hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸化ストレスによる骨格筋の糖取り込み亢進メカニズムに関する研究

C57/BLマウスのEDL筋を素早く摘出し、糸で両側を固定し改良した筋固定器具に装着し、KRB緩衝液に浸し、37度、95%O_2,5%CO_2ガス下でインキュベートした。KRB緩衝液内には酸化ストレス刺激剤として過酸化水素を添加し20分間の刺激後、アイソトープラベルされた[<14>^C]-Mannitol及び[3^H]-2-deoxy glucoseを用いて糖取り込み速度を測定した。その結果、濃度依存的に糖取り込み速度は増加するものの、ラットで観察される2倍以上の亢進は認められなかった。従って、下流の因子の検討を行う前にモデルマウスの妥当性を再検証するとともに、下流の因子であるAS160及びPRAS40を探る実験条件を検討中である。なお、本研究の一部は、海外共同研究者であるジョスリン糖尿病センターの代謝部門長のGoodyear LJ氏、助手の藤井宣晴氏と共同で行った。ラットより摘出した骨格筋をin vitroの試験管内でインキュベートし、キサンチンオキシダーゼを試験管内に添加すると、ヒポキサンチン1mMを予め添加したときにのみ骨格筋の糖取り込みは元進する。我々は、すでにこの条件下では試験管内に過酸化水素が発生していることを観察し、実際、キサンチンオキシダーゼの代わりに過酸化水素を添加すると骨格筋の糖取り込みが亢進することを明らかにしてきた。骨格筋収縮により過酸化水素が発生することから、運動刺激による骨格筋糖取り込み亢進メカニズムの有力因子となる可能性がある。そこで、運動時の糖取り込み充進の一役を担うAMPキナーゼの活性及びリン酸化を検討したが、糖取り込みの亢進が認められる過酸化水素濃度刺激では全く変化しなかった。一方、運動時にはインスリン感受性の亢進が認められることから、インスリンシグナル伝達系の関与も想定される。そこで、インスリンシグナルの鍵となるPI3キナーゼの阻害剤を用いた検討を行った結果、驚くべきことに過酸化水素刺激による骨格筋糖取り込みの亢進を完全に抑制した。さらに、過酸化水素刺激によるシグナル伝達にはAkt/PKBのリン酸化が関与することを明らかにし、インスリン受容体欠損マウスやAkt2欠損マウスでの検討を想定して、マウスの摘出筋においてラットの実験の再現を試みた。残念ながらこれまでにラットで観察されたような糖取り込みの亢進を認める実験条件を確立することができなかつた。しかし、モデルマウス実験は必須であることから今も研究を進めている。尚、本研究の一部は、海外共同研究者であるジョスリン糖尿病センターの代謝部門長のGoodyear LJ氏、助手の藤井宣晴氏と共同で行った。
唇・顎・口蓋裂者の咀嚼機能と咬合状態の関係について

被験者として,912歳の片側性唇・顎・口蓋裂児5名を実験群被験者,同一年齢群の正常咬合者5名を対照群被験者とした.咀嚼実験用グミジェリ-(硬軟2種)を咀嚼させた時の側頭筋後部および下口輪筋の咀嚼筋活動と下顎運動を申請者らの開発したシステムを用いて記録・解析した.また同一の被験食品を用いて,咀嚼開始から嚥下するまでの咀嚼回数(嚥下閾)および要した時間をそれぞれ計測し,咬合接触の部位および数も記録した.収集された資料についてデ-タ処理を行い,以下のような結果が得られた.まず下顎運動のパタ-ンについて,前頭面におけるパタ-ンをリバ-スタイプとノンリバ-スタイプに分類すると,対照群ではその殆んどが後者であったが,実験群では殆どが前者であり明らかな違いが認められた.また咀嚼時の側頭筋後部筋活動に関しては,ピ-ク電圧に対しては両群間に違いは認められなかったが,タイミングに対しては下顎運動パタ-ンの違いに応じた違いが認められた.下口輪筋に関しては,かなり変異に富むので大きな違いは認められなかった.次に,自由咀嚼を行わせた時の嚥下閾およびそれに要した時間に関しては,実験群は対照群と比べ大きな値を示した.またこの2つのパラメ-タおよびコンピュ-タ解析による咀嚼時間から,食片を咬合面に運ぶのに要する時間すなわち非咀嚼時間を求めた.その結果,多少の個人差はあったものの,実験群は対照群と比べ大きな値を示した.これは,口輪筋をはじめとする口腔周囲の筋肉の機能が,実験群では劣っていることを示唆している.咬合接触状態に関しては,実験群は対照群と比べかなり低い値を示していた.今後,被験者数を増加させて,唇・顎・口蓋裂者の咀嚼機能の実態を咬合論的な立場から,より詳細に解明していく予定である.被験者として,912歳の片側性唇・顎・口蓋裂児5名を実験群被験者,同一年齢群の正常咬合者5名を対照群被験者とした.咀嚼実験用グミジェリ-(硬軟2種)を咀嚼させた時の側頭筋後部および下口輪筋の咀嚼筋活動と下顎運動を申請者らの開発したシステムを用いて記録・解析した.また同一の被験食品を用いて,咀嚼開始から嚥下するまでの咀嚼回数(嚥下閾)および要した時間をそれぞれ計測し,咬合接触の部位および数も記録した.収集された資料についてデ-タ処理を行い,以下のような結果が得られた.まず下顎運動のパタ-ンについて,前頭面におけるパタ-ンをリバ-スタイプとノンリバ-スタイプに分類すると,対照群ではその殆んどが後者であったが,実験群では殆どが前者であり明らかな違いが認められた.また咀嚼時の側頭筋後部筋活動に関しては,ピ-ク電圧に対しては両群間に違いは認められなかったが,タイミングに対しては下顎運動パタ-ンの違いに応じた違いが認められた.下口輪筋に関しては,かなり変異に富むので大きな違いは認められなかった.次に,自由咀嚼を行わせた時の嚥下閾およびそれに要した時間に関しては,実験群は対照群と比べ大きな値を示した.またこの2つのパラメ-タおよびコンピュ-タ解析による咀嚼時間から,食片を咬合面に運ぶのに要する時間すなわち非咀嚼時間を求めた.その結果,多少の個人差はあったものの,実験群は対照群と比べ大きな値を示した.これは,口輪筋をはじめとする口腔周囲の筋肉の機能が,実験群では劣っていることを示唆している.咬合接触状態に関しては,実験群は対照群と比べかなり低い値を示していた.今後,被験者数を増加させて,唇・顎・口蓋裂者の咀嚼機能の実態を咬合論的な立場から,より詳細に解明していく予定である.
泌尿器科領域におけるHepatocyte Growth Factorの研究

