hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
台湾集集地震の震源域付近の地盤および構造物の動的挙動に関する実証的調査研究

一方、台湾中央気象台は一早く得られた強震観測データを公開したので、これらのデータに基づき強震動の特性と構造物の非線形動的挙動との関係について分析した。その結果、兵庫県南部地震と比べ2地点以外の記録はその構造物破壊能は相対的に低く、日本と同等レベルの靭性が与えられていればあれほどの被害はでなかったものと推測された。本年度の現地調査では地盤のアレー微動観測とともに構造物の微動も計測しており、今後構造物の現実的なモデル化に利用する予定としている。本研究は、近代的な強震観測機器によって貴重な記録が得られた台湾集集地震を対象に、内陸性の大地震による震源域での構造物の崩壊メカニズムを多角的に解明するため、地震動の特性と構造物の特性を現地での振動計測によって実証的に把握し、わが国の兵庫県南部地震の際の研究結果と比較することによって、その地震動特性と構造物特性の違いがもたらす崩壊メカニズムの差異について検討しようとする調査研究である。このため、まず被災地の強震動特性をその地盤構造調査結果に基づき分析し、特に被害の甚大であった被害建物集中地域の強震動を観測強震動と推定地盤構造から推定することを考える。昨年度は2週間にわたり現地調査に赴き、震源域の広い領域でアレー微動観測および単点微動観測を実施し、台中盆地全体の構造を明らかにするための情報を収集した。また台湾中央気象台の公開した強震観測データに基づき強震動の特性と構造物の非線形動的挙動との関係について分析した。また構造物についても微動計測を行い、その振動特性を把握した。今年度はこれら昨年度収集したデータの分析を行うとともに、台中盆地と同様に深い構造による大きな地震動増幅が予測され、万一大地震が発生した場合には台中市とは比較にならないほど甚大な被害が出るものと危倶される台北盆地にターゲットを移し、台北盆地を東西に横切る側線上の5地点にアレーを展開し、微動計測を実施した。その結果、やはり西側に行くほど深い盆地構造をしていることが示唆された。今回の観測結果により従来400mまでしか把握されていなかった台北盆地のより深い構造が明らかになるものと考えられる。これらの研究と平行して震源の複雑な破壊過程を把握する震源インバージョンも実施され、北部で大きなすべりがあったことがわかった。このように、本研究により震源特性とサイト特性を組み合わせて震源域での強震動分布を再現し、それをもとに被害分布を再現するための実証データが整ったといえる。
ガム咀嚼が情動反応に及ぼす影響

人を対象とした研究において咀嚼がストレス緩和に有効であるとの報告は少なくない。しかしその神経生理学的メカニズムに関しては,不明な点が多い。そこで今回,ガム咀嚼のストレス緩和の効果を検討するため,ストレス刺激として神経心理学の分野で幅広く使用されているThe International Affective Digitized Sounds-2(IADS)を用いて検討を行った。本研究の結果,ガム咀嚼はIADSによる不快音刺激時のα波を増大させ,また前頭前野の活動性に影響を与える可能性が示唆された。自律神経系および心理学的検討においても不快な反応を軽減する傾向が示唆された。複雑な情報化社会の進展により増加するストレスは、多くの社会問題を引き起こし、その原因の解明とストレッサーへの対応は、心身の健康を維持する上で重要である。下顎の偏位や咬合干渉がストレッサーとして働くことが報告されている。一方で、ストレッサーの除去、軽減に対して噛みしめや、咀嚼が重要な役割を果たすことはこれまで多くの研究により解明されつつある。その中でも、ガム咀嚼はその有用性および簡便性から多くの支持を受けている。しかし、その神経生理学的なメカニズムに関しては、不明な点が多い。そこで今回、ガム咀嚼のストレス軽減に対する効果を、ストレスの認知、制御に中心的な役割を示す前頭前野の脳活動を含め多方面より検討することを目的に本研究を企画した。被験者は、研究について同意の得られた約20名の健康成人とした。課題としては,これまでの多くの研究において安全性が確立され、かつストレスと認知されている連続計算および寒冷刺激を用いた。ガムは、ロッテガム研究所の協力を得て中等度の硬さの無味のガムを用いた咀嚼を行う。脳活動状態の評価は課題遂行時の前頭前野脳活動について,自律神経系機能の評価は心電図の周波数解析を行いLF/HF比を,免疫系の指標には唾液のコルチゾール濃度を用いた。被験者の実験前後の心理状態について,日本版STAIの状態不安尺度による評価を行う。課題に対する感情評価は課題後に,「覚醒」および「快適」の2項目について回答を得た。ストレス社会において、ストレスの除去・軽減に対し噛みしめやガム咀嚼が重要な役割を果たすことが多くの研究より解明されつつあるが、その神経生理学的なメカニズムに関しては不明な点が多い。そこで今回、国際感情画像・音響刺激(IAPS,IADS)より選択した快・中立・不快刺激提示に対する下顎偏位の方向、移動量、持続時間の影響を、ストレスノの認知、制御に中心的な役割を果たす前頭前野脳活動への影響を含め、多方面より検討することを目的とし企画した。被験者は研究について同意の得られた健康な成人とした。下顎偏位装置としてスプリントを応用したゴシックアーチ描記装置を改良したタイプを使用した。位置規定板は、中心位での検討をおこなった。タスク課題には感情価と強度の二次元を軸に構成されているIAPS,IADS刺激より、戦争・暴力・セックスに関するものを除外し選択した快、中立、不快それぞれ15の刺激をランダムに示す視覚刺激提示ソフトウエアSpStim2にて作成し実施した。脳活動状態の評価はNIRS:光イメージング脳機能測定装置Spectratech OEG-16を用いて、課題遂行時の前頭前野脳活動について検討した。自律神経系機能の評価は心拍変動の周波数解析(チェック・マイハート)にてLF/HF比を指標とした。免疫系の指標には唾液コルチゾール濃度を用いた。被験者の実験前後の心理状態について、日本版STAIの状態不安尺度による評価を行い、質問紙は5段階で評価するスケールを採用した。また、感情評価を10段階のVAS値を用いて評価した。ストレス社会において、ストレスの除去・軽減に対し噛みしめやガム咀嚼が重要な役割を果たすことが多くの研究で解明されつつあるが、その神経生理学的メカニズムは不明な点が多い。そこで今回、国際感情画像刺激・音響刺激(IAPS<IADS)より選択した快・中立・不快刺激提示に対する下顎偏位の方向、移動量、持続時間の影響をストレスの認知、制御に中心的な役割を果たす前頭前野の活動への影響を含め、多方面より解析することを目的とし企画した。位置規定版は中心位での検討をおこなった。タスク課題には感情価と強度の二次元を軸に構成されているIAPS,IADS刺激より、戦争・暴力・セックスを除く快・中立・不快それぞれ15の刺激をランダムに示す視覚刺激提示ソフトウエアSpStim2にて作成し実施した。自律神経系昨日の評価は心拍変動の周波数解析(チェック・マイハート)にてLF/HF比を指標とした。これまで、被験者によりストレスに対する耐性が異なることならびに被験者の集中の度合いにより、ベースとなる前頭前野における組織ヘモグロビンを濃度・組織酸素飽和度が安定せず測定の精度に疑問があった。

