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近世城下町町人地における都市設計論理に関する研究

本研究では、5つの近世城下町を対象として、既存の方法論を用いて町人地の設計論理を分析した。その際、既存の方法論を適用する際の課題を抽出し、さらに、その対応について検討した。この過程において、近世城下町町人地における設計論理の解明に資する新たな方法論を構築した。具体的には、地図計測を行う際、大縮尺の明治初期の近代測量図の不足を補うため、近世の絵図を用いる方法や、水系の設計論理を読み解くため、水路の建設手法に着目した類型化を行うことで、設計論理を推定する方法を提示した。水路網と街路網が複雑に入り組んだ、日本独自の都市構造を有する近世城下町町人地。その設計論理は、諸分野における長年の研究にもかかわらず十分には明らかにされてこなかった。本研究は、研究代表者がこれまでに構築してきた近代測量図の地図計測による定量的分析という方法論をより精緻に発展させるとともに、これまでに未解明な点が多い濠や掘割運河等の水系の設計論理を含めて、より詳細に近世城下町町人地における設計論理の全体像を解明することを目的としている。平成25年度の具体的な研究成果は、以下の通りである。1.調査対象城下町の選定:調査対象地を選定するための5つの視点、(1)文献史料や絵図・地図等の残存状況、(2)町人地の面的広がり、(3)水系の発達状況、(4)近代以降の市街地の整備・改編状況、(5)既存研究の蓄積等のうち、特に(3)水系の発達状況を重視し、近世城下町町人地に準ずる武家地や港町も含め、和歌山、松江、高松、新潟、小幡を調査対象候補として選定した。今後、史料の残存状況等を加味し、調査対象地の妥当性を精査していく必要がある。2.文献史料・絵図・地図等の収集・整理:調査対象地として選定した城下町について、文献史料や考古学資料、絵図や旧版地図といった都市設計に係わる資料、さらに関連する調査・研究成果等の収集・整理を行った。ただし、これらの史料については、今後も継続的に収集・整理を行い、調査対象地の精査に反映することを想定する。3.既存の方法論に基づく各城下町町人地の設計論理の解明と方法論適用上の課題の抽出:大縮尺の明治初期の近代測量図が存在しない城下町であっても、近代以降、街路網や水路網の大幅な改変が行われていない城下町では、絵図や文献史料等により街路網や水路網の変遷を詳細に読み取り、重ね図等を作成することで、現代の地形図を用いた設計論理推定の可能性を確認した。平成26年度の具体的な研究成果は、以下の通りである。1.平成25年度に調査対象城下町として選定した和歌山、松江、高松、新潟、小幡のうち、和歌山、松江、小幡において、江戸期以来の絵図や旧版地図、市史・町史等の文献資料等を分析対象史料として、既存の方法論を適用して各城下町町人地の設計論理の解明を試みた。3.次に、主に江戸期の絵図等から街区(街路網)の成立時期と水路(水路網)の成立時期、さらに地形との関係を分析することで、既存の方法論を援用して、城下町町人地の設計論理を推察することができる可能性を確認した。平成27年度の具体的な研究成果は、以下の通りである。1.平成27年度は、高松及び久保田の各城下町において、江戸期以来の絵図や旧版地図、市史・町史等の文献資料等を分析対象史料として、既存の方法論を適用して各城下町町人地の設計論理の解明を試みた。2.その結果、これまでの分析同様、大縮尺の明治初期の近代測量図が存在しない城下町の場合、街区形態の詳細な計測(誤差1間=約1.97m程度)はできないものの、旧版地形図をたどることで、街路網や水路網の改変が行われたか否かを判断することができ、それらの改変が行われていない場合は、現代の地形図による街区形態の計測であっても、設計論理の分析が可能であることを確認した。4.水路の開削手法及び水路と町割との関係に着目することで、近世城下町町人地における水路の開削手法について、(1)陸地部に水路を開削する「陸地掘り込み整備型」、

(2)河川河口部や海岸線の埋め立てに際しての「埋め残し整備型」、(3)低湿地等の造成と排水のための「浚渫整備型」に類型化することができる可能性を示した。本研究の遂行にあたっては、研究対象地における近世城下町にかかわる文献や絵図等の資料の入手が不可欠であるが、それらの史料は、当初想定以上に散逸しており、その所在確認及び入手が極めて困難であった。また、所在が確認できたものであっても、博物館や美術館等、分散して所蔵されているため資料調査に想定以上の時間を要したため、研究の達成度がやや遅れている。本研究においては、近世城下町大坂及び江戸に係わる研究成果を踏まえ、主に豊臣系列及び徳川系列の近世城下町5都市程度を対象として、既存の方法論を適用して町人地の設計論理の解明を試み、方法論適用上の課題を抽出した。具体的には、次の通りである。1近代測量図の地図計測という城下町町人地の設計論理を読み解く新たな方法論は、大坂や江戸のように、詳細な計測が可能な5千分の1程度の「大縮尺の明治初期の近代測量図」が存在する都市においては適用可能であるが、たとえば明治初期の迅速測図のように、2万分の1程度より小さい縮尺の近代測量図しか存在しない他の城下町では、地図計測を行う際に十分な精度が得られない。2街道、街路、街区、宅地といった、陸域の都市設計論理については解明することができたが、濠や掘割運河、下水路といった水系の設計論理については、位置決定の論理や幅員等の設計標準など、十分には解明できていない。こうした課題を踏まえ、方法論適用上の課題解決に向け、特に「大縮尺の明治初期の近代測量図」の欠如を補うため、各都市に残された文献史料や考古学資料、さらに絵図や旧版地図といった他の文献史料等の活用・援用の可能性や、新たな分析視点の導入など、現地調査を踏まえつつ、調査対象都市の横断的な比較分析に基づき、方法論の精緻化を図った。さらに、精緻化した方法論を各都市に再適用(フィードバック)することにより、各都市の町人地の設計論理の解明を通して、城下町町人地における設計論理の全体像を解明した。なお、水系設計の論理については、方法論の精緻化と同様に、調査対象都市の横断的な比較分析に基づき水系の類型化を行い、各類型の特質を明らかにすることで、水系の詳細な設計論理の解明に向けた考え方を明らかにした。本研究では、5つの近世城下町を対象として、既存の方法論を用いて町人地の設計論理を分析した。その際、既存の方法論を適用する際の課題を抽出し、さらに、その対応について検討した。この過程において、近世城下町町人地における設計論理の解明に資する新たな方法論を構築した。具体的には、地図計測を行う際、大縮尺の明治初期の近代測量図の不足を補うため、近世の絵図を用いる方法や、水系の設計論理を読み解くため、水路の建設手法に着目した類型化を行うことで、設計論理を推定する方法を提示した。平成25年度において、調査対象城下町の選定にあたり、水系の発達した城下町を優先したことで、その選定が遅れ、調査対象地に関わる史料等の収集・整理に時間を要したこと、また、当初対象としていなかった近世の絵図史料も一部分析対象に含めたことから、達成度がやや遅れているが、平成27年度の水系の類型化や方法論の精緻化等において良好な研究成果を得るためには、必要なプロセスであったと考える。平成28年度は、これまでに分析した城下町の比較分析に基づき、城下町町人地の設計論理の解明に向けた方法論の精緻化を図る。
気液二相流の圧縮性を利用した有機化合物分解用水中ウォータージェット