泌尿生殖器系の細胞に対するHGFの作用を免疫組織学的に、分子生物学的手法を用いて検討を加えた。すなわち、腎移植後の血中モニタリング、腎障害性薬剤の腎毒性軽減作用、さらには悪性腫瘍細胞に対する作用の解析を施行した。1)ヒト正常腎組織中のHGF産生部位の検討現在まで判明していなかったヒト正常腎組織中のHGF産生部位を同定するために、手術時に得られた正常腎組織を採取、凍結保存した。これを、抗HGF抗体を用いて免疫組織化学染色師、骨髄質の間質細胞であることを明かにした。2)生体腎移植術後急性拒絶反応時のHGF血中モニタリング当科で実施、経過観察中の生体腎移植症例の血清を術後経時的に採取、凍結保存した。血清中のHGFをEliza法で経時的に測定し、臨床経過と比較検討した。この結果、血清HGFは急性拒絶反応発症時に早期診断と上昇を認め、腎機能の改善と共に速やかに正常化した。従って、急性拒絶反応の早期診断とその経過観察に有用である可能性が示唆された。3)SHRratにおけるTacrolimus(FK506)腎毒性軽減作用の検討片側腎摘除後のSHRratにTcrolimusを投与し、腎毒性を出現させる動物モデルを作成した。この系にrecombinant human HGFを腎動脈内に継続的に投与し、腎機能他に与える影響を検討した。この結果、HGF投与群ではの腎毒性を抑制し、良好な腎機能を維持することが可能であった。4)培養ヒト前立腺癌細胞に対するHGFの効果泌尿生殖器系の細胞に対するHGFの作用を免疫組織学的に、分子生物学的手法を用いて検討を加えた。4)培養ヒト前立腺癌細胞に対するHGFの効果1.腎増殖再生因子としてのHGF作用の検討腎移植の免疫抑制剤FK506の腎毒性軽減作用をSHR ratを用いて検討した。腎動脈内に留置した動性ポンプよりHGFを注入したrat群は有意にFK506の腎毒性を軽減した。2.腫瘍増殖抑制因子としてのHGF作用の検討OUR10,20などの腎癌由来培養細胞の増殖をin vitroで促進した,一方T-24,EJ-1など移行上皮癌由来培養細胞の増殖にHGFは作用を有していなかった.3.細胞運動促進因子としてのHGF作用の検討前立腺症由来pu-145培養作用の細胞運動をHGFは促進し,scattered factorとしての性質を有することが証明された.4.管腔形成因子としてのHGF作用の検討前立腺癌組織,膀胱癌組織でHGF,c-metの発現と組織手化度の関係を免疫組織学的に検討中である。泌尿生殖器系の細胞に対するHGFの作用を免疫組織学的、分子生物学的手法を用いて検討を加えた。これを抗HGF抗体を用いて免疫組織化学染色し、腎髄質の間質細胞であることを明らかにした。この結果、血清HGFは急性拒絶反応発症時に早期に上昇を認め、腎機能の改善と共に速やかに正常化した。SHRratにおけるTacrolimus(FK506)腎毒性軽減作用の検討片側腎摘除後のSHRratにTacrolimusを投与し、腎毒性を出現させる動物モデルを作成した。この系にrecombinant human HGFを腎動脈内に断続的に投与し、腎機能ほかに与える影響を検討した。
反転σ結合をもつσ電子系化合物の創製

昨年度、安定なビシクロ[1.1.0]テトラシラン-1,3-ジイルラジカルアニオンの合成単離に成功し、EPRおよびX線結晶構造解析で溶液および結晶中での構造を明らかにした。今年度はこの構造を詳細に理解するために温度可変EPRの測定および理論計算を行った。低温でのEPRスペクトルの形状は室温のものと変わらず、低温においてもビシクロテトラシランジイル骨格が対称性の高い構造を取っていることが明らかになった。すべてシリル基で置換したモデル化合物について理論計算を行ったところ、最適化構造は、EPRやX線構造解析で見られたC_<2h>対称の構造とは異っており、2つの橋頭位ケイ素上に電荷とスピンが局在化し、4員環がわずかに折れ曲がった非対称な構造であった。しかしながら、ケイ素骨格の対称性をC_<2h>に固定して最適化した場合の構造と最安定構造とのエネルギー差は極めて小さく、本質的には、この化合物は対称性の高い、スピンと電荷が2つの橋頭位ケイ素上の非局在化した構造を取るものと推定された。このように2中心3電子の反転ケイ素-ケイ素σ結合の性質を詳細に明らかにすることに成功した。以上の結果より、ビシクロテトラシランは剛直な構造をもつ1電子受容体として見ることができ、ビシクロテトラシランをユニットとした高分子が合成できれば高い電子受容性を示す物質になると予想される。またペンタシラ[1.1.1]プロペランの有用な前駆体となるオリゴシランの合成に成功した。t-ブチルジメチルシリル基ですべて置換されたビシクロ[1.10]テトラシランを黄色結晶.として合成単離し、その構造をX線結晶構造解析で明らかにした。興味深いことに、このビシクロテトラシランをテトロヒドロフラン中、カリウムを用いて一電子還元したところ、ビシクロ[1.1.0]テトラシラン-1,3-ジイルラジカルが安定な結晶として得られた。X線結晶構造解析の結果、この化合物は結晶中で溶媒分離イオン対を形成していた。また4員環部分は平面構造であり、三配位ケイ素上置換基のケイ素原子は4員環面内になく、面に対して上下に位置しており、アニオンラジカルの1,3-位間の架橋ケイ素-ケイ素結合が2中心3電子の反転σ結合であることが明らかになった。またEPRを測定した結果、このアニオンラジカルは溶液中で対称性の高い構造を取っていることが示唆された。また、反転σ結合が共役した化合物を合成する目的で、これまでに合成に成功している反転ケイ素-ケイ素σ結合をもつ1,3-ジシラビシクロ[1.1.0]ブタンの橋頭位置換基の官能基化を検討した。その結果、フッ化物イオンを用いた橋頭位ケイ素上のシリル置換基の脱離、および架橋ケイ素-ケイ素結合への臭素付加を見出した。これらの反応により得られた生成物は、反転σ結合がσ共役した化合物の良い前駆体になると期待される。また関連して、橋頭位にフェニル基を持っビシクロ[1.1.0]テトラシランを合成単離することに成功した。X線結晶構造解析の結果、橋頭位ケイ素周りは平面構造を取っていた。興味深いことに、このものを加熱すると、これまで報告例のない、メチレンシクロプロパンのケイ素類縁体へ異性化することを見出し、その構造をX線結晶構造解析で明らかにした。
流通業の構造と機能に関する理論的・実証的研究

