤング率,貫通させた際の破断応力,針を挿入する際の摩擦力を計測することができた.医療支援システム平成27年度は構築したシステムの臨床的有効性評価を実施する。

評価対象は既存のマネキンモデル穿刺シミュレータとVRモデルシミュレータとする。手技は中心静脈穿刺、及び腰椎穿刺を対象とする。実験は2種類行い、まず経験豊富な医師による評価として、臨床で実際に穿刺する感覚と、シミュレータで再現された感覚がどれほど近似しているか(真正性)を評価する。また、研修医による評価として、マネキンモデルによる学習群と、VRモデルによる学習群、そして提案システムによる学習群にわけて、その学習効果の違いを定量的に解析する。この評価実験と平行して、システム拡張として超音波診断装置との統合を行う。超音波診断シミュレータシステムと本研究で提案する穿刺シミュレータを融合することで、超音波ガイド下の穿刺手技を模擬患者に対して実施するトレーニングシミュレータを構築する。初年度の研究目標としていた3点の課題に対して概ね順調に成果を得ることができた.まず,反力再現デバイスは3種類の機構を実装及び評価し,効率的で小型化が可能な機構を選定することができた.この機構を元に原理確認を遂行した.最終的に小型プロトタイプ機を完成させるまでに至った.2点目として模擬患者への情報伝達方法について,視覚的,聴覚的,触覚的な方法を比較検討し,遮蔽に強く,応答性にも優れた触覚的な情報伝達手法を提案した.3点目として数理体系モデルの構築が課題であったが,大規模匿名化人体構造データベースから人体構造の統計モデルを構築し,外見的特徴からの平均的な人体モデル生成アルゴリズムを提案した.今後はハードウェア,ソフトウェア,数理モデルを統合し,医療手技トレーニングを実施できるシステムとして統合する必要がある.ここで模擬穿刺針の空間的位置を検出するため光学センサーを利用する.仮想穿刺針の位置と角度を制御装置が検出し,模擬患者との接触判定を行う.模擬患者の位置と粗形状は廉価な深度計測カメラを使って計測する.針に伝わる触覚を再現するため仮想人体の組織モデルと針の間に発生する破断・摩擦を物理的に解析する.全体のデータ量が多くまた,膜組織の破断など微細な触覚変化を再現するには高負荷の計算が必要となる一方,スムーズな触覚提示のためには一般に500Hz以上という高速な更新レートが求められる.そこで物理計算を効率化し,また並列処理アルゴリズムを導入して,目標の処理速度と精度を実現する.次に物理モデルを構築するためには様々な組織を計測してモデルパラメータを決定する必要がある.検討中の案として実験豚の臓器を摘出し,各臓器に計測針を挿入して物理パラメータを決定する.また,体表からの穿刺モデル構築については,皮膚の特性が豚とヒトでは全く異なるため,皮下脂肪層から計測を始めることで,各層を通過する物理パラメータを決定する.実験には千葉大学サイエンスパークセンターの動物実験設備を利用し,組織構造は同施設に保有するCT, MRI装置を用いて計測する.
作物種子のリン富化技術

リン酸溶液に種子を浸漬してリン富化種子の作成を試みた。種・品種またpHでも異なるが、アンモニウム塩よりもカリウム・ナトリウム塩でのリン酸溶液で発芽阻害が起きにくかった。コムギでは、0.20.8MのNaH2PO4またはKH2PO4溶液で24時間浸漬する条件が良好であった。オオムギは1.2Mのリン酸溶液に浸漬しても発芽は阻害されず、NH4H2PO4も有望と思われた。ダイズでは浸漬後の再乾燥処理で発芽率が低下しやすく、0.2MのKH2PO4浸漬後、再乾燥時間を抑制するのが望ましい結果となった。このように処理したダイズ種子を用いて土耕栽培したところ、対照区の約1/3までリン施肥量を削減できた。コムギ・オオムギ・ダイズを対象に、各種リン酸溶液(ナトリウム塩・カリウム塩・アンモニウム塩)を用いてリン富化種子を作成し、その発芽率を調査した。コムギを0.2M0.6Mの各種リン酸溶液に浸漬した結果、酸性リン酸溶液の方がアルカリ性リン酸溶液よりも発芽率の低下は緩やかであった。用いたコムギ品種の中では、ニシノカオリの発芽率の低下が最も緩やかであった。また、ニシノカオリは再乾燥処理による発芽率への影響も小さかった。