そのため、測定数を増やした結果、安定したデータが得られるようになっている。解析方法はさらに検討をおこなっていきたい。超高齢社会を迎える我が国にとって認知症患者の増加は大きな問題である。一方、適切な咀嚼は脳機能の維持・改善に繋がるとされている。そのため、咀嚼の重要性がこれらの点からも注目される。これまでヒトにおいても咀嚼、咬合の認知機能へ及ぼす影響も検討されてはいるが、その神経基盤に関しては十分には解明されているとは言えない。そこで咀嚼が認知機能へ及ぼす影響について、ストループテストを課題としNIRSを用いて検討を行った。4つのレスト(30秒)および3つのタスク(30秒)からなるブロックデザインを用いて、タスク時のガム咀嚼有無の2条件でストループテストを行った。測定評価項目としては、ストループテストの回答反応時間、正答率、前頭前野のヘモグロビン酸素化状態、脈拍数、感情評価とした。前頭前野背外側部の酸素化ヘモグロビンの状態計測にはfNIRS(OEG-16: Spectratech)感情評価にはState-Trait Anxiety Inventory-FormJYZ(STAI)とVisual Analog Scale(VAS)、脈拍計測にはパルスオキシメーターを用いた。測定は、約30分の安静の後行い、ガム咀嚼は自由に行わせた。その結果、ガム咀嚼なしに比べガム咀嚼ありでは、ストループテストの回答反応時間は有意に短縮し、正答率は上昇した。また前頭前野部の酸素化ヘモグロビン濃度は有意に増大した。脈拍数はガム咀嚼により増加した。感情評価では不安度の減少が確認された。ガム咀嚼は認知課題の実行に重要な前頭前野の活動性を向上し、その為ストループテストの回答反応時間を短縮させたものと考えられ、本研究の発展は今後咀嚼と認知機能との関連の解明の一助になると考えられ、認知機能の維持増進に対する咀嚼の重要性を示唆するものと思われる。人を対象とした研究において咀嚼がストレス緩和に有効であるとの報告は少なくない。しかしその神経生理学的メカニズムに関しては,不明な点が多い。そこで今回,ガム咀嚼のストレス緩和の効果を検討するため,ストレス刺激として神経心理学の分野で幅広く使用されているThe International Affective Digitized Sounds-2(IADS)を用いて検討を行った。本研究の結果,ガム咀嚼はIADSによる不快音刺激時のα波を増大させ,また前頭前野の活動性に影響を与える可能性が示唆された。自律神経系および心理学的検討においても不快な反応を軽減する傾向が示唆された。被験者によりストレスに対する耐性が異なることならびに被験者の集中の度合いにより、ベースとなる前頭前野における組織ヘモグロビン濃度・組織酸素飽和度が安定しないため測定の精度に疑問を残すことがあり、測定数が増えている。被験者はボランティアのため数を集めるのが難しいこともあげられる。また、近赤外分光法(NIRS)における前頭皮質の活動部位を同定し、その機構の解明の一助とするため、NIRS測定時のチャンネルの3次元的位置情報をFN-1000(3Dプローブ位置計測システムトプコンテクノハウス)などにより正確に行うことを取り入れつつあるため。
「学級力」を基盤とした学力向上モデルの構築

本研究では、「学級力」を基盤とした学力向上モデルの構築」という課題の下、子どもの社会集団である「学級」の力を活用し、「社会的つながり」を自ら維持・発展できるように教育・指導を行うことで、広い意味での学力を向上させることができると考えた。特に、「学級力」の基盤形成としての哲学リテラシーの育成が重要であり、子どもの主体性を尊重しながら活動することや、子どもに話し合わせ、決めさせることが学力向上に結びつくのではないかと考えた。また、こうした教育実践を可能にするためには、子どもと教師の関係性を再構築し、新しい学習指導のスタイルを開発していくことが必要であると考えた。本研究は「学級力」を基盤として,クラス全体の心理・社会的能力と市民性を高める教育プログラムを開発することで,学級全体の学力を向上させることができる実践モデルを構築することを目的とした。研究2年目の2012年度は、健康教育および市民性の向上に関する教育実践事例を通して、学力形成の基盤となる学校や授業のあり方について検討した。具体的には、健康教育を中心に取り組んできた学校の事例では次のようなことが明らかになった。すなわち、安心や安全をキーワードにして学習環境を整えることや、子どもの内面を育てる言語環境を大切にして学校運営や授業を展開すると、学校全体が,年々落ち着いてくるといった結果が得られた。また、こうした学校では、全校集会で何かしたり,学校行事で何かしたり,子どもたちがどの子も一生懸命頑張っている様子がうかがわれ、全体的に学力にも良い影響を与えているということが確認された。また、市民性を高めるために近年、広がりを見せている哲学教育について研究を深めた。そこでは、答えが一つに決まらない問題で、さらに子ども自身や我々が日頃考える余裕のない問題を教室の中において、子ども同士で探究することの重要性が指摘された。これは、「哲学対話教育」と呼ばれるものであるが、一般的な問題を文脈に則して考える、あるいはそこから脱文脈化して文脈の中にある問題を一般化して考えるということは、思考力や相手の言っていることを理解して考えるというケアリングの効果があるということが指摘された。次年度はこうした実践例をもとに、以上のような集団の力を活かした教育実践がどのように学力と結びついているのかについて研究を深めたいと考える。本研究は学級づくりを通して,クラスの子どもたちの集団の力を高め,集団の教育力を学力向上と結びつける実践モデルを構築することが目的であった。研究最終年度の2013年度は、これまでの研究成果を学力向上モデルと結びつけ、子どもの学習指導の方法について検討した。具体的には、2000年以降、教育分野で重要視されてきた学習科学の知見を参考にしながら、教師も子どもとともに「主体」であるという「主体ー主体」関係にもとづく教育実践の方策について考究した。そこでは、「選択する」ことや「期待される」ことのほうが子どもは意欲的に活動に取り組み、結果として高い成果(学力の向上)が得られるという点や、教師は「働きかけること」よりも「応答すること」のほうに注意を向けることが重要であるという点などを確認し、従来の指導方法を転換することも必要であると考察した。また、子どもの「できる」「できない」という点を評価するよりも、「子どもの内面を見つめる」ことが重要であるという評価論の転換についても検討した。すなわち、こうした子どもへの働きかけ(評価活動)が、子どもの内言の成長に結びつき、いずれ自律的に学習する子どもへと成長すると考えられた。ただし、こうした指導は時間がかかることも多く、数値化しにくいことも議論された。そして、こうした働きかけは、適度なタイミングで働きかけることが必要であったり、精選された言葉の選択が求められ、教師には状況に応じて自らの指導方法を柔軟に変化させていくことが求められた。そのため、以上のような指導方法を確立するためには、学級づくりと学力向上との関係を質的に分析する方法を確立していくことが必要であると考えた。本研究は「学級力」を基盤として,クラス全体の心理・社会的能力と市民性を高める教育プログラムを開発することで,学級全体の学力を向上させることができる実践モデルを構築することを目的とする。そのために,これまでさまざまに実践されてきた生徒指導・健康教育・特別支援教育・道徳教育の内容と方法を一体化し,学力向上のための「学級力」を高める理論と教育方法を検討する。具体的には,本研究では「学級力」を基盤とした学力形成モデルの構築のために,平成23年度は元小学校教諭等から実践報告をしていただき、その中でどのような活動を教育実践で展開すれば学力につながる学級づくりができるのかについて検討した。そこでは、(1)肥沃な土壌の中で生まれる「意欲」がとても重要であること、(2)教室の中の学びで終わりにしない実践展開が大切であること、(3)学ぼうとする力も含めた学力形成を教師が全体的に目指していることが大切であることが指摘された。