本研究は、気液二相流の特徴の一つである圧縮性を積極的に利用することにより、従来のものよりも低い噴射圧の水中ウォータージェットによる有機化合物分解を実現することを目的としてなされたものである。2年間に渡っておこなわれた本研究の結果を要約して以下に列記する。1.水中ウォータージェットの噴射ノズル内を流れる気液二相流が衝撃波の発生条件を満たすとき、有機化合物の分解度合いは増加することが確かめられた。しかし、現在までに得られた有機化合物の分解率は所期の目標よりも低い範囲に留まっており、装置のさらなる向上を図る必要がある。2.噴射ノズル内の気液二相流を超音速にするために、人工微細気泡および旋回流を利用することは有効な方法であることが分かった。3.水中ウォータージェット中に半径と数密度の制御可能な微細気泡を導入する方法、および画像処理法による微細気泡のサイズの計測法が示された。4.キャビテーション初生についての数理解析と数値計算によって、従来の初生条件で決まる臨界圧力よりも高い圧力の下でもキャビテーション初生は起こりうることが見出された。5.最近当研究室で開発された気液二相流に対する平均化モデル方程式を縮小拡大管内の気泡流に適用した結果、そのモデル方程式の有用性が確認された。本研究は、水中ウォータージェットを用いて有機化合物を分解処理する技術の向上を図るため、従来の方法よりもジェット噴射圧力が低く(10分の1以下)、経済性・安全性に優れた装置を開発することを目的として行われている。本年度は、開発を目指す装置の主要な構成要素である微細気泡生成装置および気液二相流用高速ノズルについて理論的、実験的に検討した。結果の概要は以下のとおりである。1.有機化合物の分解効率を向上させるためには、多数のキャビテーション気泡を局在化させ短時間に圧滅することが重要であることが確認された。2.数気圧に加圧した水を急速に減圧することにより微細な気泡を析出させる方法、および微細気泡のサイズと数密度の計測法を開発した。3.上記の方法における加圧レベルおよび析出時間を調節することによって、微細気泡のサイズおよび数密度をコントロールすることを可能にした。4.ジェット噴射ノズル上流の流れに予旋回を与えてキャビテーション発生を助長する手法を考案し、管内流速と旋回速度および圧力降下量を計測した。5.収縮拡大管内を流下する気液二相流中の圧力波の伝播特性を数値計算によって明らかにした。本研究は、水中ウォータージェットを用いて有機化合物を分解処理する技術の向上を図るため、ジェット噴射圧力が従来の方法の10分の1以下で運転可能な、経済性および安全性に優れた装置を開発することを目的に、昨年度から2年間にわたって行われてきたものである。本年度の研究結果の概要は以下のとおりである。1.水中ウォータージェットの噴射ノズル内を流れる気液二相流が衝撃波の発生条件を満足するとき、有機化合物の分解される度合いは増すことが確かめられた.しかし、現在までに得られた分解率は所期の目標よりも低い範囲に留まっており、装置のさらなる性能向上を図る必要がある。2.気液二相流を超音速にするための補助的手段として、人工微細気泡および旋回流を利用することが有効であることが分かった。3.キャビテーション発生に関する数値解析によって、従来の初生条件による臨界圧力より高い圧力の下でもキャビテーション初生は起こりうること、およびその条件は気泡周囲圧力を所定の圧力まで低下させるときの圧力の時間変化に依存することが分かった。4.先に当研究室で開発された気液二相流の平均化モデル方程式を縮小拡大管内の気泡流に適用して数値解析をおこなった結果、実際的な流れ場の計算におけるこのモデル方程式の有効性が確かめられた。
コンピュータソフトウェアの著作権保護を可能とする計算機システムの実現

前年度では、コンピュータソフトウェアの著作権保護を可能とする計算機システムの実現するための、評価環境を構築するためにハードウェアプラットフォームであるRICEとそのライブラリ(IP、ファームウェア、ドライバなど)の整備し、それらが正常に動作することを確認した。本年度は、その環境を用いて具体的にアプリケーションを開発することで、提案するシステムの性能評価を行った。我々の提案する安全な計算機システムの基本アイデアは、プロセッサとメモリの通信時間にデータの暗号化および復号化の処理を隠蔽することで、従来システムの処理性能を低下させることなく、安全性を向上させることができることである。また、その処理を従来の高速ではあるが柔軟性のないハードウェアや柔軟性はあるものの多くの処理時間を必要とするソフトウェアで実現するのではなく、柔軟なハードウェアであるリコンフィギャラブル・ロジックで実現することで、高い安全性と継続的に提供できることである。提案するシステムを評価対象である従来システムとしてRICEを用いた時の基本性能評価を行った。その結果、プロセッサに用意されている複数のメモリ・インタフェースでは通信バンド幅の違いがあること、通信粒度の違いによってプログラミング手法を変更すべきであることが確認できた。また、ベンチマークソフトウェアを用いたプロセッサによる暗号・復号化処理は非常に負荷の高い処理であり、単純な読み込み操作において暗号化処理を実行すると通信バンド幅が1/30に低下することも併せて確認できた。最後に、提案するシステムの性能評価を行った。その結果、プラットフォームに用いたFPGAにおいて、数百Mbpsのスループットを実現できることから、提案システムでは暗号・復号処理を実装しても通信バンド幅がほとんど低下しないことが確認できた。これにより、提案したシステムが効果的に具現化できることを証明できた。コンピュータソフトウェアの著作権保護を可能とする計算機システムの実現に関する研究を推進するために,本年度は研究のハードウェア・プラットフォームとして用いる,ハードウェア・ソフトウェア協調処理システムRICE開発とそのライブラリ整備を重点的に行った.我々の考える著作権保護を効率的に行うことが可能なシステムは,その基本となるプロセッサシステムとそれに効果的に融合できる再構成可能な集積回路によって構成される.そこで開発したRICEには,プロセッサと再構成可能な集積回路,それらが用いるメモリ,さらにそのプラットフォームをPCで制御するためのインタフェースを搭載し,それらをFPGAで接続した.上述のRICEを用いて研究を推進するためには,RICE上の再構成可能な集積回路を確実に制御する必要がある.そこでRICE上のFPGAに再構成を制御するための回路を実現した.それに併せてPCインタフェースのためのハードウェア・ライブラリやファームウェアの開発も行った.それらを用いた評価結果から,予想された最適な時間で再構成が可能であることが確認できた.上記の課題と共に,RICE上のプロセッサを正確に制御することも重要な課題の一つである.特にRICE上のプロセッサのメモリバスは,メモリ直結でなく再構成可能な集積回路を介して接続されている.したがってプロセッサとその集積回路による協調動作を実現する必要があった.開発システムの評価結果から,プロセッサの最大速度で協調処理を正確に行えることが確認できた.以上の結果から,著作権保護を可能とする計算機システムを具現化するための基本環境の構築が終了した.今後はこの環境を用いて効率的な計算機システムの構成に関する検討を行う予定である.前年度では、コンピュータソフトウェアの著作権保護を可能とする計算機システムの実現するための、評価環境を構築するためにハードウェアプラットフォームであるRICEとそのライブラリ(IP、ファームウェア、ドライバなど)の整備し、それらが正常に動作することを確認した。
心の自立性の獲得－環境から解放された心の進化と発達