ただし、イワイノダイチとタマイズミでは再乾燥処理による発芽率の低下が認められた。ニシノカオリをさらに高濃度の0.8M1.2Mの酸性リン酸溶液に浸漬して再乾燥処理を行った結果、0.8Mにおいても発芽率は低下しなかった。オオムギを0.2M0.6Mの各種リン酸溶液に浸漬した結果、アンモニウム塩を除きリン酸溶液の濃度が高くなっても発芽率は低下せず、また再乾燥処理による影響も認められなかった。さらに高濃度のリン酸溶液に浸漬しても同様で、1.2Mでも全く発芽率低下が起こらなかった。ダイズを0.2M0.6Mのリン酸溶液に浸漬した結果、アルカリ性リン酸溶液では全く発芽せず、酸性リン酸溶液のうちナトリウム塩とカリウム塩で発芽率が比較的高く維持された。また再乾燥処理を行った種子では発芽率の低下傾向が顕著で、0.4M以上の濃度ではほとんど発芽しなかった。しかし、再乾燥期間が短い方が発芽率の低下程度は小さかった。そこで種子の再乾燥処理は出来るだけ短時間(12時間)にし、0.2M0.4Mのナトリウム塩とカリウム塩でさらに調査した結果、カリウム塩の方が発芽率の低下傾向は緩やかであった。以上の結果、コムギ・オオムギ・ダイズにおける適切なリン富化条件をおおよそ把握することができたので、リン富化種子による肥料削減効果を評価していく。リンは肥料の三大要素の一つであり、その原料であるリン鉱石は今世紀中にも枯渇する可能性が懸念されている。このため、作物の生産力を減少させずにリンの施肥量を削減する方策が強く求められている。そもそも、土壌に施肥したリンの大部分は土壌中のAlやFeと結合して難溶態リンとなるため、作物のリン肥料の利用効率は非常に低い。もし土壌を介さずにリンを作物に直接供給できれば、リンの施肥量を大幅に削減できるかもしれない。そこで本研究では、作物の種子や苗に高濃度のリン酸溶液を吸収させる処理で、土壌へのリン施肥量が削減可能かどうかを検証した。リン富化種子とリン肥料の土壌への局所施肥の組み合わせ効果を、コムギ(品種:農林61号)を用いて検証した。リン富化種子ならびに局所施肥はそれぞれ単独で植物の乾物生産力を同程度向上させた。ただし、その効果が発現する時期には違いがあり、局所施肥の効果は早期であるのに対してリン富化種子の効果は遅かった。しかし、両処理を組み合わせてもそれぞれの単独効果を凌駕するような相加作用を検出できなかった。その原因として、両処理効果の機構がともに根長促進することにあるためではないかと推察した。サツマイモ苗に高濃度リン溶液を与えてリン富化苗の作成を試みた。サツマイモ苗を土耕栽培した結果、リン施肥レベルにほとんど反応せず、リン富化苗の効果は確認できなかった。同時に、屋外の簡易オープントップチャンバー内でCO2濃度上昇に対する応答を調査したところ、高CO2がサツマイモ収量を2倍程度も向上させる結果が得られた。一方、コムギではリン処理の有無に関わらずCO2濃度上昇に伴う生長量・収量の変化を確認できなかった。コムギ栽培水田転換畑から採取した土壌(pH 4.9,トルオーグ可給態リン酸濃度132.0mgP2O5

/kg)を用いて、コムギ(品種:ニシノカオリ)に対するリン富化処理の影響を調査した。リン施肥レベルをポット当たり過リン酸石灰を0、0.19g、0.57g(順にP2O5として0、0.03、0.1g)の3段階を設けた。地上部乾物重においては、リン富化処理、リン施肥レベルおよび両者の交互作用、いずれにおいても有意な変動を検出することができなかった。コムギ(品種:あやひかり)を用いた圃場試験を実施した。圃場を1.0m×1.2mの12区画にわけ、それぞれの区画に苦土石灰、尿素、塩化加里を同量散布した。リン施肥については過リン酸石灰を施肥した区画と施肥しない区画をそれぞれ設け、種子はリン富化種子と無処理種子の2処理を用意した。収穫量を調査した結果、リン施肥の有無による差異が検出されず、リン施肥に対する応答を確認できなかった。一方、リン富化処理は地上部乾物重や収量を15%程度減少させた。これらの結果、リン欠乏でない圃場でのリン富化処理が負の影響をもたらす可能性が示唆された。ダイズ種子のリン富化条件を探索した。0.2MのKH2PO4溶液では発芽率の有意な低下が検出されず、0.3MではpHを7に調整した場合に著しく低下した。