また、国語科で鍛える子どもの基礎学力も重要であるが、それだけではなく、「国語の力は総合的な学習の時間や特別活動の中で生きる」こと、また、「特別活動で子どもたちの力が試される」ことが大切であると指摘された。そして、総合的な学習の時間や特別活動では、(1)生徒自身で企画をする特別活動と(2)異年齢集団で学びあう活動が効果的であることが報告された。こうした平成23年度の研究の成果をふまえ、平成24年度には健康教育や生徒指導といった個別の分野で活躍している教師に話を聞くことが必要であると考えている。研究会を2回行い、研究成果をまとめた。次年度に続く課題についても、整理できている。教育実践の事例報告会を開催し、そこで報告されたものを文書化することができた。次年度につながる研究成果が残せたから。25年度は研究成果をまとめ、哲学的対話教育プログラムの作成に着手する。今後、健康教育や生徒指導、道徳教育、特別支援教育などの分野で活躍している教師の実践を集め、そうした実践づくりを共同開発しながら、それらの教育実践が子どもの学力形成にどのように影響しているのかについて検討することが必要。研究調査のための旅費および研究会開催等にかかる謝金などを計上する。平成24年度は、健康教育や生徒指導、道徳教育、特別支援教育などの分野で活躍している教師の実践を集めるために、国内調査旅費を多く計上し、実践収集に努めたい。その過程で、実践を共同開発できる現場とつながり、教材開発などを行えると良いと考えている。
褥創形成に関する『ずれと摩擦』要因の実証的研究

褥創形成リスクファクターの一つである「ずれと摩擦」について検討した。とんど取り上げられてはいなかった。本研究では、褥創形成しやすい、つまり臥床している人、車イスを必要とする人の生活のすべてに「ずれと摩擦」が起こっていることが明らかになった。「ずれと摩擦」は患者の生活を拡大しようとするほど生じ、看護の行為にも伴っても生じる。特にベッドのギャッジアップ時は、肩甲骨部に、最も広い範囲で起こっていることが明らかになり、ベッドのギャッジアップ時の対策が必要であると言えた。その際、ファウラ-位よりセミファウラ-位が「ずれと摩擦」軽減になり、頭部を挙上する角度に応じた脚の挙上角度を設定することに効果がある事が示唆された。仙骨部においては、ベッドのギャッジアップの角度の大きさにより、圧迫の大きさは増大したが「ずれと摩擦」とはことなった。このことより、仙骨部においては除圧、肩甲骨部においては「ずれと摩擦」予防が褥創予防ケアに重要なことが明らかになった。また、これまで「ずれと摩擦」が起こっていること捉える方法が見出されていなかったが、本研究によりフィルムシート、体圧測定装置のシステムにより可能であることを見出だした。また看護実践の場では、看護者が褥創予防のために「ずれと摩擦」を軽減しようとする意識が他の褥創形成リスクファクターへの関心より低いことも明らかになり、啓蒙、教育が必要である事も明らかになった。以上の成果から、本研究プロジェクトは「ずれと摩擦」を助長する骨突起や、体位変換技術の検討へと、さらに発展させている。褥創好発する日常生活機能レベルの低下した老人を対象に,「ずれと摩擦」の要因の関与を検討する実験を行い,その結果を以下のように得た。1.対象:石川県にある定員120名の特別養護老人ホームに入所している77才90才の老人8名。うち、既に褥創を有している老人は4名であった。8名の褥創形成予測スケールであるブレーデンスコアは23点満点中1217点である。2.方法:対象に車椅子で1時間の座位を保持してもらい,その時間内の体圧分布の変動と体動の頻度を測定し,褥創形成している老人としていない老人の特徴を導き出した。各々の測定方法は,既有の体圧分布測定装置の使用と,測定者の観察である。データ処理は,本研究助成金によるコンピュータにより統計的処理を行った。3.結果:褥創を形成していた老人は,形成していない老人より(1)褥創形成危険圧である32mmHgのかかる面積や,体圧が大きいこと,(2)部位によって最大体圧のかかる場所が,ずれる大きさが大きいこと(3)体動回数が,約3.5倍大きいこと,(4)部位をこきざみに移動させていることが,明らかになった。4.結果より得られた示唆:車椅子に座位をとれる程度の身体機能レベルにある老人の褥創形成には,「ずれや摩擦」が,褥創形成に関与する大きな要因であることが示唆された。なお,当該年度予定である健康人対象の体位変換時の「ずれと摩擦」現象の実験は順調に続行中である。本研究である「ずれと摩擦」の実証に取り組んだ。これまでに老人病棟では,車椅子座位が可能な患者や褥創好発部位を引きずるように移動動作をする片麻痺患者にも,寝たきりの患者と同じように褥創が好発することを明らかにしてきた。本年度は,この現象に「ずれと摩擦」が存在しないかについて検討した。

