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難治性口腔粘膜疾患発生に関する粘膜上皮・真皮における免疫応答の細胞生物学的研究

口腔粘膜上皮、歯肉線維芽細胞においてINFγにより活性化されるSTAT1シグナル伝達経路は細胞およびサイトカインの種類により異なる発現調節をうけ、CXCL10等のケモカインの発現に関与する事が示唆された.Th1サイトカインによる上皮と間葉のケモカイン発現機構とTh1サイトカインを調整しているTh2サイトカインの標的遺伝子やシグナル伝達経路を解析することで、難治性の炎症性口腔粘膜疾患発症機構の解明のみならず、新しい治療や検査法の開発につながることが期待できると考えられた。扁平苔癬など炎症性口腔粘膜疾患発症の過程には,病変部に浸潤するリンパ球より産出される炎症性サイトカインが重要な役割を担っている.これまでに我々は,口腔粘膜上皮・歯肉線維芽細胞において, Th1サイトカインであるINF-γの刺激により著明に産生されるCXCL 9, 10, 11が, Th2サイトカインであるIL-4の調節をうけることを報告した(JDent Res. 2008)、INF-γの刺激により発現する遺伝子の細胞内シグナル伝達にはSTAT 1蛋白のリン酸化が関連しているとの報告があるが、口腔粘膜上皮・間葉細胞におけるTh1, Th2サイトカインによるシグナル伝達の調節機構は不明である.今回我々はhTERT遺伝子を導入して不死化させた歯肉線維芽細胞(GT1)を用いて, Th1, Th2サイトカインによるSTAT1蛋白のリン酸化修飾を検討した.結果と考察)GT1においてINF-γで著しく増加するCXCL 10の発現はJAK/STATシグナル阻害剤により抑制された.また, INF-γの添加によりSTAT1リン酸化が経時的に増加した.INF-γによるSTAT1のリン酸化がTNF-αの同時添加でさらに増加することに対し, IL-4の同時添加では抑制された.以上より,歯肉線維芽細胞においてINF-γでリン酸化されるSTAT 1は, TNF-α, IL-4によって調節を受け, CXCL 10などのケモカインの発現に関与することが示唆された.本研究の成果は第62回NPO法人日本口腔科学会学術集会(2009年4月17目,静岡)において発表を予定している.扁平苔癬等炎症性口腔粘膜疾患発症の過程には,病変部に浸潤するリンパ球より産出される炎症性サイトカインが重要な役割を担っている.これまでに我々は'口腔粘膜上皮・歯肉線維芽細胞において,Th1サイトカインであるINFγの刺激により著明に産生されるCXCL9,10,11が,Th2サイトカインであるIL4の調節をうけることを報告した(J Dent Res.2008).INFγの刺激により発現する遺伝子の細胞内シグナル伝達にはSTAT1蛋白のリン酸化が関連しているとの報告があるが,口腔粘膜上皮・間葉細胞におけるTh1,Th2サイトカインによるシグナル伝達の調節機構は不明である.今回我々はhTERT遺伝子を導入して不死化させた口腔粘膜上皮細胞(RT7),歯肉線維芽細胞(GT1)を用いて,Th1,Th2サイトカインによるSTAT1蛋白のリン酸化修飾を検討した.結果と考察)RT7,GT1においてINFγで著しく増加するCXCL10の発現はJAK/STATシグナル阻害剤により抑制された.またINFγの添加によりSTAT1リン酸化が経時的に増加した.INFγによるSTAT1のリン酸化が両細胞においてTNFαの同時添加でさらに増加した.一方,IL4,IL13の同時添加ではRT7では増加,GT1では抑制された.以上よりINFγにより活性化されるSTAT1シグナル伝達経路は細胞およびサイトカインの種類により異なる発現調節をうけ,CXCL10等のケモカインの発現に関与する事が示唆された.
魚種横断的な新規生物蓄積予測モデルの開発

多様な水生生物に対する有害化学物質の濃度予測モデルの構築を目的とし、ポリ塩化ビフェニル(PCB)、ポリ臭素化ジフェニルエーテル(PBDE)の魚類に対する暴露実験や代謝実験を行った。実環境を想定した暴露実験により、海水魚へのPCB・PBDEの取込み・排出速度定数などのパラメータを取得した。また、PBDEの代謝実験により魚類の脱臭素化、代謝速度に関する知見を得た。有明海河口域を対象に食物網蓄積モデルを構築し、得られたパラメータを組み込んで6種の水生生物の濃度予測を行ったところ、各生物中のPCB・PBDE濃度は実測値とよく一致し、高精度で生物中のPCB・PBDE濃度を予測できることが示された。H26年度は次年度に向けた海産魚類への残留性有機汚染物質の暴露実験の準備を行い、また野外で採取したスズキ・ボラの肝ミクロソームを用いた代謝実験方法を構築し、予備的な実験を行った。代謝実験においては、ポリ臭素化ジフェニルエーテル(PBDE)の脱臭素化反応を明らかにするため、代表的な4異性体(BDE99、153、154、183)を対象物質として選択した。代謝実験の結果、BDE183については、脱臭素化によりスズキではBDE153、154の生成が確認されたが、ボラではBDE154がわずかに生成されたのみであった。BDE153、154についてはスズキ、ボラともに脱臭素化物は確認されなかった。BDE99については、スズキでは脱臭素化物は確認されなかったが、ボラではBDE99の脱臭素化によってBDE47が生成されることを確認した。これらの結果により両魚種で特異的に脱臭素化が可能な異性体が存在し、脱臭素化反応の経路が異なることが示唆された。次年度に生物蓄積モデルのパラメータである代謝(脱臭素化)速度の取得や代謝生成物、代謝経路を規定する因子を探索する予定である。暴露実験において投与する餌中の対象物質の濃度変動を減らすことは極めて重要であるため、餌中の対象物質(PBDE・PCB)の添加方法を検討した。各餌に個別に対象物質を添加することで変動係数を25%以内におさえることができた。その他、次年度の暴露実験に向けて、海産底生魚(ヒラメ)の中間育成を行い、また中性脂質・リン脂質や甲状腺ホルモンの測定方法を構築した。ポリ塩化ビフェニル(PCB)やポリ臭素化ジフェニルエーテル(PBDE)のような残留性有機汚染物質のリスク管理において、生物蓄積・食物連鎖蓄積の予測精度の向上は重要な課題である。平成27年度は生物蓄積機構に関するパラメータを得るためにヒラメを対象にPCBおよびPBDEの経口曝露実験を行った。