本研究の目的は、時空間から解き放たれ、自由に心的表象を操作するの能力ー心の自立性ーの発生過程を広範な種比較と発達比較により実証的に改名することである。平成30年の主要な成果を記す。1)ハトはよく知っている課題に直面する時よりも、初めて経験する課題に直面する時の方が、ヒント希求を多くすることが示された。2)捕食脅威を経験したメスのカンザワハダニは、未経験の個体よりも、卵が多く産める産卵場所を選択することが示された。3)フサオマキザルは、記憶課題において、事前に遅延時間が長いことが告げられた場合には、積極的に見本を記憶したり、リハーサルするなどして記憶忘却に備えることはしないことが示された。4)イヌもネコも同様に、ヒトの行動に従うと損をしてしまう場合にも、ヒトの行動に依存してしまうことが示された。5)フサオマキザルに同種とヒトのコドモ顔とオトナ顔の弁別訓練を行った後、類人、旧世界ザル、新世界ザル、食肉目など複数の種のコドモ顔とオトナ顔を提示してテストを行った結果、他種に年齢カテゴリーは般化しないことがわかった。6)10ヶ月児を対象に、視線追従と心拍パターンの関係を検討した結果、心拍パターンが視線追従行動を予測することが示された。7)動画を見ている時の類人の視線をアイトラッキングにより計測した結果、ヒト幼児やイヌでは直示的コミュニケーションの後により強く視線手がかりに反応することが知られているが、類人では同様の反応は見られなかった。上記の成果は、心の自立性の発生過程を考察するための重要な資料であり、上記以外の成果も多くが査読付き国際誌に公刊されている。全体として研究は着実に進んでおり、その成果のすでに査読付き国際誌に多く公刊されている。特に2018年度は、上記2)カンザワハダニの記憶研究(Murase & Fujita, 2018)、及び10)乳児における他者の視線追従と心拍パターンの関係(Ishikawa & Itakura, 2019)でプレスリリースを行い、新聞やインターネット記事により広く紹介され、多くの反響を得た。本研究課題は、思考や推論、メタ認知、他者理解、という大きく3つの枠組みを設けているが、現状としてこれら全ての問いに対して、着実に研究は進んでおり、成果につながっている。キリンや爬虫類など、今まで比較認知研究分野においてほぼ扱われることがなかった種に対しても、機材調整や訓練は順調に進んでおり、今後の成果が見込まれる。よって、現時点として「おおむね順調に進展している」と評価できる。得られた成果は国際誌に順次発表できており、極めて順調に研究は進展していることから、大きな研究計画の変更は考えていない。各ラボの特色と実績を活かしつつ、多様な動物種を対象に、本研究課題の3つの柱である、1)思考と推理に関する研究、2)メタ認知と心的時間旅行に関する研究、3)他者理解に関する研究を継続して行う。特に2019年度は、オカメインコの心的機能の分析、京都市動物園のキリンの認知研究、フトアゴヒゲトカゲの記憶研究を大幅に進展させたいと考えている。具体的には、メタ認知、心的表象操作、情動と記憶との関連に関する研究を実施する。また、イルカや魚類など水中生物を対象として、自己認識や、思考・推理に関する研究を実施する。具体的には推移的推論課題や、自己鏡像認知に関する研究を実施する。イヌやネコなどの伴侶動物を対象とした研究では、メタ認知研究、及び表象形成に関する複数モダリティーの影響を検討する。本研究シームでは、ヒト乳幼児を含め、可能な限り多くの種を対象にして、生理指標(心拍変動、体温変動、ホルモン等)の安定的な取得方法と解析方法の確立を目指すことによって、表象と情動との関連の解明に役立てる予定である。全ての研究は、成果を見ながら柔軟に修正しつつ実施する。本課題の目的は、時空間から解き放たれ、自由に心的表象を操作する能力ー心の自立性ーの発生過程を広範な種比較と発達比較により実証的に解明することである。平成28年度の主要な成果を記す。1)フサオマキザルにおける柔軟な記憶方略を実証した。遅延見本合わせ課題において遅延の長さを示す手がかりを見本提示時あるいは遅延開始時に提示すると、それに応じてサルの記銘やリハーサルが変化した。2)フサオマキザルを対象に、子どもとおとなの写真の概念弁別の新奇写真への般化を調べたところ、同種にはすぐ般化するが、異種には般化が見られなかった。幼児図式の一般性に疑問を提示した。3)ネコは物理的法則により生じる因果事象に従って環境の推理をおこなうことを示した。箱を振ってガラガラと音がするにもかかわらず物体が落ちてこないなどの期待違反事象を提示するとネコの注視時間が増加した。4)ネコは一度だけ経験した餌探索の経験を、予期せず再探索の機会が与えられたときに思い出して、適応的に行動できることを示した。こうした偶発的記憶の利用は、エピソード記憶の1要件である。5)イヌは人が扉を操作するのを見てその重さを推理できるが、これには自身が重い扉と軽い扉を操作した経験が必要であることを明らかにした。6)イヌは自身に都合の悪い事象を飼い主に見とがめられたときに、その原因を作った人物に視線を送ることが明らかになった。イヌの反応は、単に叱られることを予測した防衛的なものではないことがわかった(以上藤田)。