結果,車椅子座位が可能な老人患者において,不良姿勢を自分で補正しようと体動する頻度が高い患者に,より尾骨部の褥創が発生し,その部位の最大圧のかかる部位の面積移動が大きいことを明らかにした。また,定量的に「ずれと摩擦」状態を観察,検討するためにシ-ツの皺に着眼し,ベッド挙上の際に発生するシ-ツの皺の程度と,褥創発生の関与について検討した。皮膚血液量と皮膚血流量を用いて実験した結果,ベッド挙上し同一体位をとっている場合にできたシ-ツの皺が,皮膚組織の「ずれと摩擦」を引き起こしていることが示唆された。更に,表皮,真皮に限界される褥創も多々あるということが今回の実験により明らかにされ,深部組織と皮膚組織の圧迫による負荷は異なったメカニズムによって発生しており,皮膚組織は深部組織より低い圧力により負荷をうけることも明らかにした。前年度の結果、車椅子使用している高齢者において、体位移動を頻繁に行う人に褥創発生がみられた。体位移動とずれと摩擦の関係が示唆され、7年度はずれと摩擦を客観的指標により証明した。客観的指標には、圧力測定フィルムシート(富士写真フィルム)、および体圧分布測定装置を用いた。また、ずれと摩擦の起こる場面としては、車椅子座位、ベッド挙上(ギャッジアップ)を用いた。結果、仙骨部では、ベッド挙上(ギャッジアップ)の角度が大きくなるほどかかる圧力が大きくなり、肩甲部では広い範囲のずれと摩擦が観察された。ベッド挙上(ギャッジアップ)は水平仰臥位とは異なり、肩甲部にはずれと摩擦の負荷がかかり、仙骨部には圧迫の負荷が大きいことが明らかになった。また仙骨部でのベッド挙上(ギャッジアップ)の角度が大きくなるほどかかる圧力が大きくなる傾向はエアマットレスでも確認された。肩甲部はセミファウラ-位を活用し、頭部の挙上角度に応じた脚(膝)の挙上角度を設定することにより「ずれと摩擦」の軽減されることが明らかになった。また、ずれと摩擦が起こりやすい肩甲部にベッド挙上(ギャッジアップ)時にシ-ツのしわと皮膚のしわ跡、発赤が実験的に観察され、シ-ツのしわが「ずれと摩擦」の指標になり得る事が示唆された。このしわは、血流状態にも影響を及ぼすことも明らかになった。このことから「ずれと摩擦」の軽減ケアはシ-ツの材質の検討が必要であると推察した。また看護者の「ずれと摩擦」予防の意識調査では、その意識が低く、教育、啓蒙の必要があることが明らかになった。
GNSS搬送波位相を活用した測位を伴わない広帯域地殻変動モニタリング手法の開発

本研究は地震発生サイクルに伴う様々な時間スケールの断層すべり現象を,GNSSで包括的に捉える技術の確立を目指すものである.最大の特徴は測位による地表変位の導出を経由せずに,GNSS生データの変化から直接断層すべりを推定する手法を用いる点である.研究では断層すべりと他の誤差要因の分離精度の改善による,同手法の性能向上を図る.併せて実際の様々な断層すべり現象への適用による性能評価を行い,同手法による広帯域な断層すべりの検出を目指す.本研究は地震発生サイクルに伴う様々な時間スケールの断層すべり現象を,GNSSで包括的に捉える技術の確立を目指すものである.最大の特徴は測位による地表変位の導出を経由せずに,GNSS生データの変化から直接断層すべりを推定する手法を用いる点である.研究では断層すべりと他の誤差要因の分離精度の改善による,同手法の性能向上を図る.併せて実際の様々な断層すべり現象への適用による性能評価を行い,同手法による広帯域な断層すべりの検出を目指す.
精細管再構成によるin vitro精子形成法の開発

2.ieSCとGS細胞の共培養:GS細胞の培養にはFeeder cellとFGFとGDNFの添加が必須である。FGF・GDNFの発現をしているieSCをfeederとして培養が可能かどうかを検討した。ieSCをfeederとしてサイトカインなしでGS細胞と共培養を行った。通常GS細胞は増殖をすることができず死滅するが、ieSCをfeederとして使用すると、増殖までは認めなかったが、GS細胞の維持期間がやや延長した。3.ieSCsを中心としたin vitroの精細管再構成の検討:Satoらが構築したin vitroの精細管再構成法を参考にして、アガロース上にてieSC、MSC、GS細胞の混合したものを培養した。様々な培養条件を検討したが、明らかな精細管の再構成は認められなかった。またGFPを発現するGS細胞も維持できていないことが分かった。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.Direct reprogrammingに必要な遺伝子群のcloning及びレンチウイルス発現ベクターの確立;マウス精巣よりPCR法により上記に必要な5個の遺伝子群をcloningした。それらをGateway systemを利用して、レンチウイルス発現ベクターに挿入した。3.レンチウイルス粒子の形成・濃縮:1で作成したレンチウイルスベクターを29ウイルス粒子構成因子発現ベクターとともに293FT cellにトランスフェクションし、ウイルス粒子を生成した。その後これらのウイルス粒子を含む培養上清を回収し、超遠心分離により濃縮を行った。4.MSC及びMEFの遺伝子導入によるDirect reprograming;上記で得たウイルス粒子の感染力価を測定したのち、MSCとMEFにMOI3-5でレンチウイルスを感染させた。感染後、遺伝子導入によりDirect reprogramingを起こした細胞は著名な増殖能を示し、コロニーを形成した。これらのコロニーをそれぞれ回収し、induced embryonic Sertoli-like cellの候補細胞株として培養を行った。本研究の計画書にしたがって研究を進めている。様々な困難があったものの、予定していた実験計画は達成できたと考える。平成26年度の研究により、レンチウイルスで特定の遺伝子を導入し、形質転換を起こしたMEFのコロニーが複数系統得られた。これらの細胞株について、Setoli cell特異的マーカーの発現をReal-time PCRで検討する。さらにembryonic Sertoli cellの表面マーカー(CD56など)を用いてcell sortingを行い、より良好なDirect reprogrammingを起こした細胞を回収する。こうして得られた細胞の精細胞の維持に必須のサイトカインの分泌についてもELISAや免疫染色を用いて検討を行う予定である。特別研究員PDの奨励費で購入した試薬や器具を本研究においても共通品として使用することができた。またその他必要物品や機器の維持費も研究室内の共有物品でまかなうことができたため、次年度に本予算を持ち越しして、物品購入や機器の維持管理費に使用したい。計画書通りに研究を進めていく。来年度は培養実験が中心となるため、その試薬や物品を中心に購入費として使用する。またマウスを用いた動物の維持費や実験の物品費に当てていく予定である。
原子層感度高周波ESR法による表面・界面の磁気ダイナミクスの研究