当初計画では配合飼料を用いる予定であったが、より実態に近いパラメータを得るため生餌(キビナゴ)を用いた。実験により得られた魚体中の各PCB異性体濃度の時系列変化をもとに解析を行い、取込み速度定数、排泄速度定数、体内半減期、腸管経由の同化効率を明らかにした。本研究で得られた各PCB異性体の排泄速度定数、体内半減期は、既報の海水魚(マコガレイ)の値と同程度であった。しかし、各PCB異性体の取込み速度定数、同化効率は、配合飼料を用いて実験を行った既報よりも高い値を示した。また、本研究の同化効率の値は、生餌を淡水魚に与えた実験における同化効率の値と類似した。これらの結果より、淡水魚・海水魚によらず、生餌を摂取した場合にはPCBの同化効率が配合飼料を摂取した場合よりも高くなること、また淡水魚・海水魚で同化効率は大きく違わないことが示唆された。本研究の各PCB異性体の同化効率の値とオクタノール/水分配係数の値との関係について解析を行い、予測式を構築した。本研究の予測式を用いて推定した同化効率の値は、既報における配合飼料を用いた実験から構築された予測式の値の約1.5倍高く、既報の予測式ではPCBの同化効率を過小評価することが示された。代謝実験については、野外でスズキ・ヒラメを採取し、これらの肝ミクロソームを用いてPBDEおよび甲状腺ホルモンの代謝実験を行った。より詳細なデータを得るために継続して実験を行っている。平成27年度の研究計画に示した魚類に対するPCB・PBDEの曝露実験は順調に進展し、取込み速度定数、排泄速度定数、体内半減期、腸管経由の同化効率といった生物蓄積機構に関する重要なパラメータを取得することができた。また、腸管経由の同化効率の予測式を構築するなど計画通りの成果を得た。海水魚の肝ミクロソームを用いたPBDEの代謝実験については進展がやや遅れているため、次年度も引き続き実験を実施し、代謝速度定数の予測式の構築などを行う。今年度は、昨年度に得たPCB・PBDEの生物蓄積実験の結果について解析を進めるとともに、魚類(スズキ・コイ)の肝ミクロソームを用いてPBDEの代謝実験を行い、PBDEの代謝(脱臭素化)速度に関するデータを得た。これらの結果に文献値を合わせて代謝速度に関するパラメータを整理し、食物網蓄積モデルに組み込んだ。筆者が以前調査を実施した有明海の河口域の水・底質中PCB・PBDEの実測濃度をモデルの入力値、生物中

PCB・PBDEの実測濃度をモデル出力値の検証データとし、当該水域における食物網蓄積の解析を行った。PCB(2,2′,5,5′-tetrachlorobipheny, #52)については、6種の生物に対するモデル予測値がいずれの生物に対しても実測値の1/1010倍の範囲に収まり、特にスズキ、ボラ、マハゼでは実測値とよく一致し、高い予測精度を示した。PBDE(2,2′,4,4′-tetrabromodiphenyl ether, #47)についても概して良好な予測精度を示したが、代謝過程をモデルに含めない場合では、実測値よりも予測値の方が高く、魚体中濃度をやや過大に推定する傾向にあった。しかし、本研究で整理した代謝過程についてのパラメータをモデルに含めた場合では、予測値が実測値とよく一致することが示された。以上の結果から、本手法は、多様な水生生物に対する有害化学物質の有用な暴露評価手法になり得ることが示唆された。多様な水生生物に対する有害化学物質の濃度予測モデルの構築を目的とし、ポリ塩化ビフェニル(PCB)、ポリ臭素化ジフェニルエーテル(PBDE)の魚類に対する暴露実験や代謝実験を行った。実環境を想定した暴露実験により、海水魚へのPCB・PBDEの取込み・排出速度定数などのパラメータを取得した。また、PBDEの代謝実験により魚類の脱臭素化、代謝速度に関する知見を得た。有明海河口域を対象に食物網蓄積モデルを構築し、得られたパラメータを組み込んで6種の水生生物の濃度予測を行ったところ、各生物中のPCB・PBDE濃度は実測値とよく一致し、高精度で生物中のPCB・PBDE濃度を予測できることが示された。平成26年度の計画通り、肝ミクロソームを用いた代謝実験方法の構築、対象魚の中間育成を含めた暴露実験の準備、甲状腺ホルモンや中性脂質などの測定方法の構築を行った。今後は、今年度に引き続き海水魚の肝ミクロソームを用いて代謝実験を行い、PBDEの代謝物を同定するとともに、代謝物と脱ヨウ素酵素との関連について明らかにする。また、代謝実験から各PBDE異性体の代謝速度定数を取得し、その後、代謝速度定数の予測式の構築を行う。その後、今年度に得られた腸管経由の同化効率の予測式、代謝速度定数の予測式などを生物蓄積モデルに組み込み、PCB・PBDEの生物蓄積に関するシミュレーションを行い、予測精度の検証を行う。環境解析評価、環境保全対策平成27年度は研究計画に沿って、海産魚を用いたPBDE・PCBの暴露実験および肝臓代謝実験を行う。暴露実験によりPBDE・PCBの体内挙動を明らかにして生物蓄積モデルに係る諸パラメータを得るとともに、肝ミクロソームを用いた代謝実験によりPBDE・PCBの代謝速度や代謝物を明らかにする予定である。
多眼光線空間カメラを用いたデジカメ画像処理技術の研究

光線空間カメラは、レンズへの入射光を分解した多数の光線をデジタルデータとして記録し、それに対する一種の画像処理によって写真画像を生成するカメラである。本研究では、第一に光線空間カメラの機能・構成を従来カメラと比較することで、これを容易に理解できる表現を導いた。第二に、光線空間カメラの課題である最終画像の画素数が非常に小さくなることを解決するために、光線空間カメラの特性を利用した超解像処理を考案し、ある程度の高画素化を実現した。本研究は、Computational Photography (CP)の代表的な手法である多眼光線空間カメラ(ライトフィールドカメラ)に関したものである。その目的は次の3点である。1.ライトフィールドカメラの特性を、通常のカメラと比較できる指標で定量化すること。2.ライトフィールドカメラに適した超解像処理技術を開発することで出力画像を高画素化すること。3.ライトフィールド画像処理技術を通常のカメラで撮影した画像に適用することで、従来のカメラを高付加価値化することである。13の課題を、それぞれ平成23年平成25年で実施する計画である。