7)成人の事象関連電位の解析から、非社会的な登場人物の分配行動に対して特有の電位変化を確認した(板倉)。8)視線測定により、大型類人が登場人物の誤信念を理解していることを明らかにした(平田)。9)京都市動物園で飼育されている大型類人について、画像解析の導入により、課題に向かう意欲や確信度を分析するための設備を整えた(田中)。全体として研究は着実に進んでおり、その成果の一部はすでに国際誌に公刊されている。特にネコを対象とした上記3)因果法則の理解(Takagi et al. 2016)、及び4)偶発的記憶(Takagi et al. in press)の研究は、論文の電子公開の直後に大きな注目を浴び、国内外の新聞やインターネット記事により広く紹介された。これらはいずれも直接的に心的表象の自在な操作を示唆するもので、少なくとも伴侶動物にはそうした能力の萌芽が備わっていることがすでに明らかになった。また、上記8)の類人の誤信念の潜在的理解(Krupenye et al.2017)は、ヒト以外の動物で初めて示されたものである。この研究も、発表されるやいなや大きな注目を浴び、国内外で大きく報道された。このように、初年度であるにもかかわらず大きな成果をすでに生み出しており、研究課題の達成度は、予想を上回るものと判断できる。本研究の目的は、時空間から解き放たれ、自由に心的表象を操作するの能力ー心の自立性ーの発生過程を広範な種比較と発達比較により実証的に改名することである。平成30年の主要な成果を記す。1)ハトはよく知っている課題に直面する時よりも、初めて経験する課題に直面する時の方が、ヒント希求を多くすることが示された。2)捕食脅威を経験したメスのカンザワハダニは、未経験の個体よりも、卵が多く産める産卵場所を選択することが示された。3)フサオマキザルは、記憶課題において、事前に遅延時間が長いことが告げられた場合には、積極的に見本を記憶したり、リハーサルするなどして記憶忘却に備えることはしないことが示された。4)イヌもネコも同様に、ヒトの行動に従うと損をしてしまう場合にも、ヒトの行動に依存してしまうことが示された。5)フサオマキザルに同種とヒトのコドモ顔とオトナ顔の弁別訓練を行った後、類人、旧世界ザル、新世界ザル、食肉目など複数の種のコドモ顔とオトナ顔を提示してテストを行った結果、他種に年齢カテゴリーは般化しないことがわかった。6)10ヶ月児を対象に、視線追従と心拍パターンの関係を検討した結果、心拍パターンが視線追従行動を予測することが示された。7)動画を見ている時の類人の視線をアイトラッキングにより計測した結果、ヒト幼児やイヌでは直示的コミュニケーションの後により強く視線手がかりに反応することが知られているが、類人では同様の反応は見られなかった。上記の成果は、心の自立性の発生過程を考察するための重要な資料であり、上記以外の成果も多くが査読付き国際誌に公刊されている。全体として研究は着実に進んでおり、その成果のすでに査読付き国際誌に多く公刊されている。特に2018年度は、上記2)カンザワハダニの記憶研究(Murase & Fujita, 2018)、及び10)乳児における他者の視線追従と心拍パターンの関係(Ishikawa & Itakura, 2019)でプレスリリースを行い、新聞やインターネット記事により広く紹介され、多くの反響を得た。
超音速航空機排気中の窒素酸化物による高層大気オゾンの減少予測

航空機エンジンから排出される窒素酸化物(NOx)が大気中のオゾン(O_3)と反応することによるオゾン消失は、次世代超音速航空機実現に際しての環境遺合牲課題の一つである。本研究は、高層大気中のオゾン保全の観点に立ち、超音速機から排出される窒素酸化物の量に対して、オゾンが消失する程度を予測し、社会的なアセスメントに役立たせようとするものである。当該研究期間における研究成果は次のとおりである。1.オゾン(O_3)と窒素酸化物(NOx)の化学反応に関する地上実験・東京大学工学系研究科航空宇宙工学専攻に設置されているスペースチャンバを用い、FTIR(フーリエ変換赤外分光測定)によって、オゾン濃度測定法を確立した。・成層圏を模擬した環境におけるオゾンと窒素酸化物の反応を定量的にシミュレートした。・実験条件に対応した数値計算の結果から、考慮した化学反応および用いた反応速度定数が妥当であることを確認した。2.オゾン(O_3)と窒素酸化物(NOx)の化学反応に関する数値計算・光化学反応と大気輸送を考慮した2次元大気モデルを構築し、超音速機の飛行シナリオに沿った排気の影響を含む数値シミュレーションを行って、自然状態のオゾン数密度分布を得るとともに、窒素酸北物排出によるオゾン分布への影響を予測した。・排出高度20km以下では窒素酸化物排出によるオゾン濃度への影響は小さいが、30kmを越える高高度ではオゾン層消失の可能性がある。航空機エンジンから排出される窒素酸化物(NOx)が大気中のオゾン(O_3)と反応することによるオゾン消失が、次世代超音速航空機の実現に際しての環境適合性課題の一つである。本研究は、高層大気中のオゾン保全の観点に立ち、超音速機から排出される窒素酸化物(NOx)の量に対して、どの程度のオゾン(O_3)が消失するかを予測し、社会的なアセスメントに役立たせようとするものである。本年度の研究成果は次の通りである。1.高層大気を模擬したスペースチャンバ(研究代表者の所属する専攻に設置されている大学院最先端環境試験装置)内にオゾンと窒素酸化物を投入し、その反応で生じた成分を測定することにより、当該反応の特性を知る。成分の測定は、本研究で購入したフーリエ変換赤外分光光度計を用いて行うが、その購入に慎重を期したため実験開始がやや遅れ、成果が出始めるまでに若干の時間が必要である。今後は、この方法により、窒素酸化物の量によるオゾン減少量を測定し、実際の超音速機の飛行シナリオに即したオゾン減少量の予測を行う。さらに紫外線照射によって生成するオゾンの存在の効果も研究する。2.高度方向のみを考える1次元モデルを用い、窒素酸化物投入量および航空機飛行高度をパラメータとして、地球大気中のオゾンと窒素酸化物の反応を計算機でシミュレートした。この結果、次の結果が得られた。(1)航空機からの窒素酸化物排出により、オゾンは高高度で減少し、低高席で増加する。(2)窒素酸化物排出が多いほどオゾン濃度に対する影響も大きい。さらに、消失したオゾンを修復するために、オゾン分子あるいは酸素原子を大気中に投入する方法についてもシミュレーションを行った結果、投入量および投入高度にかかわらずオゾン量はほとんど変化せず、したがって、この方法による修復は有効でないことがわかった。今後は、シミュレーションの精度を上げることを検討する。航空機エンジンから排出される窒素酸化物(NOx)が大気中のオゾン(O_3)と反応することによるオゾン消失は、次世代超音速航空機実現に際しての環境適合性課題の一つである。1.オゾン(O_3)と窒素酸化物(NOx)の化学反応に関する地上実験・東京大学工学系研究科航空宇宙工学専攻に設置されているスペースチャンバを用い、FT-IR(フーリエ変換赤外分光測定)によって、オゾン濃度測定法を確立した。

