hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代半導体イメージャを用いた硬X線・γ線観測による太陽フレア粒子加速の研究

本年度は、前年の平成21年度まで開発してきた太陽硬X線観測ロケット実験で使用予定の高分解能のシリコン半導体イメージャを、ロケット搭載の読み出し回路と組み合わせて動作させる試験を行った。その結果、放射線源のスペクトルを無事取得し、動作を確認することができた。このことにより、FOXSIロケットをすぐに打ち上げられる状況まで準備することができた。FOXSIロケットは本来は本年度に打ち上げが予定されていたが、NASAの都合により、残念ながら来年度に延期されてしまった。しかし、検出器及び読み出し系の準備を完了することができ、米国NASAマーシャル宇宙飛行センターが担当している硬X線望遠鏡の製作も順調であることから、平成23年10月に打ち上げられる状態になっている。これに加え、平成25年度に予定されているFOXSIロケットの2回目の打ち上げ向けて開発してきた両面ストリップ型のCdTe半導体イメージャについて、その成果をまとめ、Japan Journal of Applied Physicsに発表した。さらに、太陽の静穏領域の小規模なフレアの観測を行うFOXSIロケットに対して、GOES Xクラス等の大規模なフレアにおける粒子加速の研究を行うため、RHESSI衛星による太陽フレアからの相対論的高エネルギー放射の解析を行った。その結果、相対論的放射も非相対論的放射と同じフレアループの足元から放射されており、同様の機構で粒子加速が起こっているという示唆が得られた。この結果はAstrophyslcal Journalに発表した。また、太陽外縁付近で起こったフレアの解析では、フレアループ上空からの硬X線放射を発見し、ループ上空と足元で同一成分の粒子が硬X線を放射するという加速粒子の描像を得ることができた。本年度は、2010年度に計画している太陽硬X線観測ロケット実験を始めとする宇宙次世代硬X線・ガンマ線観測に向けた半導体イメージヤの開発を行った。本年度開発した両面ストリップCdTe半導体検出器により、高い位置分解能、大面積を同時に達成し、なおかつ優れたエネルギー分解能を実現できることを実証することができた。今後はこの検出器を改良し、実際に宇宙観測ミッションに利用する予定である。この結果は、IEEE国際学会にて発表した。2008年8月および2009年1月から2月に、共同研究機関であるカリフォルニア大学バークレー校宇宙科学研究所を訪れ、ロケットのフライトに向けた打ち合わせをするとともに、検出器読み出しシステムの実験を行った。この実験は大きな問題なく順調に完了しており、今後もスケジュール通りにフライトまで準備を行う予定である。また、半導体検出器の開発と同時に、カリフォルニア大学バークレー校の研究者と協力し、現在すでに運用されている太陽硬X線・ガンマ線観測衛星RHESSIのデータを解析し、太陽フレアの過程における硬X線放射について調べた。この結果は、今後さらに発展させ、来年度に共著論文として発表する予定である。太陽以外の恒星のフレアについても調べるため、X線天文衛星「すざく」の観測公募に恒星フレア天体の観測を提案し、採択された。この観測は来年度行われる予定である。来年度には観測データの解析を行い、結果を発表する予定である。本年度は、2010年度に打ち上げを予定している太陽硬X線観測ロケット実験FOXSI搭載用の両面シリコンストリップ検出器(DSSD)のフライト品の試験を行い、エネルギー分解能1keVという要求性能をみたし、かつ75μmという優れた位置分解能を持ったイメージング性能を実証した。この結果は、IEEE国際会議にて発表した。太陽以外の恒星のフレアについて、「すざく」衛星によるX線観測を解析し、恒星フレアの硬X線変動を明らかにした。すざくにより観測されたAlgol連星からの恒星フレアは、10keV以上の硬X線が観測され、さらにその時間変動を追うことができた歴史上数少ない、非常に貴重な例である。この結果は、日本天文学会にて発表した。また、昨年度観測提案を行い、採択されたUX Ari連星の観測が行われ、その解析を行った。太陽フレアの硬X線、γ線の中でも、特に150keV以上の高エネルギー成分に注目した解析を行い、高エネルギーで観測されている26のフレアの中から21個のフレアでイメージングに成功した。また、これらのフレアの、空間スケール、フラックス強度等のパラメータの相関を調べ、理論との比較を行った。この研究は、主に2009年8月に、RHESSI衛星を開発・運用しており、その結果の科学的研究においても世界をリードしているカリフォルニア大学バークレー校に滞在し、専門の研究者と議論しながら行った。この結果は日本天文学会にて発表した。

さらに、太陽の静穏領域の小規模なフレアの観測を行うFOXSIロケットに対して、GOES Xクラス等の大規模なフレアにおける粒子加速の研究を行うため、RHESSI衛星による太陽フレアからの相対論的高エネルギー放射の解析を行った。その結果、相対論的放射も非相対論的放射と同じフレアループの足元から放射されており、同様の機構で粒子加速が起こっているという示唆が得られた。この結果はAstrophyslcal Journalに発表した。また、太陽外縁付近で起こったフレアの解析では、フレアループ上空からの硬X線放射を発見し、ループ上空と足元で同一成分の粒子が硬X線を放射するという加速粒子の描像を得ることができた。
主要花きに含まれる糖質の花弁細胞への蓄積機構の生理・生化学的解析