この研究では、家電・紳士服・化粧品・食品・薬品の5つの消費財のケーススタディーをベースに、日本の流通の構造と機能について理論的および実証的な研究を行なった。それぞれのケースについて、流通構造がどのような形になっているのか、どのような取引慣行がみられるか、そして価格はどのように決定されるか明らかにした。またその分析は、現状だけではなく、これらが歴史的にどのように変わってきたのかということにも触れた。返品制、再販価格維持行為、リベートなど、流通において見られる取引慣行は、歴史的に重要な機能を果たしてきた。その経済的メカニズを明らかにすることは、流通の機能の本質にせまるうえで必要なことだが、本研究ではその目的を十分に果たすことができた。もちろん、経済環境が変わったことで、かつては意味のあった取引慣行も今は資源配分にゆがみをもたらすだけの存在というものもある。その点についても、本研究は触れており、いわゆる「内外価格差」問題についても論じている。これは独占禁止法にもかかわる問題であり、本研究ではこの点にも触れている。流通業の構造を考慮に入れると、企業間の競争のメカニズムもより詳しく分析することができる。そのような分析は、独禁法の問題を議論ずるうえで必要なものなのである。本研究は、日本の流通を対象にしたものである。しかし、その研究成果は、日本だけでなく、流通システム一般にあてはまる多くの現象を明らかにしてくれている。また、日本とアメリカなどの違いを明らかにすることで、貿易摩擦問題にもいくつかの指唆をあたえている。今年は,5つの分野について、流通の構造、そこでの取引慣行などについて詳細な実態調査を行った。対象となった分野は、衣料、食料、家電、化粧品、薬品である。これらの分野の調査についてのレポートは、現在調査レポートの形でまとめられつつあり、平成6年夏頃に出版予定の書籍の一部を構成する。この実態調査を通じて分かったことは、商品によって流通の構造は大きく異なり、企業の価格設定行動、流通市場での取引慣行、小売業の構造調整の違いに反映されているということである。また、それぞれの分野における価格決定のあり方、海外との取引の影響、構造変化の実態などについて、かなり詳細な理解を得ることができた。このような実態調査と並行して、流通の構造と機能に関する理論的な考察も行った。その成果は、現在いくつかの論文の形でまとめつつある状況であり、来年度は上で述べた実態調査の結果とあわせて、研究書の中に取り込んでいきたい。研究計画書にも書いたように、流通業の機能や構造についてこれまで経済学の分野で必ずしもまとまった研究成果があるわけではない。今回の研究成果は、このような真空地帯を埋める上でも有益であると考えられる。とりわけ、メーカーや小売業が流通市場内でどのような競争を展開しているのか、そのような競争が経済厚生的にどのように評価されるのか、再販価格維持行為など独占禁止法違反行為について経済学的にどのように評価できるのかといった点について、重要な視点を提供できるのではないかと考えられる。本年度は、昨年度から行ってきた5つの商品の調査研究を、比較対象する形で研究成果としてまとめた。5つのケースとして取り上げたのは、家電、食品(加工食品)、背広、化粧品、薬品(家庭医薬)で、それぞれの商品について、流通構造がどのようになっているのか、価格がどのように決定されるか、規制がどのようにかかわっているなどについて整理し、流通の機能と構造についての分析を行った。このような5つの異なった分野の比較を行うことにより、日本の流通構造が持っている共通性と分野による違いがはっきりとした。日本の流通に一般的に成立する重要な特徴は、メーカーが末端の小売業に至るまで販売経路を管理し、様々な形で販売政策を行ってきたことである。家電や化粧品の場合には、これは系列店の整備という形をとる。また、リベートなどが活発に利用されるのも、家電や化粧品の特徴である。

背広のような衣料品の場合には、メーカーが卸売り機能を持ち、小売業に対して委託販売などを行う。それによって価格決定権をメーカーの方が持つだけではなく、派遣店員の派遣によって末端の小売の情報を把握するのである。食品では、特約店というメーカーと縦に結んだ問屋制度となっている。薬品の場合には、「薬九層倍」とも言われる価格体系が、同じような観点から分析できる。以上で述べたような流通業の構造は、モータリゼイションや国際化などの環境変化によって、いま大きな構造変化にさらされている。そういった変化が、小売業の新しい試み、メーカーと小売業の間の連携関係の模索などをもたらしている。本研究では、こういった点についても、詳細な分析を試みた。
交通インフラの都市・地域の経済的生産性に与える影響に関する分析

まず,空港アクセス鉄道の国際比較分析より,空港アクセス鉄道整備が当該都市・地域の生産性の向上に寄与していることを明らかにした.第二に,東京圏の空港アクセス交通インフラの空間計量分析より,空港アクセスは特別行政区や経済特区で戦略的に強化される傾向にあること,地域経済効率性は空港アクセス強化や産業集積により向上していること,空港アクセス利便性は直接的な企業立地要因ではないことを明らかにした.第三に,我が国の高速鉄道整備のパネルデータ分析により,新幹線所在地域はそうでない地域よりも地域経済生産性が高いこと,大都市から約500km離れた地域で新幹線整備の生産性向上効果が大きいこと等を明らかにした.本研究は,交通インフラ整備が国・地域・都市の経済的生産性に与える影響を実証的に分析するとともに,それより交通プロジェクト評価への示唆を得ることを目的とするものである.今年度は,日本において新幹線が地域の集積や経済的生産性に与えてきた影響を分析することで,今後高速鉄道を導入することを検討している国や地域に対する示唆を得ることとした.分析に当たって,まずは新幹線による便益を交通アクセシビリティの改善と捉えた.都道府県の交通アクセシビリティは,国土交通省が開発した全国総合交通分析システムNITASによって鉄道・道路・航空・船舶を利用した場合の各都道府県間の最小所要時間を求め,所要時間の2乗に反比例する重力モデルで表現した.また,新幹線の便数や所要時間といったサービス水準の詳細な変化は時刻表から読み取った.そのうえで各種統計データを収集し,1981年から2006年までの5年ごと6時点について都道府県パネルデータを整備した.作成したパネルデータを用いて,プーリング回帰モデル、ランダム効果モデル,固定効果モデルの3種類による計量経済モデルを構築した.その結果,新幹線駅が所在し,アクセシビリティが高く,東京・名古屋・大阪までの乗換回数が少なく,東京までの便数が多い県ほど生産性が高いという関係を示す固定効果モデルが得られた.当初は,都市内の交通インフラ整備を対象に分析を行う予定であったが,想定以上にデータ収集およびデータベース整備に時間がかかったため,同時並行で進めていた高速鉄道整備の分析を先行して行うこととした.その結果,2年目に行う予定であった内容を先に1年目におおむね終了することが出来た.本研究は,交通インフラ整備が国・地域・都市の経済的生産性に与える影響を実証的に分析するとともに,それより交通プロジェクト評価への示唆を得ることを目的とするものである.今年度は,世界の主要空港を抱える都市を対象として,都市内の空港アクセス鉄道が都市の経済的生産性に与える影響の実証分析を試みた.まず,2012年にターミナル利用旅客数が最も多かった世界の100の空港を抽出し,これらの空港のある82都市における空港アクセス鉄道整備の有無を確認し,都市中心部からの鉄道・バスを含む公共交通による最短空港アクセス時間を各都市で最も一般的なルート検索エンジンで算出した.その上で,これら82都市について,一人当たりGMP(Gross Metropolitan Product)と空港アクセス時間の関係性をみると,負の相関,つまり空港アクセス鉄道整備で時間を短縮されている都市ほど経済生産性が高いという関係性が確認できた.次に,82都市の一人当たりGMPを人口関連要因(昼夜間人口比など),地理的要因(都市圏面積や人口密度など),産業構造要因(産業部門別のGMPに占める割合など),空港関連要因(人口一人当たり空港利用旅客数,国際国内線旅客比,都市圏が抱える空港数など),空港アクセスのサービス要因(鉄道整備の有無や公共交通によるアクセス時間など)に分類される複数の説明変数によって説明する回帰モデルを構築した.その結果,公共交通による空港アクセス時間を10パーセント減らすことができた都市は+3.4パーセントの経済生産性の向上が見込まれることがわかった.また,空港アクセス鉄道整備の推計値には直接的な時間短縮以外に間接的な経済効果もしくは上述の中長期的なWider Impact(たとえば,環境負荷の軽減,労働市場における機会向上,産業集積の強化)が含まれている可能性が高いことを明らかにした.ここまでは順調に進捗している.今年度は,都市内交通,特に空港アクセス鉄道に着目し,国際間都市比較を通じた分析を行った.また,同時に昨年度分析した都市間高速鉄道のもたらす経済的インパクトについても継続して分析しているところであり,こちらについても概ね成果が出つつある.本研究は,交通インフラ整備が国・地域・都市の経済的生産性に与える影響を実証的に分析するとともに,それより交通プロジェクト評価への示唆を得ることを目的とするものである.今年度は,我が国を対象に,高速鉄道(新幹線)が地域の経済生産性に与える影響を実証的に分析した.ここでは,47都道府県をカバーする1981年,1986年,1991年,1996年,2001年,2006年の6時点の社会経済変数および交通ネットワークに関するパネルデータを準備し,それらをもとに高速鉄道の整備の各地域の労働生産性に与える影響を定量的なアプローチを用いて分析した.