1に関して、当初、模擬的な光線空間取得装置(1台のカメラを移動ステージで移動させながら、多視点画像を取得する装置)を用いて定量化することを考えていた。結果的には、市販のライトフィールドカメラの特性を明確にすることが有意義であると考え、市販品であるLytroを十分に解析・研究した。2に関して、模擬的な光線空間取得装置を用いた実験を行い、奥行きが深い被写体に対して、任意の焦点位置で超解像処理を行う手法を提案した。また、実際のマイクロレンズ方式光線空間カメラとしてLytro社の製品を利用し、その生データに対する超解像処理を試みた。Lytroに対する超解像処理では、まだ顕著な成果を得ていない。3に関して、申請書における計画では、平成25年度に実施する予定であった。しかし、上記のようにLytroに対する超解像処理が顕著な効果を達成できていないことから、当初計画を変更する考えである。本研究は、コンピュテーショナルフォトグラフィの代表的な手法である多眼光線空間カメラ(ライトフィールドカメラ)に関したものである。研究当初の目的は次の3点であった。3.ライトフィールド画像処理を通常のカメラ画像に適用することで、従来カメラを高付加価値化すること。平成24年度までに行ったことは、概ね、次の2点である。第一にライトフィールドカメラの構造を詳細に解析し、その動作を通常のカメラと容易に比較することができるようにした。その結果、ライトフィールドカメラの特性を通常のディジタルカメラの特性と定量的に比較することが可能である。第二に、市販のライトフィールドカメラであるLytroの生画像を用い、複数画像からの超解像処理技術を応用することで、出力画像を高画素化(高解像度化)することを試みた。第二の点について、平成24年度までには明確な結果を得ることができなかった。平成25年度(最終年度)は第二の点についてさらに研究を進めた。研究の中で、Lytroが取得するライトフィールドをより詳細にモデル化し、複数画像からの超解像処理技術を適用した。その結果、Lytroアプリケーションが出力する画像の解像度に対して約24%の高解像度化を達成した。なお、当初の目的の一つである上記3については、具体的な研究を進めることができなかった。生画像の取得に際立った工夫を加え、後段に高度でコストが高い画像処理を施すことを特徴とするデジタル写真技術をComputational Photography(以下、CPと略)と呼ぶ。本研究は、CPの代表的な手法である多眼光線空間カメラの画像処理技術に関するものである。今年度の第一の成果として、マイクロレンズ方式光線空間カメラの撮影機能を精度良く模擬することが可能な、光線空間取得装置(多眼光線空間カメラ)を設計・開発した。これを用いて、多眼光線空間カメラの画像処理に関する研究を進めることが可能になった。現在は、縦横2mm間隔で撮影した15×15(=225)枚の低解像度画像を用いて研究を進めている。多眼光線空間カメラを用いた第一の画像処理技術として、本装置で取得した低解像度画像群を8倍の画素数を持つ1枚の画像に高画素化する超解像処理の研究を実施した。従来の複数画像からの超解像処理は、複数画像間の位置ずれが、1つのグローバルパラメータで記述されることを仮定している。一方、多眼光線空間カメラで取得した画像群は被写体までの距離によって画素ごとに位置ずれ量が異なる可能性があるため、画素単位での位置合わせが必要である。また、低解像度画像には高周波成分の折り返しが強く含まれる場合があり、そのような場合でも正しく動作する位置合わせ手法が必要である。

この課題に対して、入力である低解像度画像群と、推定される高解像度画像の画素値の誤差を評価する手法(「超解像化誤差に基づく位置合わせ手法」と呼ぶ)を提案した。本手法を検証中であるが、多くの場合に正しく動作し、高周波成分の折り返しを強く含む場合であっても、画素単位での高精度な位置合わせが可能である。ライトフィールドカメラの特性を通常のデジタルカメラと比較して明確にすることに関して、Lytroの原理とアルゴリズムを解析・研究することで、概ね明らかにした。通常のデジタルカメラとマイクロレンズ方式ライトフィールドカメラのハードウエア的な違いは、画像センサー面にマイクロレンズアレイが装着されていることである。従って、マイクロレンズアレイの特性が基本特性の違いとなる。例えば、Lytroは入射光を光線に分解して取得する代償として入射光量の50%程度を損失していると考えられる。このため、一般のデジタルカメラと比較して、画像のSNがそれに応じて劣る。これらの解析で明確になったことを、技術雑誌である日経エレクトロニクスや学術団体が主催する講演会などを通じて公開した。超解像処理によるライトフィールドカメラ画像の高画素化に関して、平成23年度に着想を得た、超解像処理における誤差によって複数画像の位置合わせ精度を評価する手法の検証を進めた。その結果、ある程度の成果を得たので、第18回画像センシングシンポジウム(SSII2012)および第15回画像認識・理解シンポジウム(MIRU2012)で学会発表を行った。学会発表の内容は多眼光線空間カメラ装置を用いた模擬実験に関するものである。一方、マイクロレンズ方式ライトフィールドカメラの画像を超解像処理することに関して、Lytroの生データを用いて超解像処理を試みた。若干の効果はあったが、顕著な成果を得ることはできていない。当初計画による平成23年度の実施内容は、多眼光線空間カメラ装置を開発した後、その基本性能を明らかにすることであった。すなわち、マイクロレンズ方式相当の被写界深度制御が可能であることの実証、撮影画像の焦点深度やレンズのF値、画像のSN比などの基本性能を評価すること、および、通常のカメラの特性と同じ指標で評価することを計画していた。これらの項目については、学会発表が可能な程度に詳細な評価や新しい知見は得ていないが、最も基本的な機能である、撮影後の後処理によるカメラ焦点距離の変更(リフォーカス)の確認は容易であった。一方、平成24年度に予定していた、多眼光線空間カメラで取得した低解像度画像に対する超解像処理による高画素化の研究を進めた。これに関して、研究実績の概要で記述したように、ある程度の成果を得た。これらを総合的に考慮すると、現在までの達成度はおおむね順調であると言える。本研究テーマの主要な目標は、マイクロレンズ方式ライトフィールドカメラで取得する画像を、超解像処理などによって、実用的な解像度を有する画像に高画素化する技術を開発することである。また、副次的な目標として、手持ちカメラを故意に回転移動させながら連射撮影し、それらの画像群を処理することで、遠方の特定被写体にシャープにピントがあった写真画像を生成するなどをあげていた。
