hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
階段状水路におけるnonaerated skimming flowの特性

急勾配水路の傾斜面を階段状にすることで高速流を水路上で減勢できることは直感的には理解されている.しかし,定量的な減勢量とメカニズムは必ずしも明確とは言えない.階段状水路に流入した流れは,最初は空気混入していない透明なnonaerated skimming flowとなる.さらにある程度の距離を流下した後に水面から空気混入し,白色のaerated skimmingflowとなる.現在までに研究代表者らの研究によって,aerated flowの水深,流速,比エネルギーの大きさは解明された.しかしながら,nonaerated skimming flowにおける階段状水路によるエネルギー減勢効果は不明であり,nonaerated skimming flowの水深,流速,比エネルギーの大きさを予測することが水工設計上重要となっている.また,nonaerated skimming flowの水面形と乱流境界層発達状態の解析的計算法は確立されていない.本研究課題では,nonaerated skimming flowの水深,流速,および境界層発達状態を系統的実験に基づき明らかにし,解析的に水深,乱流境界層厚,および比エネルギーを求める手法を開発することを目的にしている.平成30年度は乱流境界層厚と水面形とを理論的に求める方程式を導出し,その境界条件の適切な取扱法を発展させることができた.境界条件の新しい取扱方法の妥当性の検討を,減勢効果の大きいことが確認されている水路傾斜角度θ=19°の階段状水路においてnonaerated skimming flowを対象にして実験を行い,水深,流速,および比エネルギーの大きさを対象に解析的に得られた値と実験値との比較を行った.その結果,θ=19°のnonaerated skimming flowの解析的計算を容易に行えるようになった.急勾配水路の傾斜面を階段状にすることで高速流を水路上で減勢できることは直感的には理解されている.しかし,定量的な減勢量とメカニズムは必ずしも明確とは言えない.階段状水路に大流量の流れが流入したとき,空気混入していない透明なnonaerated skimming flowとなる.さらに,ある程度の距離を流下した後に水面から空気混入し,白色のaerated skimming flowとなる.現在までに研究代表者らの研究によってaerated flowの水深,流速,比エネルギーの大きさはある程度解明された.しかしながら,nonaerated skimming flowにおける階段状水路によるエネルギー減勢効果は不明である.Nonaerated skimming flowの水深,流速,比エネルギーの大きさを予測することが水工設計上重要である.また,nonaerated skimming flowに対して水面形と乱流境界層の発達の解析的計算法は確立されていない.本研究課題では,nonaerated skimming flowの水深,流速,および境界層発達状態を系統的実験に基づき明らかにし,解析的に水深,乱流境界層厚さ,および比エネルギーを求める手法を開発することを目的にしている.平成28年度は,水路傾斜角度θ=19°から55°の階段状水路のnonaerated skimming flowを対象に,水深,流速,比エネルギーの大きさについて実験的検討を行った.その結果を用い,乱流境界層厚に関する合理式を示し,さらに水面形方程式を導くことができ,この内容はProceedings of the 37th IAHR World Congress (2017)に掲載可となった.また,nonaerated skimming flowの最下流側断面である空気混入開始位置(以下I. P.と略す)の水理特性(断面平均空気混入率,水深,I.P.までの流下距離)については,国際論文誌等に掲載されているほぼ全ての測定値も含めて検討し,広範囲な水路傾斜角度(θ=18.4°から55°)のI.P.での水理特性を示すことができた.平成28年度は水路傾斜角度θ=19°から55°の階段状水路のnonaerated skimming flowを対象に,水深,流速,比エネルギーの大きさについて実験的検討を加えた.その結果を用い,乱流境界層厚に関する合理式を示し,さらに水面形方程式を導くことができた(Proc. 37th IAHR Cong. 2017).また,平成28年度の流速測定は主としてピトー管を用いたものである.さらに,流速の流下方向変化やエネルギー減勢のメカニズムを知るためにレーザー流速計も併用した.しかしながら,レーザー流速計を用いた流速の測定値にノイズの混入が認められ,その除去に時間を要し,得られた測定値はθ=19°の場合のみに限られていた.平成29年度は,θ=30°を対象にレーザー流速計による測定を続ける予定である.Nonaerated skimmingflowの最下流側断面直下の空気混入開始断面(I.P.)の水理特性については,θ=19°と30°の階段状水路の空気混入率の測定を行い,水深,流速,空気混入率の特性を明らかにした.また,最近発表された国際論文誌等の空気混入率の測定値を含めて,広範囲な水路傾斜角度(θ=18°から55°)と相対ステップ高さの空気混入開始断面での水理特性を示すことができた.以上より,本研究課題の研究期間中に対しては,おおむね順調に進展しているものと解釈される.急勾配水路の傾斜面を階段状にすることで高速流を水路上で減勢できることは直感的には理解されている.しかし,定量的な減勢量とメカニズムは必ずしも明確とは言えない.

階段状水路に流入した流れは,最初は,空気混入していない透明なnonaerated skimming flowとなる.さらに,ある程度の距離を流下した後に水面から空気混入し,白色のaerated skimming flowとなる.現在までに研究代表者らの研究によって,aerated flowの水深,流速,比エネルギーの大きさは解明された.しかしながら,nonaerated skimming flowにおける階段状水路によるエネルギー減勢効果は不明であり,nonaerated skimming flowの水深,流速,比エネルギーの大きさを予測することが水工設計上重要となっている.また,nonaerated skimming flowの水面形と乱流境界層発達状態の解析的計算法は確立されていない.本研究課題では,nonaerated skimming flowの水深,流速,および境界層発達状態を系統的実験に基づき明らかにし,解析的に水深,乱流境界層厚,および比エネルギーを求める手法を開発することを目的にしている.平成29年度は,乱流境界層厚と水面形を理論的に求める方程式を導くことができ,さらに水路傾斜角度θ=19°と30°の階段状水路のnonaerated skimming flowを対象に,水深,流速,比エネルギーの大きさについて実験的検討を行った.平成28年度と29年度は水路傾斜角度θ=19°と30°の階段状水路のnonaerated skimming flowを対象に,水深,流速,比エネルギーの大きさについて実験的検討を加えた.その結果を用い,乱流境界層厚を求める合理式を示し,さらに水面形方程式を解析的に導くことができた(Proc. 37th IAHR Cong. 2017).また,平成28年度までの流速測定は主としてピトー管を用いたものであったが,流速の流下方向変化やエネルギー減勢のメカニズムを知るためにレーザー流速計も併用した.しかしながら,レーザー流速計を用いた流速の測定値にノイズの混入が認められ,その除去に時間を要し,得られた測定値はθ=19°の場合のみに限られた.平成29年度は,θ=30°を対象に引き続きレーザー流速計による測定を実施した.階段状水路の乱流境界層の発達状態については,先に提案した合理的な実験式のみならず,解析的な方法の開発が試みられた.その結果,解析的に境界層厚を求めるための式の導出ができた.以上より,本研究課題の研究期間中の進捗状況としては,おおむね順調に進展しているものと解釈される.急勾配水路の傾斜面を階段状にすることで高速流を水路上で減勢できることは直感的には理解されている.しかし,定量的な減勢量とメカニズムは必ずしも明確とは言えない.階段状水路に流入した流れは,最初は空気混入していない透明なnonaerated skimming flowとなる.さらにある程度の距離を流下した後に水面から空気混入し,白色のaerated skimmingflowとなる.現在までに研究代表者らの研究によって,aerated flowの水深,流速,比エネルギーの大きさは解明された.
GnRH情報伝達系の多様な生理機能-生殖腺における役割とその進化的意義-