まず,各時点について,都道府県を高速鉄道駅が存在する地域グループとそうでない地域グループとに分類し,各時点の両グループ間の経済生産性を比較した.次に,都道府県別のマクロな生産関数を仮定した上で,単純回帰モデル,固定効果モデル、操作変数モデルを推定することにより,高速鉄道を含めた都市間交通のアクセス性やそれによる雇用集積が経済生産性に与える影響を分析した.推定に当たっては,対象ゾーン内の高速鉄道の駅数,ゾーン間OD最短ルートの総旅行距離のうち高速鉄道ルートの占める割合,ゾーン間OD最短ルートの総所要時間うち高速鉄道の所要時間の占める割合,ゾーンの雇用集積水準(有効密度)に加えて,さまざまな社会経済変数を制御変数として導入した.推定の結果,雇用集積が地域の経済生産性に統計的に有意な正の影響を与えていることが明らかとなった.また、ネットワークの外部性は、統計的有意性はやや弱いものの地域の生産性に寄与することもわかった.さらに,地域の経済生産性に与える影響は,高速鉄道沿線地域はそうでない地域よりも高く,特に大都市から数百キロ程度離れた地域において高い影響を及ぼしうることが明らかとなった.まず,空港アクセス鉄道の国際比較分析より,空港アクセス鉄道整備が当該都市・地域の生産性の向上に寄与していることを明らかにした.第二に,東京圏の空港アクセス交通インフラの空間計量分析より,空港アクセスは特別行政区や経済特区で戦略的に強化される傾向にあること,地域経済効率性は空港アクセス強化や産業集積により向上していること,空港アクセス利便性は直接的な企業立地要因ではないことを明らかにした.第三に,我が国の高速鉄道整備のパネルデータ分析により,新幹線所在地域はそうでない地域よりも地域経済生産性が高いこと,大都市から約500km離れた地域で新幹線整備の生産性向上効果が大きいこと等を明らかにした.当初1年目に実施する予定であった市内交通インフラの分析について,おおむねデータ整備の目処がつきつつあることから,今後データを活用した分析を実施する予定である.一方で,高速鉄道についても,さらなる分析の深度化を進める予定である.最終年度は,空港アクセス鉄道の経済的生産性への影響に関する分析を特に東京都市圏を対象に行うとともに,新幹線による経済生産性のインパクトについても成果をとりまとめていく予定である.土木計画学
近世英国と日本における書物文化の偶発的パラレリズム研究

本課題は、「近世日英書物文化には偶発的類似が多く存在する」と仮定し、そのことを実証的に研究し、今後の書物史研究の発展の可能性を開拓することを目的とする。近世日英における書物史の様々な側面の比較研究を丁寧に進め、パラレリズムを実証していく。研究の過程においては、関連する分野の専門家である国内外の研究者から、研究協力、専門知識の提供を幅広く得ることとする。電子資料を十分に利用して作業を進め、国内外の現地調査・共同研究には、事前準備を万全にして臨み、近世英国書物史比較研究の基礎を築きたい。
末梢神経の機能分別マーカーの関発に関する研究

1.我々は従来より、筋蛋白・神経系細胞骨格成分に対するモノクローン抗体を作製してきているので、これらを末梢神経系に応用してみた。抗ミオシン・抗アクチン・抗αーアクチニン・抗トロポミオシン・抗トロポニンT・抗コネクチン・抗ジストロフィン・抗ネブリン・抗ビメンチン・抗デスミンなどの抗筋蛋白抗体と、抗ニューロフィラメントH・抗キネシン・抗MAPS・抗チューブリンなどの抗細胞骨格抗体では末梢神経、交感神経節、後根神経節の細胞体や神経線維の分別は成功しなかった。この過程で2つの予想外の知見がみつかった。1)筋蛋白のうちミオシンフィラメントとZ帯をむすぶ巨大蛋白コネクチンと神経軸索内のニューロフィラメントのHサブユニットとが免疫学的ホモロジーをもっていた。これは抗体SMI-36ー2であるが、コネクチンのもっている弾性特性部分を認識する抗体であることが判明しニューロフィラメントHにも同様な弾性特性が存在していると推測された。2)トロポニンTとニューロフィラメントHの間にも交叉反応がみとめられた。従って何らかのCa^<2+>調整をうけているのではないかと推測され、ニューロフィラメントHの新しい性質が示唆された。2.ミエリン分画を抗原として抗体作製を試みた所糖脂質成分に対する抗体がえられたが神経系の分別はあまり可能ではなかった。分別の可能だったのは抗フコシルGM_1抗体で後根神経節細胞のうち小細胞だけが染色されたことだけであった。この点は今後小細胞の機能解明によりよいマーカーとなることが予想される。又大細胞はニューロフィラメントが多く小細胞には少ない点も判明した。3.臨床的観察から運動神経ニューロパチーや知覚神経ニューロパチーではしばしば特異的糖鎖に対する抗体がみつかるので、今後、GM_1、GD1_bといった糖鎖成分に対してモノクローン抗体を作製し末梢神経分別マーカーを確立したい。
ヤン-バクスター方程式の解の構成とその物理学・数学への応用