そこで、0.2MのKH2PO4溶液にダイズ種子を浸漬してリン富化種子を作成した。無処理種子との比較をコムギ後の圃場で試みた結果、リン富化処理ならびにリン施肥の有無によっても収量に有意な変化を確認できなかった。ダイズ種子に対するリン富化処理の影響を、異なるCO2濃度条件下でも検証したが、有意な変動を検出できなかった。以上の結果から、ダイズに対するリン富化処理は有効でない可能性が示唆された。当初の計画では、各種リン酸塩を用いて、リン富化種子作成条件を探索する予定であった。コムギ・オオムギ・ダイズを対象に条件探索を順調に進めることができたので、おおむね順調に進展していると判断した。25年度が最終年度であるため、記入しない。概ね当初計画したスケジュールに沿って研究を実施できている。ただし、当初の期待された処理効果を十分に検出できていない。もちろん、ポジティブな効果だけが研究成果ではないので、ネガティブな面も含めた総合的な知見を得るよう研究を進めていく。今後は、作成したリン富化種子がリン施肥量の削減にどれだけ有効なのかを評価する。すでにコムギでは、その栽培試験を一部開始しているが、さらにダイズでもその効果を評価する予定である。処理効果を十分に検出できない理由は、リン富化処理に伴う発芽の障害にあると思われる。特にダイズにおいては、発芽しても種子(子葉)が障害を受けた例をいくつか観察している。これは、種子を溶液に浸積させることで種子が急激に吸水して裂けてしまうためかもしれない。今後の課題として、種子を吸水させる際の方策を検討する。具体的には、溶液に浸積するのではなく、溶液を溶解させた寒天培地や濾紙上で緩やかな吸水を試してみる。
発泡培養によるバイオプロダクツの効率的生産に関する研究

本研究は、発泡現象を有効、効果的に利用することをねらいとした型式の泡制御培養装置、すなわち遠心力により回転円板から飛散する液粒子の衝突作用を利用する回転円板型機械的消泡装置(MFRD)を装着したバイオリアクターによるバイオプロダクツの効率的生産法の確立を目的としたものである。まず、発泡性基質を用いる好気性微生物反応における気液接触面積の重要性を、消泡剤(AF)添加の有無による振盪培養によって得られた結果を基に指摘した。すなわち、ガス吹き込み式バイオリアクターを用いる発泡性微生物反応ではAFを用いることなく、発泡による気液接触面積の増加現象を有効に利用した方がよいことを明らかにした。次いで、パン酵母、大腸菌といった菌体生産について、MFRDを装着した気泡塔型バイオリアクター(BCB)および攪拌槽型バイオリアクター(AAB)による発泡培養を行った。機械的泡制御培養系における基質の消費ならびに増殖は、AF添加培養系と比べ、順調に進行することが確認された。また、AF添加培養系との生産性ならびに動力効率の比較において、本型式バイオリアクターによる発泡培養の優れていることを明らかにした。さらに、発泡を伴う代謝生産物の生産プロセス、すなわちバクテリアによる酢酸発酵プロセスへMFRD装着AABを応用した。MFRDは酢酸発酵における発泡の制御にも有効であることが証明された。また、本型式バイオリアクターによる発泡培養では、AF添加培養系に比べ、酢酸生成収率が高く、発酵時間も大幅に短縮できることを明らかにした。本研究で得られたこれら一連の知見は、バイオプロダクツの効率的かつ経済的生産に適した発泡培養の操作、設計に対して、意義のある実用的指針として役立つものである。まず、パン酵母、大腸菌等の好気性微生物反応における気液接触面積の重要性を定接触面積型の振盪培養法により検討した。次いで、発泡による気液接触面積の増大が期待されるMFRD装着気泡塔型バイオリアクター(以下、BCBと略記)を用いて、機械的泡制御下におけるパン酵母の発泡培養を試みた。更に、機械的消泡系と消泡剤添加系におけるパン酵母の培養特性の違いを投入動力の大きさと関連づけて検討・考察を行った。往復並びに回転振盪培養では微生物の増殖・代謝に及ぼす消泡剤(5種類変化)の影響はほとんどないこと、言い換えれば、消泡剤を添加したガス吹き込み式リクターの性能の低下は気泡の合一による気液接触面積の減少に基づく酸素移動速度の低下によるものであり、ガス吹き込み式リアクターを用いる発泡性微生物反応では、消泡剤を添加することなく、発泡による気液接触面積の増加現象をむしろ有効に利用した方がよいことをまず明らかにした。