hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ピンクのカマキリはどうやって生まれたか：花に擬態するランカマキリの体色進化の解明

ランカマキリは花に類似した姿をした擬態昆虫である。これまでに我々は、ランカマキリの体色を生成する色素分子としてキサントマチンを同定した。しかし、キサントマチン自体は昆虫において広く存在する色素であり、これがどのようにして特有のピンク色を形成しているのかは不明であった。本研究の生化学的解析により、キサントマチンには実は3種類の類縁分子が存在し、その組成の違いによって異なる体色が生成されると示唆された。また、電子顕微鏡を用いた観察により、ランカマキリ体内においてはキサントマチン分子が特殊な細胞内構造を取っていることが明らかになった。これらのメカニズムによって特有の体色が生成されると考えられた。研究実施計画に基づき、ランカマキリの体色を生成するキサントマチン色素群の生化学的解析を行った。1.3-ヒドロキシ-L-キヌレニンの精製方法の確立およびこれを用いた天然型キサントマチン色素群の合成。キサントマチン色素群の解析において、これまでは天然に存在するL体ではなく、3-ヒドロキシ-DL-キヌレニンから合成したDL体の色素分子を使用していた。昨年度に同定した色素プレキサントマチンには不斉中心が2か所存在しており、ジアステレオマー間で分子挙動が大きく異なる可能性がある。また、後述のようにキサントマチンには自己凝集体を形成する性質があり、この点においてもDL体を用いた解析では問題となり得る。そこで、生体材料から天然型色素およびその前駆体を精製することにした。具体的には、まず褐色型のオオカマキリを材料として用い、L体のキサントマチンを精製した。次に、L型キサントマチンを酸化的条件化で分解することによって、色素合成の前駆体である3-ヒドロキシ-L-キヌレニンを生成・分離した。最後に、これを用いて色素を化学的に再合成し、必要な全ての色素に関してL体の分子を得ることに成功した。2.キサントマチン自己凝集体の解析方法の確立。ランカマキリのピンク色は、キサントマチン分子の自己凝集体によって生成されると考えられる。しかし、キサントマチンの自己凝集体がランカマキリの生体内に存在することの証明は行われていない。そこで、生体内の色素状態の解析を目指し、凝集体と単体色素を分離する手法の開発を試みた。その結果、抗酸化剤としてアスコルビン酸ナトリウムを添加したゲルによる電気泳動により、合成色素の凝集体と単体を易動度の差異により区別することができた。現在、生体サンプルからの抽出物を用いた実験により、ランカマキリ生体内におけるキサントマチン凝集体の存在を確認中である。これまでの研究成果により、ランカマキリの体色のピンク色は、キサントマチン分子の自己凝集体によって生成されると予想された。しかし、キサントマチンの自己凝集体がランカマキリの生体内に存在することの直接的な証拠は得られていない。本年度の研究では、昨年度に引き続き、生体内の色素状態の解析を行った。まず、キサントマチンの凝集体と単体色素のそれぞれを生化学的手法によって分離することを試みた。アガロースゲル・ポリアクリルアミドゲルを用いた電気泳動、およびDiol修飾シリカゲルカラムを用いたサイズ排除クロマトグラフィーによる凝集体の検出を試みたが、担体への色素の非特異的吸着等による困難があり、上手く行かなかった。そこで、次のアプローチとして、顕微鏡観察によって生体内の色素状態を解析することにした。光学顕微鏡を用いた観察の結果、ランカマキリの生体内においては、キサントマチン色素が大きいもので直径1-2マイクロメートル程度の大きさを持つ、やや不規則な形状の顆粒として存在することが判明した。一方、他の体色を持つオオカマキリやランカマキリの1齢幼虫においては、キサントマチン色素顆粒は0.5-1マイクロメートル程度の大きさを持ち、球形に近い構造をとっていた。以上の結果は、ランカマキリの生体内において、キサントマチン色素が通常とは異なる凝集体として存在することを示唆している。現在、この色素顆粒の形状に関し、透過型電子顕微鏡を用いたより詳細な解析を行っている最中である。本年度の研究実施計画に基づき、ランカマキリおよび他のカマキリ種におけるキサントマチン色素群の生化学的解析を行った。これまでの研究により、黄色味がかった赤色の体色を持つランカマキリ1齢幼虫には通常型および脱炭酸型の2種類のキサントマチン分子が存在することが明らかになっていた。これらに加えて、1齢幼虫の体内には非常に不安定な「第3の色素」が存在することを新たに突き止めた。

HPLCによる単離および質量分析装置による分子量決定を行った結果、この色素はキサントマチンとその前駆体である3-ヒドロキシキヌレニンの間に位置する反応中間体であることが予想された。色素の化学合成実験によりこの予想は裏付けられ、キサントマチンの直近の前駆体であることからこの色素を「プレキサントマチン」と命名した。吸収スペクトルの測定により、プレキサントマチンは441 nmに吸収極大を持つ黄色色素であると判明した。また、プレキサントマチンはキサントマチンなど他の一般的なオモクローム色素とは異なり、酸化還元による色の変化を示さないことが明らかになった。プレキサントマチンは組織からの抽出後に急速に分解してしまうが、抽出および分析の条件を詳細に検討し、その定量的な解析を可能にした。その結果、ピンクの体色を持つランカマキリ終齢幼虫においては通常型キサントマチンがほとんど全ての割合を占めるのに対し、1齢幼虫では通常型・脱炭酸型・プレキサントマチンの3つの色素が混在していることが分かった。さらに、カマキリの外皮組織を酸化剤および還元剤で処理する実験により、キサントマチン色素群の酸化還元状態を解析した。その結果、褐色型の国内産カマキリにおいては色素が主に酸化型で存在するのに対し、ランカマキリでは還元型で存在することが示唆された。以上の結果により、キサントマチン分子群が多彩な体色を生成するメカニズムの謎の解明に成功した。これまでの研究成果により、ランカマキリの体色のピンク色は、還元型キサントマチン分子の自己凝集体によって生成されると予想された。しかし、キサントマチンの自己凝集体がランカマキリの生体内に存在することの直接的な証拠は得られていない。本年度の研究では昨年度に引き続き、生体内における色素状態の解析を行った。昨年度の光学顕微鏡を用いた観察により、ピンク色の体色を持つランカマキリのメス終齢幼虫の脚部においては、キサントマチン色素が大きいもので幅1-2マイクロメートル程度の大きさを持つ、やや不規則な形状の顆粒として存在することが確認された。この顆粒に対して透過型電子顕微鏡を用いた観察を行った結果、その内部には電子密度の高い、直径50ナノメートル程度の微小顆粒が数多く存在していることが確認された。一方、同様の構造物は白薄黄色の体色を持つランカマキリのメス成虫では検出されなかった。以上の結果により、ピンク色のランカマキリにおいては色素顆粒内に特殊な細胞内構造が存在することが明らかになった。今後、後期幼虫とは異なる体色と色素組成を持つランカマキリ1齢幼虫、あるいは他種のカマキリとの比較解析を行うことにより、この特殊構造がピンクの体色と密接に関係していることを確認するとともに、色素の酸化還元状態を人為的に変化させたサンプルや試験管内で合成したキサントマチン分子の自己凝集体を観察することによって、これらの微小顆粒が色素の自己凝集体であるか否かを明らかにできると考えられる。生物学昨年度の研究成果により同定された新奇色素プレキサントマチンには不斉中心が2か所存在しており、立体異性体に関するより慎重な取り扱いが必要となった。L体の色素合成にはL体の前駆体である3-ヒドロキシ-L-キヌレニンが必要であるが、当該分子の商業ルートを通しての入手が不可能であると判明したため、生体材料を元に自らの手で調整する必要性が生じた。また、キサントマチンの自己凝集体の解析方法に関しては、交付申請段階では有効な方法の模索中であったが、今回新たな着想を得て実験計画を立案した。
細胞性粘菌の子実体が生産する有機ハロゲン化合物の生合成と生態学的意義の解明