花弁の展開にともない糖質含量が増加することから、糖質が細胞の肥大に寄与している可能性が考えられる。そこで、花弁展開にともない細胞質、液胞およびアポプラストにおいて糖質がどのように蓄積するのかを明らかにするため、疎水性溶媒密度勾配分画法とinfiltration-遠心分離法を組み合わせて花弁細胞の細胞質、液胞およびアポプラストの糖質分布を解析する手法を開発した。さらに、透過型電子顕微鏡写真に基づき細胞質、液胞およびアポプラストの体積を算出し、それぞれの糖質濃度を算出した。その結果、花弁の展開にともない特に液胞において、フルクトースとグルコースの濃度が著しく上昇することが判明した。シンプラストとアポプラストの浸透圧と比較したところ、花弁の展開にともなう浸透圧の上昇は糖質に由来する浸透圧の上昇とほぼ一致していた。以上から、液胞に蓄積されたフルクトースとグルコースは浸透圧調節物質として花弁の展開にともなう細胞肥大に寄与していると考えられた。キンギョソウ、デルフィニウム、トルコギキョウ、フロックスおよびリンドウを用い、花弁の展開にともない含有量が増加する糖質、すなわちキンギョソウではグルコースとフルクトース、デルフィニウムではグルコース、フルクトースおよびマンニトール、トルコギキョウではスクロースとグルコース、フロックスではグルコースと2-C-メチルエリトリトール、リンドウではゲンチビオースとスクロースのほとんどの量が液胞に分布していることが明らかになった。したがって、花弁展開において、糖質は浸透圧調節物質として細胞肥大に寄与している可能性が示唆された。バラ花弁において、疎水性溶媒密度勾配遠心分画法とinfiltration-遠心法を組み合わせることにより、糖質の細胞内局在性を明らかにする方法を開発した。さらに、透過型電子顕微鏡写真から、液胞、細胞質およびアポプラストの体積比を算出し、この結果と組み合わせることにより、液胞、細胞質およびアポプラストの糖質濃度を算出した。その結果、いずれにおいても開花にともないグルコースとフルクトース濃度が著しく上昇することを明らかにした。キンギョソウではマンニトール、フロックスでは2-C-メチルエリトリトール、リンドウではゲンチオビオースとゲンチオトリオース、カーネーションではピニトール、トルコギキョウではD-ボルネシトール、スイートピーではL-ボルネシトールが主要な構成糖質であることが明らかにされていた。これらの物質は他の植物において、転流糖質であることが示唆されていたので、放射性同位元素を用いて、転流糖質として機能しているか調査した。その結果、いずれの植物においても転流糖質はスクロースであること、またこれらの物質は転流糖質ではないことを示した。キンギョソウにおいて、マンニトールは主要な構成糖質の一つであり、マンニトール処理により花穂先端部の老化が抑制され、花穂伸長が著しく促進される。この機構について放射性同位元素を用いたトレーサー実験等により解析を進め、マンニトール処理は花穂先端部へのマンニトールの移動を促進し、結果として花穂先端部の糖質濃度を低く維持し、浸透ポテンシャルの低下を抑制することを明らかにした。1.リンドウにおいて、ゲンチオビオース、ゲンチオトリオースおよびボルネシトールを同定し、ゲンチオビオースは花弁中の最も主要な構成糖質であることを見出した。開花における糖質の役割を解析するため、糖質の細胞内局在性を調べた。その結果、ゲンチオビオースは開花花弁において液胞に蓄積していることが明らかとなったことから、ゲンチオビオースは浸透圧調節物質として花弁の細胞肥大に寄与していることが示唆された。2.フロックスにおいて、2-C-メチルエリトリトールを同定するとともに、花弁中の最も主要な構成糖質であることを明らかにした。さらに糖質の細胞内局在性を調査した結果、2-C-メチルエリトリトールは開花した花弁では液胞に蓄積していることを明らかにした。この結果から、2-C-メチルエリトリトールは浸透圧調節物質として花弁の細胞肥大に寄与していることが示唆された。

3.バラ花弁において、シンプラストとアポプラストの浸透ポテンシャルを測定した結果から、開花にともなう浸透圧上昇には糖質の寄与が大きいことを明らかにした。4.スイートピーにおいて見出されていた未同定物質を単離し、構造解析した結果、窒素化合物である2-シアノエチルイソキサゾリン-5-オンと同定した。その組織内濃度を定量した結果から窒素化合物として重要であることを示した。さらに、2-シアノエチルイソキサゾリン-5-オンは篩管液と道管液には存在しなかったことから、この物質はそれぞれの器官で合成されていることが示唆された。1.バラ花弁において、シンプラストとアポプラストの浸透圧は花弁の展開にともない上昇したが、シンプラストの浸透圧はアポプラストのそれよりも高いことを見出した。シンプラストの浸透圧上昇は糖質由来浸透圧の上昇とほぼ一致した。シンプラストの無機イオン濃度を測定した結果、カリウムが主要な無機イオンであったが、花弁の展開にともなう上昇はみられなかった。これらの結果から、開花にともなう浸透圧上昇には糖質の寄与が大きいとを結論した。2.トルコギキョウの花弁展開における糖質の役割を解析するため、糖質の細胞内分布を調べた。その結果、グルコース、スクロースおよびボルネシトールは開花した花弁において液胞に蓄積していることが明らかとなったことから、これらの糖質は浸透圧調節物質として花弁の細胞肥大に寄与していることが示唆された。3.デルフィニウムのがく片展開におけるマンニトールの役割を解析するため、糖質の細胞内分布を調べた。その結果、マンニトールは開花したがく片において液胞に蓄積していることが明らかとなったことから、マンニトールは浸透圧調節物質として花弁の細胞肥大に寄与していることが示唆された。4.糖質は花弁の展開に重要な役割を果たしている。そこで、花弁から糖質を簡易迅速に抽出する方法を開発した。具体的には、花弁を電子レンジで処理して酵素活性を失活させた後、遠心フィルターデバイスに入れ、遠心後、得られた細胞液を用いることにより、糖質を簡易迅速に抽出できることを明らかにした。
自律系並列オブジェクト指向計算モデルに関する研究

本年度行った研究の実績は次のとおりである。(1)宣言型同期機構の定義とA-NETL言語への組み込み複数メッセージの送受信、実行順序の指定、メソッド起動のロック、起動条件の指定などから成る宣言的な同期機構を定義し、これをA-NETL言語に組み込んだ。同時に設計した仕様に基づいて種々の非同期問題を記述することにより、定義の妥当性を検証した。(2)コンパイラ、OSなどの処理系の試作設計した言語の仕様に沿ってコンパイラを改訂した。同期機構のための実行時処理については、ユーザコードとOSコードにそれぞれ適切と思われる機能分散を行った。基本的には、簡単な処理はユーザコードで、重たい処理はトラップ命令によりOSに制御を移して行う。(3)実験による効果の測定定義した同期機構を用いて、種々の並列問題を記述するとともに、これをA-NETマシンシミュレーション上でシミュレーションすることにより、同期機構の効果を実験的に明らかにした。この結果、本機構によってユーザは非同期的な事象をそのまま自然な形でモデル化できる。その効果はスケーラブルで617才オブジェクトに対して平均で20.6%、65オブジェクトに対して平均46.1%の実行時間の削減になる、などが判明し、同期機構の有効性が実験的に明らかになった。(4)成果の報告本研究の成果については、添付の文献におけるJSPPで発表するとともに、電子情報通信学会英文論文誌(IEICE)に投稿、掲載となった。また、関連する研究成果の報告を添付の文献リストに示すように行った。
Ph^1染色体陽性Stem cellの増殖と分化に関する研究