ケイ素ーケイ素三重結合化合物を基盤とする新規なケイ素不飽和結合化合物の創製

ケイ素原子間にできるπ結合はエネルギー準位の高いHOMOとエネルギー準位の低いLUMOを有しており、それに起因した物性の発現が期待されている。その中でも特に、アセチレンの高周期元素類縁体である三重結合ケイ素化学種ジシリンはトランス折れ曲がり構造を持ち、アセチレンとは構造化学的にも、反応化学的にも大きく異なっている。単離可能なジシリンと有機小分子との反応を解析することで、ケイ素π電子系の物性解明と、材料科学の基礎としての高周期典型元素化合物の化学、合成法の開拓、構造論、反応論を展開してきた。本研究ではジシリンの求核反応を受けやすい反応性に着目し、昨年度に引き続き、アルカリ金属ハロゲン化物及び新たにカルボニル化合物との付加反応を検討した。ジシリン(R-Si≡Si-R, R=SiiPr[CH(SiMe3)2]2)とフッ化カリウムをTHF中、室温で反応させ、2.2.2-クリプタンドを加えることで、アニオン性ケイ素-ケイ素二重結合構造を持つジシレニド型化合物[R-Si=Si(F)-R]-・K+ (2.2.2-cryptand)を結晶として単離することができた。しかし、フッ化リチウムやフッ化ナトリウムとは反応せず、金属ハロゲン化物の格子エネルギーが反応性に関与していることが明らかとなった。ジシリンとチオシアン酸カリウムなどのアルカリ金属擬ハロゲン化物との反応を行い、イソチオシアナト置換ジシレニド誘導体が生成することを明らかにした。ジシリンとテトラフェニルシクロペンタジエノンとの反応で酸素置換5員環ジシレン骨格を有するテトラフェニル-4-オキサ-2,3-ジシラビシクロ[3.3.0]オクタ-2,5,7-トリエン誘導体が得られた。また、各種分光学的データから特異な分子構造を持つ酸素置換5員環ジシレンは、酸素原子の非共有電子対とジシレンのπ軌道間での共役が発現することが明らかになった。その中でも特に、アセチレンの高周期元素類縁体である含ケイ素三重結合化学種ジシリンはトランス折れ曲がり構造を持ち、アセチレンとは構造化学的にも、反応化学的にも大きく異なっている。これまで嵩高いトリアルキルシリル基を置換基とする単離可能なジシリンと、有機小分子との反応を詳細に解析することで、ケイ素π電子系の物性解明と、材料科学の基礎としての高周期典型元素化合物の化学、合成法の開拓、構造論、反応論を展開してきた。これまでの検討により明らかになったジシリンの求核反応を受けやすい反応性に着目し、本年度はアジド化合物やアルカリ金属ハロゲン化物との付加反応を検討した。ジシリン(R-Si≡Si-R, R=SiiPr[CH(SiMe3)2]2)にアルキル金属ハロゲン化物(MX = KF, LiCl, LiBr)を作用させると、一方の三重結合ケイ素へのハロゲン化物イオンの付加が起こり、対応する金属置換ジシリノイドを与えることが分かった。X線結晶構造解析によりハロゲン付加体の分子構造は、非対称なジシレニド型であることが分かった。ジシリンと金属アジ化物(NaN3)の反応では、予想された1:1付加体ではなく、ジシリンのspケイ素と置換基ケイ素間に窒素原子の挿入したアニオン性化合物[R-Si=Si=N-R]-であることが分かった。各種分光学的データと理論計算による解析の結果、ジシリンとアジ化物イオンの[2+3]付加環化中間体を経て、置換基の転位と脱窒素により生じたことが明らかになった。当初の研究実施計画であったジシリンの反応性に関する研究として、各種求核剤との反応に関して検討したところ、特異な構造、性質を持つ化学種へと誘導することに成功した。これはジシリンによって非対称なケイ素ーケイ素二重結合上に持つジシレンへの誘導が可能であることを示すとともに、合成例の少ないハロゲン置換ジシレン誘導体の新規合成法として重要な研究成果であると考えている。また、研究成果概要には記していないが、新たなケイ素三重結合化合物の合成試剤として期待されるトリメタル化シランの合成検討についても検討した結果、一つのケイ素原子が三重の求核反応点となるトリメタロシラン[RSiLi3]の定量的発生を様々な捕捉実験により確認した。この鍵反応剤を用いれば、非対称置換型ジシリンの他、ケイ素-炭素三重結合化合物などの異周期高周期14族元素間三重結合化合物、ケイ素-リン三重結合などの高周期元素ヘテロ三重結合化合物の合成に応用できると期待され、当初の研究実施計画を概ね順調に進展していると考えている。

これまで嵩高いトリアルキルシリル基を置換基とする単離可能なジシリンと有機小分子との反応を詳細に解析することで、ケイ素π電子系の物性解明と、材料科学の基礎としての高周期典型元素化合物の化学、合成法の開拓、構造論、反応論を展開してきた。ジシリンの求核反応を受けやすい反応性に着目し、昨年度に引き続き、アルカリ金属ハロゲン化物やアジド化合物との付加反応を検討し、付加体の各種分光学的データと理論計算による解析を詳細に検討した。ケイ素-ケイ素三重結合化合物ジシリンと無機塩との反応性の解明および新規な含ケイ素多重結合化合物の合成を目的として検討し、ジシリン(R-Si≡Si-R, R=SiiPr[CH(SiMe3)2]2)にアルカリ金属ハロゲン化物を作用させるとジシレニド型の付加体を与えることを明らかにした。一方、ジシリンとアルカリ金属擬ハロゲン化物との反応ではシアノ置換ジシレニドやイソチオシアナト置換ジシレニドを生成した。また、カリウムアジド、ナトリウムアジドとの反応で脱窒素を伴ってジシラケテンイミニド型化合物を与えることを明らかにした。各種分光学的データと理論計算による解析の結果、ジシリンとアジ化物イオンの[2+3]付加環化中間体を経て、置換基の転位と脱窒素により生じたことが明らかになった。ジシリンの化学において、これまで有機性分子との反応性について詳細に研究が進められてきたが、ジシリンと無機物との反応の例はほとんど知られていなかった。前年度に引き続いて、本研究課題の研究実施計画であるジシリンの反応性に関する研究として、アルカリ金属ハロゲン化物との反応でハロゲン化物イオンを検討したところ、ケイ素上のハロゲンとアルカリ金属が結合した様々なジシレニド型の付加体へと誘導することに成功した。