生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)は、脳下垂体に作用して生殖腺刺激ホルモンの放出を促進することにより、脊椎動物の生殖活動を支える情報伝達系において中心的な役割を担っている。本研究は、まずGnRH情報伝達系の分子的基盤であるGnRHとその受容体の遺伝子数が動物種問で大きく異なることを明らかにし、受容体の組織分布は動物種間で異なるものの、生殖腺における受容体の発現が脊索動物門で普遍的に見られる事象であることを明らかにした。そして有羊膜類の進化の過程でGnRH情報伝達系の分子多様性が失われつつあるものの、GnRHとその受容体の遺伝子の多重性が脊索動物門で普遍的に見られる事象であることが明らかになった。また受容体遺伝子の選択的スプライシングが検出され、遺伝子の多重性に加え多様な発現制御によりGnRH情報伝達系の分子多様性が更に増加することが示唆された。更に生殖腺における複数の受容体分子種の共発現が示され、受容体情報伝達系間でのクロストーク機構の存在や、GnRHとその受容体の組合せにより細胞応答が制御されることが直接示された。GnRHとその受容体の遺伝子の多重性は、リガンドと受容体または受容体サブタイプ間の組合せの多様性を産み出し、複雑な細胞応答の実現に寄与しているものと考えられる。本研究では、複数の動物種を対象とした比較生物学的解析により、GnRHの生理的役割が動物種ごとに大きく異なり得ることが示された。またGnRHの生理作用の普遍性と種特異性に関して、特定の動物種での結果のみから結論付けることは不適当であり、更なる比較生物学的解析が肝要であることが示された。Gl1RHは、脳下垂体を介して間接的に生殖腺に作用するとともに、生殖腺での受容体を介して直接的にも作用し得ることから、各動物穂の生殖戦略に大きく影響を及ぼしてきたことが考えられる。生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)は、脳下垂体の受容体に作用して生殖腺刺激ホルモンの放出を促進させる。このためGnRHは脊椎動物の生殖活動を支える情報伝達系において中心的な役割を担っていると言える。GnRHには多様な生理機能が想定されているが、その詳細は全く不明である。本研究ではまず、比較生物学的な観点から、脊椎動物に加え無脊椎動物である海鞘綱においてGnRH及びその受容体を網羅的に同定し、GnRH及び受容体両者の遺伝指数が動物綱ごとに、そしてときには同じ動物綱内で、著しく異なることを明らかにした。視床下部-脳下垂体-生殖腺軸にかかわるホルモン・受容体の遺伝子セットは、それぞれ脊椎動物の動物綱間で同一であるのが一般的である。このことはGnRHがもつ多様な生理機能の普遍性及び種特異性を理解するためには比較生物学的解析が必須であることを強く意味するものであり、特定の動物種でのみ散発的に行われてきた従来の研究に対して警鐘を鳴らすものである。このような遺伝子セットの相違にもかかわらず、生殖腺におけるGnRH受容体の発現が海鞘綱を含む脊索動物6綱で普遍的な現象であることが本研究により発見された。海鞘綱には脳下垂体という独立した器官が存在しないことから、生殖腺に対するGnRHの生理的役割は進化的に古く、脳下垂体の出現以前から存在していることが示唆された。更に、様々な動物種において、GnRH受容体の発現様式や細胞内GnRH情報伝達系が脳下垂体と生殖腺で完全に異なることが明らかになった。本研究の更なる進展は、生殖腺におけるGnRHの生理的役割とその進化的意義の究明に繋がるものと期待される。生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)は、脳下垂体の受容体に作用して生殖腺刺激ホルモンの放出を促進させ、脊椎動物の生殖活動を支える情報伝達系において中心的な役割を担っている。本研究では、比較生物学的な観点から、脊椎動物のみならず脊索動物門全般においてGnRH及びGnRH受容体を綱羅的に同定した。特に、哺乳綱と硬骨魚綱における研究により、GnRH及びGnRH受容体両者の遺伝子数が動物綱ごとに、そしてときには同じ動物綱内で、著しく異なることを明らかになった。このことはGnRHがもつ生理機能の普遍性及び種特異性を理解するためには比較生物学的解析が必須であることを強く意味するものであり、特定の動物種でのみ散発的に行われてきた従来の研究に対して警鐘を鳴らすものである。そしてこのような遺伝子セットの相違にも関わらず、生殖腺におけるGnRH受容体の発現が脊索動物門で普遍的な現象であることが本研究により明らかになったため、硬骨魚綱と爬虫綱において脳下垂体GnRH系と生殖腺GnRH系の比較解析を行った。その結果、GnRH受容体の発現様式や細胞内GnRH情報伝達系が脳下垂体GnRH系と生殖腺GnRHとで完全に異なることが明らかになった。更に、生殖腺におけるGnRH受容体の発現様式を動物綱間で比較したところ、発現部位に共通性が見出されたものの、配偶子形成に伴う発現量の変動の仕方は動物綱ごとに著しく異なっていた。