・実験条件に対応した数値計算の結果から、考慮した化学反応および用いた反応速度定数が妥当であることを確認した。2.オゾン(O_3)と窒素酸化物(NOx)の化学反応に関する数値計算・光化学反応と大気輸送を考慮した2次元大気モデルを構築し、超音速機の飛行シナリオに沿った排気の影響を含む数値シミュレーションを行って、自然状態のオゾン数密度分布を得るとともに、窒素酸化物排出によるオゾン分布への影響を予測した。・排出高度20km以下では窒素酸化物排出によるオゾン濃度への影響は小さいが、30km越える高高度ではオゾン層消失の可能性がある。
半導体多層配線のプロセス限界を超越する拡散バリア層の開発原理

半導体多層配線は、微細化の進展に伴って導体配線と絶縁層の界面に存在するバリア層厚さを可能な限り薄くすることが求められている。本研究はバリア層自己形成法に着目し、その形成機構を明らかにするとともに、プロセス限界を超越できる拡散バリア層の材料ならびに形成方法を提供することを目的とした。バリア層自己形成機構に関しては、電界促進拡散による機構であることを明らかにし、合金元素によって電界強度に差異が生じるため自己形成挙動が異なることを示した。また、将来の超微細配線を想定して、化学気相成長法による極薄バリア層の形成法とスパッタリフロー法による配線の形成法を確立し、それらの形成機構を明らかにした。初年度に調査する合金として、バリア層自己形成の研究において最も多く研究が行われ、かつ、次世代デバイス用配線材料の二大有力候補と目されているCu-Al,Cu-Mn合金を選択し、スパッタ法によりSiO_2付きSiウェハー表面に成膜した。得られた試料を超高真空熱処理炉(背圧10^<-7>Pa)内で200°C400°Cの温度範囲において10分60分の時間範囲で熱処理を行った。熱処理前後の試料に関して断面TEMを用いて界面反応層の厚さを測定し、それぞれの合金とSiO_2層との反応挙動を調査した。その結果、いずれの合金においても、界面層の厚さは熱処理時間の対数に比例して増加した。この結果は、電界促進拡散による成長機構を示している。また、Cu-Al合金の界面層の成長はCu-Mn合金に比べて非常に低速度であった。温度依存性の結果を対数成長則の理論式に基づいて成長挙動を解析したところ、界面に形成された電界強度がCu-Al合金において1.0MV/cm、Cu-Mn合金において2.9MV/cmであることが判明し、電界強度の強さと成長速度の関連性が明らかになった。しかし、SiO_2層がTEOS前駆体より形成されており吸湿性をゆうするために、SiO2中の水分が界面反応に寄与した可能性があり、定量評価に難点がある。次年度は基板の水分を脱離するための前熱処理を行い、水分の影響を除去して詳細な研究を行う必要がある。22年度の研究で基板吸着水がバリア層の形成に影響を与えている可能性を指摘した。23年度に実施した研究は、この点を明らかにするためにTEOS前駆体を用いて形成したSiO_2基板を真空中にて熱処理を行い、熱処理温度の変化による吸着水の種類と量をTDSを用いて定量的に測定した。その後にCu-Mn合金を成膜して自己形成バリア層の厚さを測定した。その結果、吸着水の量に比例してバリア層の厚さが増加することが明らかになった。さらに、物理吸着水か化学吸着水かによって形成されるバリア層の組成と構造が変化することが明らかになった。一方で半導体の急速な微細化傾向を考慮すると、物理蒸着法で成膜されたCu-Mn合金を用いたバリア層自己形成が困難になることが予想される。このため、既に得られた知見を活用して、化学気相成長法によるバリア層の形成を試みた。蒸気圧と融点などの情報を基に、(EtCp)2Mnを前駆体に用いて成膜した。その結果、前駆体の熱分解温度(500°C)以下であるにも拘らず、基板との反応によって厚さが18nmのMn酸化物層を形成することに成功した。また、成長挙動はCu-Mn合金の場合と同じく対数成長則に従うことが判明し、基板と前駆体間の電子のやり取りによって前駆体からのMnの脱離が促進されていることが明らかになった。さらに、Mn酸化物層の厚さ、組成、構造が基板の吸着水に影響されることも判明し、この点においてもCu-Mn合金の場合と同様であった。種々の厚さのMn酸化物層の拡散バリア性を調査するために、Mn酸化物層上にCuを成膜した試料を高温長時間保持した後に、組成分析およびC-V測定を行った。その結果、Mn酸化物の厚さが1.2nm以上の時に良好な拡散バリア性を示した。このように電解促進効果の原理を利用した化学気相成長法を用いることによって、従来の物理蒸着法によるバリア層形成プロセスの限界を超越できる目処がついた。Cu合金のリフロー埋め込みに関しては、SiO2絶縁層に形成した開口幅50200nmの配線溝を有する基板を用いた。スタティックリフロー法として、銅を成膜後に熱処理を行ったところ、銅が配線溝に入ることはなかった。その原因として、リフロー前の開口部の表面エネルギーより、リフロー後の配線溝内の界面エネルギーの方が高いことが考えられる。