これはジシリンによって非対称なケイ素ーケイ素二重結合ジシレンへの変換反応が可能であることを示すものである。ハロゲンとアルカリ金属が結合したジシリノイドはこれまで全く研究例がなく、その単離や構造解析にも成功し、付加体の物性等を明らかにしたことは特筆すべき成果であり、新規ジシレン合成やジシリン前駆体の設計などの関連分野の今後の発展に大きく貢献することが期待できる。また、新たなケイ素三重結合化合物の合成試剤として期待できるトリメタル化シランの合成検討についても検討し、一つのケイ素原子が三重の求核反応点となるトリリチオシラ[RSiLi3]の発生を捕捉実験により確認した。この鍵反応剤を用いれば、非対称置換型ジシリンの合成に応用できると期待され、当初の研究実施計画を概ね順調に進展していると考えている。ケイ素原子間にできるπ結合はエネルギー準位の高いHOMOとエネルギー準位の低いLUMOを有しており、それに起因した物性の発現が期待されている。その中でも特に、アセチレンの高周期元素類縁体である三重結合ケイ素化学種ジシリンはトランス折れ曲がり構造を持ち、アセチレンとは構造化学的にも、反応化学的にも大きく異なっている。単離可能なジシリンと有機小分子との反応を解析することで、ケイ素π電子系の物性解明と、材料科学の基礎としての高周期典型元素化合物の化学、合成法の開拓、構造論、反応論を展開してきた。本研究ではジシリンの求核反応を受けやすい反応性に着目し、昨年度に引き続き、アルカリ金属ハロゲン化物及び新たにカルボニル化合物との付加反応を検討した。ジシリン(R-Si≡Si-R, R=SiiPr[CH(SiMe3)2]2)とフッ化カリウムをTHF中、室温で反応させ、2.2.2-クリプタンドを加えることで、アニオン性ケイ素-ケイ素二重結合構造を持つジシレニド型化合物[R-Si=Si(F)-R]-・K+ (2.2.2-cryptand)を結晶として単離することができた。しかし、フッ化リチウムやフッ化
シナプス抑圧を制御するカルシウム遊離機構の分子的背景

シナプス増強とシナプス抑圧の誘導には、シナプス刺激によるポスト側の細胞内カルシウム上昇が不可欠である。上昇が大きければシナプス増強(LTP)が起こり、少量の上昇ではシナプス抑圧(LTD)が起こる。しかし、これまでの私たちやその他の研究グループの研究に基づけば、単にカルシウムの量だけに依存しないメカニズムがあると考えざるを得ない。そこで、LTDが誘導される範囲で、シナプスの刺激周波数と細胞内カルシウム上昇量の関係を調べ、更に細胞内のカルシウム動態を変化させることでLTDの誘導性がどのように変化するかを検討した。生後3週ごろのラットより海馬のスライスを作り、CA1にてfield EPSPを記録した。LTD誘導の刺激として、0.5Hz、1Hz、2Hzの3種類を与えた。通常の外液中では、1Hzの刺激でLTDが最大であったが、カルシウム上昇量は、周波数にほぼ比例して増えていた。細胞内カルシウムストアからカルシウムの放出を促すカフェインを含んだ外液中では、0,5Hzでも1Hzと同じ程度の抑制が見られるようになった。しかし、カルシウムの上昇量については、コントロールと差がなかった。細胞内からのカルシウム放出がLTD誘導を起こす役割を担っているということが示唆された。次に、細胞外からのカルシウム流入を阻害した。L-typeカルシウムチャネルを阻害すると、0.5HzでLTDが誘導され、カルシウム上昇は0.5Hz刺激にて減少した。カルシウム流入はLTD誘導を抑制していることが示唆された。一方、2Hz刺激では、誘導されるLTDの程度がカルシウム上昇と負に相関していた。シナプス可塑性を誘導する機構には、カルシウムソースに依存する機構とカルシウム濃度に依存する機構の両者が並存し、誘導されるのがシナプス増強か抑圧かの選択つまりシナプス可塑性の方向性選択が、二重にコントロールされていることが示唆された。大脳皮質の神経細胞にて興奮性を調節する機構を研究し、細胞内IP3濃度が中等度に増加している時には、活動電位の発火頻度が高い場合に限って神経細胞内でIP3-assisted CICRという細胞内カルシウム遊離が起こり、これがトリガーとなって興奮性が抑制されることを発見した。興味深いことに、この発見は新規コンセプト薬物療法へ実用化展開しうる。神経細胞の過興奮は血管性痴呆やてんかんの原因となる。従来の薬物療法では、脳細胞の活動全体を低減化することで過興奮を抑えてきた。過興奮する細胞を、過興奮している時にだけ特異的に抑える療法があるなら、その方が優れている。上述したIP3-assisted CICRが起こる細胞内環境を常時作っておけば、この療法が実現できる。これは、単一細胞内シグナル(IP3)に依存しているが、単一薬物(細胞外シグナル)に頼る必要は全く無く、多剤を種々の投与量で自在に組み合わせて、効果極大かつ副作用極小を実現するようにできる。細胞内IP3を増加させることが知られている受容体には、コリン性ムスカリン受容体、セロトニン2型受容体、アドレナリン性アルファ2型受容体、GABA-B受容体などがある。これらへのリガンド全てが要素薬物の候補である。一方、幼弱ラットにおいては、このIP3-assisted CICRも過興奮抑制作用も起こらないことが判明し報告した。この年齢依存性の分子機構についてアンカー分子を中心に解析を進めている。また、IP3-assisted CICRとシナプス抑圧との関連性に付いては、細胞内へのIP3投与がシナプス抑圧に促進的に働くことを見つけるなど、解析をすすめている。シナプス刺激によるポスト側の細胞内カルシウム上昇が大きければシナプス増強(LTP)が起こり、少量の上昇ではシナプス抑圧(LTD)が起こるという説が、カルシウムとシナプス可塑性との関係について言われている。