2人の慢性骨髄性白血病(CML)患者より得られた細胞をヌ-ドマウス皮下に移植し、in vivoで継代移植可能なPh^1染色体陽性、bcr遺伝子の再構成を示す2系の細胞株(PSCLー1,PSCLー2)を樹立した。この2つの細胞株は共にCD13,CD33等骨髄系細胞のマ-カ-を有する未熟な形態を示す細胞から成り、in vivoでの継代移植が可能で現在までPSCLー1は15代目まで、PSCLー2は5代目まで継代が可能となっている。一方in vitroで培養を行うとこれら2系の細胞株は共に全く反対にその増殖能を失い、全ての細胞が主として顆粒球(好中球,好酸球,好塩基球)及び単球へと分化することが判明した。以上のことからこれら2系の細胞株はPh^1陽性のmyeloid stem cell lineであることが示された。申請者は以前よりCML細胞の増殖分化機構の研究のためそれに適した細胞株を得るための実験を行ってきたが、今回動物体内では未分化な芽球として増殖するが、in vitroでは成熟顆粒球及び単球へと分化し得る2系のPh^1陽性myeloid stem cell lineを樹立した。Ph^1染色体陽性のstemcell lineが条件の違いにより増殖したりあるいはその増殖が抑制されて成熟細胞へと分化し得ることが示されたことから、CML細胞の増殖と分化の機構解明の目的にかなった細胞株が得られたと考えられる。in vitroにおいてこれら2系の細胞株が維持できるよう各継代ごとに培養を行い、又種々の増殖因子を加えて検討しているが現在までのところ、全ての細胞は13カ月の間に分化してしまいin vitroの増殖系は得られていない。最近申請者は胸腺上皮細胞由来の細胞株の樹立に成功した。種々の増殖分化促進因子の産生が胸腺上皮細胞には知られているので左在その培養上清を用いてPSCLー1,PSCLー2に対する影響を検討中です。
神経回路モデルによるロボットの発達的な物体知覚機構の構築と動作生成

本研究ではロボットの物体操作経験に基づく自律的な物体知覚特徴量の抽出と道具使用動作の生成を実現した.ロボットの身体モデルとして再帰神経回路モデルを用い,ロボットの動作とそれに伴う環境変化の関係を学習した.道具使用実験ではT字とI字の道具使用経験から未学習道具であるL字の道具特性を推定し,対象物体の引き動作を生成することに成功した.本研究ではロボットの物体操作経験に基づく自律的な物体知覚特徴量の抽出と道具使用動作の生成を実現した.ロボットの身体モデルとして再帰神経回路モデルを用い,ロボットの動作とそれに伴う環境変化の関係を学習した.道具使用実験ではT字とI字の道具使用経験から未学習道具であるL字の道具特性を推定し,対象物体の引き動作を生成することに成功した.本年度はロボットの能動知覚経験から物体特徴量を抽出し,道具使用能力応用へと発展させるための基礎研究を行った.具体的にはロボットの身体ダイナミクスモデルを神経回路モデルMultiple Timescales Recurrent Neural Network(MTRNN)で学習した。まず,物体特徴量の抽出については,「転がる」「跳ねる」「倒れる」「滑る」の4動作をロボットの卓上物体操作経験から適切に分類する特徴量を獲得することに成功した.道具特性によって身体モデルを補正する手法として,まずはMTRNNの挙動を上書き修正する二次ネットワークを用いる手法を開発した,実験ではHRP-2を用い,道具はL字型・T字型・I字型の三種類のものを用いた.これにより,未学習の道具に対してもそれまでの道具使用経験を汎化して道具特性を推定することが可能であることを確認した.しかし,ロボットの身体モデルを上書きする手法は人間の道具使用とは異なっている.そのため,ロボットの身体モデルを補正する形で道具身体化を行うモデルを開発している.本モデルを用いた実験として,卓上物体を道具把持・未把持の状態で引き寄せるというものを行った.実験は空気圧アクチュエータを用いたアクトロイドを用い,道具は上記と同じ三種類のものを用いた.その結果,道具未把持時にはロボットの手首を曲げ,L字型道具のようなフック形状を作って引き寄せ動作を生成することを確認した.これはロボットが道具身体化を自身の身体で表現できる可能性を示唆している.本研究はロボットに道具使用方法を人間が設計せず,ロボット自身の経験から獲得することを目標としている.これにより,将来的には自律的に知識・行動を獲得するロボットの実現に貢献することが期待される.本研究では動作や知識の作りこみによらず,ロボットの経験による自律的な知識・行動の獲得を目標としている.これにより,未知環境でも適応的に行動生成が可能なロボットの実現に貢献できることが期待される.本年度はロボットの動作経験に基づく自己身体発見,環境知覚特徴量の自己組織化と道具使用動作応用について研究をした.ロボットの知覚・行動生成は再帰神経回路モデルであるMultiple Timescales Recurrent Neural Networkを用いて構築した.成果として,(1)ロボットが行うランダム動作に対して予測可能性に基づく自己身体領域を発見し,(2)物体操作経験から転がす・倒すなどを表現する物体特徴量を自己組織化し,(3)道具使用経験から未知道具特性を推定し、目標タスク(物体引き寄せ動作)を遂行するモデルを構築した.本研究成果はロボットの発達的な知覚・行動生成機構を構築することと共に,ロボットを用いた構成的なアプローチに基づく人間理解に通じる研究を目指している.本年度の成果は人間の幼児の発達過程を対象にロボットの学習系を構築しており,上記の目標に対する基盤的な研究になっていると考えられる.本年度はロボットの動作生成を主体に研究を進めてきたため,効率的な学習モデルについてはまだ議論ができていない.今後は学習モデルの改良を行い,より複雑な環境にも適応的に行動生成が可能なモデルへと展開していく予定である.本年度は物体特徴量の自己組織化に関する精度を向上することを目標としている.MTRNNを用い,4種の物体動作を分類する特徴量を自己組織化することには成功した.しかし,それぞれの特徴量に意味づけ(例:重心移動,慣性主軸の変化など)をすることは課題として残っている.これらは次年度モデルを改良することで解決する必要がある.また,その応用として道具身体化モデルの構築に着手しており,基礎実験によって有効性を検証した.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は物体特徴量について,よりロバストな自己組織化手法の開発に着手する.具体的には学習モデルの改良とロボット動作生成への応用を行う.それと並行して道具身体化モデルの洗練化を行う.道具身体化についてはより一般的な道具への適応性を検討し,道具の機能にも注目したモデルに発展する.これまでの研究同様,ヒューマノイドロボットであるアクトロイドを用いて実験を行い,視覚と触覚を統合した実験を行いたい.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒト歯牙腫の歯根膜細胞を用いた歯根膜再生機序に関する研究