本研究は、まずGnRH情報伝達系の分子的基盤であるGnRHとその受容体の遺伝子数が動物種問で大きく異なることを明らかにし、受容体の組織分布は動物種間で異なるものの、生殖腺における受容体の発現が脊索動物門で普遍的に見られる事象であることを明らかにした。そして有羊膜類の進化の過程でGnRH情報伝達系の分子多様性が失われつつあるものの、GnRHとその受容体の遺伝子の多重性が脊索動物門で普遍的に見られる事象であることが明らかになった。また受容体遺伝子の選択的スプライシングが検出され、遺伝子の多重性に加え多様な発現制御によりGnRH情報伝達系の分子多様性が更に増加することが示唆された。更に生殖腺における複数の受容体分子種の共発現が示され、受容体情報伝達系間でのクロストーク機構の存在や、GnRHとその受容体の組合せにより細胞応答が制御されることが直接示された。GnRHとその受容体の遺伝子の多重性は、リガンドと受容体または受容体サブタイプ間の組合せの多様性を産み出し、複雑な細胞応答の実現に寄与しているものと考えられる。本研究では、複数の動物種を対象とした比較生物学的解析により、GnRHの生理的役割が動物種ごとに大きく異なり得ることが示された。またGnRHの生理作用の普遍性と種特異性に関して、特定の動物種での結果のみから結論付けることは不適当であり、更なる比較生物学的解析が肝要であることが示された。Gl1RHは、脳下垂体を介して間接的に生殖腺に作用するとともに、生殖腺での受容体を介して直接的にも作用し得ることから、各動物穂の生殖戦略に大きく影響を及ぼしてきたことが考えられる。
MLL/AF4遺伝子の癌化能と分子標的薬の基礎実験

ヒト白血病で特異的な染色体転座11q23があり11q23転座型白血病群が報告されている。11q23転座で一番頻度が高い転座はt(4;11)(q21;q23)である。この転座によりMLL/AF4融合遺伝子が形成されるが、今までにこのMLL/AF4融合遺伝子のクローニングの報告はない。我々はこのMLL/AF4融合遣伝子陽性白血病細胞株樹立に成功し、この完全なMLL/AF4融合cDNA遺伝子(7,026bp>のクローニングに成功した。このcDNAを通常のレトロウイルスに挿入しin vitro系の解析を試みたが、遺伝子導入された細胞32D,Ba/F3の増殖能が低下し死滅した。そのために発現ベクターを変更し、効率に細胞に導入できるレンチウイルスベクターに挿入しMLL/AF4融合cDNA発現をこころみた。インターロイキン3(IL3)依存性細胞株である32D細胞やBa/F3細胞に遺伝子導入を行った。32D細胞ではMLL/AF4融合cDNAを発現させるとコントロールと比較しIL3自律性に一時的に10倍程度増殖したが、その後、自律性増殖は休止し、アポトーシスにより死滅した。その他に癌化能、分化能を解析するために顆粒球コロニー刺激因子(GCSF)を用いて現在解析中である。一方でクローニングしたMLL/AF4融合cDNA遺伝子を用いて遺伝子導入マウス(トランスジェニック{Tg}マウス)の作成を試みた。現在そのTgマウスの表現型を解析中である。遺伝子導入されたTgマウスは汎血球減少症の表現型を示しており、さらなるファウンダーマウスを作成し同様の表現型を示すか否かを解析中である。現在のところMLL/AF4融合遺伝子単独の異常では白血病を誘発する自律性増殖能は一時的なものにすぎず、むしろアポトーシスの方向に造血幹細胞を誘導するようである。この転座によりMLL/AF4融合遺伝子が形成されるが、今までにこのMLL/AF4融合遺伝子のクローニングは報告がなく、造白血病にMLL/AF4融合遺伝子が明らかに関与している報告は今までにない。このMLL/AF4融合遺伝子をもつ白血病細胞株の樹立に成功した。この白血病細胞株よりMLL/AF4融合遺伝子のクローニングをRT-PCR法により行い成功した。MLL/AF4cDNAのサイズは7026bpであった。その癌化機構をIL3依存性樹立細胞株である32D細胞やBa/F3細胞に遺伝子導入しin vitro系で癌化能を検討中である。また、トランスジェニック(Tg)マウス作製に成功し、現在そのTgマウスの表現型を解析中である。Tgマウスではその癌化機構と白血病病型を解明することを目的としている。レトロウイルスを用いた遺伝子導入法により血液幹細胞に導入し移植する方法を用いてMLL/AF4融合遺伝子の造白血病作用を明らかにすることと、分子標的薬の基礎的実験は次年度に計画を立てている。ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であるpivaloyloxymethyl butyrateやMLL/AF4に競合する特殊なペプチドで選択的にこのMLL/AF4融合遺伝子をもつ白血病細胞株がアポトーシスに導かれることを確認する研究計画をたてている。

ヒト白血病で特異的な染色体転座11q23があり1垣23転座型白血病群が報告されている。11q23転座で一番頻度が高い転座はt(4;11)(q21;q23)である。この転座によりMLL/AF4融合遺伝子が形成されるが、今までにこのMLL/AF4融合遺伝子のクローニングの報告はない。我々はこのMLL/AF4融合遺伝子陽性白血病細胞株樹立に成功し、この完全なMLL/AF4融合cDNA遺伝子(7,026bp)のクローニングに成功した。このcDNAを通常のレトロウイルスに挿入しin vitro系の解析を試みたが、遺伝子導入された細胞32D,Ba/F3の増殖能が低下し死滅した。そのために発現ベクターを変更し、効率に細胞に導入できるレンチウイルスベクターに挿入しMLL/AF4融合cDNA発現をこころみた。インターロイキン3(IL3)依存性細胞株である32D細胞やBa/F3細胞に遺伝子導入を行った。32D細胞ではMLL/AF4融合cDNAを発現させるとコントロールと比較しIL3自律性に一時的に10倍程度増殖したが、その後、自律性増殖は休止し、アポトーシスにより死滅した。その他に癌化能、分化能を解析するために顆粒球コロニー刺激因子(GCSF)を用いて現在解析中である。一方でクローニングしたMLL/AF4融合cDNA遺伝子を用いて遺伝子導入マウス(トランスジェニック{Tg}マウス)の作成を試みた。現在そのTgマウスの表現型を解析中である。遺伝子導入されたTgマウスは汎血球減少症の表現型を示しており、さらなるファウンダーマウスを作成し同様の表現型を示すか否かを解析中である。現在のところMLL/AF4融合遺伝子単独の異常では白血病を誘発する自律性増殖能は一時的なものにすぎず、むしろアポトーシスの方向に造血幹細胞を誘導するようである。
非モデル生物におけるゲノム解析法の確立