しかし、これまでの私たちやその他の研究グルーブの研究に基づけば、単にカルシウムの量だけに依存しないメカニズムがあると考えざるを得ない。そこで、LTDが誘導される範囲で、シナプスの刺激周波数と細胞内カルシウム上昇量の関係を調べ、更に薬剤を用いて、細胞内のカルシウム動態を変化させることでLTDの誘導性がどのように変化するかを検討した。生後3週ごろのラットより海馬のスライスを作り、CA1にてfield EPSPを記録した。LTD誘導の刺激として、0.5Hz、1Hz、2Hzの3種類を与えた。通常の外液中では、1Hzの刺激でLTDが最大であったが、カルシウム上昇量は、周波数にほぼ比例して増えていた。細胞内カルシウムストアからカルシウムの放出を促すカフェインを含んだ外液中では、0.5Hzでも1Hzと同じ程度の抑制が見られるようになった。しかし、カルシウムの上昇量については、コントロールと差がなかった。細胞内からのカルシウム放出がLTD誘導を起こす役割を担っているということが示唆された。次に、細胞外からのカルシウム流入を阻害した。L-typeカルシウムチャネルを阻害すると、0.5HzでLTDが誘導され、カルシウム上昇は0.5Hz刺激にて減少した。カルシウム流入はLTD誘導を抑制していることが示唆された。一方、2Hz刺激では、誘導されるLTDの程度がカルシウム上昇に相関していた。シナプス可塑性とカルシウム濃度の関係においては、カルシウムソースに依存する機構とカルシウム濃度に依存する機構が存在し、シナプス可塑性の方向性が二重にコントロールされていることが示唆される。シナプス抑圧の誘導に不可欠なもののひとつは、ポスト側の細胞内カルシウム信号系である。シナプスの刺激によりポストシナプス側で細胞内カルシウム上昇が起こるが、その上昇が大きければLTPが起こり、少量の上昇ではLTDが起こるという説が、カルシウムとシナプス可塑性との関係について言われている。このようなカルシウム濃度一元論においては、LTDが誘導される閾値のあたりでは、LTDが誘導されるかされないかが極わずかのカルシウム濃度変化で決まってしまうことになる。このような一見不安定なメカニズムが実効しているのか、それとも、何か他の単にカルシウムの量だけに依存しないメカニズムが並存して、システムを安定に働くようにしているのかに興味を持った。そこで、LTDが誘導される範囲で、シナプスの刺激周波数と細胞内カルシウム上昇量の関係を調べた。その結果、シナプス可塑性とカルシウム濃度の関係は、2つのコンポーネントからなっている可能性が示唆する結果を得た。一つは、従来から言われている、カルシウムの量に依存する部分で、主にefficacyが強まっていく範囲にあるものであり、これはNMDA受容体に依存したシナプス抑制機構を駆動する。
陸上植物における従属栄養性進化: パターンとメカニズムの統合的解析

一般に陸上植物の多くは菌根菌と共生しており,土壌の無機塩類と光合成産物を供給し合う相利共生の関係を成立させている.一方,菌寄生植物と呼ばれる植物は,光合成能力を失い,菌根菌から養分を略奪するという特異な進化を遂げている.菌寄生植物は複雑な生物間相互作用を持つと予想され,以前から注目を集めていた.しかしながら菌寄生植物は,開花および結実期以外は地上に姿を現さないため,その研究には困難が伴った.このような課題を解決するため,私は,菌寄生植物の精力的な探索と記載分類を行い,詳細な研究を遂行するための土台を築いてきた.その土台をもとに,本研究では,植物が関わる重要な共生系である送粉共生系や菌根共生系,種子散布共生系が,菌寄生植物の種分化や多様化にどのような影響を与えたのかを検討した.その結果,植物が菌への寄生性を獲得し光合成をやめる際には,菌根共生のみならず,一見関係のないように思える送粉共生系,種子散布共生系まで劇的に変化することが明らかになった.特に,ギンリョウソウ,ショウキランやキヨウスミウツボといった独立に従属栄養性を獲得した遠縁の植物の果実が,いずれも直翅目のカマドウマに摂食され,生存能力のある種子が排泄されていることを明らかにした成果は,驚きを持って受け止められた.この成果は,寄生性獲得に伴う種子の小型化と暗い環境への進出が,特殊な種子散布様式への収斂を促したことを示唆している.さらに送粉共生系,種子散布共生系における変化が,菌寄生植物の種分化や多様化に寄与した可能性も強く示唆された.生物間相互作用の研究はこれまでにも数多くなされてきたが,いずれの研究でも二者に限定した解析系が用いられており,自然界の複雑な環境下の相互作用を反映するものではなかった.一方,本研究では現実に近い三者以上の相互作用を想定しており,進化生態学の分野に大きなインパクトを与えるだろう.上記の成果は,当該年中も複数の国際学術論文誌で受理,出版されており,期待以上の研究の進展があったといえる.引き続き,野外観察,室内実験を行い,得られた成果は速やかに国際学術論文誌に投稿する.一般に陸上植物の多くは菌根菌と共生しており,土壌の無機塩類と光合成産物を供給し合う相利共生の関係を成立させている.一方,菌寄生植物と呼ばれる植物は,光合成能力を失い,菌根菌から養分を略奪するという特異な進化を遂げている.菌寄生植物は複雑な生物間相互作用を持つと予想され,以前から注目を集めていた.しかしながら菌寄生植物は,開花および結実期以外は地上に姿を現さないため,その研究には困難が伴った.このような課題を解決するため,私は,菌寄生植物の精力的な探索と記載分類を行い,詳細な研究を遂行するための土台を築いてきた.その土台をもとに,本研究では,植物が関わる重要な共生系である送粉共生系や菌根共生系,種子散布共生系が,菌寄生植物の種分化や多様化にどのような影響を与えたのかを検討した.その結果,植物が菌への寄生性を獲得し光合成をやめる際には,菌根共生のみならず,一見関係のないように思える送粉共生系,種子散布共生系まで劇的に変化することが明らかになった.特に,ギンリョウソウ,ショウキランやキヨウスミウツボといった独立に従属栄養性を獲得した遠縁の植物の果実が,いずれも直翅目のカマドウマに摂食され,生存能力のある種子が排泄されていることを明らかにした成果は,驚きを持って受け止められた.この成果は,寄生性獲得に伴う種子の小型化と暗い環境への進出が,特殊な種子散布様式への収斂を促したことを示唆している.さらに送粉共生系,種子散布共生系における変化が,菌寄生植物の種分化や多様化に寄与した可能性も強く示唆された.生物間相互作用の研究はこれまでにも数多くなされてきたが,いずれの研究でも二者に限定した解析系が用いられており,自然界の複雑な環境下の相互作用を反映するものではなかった.一方,本研究では現実に近い三者以上の相互作用を想定しており,進化生態学の分野に大きなインパクトを与えるだろう.上記の成果は,当該年中も複数の国際学術論文誌で受理,出版されており,期待以上の研究の進展があったといえる.引き続き,野外観察,室内実験を行い,得られた成果は速やかに国際学術論文誌に投稿する.