一方、ダイナミックリフロー法として、基板を高温に保持して銅を成膜したところ、全ての配線溝内に銅を埋め込むすることができた。リフロー量は成膜時間の二乗に比例して増加することが明らかになった。また、拡散係数は体拡散と表面拡散の中間の値を取ることが明らかになった。これらの結果より、ダイナミックリフロー法を用いれば50nm幅の微細配線を埋め込むことが可能であることが示され、その主要機構は粒界拡散であることが判明した。さらに、埋め込まれた銅配線と絶縁層との界面には厚さが24nmの界面層が形成されており、拡散バリア層が自己形成されることも判明した。化学気相成長法によるバリア層の形成に関しては、熱分解温度が230°CのMn前駆体(MP21)を用いてSiO2およびSiOC絶縁層基板上に成膜した。成膜した膜厚の温度依存性から求めた活性化エネルギーは160 kJ/molであり、基板種による有意差はなく、時間依存性については直線則が得られた。これらの結果より、MP21によるバリア層形成機構は、これまで用いてきた(EtCp)2Mn前駆体とは異なり、前駆体の熱分解生成物が堆積して成長することが明らかになった。また、バリア層を形成した基板上に銅を成膜し、拡散バリア性および濡れ性と密着性を調べた。SIMSによる組成分析によれば拡散バリア性は良好であり、濡れ角測定、およびスクラッチ試験によれば、濡れ性と密着強度も良好な値が得られた。23年度には32nm以降の技術世代におけるLSI配線を想定して、化学気相成長(CVD)法によるバリア層形成の可能性を調査した。その過程において、Mn前駆体(ジエチルビスシクロペンタディエニルマンガン)の熱分解温度(500°C)近傍で成膜された膜は、多量の炭素を含有し、銅薄膜との密着性に乏しいことが判明した。24年度に実施した研究では、この原因について第一原理法を用いて調査した。具体的には、Mn前駆体の安定構造を計算し、前駆体分子を構成する種々の配位子を分離する際に要するエネルギーを計算した。その結果、Mn原子が分離するエネルギーより少し低いエネルギーによって、五員環に付随するエチル鎖端部のCH3の分離が可能であった。このことから、バリア層に含有された炭素は熱分解したCH3の混入であることが判明した。従って、今回用いたMn前駆体は、熱分解温度近傍で成膜することは回避すべきであり、300°C以下の温度で成膜することが適していることが明らかになった。また、銅との密着性を向上させてマイグレーションに対する信頼性を高めるために、これまでのMn前駆体より低温で熱分解する新規な前駆体を用いた実験を行った。示差走査熱分析の結果、熱分解温度は230°Cであり、この温度以上のCVD成膜によって絶縁層基板との界面にバリア層を形成し、その上に低抵抗の層を形成することができた。しかし、低抵抗層の結晶構造と組成を分析したところ、金属Mnは微量であり、殆どがMn炭化物であった。この炭化物層が銅の密着性に及ぼす影響は今後調査する必要がある。さらに、15nm以降の技術世代を想定して、バリア層の自己形成と配線埋め込みを同時に実現できる方法にも取り組んだ。その結果、ある種の銅合金を高温でスパッタリングすることによって、リフロー埋め込みが実現可能な条件を見出し、新たなバリア・配線形成方法を提示することができた。Cu合金のリフローに関しては、線幅と線間隔が共に28nmの配線パターンを有する基板を用いて、種々の温度においてCu、Cu-Al、Cu-Ti、Cu-Mn合金のリフロー試験を行った。
微小液滴射出・操作技術を用いたナノレオロジー計測工学の創生

液晶やゲル、ミセルや分子膜など分子集合体が形成する生体系などの複雑流体は、自己組織化的に高度に秩序化された内部構造を形成する。これらの物質群はソフトマテリアルとも呼称されるように、温度や電場・磁場などの外的刺激に応じて容易にその構造を変化させ、さまざまな機能を発現する。近年、これらの性質を新しいミクロデバイス材料へと応用しようとする試みが盛んに進められている。本研究の目的は、我々がこれまでに培ってきた微小液滴の吐出・衝突・融合化技術ならびにその変形・回転運動の高時間分解能観察手法を用いて、μmサイズの流体のレオロジー物性を研究する「超高速変形ナノレオロジー計測工学」を創生し、その基本要素技術を産業界における汎用の計測ツールとして供与することを目的とする。研究では連続的に印加された圧力により射出された液柱に対し、超音波域の圧力変動による微細な動径ゆらぎを自励的に発展させて、毎秒100,000個以上の速度でピコリットル液滴を生成する技術を開発した。この分裂現象の観察から、非常に大きな速度歪における粘弾性緩和や表面張力の時間依存性を測定することができる。またこの技術は、液滴の融合による高次構造を有するマイクロカプセル生成などにとって非常に有効な技術である。さらに射出ノズルの機械共振を利用して、フェムトリットル液滴の射出に成功した。これはサブμmの精度でのパターン形成を行う技術に応用することが可能である。さらに開発された高速液滴生成システムにより作製されたピコリットル液滴について、空間に局所電場を印加することによりマックスウエル応力を及ぼして液滴の飛行経路を高精度で制御する技術を開発した。これにより毎秒あたり数10万個で高速生成されるピコリットル液滴の複雑な空中配送経路が実現でき、ハイブリッド構造を持つ微小ソフト材料の生成に大きく寄与する。またこれはサブμmの精度でのパターン形成を行う技術に応用することが可能である。さらに同様の原理を用いて液滴を加速・減速あるいは保持する技術も実用化した。物性計測としては、液滴生成の動的過程を解析することにより、高時間分解能で粘性と表面張力を計測するシステムを構築した。本年度はこれまでに開発した技術を用いて、比較的低分子の液体が示す高歪域での力学緩和現象を観察し、さらにピコリットル領域における非平衡化学反応の分子レベルでの観察を行った。

この技術は、これまでの平衡化学等量点で議論されてきた化学反応の記述を大きく転換し、また産業上もピコリットル反応場の実現が可能になるという、本研究の展開上大きな成果を与える可能性のあるものである。さらに様々な化学反応において、それが動的に進行する画像データを蓄積し、観察される現象が我々の非平衡化学反応の理論によって説明できることを確認した。液晶やゲル、ミセルや分子膜など分子集合体が形成する生体系などの複雑流体は、自己組織化的に高度に秩序化された内部構造を形成する。これらの物質群はソフトマテリアルとも呼称されるように、温度や電場・磁場などの外的刺激に応じて容易にその構造を変化させ、さまざまな機能を発現する。近年、これらの性質を新しいミクロデバイス材料へと応用しようとする試みが盛んに進められている。本研究の目的は、我々がこれまでに培ってきた微小液滴の吐出・衝突・融合化技術ならびにその変形・回転運動の高時間分解能観察手法を用いて、μmサイズの流体のレオロジー物性を研究する「超高速変形ナノレオロジー計測工学」を創生し、その基本要素技術を産業界における汎用の計測ツールとして供与することを目的とする。本年度は連続的に印加された圧力により射出された液柱に対し、超音波域の圧力変動による微細な動径ゆらぎを自励的に発展させて、毎秒100,000個以上の速度でピコリットル液滴を生成する技術を開発した。この分裂現象の観察から、非常に大きな速度歪における粘弾性緩和や表面張力の時間依存性を測定することができる。またこの技術は、液滴の融合による高次構造を有するマイクロカプセル生成などにとって非常に有効な技術である。さらに射出ノズルの機械共振を利用して、フェムトリットル液滴の射出に成功した。これはサブμmの精度でのパターン形成を行う技術に応用することが可能である。液晶やゲル、ミセルや分子膜など分子集合体が形成する生体系などの複雑流体は、自己組化的に高度に秩序化された内部構造を形成する。本研究の目的は、我々がこれまでに培ってきた微小液滴の吐出・衝突・融合化技術ならびにその変形・回転運動の高時間分解能観察手法を用いて、μmサイズの流体のレオロジー物性を研究する「超高速変形ナルオロジー計測工学」を創生し、その基本要素技術を産業界における汎用の計測ツールとして供与することを目的とする。本年度は、昨年度までに開発された高速液滴生成システムにより作製されたピコリットル液滴について、空間に局所電場を印加することによりマックスウエル応力を及ぼして液滴の飛行経路を高精度で制御する技術を開発した。これにより毎秒あたり数10万個で高速生成されるピコリットル液滴の複雑な空中配送経路が実現でき、ハイブリッド構造を持つ微小ソフト材料の生成に大きく寄与する。またこれはサブμmの精度でのパターン形成を行う技術に応用することが可能である。さらに同様の原理を用いて液滴を加速・減速あるいは保持する技術も実用化した。物性計測としては、液滴生成の動的過程を解析することにより、高時間分解能で粘性と表面張力を計測するシステムを構築した。
尿中女性ホルモンおよびイソフラボン濃度とエストロゲン依存性婦人科疾患の関係