非モデル生物において、複合適応形質を特定出来るようにするため、ゲノム解析、トランスクリプトーム解析、アノテーション、遺伝子発現比較の手法を開発した。新規ゲノム解析において、大インサート長のメイトペアライブラリー作成技術を確立しMbレベルのスキャフォールドが得られるようになり、長リードデータを出力する単一分子シーケンサーの出力のエラー補正を行って100kb以上のContig長が得られるようになった。また、遺伝子発現比較のため新規の計数正規化法を開発してRパッケージTCCとして公開し普及させた。1)クラスター型計算機を有効に利用出来るように、エラーの自動リトライを含むミドルウエアを開発した。ヒメツリガネゴケの分離集団のIlluminaによるindexingペアエンドシーケンスを参照ゲノム配列にマッピングし、SNPを検出した。2)レーザーマイクロダイセクションによって得られた微小組織サンプルのRNA-seqに1例成功した。アブラムシAcyrthosiphon pisumのgermariumをレーザーマイクロダイセクションによって切り出した。複数のgermariumから精製したRNAのうち4.6ngを、SPIA法(NuGEN社)によって増幅し、2.5μgのcDNAが得られた。そのうち300ngをIlluminaシークエンスした結果、リードの約50%をゲノムにマップする事ができた。3)SOLiDのcolor spaceの配列データをゲノムにマッピングし、イントロンを考慮したgapped alignmentする方法を開発した。4)総リード数による補正だと高発現の発現変動遺伝子数の偏りによって結果が歪むので、新たな正規化法の開発を行った。発現変動遺伝子の割合を定数として取り入れた新手法と既存のTMM法(Robinson and Oshlack, Genome Biol., 2010)を「発現変動遺伝子数の割合を5%、偏りを4:1」としたシミュレーションデータにおいて比較し、新手法のほうが真の正規化係数により近い値を返すことを確認した。ヒメツリガネゴケの分離集団のIlluminaによるペアエンドシーケンスを参照ゲノム配列にマッピングしSNPを検出した情報から、信頼性の高いSNPを選択し、scaffoldと比較することにより、reference scaffoldの誤りを検出できることができた。市販のRNAseqライブラリの調製キットのプロトコルはリファレンスゲノムが明らかになっているモデル生物の発現定量解析を想定して作製されている。しかし、本領域では非モデル生物を対象としたde novo assemblyを行うアプリケーション多い。このため、Illumina TruSeq RNAseq library preparation kitの標準プロトコルを改変した。主な改変点は以下のとおり。1)RNA-seq de novo assemblyに有利な長めのインサート長を実現するためにRNA断片化条件を最適化した。2)PCRバイアスを最小限にするためにPCRサイクル数を標準プロトコルより少なめに設定した。その他、コスト削減のための工夫を行った。トランスクリプトームde novo assemblyから転写産物量を推定するため、Trinity-bowtie-RSEMの解析フローによって転写産物量を推定できるようになった。特にTrinityのGraphFromFastaステップのメモリ使用量を抑制し、大量の入力データでも現実的なメモリ使用量でアセンブリーを行う事が可能になった。比較トランスクリプトーム解析を行うための新規正規化法TbTの開発を行った。最近示された実際のデータの特徴(発現レベルが低いほどバラツキが大きい)をできるだけ模倣したシミュレーションデータの作成を行い、解析を行ったどのシミュレーション条件においても、これまでに提案された二群間比較解析手法中で採用されている正規化法以上の性能を示すことを確認した。[1] Illuminaと単分子シーケンサーのデータを組み合わせたゲノムアセンブリー法を検討し、Burkhorderia sp.についてはAllpaths-LGを用いて24 Scaffoldまでにする事ができた。また、ネムリユスリカについて短リードで構築したScaffoldのGapを単分子シーケンサーのデータで埋める解析を行った。[2]細胞内共生細菌ブフネラを格納するアブラムシの共生器官から得られたtotal RNAをSPIA法によって増幅しHiSeqシークエンスを行い、宿主真核細胞と共生原核細胞の同時RNA-seqに成功した。両者のRibosomal RNAの混入は約50%であった。これは、真核細胞と原核細胞を含む共生・寄生系のトランスクリプトーム解析に広く応用できる。[4] 23年度に開発したタグカウントデータ正規化法(TbT法)は、正規化時に「発現変動遺伝子(DEG)検出・排除」のステップを組み込んだ頑健な正規化法であるが、計算時間が大きいという問題が残されていた。今年度は提唱した正規化戦略(DEG elimination strategy; DEGES)を一般化し、DEG検出法をパラメトリックな方法に切り替えた正規化法の開発を行った。TbT法とほぼ同精度かつ100倍程度高速なDEGESに基づく複数の正規化法をRパッケージTCCに実装した。長距離のscaffoldingをする10 kb程度までのインサートメイトペアライブラリを実現した。これを用いた5種のゲノム解析においては、それぞれscaffold N50 1 Mb以上の高品質なアセンブリ結果を得た。PacBioライブラリについてもインサートサイズを大きくする事が重要になったが、自動核酸分離回収装置を利用した技術開発によって、インサート長10kb以上のシーケンスライブラリを安定して作製することができるようになり、安定して平均サブリード長6ー8kbのPacBioシーケンシングが可能となった。PacBioリードデータを用いたアセンブリについて、笠原らが開発したspraiを用いてPacBioリードを補正する方法により、バクテリアではほぼ染色体サイズのアセンブリが得られるようになった。

真核生物のコモウセンゴケゲノム(0.3 Gb)においてもContig N5080 kbに至っている。また、PacBioを用いたゲノム解読では、必要なゲノムDNA量が10 μg以上と多いという問題があったが、全ゲノム増幅を行うことにより10 ng程度で解読する手法を実現した。大腸菌ゲノムを使った実験では、10 ngのゲノムを出発材料として、ゲノムアセンブリに成功した。RNA-seqのde novoアセンブルで得られたコンティグから遺伝子モデルを構築しアノテーションを行なうパイプラインを構築した。さらにそのアノテーション情報をwebインターフェイスで閲覧・検索可能なサーバを構築するフレームワークを開発した。4種のRNA-seqデータに適用し、利用されている。このフレームワークは生物種を問わず利用可能であるが、昆虫向けにはFlyBaseとリンクするモジュールを組み込み、モデル昆虫ショウジョウバエの情報を有効活用できるようにした。頑健な比較トランスクリプトーム解析パイプラインを実装したRパッケージTCC (ver. 1.2.0)をBioconductor上で公開した。また、解析可能な実験デザインの拡張(3, 4群間用まで対応)を行った。次世代シーケンサーをもちいた効率的な遺伝学的地図の作成法を開発した。SNPタイピングアレイの設計・製造を必要とせず、任意の生物で実行可能な方法であり、従来のSNPタイピングによる遺伝学的地図に従って調整されているヒメツリガネゴケv3.0アセンブリーにもエラーを検出出来る高精度なものとなった。PacBio社のシーケンサーは長い断片を直接解読できる利点がゲノムアセンブリーに有効であったがライブラリーを作るのに必要なDNA量が概ね10マイクログラム以上と多かった。そこで増幅したDNAでライブラリーを作り解析する事を検討し、10ng程度のDNAから増幅してシーケンスしたデータからアセンブリーを行う方法を開発した。微小組織から抽出したRNAからcDNAを合成し増幅・塩基配列決定するquartz-seq法について、細胞壁を持つ植物の微小組織から行う方法を確立した。ポリA精製したRNAとリボゾームRNAを除去したRNAのシーケンスプロファイルを比較し、non-coding RNAを検出出来る事を確認した。タグ計数正規化比較法のパッケージの高機能化を進め、多群のシミュレーションデータ作成機能や、多群間比較パイプラインを構成するとともに、サンプル間クラスタリング関数を実装した。長鎖インサートのメイトペアライブラリー
反芻家畜の繁殖中枢を制御する神経ペプチド―受容体システムの解明