本研究では、物質変化の起点である表面・界面の理解から新しい研究領域を切り拓くために、高周波ESRと元素選択的な軟X線磁気円二色性分光(SXMCD)を組み合わせて、磁性体表面の原子層レベルの磁気共鳴を観測可能な磁化検出型の電子スピン共鳴手法-SXMCD-ESRを飛躍的に発展させることを目指した。H29年度に開発した装置を改良して、常磁性体においても十分なSXMCD信号を得るために、冷凍機を導入して50 K以下の低温でESR-XMCD実験が行えることを検証した。放射光を用いた実験においては、ビームラインの超伝導磁石の故障により、磁場の上限が4T弱に限られたため、Wバンドの光源を用いて実験を行い、酸化鉄の薄膜と混合原子価鉄錯体の両方で、XMCD-ESR信号を得る事に成功した。この実験においては感度向上のために各種の変調方法を比較検討した。X線光源の変調では、キッカーの切換が1 Hzまでしか行えなかったが、変調により感度の向上が確認出来た。0.1 Hzのキッカー切換を用いれば、2桁程度の感度向上が見込まれる。電磁波の変調については、キャビティのQ値と変調周波数の関係が複雑となり、従来よりも大きな改善は得られなかった。時間分解のXMCD-ESRを実現するために、発光分光を用いたXMCDの利用を検討した。kβ発光との強度の比較から、LCLSIの強度においては、1000パルス程度の積算が必要なことが明らかになった。これはLCLSIIにおいて1 KHzの運転であれば1秒程度でデータが取れる事を意味し、時分解パルスXMCD-ESRが可能であることを示す。空洞共振器の設計の自由度を確保し、回路の損失を減らすために、超伝導磁石を用いないで超伝導バルク磁石を用いる方法を検討した。その結果、磁場を固定して、周波数掃引をする場合は、この方法が有効であることが明らかになった。本研究の目的は、物質変化の起点としての表面・界面の働きの理解から新しい研究領域を切り拓くために、高周波ESRと元素選択的な軟X線磁気円二色性分光(SXMCD)を組み合わせて、磁性体表面の原子層レベルの磁気共鳴を観測可能な磁化検出型の電子スピン共鳴手法-SXMCD-ESRを発展させることである。H29年度はまずESR測定系の開発を行ない、技術面で確実に実績をあげることが出来た。具体的には、10 Tの磁場に対応する周波数120-300GHz帯の高周波ESR測定系をオフラインで設計組立および試験を実施し、性能を確認出来た。発振器として、高パワーのGunn発振器およびBWOの2つを利用し、後者の周波数掃引によって、ファブリペロー共振器のミラーを固定した状態で共振のチューニングが出来る事を確認した。ミラーを動かさないでチューニングが出来る事は、超高真空中での実験が容易になる。年度後半では、冷凍機を用いて、試料を効率良く冷却する方法を検討した。冷凍機への漏れ磁場の影響を考慮して、設置出来る場所を決定するとともに、試料部分への熱アンカーを様々な素材と形状で試みて、輻射シールド無しで50 K以下の低温が得られるのを確認した。輻射シールドを入れることでさらに低温を得られることは、熱計算等から確認したが、導波管等との関係で複雑な立体構造になるために、作製は、ESRの回路系が確定した後に行う予定である。これにより、低温での稼働が技術的に確立出来た。これらと平行して、XMCD測定の予備実験ならびに、これまで得られた試験測定の結果等を、会議で3件発表した。また、XFEL等のパルス光源を用いて、入射エネルギーの揺らぎを補正して正確にXMCD信号を得る手法を検討し、ビームスプリットによる補正が有力な方法であることを確認した。これは時間分解測定を可能にする手法として重要である。H29年度はまずESR測定系の開発を行うことが計画されていたが、これは順調に進展している。その第1段階として、10 Tの磁場に対応する周波数120-300 GHz帯の高周波ESR測定系をオフラインで開発したが、本実験に必用なスペックを満たせることが確認出来たので、ESR装置系の開発には目処が付いたと評価出来る。本課題で新たに導入する冷凍機については、評価と試験を行った結果、熱シールド無しで50K以下に下げられることがわかり、シールド導入により目標とする10 Kの達成の目処がついた。開発の第1段階では、10 Tの磁場に対応する周波数120-300 GHz帯の高周波ESR測定系をオフラインで設計組立および試験を実施した。この装置は、発振器、検出器、導波管、ファブリペロー共振器、試料走査機構、冷凍機からなっている。まず、室温において、共振器と導波管の構成について、幾つかのパターンを作成して、性能を評価し、バルクのESR信号を十分な感度で測定出来ることを確認した。発振器としては、高パワーのGunn発振器およびBWOの2つを利用し、後者の周波数掃引によるチューニングを確認した。BWOの発振に漏れ磁場の影響が認められたので、磁気シールド対策を検討した。年度後半では、冷凍機を用いて、試料を効率良く冷却する方法を検討し、バンドル線を用いて熱結合させることで、試料部分が輻射シールド無しで50 K以下の低温が得られるのを確認した。

最低温度は、熱輻射で決まっており、熱シールドを入れることでさらに低温を得られる。しかし、複雑な立体構造になるために、作製は、ESRの回路系が確定した後に行う予定である。またこの他に、予備実験ならびに時分割測定の手法の検討でも十分な進展があった。以上のことから研究の実施状況としては、予定通り順調に進展していると評価する。本研究では、物質変化の起点である表面・界面の理解から新しい研究領域を切り拓くために、高周波ESRと元素選択的な軟X線磁気円二色性分光(SXMCD)を組み合わせて、磁性体表面の原子層レベルの磁気共鳴を観測可能な磁化検出型の電子スピン共鳴手法-SXMCD-ESRを飛躍的に発展させることを目指した。H29年度に開発した装置を改良して、常磁性体においても十分なSXMCD信号を得るために、冷凍機を導入して50 K以下の低温でESR-XMCD実験が行えることを検証した。放射光を用いた実験においては、ビームラインの超伝導磁石の故障により、磁場の上限が4T弱に限られたため、Wバンドの光源を用いて実験を行い、酸化鉄の薄膜と混合原子価鉄錯体の両方で、XMCD-ESR信号を得る事に成功した。この実験においては感度向上のために各種の変調方法を比較検討した。X線光源の変調では、キッカーの切換が1 Hzまでしか行えなかったが、変調により感度の向上が確認出来た。0.1 Hzのキッカー切換を用いれば、2桁程度の感度向上が見込まれる。電磁波の変調については、キャビティのQ値と変調周波数の関係が複雑となり、従来よりも大きな改善は得られなかった。時間分解のXMCD-ESRを実現するために、発光分光を用いたXMCDの利用を検討した。kβ発光との強度の比較から、LCLSIの強度においては、1000パルス程度の積算が必要なことが明らかになった。これはLCLSIIにおいて1 KHzの運転であれば1秒程度でデータが取れる事を意味し、時分解パルスXMCD-ESRが可能であることを示す。空洞共振器の設計の自由度を確保し、回路の損失を減らすために、超伝導磁石を用いないで超伝導バルク磁石を用いる方法を検討した。その結果、磁場を固定して、周波数掃引をする場合は、この方法が有効であることが明らかになった。H30年度は放射光を利用した検証実験とXFELを利用した時間分解実験を行う。SPring8のBL25SUを用いた検証実験では、8 Tの大口径超伝導磁石があるので、それを利用する。検証は、(1)共振器系へのX線の入射試験、(2)信号検出系の試験、(3)強磁場実験の順に行う。放射光では、X線エネルギーをXMCDのピークに固定して、磁場掃引で共鳴吸収を測定する磁場掃引モードと、磁場を固定して共鳴状態のスペクトルを取るエネルギー掃引モードを相補的に利用して測定する。電磁波ESRの信号については、光源の出力を交流変調してロックインアンプで高感度に検出する。一方、XMCDについては、通常はビームの変調は左右偏光の周期的な切換のみで、基本的に直流測定であるため、ベースラインの時間ドリフト等により検出感度が制限される。この限界を打ち破るために、チョッパの導入やビームバンチ構造を利用したXMCD信号の変調検出に挑戦する。これが実現すれば、検出感度を2桁程度向上できる。BL25SUではビームのフォーカスが可能であり、これを利用してSXMCD-ESRに空間分解性をもたせ、表面における磁気転移の局所的生成と空間的伝播を捉えられるようにする。高強度のXFEL光源では、ワイドバンド化が進みつつある。
原水水質に対応した合理的膜選択による膜閉塞制御に関する研究