ヤン-バクスター方程式は、格子模型の局所的な「スピン配置」の関数としてのボルツマン重率に対する連立非線形関数方程式であり、現在のところその一般的な解法は知られていない。そのため、未知の解の発現・構成には非用に多くの試行錯誤を伴う膨大な数式計算が必要となる。そのため、本補助金によってワークステーション(NeXTstation turbo)を導入し、その上での数式処理システムと解析的計算とを併用して研究を行った。我々が発見した「紐ごとに異なる変数(色変数)をもつ組み紐群の表現」の量子群解釈、この表現に基づく絡み目不変量の構成やヤン-バクスター化等に関する研究をさらにすすめ、対応するIRF模型や「色つき」グラフ不変量の構成を行った。この過程で、このような多変数化が可能となる理由が明かになった。これらの成果を論文として出版した(J.Phys.soc.Jpn.62(1993)19-35).また,本年度の成果をふまえ、様々な多変数解の構成や、いわゆる「カイラル・ポッツ模型」との関連についての研究を進行中である。量子群的解釈が困難な楕円関数解の探索・構成については、我々の構成した「色つき頂点模型」の列のうちの2状態模型は楕円関数解への拡張が知られており、同様な拡張が多状態模型の場合にも期待され、現在も研究を続行中である。また、高分子の絡み合いの問題への応用等に向けて、新しい絡み目不変量の計算を具体的に実行するため、導入されたワークステーション上でのプログラムも関発中であり、その成果も期待される。
TGF-βシグナルにお1るプロテインボスフターゼ2Aの癌抑制潰伝子としての意義

TGF-βは上皮細胞に対して増殖抑制に作用するが,多くのがん細胞ではTGF-β刺激に不応性であることからそのシグナル伝達経路に何らかの異常が存在すると推定されている.しかし、過半数の癌ではTGF-β刺激に対して不応となる機序は不明であり.未知のシグナル伝達分子が想定されている.申請者らはこれまでTGF-βのシグナル伝達機構において癌抑制遺伝子p53が重要な役割を担っていることを見い出し報告してきた.即ち,TGF-βreceptor(TβR)にrecruitされたprotein phosphatase 2A(PP2A)のBαsubunitが,TβRのserine/threonine kinaseによりリン酸化/活性化され,p53のセリン376の脱リン酸化を惹起Ep53の核移行を促進して細胞周期停止シグナルを伝達していることをを見い出している.以上の結果より,TGF-βによる増殖抑制シグナルからの逸脱を生じる原因として、癌において高頻度に認められるp53の変異・欠損も関与していると推察される。しかし、このTGFβ-PP2A-p53シグナルにおいてkey moleculeであるPP2A-Bαの癌における異常は報告されていない。平成18年度ではin vitroの系として,PP2A-Bαの変異欠損の有無を樹立細胞株を用いて探索し,癌との関係について基礎的検討を行った.その結果,PP2A-Bαをノックダウンした細胞では足場非依存性増殖,浸潤能の充進さらには腫瘍原性を獲得することを確認した.さらに,平成18-19年度にかけてPP2A-Bαノックアウトマウスを作製したが,胎生致死でありこの分子は発生に極めて重要な分子であることが判明した.現在,発生毅階におけるPP2A-Bαの役割を分析すると共に,conditional Koマウスを作製し更なる検討を行っている.TGF-βは上皮細胞に対して増殖抑制に作用するが,多くのがん細胞ではTGF-β刺激に不応性であることからそのシグナル伝達経路に何らかの異常が存在すると推定されている.しかし,過半数の癌ではTGF-β刺激に対して不応となる機序は不明であり.未知のシグナル伝達分子が想定されている.申請者らはこれまでTGF-βのシグナル伝達機構において癌抑制遺伝子p53が重要な役割を担っていることを見い出し報告してきた.即ち,1)変異型P53発現株やEIBでP53を不活化した細胞株ではTGF-β感受性が喪失していること,2)また逆に,P53欠損株であるKATOIII細胞に,tet-on/off systemで野生型P53を発現させるとP53発現時にのみTGF-β感受性がみられたこと,3)TGF-β感受性株で野生型P53発現株であるMCF7では,siRNA導入によりp53をknock downするとTGF-βによる増殖抑制が解除される結果を得,p53がTGF-βのsignal acceptorであることを証明した.また更には,4)TGF-βreceptor(TβR)にrecruitされたprotein phosphatase 2A(PP2A)のBαsubunitが,TβRのserine/threonine kinaseによりリン酸化/活性化され,p53のセリン376の脱リン酸化を惹起しp53の核移行を促進して細胞周期停止シグナルを伝達していることをを見い出している.以上の結果より,TGF-βによる増殖抑制シグナルからの逸脱を生じる原因として,癌において高頻度に認められるp53の変異・欠損も関与していると推察される.しかし,このTGFβ-PP2A-p53シグナルにおいてkey moleculeであるPP2A-Bαの癌における異常は報告されていない.平成18年度ではin vitroの系として,PP2A-Bαの変異欠損の有無を樹立細胞株を用いて探索し,癌との関係について基礎的検討を行うこと,invivoの系としては既に得られているPP2A-BαKDマウスのF2,F3系統の表現型を解析した後,Smad4+/-マウスと交配し,Smad4/Bαdouble knockoutマウスを作成することを目指した.なお,Smad4-/-マウスは胎生致死であるため(Takaku K. et al.,Cell,92,1998;Takaku K et al.,Cancer Res,1999),Smad4+/-マウスとPP2A-BαKDマウスとの交配を進める。PP2A-Bαの癌における変異・欠損1)既に,リンパ腫の樹立細胞株において蛋白レベルでPP2A-Bαの欠損,低発現株をそれぞれ1株ずつ見出しているので,この細胞株におけるmRNAの発現をnorthern blot, RT-PCRで確認しTGF-βに対する感受性を検討した.2)当教室で保有する他の種々の樹立細胞株(大腸癌10株,胃癌12株,白血病細胞10株,膵癌6株,骨肉腫3株,他4株)のPP2A-Bαの発現をwestern blotで確認し,RT-PCRでmRNAの発現を確認すると同時にTA cloningを行いDNA sequenceで変異の有無を検討した結果,リンパ腫細胞株において発現の低下を認めた.また,NIH3T3/PP2A-BαKnock down細胞(NIH3T3-BαKD)を樹立し,TGF-βの感受性を検討した,TGF-βは上皮細胞に対して増殖抑制に作用するが,多くのがん細胞ではTGF-β刺激に不応性であることからそのシグナル伝達経路に何らかの異常が存在すると推定されている.しかし、過半数の癌ではTGF-β刺激に対して不応となる機序は不明であり.未知のシグナル伝達分子が想定されている.