矯正的歯の移動は、歯根膜の活発なリモデリング、再生を通して行われる。我々はその機序を解明するため複合性歯牙腫に着目し、その歯根膜に特異的に発現する遺伝子を同定することにより、歯根膜の再生に役立つと考えた。平成13年度に、摘出された歯牙腫を用いて、患者の同意を得てその歯根膜片から細胞をアウトグロースさせた。約1カ月後、コンフルエントに達した多種多様な細胞集団のクローニングを行った。各クローンは細胞数を増やした後、液体窒素内で保存した。現在、各クローンの増殖能、分化能等について比較検討を行っている。また同時に、コンフルエントに達した初代培養歯根膜細胞からtotal RNAを抽出、精製した。RNAは、複合性歯牙腫内の別々の3歯の歯根膜片からアウトグロースした細胞から、各々3種類回収した。平成14年度には、複合性歯牙腫の初代培養歯根膜細胞と、正常歯の初代培養歯根膜細胞において、歯胚の形成をコントロールすると考えられている遺伝子、Msx-1、Msx-2の発現に差があるかどうかを比較することを目的として、上記の各RNAを用いてRT-PCRを行った。その結果、いずれのmRNAも、Msx-1、Msx-2を発現していたが、その発現量には多様性を認めた。また、これらの細胞は形態的にも違いを認めた。また、別個体の歯牙腫の歯根膜片を用いて同じ実験を行ったが同様の結果が得られた。これらのことより歯牙腫形成の過程にはMsx-1,Msx-2が少なくとも関与しているが、他の転写因子も関与する可能性が考えられた。矯正治療上、摘出が必要と診断された下顎右側小臼歯部深部の複合性歯牙腫を、全身麻酔下にて摘出した。ヘルシンキ宣言に基づき被験者に実験の目的や被ると考えられる利益・不利益について十分なインフォームドコンセントを行い、同意が得られたため、数個の歯根膜片を3.5cmディッシュ上に静置し10%FBS含有αMEM中で、細胞をアウトグロースさせた。約1ヵ月間、1週間毎に培養液交換を行いながら培養を続け、1ヵ月後、その内の一つのディッシュにアウトグロースした細胞をトリプシンで剥がした後、96ウエルのクローニングプレートを用いて、限界希釈法により1ウエルに1細胞が入るように細胞を播種した。その後細胞を増殖させて、細胞がコンフルエントに達するたびに24ウエルディッシュ、6cmディッシュ、9cmディッシュへと、継代を続けた。その結果、約30のクローンが得られたため、各クローンはある程度の細胞数が確保された後、それを数本に分けて-70°Cあるいは液体窒素内で冷凍保存した。ヒト歯牙腫由来の歯根膜細胞のクローニングに成功したため、今後は、ヒト正常歯由来の歯根膜細胞のクローニングを行い、それらを不死化させて、永久継代可能な細胞株を樹立することにより安定した細胞供給を確保して、それを用いて歯胚発生に関連する遺伝子の発現等を検討していく予定である。前年度に、矯正治療上摘出が必要と診断された下顎右側小臼歯部深部の複合性歯牙腫の歯根膜細胞をクローニングし、細胞をクローン毎に液体窒素内で保存した。同時に、同じ複合性歯牙腫の歯根膜片を3.5cmディッシュ上に静置し、10%FBS含有α-MEM中で細胞をアウトグロースさせ、約1ヵ月間、1週間毎に培養液交換を行いながら培養を続けた。アウトグロースした細胞がコンフルェントに達した後、この初代培養歯根膜細胞からtotal RNAを抽出、精製した。RNAは、3歯の歯根膜片からアウトグロースした細胞より各々3種類回収した。

複合性歯牙腫の初代培養歯根膜細胞と、他個体の正常歯由来の初代培養歯根膜細胞において、歯胚の形成をコントロールすると考えられている遺伝子、MSX-1、MSX-2の発現に差があるかどうかを比較することを目的として、プライマーを設計、作成した。各RNAを用いてQuantitativereal-time RT-PCRを行ったところ、一つの歯牙腫の中の3歯の歯根膜から得られた細胞には、正常歯初代培養歯根膜細胞と比較して、MSX-1、MSX-2が多く発現する細胞もあれば、発現が少ない細胞もあり、多様性を認めた。これらの細胞は形態的にも違いが認められた。また、別個体の複合性歯牙腫の歯根膜片より同様にして得られた初代培養歯根膜細胞からRNAを抽出、精製し、同じ実験を行い傾向を確認している。今後、特定遺伝子に限定せず、cDNA array法により、網羅的に歯牙腫歯根膜片に特異的に発現する既知遺伝子の同定や、未知遺伝子を検索する。また、ヒト歯牙腫由来の歯根膜細胞のクローニングに成功したため、クローン毎の特性を明らかにし、歯牙腫形成のメカニズムを明らかにすることにより、それを歯周組織の再生へと結びつけていく予定である。
肺癌進展に関わる癌細胞・宿主相互応答遺伝子発現解析パネルの開発と応用

肺癌浸潤部微小環境における癌細胞・宿主細胞相互応答に関わる遺伝子群の解明と臨床応用可能な発現解析法の確立を目的とし研究を遂行し以下の結果を得た。1.肺腺癌の侵襲性判定パネル構築のため新たな遺伝子群を、1)腫瘍血管増生、2)微小乳頭構造の有無(新たな予後不良因子として近年提唱された)、3)上皮内腺癌と浸潤性腺癌での差異に注目し検討した。3.2)では、DNAマイクロアレイ解析により微小乳頭状腺癌は通常乳頭状腺癌とは明らかに異なるクラスターを形成した。CXCL14遺伝子発現低下とS100P遺伝子発現元進が微小乳頭状腺癌の生物学的悪性態度に関わることが示された。6.がん細胞・宿主細胞応答遺伝子を実験系で解析した。HT1080細胞のヌードマウスへのorthotopicとheterotopic innoculationによる遺伝子発現ブロファイリングを比較解析し、Plako910bin(γ-catenin}遺伝子発現抑制がorthotopic innoculationでのがん細胞増殖・浸潤に関わっていることが示され、臨床例を用いた解析からplakoglobin(γ-catenin)遺伝子は新たな転移抑制遺伝子であることが確認された。浸潤部周囲間質からの炎症性サイトカインを介したがん細胞におけるHDAC遺伝子発現充進によるepigeneticな遺伝子発現制御が生じている可能性が強く推測され、現在解析を進めている。肺癌の進展において重要な役割を演ずると推測される浸潤前線における癌細胞・宿主細胞相互応答に関わる遺伝子群の発現解析法の確立とその分子機構の解明を目指し研究を行ない、以下の結果を得た。1.これまで遺伝子プロファイリング解析に用いてきたcDNAマクロアレイ(Clonetech社)と新規のGeneChipオリゴヌクレオチドプローブアレイ(Affymetrix社)の比較・検討から、得られるデータの再現性という観点で後者の方が優れていることを明らかにした。後者に対応したlaser-captured microdissection(LCM)法の応用による微量検体でのアレイ解析のための適切な増幅方法に関し、現在、検討中である。2.研究のための肺癌腫瘍組織資料の収集は順調で、これまでに287組織を登録した。3.LCM/real time RT-PCR法により、肺非小細胞癌浸潤部腫瘍細胞ではMMP-1,MMP-2,MMP-3,MT1-MMP(MMP-14),TIMP-2,FGF2(bFGF)などの間葉系細胞特異的な遺伝子群が発現亢進していることが示された。肺非小細胞癌、特に、扁平上皮癌浸潤部腫瘍細胞では個体発生における未分化間葉細胞の増殖・分化において重要な役割を演ずることが知られているHMGA2(HMGIC)遺伝子の発現が発現誘導されることをmRNAならびに蛋白レベルで明らかにした。HMGA2遺伝子と上記の間葉系細胞特異的遺伝子群のmRNA発現間の有意な相関が示され、肺扁平上皮癌浸潤前線における癌細胞のepithelial-mesenchymal transition(EMT)には、HMGA2が深く関わっている可能性が強く示唆された。更に、肺扁平上皮癌症例においては、HMGA2遺伝子発現と腫瘍進行度、生命予後との有意な相関が示され、HMGA2は肺扁平上皮癌の浸潤性を局所で制御するための有望な標的遺伝子と考えられた(第95回日本病理学会総会(東京)で発表)。4.癌細胞・宿主細胞相互応答における重要要素の一つである血管増生に関わる遺伝子群を肺腺癌において蛋白ならびにmRNAレベルで発現解析した。その結果、一般的血管内皮マーカーであるCD31・CD34による腫瘍組織でのmicrovessel density(MVD)と比較し、新規の増殖性内皮細胞マーカーであるCD105-MVDが予後と相関することを明らかにした(J Nucl Med 47:419-425,2006)。