本年度は、有機物濃度の高い水道水源(江別市千歳川表流水)および有機物濃度の低い水道水源(札幌市豊平川表流水)を対象として、三次元励起・蛍光スペクトル(EEMs)、各種樹脂を用いるLeenheerの方法による溶存有機物のキャラクタリゼーションを行い、両者の関係を考察した。この結果、比較的短時間で得ることのできるEEMsから、Leenheerの方法による有機物の分画結果を予測しうることがわかった。並行して千歳川表流水、豊平川表流水それぞれを用いたパイロットスケール膜ろ過実験を実浄水場において行い、長期間にわたり実験を継続することによって膜を閉塞させた。これらの膜の一部分を採取し、膜を閉塞させた有機成分を酸・アルカリなどの各種薬品により抽出するとともに、抽出前後の膜透過性能の変化を小型膜ろ過モジュールによって評価した。薬品によって抽出された成分のEEMsを検討することによって、溶存有機物中のどのような画分が膜閉塞、特に不可逆的な膜閉塞に深く関与しているかを検討した。この結果、不可逆的な膜閉塞は主に疎水的酸性成分によって引き起こされていることが示唆された。強アルカリを用いて有機成分の抽出を行う際には、膜本体からの親水性成分の漏出が無視できない量となった、この部分の影響をどのように除去しうるかが課題として残されている。今後はより広範な範囲の水・膜の組み合わせについて本研究で開発した膜閉塞成分検討法を適用してゆくことで、原水水質に対応した合理的膜選択手法の確立に近づくことができるものと考えられる。本年度は、有機物濃度の高い水道水源(江別市千歳川表流水)および都市下水高度処理水、独立栄養性細菌の放出する細胞外代謝産物を研究対象として、三次元励起・蛍光スペクトル、XAD樹脂を用いた溶存有機物のキャラクタリゼーションを行った。三次元励起・蛍光スペクトル(EEMs)を導入することにより、フミン質と総称される有機物群を三ないし四グループに分割して考察することが可能であることが示された。千歳川表流水と、都市下水高度処理水中に含まれる有機物群は、EEMsを用いた分析より、明らかに異なる物質群から構成されていることが分かった。したがって、両者に同じタイプの膜を適用することが各々のケースにおいて最良の膜選択である可能性は低い。また、フミン質と総称される有機物群と、細胞外代謝産物は、EEMsにより明確に分離された。本年度にEEMsで特徴づけた代謝産物は、膜閉塞を引き起こさない有機物であると考えられた。EEMsと、XAD樹脂を用いた有機物の分画を組み合わせて検討することで、溶存有機物の性質等についてさらに深い情報を得ることが期待されたが、本研究で対象とした水のXAD樹脂による分画における回収率を高くすることができなかった。千歳川表流水をろ過原水として長期間行った膜ろ過実験装置において、膜閉塞を引き起こしたフミン質をアルカリ抽出し、EEMsによって原水に含まれるフミン質との比較を行った。この結果、原水に含まれるフミン質中特定の画分が膜閉塞に優先的に関わっている可能性が示唆された。
ペプチドライブラリーを用いたCTLエピトープの解析

1)MHC結合に対するペプチド上の各アミノ酸の貢献度の測定9アミノ酸長のランダムライブラリーを用いてマウスKb、Db、Ldについてポジショナルスキャニングを行った結果、各MHC分子に特徴的なアミノ酸の結合貢献度の違いが観察された。2)ライブラリーの結合実験値を用いた既知のT細胞エピトープの予測上記結合実験値を加算的に扱い、任意のペプチドについてその結合度を予測した。その結果、300500アミノ酸長程度の親蛋白質中に存在するペプチドのうち既知のT細胞エピトープのほとんどは上位17番目にランクされ、Ldのように自然エピトープがすべて1位にあげられたものもあった。しかし、MUT1腫瘍ペプチドにように低く予想されたものもあった。このペプチドは実測でも結合能は測定限界以下であった。3)未知のペプチドに対するMHC結合性の予測上記の予想法を自動化するプログラムを作製した。任意の蛋白質由来のペプチド約60種について結合能を実測し、予想値と比較した。両者の間には正の相関がみられたが、一桁程度のふれのある分布をみせた。これは、各アミノ酸の貢献が完全に独立には扱いきれないことを反映するものであろう。4)既知のマラリア蛋白質中にT細胞エピトープを予想する試み遺伝子配列のわかっているマラリア蛋白質のうち肝細胞期に発現されている可能性のあるものについて高いMHC結合能をもつペプチドを予想した。しかし、今回ライブラリーによる解析が可能となったペプチドトランスポーター欠損株の得られているMHC分子については細胞障害性T細胞に認識されるエピトープの報告がなく、予想と実際のエピトープの比較はできなかった。今後は、ヒトのMHCについてマラリア蛋白質中で提示されるペプチドを予測し、既知の報告と比較し、可能性のあるペプチドについて免疫効果をみたい。
淡蒼球による運動制御機構を解明する