申請者らはこれまでTGF-βのシグナル伝達機構において癌抑制遺伝子p53が重要な役割を担っていることを見い出し報告してきた.即ち,TGF-βreceptor(TβR)にrecruitされたprotein phosphatase 2A(PP2A)のBαsubunitが,TβRのserine/threonine kinaseによりリン酸化/活性化され,p53のセリン376の脱リン酸化を惹起Ep53の核移行を促進して細胞周期停止シグナルを伝達していることをを見い出している.以上の結果より,TGF-βによる増殖抑制シグナルからの逸脱を生じる原因として、癌において高頻度に認められるp53の変異・欠損も関与していると推察される。しかし、このTGFβ-PP2A-p53シグナルにおいてkey moleculeであるPP2A-Bαの癌における異常は報告されていない。平成18年度ではin vitroの系として,PP2A-Bαの変異欠損の有無を樹立細胞株を用いて探索し,癌との関係について基礎的検討を行った.その結果,PP2A-Bαをノックダウンした細胞では足場非依存性増殖,浸潤能の充進さらには腫瘍原性を獲得することを確認した.さらに,平成18-19年度にかけてPP2A-Bαノックアウトマウスを作製したが,胎生致死でありこの分子は発生に極めて重要な分子であることが判明した.現在,発生毅階におけるPP2A-Bαの役割を分析すると共に,conditional Koマウスを作製し更なる検討を行っている.
糖マトリックス上での不斉誘起とそれを利用した天然有機化合物合成の研究

4,8-ジ-t-ブチルジベンゾジオキサボレピン(1)を合成し、1,1-二置換オレフィンのプロキラルな末端二重結合のヒドロボレーション-酸化を行った。(4S,5S)-5-ベンジルオキシ-4-ヒドロキシ-2-メチル-1-ヘキセンをBH_3SMe_2を用いてヒドロボレーション-酸化したときには、(4S,5S)-5-ベンジルオキシ-4-ヒドロキシ-2-メチル-1-ヘキサノールがジアステレオマ-比1:1で得られたのに対し、ボラン試薬1を用いたときには、ジアステレオマ-比は1.7:1になった。また、メチル4,6-O-ベンジリデン-3-O-ベンジル-2-デオキシ-2-C-メタリル-α-D-グルコピラノシドをヒドロボレーション-酸化してアルコール2を合成した。この場合の選択性も、9-BBNを用いたときには2.7%de,BH_3SME_2を用いたときには0%deだったが、1を用いたときには24%deに向上した。上記の反応を天然有機化合物合成に応用する目的で、16員環マクロリド抗生物質の一種であるタイロシンやロザラミシンのC1C9フラグメント(3)の合成を検討した。メチル2,3-アンヒドロ-5,6-ジ-O-シクロヘキシリデン-β-D-アロフラノシドを選択的にメチル5,6-ジ-O-シクロヘキシリデン-3-デオキシ-3-C-メタリル-β-D-グルコフラノシドに変換し、引き続き5段階の反応でN-(α,β-不飽和アシル)オキサゾリジノン4を合成した。さらに、4にメチル銅化合物を共役付加させて、C1C9フラグメントの前駆体5を合成した。
時間周波数解析と調和解析

調和解析的な手法を用いて,時間周波数解析の中で基本的な役割を果たすモジュレーション空間を研究してきた.モジュレーション空間は,J.Sjostrandが擬微分作用素のシンボルクラスとして用いた後に注目が集まっている.また最近,モジュレーション空間上でのシュレディンガー作用素の有界性が示され,モジュレーション空間の偏微分方程式への応用に関心が集まっている.平成20年度は,私は東京女子大学の宮地晶彦教授と共に,シュレディンガー作用素を一般化した作用素のモジュレーション空間上での有界性を研究した.αが2以下の場合に作用素e^{i|D|^{α}}がモジュレーション空間上で有界になることが知られていた.これに対し我々は,αが2を超えてしまうと通常のモジュレーション空間上では有界性が成り立たないことを示し,有界性を保証するには適切な重みが必要であることを示した.αが2を超えた場合は未解決の問題であったため,我々の研究は有意義であると思われる.また名古屋大学の杉本充教授と共に,平成18年度より続いているモジュレーション空間の擬微分作用素への応用を平成20年度も引き続き研究した.平成20年度にJournal d'Analyse Mathematiqueにacceptされた論文では,これまではモジュレーション空間とベゾフ空間にシンボルを持つ擬微分作用素のトレース性の結果が独立に扱われていたが,α-モジュレーション空間を用いることにより統一的に扱うことができることを示した.平成20年度は,α-モジュレーション空間にシンボルを持つ擬微分作用素のL^p-有界性も研究し,SjostrandのL^2-有界性の結果を一般化したL^p-有界性の結果が得られた.調和解析的な手法を用いて,時間周波数解析の中で基本的な役割を果たすモジュレーション空間を研究してきた.モジュレーション空間は,J.Sjostrandが擬微分作用素のシンボルクラスとして用いた後に注目が集まっている.また最近,モジュレーション空間上でのシュレディンガー作用素の有界性が示され,モジュレーション空間の偏微分方程式への応用に関心が集まっている.平成20年度は,私は東京女子大学の宮地晶彦教授と共に,シュレディンガー作用素を一般化した作用素のモジュレーション空間上での有界性を研究した.αが2以下の場合に作用素e^{i|D|^{α}}がモジュレーション空間上で有界になることが知られていた.これに対し我々は,αが2を超えてしまうと通常のモジュレーション空間上では有界性が成り立たないことを示し,有界性を保証するには適切な重みが必要であることを示した.αが2を超えた場合は未解決の問題であったため,我々の研究は有意義であると思われる.また名古屋大学の杉本充教授と共に,平成18年度より続いているモジュレーション空間の擬微分作用素への応用を平成20年度も引き続き研究した.平成20年度にJournal d'Analyse Mathematiqueにacceptされた論文では,これまではモジュレーション空間とベゾフ空間にシンボルを持つ擬微分作用素のトレース性の結果が独立に扱われていたが,α-モジュレーション空間を用いることにより統一的に扱うことができることを示した.平成20年度は,α-モジュレーション空間にシンボルを持つ擬微分作用素のL^p-有界性も研究し,SjostrandのL^2-有界性の結果を一般化したL^p-有界性の結果が得られた.
藍色細菌の生物時計装置の原子レベルでの解明