また、CD105-MDVと腫瘍組織中のhypoxia-inducible factor(HIF)-1発現間の有意な関連、HIF-1発現と生命予後との関連も示され、肺腺癌の進展においてHIF-1がキー遺伝子の一つであることが強く示唆された。がん浸潤前線における微小環境ががんの増殖・進展に関わる遺伝子群の発現制御において重要な役割を果たす。肺癌浸潤部微小環境における癌細胞・宿主細胞相互応答に関わる遺伝子群の解明と臨床応用可能な発現解析法の確立を目的として研究を行い、以下の結果を得た。1.Laser-captured microdissection (LCM)法を用いた微小検体でのClonetech社製cDNAマクロアレイでの遺伝子プロファイリング解析法を確立した。しかし、再現性に優れ、かつ、他施設での研究データとのインターネットを通じた互換可能な観点からAffymetrix社製DNAマイクロアレイへの応用が必要となった。このためには、確立したmRNA増幅では不充分であり、より適切な増幅法に関し現在も検討中である。2.肺腺癌の侵襲性判定パネル構築のため新たな遺伝子群を、1)腫瘍血管増生、2)微小乳頭構造の有無(新たな予後不良因子として近年提唱された)、3)上皮内腺癌と浸潤性腺癌での差異に注目し検討した。4.2)では、DNAマイクロアレイ解析により微小乳頭状腺癌は通常乳頭状腺癌とは明らかに異なるクラスターを形成した。CXCL14遺伝子発現低下とS100P遺伝子発現亢進が微小乳頭状腺癌形成に関わることが示された。7.がん細胞・宿主細胞応答遺伝子のより直接的な選別のためHT1080細胞のヌードマウスへのorthotopicとheterotopic inoculationによる遺伝子発現プロファイリングを解析した。γ-catenin (plakoglobin)遺伝子発現低下がorthotopic inoculationでのがん細胞増殖・浸潤に関わっていることが明らかとなると共に、周囲間質からの炎症性サイトカインを介したがん細胞におけるHDAC遺伝子発現亢進を介したepigeneticな遺伝子発現制御が関わっている可能性が強く推測された。臨床例を用いた解析からγ-catenin (plakoglobin)遺伝子は新たな腫瘍抑制遺伝子であることが明らかとなった。
興奮性アミノ酸レセプタ-とイオンチャンネルの共役機構に関する神経化学的研究

興奮性アミノ酸レセプタ-サブタイプの中で、N-メチル-D-アスパラギン酸(NMDA)感受性レセプタ-は、活性化に伴い連関するイオンチャンネルを開放して、Na^+やCa^<2+>の細胞内流入を誘発する。この細胞内流入を非競合的に遮断するMK-801の放射性標識化合物を用いて、NMDAチャンネルの活性を測定した。ラット脳から調製したシナプス膜標品を界面活性化剤のTriton X-100で前処理すると、〔^3H〕MK-801結合は著明に低下した。L-グルタミン酸(Glu)の添加は、10nM以上で濃度依存的に結合を増強させた。NMDAをはじめL-アスパラギン酸などNMDAアゴニスト作用を持つ興奮性アミノ酸は、いずれもGluと同様の結合増強作用を示したが、これらの増強作用はD-PA5やCPPなどの競合的NMDAアンタゴニストにより完全に拮抗された。また、他のサブタイプのアゴニストは本結合に著変を与えなかった。Glu存在下にグリシン(Gly)を添加すると結合はさらに増強されたが、このGlyの増強作用は古典的Glyアンダゴニストのストリキニ-ネでは阻止されなかった。電気生理学的研究成績と一致して、D-アラニンやD-セリンなどかGlYと同様の結合増強作用を発揮したが、それぞれのL体の増強作用は軽微であった。このGlyによる増強は、競合的NMDAアンタゴニストにより完全に阻止された。また、前処理膜標品への結合の薬理学的性質は非処理膜標品の場合とほぼ同一であった。以上の結果から、本結合は活性化状態のNMDAチャンネルの生化学的指標として有用であること、およびGlyの結合増強作用はNMDA認識部位の状態に存在して出現することが示唆される。
癌抑制遺伝子解析のためのヒト第3染色体遺伝的地図の作成および遺伝子の同定