本研究はウシのモデル動物であるシバヤギを用いて、KNDyニューロンによる繁殖中枢制御機構を細胞レベルで解明することを目的とした。KNDyニューロンが分泌する神経ペプチドダイノルフィンの受容体のヤギ視床下部における局在を明らかにし、家畜における繁殖中枢制御神経回路の解明につながる結果を得た。さらにヤギKNDyニューロン由来の不死化細胞株の樹立に成功した。本研究成果は畜産物・農産物の生産性向上につながると期待される。現在、視床下部に存在する“KNDyニューロン"が哺乳類の繁殖機能を最も上位で制御する中枢(繁殖中枢)であると考えられている。さらに近年、繁殖中枢を制御する因子として2つの神経ペプチド(NKBとDyn)が報告されたが、それらの受容体の局在と作用メカニズムは未だ不明である。本研究はウシのモデル動物であるシバヤギを用いて、KNDyニューロンによる繁殖中枢制御機構を細胞レベルで解明することを目的とする。平成26年度には、シバヤギKNDyニューロンでのDyn受容体の発現解析を実施した。エストロジェンを投与した卵巣除去成熟雌シバヤギの視床下部の組織切片を作製し、Kisspeptinの免疫染色によりKNDyニューロンを特定した。同じ個体の組織切片を使って、Dyn受容体のmRNA発現をin situ hybridization法で検出し、Dyn受容体が局在する細胞を検出した。黄体期にある成熟雌シバヤギの視床下部組織も採取し、同様の組織学的解析を行った。また、レーザーマイクロダイセクションによりヤギ視床下部組織切片よりKNDyニューロンを切り出す条件を検討した。さらに、申請者らがこれまでに得ているヤギ視床下部神経由来細胞株について、Kisspeptin、NKB、DynおよびNKB受容体、Dyn受容体等の発現を確認した。その結果、発現パターンがKNDyニューロンに近い細胞株を特定できた。近年、繁殖中枢を制御する因子として2つの神経ペプチド(NKBとDyn)が報告されたが、それらの受容体の局在と作用メカニズムは未だ不明である。平成26年度には、エストロジェンを投与した卵巣除去成熟雌シバヤギの視床下部の組織切片を作製し、in situ hybridization法によりDyn受容体mRNAが局在する細胞を検出した。また、申請者らがこれまでに得ているヤギ視床下部神経由来細胞株について、Kisspeptin、NKB、DynおよびNKB受容体、Dyn受容体等の発現を確認した。平成27年度には、引き続きDyn受容体のin situ hybridizationにを実施し、弓上核、室房核、腹内側核に明瞭なシグナルが得られ、ヤギ視床下部におけるDyn受容体の局在を明らかにできた。また、ヤギ視床下部弓上核のキスペプチンニューロンを免疫組織化学にて可視化し、レーザーマイクロダイセクションにてキスペプチンニューロンを切り出すことに成功した。しかし、切り出した細胞からは微量のRNAしか抽出できなかったため、今後条件検討を行う必要がある。ヤギ視床下部神経由来細胞株のうち、KNDyニューロン細胞株(GA28)を特定し、この細胞株も含めて「家畜視床下部繁殖中枢由来不死化神経細胞株」の名称で特許出願を完了した。本研究において、ヤギ視床下部のDyn受容体の局在を明らかにし、繁殖中枢を抑制するDynの直接のターゲットとなる神経の局在部位を特定できた。また、ヤギKNDyニューロン細胞株を樹立することができた。この細胞株を用いて、繁殖中枢制御機構の解析が飛躍的に進むと期待される。レーザーマイクロダイセクションによってヤギ視床下部組織切片から切り出したKNDyニューロンからRNAを採取し、real-time PCRおよびRNA-Seqによる網羅的解析を実施予定だったが、レーザーマイクロダイセクションの条件検討の段階にある。また、ヤギ視床下部におけるDyn受容体の発現解析は進んでいるが、NKB受容体の発現解析は準備段階である。ヤギ視床下部神経由来細胞株の発現因子解析は順調に進んでおり、特許化に向けた手続きを開始した。家畜繁殖学ヤギ視床下部組織切片から切り出したKNDyニューロンからRNAを採取し、real-time PCRおよびRNA-Seqによる網羅的解析を実施する。ヤギ視床下部組織切片を用い、NKB受容体およびDyn受容体が局在する細胞を特定する。KNDyニューロン由来細胞株を特定し、特許申請を完了する。このKNDyニューロン由来細胞株を用いて、神経活動の経時的記録、Kisspeptin分泌パターンの解析、NKB受容体およびDyn受容体シグナルの解析を実施し、反芻家畜におけるKNDyニューロンの詳細な機能を明らかにする。
根培養系を用いたトランスクリプトームと免疫化学的の手法と複合による植物代謝研究