1)藍色細菌は生物時計が見つかっている唯一の原核生物であり、3つの時計タンパク質KaiA、KaiB、KaiCがリズム発振において中心的な役割を担っている。KaiCはATP(ヌクレオチド三リン酸)と結合して安定な六量体を形成することを明らかにし、電子顕鏡像の単粒子解析によりその六量体がポット状構造であることを明らかした。KaiA-KaiC間相互作用はリズム発振に極めて重要であり、そのストイキオメトリがKaiA : KaiC=2 : 1であることを明らかにした。KaiA時計発振ドメインの立体構造を決定し、機能中心となるHis270残基を同定した。またこの原子構造に基づいて、時計発振におけるKaiAの原子レベルでの構造?機能相関を解明した。KaiCは二つのATPase motifを有し、それらの役割の違いを生化学的、生物物理学的に解明した。2)T.elongatusにおいて自然形質転換を発見し、高効率な遺伝子移入系を構築した。この遺伝子移入系を用いて、T.elongatusの生物発光リズム測定系を開発し、好熱性生物種にも概日時計が存在することを証明した。3)高等植物用の2種類のハイスループット生物発光自動測定装置と発光データ解析プログラムとを開発し、モデル高等植物シロイヌナズナで時計変異体の網羅的なスクリーニングを行い、多様な変異形質を示すリズム変異体を35個分離した。うち6株は無周期変異体であった。無周期変異体の原因遺伝子であり、高等植物の真の時計遺伝子の一つであると考えられる遺伝子のクローニングと機能解析とを実施した。4)遺伝子特異性が高く作製コストが安いという利点を持つ、新規なオリゴヌクレオチドマイクロアレイを開発した。オリゴDNAの鎖長、塩基組成、精製方法を検討し、性能とコストの両面を考慮して最適化した。T.elongatusのほぼ全ての遺伝子を含むオリゴアレイを作製し、その性能を評価した。異なるアレイ間でのデータの再現性は高く(相関係数0.8以上)、ノザンブロットのデータとの整合性も高かった(相関係数0.83)。また、概日制御を受ける候補遺伝子を143個同定した。5)約1万のクラミドモナスESTクローンを含むマクロアレイを用いて、概日発現リズムを示す遺伝子を探索した。55°Cでも機能する耐熱性カナマイシン耐性遺伝子km_<Te>を開発し、好熱性藍色細菌Thermosynechococcuselongatusのゲノムへの効率的な遺伝子移入系を構築した。そして、高温条件下でも機能する生物発光測定装置と耐熱性ルシフェラーゼ遺伝子2種類(Xl luxABとLUC^+_<Te>)を開発し、psbAl、kaiA、kaiBC遺伝子のプロモーター活性を生物発光リズムとしてリアルタイム測定し、T.elongatusが概日リズムを持つことを証明した。T.elongatusでは常温性藍色細菌と同様にkaiABC遺伝子群が時計本体であり、その発現制御も同じであることを示した。T.elongatusの全遺伝子を網羅するオリゴアレイを作製するため、各遺伝子について、(1)ゲノムの他の遺伝子に対して70%以上の相同性を示さない、(2)GC含量が3555%、

(3)Tを22%以上含まない、(4)分子内で安定な2次構造をとらない(自由エネルギーが-10.5 kcal/mol以上)、(5)繰り返し配列を含まない、という5つの条件を満たすオリゴDNAの検索を行った。これらのオリゴDNAを用いて実際にオリゴアレイを作製した。本アレイは遺伝子特異性、定量性ともに高いことを確認した。X線結晶構造解析により、KaiA C末端時計発振ドメインとKaiBの立体構造を決定した。立体構造及び11種の藍色細菌の各Kaiタンパク質のアミノ酸配列の比較から、時計発振機能に重要と思われる残基を予想し、一アミノ酸置換変異を導入した。変異株をin vivo、in vitroで解析することで、KaiA二量体の曲面がKaiCとの結合領域であり、その最深部に位置するHis270が時計発振機能に必須な残基であることを決定した。またKaiB四量体のnegative ridgeとpositive cleftが時計発振機能に重要な領域であることを決定した。藍色細菌の生物時計は時計タンパク質(KaiA、KaiB、KaiC)及び時計関連タンパク質(Pex、SasA)から構成される。それらタンパク質、タンパク質複合体による時計の分子装置の作用機構-「時計の分子装置がどのようにして、24時間周期の振動を発振するか」-の原子レベルでの解明を目指し、時計の中核構成因子であるKaiCに着目した。KaiCは相同性のあるN末端及びC末端ドメインからなっており、それぞれのドメインの役割は不明であった。それらの役割を決定するため、各ドメインを個別に大量発現、調製を行い、以下のような結果を得た。(1)N末端ドメインはKaiC六量体化に不可欠であった。(2)C末端ドメインにリン酸化活性があった。(3)C末端ドメインにKaiAは相互作用し、KaiCリン酸化を促進した。(4)リン酸化反応はサブユニット間で起きた。これら結果から、六量体型KaiCはN末端ドメインで比較的強固なリング構造を形成し、C末端ドメインがそのリング構造にぶら下がり、フレキシブルに可動できる構造を提唱した。そして、KaiCの様々な存在状態(ヌクレオチドを結合していないKaiCサブユニット、ATPを結合したKaiCサブユニット、ADPを結合したリン酸化型KaiCサブユニット、ヌクレオチドを結合していないリン酸化型KaiCサブユニット等)の連続的変換が時計発振には重要と考えた(林ら、論文投稿中)。今後は、これら各状態の原子構造を決定し、スナップショットによるKaiC構造の動態と時計発振の関係を明らかにする。また、KaiAはKaiCと相互作用し、KaiCリン酸化状態に影響を与える。そのメカニズムを解明するため、KaiA-KaiC複合体の構造決定を目指す。
二次イオン質量分析計による地球内部揮発性物質の包括的分析法の開発