癌における癌抑制遺伝子の異常は一般的に一方の染色体側の欠失と他方の染色体側の小さな変異(点変異や小さいDNA断片の挿入・欠失)として認められる。したがって、対象とする腫瘍組織において欠失している染色体部位を詳細に検討することにより、その腫瘍の発生に関与する癌抑制遺伝子の存在する位置を同定することが可能である。われわれは肺の非小細胞癌の発生に関わる癌抑制遺伝子を単離することを目的として49例の腺癌・18例の扁平上皮癌におけるヒト第3染色体短腕領域の欠失について、19のRFLPマ-カ-を利用して調べた。この結果、49例の腺癌のうち33例(67%)がこの染色体の欠失を起こしていたことが明かとなった。また、比較的多くの症例がこの染色体の一部分だけを欠失していることがわかった。さらに複数の腫瘍に共通して欠失している領域は3p21.3と3p14.1ー21.1の2領域であることが同定され、第3染色体上には肺の腺癌の発生に関与する癌抑制遺伝子は少なくとも2個存在すると推測される。さらに、染色体欠失の頻度とステ-ジを比較したところ、ステ-ジ1・2では30例中17例が欠失していた(57%)のに対し、ステ-ジ3では19例中16例(84%)の高頻度の欠失を認めた。また、病理学的分化度との対比では高分分子化癌では22例中12例(55%)の欠失頻度であったのに対し、未分化癌では7例中7例とも欠失していた。このことから、第3染色体上の癌抑制遺伝子の異常は肺腺癌の増悪因子としてとらえられるのではと考察される。また、扁平上皮癌では18例すべてにおいて、第3染色体短腕の欠失を認め、欠失領域も腺癌と比べて大きな領域であった。したがって、どの染色体の部位に問題となる遺伝子が存在するかを特定することはできなかった。今後は、さらに用いるRFLPマ-カ-の数を増やして、多数のサンプルを調べ、遺伝子の単離を目指したい。ヒト第3染色体だけをヒト由来の染色体として有するヒト×チャイニ-ズハムスタ-雑種細胞より抽出したDNAを用いてコスミドライブラリ-を作製した。ヒト反復配列をプロ-ブとして利用し、このライブラリ-よりヒト第3染色体特異的クロ-ンを約5000個選択した。この数は第3染色体すべてをカバ-する数に相当する。このうち600クロ-ンからコスミドDNAを精製し、順次RFLPの有無についてテストをした。6人の血縁関係のない人より抽出したDNAを制限酵素MspI、TaqI、RsaI、PstI、PvuIIまたはBglIIで切断してサザン法にてブロットしたパネルを用いて調べたところ、240クロ-ンがRFLPを同定した。これらを蛍光<in situ>___ーハイブリダイゼ-ション法やリンケ-ジ解析を用いて第3染色体のどの部分に位置するかを決定した。41個のRFLPマ-カ-による全長で308cM・マ-カ-間の平均距離約8cMの精度の遺伝的地図を作製した。これは、現時点において世界で最も精度の高い遺伝的地図である。次に、これらマップされたクロ-ンを用いて腎癌、乳癌における染色体欠失部位を詳細に検討した。47例の腎癌、200例の乳癌について調べた結果、腎癌では第3染色体のp13ーp14とp21・3の2領域が共通して欠失していることが明かとなり、少なくとも2個の癌抑制遺伝子の存在することが示唆された。また、p13ーp14の領域は染色体転座(3:8)(p14:q23)を伴った腎癌多発家系における染色体転座切断点を含んでおり、この転座による切断によって癌抑制遺伝子が不活化されている可能性が大きい。また、乳癌においては腎癌において共通して欠失している領域のうち近位側だけで高頻度の欠失を認め、p21・3での染色体欠失の頻度は非常に低かったことから、乳癌に関する癌抑制遺伝子は第3染色体短腕には1個存在するものと考えられる。

さらに、染色体欠失の頻度とステ-ジを比較したところ、ステ-ジ1・2では30例中17例が欠失していた(57%)のに対し、ステ-ジ3では19例中16例(84%)の高頻度の欠失を認めた。また、病理学的分化度との対比では高分分子化癌では22例中12例(55%)の欠失頻度であったのに対し、未分化癌では7例中7例とも欠失していた。このことから、第3染色体上の癌抑制遺伝子の異常は肺腺癌の増悪因子としてとらえられるのではと考察される。また、扁平上皮癌では18例すべてにおいて、第3染色体短腕の欠失を認め、欠失領域も腺癌と比べて大きな領域であった。したがって、どの染色体の部位に問題となる遺伝子が存在するかを特定することはできなかった。今後は、さらに用いるRFLPマ-カ-の数を増やして、多数のサンプルを調べ、遺伝子の単離を目指したい。
ＤＮＡ上の疎水空間配列を用いた機能分子集積法の開発

DNA内部に人工的に導入した疎水空間を機能性色素分子が結合する場として利用することで、DNAへの位置特異的な分子結合を実現し、疎水空間の配列に基づく機能分子の集積を通じた機能性DNAの構築と構造・機能評価に関する研究を行った。また、機能性発光色素とDNAの変異部位に対する結合様式を詳細に調べ、結合変化に伴う発光性変化を利用した高感度蛍光センサーの開発を行った。これまでに、超分子化学的アプローチに基づき、シンプルかつ効率の良い分子修飾法の創出を目指し、DNA中の塩基対を除くことで分子結合場として“余分な疎水空間"を人工的に創り、この空間を利用してDNA上に機能分子を固定・集積する研究を行なってきた。その中で、分子間の会合力が非常に強いカチオン性ペリレンジイミド(PDI)が、疎水空間に選択的に(ほぼ100 %)、かつ非常に強く結合(109 M-1以上)することを見出した。さらに検討を重ねた結果、一つの疎水空間に対して一つ分子が結合し、空間の数とその配置に応じて分子が自発的にDNAのπスタック内に並ぶことが明らかとなった。これらの結果は、DNA中の疎水空間をテンプレートに利用すれば、機能分子とDNAを共存させるだけで自在にDNAの分子修飾が可能であること、DNA上への精密な分子配列・集積が可能であることを示している。同様に、疎水性が強いポルフィリンをリガンドとした場合においても空間への特異的な結合が観測され、さらに、空間内で電子ドナー性分子とアクセプター性分子がペアーを形成し電荷移動錯体が特異的に形成されることを見出した。DNA内部に人工的に導入した疎水空間を機能性色素分子が結合する場として利用することで、DNAへの位置特異的な分子結合を実現し、疎水空間の配列に基づく機能分子の集積を通じた機能性DNAの構築と構造・機能評価を目的に研究を行った。機能性色素として、カチオン性側鎖を有する水溶性ペリレンジイミドを選び、塩基部を持たないデオキシリボスペーサーペアーを導入することでDNA内部に疎水空間を導入した。各種スペクトル測定から、DNA内部に導入された空間サイズに応じてペリレンジイミドの積層会合体が形成されることが分かった。この手法によって構築したペリレンジイミド-DNA複合体の光化学的特性について、光電流測定法、フェムト秒レーザー時間分解過渡吸収測定法を用いて詳細に調べた。複合体を表面に修飾した電極を作製し、光を照射したときに生じる電流を計測した結果、ペリレンジイミド単量体と比較して、二量体、三量体と会合体が形成されることで光電流が大幅に増加することが分かった。より詳細な機構を明らかにするために、フェムト秒レーザーを用いた過渡吸収測定によって光励起直後の過渡状態を観測し、励起状態の反応を調べた。その結果、ペリレンジイミドが二量体、三量体とスタックした構造体を形成すると電荷の非局在化によって電荷分離状態の寿命が大幅に増加することが分かり、この効果によって光電流発生の効率が上昇することが示された。したがって、機能性分子の積層構造体を構築することで優れた光電子移動特性を示すことが示された。本研究では、ペリレンジイミド誘導体(PDI)をリガンドに用い、DNA内部に導入した疎水空間を利用してPDIをDNA上に配置することを行うとともに、空間に結合したPDI誘導体の光化学的性質について調べた。スペーサー分子(dS)を用いて、平面分子が結合できる疎水空間を持つDNAを作製した。自己会合性が強いPDIをリガンドとして用い、PDIの吸収スペクトル変化から疎水空間へのPDIの結合について調べた。疎水空間を有するdS-1およびdS-2を存在させた場合においてのみ有機溶媒中で観測されるPDIモノマーと一致する吸収スペクトルが観測され、スペクトル変化の滴定実験から、疎水空間に対して一つのPDI分子が特異的に結合することが分かった。次に、空間に結合したPDIの発光スペクトルを観測した。PDI(X=H)では疎水空間を持たないdS0および近傍にGが存在するdS-1ではPDIは発光をほとんど示さず、Gが離れたdS-2のときに発光が見られたたことから、Gで強く消光され、Aで弱く消光されることが分かった。同様に、PDI(X=OR)においてもGによって大きく消光されるが、dS-2においては強い発光が観測され、置換基導入によって電子受容性が弱められることで電子移動消光が抑えられることで強い発光を示すことが分かった。以上の結果から、DNAをテンプレートとすることで機能性有機色素の一つであるPDIを一次元上に自在に配列することが可能であり、PDIの電子状態を調節することでDNA分子の光輸送性・電子輸送性を制御できることが示された。ナノ構造体構築の分子材料としてDNAは注目されており、DNAを利用したデバイス作製を目的として、機能分子をDNA上に配列・集積した機能性DNAの作製に関する研究が行ってきた。