細胞性粘菌に広く保存されている塩化ジベンゾフランは、抗菌活性を持つことやK562 leukemia細胞などの増殖を抑制することなどが報告されている。申請者は子実体に蓄積する塩化ジベンソフランを含む有機塩化化合物(LCC)がハイブリッド型ポリケタイド合成酵素(PKS)であるSteelyB酵素の他に類を見ないダイナミックな構造変化によって合成されることを発見した。本研究は細胞性粘菌にのみ見られるSteely酵素を構成するI型とIII型PKSの融合と分離の意義を問うものであり、生体内でIII型PKSの機能制御の仕組みの理解と、その産物による微生物の生存戦略を明らかにするものである。
長期入所施設の生活空間の計画に関する研究

医療法人O病院3階の一般病棟と国立T病院1階から5階までの整形外科・外科系・混合(小児・眼科・皮膚科・耳鼻科・放射線科)・急性内科病棟・慢性内科病棟と別棟病との産婦人科、およびO特養、O老健とFサナトリウム(3・5階病棟)の11施設単位延べ515人の生活者の行動等について、(1)10分置きの巡回観察紀録調査(2)物品配置調査(3)ディスペ-ス等の定点における観察記録調査(4)属性調査を行った。その結果を以下の3編の論文としてまとめた。離室率・行為率からみた施設生活者の生活行動要求ー病院・療養施設の生活空間の計画に関する研究1ー:入院・入所者の生活は医療行為や生活必需行為に費やされる時間は1割前後しかなく、あとの時間は何らかの形で自由にすごす時間となっている。病室以外の空間に恵まれているO病院やO老健ではおおむね離室率が高く、積極行為率が低い。ディスペ-スなどの全くないT病院では離室率が低く、積極行為率が高い。[積極行為率+離室率]はどの施設単位でもほぼ同じように分布しており、生活行動要求は施設によって余り変わらないと考えられる。病室・療養室の生活空間形成の要求ー病院・療養施設の生活空間の計画に関する研究2ー:4床室ではどの患者も床頭台の方に向かって物品配置・行動の広がりを見せており、床頭台を部屋の中央側に配置する患者はベット両サイドを使い分けることにより秩序ある生活をしている。さらに患者間の距離も適切になり、コミュニケ-ションも適宜生まれ、積極的行為が多くなる傾向がある。これは室内の領域形成にとって重要な視点である。ディスペ-スの使い分けからみた生活要求ー病院・療養施設の生活空間の計画に関する研究3ー:ディスペ-スの利用は短時間のことが多く、室内から気分転換頭のため利用することが非常に多いようである。TVの有無によって利用のされ方は大いに異なるが、時間帯・目的で空間を使い分けている。単純にディスペ-スがあれば良いというのでなく、使い分けることにできる空間が必要である。本研究課題の目的は、入院患者・入所者の属性別に離床率・離室率等を指標に生活場所を比較し、室内の行動を分析し、生活内容の実態と要求を把握する。さらに、生活行動、特に自主的行為の種類・時間が施設空間の充実度によりどう違うかを分析把握し、空間環境が自主的行動の充実に重要であることを確認する。これらをふまえて、施設の性格別に自主的生活行為のために用意すべき空間の種類と計画上の要点をまとめる事である。本年度は前段での調査・分析記結果をさらに発展させるために、診療課目別の分析を目的として、津国立病院の全面的な協力を得て、5病棟で朝の検温時間から夜の消灯時間迄、10分間隔で調査対象患者の居場所・姿勢・行為を調査した。調査結果は現在なお詳細な分析を継続中であるが、主要な結果を述べる。診療科別では大きな科では、整形外科の患者の生活行動が他の科の患者に比べて非常に違うということである。室外での生活行動・室内での趣味的行動が非常に多い。

また小さい科では、産婦人科・小児科・眼科の患者が特異な行動パタ-ンを示すことが分かった。産婦人科・小児科については既に予測されたところであるが、眼科の患者は多くの場合目が見えないために行動の自由を大変制限されているこが各種のデ-タにも明確にでてきた。患者数がさほど多くないために、無視されがちであるが重要な問題である。また全科をとおして患者の生活パタ-ンを整理すると、臥姿療養型・室内趣味型・室外脱出型に大きく分けられることが分かった。今後はこれらの分析結果と空間との関係をさらに分析していくつもりである。本研究課題の目的は、入院患者・入所者の属性別に離床率・離室率等を指標に生活場所の実態を比較し,また室内の行動を詳細に把握し、患者の生活と要求を分析することにある。さらに、生活行動、特に自主的行為の種類・時間が施設空間の充実度によりどう違うかを分析し、空間計画が自主的行動の充実に重要であることを確認する。これらをふまえて、施設の性格別に自主的生活行為のために用意すべき空間の種類と計画上の要点をまとめる事である。本年度は前段での調査・分析記結果をさらに発展させるために、生活行動に特徴が顕著であると考えられる長期入所施設での生活実態の分析を目的として、小山田特別養護老人ホ-ムと小山田老人保健施設の全面的な協力を得て、朝の検温時間から夜の消灯時間迄、10分間隔で調査対象患者の居場所・姿勢・行為等を調査した。これより、老人入所者の生活実態と現在までに判っている入院患者の生活実態を先の指標で比較することにより、病院と療養施設の類似点と相違点を求め、病棟の計画上の要点をより明確にする。調査結果は現在なお詳細な分析を継続中であるが、主要な結果を述べる。生活要求の指標と考えている[離室率+積極行為率]が、ほぼ一定に分布をすること、行動の指標である[離室率]は病棟の空間構成により異なることを療養施設でも確認した。また、療養施設では患者の余暇生活にグル-プ活動が見られること、寝たきりに近い患者とほとんど室外で生活する患者に分かれこと等も分かった。患者の生活タイプを臥姿療養型・室内余暇型・外出型に分かれ、この生活タイプの違いによりベッド廻りの生活領域の作り方が異なることも判明したが、詳細はなお分析中である。本研究課題の目的は、入院患者・入所者の属性別に離床率・離室率等を指標に生活場所の実態を比較し、また室内の行動を詳細に把握し、患者の生活と要求を分析することにある。本年度の研究計画は分析まとめと関係者からの補助的ヒアリング等であったが、ヒアリングの中からさらにFサナトリウムでも調査する事になった。Fサナトリアムの特徴は5階病棟は片廊下でサンル-ムを持つこと、和室のディスペ-スがあること、3階病棟は中廊下でサンル-ムがなく5階と対照的であること、両階とも男女でウィングを分けた病室配置をしていること等であり、昨年までの対象施設での調査から課題としていた内容を検証できる機会でもあるので、新たに調査をする事にした。3階と5階の2病棟で朝の検温時間から夜の消灯時間迄、10分間隔で調査対象患者の居場所・姿勢・行為等を調査した。今回の調査の結果だけを要約すれば、和室的なディスペ-スは殆んど使われていない。かまちに腰掛けることはあっても上がり込むことは殆どない。病室前のサンル-ムは利用頻度・利用時間はTVがないこともあって、それほど多くはないが老健のディコ-ナ-のように昼間だけ一部の人に比較的長時間利用されている。男女差については性別病棟した場合女性の離室率が若干上がるといえそうである。
線形時相論理モデル検査の分割統治による並列化