平成30年度は、「尿中のイソフラボン濃度とエストロゲン濃度の関連」、「サプリメントの使用状況」、「12年間のBMIの推移」を調べた。なお、エクオール産生/非産生の推定cut off値に関して、論文として発表した。・尿中のイソフラボン濃度とエストロゲン濃度の関連:イソフラボンは、エストロゲンと似た化学的な構造を持ち、エストロゲン様作用を有し、女性の健康に有益だといわれている。しかし大豆食品の摂取量と尿中エストロゲン濃度の間の関連は、閉経前後で異なるとされてきた。そこで、JNHS「尿中イソフラボン濃度測定調査」の参加女性498名を対象に、尿中のイソフラボン濃度とエストロゲン濃度(E1、E2)の関連を調べた。先行研究が報告するように、これらの関連は閉経前後で異なり、閉経後女性ではイソフラボン濃度が高いほどエストロゲン濃度も高かったのに対して、閉経前女性ではイソフラボン濃度とエストロゲン濃度の間に有意な関連はみられなかった。・サプリメントの使用状況:セルフメディケーションとしてのサプリメントの使用状況について、JNHS参加者11,665名を対象に調査したところ、サプリメント使用者は34.4%であった。妊娠中や高齢の対象者、あるいはやせている対象者(< 18.5 kg/m2)において有意に使用者が多いことが示された。・12年間のBMIの推移:成人女性の肥満は、ホルモン分泌の変化の影響を受けるため、健康事象との関連を調べるには、長期的に体型の変化を調査する必要がある。そのため、SASのTraj Procedureを用いて、JNHS参加者における12年間のBMI推移のクラスターを同定した。BMIの推移は、4群に分類されることが示された:a継続して非肥満(80.5%)、b非肥満から肥満へ移行(6.3%)、c肥満から非肥満へ移行(3.0%)、d継続して肥満(10.2%)。本研究の主たる課題である「尿中の女性ホルモン濃度およびイソフラボン濃度と乳がん/子宮内膜症/子宮筋腫発生の関係」におけるエンドポイントであるエストロゲン依存性婦人科疾患(乳がん・子宮内膜症・子宮筋腫)ついて、新規発生を同定するための作業を継続しており、同定作業の妥当性についても検討している。また、婦人科医の協力を得て、登録後10年間のデータを対象に、尿中の女性ホルモン濃度に影響を与える女性ホルモンを含んだ薬剤の使用状況およびエストロゲン依存性婦人科疾患の発生に関連があるとされる使用期間や使用薬剤の形態などについて調査を開始した。その他、女性のライフコースという観点より無視することができない、閉経状態や、子宮および卵巣の摘出術既往に関するデータのクリーニングを実施した。また、サプリメントの利用を含む食生活や身体活動などの生活習慣に関するデータのクリーニングも開始した。以上より、「おおむね順調に進展している」とした。JNHSデータより、乳がん、子宮内膜症、子宮筋腫の既往および新規発生の同定のための調査を継続する。また、これらの疾患を有する対象者における、尿中イソフラボン濃度および尿中女性ホルモン濃度や生活習慣との関連を検討すべく、データのクリーニングも継続する。エストロゲン依存性婦人科疾患の発生に関連があるとされる女性ホルモン剤の使用期間や使用薬剤の形態などの調査も継続し、研究課題達成の準備を行う。可能であれば、予備解析も実施する。平成28年度は、日本ナースヘルス研究(JNHS)における「尿中イソフラボン濃度測定調査」(参加者4,472名)より、「食習慣とエクオール産生状況の関連」および「尿中におけるエストロゲン濃度とイソフラボン濃度の関連」について、断面的な調査を行った。・食習慣とエクオール産生状況の関連エクオール産生者が65%であり、先行研究の報告よりも高い割合であった。ただし、エクオール産生者に関する定まった定義がないため、研究者ごとに恣意的な基準を用いており、単純な比較が困難であるという現状がある。今後、エクオール産生者の基準を探索する予定である。また、エクオール産生状況と大豆食品の摂取頻度との間には関連がみられなかった。喫煙状況などとの関連を指摘した報告もあり、他の生活習慣との関連について検討する必要がある。・尿中におけるエストロゲン濃度とイソフラボン濃度の関連閉経前、閉経後ともに、尿中のエストラジオール濃度とイソフラボン濃度の間に有意な関連はみられなかった。閉経前女性についてはイソフラボン摂取によってエストロゲンのネガティブフィードバックが生じるという報告があるが、JNHSにおける周閉経期の女性ではこのような関連は確認されなかった。女性ホルモン剤の使用状況などとの関連の検討が今後の課題である。さらに、周閉経期女性における大きな健康上の問題となる更年期症状についても、エストロゲン濃度およびイソフラボン濃度との関連を検討する予定である。JNHS「尿中イソフラボン濃度測定調査」より、エクオールの産生状況および大豆食品の摂取との関連について断面的調査を行った。また、周閉経期の女性については、尿中の女性ホルモン濃度とイソフラボン濃度との関連についても、同様に断面的調査を行った。これらは、当初の計画通りである。また、本研究の主たる課題である「尿中の女性ホルモン濃度およびイソフラボン濃度と乳がん/子宮内膜症/子宮筋腫発生の関係」におけるエンドポイントであるエストロゲン依存性婦人科疾患(乳がん・子宮内膜症・子宮筋腫)ついて、JNHSデータによる疾患既往歴の調査も開始した。