次いで、MFRD装着BCBでは消泡剤の添加なしに泡制御下でパン酵母の培養が可能であること、また消泡剤添加系との培養特性の比較については、同一通気量において機械的消泡系の方が、十分な酸素供給が行われ、エタノールの消費並びに菌体の増殖も速やかであることを明らかにした。更に、全投入動力を等しくした場合の両操作系の培養経過の比較については、機械的消泡系の方が菌体は順調に生育し、増殖の動力効率も高いことを明らかにした。

次いで、パン酵母、大腸菌といった菌体生産について、MFRDを装着した気泡塔型バイオリアクター(BCB)および撹拌槽型バイオリアクター(AAB)による発泡培養を行った。機械的泡制御培養系における基質の消費ならびに増殖は、AF添加培養系と比べ、順調に進行することが確認された。また、AF添加培養系との生産性ならびに動力効率の比較において、本型式バイオリアクターによる発泡培養の優れていることを明らかにした。さらに、発泡を伴う代謝生産物の生産プロセス、すなわちバクテリアによる酢酸発酵プロセスへMFRD装着AABを応用した。MFRDは酢酸発酵における発泡の制御にも有効であることが証明された。また、本型式バイオリアクターによる発泡培養では、AF添加培養系に比べ、酢酸生成収率が高く、発酵時間も大幅に短縮できることを明らかにした。本研究で得られたこれら一連の知見は、バイオプロダクツの効率的かつ経済的生産に適した発泡培養の操作、設計に対して、意義のある実用的指針として役立つものである。
火山成塊状硫化物鉱床のテクトニックセッティングに関する研究

火山成塊状硫化部鉱床のテクトニックセティングを明らかにするため、1)関東山地及び天竜川地域の三波川帯、2)南部フォッサマグナ、3)コロンビア共和国エルロブレ鉱床地域の火山岩類、あるいは火山岩類を源岩とする変成岩の地球化学的研究を行った。関東山地及び天竜川地域の三波川帯御荷鉾帯を含む三波川帯塩基性片岩の源岩はソレアイト系列、カルクアルカリ系列及びアルカリ玄武岩系列の岩石を含む。いずれも背弧海盆において生成したものであり、P-MORB型背弧玄武岩、N-MORB型背弧玄武岩、T-MORB型背弧玄武岩及び島弧型玄武岩の4タイプに分類できる。三波川帯中に胚胎する別子型塊状硫化物鉱床は背弧海盆におけるこれらマグマ活動に伴う熱水作用により形成されたと考えられ、N-MORB型玄武岩に密接に伴って産する。南部フォッサマグナ南部フォッサマグナはかってグリーンタフ帯と見なされていたが、近年太平洋プレートがフィリッピンプレートに沈み込むことにより形成された古伊豆弧が本州弧に衝突したものであるというコンセンサスが成立している。本研究では丹沢山地、巨摩山地、御坂山地の火山岩類の地球化学的研究を行い、これらの岩石が主弧及び背弧で生成され、ソレアイト系列とカルクアルカリ系列の岩石を含むことを明らかにした。御坂山地の宝塊状硫化物鉱床は主弧で形成された安山岩質岩石に密接に伴って産する。エルロブレ鉱床地域北部アンデス造山帯西部山脈を構成する白亜紀付加帯中の緑色岩類及びこれと同成的なエル・ロブレ火山成塊状硫化物鉱床は、海洋性前弧-島弧-背弧系(Supra-subduction zone)において形成された。白亜紀におけるコロンビア背弧発達-閉鎖の過程で、背弧拡大軸が島弧に接近し、拡大軸下のマントルダイアピル中に島弧成分が混入するステージでエル・ロブレ鉱床が生成したと考えられる。別子型塊状硫化物鉱床のテクトニックセッティングを明らかにする事を目的として、関東山地鬼石断層以西および佐久間ダム以南天竜川流域三波川帯の地質調査・試料採取を行い、緑色片岩および御荷鉾緑色岩を関東山地153試料、天竜川地域106試料についてXRFおよびICPによる主成分分析、希土類元素を含む微量成分分析を行った結果、次の事が判った。(1)関東山地西部のの三波川帯は主として泥質片岩と6層の緑色片岩および御荷鉾緑色岩からなるが、鉱化作用は微弱で、僅かに和銅年間と第二次世界対戦直後の採掘記録がある程度である。南部天竜川地域も同様に主として泥質片岩と緑色片岩からなるが、御荷鉾緑色岩を欠く。しかしこの地域にはかつて盛大に操業された久根・峯の沢両鉱床を産する。(2)いづれの地域の岩石も主成分的にはソレアイト、カルクアルカリおよびアルカリ岩系からなり大部分塩基性岩であるが、少量のピクライト質岩、極少量の中性酸性の岩石を含む。(3)微量成分分析からは、これらの岩石の大部分は背弧海盆的な性質を示すが一部に島弧火山岩の特徴を示すものがあり、島弧-背弧系の産物である事が判る。しかし前弧火山岩は認められない。