グリチルリチンは根およびストロンには蓄積するが、地上部組織においては全く検出されない。そこで、1)グリチルリチンの器官別蓄積パターンと遺伝子発現パターンとの相関性、また、2)前駆体と考えられるβ-amyrinの合成酵素遺伝子との発現パターンの類似性を主な指標として、グリチルリチン合成に関わるP450分子種の候補の絞り込みを行い、7分子種を選抜した。カンゾウ毛状根をメタノール抽出し、TLCにスポットし、展開溶媒にて展開後、TLCからPVDF膜に転写し、膜状で、抗グリチルリチン抗体を用いた抗体反応を行う。さらに、毛状根クローンを直接PVDF膜に転写し、膜状で、抗グリチルリチン抗体を用いた抗体反応を行う、より簡便なサンプルスクリーニング法について検討した。バキュロウイルスの系を用い、昆虫細胞(Sf9)において各候補P450分子種を発現させた。昆虫細胞からミクロソーム画分を調製し、β-amyrinを基質として酵素反応実験を行ったところ、7分子種の内の一つが、b-amyrinの11位の2段階の水酸化反応を触媒する、すなわち、β-amyrinをll-oxo-β-amyrinに変換する活性を有していることが判明した。同様の活性が30-OH-b-amyrinを基質とした場合にも確認できたことから(30-OH-β-amyrinから30-OH-11-oxo-β-amyrinへの変換)、本P450分子種がグリチルリチン生合成に関与することが示唆された。さらに、上記研究過程において、新規な毛根様組織を有する変異体の解析により、毛根様組織による有用物質生産系が優れていることを示すことができた。根培養系を用いたトランスクリプトームと免疫化学的手法との複合による植物代謝研究を目的として研究を実施している。マメ科植物ウラルカンゾウGlycyrrhizauralensisは、トリテルペノイド配糖体であるグリチルリチンを根、およびストロンに蓄積している。今年度、ウラルカンゾウのストロンから調製した完全長cDNAライブラリーから約2万クローンのEST解析を行った。その結果、P450、糖転移酵素とアノテートされるクローンをそれぞれ約20種単離できた。これらのうち部分配列であったものは、5'-RACEにより完全長cDNAを取得した。さらに、グリチルリチン産生条件(ストロン)およびグリチルリチン非産生条件(培養ストロン)からそれぞれRNAを調製し、上記のP450クローンについてRT-PCRによる発現様式について検討した。その結果、グリチルリチン産生条件で高発現するもの、非産生条件で高発現するもの、産生/非産生条件で差がないもの、の3種に分類された。グリチルリチン産生条件で高発現するクローンから優先的に、GATEWAY対応ベクターへのクローニングを進めている。一方、ウラルカンゾウ培養ストロンに、GFPマーカーを有するバイナリーベクターを保持するアグロバクテリウム・リゾゲネスを接種した。GFP蛍光を指標にスクリーニングした結果、形質転換毛状根が単離できることがわかった。得られた形質転換毛状根を用いて、抗グリチルリチン抗体によるEastern blotting条件についての予備的検討を開始した。ウラルカンゾウのストロンから調製した完全長cDNAライブラリーをもとに解析した計56,000ESTから、計36種のP450をコードしていると考えられるcDNAクローンを抽出した。また、グリチルリチン生合成の初発物質と考えられるβ-アミリンを産生する酵素(bAS)cDNAをクローニングした。

次に、ストロン、根、培養ストロン、葉、茎などにおける遺伝子発現様式がbASと類似であり、かつBLASTサーチによって機能未知であるP450分子種を絞り込んだ。次にこれらの絞り込んだP450をバキュロウイルス発現系により発現させ、未来ローム画分を調製し、さまざまなトリテルペン中間体を基質とした変換活性を調べた。その結果、絞り込んだP450のうちの一つが、新規なトリテルペン酸化反応を触媒することを見出した。さらに、ウラルカンゾウ培養ストロンを材料として、GFP、bASなどが発現する毛状根を作成した。これらの毛状根、あるいは圃場の根などを用いて、抗グリチルリチン抗体によるEastern blottingが可能であることを見出し、本法による代謝物の簡便なスクリーニングが可能であることがわかった。以上のようにトランスクリプトームと免疫化学的手法との複合により、トリテルペンの新規酸化酵素遺伝子を発見するとともに、代謝産物ベースのスクリーニングが可能となり、当初の研究目的を達成することができた。
歴史的建造物のオーセンティシティと耐震性確保のための保存再生技術の開発

歴史的建造物の保存すべき価値であるオーセンティシティの所在を見いだすとともに、調査・診断・修復・補修・補強事例を整理してデータベース化し、エキスパートシステムによる調査・診断・補修・補強方法提案システムを作成した。3Dスキャナ、SfMを用いて既設構造物の3次元維持管理システムを構築し、他の光学的計測装置を用いて変位や振動計測を実施して既往の計測結果と比較検討した。コンクリート、石、煉瓦や仕上げモルタル等の寸法、強度と劣化度を非破壊や微破壊試験により評価する方法を国内外の歴史的建造物等に適用させ、試験方法の整備、検証を行った。環境モニタリング結果と現地の塩類析出画像調査結果の関係分析を行い、大型放射光施設で材料の吸水、乾燥過程のX線CT画像を撮影し、内部構造での塩水移動と塩析出の様子を明らかにした。煉瓦の塩類風化の促進試験方法を検討し、メカニズム解明のための実験を行った。外観変化を抑制した鉄筋コンクリート構造物の補修工法を検討し、RC部材の構造性能評価として、乾燥とそれによって生ずるコンクリートの変化を考慮できる剛体バネモデルを提案した。腐食劣化したRC部材の性能評価のためのデータを蓄積し、煉瓦試験体を作成した。耐震性能評価のための不連続変形法に基づく2次元静的解析法を開発した。最適な構造補強方法を選択する手法として、経年劣化が構造性能に与える影響について分析を進め、ライフサイクルを通した損傷累積を考慮した経済性能評価に基づく地震リスク解析手法を開発した。微動計測とモニタリングを行い、構造形式毎の構造性能評価に貴重な基礎データを蓄積し、灯台の設計用一次固有周期の推定式を提案するとともに、固有振動数の季節変動、地震時の加速度応答倍率、補強効果の検証を行った。また、「歴史的建造物の保存・再生に向けたガイドライン」の目次・構成案を検討し、本課題の技術開発項目との調整を行った。歴史的建造物の保存すべき価値であるオーセンティシティの所在を見いだすとともに、過去になされた調査・診断・修復・補修・補強事例を整理して点数化し、エキスパートシステムによる調査・診断・補修・補強方法提案システムを作成した。3Dスキャナ、SfMを用いて既設構造物の3次元維持管理システムを構築し、多視点画像計測により小規模橋梁や煉瓦窯の構造解析モデル作成し、振動計測結果との比較を行った。構造材、仕上げモルタル等の寸法、強度と劣化度を非破壊や微破壊試験により評価する方法を国内外の歴史的建造物等に適用し、試験方法の整備、検証を行い、微破壊試験によるコンクリート中の塩化物イオン量の試験方法として標準化し、非破壊検査協会規格としてまとめた。環境モニタリング結果と現地の塩類析出画像調査結果の関係分析を行い、大型放射光施設にて材料の吸水、乾燥過程のX線CT画像撮影を行って、内部構造での塩水移動と塩析出の様子を明らかにした。腐食劣化したRC部材の性能評価を行った。最適な構造補強方法を選択する手法として、経年劣化が構造性能に与える影響についての分析を進めるとともに、ライフサイクルを通した損傷累積を考慮した経済性能評価に基づく地震リスク解析手法を開発した。微動計測とモニタリングを行い、灯台の設計用一次固有周期の推定式を提案するとともに、固有振動数の季節変動、地震時の加速度応答倍率、補強効果の検証を行った。また、ガイドラインの目次・構成案を検討し、本課題の技術開発項目との調整を行った。歴史的建造物の調査・診断・修復・補強方法の整理とその評価を進め、具体的な調査により保存・再生行為の効果検証解析モデルの構築を進める。煉瓦・目地、石材を用いて、各種非破壊試験、微破壊試験値と諸品質の関係を捉え、歴史的建造物への適用と構造物の評価を進める。コア試験体と要素試験体、構造物の強度の関係を明らかにするための実験を行う。非破壊試験、微破壊試験の運用面での研究としてドローンの利用を模索する。劣化情報を組み込み込んだ3D計測データによりFEM解析モデルを構築し、歴史的建造物の耐震性能評価法を確立する。また、複雑な構造物の解析モデル作成の問題点を明らかにし、構造物の維持管理の視点からの保存再生技術を開発する。煉瓦を用いた塩溶液の吸水・蒸発実験をSPring-8の放射光によるX線CTを撮影し、細孔内の塩水、析出塩の挙動を動的に測定する実験を行い、移動析出のメカニズムを明らかに塩水移動析出のモデルを構築する。継続的に屋外暴露試験測定を行うとともに、改良を施した工法による新たな試験を開始する。モルタル仕上げがある構造物の評価方法として、低周波反射波の分離による新たな評価手法を開発し、実構造物に適用する。鉄筋が腐食したRC梁部材の曲げせん断実験を継続し、FEM解析により鉄筋腐食が力学性能に及ぼす影響程度を定量的に検討し、補修補強を考える場合の基本フローをまとめる。振動計測データの詳細分析により、各構造形式の性能同定法を開発する。不連続変形法を組積造建物の動的解析に適用し、耐震性能と補強効果を評価するための解析手法を確立する。経済性能評価手法における構造特性の反映方法について検証作業を進める。データベースの充実、各種方法の点数化にAIを導入し、より良い歴史的建造物の調査・診断・補修・補強方法の提案システムの構築を図り、ガイドラインを完成させる予定である。