我々の生活を便利にするシステムは高信頼であるべきだ。さもなければ、多額の財産を失う等の多大な不便をこうむることになる。システムを高信頼にするために使うことのできる技術のひとつはモデル検査である。システムが期待される要件を満たすかどうかを自動で検証出来る。しかし、システムの到達可能状態空間が大きくなり過ぎてモデル検査不能になる問題が起こる。本研究計画では、到達可能状態空間を複数の部分空間に分割し、各々の部分空間でモデル検査を行えるようにすることでこの問題を緩和することを試みる。加えて、複数の部分空間に対するモデル検査を同時並列に実行することでモデル検査の効率化も試みる。
単色エックス線を用いた血管壁癒着性塞栓物質の開発に関する基礎的研究

内容Group 2 :生理食塩水を吸収させた通常の塞栓物質を用いて家兎耳介動脈塞栓した2例。上記2群について塞栓施行10日後に大型放射光より抽出される単色X線を用いて、30ミクロンレベルの血管描出を可能とする微小血管造影を生体下に行った。1撮影範囲(10mm×10mm)における塞栓物質の残存の有無、塞栓末梢血管の造影効果の程度、塞栓物質の直径以下の血管の描出の程度について評価し、2群間の塞栓効果を比較した。結果、Pidbanilを吸収させた塞栓物質を用いて塞栓した群(Group1)で上記3項目いずれの評価項目についても塞栓効果に優れていた。意義、重要性血管塞栓術は低侵襲性治療のひとつとして腫瘍、出血、血管性病変に対して施行される確立された治療法である。病変の性質や部位にもよるが、多くの場合はその治療効果は塞栓効果が高いほど効果的である。今回の研究の結果ではPidbanilを吸収させた炎症誘発癒着性塞栓物質が通常の塞栓物質に比べ強い塞栓効果があるという可能性が示された。理由は炎症誘発物質(Picibanil)を吸収させているため、塞栓後に塞栓物質表面より溶出されるPicibanilの炎症誘発作用により塞栓物質表面と血管壁が癒着し、強い塞栓効果を発揮するものと考えている。今回の研究ではまだ症例数(n)が少なく、断定的なことには言及できないが、血管壁癒着性塞栓物質を用いて塞栓することにより、病変によってはより治療効果の高い血管塞栓術を施行できる可能性があるという結果が示された。
高容量二次電池における微視的な熱サイクル疲労損傷メカニズムの解明