機能性色素として、ペリレンジイミド誘導体(PDI)をリガンドに用い、DNA内部に導入した疎水空間を利用してPDIをDNA上に配置することを行うとともに、空間に結合したPDI誘導体の光化学的性質について調べた。スペーサー分子(dS)を用いて、平面分子が結合できる疎水空間を持つDNAを作製した。自己会合性が強いPDIをリガンドとして用い、PDIの吸収スペクトル変化から疎水空間へのPDIの結合について調べた。疎水空間を有するdS-1およびdS-2を存在させた場合においてのみ有機溶媒中で観測されるPDIモノマーと一致する吸収スペクトルが観測され、スペクトル変化の滴定実験から、疎水空間に対して一つのPDI分子が特異的に結合することが分かった。次に、空間に結合したPDIの発光スペクトルを観測した。PDI(X=H)では疎水空間を持たないdS0および近傍にGが存在するdS-1ではPDIは発光をほとんど示さず、Gが離れたdS-2のときに発光が見られたたことから、Gで強く消光され、Aで弱く消光されることが分かった。同様に、PDI(X=OR)においてもGによって大きく消光されるが、dS-2においては強い発光が観測され、置換基導入によって電子受容性が弱められることで電子移動消光が抑えられることで強い発光を示すことが分かった。DNA上に分子を集積・配列するための簡便な手法の確立を目的とし、DNA内部に人工的に創り出した疎水空間を利用した機能分子の位置特異的な結合および会合体形成について調べた。塩基部を持たないabasic siteの類似体であるスペーサー分子(S)を用いて、平面分子が結合できる疎水空間をDNA内部に導入した。自己会合性が強いペリレンジイミド(PDI)を結合分子として用い、PDIの吸収スペクトル変化を観測することで疎水空間へのPDIの結合について調べた。疎水空間を有するDNAを存在させると、有機溶媒中で観測されるPDIモノマーと完全に一致する吸収スペクトルが観測された。DNA濃度を一定にしてPDIを加えてスペクトル変化を観測した結果、疎水空間に対して一つのPDI分子が特異的に結合していることが分かった。また、スペーサーSの数を変えたところ、空間サイズに応じて吸収が短波長シフトするスペクトルが観測され、空間内でスタックした会合体を形成していることが示された。共役π電子系の分子として、強い電子受容性を有するナフタルジイミド(NDI)と電子供与性を有するジアルコキシナフタレン(DAN)をペアーとした電荷移動錯体を用いることにした。合成したNDIおよびDANを電荷移動錯体のペアーとして、吸収スペクトル測定を用いて空間内における錯体形成の観測を行った。結合空間を持つDNAとNDIを1:1で存在させた溶液中にDANを加えたところ、NDI/DANの電荷移動錯体に帰属される550 nmに吸収極大を示すブロードなスペクトルが観測された。結合空間を持たないDNAを用いた場合は全く吸収が観測されないことから、電荷移動錯体がDNA内部の空間内において選択的に形成されることが分かった。既存の設備と合成済みDNAサンプルを用いて複合体作製に関する基礎的な実験を行うことができたこと、またその複合体の光化学的特性に関する評価を行った。また、研究計画の予定としていた光デバイス評価に関する実験まで進むことができなかったため、結果として初年度の予算に残額が生じた。翌年度の研究費と合わせて今後は予定通りデバイス評価に関わるサンプル作製・設備導入に使用し、実験を進めていく計画である。
プレート不連続のマッピングと力学特性の解明