環境対応型潤滑油の低速・高荷重下および海水劣化条件下におけるトライボロジー特性

環境対応型潤滑油(Environmentally Accepted Lubricants、以下EALと略す)に人工海水が混入した場合のトライボロジー特性を、従来油と比較した。まず、環境対応型潤滑油に人工海水を混入した条件で摩擦係数を求め、その結果、一般的な傾向が現れず、2週間ごとに増加や減少を繰り返した。これは、加水分解による脂肪酸の生成による摩擦の低減効果と、水分混入による摩擦の向上効果の双方が現れるためと考えられた。次に、低速高荷重下で摩擦挙動を観察した結果、従来油の方が安定していることがわかった。1)3ピンオンディスク摩擦摩耗試験装置の整備を行い、実験体制を整えた。2)まず、海水劣化条件下での摩耗試験の予備試験を行った。EALの種類は、代表的な2種(BP/CASTROL、KEMEL、(JX)VICKERS、MOBILの4種から2種を選択)から、エステル系1種類、非エステル系1種類を選択し、比較用に従来の潤滑油(鉱油)の3種類を選択した。試験片は、ピン側試験片にはプロペラ軸材(軸材を想定)を、ディスク側試験片にはホワイトメタル2種(軸受材を想定)とした。試験手順は、面圧Pを一定(8.75MPa)とし、摺動速度を一定(690mm/s)とし、潤滑油温度を60°Cに温度制御した状態で、1回当たり6リットルの試験油を用いて、4Hrの摩擦試験を行い、その時の摩擦力を計測し、摩擦係数を求め、3種類の試験油を比較した。3)海水混入の影響については、易生分解性油は28日(4週間)で60%完了することから、その影響を調べるため、およそ2週間ごとに16週目まで追跡し、摩擦係数が悪化するかどうかを調べた。その結果、3種類の試験油ともに、特に摩擦係数の悪化は認められたなかった。この理由としては、潤滑油タンクにおいて海水が充分に攪拌されず、セットリングした状態の潤滑油が試験油に供給する方式であったため、生分解の影響や海水混入の影響が現れなかったものと考えられた。このことは、海水が潤滑油に混入しても、セットリングを充分に行えば、その影響を極力排除することが可能であることを意味しているものと考えられた。4)これらの結果をまとめ、公益社団法人日本マリンエンジニアリング学会(富山)で学会発表を行った。1)EALの海水混入によるトライボロジー特性の影響を調べ、充分にセットリングした潤滑油を摺動部に供給すれば、直ちに摩擦特性が悪化する可能性はないものと考えられた。2)しかしながら、海水混入し、充分に攪拌された状態の摩擦特性を調査することはやはり重要と考えられるため、試験方法を改良して、更なる実験を継続する予定である。具体的には、面圧を同じままで試験荷重を上げ、ピン試験片の接触面積を上げることによる精度の向上、海水混入した潤滑油を強制的に攪拌させて摩擦特性への影響を引き続き比較・調査する予定である。1)3ピンオンディスク摩擦摩耗試験装置を用いて、面圧P(8.68MPa)、温度T(60°C)を一定とし、滑り速度Vを変化(78から181mm/sの間の5条件)させて、海水混入(6リットルの潤滑油に10%の人工海水を混入)させた潤滑油(従来油とエステル系EAL、非エステル系潤滑油の3種類)の摩擦係数を測定した。2)面圧Pは、前回と同じになるように、面積を2倍とし、荷重を1/2として、摩擦力の計測精度の向上を図った。また、試験前に、海水混入した潤滑油を、十分に攪拌した後、実験に供試した。実験は、2週間ごとに、8週目まで実施した。実験結果を、ストライベック線図で評価した。3)得られた結果は、以下のようであった。まず、非エステル系潤滑油は異常摩耗を起こしたため、中止とした。従来油に比べ、エステル系潤滑油は、混入後2、4、8週間後は低かったが、未混入時、混入直後、6週間後は高くなり、不安定であった。4)海水混入前後の動粘度を、簡易的に観察した結果、従来油、エステル系EALともに若干の上昇が見られた。5)摩擦面を観察した結果、高い摩擦係数を示したエステル系EALの摩擦面は、ピン側、ディスク側ともに、激しい摺動痕が観察された。一方で、低い摩擦係数を示した従来油の摩擦面は、損傷が軽微であった。これは、エステル系EALでも同様に、摩擦係数が低い場合には、損傷は同じように軽微であった。6)人工海水を使用し、特にエステル系EALの加水分解のトライボロジー特性に及ぼす影響を調べたが、従来油に対して、摩擦係数の不安定さが一部で見られることが明らかとなった。1)海水混入によるEALのトライボロジー特性に及ぼす影響は、従来油では安定している一方で、エステル系EALは一部の実験で不安定なところが見られたこと、非エステル系EALは、異常摩耗が見られたことがわかった。2)人工海水によるEALの加水分解の影響について、概ね明らかになったため、次のステップとして、生分解性の影響について調査を行う予定である。3)また、低速高荷重下での摩擦の不安定挙動が生じるか否かについても、調査を行う予定である。環境対応型潤滑油のトライボロジー特性を、従来油と比較・調査した。まず、低速・高荷重下で摩擦力の挙動を調べ、条件によってはスティックスリップ現象、すなわち、摩擦の不安定挙動が環境対応型潤滑油のエステル系、非エステル系油に現れることが分かった。

次に、人工海水を混入した潤滑油を用いて、滑り速度を変化させて摩擦係数を計測した。垂直荷重と潤滑油温度は一定とした。2週間ごとに摩擦試験を行い、8週間まで実施した。飽和エステル系油を不飽和エステル系油を比べると、安定性においては飽和エステル系油の方が優れていたが、従来油と比較をすると、不安定であった。また、時間の影響については、明確な傾向が得られず、2週間後に上昇することもあれば、下降することもあった。この理由として、加水分解による脂肪酸の生成による摩擦力の低減作用、水分混入による摩擦力の増加作用の2つが挙げられ、これらの影響で摩擦力が不安定になるものと考えられた。従来油の場合には加水分解による脂肪酸の生成が生じないため、安定した摩擦挙動を取るものと考えられた。次に、従来油、エステル系油、非エステル系油の低速・高荷重下における摩擦挙動を3ピンオンディスク摩擦摩耗試験装置を用いて計測・観察した。実験条件は、面圧12.5MPa、25MPa、37.5MPa、速度25.9mm/s一定、油温60°Cとした。その結果、従来油は安定した摩擦挙動を示したが、エステル系油、非エステル系油はスティックスリップ現象が観察された。環境対応型潤滑油(Environmentally Accepted Lubricants、以下EALと略す)に人工海水が混入した場合のトライボロジー特性を、従来油と比較した。まず、環境対応型潤滑油に人工海水を混入した条件で摩擦係数を求め、その結果、一般的な傾向が現れず、2週間ごとに増加や減少を繰り返した。これは、加水分解による脂肪酸の生成による摩擦の低減効果と、水分混入による摩擦の向上効果の双方が現れるためと考えられた。次に、低速高荷重下で摩擦挙動を観察した結果、従来油の方が安定していることがわかった。1)試験条件を変化させ、ストライベック線図上にプロットすることにより、海水劣化による潤滑油のトライボロジー特性が悪化するか否かを中心に調査する。具体的には、面圧P、および、潤滑油温度Tを一定とし、摺動速度vを段階的に下げて、摩擦係数が上昇し始める軸受定数を実験的に明らかにする。2)他のEALについても、同様に海水劣化条件下でのトライボロジー特性が悪化するか否かを比較・調査する。3)得られた結果をまとめ、公益社団法人日本マリンエンジニアリング学会の学術講演会で発表する。1)今後は、加水分解の影響だけでなく、生分解性にも着目し、人工海水ではなく、天然海水を使用して、同様の実験や観察を継続の予定である。2)低速高荷重下での摩擦の不安定挙動、すなわち、「スティックスリップ」の現象が発現するのか否かを、調査する予定である。3)得られた成果をまとめ、公益社団法人日本マリンエンジニアリング学会の学術講演会で発表する予定である。トライボロジー1)下記1)2)の計画に沿って研究を遂行するため。1)試験製作費は材料費150千円、機械加工費用、30セット×5千円=150千円を予定している。潤滑油の購入費は1種類あたり60千円×2種類=120千円を予定している。2)成果発表のための旅費として、60千円を予定している。