当初の研究目的を鑑みて,不足している実験データを取得した.具体的には,リチウムイオン電池の負極板(母材が銅箔,電極材がカーボン)に対して,これまでに製作した平面曲げ疲労試験機を用いた疲労試験を実施した.本試験によって得られた電極材のSーNプロットは昨年度得られたSーN線図上に乗っており,本疲労試験の再現性を確認できた.さらに,疲労試験中,電極材にき裂が生ずるまでの様相を観察した.また,試験後には電極材に生じたき裂の破面を詳細に観察した.これらの観察結果から,電極材は直径数マイクロメートルの活物質粒子を高分子バインダーでつなぎとめている架橋構造をなしていること,および電極材に生じるき裂損傷の本質はバインダーの破断にあることがわかった.このことをさらに詳細に調べるために,バインダーの濃度を種々に変えた試験片を作成して,電極材単体の静的引張試験を実施した.試験結果より,電極材の引張強度はバインダーの濃度の1/3乗に比例し,バインダーの濃度が大きい試験片の破面はバインダーが繊維状に伸びた様相を示した.したがって,電極材にかかる荷重はバインダーで支えられていることが明確になった.以上を踏まえて,試験片の挙動を再現するために電極材の微視的な構造に基づいたマルチスケールの有限要素解析手法の開発を試みた.なお,有限要素解析においては,電極材単体の強度だけでなく,剛性も必要なパラメータであるので,電極材単体に対して自重たわみ試験を追加で行った.観察において実際の活物質粒子はランダムに配置されていたが,本解析手法では活物質粒子の配置を,体心立方格子および面心立方格子で近似した.電極材の構成材料である活物質粒子とバインダーの物性値を入力して,前述の平面曲げ疲労試験,静的引張試験および自重たわみ試験を本解析手法でシミュレーションしたところ,その計算結果は実験結果と良い一致を示した.当初計画していた温度制御下による疲労試験は実施せず,研究目的の本質である高容量二次電池電極の疲労損傷メカニズムの解明に専念した.さらに,電極材の微視的な挙動に基づくマルチスケール有限要素解析手法の構築に至った.これまで行ってきた疲労試験結果の最終確認として,試験片製作時の温度の影響を見るために発注した定温乾燥機の納入が大幅に遅れた.補助事業期間を1年延長し,定温乾燥機納入後,予定していた追加実験を速やかに実施することで,本研究の精緻性を高めるとともに,その成果を学会等にて発表する予定である.試験片となるリチウムイオン電池の負極板(母材が銅箔,電極材がカーボン)を作製した.荷重制御下における疲労試験の試験条件となる,試験片に負荷する荷重の大きさと荷重の変動速度を決定するため,電極材の厚さを種々に与えた試験片に対して,単軸引張試験を行った.試験片の作製にあたっては,母材の片面の一部に電極材を塗布し,電極材の塗布部とは反対側の面と,電極が塗布されていない母材の両面にそれぞれ銅用のひずみゲージを貼付した.引張試験機に試験片を取り付け,変位を制御しながら,試験片を一方向に引っ張った.試験中,引張試験機により試験片に負荷されている荷重を,ひずみゲージにより母材のひずみを,デジタルビデオカメラにより試験片の電極材の様相をそれぞれ記録した.引張試験の結果から,以下の知見が得られた.負荷荷重の増加に伴って,母材のひずみは増加し,ひずみが約0.2%を超えると,荷重の増分に対するひずみ増分が急激に大きくなる塑性域に入った.母材が塑性域に入った後,さらにひずみを増加させていくと,電極材にき裂が発生した.き裂発生前後の電極材の様相から,まず電極材が母材から局所的にはく離し,母材との接着面とは反対側にやや膨らんだ後,き裂が生じていた.き裂の発生前に電極材が膨らんだのは,母材が塑性域に入っていたことから,母材のポアソン比がほぼ0.5となっており,母材の横ひずみが,電極材の横ひずみよりも大きかったことに起因していたと推察された.本引張試験の範囲内では,上記の試験結果に対する電極材の厚さおよび荷重の増加速度の違いによる影響はほとんどみられなかったので,疲労試験を実施する際にも,電極材の厚さおよび荷重の変動速度の影響は大きくはないと予測された.十分な試験データを得ることのできる試験片が作製できるまでに,さまざまな検討を行ったことで時間を要したため,当初予定していた疲労試験の平成28年度内の実施には至らなかった.前年度に十分な試験データを得ることのできる試験片を作製するノウハウを構築し,疲労試験の条件を決定できたので,今年度は当初計画にしたがい,疲労試験を実施した.前年度の結果から,電極材の様相の変化は,負荷荷重よりも母材に与えたひずみに対して顕著な傾向がみられたので,ひずみ制御を念頭においた試験装置を設計・製作した.具体的には平板曲げ疲労試験機を参考に,一定の曲率を持たせた曲面板に試験片を繰返しあてがい,試験片に曲げによるひずみを繰返し与える機構とした.試験装置の製作後,ひずみ制御による疲労試験によって繰返し変形に対する電極材の基礎データを得た.試験片にはリチウムイオン電池の負極板(母材が銅箔,電極材がカーボン)を用いた.また,銅箔にはひずみゲージを貼付し,試験中に銅箔に生じるひずみを測定した.疲労試験の結果から,試験片に繰返し曲げひずみを与えると,銅箔またはカーボンにき裂が発生した.このときのき裂の発生位置は,銅箔とカーボンのそれぞれの厚さに依存していた.

銅箔が厚いと銅箔にき裂が生じやすく,銅箔が薄く,カーボンがある程度の厚さを持てば,カーボンにき裂が生じた.疲労試験と並行して,試験結果の妥当性を検証するための有限要素解析を行った.銅箔に生じるひずみについて,有限要素解析による計算値はひずみゲージによる実測値とよく合っていた.銅箔にき裂が発生するまでの繰返し数を横軸に,銅箔に与えたひずみ振幅を縦軸にとったS-N線図は先行研究によって求められた銅のS-N線図とよく合っていた.カーボンに生じるひずみは直接ひずみゲージで測定できないので,有限要素解析による計算値を疲労試験で与えたひずみ振幅とみなし,カーボンのS-N線図を描いた.他の材料でも見られる一般傾向と同様に,カーボンのS-N線図もひずみ振幅が小さくなるとカーボンにき裂の生じるまでの繰返し数が大きくなることがわかった.リチウムイオン電池の負極板の荷重制御下における疲労特性をおおむね確認できた.平成29年度内での温度制御下による疲労試験の実施には至っていないが,荷重制御下における疲労試験の追実験を含めて,順次,疲労試験データを取得・解析できる体制を確立できた.当初の研究目的を鑑みて,不足している実験データを取得した.具体的には,リチウムイオン電池の負極板(母材が銅箔,電極材がカーボン)に対して,これまでに製作した平面曲げ疲労試験機を用いた疲労試験を実施した.本試験によって得られた電極材のSーNプロットは昨年度得られたSーN線図上に乗っており,本疲労試験の再現性を確認できた.さらに,疲労試験中,電極材にき裂が生ずるまでの様相を観察した.また,試験後には電極材に生じたき裂の破面を詳細に観察した.これらの観察結果から,電極材は直径数マイクロメートルの活物質粒子を高分子バインダーでつなぎとめている架橋構造をなしていること,および電極材に生じるき裂損傷の本質はバインダーの破断にあることがわかった.このことをさらに詳細に調べるために,バインダーの濃度を種々に変えた試験片を作成して,電極材単体の静的引張試験を実施した.試験結果より,電極材の引張強度はバインダーの濃度の1/3乗に比例し,バインダーの濃度が大きい試験片の破面はバインダーが繊維状に伸びた様相を示した.したがって,電極材にかかる荷重はバインダーで支えられていることが明確になった.以上を踏まえて,試験片の挙動を再現するために電極材の微視的な構造に基づいたマルチスケールの有限要素解析手法の開発を試みた.なお,有限要素解析においては,電極材単体の強度だけでなく,剛性も必要なパラメータであるので,電極材単体に対して自重たわみ試験を追加で行った.観察において実際の活物質粒子はランダムに配置されていたが,本解析手法では活物質粒子の配置を,体心立方格子および面心立方格子で近似した.電極材の構成材料である活物質粒子とバインダーの物性値を入力して,前述の平面曲げ疲労試験,静的引張試験および自重たわみ試験を本解析手法でシミュレーションしたところ,その計算結果は実験結果と良い一致を示した.当初計画していた温度制御下による疲労試験は実施せず,研究目的の本質である高容量二次電池電極の疲労損傷メカニズムの解明に専念した.さらに,電極材の微視的な挙動に基づくマルチスケール有限要素解析手法の構築に至った.十分な試験データを得ることのできる試験片を作製できるノウハウを構築し,疲労試験の条件を決定できたので,当初計画にしたがい,疲労試験を実施する.
疎水認識によるセルロース誘導体の高機能化