南海トラフから沈み込むフィリピン海プレートの形状およびプレート境界面付近の力学特性を解明するための研究を行った。特に伊勢湾周辺域のプレート沈み込みは非常に浅い角度であり、地震発生への影響を評価する必要がある。伊勢湾周辺域に地震およびGPSの独自の観測網を設置してデータ取得を行い、地震波解析によってプレート形状や力学特性に関する情報を得、有限要素法によるモデル構築を行った。特にプレートの形状については、伊勢湾北部の濃尾平野まで下部地殻とプレート上部が接触している可能性を支持する結果を得た。またプレート深部では、高圧流体の関与によって低周波地震が発生していることを示唆する結果を得た。平成25年度は、4年間の研究期間の初年度として、(1)フィリピン海プレートの形状と境界面の物理特性の把握、(2)微動活動とスロー地震にもとづく力学特性の把握、(3)沈み込むプレートの力学的影響の評価、に関する研究を行った。(1)については、Hi-netや大学の観測網等、既存の地震観測データを用いて地震波干渉法・反射波・変換波・S波異方性等によりプレート境界の位置と形状の推定をするため、対象となる震源を気象庁一元化震源からリストアップし,波形データを取得するとともに、震源からの波形別に整理を行った。(2)については、については、プレート境界面が浅い角度で内陸にまでのびている伊勢湾に地震観測点を設置するため。伊勢湾シーバースを候補地として、ノイズレベル等が地震観測に適したものかどうかを確認した。愛知県豊田市松平町に、新たに地震計アレイを設置するとともに,既存の愛知県鳳来町の地震計アレイ観測を維持し、観測データを取得した。また国土地理院のGEONET観測密度の低い地域のうち2箇所に新たにGPS観測点を設置し観測を進めた。場所は、名古屋市緑区有松および三重県東員町である。いずれも順調に動作している。(3)については、既存の屈曲したプレート境界モデルを用い,内陸地震断層の影響などを考慮したプレート間固着と衝突率を推定と、モデルの高度化を進めた。本研究課題では、プレート境界の巨大地震が発生する条件をあきらかにするため、プレート境界における力学特性を解明をめざすことが目的である。そのため(1)フィリピン海プレートの形状と境界面の物理特性の把握。(2)微動活動とスロー地震に基づく力学特性の把握。(3)沈み込むプレートの力学的影響の評価、を行う。平成26年度は,(1)については、自然地震および制御震源を用いた地震波を用いて、プレート構造・形状よる特徴的な地震波と捉えることをめざした。自然地震を用いた研究においては、プレート境界面付近の海洋地殻内を伝播する波とプレート境界面でSからPに変換される波を用いるための地震波形データの収集と波形の整理を行った。また、制御震源を用いた研究においては、プレート境界からの反射波の同定をおこなった。(2)については、平成25年頃からスロー地震が東海地方で発生していることを受け、東海地域にGNSS観測点の設置を行い、データの集積を行った。また地震計アレイによる観測を継続している。(3)については、力学特性の評価のため、粘弾性・地形・球面効果・沈み込むプレーと形状・モホ面形状をとりいれた有限要素法を用いたモデル化を行った。本研究では、(1)反射波・変換波・地震波干渉法を実施することで沈み込むプレートの形状とその境界面のインピーダンスを高解像度で推定することで、プレート境界面の物理特性を把握する.(2)深部低周波微動とスロー地震の特徴を整理しプレート境界面の力学特性を把握する。(3)モデル化によるマントルウェッジおよび屈曲したプレートの力学的影響を行うことを目標としている。(1)については、西南日本下に沈み込むフィリピン海プレートの複雑な形状を把握するため,紀伊半島と中部地方南部において発生した54個の地震を用いて,低速度の海洋性地殻に捕捉されたトラップ波を解析した.この結果,沈み込む海洋性地殻と陸側の地殻が琵琶湖周辺で面的に接触しており,かつ琵琶湖下では南に向かうほどフィリピン海プレートの西方向への沈み込み角度が高角になることが明らかになった.また太平洋プレート内で発生し,コアマントル境界で反射したS波がフィリピン海プレートで変換したScSp波を利用して、プレート境界の性質を推定した。その結果、沈み込み深部において流体の影響によりVp/Vsが大きくなっていることを示唆する結果が得られた。また精密制御震源の発生する地震波を用いて、地殻内のS波の異方性がプレートの動きに伴うことを示唆する結果を得た。(2)については、伊勢湾周辺に連続GNSS観測点を研究開始後計7箇所に設置し運用している。これらの観測網により,低周波深部微動に伴うと考えられる地殻変動が観測されている.(3)については、日本列島周辺領域において,3次元スラブ形状,深さ依存の粘性率,地形,3次元地震波速度構造に基づく弾性パラメータの不均質を考慮した有限要素メッシュを構築した。形状とレオロジーを全考慮したモデル、粘性率一定モデル、層構造モデルの3種類の有限要素メッシュを作成し、粘弾性応答の解析を行った.本研究では、(1)反射波・変換波・地震波干渉法を実施することで沈み込むプレートの形状と物理特性を把握する.(2)深部低周波微動とスロー地震の特徴を整理しプレート境界面の力学特性を把握する。(3)レオロジーのモデル化により力学的影響を行うことを目標としている。

(1)については、地殻やマントル内を伝播する地震波を用いてプレートの形状と力学特性に関する研究を進めるという目的を達しつつある。反射波については、精密制御震源の放出する地震波を用いてプレート境界での反射特性を調べた論文が公表されている。現在は、反射波の時間変動から力学特性の推定を試みている。変換波については、当初はHi-net等の定常観測点では必ずしも明瞭な変換波が認められないため、地震計アレイ観測のデータを用いて流体の影響によりVp/Vsが大きくなっていることを示唆する結果が得られた。また、プレート内の海洋性地殻内で発生した地震の波を用い、沈み込むプレートと陸側の地殻が琵琶湖周辺で面的に接触していることが明らかになった。(2)については、伊勢湾周辺に連続GNSS観測点を研究開始後計7箇所に設置し運用しているが、解析にまでは至っていない。これらの観測網により,低周波深部微動に伴うと考えられる地殻変動が観測されている。(1)の解析から、プレートが地殻と接触している場所が明らかにできる可能性を示したが、この接触が地表における地殻変動与えている可能性を地殻変動の解析を進める必要がある。このモデル化には、プレートの接触に加えて地殻のブロックモデルなどを導入する必要があり、時間がかかる。(3)については、日本列島周辺領域において弾性パラメータの不均質を考慮した有限要素メッシュを構築し、粘弾性応答の解析を行った。本研究項目においては予定通りモデル化がすすんでいると見なすことができる。本研究課題では以下の3点を中心課題として研究に取り組んだ.(1)反射波・変換波・地震波干渉法を実施することで沈み込むプレートの形状とその境界面のインピーダンスを高解像度で推定することで、プレート境界面の物理特性を把握する.(2)深部低周波微動とスロー地震の特徴を整理しプレート境界面の力学特性を把握する.(3)モデル化によるマントルウェッジおよび屈曲したプレートの力学的影響評価を行う.上記の中心課題に対して本年度は、以下の研究を行った。(1)昨年度実施した、ScSp波(変換波)を用いたフィリピン海プレートの形状と変換面(プレート境界面)の特性を明らかにする研究の解析結果の精査をおこない、その結果を論文にまとめて、Scientific Reportsに投稿し、受理された。また、静岡県を中心とした地震計アレイを用いて、深発地震のじしんはを用いた干渉法による反射法解析を実施した。その結果、レシーバ関数で得られたフィリピン海プレート上面と一致する場所に連続する反射波を認めた。さらに、プレートを含む地下構造を推定するために、静岡県森町に設置した震源を利用し、周辺のHi-net観測点での受信状況を精査したところ、150km離れた場所においてもP波S波信号を確認することができた。(2)伊勢湾周辺のGNSS観測点の密度を増強した。低周波微動に伴う地殻変動を捉えていることを確認した。また海底地殻変動結果を含む地殻変動データからプレート境界面の固着状況を推定し、学術雑誌(Geophysical Research Letter)に投稿し受理された。