パーキンソン病やジストニアなどの大脳基底核疾患の治療法のひとつとして、脳深部に刺激電極を埋め込み慢性的に高頻度刺激(100Hz以上)するという脳深部刺激療法(DBS)が広く行われるようになってきた。しかし、その作用メカニズムについては不明な事が多い。今回、脳深部刺激療法のターゲットのひとつである淡蒼球内節における作用メカニズムを探るため、覚醒下でニホンザルの淡蒼球内節を刺激し、近傍のニュリロン活動を記録した。1)単発刺激では、淡蒼球内節ニューロンの活動が抑制された。2)連続刺激にすると、刺激に応じて抑制が誘発された。刺激頻度を上げると抑制が次第に融合し、100Hz以上では刺激期間中、発射が完全に抑制された。3)薬物注入ができる記録電極を用い、記録しているニューロンの近傍にgabazine (GABA_A受容体拮抗薬)を微量注入すると、単発刺激、連続刺激によって誘発される抑制が消失した。したがって、抑制の由来としては線条体ニューロンあるいは淡蒼球外節ニューロン(両者ともGABA作動性)の軸索を刺激していることが考えられる。4)大脳皮質運動野を単発刺激すると、早い興奮+抑制+遅い興奮からなる3相性の応答が淡蒼球内節で記録される。運動野刺激と淡蒼球内節連続刺激を時間的に重ねると、この3相性応答も抑制された。以上をまとめると、淡蒼球内節の連続刺激では、刺激直後は兎も角、それ以降は淡蒼球内節ニューロンがGABA作動性に抑制されている。また、刺激期間中、大脳皮質からの信号が、淡蒼球内節でブロックされている。これらのことから、淡蒼球内節-脳深部刺激療法の作用メカニズムとしては、異常な信号が大脳基底核外に伝達されるのを淡蒼球内節でブロックしていることが考えられる。(1)淡蒼球外節・内節の発射活動の制御と局所回路との関係を調べる目的で、淡蒼球外節・内節ニューロンの記録を行いながら、その近傍を電気刺激した。単発刺激では、淡蒼球外節は抑制+遅い興奮、淡蒼球内節は抑制のみを示した。また、度々、直接刺激の結果と思われる活動電位も記録できた。次に、連続刺激にすると、淡蒼球外節では抑制のあと興奮が増強したが、淡蒼球内節では自発発射活動が長く抑制された。淡蒼球外節での興奮の由来を調べる自的で、局所にNBQX+CPP(グルタミン酸受容体の拮抗薬)を注入すると、興奮は消失した。また、淡蒼球外節・内節での抑制の由来を調べるため、局所にgabazine(GABAA受容体の拮抗薬)を注入したところ、抑制が減弱した。これらの結果から、淡蒼球外節での興奮は視床下核由来のグルタミン酸作動性線維を刺激しているものであり、淡蒼球外節・内節での抑制は線条体あるいは淡蒼球外節由来のGABA作動性線維を刺激しているものと考えられた。これらのことから、淡蒼球外節と内節は、それぞれ異なった神経活動調節を受けていると考えられる。また、本結果は、淡蒼球脳深部刺激療法(GPi-DBS)の作用機序にも手がかりを与えるものである。(2) DYT1ジストニア患者の原因遺伝子であるDYT1を組み込んだ遺伝子改変マウスから神経活動記録を行った。覚醒下で大脳基底核から神経活動を記録すると、淡蒼球外節・内節において、バースト発射やポーズ(休止期間)を伴う発射頻度の減少が見られた。大脳皮質運動野を電気刺激すると、淡蒼球外節・内節において、正常例においては観察されない早い興奮とそれに引き続く長い抑制という応答が観察された。次に、局所にgabazineを注入したが、自発発射や皮質由来の長い抑制に変化はなかった。これらのことから、長い抑制はGABA性の抑制が亢進したものではなく、淡蒼球外節・内節の活動性が変化した可能性が強い。

以上をまとめると、淡蒼球内節の連続刺激では、刺激直後は兎も角、それ以降は淡蒼球内節ニューロンがGABA作動性に抑制されている。また、刺激期間中、大脳皮質からの信号が、淡蒼球内節でブロックされている。これらのことから、淡蒼球内節-脳深部刺激療法の作用メカニズムとしては、異常な信号が大脳基底核外に伝達されるのを淡蒼球内節でブロックしていることが考えられる。
転写因子の翻訳後調節を介した植物の乾燥・高温ストレス伝達機構の解明

植物が乾燥や高温といった環境ストレスに応答して耐性を高める機構を明らかにするため、シロイヌナズナにおいて、これらの環境ストレスに応答し、ストレス耐性遺伝子の発現を活性化する重要な転写因子DREB2Aに着目し、その翻訳後調節機構の解析を行った。多数の植物の相同遺伝子との配列比較や、部位特異的変異による活性変化の解析から、セリン・トレオニンのクラスターを中心とした領域がDREB2Aタンパク質の活性化にとって重要であることが明らかになった。乾燥や高温のような環境ストレスは、植物の生育を脅かし、農業生産を左右する。乾燥や高温ストレスに強い作物を開発する手段としては、植物が元来備えている耐性獲得システムを強化することが有効である。シロイヌナズナのDREB2Aは、乾燥・高温ストレスにすばやく応答し、耐性をもたらす遺伝子群の転写を活性化する転写因子である。本研究では、DREB2Aタンパク質の機能発現に必要だと考えられる、活性化機構の解明を目的としている。1、大腸菌で発現させた組換えDREB2Aタンパク質を抗原として抗DREB2A抗体を作製し、シロイヌナズナの植物体で発現しているDREB2Aタンパク質、葉肉プロトプラストで一過的発現させたDREB2Aタンパク質を検出する系を確立した。植物体では、高温あるいは乾燥ストレスをあたえることでDREB2Aタンパク質が蓄積することが確認されたが、その蓄積量は高温ストレスにおいて特に多かった。従って乾燥ストレスと高温ストレスでは、DREB2Aの活性発現機構が違っている可能性がある。また、葉肉プロトプラストに高温ストレスを加えたところ、内生のDREB2Aに加え、構成的プロモーター下で一過的に発現させたDREB2Aの蓄積量が増加しており、プロトプラストで一過的に発現させたDREB2Aもストレスに応答することが分かった。2、種子植物のDREB2A相同遺伝子の配列解析を行った結果、DREB2タイプの遺伝子は、4つのサブタイプに分かれ、ゲノム情報の利用可能な植物は、いずれも4つのサブタイプ遺伝子を持っていることが明らかになった。DREB2Aの属するサブタイプの遺伝子は、DNA結合ドメインの他、そのアミノ末端側に2か所、カルボキシル末端側に2か所の保存ドメインを持っていることが明らかになった。これらの保存配列は、DREB2Aの機能発現にとって重要な役割を果たしている可能性がある。昨年度、プロトプラストで一過的に発現させたDREB2Aタンパク質が、高温ショック条件で安定化することを見出した。そこで、DREB2Aタンパク質の浸透圧に対する応答を調べるために、DREB2Aを一過的に発現しているプロトプラストに対し、培地の浸透圧を上げる処理を行ったところ、一過的にDREB2Aタンパク質の蓄積量が上昇した。このことは、DREB2Aタンパク質の安定性が浸透圧ショックにより、一過的に向上することを示唆している。高温ショックや浸透圧ショックを加えた時のDREB2Aタンパク質の蓄積量はプロテアソーム阻害剤MG132を作用させた場合に匹敵していたので、これらのストレス条件下では、DREB2Aタンパク質のプロテアソームによる選択的分解が、ほぼ完全に停止しているのではないかと考えられた。同様の結果が、他の植物の相同遺伝子でも得られた。DREB2Aから負の活性調節ドメイン(NRD)を欠損させると、安定性の高い恒常的活性型(DREB2A CA)になる。DREB2ACAを一過的に発現しているプロトプラストに、高温処理あるいはMG132処理を行うと、DREB2A CAの蓄積量が上昇した。したがって、DREB2Aの選択的分解はNRDに依存しない経路でも制御されていて、高温ショック条件では、この経路による分解も停止することが示唆された。DREB2Aが蓄積するような条件下で、DREB2Aの活性化が起きているか調べるために、DREB2Aの結合配列であるDREを持つプロモーターにレポーター遺伝子をつなぎ、プロトプラストにDREB2Aと同時に導入して、ストレス処理後、レポーター活性を測定した。その結果、レポーター活性はストレスの有無にかかわらず、変化しなかったので、DREB2Aの安定化と活性化は同じ現象ではないことが示唆された。25種類の植物のゲノムデータベースからAP2ファミリー転写因子の予測配列を取得し、初年度の解析で見出した、DREB2型転写因子を特徴づけるモチーフ(CD2)を持つ配列を抽出した。その結果、DREB2型転写因子は、祖先的なコケ植物で既に獲得されていたことが示された。DREB2AのCD2に変異を導入すると、活性が大幅に低下した。CD2はDNA結合ドメインに隣接しているため、DREB2型転写因子に共通する基本的な機能を担っている可能性がある。DREB2Aは活性を負に調節している領域(NRD)を持っていて、そのアミノ末端側にはSer、Thrに富んだ配列が存在している。