(1)アルキル鎖長の異なるセルロース誘導体の合理的合成:新たに15-azido-pentadecanoylchlorideをセルロースの末端アミノ基と縮合させた。縮合剤としてEEDQを用いる方法より反応が短時間に完結する利点を持つ。さらにアジド基の還元によるアミノ基への変換を繰り返すことにより、炭素数15のアルキル鎖ブロックを4つ持つセルロース誘導体シリーズを合成した。このセルロース誘導体のアセチル基を除去することにより、常温で液晶性を示すポリマーを得た。(2)セロビオース誘導体へのアルキル鎖導入およびMALDI-TOF-MSによる構造解析:MALDI-TOF-MSを用いてこれまで困難であった副生成物の構造を推定したところ、アジド基の還元反応の際に2量化が起こることが判明した。このことから、この反応を繰り返すことにより、少量のデンドリマーlikeな構造を持つ分子が生成することを確認した。(3)最終末端官能基のセルロース誘導体への導入:また、セルロースのモデル化合物としてセロビオースを用い、その還元性末端へ15-hydroxypentadecanoicacidをアミド結合で導入した。その長鎖アルキル鎖末端へ重合性官能基としてメタクリル酸を導入した。この化合物の原子移動ラジカル重合により、分子量分布が精密に制御されたセロビオース含有櫛形ポリマーを新規に得た。重合条件を詳細に検討した結果、このモノマーは重合度10程度で反応が停止することが示された。この反応溶液中で重合物は結果重合活性末端が重合物中心に埋もれた星形ポリマーのようなコンホメーションをとることが示唆された。セルロース誘導体を用いた反応を現在検討中である。(4)長鎖疎水基末端へのチオール基の導入とその応用:セルロース誘導体の還元性末端へ導入された長鎖疎水基末端の水酸基をメシル化、チオアセチル化により硫黄原子を導入した。このセルロース誘導体を直径20nmの金コロイド粒子と共に脱アセチル化すると、特異的に金粒子とセルロース誘導体が相互作用し、セルロース誘導体が菌コロイドを内部に取り込むことが走査型電子顕微鏡により示された。また金コーティングされたマイカ上でこのセルロース誘導体を脱保護すると金上へセルロース誘導体が均一に吸着することがAFMにより確認された。脂質二重層中の糖脂質のようにセルロースの還元性末端に疎水基を導入し、自己組織化あるいは重合させればその分子鎖は平行に配向すると期待される。(1)還元性末端にアミノ基を有するセルロース誘導体の合成:既報に従い天然セルロース(ワットマンセルロースCF-11)をリン酸加水分解し低重合度セルロース(DP=ca.13)を調製した。得られた低重合度セルロースをアセチル化した。次いで、無水ジクロロメタン中SnCl_4・TMSN_3を用いその還元性末端にβ結合選択的にアジド基を導入した。アジド基を水素気流下パラジウム炭素を用いて接触還元してアミノ基へと変換した。(2)アルキル鎖ブロックの合成:末端にカルボン酸と水酸基を持つ化合物、15-hydroxypentadecanoic acidから4段階で末端にカルボン酸とアジド基を持つ化合物、15-azido-pentadecanoic acidを新規に合成しアルキル鎖ブロックとした。(3)アルキル鎖長の異なるセルロース誘導体の合理的合成:試薬としてEEDQを用いたセルロースの末端アミノ基と15-azido-pentadecanoic acidとの縮合、アジド基の還元によるアミノ基への変換を繰り返すことにより、炭素数15のアルキル鎖ブロックがアミド結合したセルロース誘導体シリーズを合成した。2段階の反応で炭素鎖15のアルキル基が逐次セルロース還元末端に結合した。(4)最終末端官能基のセルロース誘導体への導入:また、セルロースのモデル化合物としてセロビオースを用い、その還元性末端15-hydroxypentadecanoic acidをアミド結合で導入した。

この反応溶液中で重合物は結果重合活性末端が重合物中心に埋もれた星形ポリマーのようなコンホメーションをとることが示唆された。セルロース誘導体を用いた反応を現在検討中である。(4)長鎖疎水基末端へのチオール基の導入とその応用:セルロース誘導体の還元性末端へ導入された長鎖疎水基末端の水酸基をメシル化、チオアセチル化により硫黄原子を導入した。このセルロース誘導体を直径20nmの金コロイド粒子と共に脱アセチル化すると、特異的に金粒子とセルロース誘導体が相互作用し、セルロース誘導体が菌コロイドを内部に取り込むことが走査型電子顕微鏡により示された。また金コーティングされたマイカ上でこのセルロース誘導体を脱保護すると金上へセルロース誘導体が均一に吸着することがAFMにより確認された。
集中豪雨による斜面崩壊の予測に関する研究

今年度は斜面崩壊の予測に関する次の二つの課題についての基礎的研究を行った。第一は降水データと地盤情報から地山斜面の崩壊危険度を予測する方法の開発、第二は地山斜面の崩壊時期を予測する手法の開発である。以下にこれらの研究成果概要を記す。1.崩壊危険度の評価法、今泉は昭和57豪雨による長崎市の崩壊・非崩壊斜面調査データをメッシュ分割して、それに数量化理論(11類)を適用して斜面崩壊に対する影響の強い地盤情報による危険箇所判定法を決定し、さらに熊本県における昭和63年豪雨による崩壊・非崩壊斜面調査結果でその手法の妥当性を検証した。鈴木と北園は昭和57豪雨による熊本県の斜面崩壊調査データに同じく数量化理論(11類)を適用して斜面崩壊に対する影響の強い地盤情報による斜面の危険度点数評価法を提案を試みた。2.崩壊時期の予測法、梶原と荒牧は昭和57豪雨による長崎市と熊本県における崩壊・非崩壊斜面調査データとその後の熊本県内における豪雨による崩壊・非崩壊斜面調査データを詳細に検討し、崩壊機構に対する岩質および地質構造の影響が少なくない事を指摘した。鈴木と北園は上記の調査データを検討して、崩壊機構をモデル化し、それらのモデルについて模型実験結果と有限要素法によるシミュレーション結果を比較検討し、有限要素法によるシミュレーション手法の妥当性を検証した。この事によって実斜面と模型斜面との間の相似率の問題が解決された。今後はこれを発展させ、対象斜面の安全率の経時変化の予測法を研究する。また模型実験では現象面からの崩壊予知手段として間隙水圧挙動が有効であること、及びAEの観測も可能性があることが確かめられた。
BRETを応用した個体レベルでの非侵襲的生体生理機能解析法の開発