以上より、「おおむね順調に進展している」とした。平成29年度は、日本ナースヘルス研究(JNHS)よりコホート登録後8年間における女性ホルモンを含んだ薬剤の使用状況の調査を、JNHS「尿中イソフラボン濃度測定調査」よりエクオール産生状況の基準値の推定を行った。・ホルモン剤の使用状況女性ホルモンを含んだ薬剤は、大きく2つに分類される。避妊あるいは月経困難症の治療に用いられる低用量ピル(OC/LEP)と、閉経後ホルモン補充療法(HRT)に用いられるより低用量の薬剤である。これらの薬剤について、JNHS参加者15,019名の登録後8年間のデータを用い、使用状況および使用者の特性について調査を行った。OC/LEPの使用経験者は5.6%であり、独身者、喫煙経験者、月経痛の有訴者、子宮内膜症の既往者において、有意にOC/LEPの使用経験者が多かった。HRTの利用に関しては、閉経前女性を除外した6,967名のうち、利用経験者は15.2%であり、BMI、OC/LEPの使用経験、出産回数、骨粗鬆症家族歴などにおいて、HRT利用と有意な関連がみられた。・エクオール産生状況の基準値日本人におけるエクオール産生者は約半数といわれるが、エクオール産生者に関する定まった定義がないため、研究者ごとに恣意的な基準を用いており、単純な比較が困難である。そこで「尿中イソフラボン濃度測定調査」の参加者4,472名のエクオールおよびダイゼインの尿中濃度のデータを対象に、finite mixture modelを用いてエクオール産生状況の基準値を推定した結果、log10 equol/daidzeinが-1.42以上という基準を得た。現在、論文を投稿中である。JNHS「尿中イソフラボン濃度測定調査」より、エクオールの産生状況の基準値を推定した。また尿中の女性ホルモン濃度に影響を与える女性ホルモンを含んだ薬剤の使用状況について、登録後8年間のデータを対象に調査を行った。また、本研究の主たる課題である「尿中の女性ホルモン濃度およびイソフラボン濃度と乳がん/子宮内膜症/子宮筋腫発生の関係」におけるエンドポイントであるエストロゲン依存性婦人科疾患(乳がん・子宮内膜症・子宮筋腫)ついて、JNHSデータによる疾患既往の調査も継続中であり、新規発生についても同定のための作業を開始した。平成30年度は、「尿中のイソフラボン濃度とエストロゲン濃度の関連」、「サプリメントの使用状況」、「12年間のBMIの推移」を調べた。なお、エクオール産生/非産生の推定cut off値に関して、論文として発表した。・尿中のイソフラボン濃度とエストロゲン濃度の関連:イソフラボンは、エストロゲンと似た化学的な構造を持ち、エストロゲン様作用を有し、女性の健康に有益だといわれている。しかし大豆食品の摂取量と尿中エストロゲン濃度の間の関連は、閉経前後で異なるとされてきた。そこで、JNHS「尿中イソフラボン濃度測定調査」の参加女性498名を対象に、尿中のイソフラボン濃度とエストロゲン濃度(E1、E2)の関連を調べた。
C型肝炎ウイルスによる酸化ストレスを介したゲノム不安定化機構の解明

本年度の成果:前年度、HCVの全長遺伝子をCre-loxP組換えにより誘導発現させたHepG2細胞において、H_2O_2を主とするROSが過剰産生している事を明らかにした。更に本年度、ROSの過剰産生を認めた細胞において、ROS等により引き起こされる塩基損傷の修復中間体であるAP(Apurinic/Apyrimidinic)部位が上昇している事実を明らかにし、HCV遺伝子発現に伴うROSの産生が宿主DNAに損傷を与える可能性を示した。また、HCV全長遺伝子発現に伴うROS過剰産生に寄与するHCV遺伝子を同定するため、HCVの各8遺伝子を発現するレンチウイルス発現系を構築し、それらを安定発現するHeLa細胞及びHepG2細胞を作成した。その細胞を用いて細胞内ROSを定量した結果、現在までに報告されているNS5Aに加え、NS2,NS3-4Aの非構造遺伝子が、ROSの過剰産生を起こしていた。我々は前年度、HCV Coreを一過性発現させたHeLa細胞において、カンプトテシンにより起こしたDNA二重差切断(DSB)の修復が阻害される事を見出した。本年度更にレンチウイルス発現系により、各HCV遺伝子を安定発現させた肝細胞株を用いてガンマ線感受性を指標にし、DSB修復能を評価した。その結果、HCV Core蛋白質を発現する肝細胞株においてガンマ線感受性が上昇していた。更に非構造蛋白質の幾つかにおいても、感受性が増強しており、複数のHCV遺伝子が、DSB修復を阻害している可能性が示された。以上より、HCVの慢性感染が、ROSを介して積極的にDNA障害を誘導し、更にDSB等の修復を阻害する事でゲノム不安定化を引き起こす可能性が示された。本年度の成果:現在までにROSの蓄積を誘導すると報告されている、HCV Core及び全長遺伝子を誘導発現可能なHepG2細胞を用いて、活性酸素(ROS)を定量した。その結果、HCV全長遺伝子を誘導発現させたHepG2細胞で、発現誘導後、34週までの間でH_2O_2の過剰産生を認めた。それ以降、H_2O_2の蓄積は非発現細胞のレベルにまで戻り、収束した。更に、このROSがDNAに障害を引き起こすかを解析する目的で、ROSによるDNA障害の修復中間体である脱塩基(AP)部位を定量した。その結果、ROSの蓄積が見られたHCV全長遺伝子発現細胞でDNA上のAP部位が上昇していた。以上の結果から、HCV全長遺伝子の発現により、活性酸素の産生が誘導され、DNAに障害を引き起こす事が示唆された。一方、DNA修復系については、TransientにHCV Core蛋白質を発現させたHeLa細胞において、カンプトテシンにより誘導したDNA障害の修復が遅延化していた。更に、ゲノム不安定化との密接な関係が知られているWerner Syndromeの原因遺伝子、Wernerヘリカーゼ蛋白質の発現が、HCV Core蛋白質を長期恒常発現させたHepG2細胞、修復遅延が認められたHCV Core発現HeLa細胞において抑制されていた。以上の様に、HCVはROS等の産生を介して宿主DNA障害を引き起こし、更にWerner Helicase等の修復酵素をターゲットとして、宿主DNA修復系を阻害することが現在までに示されている。