DREB2Aやシロイヌナズナの近縁タンパク質DREB2B、ダイズの相同タンパク質において、この配列を欠損させると活性が上昇したことから、この配列が負の活性調節にとって中心的な役割を果たしていることが確かめられた。この配列にとって重要なアミノ酸残基を調べるため、ゲノムデータベース、ESTデータベースから、DREB2Aに近縁な遺伝子を大規模に収集し、配列の特徴を解析した。その結果、セリン、トレオニンのクラスターを中心とし、親水性が高い傾向が保存されていた。DREB2AのNRDにおいて、様々な残基について、アラニンあるいはアスパラギン酸へのアミノ酸置換を施した結果、いずれのアミノ酸置換も、負の活性調節能を弱くする傾向が認められた。その効果は、セリン、トレオニン>親水性残基>疎水性残基の順に大きく、アラニンへの置換の方が、アスパラギン酸への置換に比べて効果が大きかった。以上の解析から、DREB2Aの負の活性調節にとっては、セリン、トレオニンのクラスターが重要な機能を担っているが、親水性も鍵となっていることが示唆された。
単一細胞解析によるB型肝炎ウイルス複製に影響を与える宿主因子の解明

B型慢性肝炎患者の肝組織ではHBs抗原陽性細胞とHBsAg陰性細胞は不均一に分布し、HBs抗原陽性領域ではHBs抗原陰性領域と比較し、pregenomeRNA (pgRNA)やcccDNAは有意に高値であった。HBs抗原量やpgRNAレベル、cccDNAレベルにより宿主の遺伝子発現が変化することに注目し、単一細胞レベルにおいてpgRNA発現量と宿主遺伝子発現の相関を解析し、HBV複製に伴う肝細胞内の代謝機構の変化や細胞内免疫誘導によるウイルス複製制御機構を解明する。
人工衛星の長期観測データに基づく地球放射線帯の変動モデルの開発

本研究課題では、地球の放射線帯のダイナミクスに焦点を当て、世界で唯一、長期観測を実現している日本の科学衛星「あけぼの」が、1989年の打ち上げ以降取得し続けている貴重な蓄積データを用いて、太陽活動の影響下に起こる大規模変動を再現するべく、放射線帯の変動モデルの開発を行うことを目的とする。「あけぼの」搭載の放射線モニター(RDM)は、電子、陽子、アルファ粒子をそれぞれ3、3、1つの観測チャンネルで計測を行っている。そこで、最新の理論とデータに基づいて入射粒子と物質の衝突散乱現象を再現できるGeant4粒子追跡シミュレーションツールを用いて、RDM検出器の検証を行い、データ混入の除去、およびエネルギーレンジの補正値の導出に取り組んだ。その結果、初年度には、電子が検出器の内部で予想外に極めて複雑な振る舞いをすることが明らかになり、RDM検出器の各観測チャンネルのエネルギー幅に対する補正値を得ることができた。第二年度には、エネルギー依存がある検出効率にエネルギー依存があることを踏まえたデータ補正項の導出に取り組んだ。また大阪府立大学との研究協力のもと、現在広く使用されているが古い観測データを基にしているNASAの放射線帯モデルとRDMデータとの統計比較を行った。第三年度の本年度には、前年度に引き続く電子データの解析に加え、プロトンデータの解析を行った。CRRES観測データは電子のみの公開であるため、NASA公開の太陽風データに含まれる太陽プロトンの観測値との比較をしながら、エネルギー幅およびフラックス値についてのデータ補正項を修正に取り組んだ。次年度は、本シミュレーションによって得られた補正を加えた観測データを解析し、地磁気活動にともなう変動を再現する放射線帯モデルの作成に取り組んで行く。本研究課題の目的は、地球の放射線帯のダイナミクスに焦点を当て、世界で唯一、長期観測を実現している日本の科学衛星「あけぼの」が、1989年の打ち上げ以降取得し続けている貴重な蓄積データを用いて、太陽活動の影響下に起こる大規模変動を再現するべく、放射線帯の変動モデルの開発を行うことである「あけぼの」搭載の放射線モニター(RDM)は、電子、陽子、アルファ粒子をそれぞれ3、3、1つの観測チャンネルで計測を行っている。初年度の本年度は、Geant4粒子追跡シミュレーションツールを用いて検出器の検証を行い、データ混入の除去、およびエネルギーレンジの補正値の導出に取り組んだ。このシミュレーションでは、最新の理論とデータに基づいて入射粒子と物質の衝突散乱を再現し、入射粒子だけでなく衝突等によって生成される二次粒子も追跡する。RDM検出器をシミュレーション空間内に構築し、電子、陽子、アルファ粒子のそれぞれについて、様々なエネルギーを設定して粒子入射を行い、粒子の軌道追跡を行った。その結果、電子が検出器の内部で極めて複雑な振る舞いをすることが分かった。電子は予想外に、検出器内で大きく散乱を起こしており、しかも最もよく散乱される電子のエネルギーは、測りたい対象、すなわち地球放射線帯の主成分のエネルギー帯(1MeV付近)のものであった。本研究の成果として、RDM検出器の各観測チャンネルのエネルギー幅に対し、E1:>1.8MeV,E2:>2.4MeV,E3:>4.2MeV,P1:>7MeV,P2:>18MeV,P3:32-56MeV,A:18-56MeV、という補正値が得られた。初年度には、最新の理論とデータに基づいて入射粒子と物質の衝突散乱現象を再現できるGeant4粒子追跡シミュレーションツールを用いて、RDM検出器の検証を行い、データ混入の除去、およびエネルギーレンジの補正値の導出に取り組んだ。その結果、電子が検出器の内部で予想外に極めて複雑な振る舞いをすることが明らかになり、RDM検出器の各観測チャンネルのエネルギー幅に対する補正値を得ることができた。第二年度にあたる本年度は、前年度までの研究で、検出効率にエネルギー依存があることが明らかになったため、検出エネルギーに幅がある測定値の、検出効率のエネルギー依存を考慮したデータ補正項の導出に取り組んだ。また、NASAのCRRES衛星とRDMデータとの同時観測データ比較を行った。さらに、大阪府立大学との研究協力のもと、現在広く使用されているが古い観測データを基にしているNASAの放射線帯モデルとRDMデータとの統計比較を行った。