平成18年度において、プロトコル改善によってルシフェラーゼの発現量を増大させ、かつルシフェラーゼ基質の胚への投与法を工夫し、ルミノメーターを用いることによって、ルシフェラーゼ強制発現による発光を生体胚において検出することに成功した。測定される発光量を定量的に測定するため、ウミシイタケルシフェラーゼと蛍光タンパク質(Venus)をタンデムに連結した新しいセンサータンパク質(Rluc-Venus)を作製した。これを用い、ルシフェラーゼの生体胚においての発光量、ホモジェネートでの発光量、そしてVenusの蛍光量の高い相関を確認し、生きた胚のルシフェラーゼ発現量を非侵襲的かつ定量的に測定できることを確認した。しかし、現有の高感度カメラを使用した観察では、ルシフェラーゼ発光を画像として得るために30分以上の露出時間が必要であったため、当初の目的であった励起光なくしてのメダカ生体組織の可視化のためには、カメラの高々感度化による検出感度の向上、ルシフェラーゼ基質の投与法の改善による発光量の改善が必要であることが明らかとなった。そこで、生体胚におけるルシフェラーゼ発光の検出系とRluc-Venusを融合させ、メダカ生体胚における遺伝子発現を長期間にわたって検出するプロモーターアッセイ系を開発した。ポジティブコントロールとしてメダカ熱ショックプロモーターをメダカゲノムよりクローニングし、Rluc-Venusの上流に組み込んだベクターを構築し、メダカ胚に導入した。このメダカ胚に熱ショックを与えた際のルシフェラーゼの発光量の変化を5日間継続して計測し、熱ショックによる熱ショックプロモーターの活性化を生体胚において計測することに成功した。本研究によって開発した生体胚プロモーターアッセイ系は、発生における遺伝子発現の解析だけでなく、メダカ胚を用いた毒性試験、環境試験などへの応用が期待される。市販のホタルルシフェラーゼおよびウミシイタケルシフェラーゼ遺伝子をそれぞれpBluescriptにサブクローニングし、それらをテンプレートとしてホタルおよびウミシイタケルシフェラーゼのRNAをin vitroで合成した。これらを自家蛍光が極めて弱いT5系統メダカの0日胚(ステージ4)に顕微注入し、強制発現させた。注入後6時間の時点において胚をすりつぶしてライセートを作成し、ルシフェラーゼの基質であるcoelenterazineを添加した。ルミノメータを用いて、このライセートの発光を確認したところ、加えたルシフェラーゼ基質の濃度に依存して発光量が変化した。本研究において、RNA注入法によって生きたメダカ胚に機能的ルシフェラーゼを一過的に発現させることに成功したことを確認した。さらに、ルシフェラーゼを一過的に発現させたメダカ胚に、細胞膜高透過性のルシフェラーゼ基質であるEnduRen^<TM>を添加したが、顕微鏡観察によって発光を生きた胚において確認するには至っていない。今後、プロトコルを改善してルシフェラーゼの発現量を増大させ、特異的抗体を用いて抗体染色によってルシフェラーゼの発現量を定量する。また、coelenterazine、EnduRen以外のルシフェラーゼ基質を用い、ルシフェラーゼの強制発現による生きたメダカ胚における発光をより強化するとともに、ルシフェラーゼ発光を検出する顕微鏡光学系を改善し、生きたメダカ胚におけるルシフェラーゼ発光を画像として取得することを目指す。
遷移金属触媒によるホウ素反応剤の合成と反応

アリールボロン酸はクロスカップリング反応によるビアリール合成に利用されている.また最近、ボロン酸基による分子認識機能なども注目されている化合物である.アリールボロン酸はアリールリチウムまたはマグネシウム試薬とホウ酸トリアルキルの金属交換反応により合成されるが、ジアリールボリン酸やトリアリールボランの副成また官能基の保護の問題があり、必ずしも容易でない場合が多い.この問題を解決する目的から、ジボロンのピナコール誘導体とハロゲン化アリールのカップリングによる直接合成方を調査した.反応条件の検討により、最適条件であるPdC12(dppf)-KOAc-DMSOの組み合わせを用いて、代表的な芳香族ハロゲン化物とのカップリングを行った.反応はハロゲン化物のパラジウム(O)に対する酸化付加段階が律速と考えられ、p-MeOやp-NMe2などの電子供与性置換基を有する芳香族ハロゲン化物との反応は、ヨウ化物でスムーズに進行するが,臭化物を用いると反応は極めて遅く実用的でない.これに対して電子吸引基(p-CO_2Me,p-COMe,p-CN,p-NO_2)を有する場合には臭化物が使用でき、原料の入手がより容易になる.また、グリニヤール法によるアリールボロン酸合成では、これらの官能基を保護する必要があるが本反応では直接合成することができより簡便である.立体障害の大きなヨードメシチレンとの反応は約1日を要したが、収率71%でボロン酸エステルが得られた。触媒サイクルは、酸化付加後アセタートイオンによるハロゲン置換が進行し、次に生成した酢酸パラジウム錯体とジボロンのトランスメタル化により進行すると結論された.アリールボロン酸はクロスカップリング反応によるビアリール合成に利用されている.また最近、ボロン酸基による分子認識機能なども注目されている化合物である.アリールボロン酸はアリールリチウムまたはマグネシウム試薬とホウ酸トリアルキルの金属交換反応により合成されるが、ジアリールボリン酸やトリアリールボランの副成また官能基の保護の問題があり、必ずしも容易でない場合が多い.この問題を解決する目的から、ジボロンのピナコール誘導体とハロゲン化アリールのカップリングによる直接合成方を調査した.反応条件の検討により、最適条件であるPdC12(dppf)-KOAc-DMSOの組み合わせを用いて、代表的な芳香族ハロゲン化物とのカップリングを行った.反応はハロゲン化物のパラジウム(O)に対する酸化付加段階が律速と考えられ、p-MeOやp-NMe2などの電子供与性置換基を有する芳香族ハロゲン化物との反応は、ヨウ化物でスムーズに進行するが,臭化物を用いると反応は極めて遅く実用的でない.これに対して電子吸引基(p-CO_2Me,p-COMe,p-CN,p-NO_2)を有する場合には臭化物が使用でき、原料の入手がより容易になる.また、グリニヤール法によるアリールボロン酸合成では、これらの官能基を保護する必要があるが本反応では直接合成することができより簡便である.立体障害の大きなヨードメシチレンとの反応は約1日を要したが、収率71%でボロン酸エステルが得られた。触媒サイクルは、酸化付加後アセタートイオンによるハロゲン置換が進行し、次に生成した酢酸パラジウム錯体とジボロンのトランスメタル化により進行すると結論された.
高温超伝導薄膜の弱磁界下での電磁物性の解明および新しい磁気機能の開拓