(4)アルカリ岩系の岩石は関東山地に多く産し、地球化学的にP-MORBおよびT-MORBに類似する。これは一部でマントル深部からマグマが供給され背弧拡大軸から噴出した事を示唆する。(5)御荷鉾緑色岩と三波川緑色片岩には、基本的な差はないが、前者に島弧火山岩が多い傾向がある。(6)天竜川地域の緑色片岩は関東山地のものに比較してSiO2 50%以下のものが多く、軽希土類元素の乏しい典型的なN-MORBに類似した岩石を多く産する。南部フォッサマグナは伊豆マリアナ島弧系が本州に激突したものであると言う説は現在ではほぼコンセンサスが得られている。南部フォッサマグナは巨摩山地、御坂山地、丹沢山地等からなるが、御坂山地にのみ火山成塊状硫化物鉱床の産出が知られている。地質時代の伊豆マリアナ島弧系とこれに伴う火山成塊状硫化物鉱床のテクトニックティングを明かにする事を目的とし、本年度は丹沢層群火山岩類の地球化学的研究を行った結果次の事が明らかになった。1)丹沢層群火山岩類は、全岩主成分組成・単斜輝石組成から、ソレアイト系列およびカルクアルカリ岩系列に属する。2)また、Ba+REEパターンの特徴から、Dタイプ(高Ba/Ce、低Ce/Yb)とEタイプ(低Ba/Ce、高Ce/Tb)の二つに分類できる。Dタイプ火山岩は典型的な島弧ソレアイトおよびその分化物であると考えられるに対し、Eタイプ火山岩は島弧ソレアイトとE-MORBあるいは背弧玄武岩の中間的な特徴を持っている。3)Eタイプ火山岩は島弧マグマ中に背弧拡大をもたらすようなE-MORB的マグマが混入した事により生成したマグマを起源とすると考えられる。4)層準別に各タイプの火山岩の産出状況を考えると、丹沢層群の火山活動は五つのステージに区分できる。ステージ1,3,5はDタイプ火山岩の活動の優勢期であり、ステージ2,4はEタイプ火山岩の優勢期である。Dタイプ活動期からEタイプ活動期への移行は、島弧マグマ中へのE-MORBソースマントルダイアピルの上昇によると考えられる。一方、Eタイプ活動期からDタイプ活動期への移行は、背弧拡大二よって島弧マグマとE-MORBマグマが完全に隔離したために起ったと考えられる。5)南部フォッサマグナ他地域(御坂山地、巨摩山地)と共に、現世の伊豆弧と比較すると、丹沢山地は火山フロントに相当する七島海嶺に、御坂山地は背弧凹地に相当するスミス凹地または八丈海盆に、巨摩山地は旧火山フロントに相当する西七島海嶺に、それぞれ対応する可能性がある。南部フォッサマグナについて昨年度は丹沢山地に関する研究を報告したが、本年度は巨摩産地および御坂山地の火山岩類の地球化学的研究と御坂山地宝鉱床付近の母岩の変質に関する研究を行った。前年度の丹沢山地の研究成果をふまえて、研究結果をまとめると次のようになる。南部フォッサマグナの形成過程ステージ1:島弧活動の初期にあたり島弧ソレアイトの活動が起る、これは小柳川古関川寄沢の各累層にあたる。ステージ2:御坂山地を中心として背弧活動が始まり、丹沢山地はこの時期の火山フロントに相当する。御坂山地の芦川累層,丹沢山地の四十八瀬川累層の堆積はこの時期にあたる。ステージ3:背弧拡大に伴い火山フロントである丹沢地と背弧リフトの距離がはなれて行く。西側の巨摩産地は沈み込み層から遠ざかりマグマ活動を停止する。東側の島弧の火山活動はソレアイトからカルクアルカリ系列に移行して行く。ただし背弧の火山活動が何処で行われたかは、現在のところ判明していない。ステージ4:島弧の火山活動が主体で背弧の活動が殆んど認められない。宝鉱床はこの時期の生成である。宝鉱床の母岩の変質鉱床付近の火山岩類は多種類の二次鉱物を海底変成作用により生成している。