国内外の組積造とRC造の歴史的構造物について、文化財保護、材料、構造と環境の視点から保存・補強に関する文献調査を進め、特に国際会議(世界地震工学会議)において発表された関連分野の最新研究成果について分析を進めるとともに、過去になされた歴史的構造物の調査・診断・修復・補強方法を整理し、耐久性向上技術と補強技術について、補強効果、施工精度、景観、耐久性、傷害程度、オーセンティシィティ、可逆性、経済性などの観点から評価を進めた。小径ドリル型削孔試験機を改良してコンクリートへの適用のための検討を行うとともに、橋梁構造物の3D化と3Dデータに基づくFEモデルの構築およびFEMによる静的および振動解析のシステムを構築した。また、構造物の非破壊検査方法の現状と材料劣化に関して経時変化を整理した。国内の調査対象とする歴史的建造物の実現場の事前調査を行い、重要文化財と登録有形文化財の建物を特定し、現地調査、モニタリング調査を開始した。歴史的建造物の材料劣化防止のため、現地調査、予測モデル開発、材料物性評価から劣化メカニズムを明らかにし、保存再生技術(環境・材料)について提案を行い、セメント系材料を用いた構造物の変質評価のための微細構造分析に関わる前処理についての検討を行い、一定の成果を得た。塩害環境下において3年を経過した各種補修を施した屋外暴露試験体について鉄筋腐食抑制効果の検証実験を行い、補修工法および環境要因別の腐食抑制効果について整理した。RC梁部材の経年(鉄筋腐食)による性能劣化を検討するため、せん断補強筋の付着を取り除いた梁部材の曲げせん断実験を行った。2016年イタリア中部地震における被害状況調査および中国常州青果巷の歴史的建造物の補強状況について現地調査を行った。イタリアではRC飛行船格納庫のモニタリングを再開し、中部地震で被害を受けた教会堂のモニタリングを開始した。組積造を中心とした歴史的建造物の保存・補強に関する文献調査を進めるとともに、過去になされた歴史的構造物の調査・診断・修復・補強方法を整理し、耐久性向上技術と補強技術について評価を行った。小径ドリル型削孔試験機を改良してコンクリートへの適用のための検討を行い、粗骨材を避けた削孔場所の特定方法と検量線の提案を行った。国内の歴史的構造物およびイタリアの被災構造物を調査し、被災地近郊の教会をSfM技術により3D化を試行した。歴史的建造物の塩類風化による劣化原因と実態の把握のため、重要文化財三井三池炭鉱宮原坑、神戸市景観形成重要建造物神戸ハーバーランド煉瓦倉庫、登録有形文化財半田赤レンガ建物の析出塩分析と環境測定を実施した。また、材料の塩水分移動実験を行った。さらに、セメント系材料を用いた構造物の変質評価のための微細構造分析に関わる前処理についての成果を用いて、今後は実構造物の分析を行う。宮原坑については補強工事量最小化のための、半田赤レンガ建物については補強効果の検証のためのモニタリングを開始した。一方、外観上の変化を極力低減させたRC構造物の補修工法を検討し、劣化状況別の模擬試験体を作製し、長崎県端島(軍艦島)において屋外暴露試験を開始した。
地球の初期進化と下部マントルの構成に関する実験的研究