本研究の目的は、良質な酸化物超伝導薄膜は用いて、電子材料としての高温超伝導薄膜の性能を決定づける弱磁界下での臨界電流密度(Jc)、高周波損失(Rs)、磁気侵入長(入)、下部臨界磁界(Hci)、カイネティックインダクタンス(Lk)等の電磁パラメータの精密な評価を行い、パラメータ間の相互の関係を総合的に把握することにより、酸化物超伝導体薄膜の弱磁界下での電磁物性を解明すること、および、これを更に進めて新しい磁気機能の探索を行うことである。本年度は研究実施計画に基づき以下のような研究成果を得た。1.薄膜作製・膜質制御法の確立YBCOエピタキシャル膜をMgO基板上にオスアクシススパック法および高圧ガススパッタ法を用いて再現性良く製作する技術を確立した。2.入,Lkの精密測定法の確立エサキダイオードと薄膜を用いたin-situ共振測定法により、種々の薄膜の入,Lkを精度良く測定し、これらとTc、Pnの相関を調べ、入の不純物効果を明らかにした。YBCO薄膜でコプレーナ線路を形成し、マイクロ波測定システムを用いてRs、Lkを求め、2流体モデルによる損失機構の妥当性の検証を行った。4.Lkの変調に基づく磁気機能の探索Lkの電流による変調の予備実験を行った。
腎尿細管上皮細胞における薬物輸送担体の細胞膜局在性と細胞膜ソーティング機構の解析

ペプチドトランスポータ(PEPT1)は小腸や腎臓に発現し、小分子ペプチドやペプチド類似薬物の吸収に重要な役割を果たしている。しかしその細胞膜局在性や細胞膜発現機構については未だ不明な点が多い。本研究では腎尿細管上皮細胞におけるPEPT1の細胞膜局在性とその細胞膜発現機構を解明することを目的として、抗PEPT1抗体を用いた免疫化学的解析を計画した。昨年度は、ラット腎臓におけるPEPT1の細胞膜局在性と尿細管分布について明らかにした。さらにPEPT1の細胞膜発現機構を精査するため、培養腎上皮細胞LLC-PK1にPEPT1を発現させたPEPT1安定発現細胞、LLC-rPEPT1を用いた細胞生物学的解析を行った。この細胞において、PEPT1が頂側膜側優位ながら両細胞膜に発現していることは既に確認済みであり、細胞膜発現機構の解析に有用なモデルであると考えられた。LLC-rPEPT1細胞を[^<35>S]Met-Cysを用いて短時間標識し、パルス-チェイス実験を行うことによって生合成後のPEPT1の細胞膜への輸送を解析したところ、新たに生合成されたPEPTlは方向非選択的に頂側膜及び側底膜に同程度輸送されることが明らかになった。さらに各々の細胞膜に発現後のPEPT1の挙動について解析したところ、側底膜に発現したPEPT1の消失が頂側膜に発現したものに比べてより早く、両細胞膜に移行後のPEPT1の挙動に違いが認められることが明らかになった。さらにこの違いが、PEPT1の分解速度に起因することが示唆された。現在、PEPT1の活性制御因子であると考えられているPEPT1-RFを共発現させた細胞を構築中であり、この制御因子がPEPT1の細胞膜発現に及ぼす影響について検討する予定である。本研究では腎尿細管上皮細胞におけるPEPT1の細胞膜局在を解析するため、抗PEPT1抗体を用いた免疫化学的解析を行った。まず、ラット腎皮質より単離した刷子縁膜及び側底膜に対するイムノブロットを行ったところ、両細胞膜においてPEPT1が発現していたが、刷子縁膜においてより多くの発現が認められた。さらに、ラット腎臓凍結切片を用いた蛍光抗体法によりPEPT1の尿細管分布を検討した結果、PEPT1は近位尿細管S1,S2セグメントの主に刷子縁膜に局在していることが明らかとなった。また弱いながらも側底膜における発現も示された。そこでPEPT1の細胞膜発現機構を精査するため、培養腎上皮細胞LLC-PK_1にPEPT1 cDNAを導入したPEPT1安定発現細胞、LLC-rPEPT1を用いた細胞生物学的解析を行った。まず、多孔性フィルター上にLLC-rPEPT1細胞を培養し、細胞膜表面の選択的ビオチン標識と免疫沈降法によってPEPT1の細胞膜局在性を定量的に解析したところ、両細胞膜においてPEPT1の発現が認められ、またその発現は頂側膜に優位であった。次に、LLC-rPEPT1細胞を[^<35>S]Met-Cysを用いて短時間標識し、パルス-チェイス実験を行うことによって生合成後のPEPT1の細胞膜への輸送を解析したところ、新たに生合成されたPEPT1は方向非選択的に頂側膜及び側底膜に輸送されることが明らかになった。現在、各々の細胞膜におけるPEPT1の挙動について解析を進めているところである。
ラングミュア・ブロジェット膜における分子の微視的な挙動と電気的機能に関する研究

ラングミュア・ブロジェット(LB)法による超薄膜の作製技術がマイクロ・デバイスや分子デバイスを構築するための有力な手段として注目されている。このような新しいデバイスの構築や分子設計には、分子個々の微視的な挙動と電気的機能の関係を詳しく調べることが重要である。それゆえ、分子挙動と電気的特性、さらに、構造制御にともなう高機能や新機能の発現を目指して研究を行なった。機能分子を一方向に並べた交互累積LB膜や、機能分子を吸着させたLB膜、また、光異性化を示す分子によるLB膜等を作製し、その電気的特性について詳しく調べた。さらに、分子の微視的挙動を用いた超薄膜デバイスも提案した。1.交互累積LB膜の自発電流特性メロシアニン色素と電気的に不活性なアラキジン酸の交互累積LB膜を作製し、自発電流特性を調べ、分子の微視的な挙動との関係を調べた。また、赤外線照射による高速測定も行った。2.色素吸着LB膜の電気特性シアニン色素を吸着したLB膜を作製し、LB膜の色素吸着と会合体の形成を光学測定から詳しく調べた。さらに、この光学特性と合わせて電気特性について調べた結果、色素分子の吸着で双極子分極や電導電流が極めて増大し、微視的な吸着分子が電気伝導に強く寄与することが明らかとなった。3.光異性化分子LB膜の電気特性光異性化を示すスピロピランLB膜を作製し、その構造や光異性化と電気特性の関係を調べ、異性化による可逆的な双極子分極の変化が観測された。4.超薄膜デバイス分子の微視的な挙動を利用した、メモリーあるいはセンサ機能を持つ超薄膜デバイスの提案も行なった。ナノメ-トルオ-ダに有機分子の層構造を制御できるラングミュア・ブロジェット(LB)法による超薄膜の作製技術が薄膜デバイスや分子デバイスなどを構築するための有力な手段として、注目されている。本研究では、LB法を用いて、異なる2種類の有機単分子層膜を交互に累積して得られた交互累積LB膜や数層づつ累積したヘテロLB膜の超薄膜素子を作製し、その電気的、光学的、熱的特性を調べ、圧力や光、さらに温度センサ等への応用の可能性を調べた。また、種々のLB膜の分極現象を熱刺激電流測定を用いて調べ、分子の微視的な挙動を利用した超薄膜の多重分子メモリ-も提案した。光電機能を示すメロシアニン分子と機能のないアラキジン酸分子を用いた交互累積LB超薄膜素子は、非対称構造に起因する焦電流や赤外線照射で大きな自発電流が観測され、赤外線や圧力センサへの応用も可能と考えられる。また、p形のスクアリリウムとn形のロ-ダミンBのヘテロLB超薄膜素子ではヘテロ構造に起因する光電流が観測され、安価な太陽電池や光センサ等への今後の応用が期待される。リン脂質LB膜やスピロピランLB膜での分極現象が熱刺激電流を用いて調べられ、リン脂質LB膜では緩和時間の分布した双極子分極を持っていることが明らかになった。また、スピロピランLB膜では光異性化による双極子分極量の可逆的な変化が観測された。さらに、緩和時間の分布した双極子分極を利用した多重分子メモリ-も提案し、書込・読出のシミュレ-ションや低速での基礎的な実験も行った。