水を初めとする揮発性物質の循環は、地球内部のダイナミクスと化学進化の理解に必要不可欠である。しかし、揮発性であるが故に捉え難く、また固体試料中の系統的分析方法も確立していなかったため、その全容解明には遙かに遠かった。本研究では脱ガス作用の少ない深海火山ガラスや地殻深部で結晶化した火成鉱物に取り込まれたメルト包有物の微量試料を対象に、揮発性元素濃度(水、二酸化炭素、フッ素、塩素、硫黄)、同位体比(水素、硫黄)の系統的分析方法を二次イオン質量分析計(SIMS)を用いて確立した。確立した分析手法を用いて様々な構造場の火山岩に応用しつつあり、地球内部物質循環解明に新展開をもたらせることが期待できる。固体地球システムにおける「水」を含む揮発性物質の循環を理解することは、地球のダイナミクスと進化の理解に必要不可欠である。しかし、揮発性であるがために捉え難く、また固体試料中の系統的分析方法も確立していないため全容解明には遙かに遠い。そこで本研究では脱ガス作用、変質などの2次的な影響の少ない火山ガラスやメルト包有物の微量試料を対象に、揮発性元素の系統的な分析方法を確立し、ほとんど揃っていない揮発性物質のデータを揃え、地球内部物質循環に新展開をもたらすことを目的とする。本年度は海洋研究開発機構既設の2台の二次イオン質量分析計(NanoSIMS及びims-1280HR)を用いて、微小領域における火山ガラス中の揮発性物質(水、硫黄、二酸化炭素、フッ素、塩素)及びリン濃度の分析法を確立した。NanoSIMSでは極微小領域(2ミクロン)の測定が可能となり、ims-1280HRでは10ミクロンの領域で従来よりも分析精度が上がり、分析時間を大幅に短縮する(1点の分析時間約6分)ことが可能となった。本手法を応用し、国際深海科学掘削計画(IODP)で採取した前弧玄武岩質ガラス、ボニナイトガラスの揮発性物質及びリン濃度を測定し、地球内部物質大循環において入口となる沈み込み帯の揮発性物質の振る舞いについての研究に着手した。また、分析法に関して学会発表を2件行い、関係する多数の研究者と議論を交わし、今後の共同研究を受け入れる体制を整えはじめた。共同研究の手始めとして、地球内部物質大循環において出口となり、重元素同位体比組成からリサイクルした物質の寄与率が大きいとされる海洋島玄武岩に含まれるカンラン石中のメルト包有物の分析を行っている。濃度分析法は完成したので、今後はSIMSによる揮発性元素濃度の分析法に関する論文を執筆し、水素、硫黄同位体比分析法の開発に着手する。主に海洋研究開発機構既設の特徴の異なる2台のSIMS(NanoSIMS及びims-1280HR)を用いて、火山ガラスやメルト包有物の微量試料を対象に揮発性物質(水、硫黄、二酸化炭素、フッ素、塩素)及びリン濃度の分析法の開発を行った。SIMSでは濃度・同位体比が既知かつ均質な標準試料が必須であるが、天然試料と実験生成物を選定済みであったので、まず、超高空間分解能のNano-SIMSを用いて、標準ガラスの均質性を確認した。結果、揮発性元素を高濃度に調整した実験生成ガラス(Vol-3A)の硫黄濃度にミクロスケールの不均質が確認されたが他の揮発性元素濃度やその他の標準試料の候補としたガラスにおいて、不均質はみられなかった。また、同時にNanoSIMSにおける揮発性元素の分析条件も検討し、確立した。硫黄濃度に関してVol-3Aは用いないが、4つの生成ガラスと5つの天然ガラスをSIMSの標準試料として採用した。これらの水、二酸化炭素濃度決定にはフーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)を用いて、フッ素、塩素、硫黄濃度には加水熱分解後、イオンクロマトグラフィを用いた。地球・隕石試料で報告される揮発性元素組成のほぼ全範囲を網羅する玄武岩質ガラスを揃えられた。また、アメリカ地質調査所(USGS)が発行するリン濃度の異なる4つの玄武岩ガラスを採用した。ims-1280HRでも揮発性元素及びリン濃度分析の最適条件を見出し、両SIMSで火山ガラスの水、硫黄、二酸化炭素、フッ素、塩素及びリン濃度の分析法を確立した。本手法で、国際深海科学掘削計画(IODP)で採取した前弧玄武岩質ガラス、ボニナイトガラスから120試料測定し、沈み込み帯の揮発性物質の振る舞いについての研究に着手した。また分析法について学会発表を行い周知するとともに共同研究を促した。固体地球システムにおける「水」を初めとする揮発性物質の循環は、マントルの物理化学状態に大きな影響を与えるため、地球内部のダイナミクスと化学進化の理解に必要不可欠である。しかし、揮発性であるが故に捉え難く、また固体試料中の系統的分析方法も確立していないため、全容解明からは遙かに遠い。本研究では脱ガス作用の少ない深海火山ガラスや地殻深部で結晶化した火成鉱物に取り込まれたメルト包有物の微量試料を対象に、揮発性元素濃度、同位体比の系統的分析方法を二次イオン質量分析計(SIMS)を用いて確立することを目的とする。確立した分析手法を用いて様々なテクトニックセッティングにて形成された火山試料の揮発性物質のデータを系統的に揃え、地球内部物質循環解明に新展開をもたらそうとするものである。平成28年度までに微量火山ガラス

試料中の水、二酸化炭素、フッ素、塩素、硫黄濃度の分析法を2台のSIMS (Nano-SIMSおよびIMS-1280HR)にて開発し、それに関連する論文が国際誌に受理され、印刷中である。また、IMS-1280HRを用いた火山ガラス中の水素同位体比分析法も確立した。本手法で、国際深海科学掘削計画(IODP)で採取した前弧玄武岩質ガラス、ボニナイトガラスの揮発性物質濃度を120試料測定、水素同位体比を60試料測定し、沈み込み帯の揮発性物質の振る舞いについて、学会で成果発表を行った。今後は水素同位体比の分析手法を応用し、硫黄同位体比の分析法に着手する。また応用研究としては、海洋島玄武岩のカンラン石に含まれるメルト包有物の揮発性物質濃度及び同位体比を分析し、地球内部における揮発性物質の循環、振る舞いを明らかにする。平成28年度執筆し、現在印刷中の論文では均質な火山ガラス中の水、二酸化炭素、フッ素、塩素、硫黄及びリン酸の濃度を精度良く決め、揮発性物質濃度を求める標準ガラスとして14試料を提案した。海洋研究開発機構既設の特徴の異なる2台のSIMS (NanoSIMS及びims-1280HR)を用いて、非常に良い検量線が再現され、10ミクロン程度の分析領域から良質な揮発性物質のデータが得られることを確約した。これまでは個々の研究所が独自に準備した標準試料で揮発性物質のデータが報告され、比較することが困難であった。しかし、本研究を通じて得られた良質な天然の標準ガラスを他の研究所でも用いれば、報告される揮発性物質のデータの質が良くなることが期待でき、同じグラフにプロットすることが可能になる。平成28年度は超高感度・超高質量分解能SIMSであるims-1280HRによる水素、硫黄同位体比分析法の開発を行った。これらの同位体比は上部マントルと地球表層物質では著しく異なり、リサイクル物質寄与率のよい指標となるからである。水素、硫黄同位体比分析用のSIMSの標準ガラスは揮発性元素濃度分析に用いた標準ガラスを用いて、これらの同位体組成の均質性をims-1280HRで確認した。磁場を固定し、マルチコレクション検出による測定の方が安定していて分析時間も大幅に短縮できるので、水素同位体比に関しては16OH(Faraday cup)、16OD(SEM:二次電子増倍管)をもちい、硫黄同位体比では32S(Faraday cup)、34S(SEM)での測定を行った。選定した均質なガラス試料の水素同位体比を東京工業大学の安定同位体比質量分析計(IRMS)で測定し、水素同位体比分析法は確立した。硫黄同位体比はIRMSにより標準試料の値付けを行えば、未知試料に応用可能段階にある。固体地球システムにおける「水」を初めとする揮発性物質の循環は、マントルの物理化学状態に大きな影響を与えるため、地球内部のダイナミクスと化学進化の理解に必要不可欠である。しかし、揮発性であるが故に捉え難く、また固体試料中の系統的分析方法も確立していないため、全容解明からは遙かに遠い。本研究では脱ガス作用の少ない深海火山ガラスや地殻深部で結晶化した火成鉱物に取り込まれたメルト包有物の微量試料を対象に、揮発性元素濃度、同位体比の系統的分析方法を二次イオン質量分析計(SIMS)を用いて確立することを目的とする。確立した分析手法を用いて様々なテクトニックセッティングにて形成された火山試料の揮発性物質のデータを系統的に揃え、地球内部物質循環解明に新展開をもたらそうとするものである。