放射光施設SPring-8において燒結ダイヤモンドアンビルを装着した川井セルを用いた高圧力発生実験を継続した。その結果、Andersonの金スケールにおいて室温で85GPa、1000Kでは87GPaの発生を確認した。このような高圧高温発生技術の革新のもとでMgGeO3のペロフスカイト-ポストペロフスカイト相転移境界線の決定を行った。結果はDACによる半定量的に決定された相境界線より明確に小さなdP/dT勾配とともに幾分高圧側に位置することを示した。同時に選択された圧力スケールに大きく依存することも示され、絶対圧力スケールの確立の重要性も指摘した。DAI型ガイドブロックで川井セルを圧縮する際には上下方向と水平二軸方向との不均等圧縮、ガイドブロック内での摩擦による荷重ロスが問題になる。これらの欠点を克服するためハイテクサーボ機構により独立に駆動できるジャッキを備えた6軸高圧装置を導入した。60GPa以上までの圧力校正の結果、DAI型ガイドブロックによる摩擦ロスは60GPaでは45%にのぼることが明らかになった。したがって、6軸装置は100GPa以上の圧力発生に極めて有望であることが明らかになり、放射光施設との早期の連結が切望される。(Mg0.9Fe0.1)2SiO4組成のワズレアイトとリングウダイトの電気伝導度を無水、含水の状態でそれぞれ16GPa,2000GPa,2000Kまで測定して、それぞれの鉱物についてホッピング伝導とプロトン伝導のパラメータが決定された。これらの結果を地球電磁気学的測定から決定されたマントル遷移層の電気伝導度は無水のワズレアイトとリングウダイトのもので対応づけられることが明らかになり、マントルのこの領域が相対的に水に富むとする仮説は否定された。マグマオーシャン中での地球内部分化解明のため、焼結ダイヤモンドアンビルを用いた川井セルを用いて40GPa以上の条件下でのペリドタイトおよび珪酸塩-鉄合金系の溶融実験を行ってきた。この条件下では珪酸塩の融点は2600°Cを超えるので従来からのReヒーターは使用不可となりLaCrO_3ヒーターを用いた加熱セルの開発を行った。しかし、2700°C以上では酸化雰囲気は強烈でBNに封入したサンプルのFe成分は全てFe_2O_3に変換されてしまうことが判明した。現在グラファイトを試料カプセルに用いて実験を行っている。圧力定点の開発を目的に放射光(SPring-8)を用いてX線その場観察によるFe_2O_3の高圧高温相平衡を62GPa,1400Kまで決定し、室温での電気抵抗変化が54±1GPaの圧力領域で約4桁減少することが明らかになり、これを新たな圧力点として提案した。既存の川井式高圧装置の試料室の大型化を行い0,5cm^3の体積に26GPa以上の圧力発生を可能にしてマントル深部構成相の単結晶育成に努めた。その結果、mmサイズの珪酸塩ペロフスカイトの結晶が得られるようになった。これらの単結晶を用いて、共振法による弾性定数決定、高圧下における電気伝導度測定、拡散実験、およびX線非弾性散乱に取り組んでいる。Al_2O_3-SiO_2-H_2O系の高圧含水鉱物(phase egg,δ-AlOOH, topas-OH)およびstishoviteを多核種NMRおよびラマンによってphase eggに10%のSi-Al disorderが存在すること、topas-OHに新しい多形が存在することを明らかにした。

焼結ダイヤモンド立方体アンビルからなる川井セルによって圧力発生技術の革新とMgGeO_3とMnGeO_3のポストペロフスカイト転移の検証を目指した。放射光(SPring-8)を用いたX線その場観察によって圧力検定と相の同定を行った。アンビルサイズは一辺14.00mm、先端切り欠き1.5mmとした。その結果アンダーソンの金スケールを基準にして72.3GPaの発生が確認された。これは従来からの我々の発生圧力を約10GPa更新する川井式装置の新記録である。また,63GPa,1200KにおいてMnGeO_3のポストペロフスカイト相(CaIrO3型)への転移が確認された。ペリドタイトおよび珪酸塩-鉄合金系の溶融実験を行って、珪酸塩メルトと溶融鉄の間のMn,Co,Niの分配を調べこれらの圧力依存性を約30GPaまで決定した。Co,Niの親鉄性は圧力とともに減少するが、26-30GPaの圧力範囲での減少は特に著しく珪酸塩メルトの構造の圧力変化を示唆する。実験結果をもとにマントルおよび地球始原物質におけるCo,Niの存在度からマグマオーシャン中での中心核分離過程は深さ1000km程度で生じたことが示唆された。新たにワズスレアイト、リングウッダイト、メジャーライトの電気伝導度が測定されペロフスカイトの結果と合せて下部マントルまでの電気伝導度モデルが作られ観測との比較が検討された。40GPa以上でのマントル物質の融解に必要な3000K以上の高温の恒常的発生には問題を残している。放射光施設SPring-8において燒結ダイヤモンドアンビルを装着した川井セルを用いた高圧力発生実験を継続した。その結果、Andersonの金スケールにおいて室温で85GPa、1000Kでは87GPaの発生を確認した。このような高圧高温発生技術の革新のもとでMgGeO3のペロフスカイトーポストペロフスカイト相転移境界線の決定を行った。結果はDACによる半定量的に決定された相境界線より明確に小さなdP/dT勾配とともに幾分高圧側に位置することを示した。同時に選択された圧力スケールに大きく依存することも示され、絶対圧力スケールの確立の重要性も指摘した。DAI型ガイドブロックで川井セルを圧縮する際には上下方向と水平二軸方向との不均等圧縮、ガイドブロック内での摩擦による荷重ロスが問題になる。これらの欠点を克服するためハイテクサーボ機構により独立に駆動できるジャッキを備えた6軸高圧装置を導入した。60GPa以上までの圧力校正の結果、DAI型ガイドブロックによる摩擦ロスは60GPaでは45%にのぼることが明らかになった。したがって、6軸装置は100GPa以上の圧力発生に極めて有望であることが明らかになり、放射光施設との早期の連結が切望される。(Mg0.9Fe0.1)2SiO4組成のワズレアイトとリングウダイトの電気伝導度を無水、含水の状態でそれぞれ16GPa,2000GPa,2000Kまで測定して、それぞれの鉱物についてホッピング伝導とプロトン伝導のパラメータが決定された。これらの結果を地球電磁気学的測定から決定されたマントル遷移層の電気伝導度は無水のワズレアイトとリングウダイトのもので対応づけられることが明らかになり、マントルのこの領域が相対的に水に富むとする仮説は否定された。
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

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。12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。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。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。13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惧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。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。本年度は地震直後に現地に赴き地盤上のアレー微動観測により得たデータを分析して、震源域の高層ビル被害の集中していた堆積盆地端部の地下構造を明らかにするとともに、臨時余震観測結果を分析して微動で得られた構造とサイト増幅特性との対応について検討を加えた。その結果、被害集中域ではかなり深い堆積盆地構造をしており、それによるやや長周期域での地盤増幅のために構造物に被害が生じた可能性が指摘された。この研究をさらに進展させるため今年度2週間にわたり現地調査に赴き、より広範囲な領域でアレー微動観測を実施し、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。その解析は主として次年度に予定している。