超伝導重力計とレーザ歪計による地球核の個有振動の検出-神岡と松代での比較-

本年度は科研費の最後の年度であり、神岡超電導重力計(SG)の性能の向上、特に冷凍機関係の性能向上を図るため、筑波大学研究基盤総合センター低温部門の池田博講師に、また、従来も共同研究をしてきたJSPSの外国人特別研究員(水沢勤務)Severine Rosat博士の2名に研究協力者として参加してもらった。スマトラ・アンダマン地震(Mw=9.0-9.3)の信号は世界の多くのSGで明瞭に捉えられた。神岡、松代を含む世界13ケ所のSG記録を使い、地球自由振動_0S_0モード(地球の半径が変化するモード)の解析結果を出版した。従来の研究で、このモードの地球の扁平度、回転の影響(緯度依存性)は知られていたが、緯度のみのならず、経度方向にも変化すること、また、その変化が3D-地震波トモグラフィーを使ったモデル計算から予測される分布と矛盾がないものであることが分かった。これは、世界初である。神岡と松代の解析結果は観測誤差の範囲で一致しており、解析の信頼度を測る目安になった。本科研費で実施した一連の観測・研究の大きな成果と言える。観測された_0S_0の振幅変化幅は全地球で2%程度の小さなものである。しかし、本研究の結果も示すように、振幅変化は地球の横方向の構造変化に敏感で、地球内部構造の研究にとって重要と言える。SGは絶対重力計を使い0.1%以上の精度で検定されている。これが、このような微小な現象が議論できる基礎になっている。しかし、SG観測点の数は、国際観測網で使われている地震計の数に比べ圧倒的に少ない。一方、地震計の振幅精度は数%程度で、これを0.1%台に向上できれば、地球内部構造の研究に大いに寄与すると言える。地震計検定の精度向上を目指し、本研究のレーザ歪計グループが開発したレーザ地震計とSGとの比較観測を、本年度、神岡で開始した。重力観測への大気圧変動、海洋変動の影響についての研究でも、大きな進展がみられた。なお、絶対重力計FG5によるSGの検定を3回(江刺1回、神岡2回)実施した。本研究は、地球の核に起因する微弱振動の検出を目的にしている。そのため、温度条件が良く、岩盤も強固で、且つ世界最高水準にあるレーザ歪計が設置されているカミオカンデ観測点に超伝導重力計(SG)を設置し、この歪計との比較観測をする一方、信号検出確度をあげるため、神岡同様に温度、岩盤条件が良く、且つ近接している松代観測点でのSGとの比較観測を行っている。継続3年の初年度として、本年は主に装置改良、SG観測の立ち上げを行った。具体的には、(1)神岡でのSG設置に万全を期すため、製作元である米国の会社との共同作業で、水沢での改良、立ち上げ試験を9月から10月に掛けて実施し、性能の確認を行った。(2)2004年10月17日から神岡での設置作業を開始し、10月22日、観測を開始した。(3)本研究で目的とするような微弱信号の検出上の大きな問題として、気圧変化による擾乱がある。

この影響を高精度で補正することを目的に、両SG観測点を含む9点からなる、東西方向に約100km、南北方向に約50kmの広がりを持った気圧観測ネットワークを構築し、観測を開始した。(4)レーザ歪計については、ヨウ素安定化レーザをネットワーク経由でリモートに制御できるよう改善を行うと共に、絶対長の観測システムを完成し、地球潮汐を100m基線の絶対長の変化として検出することに成功した。神岡での観測を開始した2カ月後(2004年12月26日)、スマトラ北西沖でM9.3の巨大地震が発生した。神岡、松代のいずれの観測点でも、この地震の良好な記録をとることができた。特に、地球自由振動_0S_0モードについては、今年3月28日に同地域で起こったM8.7の地震でリセットされるまで、全期間に渡って観測することに成功した。このモードを含め、_0S_2,_0S_3等の低周波地球自由振動の解析結果を米国の専門雑誌に投稿した。現在、査読中である。1.重力グループ1.1観測、機器開発神岡、松代での超伝導重力計(SG)観測は、液体ヘリウムの補充を行い順調に続けられている。本科研費で展開している気圧計観測網でデータが得られている。2005年7月に,京都大学の絶対重力計(AG)による神岡SGの検定を実施した。また、新谷、坪川はそれぞれ独立にAGの開発を行っている。1.2研究2004年12月26日のスマトラ沖で発生したMw=9.3の地震は、神岡、松代の両観測点で3カ月以上にわたって観測された。この記録も含む、世界のGGP (Global Geodynamics Project)観測点から選んだ低ノイズSG記録を使い低周波自由振動の解析を行い、OS2等の周期、Q-値を高い精度で決定することに成功した。また、OS0の緯度依存性を世界で始めて観測から発見し、3次元地震波モデルとの比較を行った(GRLに投稿、査読中)。SGデータの解析結果に関する複数の論文を国際誌に出版した。2.レーザ歪計グループ2.1機器の改良と開発長期トレンドの観測精度を向上させるために、100m基線の絶対長を測る干渉計をレーザー伸縮計の真空装置内に組み込んだ。その結果、レーザー伸縮計の欠測時に問題となる半波長の整数倍の不定性を絶対長干渉計で補正することが可能となり、長期ひずみ変動を正確に観測する準備が整った。また、干渉計の大幅な性能向上を目的に、鏡のコーテングに関する技術開発が行われた。2.2研究レーザ歪計記録を使った地球潮汐ひずみ解析を行った。地形補正や海洋潮汐を考慮した理論波形と5%以内の精度で一致することが分かった。これから、設置場所が低雑音環境であることも条件に入るが、所期の装置性能が達成されていることがわかった。また、2004年紀伊半島沖地震について、地震発生時の歪ステップについて解析を行った。地震観測からわかっている断層メカニズムを仮定した理論計算結果と神岡で観測されたステップが良い一致を示しており、10^<-9>レベルでの歪ステップ観測の信頼性が確認できた。本年度は科研費の最終年度であり、神岡の超伝導重力計(SG)の立ち上げ、性能向上で協力いただいている筑波大学研究基盤総合センター低温部門の池田博講師、また、従来も共同研究をしてきたJSPSの外国人特別研究員(水沢勤務)Severine Rosat博士の2名に研究協力者として参加してもらった。スマトラ・アンダマン地震(Mw=9.0-9.3)の信号は世界の多くのSGで明瞭に捉えられた。神岡、松代を含む世界13ケ所のSG記録を使い、地球自由振動_0S_0モード(地球の半径が変化するモード)の解析結果を出版した。