それゆえ、分子挙動と電気的特性、さらに、構造制御にともなう高機能や新機能の発現を目指して研究を行なった。機能分子を一方向に並べた交互累積LB膜や、機能分子を吸着させたLB膜、また、光異性化を示す分子によるLB膜等を作製し、その電気的特性について詳しく調べた。さらに、分子の微視的挙動を用いた超薄膜デバイスも提案した。1、交互累積LB膜の自発電流特性メロシアニン色素と電気的に不活性なアラキジン酸の交互累積LB膜を作製し、自発電流特性を調べ、分子の微視的な挙動との関係を調べた。また、赤外線照射による高速測定も行った。2、色素吸着LB膜の電気特性シアニン色素を吸着したLB膜を作製し、LB膜の色素吸着と会合体の形成を光学測定から詳しく調べた。さらに、この光学特性と合わせて電気特性について調べた結果、色素分子の吸着で双極子分極や電導電流が極めて増大し、微視的な吸着分子が電気伝導に強く寄与することが明らとなった。3、光異性化分子LB膜の電気特性光異性化を示すスピロピランLB膜を作製し、その構造や光異性化と電気特性の関係を調べ、異性化による可逆的な双極子分極の変化が観測された。4、超薄膜デバイス分子の微視的な挙動を利用した、メモリーあるいはセンサ機能を持つ超薄膜デバイスの提案も行なった。
地磁気および太陽風データの国際即時交換の推進とそれを用いた宇宙天気の研究

(1)地磁気データの取得とデータ交換方式の研究1.ペルーのワンカイヨ観測所からの準実時間地磁気データ転送が実現した。平成13年2月にはペルーPiura(PIU)観測所からのデータ取得を開始した。2.インターネットによりアリバーグ観測所から安定してデータが送られるようになった。平成13年3月インドのAlibag観測所に同じく送信機を設置した3.旧フランス領内で観測された地磁気データの交換について打ち合わせを行った。1969年以降のデータを含む大量の高時間分解能データが提供された。4.平成12年11月ウルムチ観測所にフラックスゲート磁力計を設置、観測を開始した。5.平成13年3月シベリアの新観測所Pcvekに磁力計とひまわり衛星経由の実時間転送用送信機を設置した。(2)地磁気擾乱を引き起こす磁気圏-電離層3次元電流系の研究1.デンマークが打ち上げた地磁気精密観測衛星エールステッドの共同解析に参加し、昼側で電離層に流れ込みオーロラ帯を経由して夜側から磁気圏に流れ出る沿磁力線電流の存在を確認するとともに、地磁気擾乱に於ける重要性を明らかにした。また、南北両半球を結ぶ沿磁力線電流の存在を確認した。2.中緯度の地磁気観測データを統計的に詳しく解析することにより、昼側で電離層に流れ込みオーロラ帯を経由して夜側から磁気圏に流れ出る上記の沿磁力線電流と基本的に調和する磁場変化を求めた。また、この電流強度が季節や太陽活動度によりかなり変化することを明らかにした。3.当グループが算出している地磁気指数の一つである中緯度非対称地磁気擾乱指数ASYは、上記昼側で電離層に流れ込みオーロラ帯を経由して夜側から磁気圏に流れ出る沿磁力線電流の効果をモニターしていると考えれば、AEやap(Kp)指数との相関がよいことなどが説明できることを示した。(3)極域HFレーダー観測の解析1.極域HFレーダー観測の解析に参加し、極域電離層不規則構造の特性と発生メカニズムを統計的分布と理論的考察を基に明らかにした。1.ペルーのワンカイヨ観測所からO.ベリッツ氏を招聘し、データ交換等の打ち合わせを行った。その結果、同観測所からの準実時間地磁気データ転送が実現した。2.インド地磁気観測所のB.R.アロラ教授を招聘し、インドとの地磁気データ交換について打ち合わせを行った。インターネットによりアリバーグ観測所から安定してデータが送られるようになった。3.パリ地球物理研究所のM.ビタリー博士を招聘し、旧フランス領内で観測された地磁気データの交換について打ち合わせを行った。1969年以降のデータを含む大量の高時間分解能データが京都大学理学研究科附属地磁気世界資料解析センターに提供された。4.中国地震局の宋および楊氏を招聘し、中国奥地(ウルムチ)における地磁気観測の打ち合わせを行った。2000年夏頃から、ウルムチにて観測およびデータ交換を実施する。5.オーストラリア地質調査所のP.ホップグッド博士を招聘し、データ交換について打ち合わせを行った。気象衛星ひまわりによる中継についての打ち合わせが進展した。6.家森および荒木が、1999年7月に英国バーミンガムで開催されたIUGG総会に出席し、世界各地の地磁気観測関係者および世界資料センター関係者とデータ交換についての打ち合わせを行った。

1.地磁気データの取得とデータ交換方式の研究・フランスから、アフリカやフランス本土の地磁気観測データを1950年代以前の分も含め大量に入手することが出来た。・中国奥地における地磁気高時間分解能観測を行うため、平成12年11月ウルムチ観測所にフラックスゲート磁力計を設置、観測を開始した。平成13年3月、中国から関係者を再度招聘し、地磁気の共同観測を更に発展させるための打ち合わせを行った。・平成13年3月シベリアの新観測所Pevekに磁力計とひまわり衛星経由の実時間転送用送信機を設置した。また、インドのAlibag観測所に同じく送信機を設置した。・ペルーPiura(PIU)観測所からのデータ取得を開始した。2.地磁気擾乱を引き起こす磁気圏-電離層3次元電流系の研究・デンマークが打ち上げた地磁気精密観測衛星エールステッドの共同解析に参加し、昼側で電離層に流れ込みオーロラ帯を経由して夜側から磁気圏に流れ出る沿磁力線電流の存在を確認するとともに、地磁気擾乱に於ける重要性を明らかにした。また、南北両半球を結ぶ沿磁力線電流の存在を確認した。3.極域HFレーダー観測の解析に参加し、電離層不規則構造の特性と発生メカニズムを明らかにした。