hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
言語コーパスに対する読文時間付与とその利用

均衡コーパスに対して日本語母語話者24人分の読み時間を付与した。読み時間データに対して各種アノテーションを重ね合わせる作業を進めた。具体的には、統語情報としての係り受け・節境界情報、意味情報としての分類語彙表番号、談話情報としての情報構造アノテーションを重ね合わせた。一般化線形混合モデルによる統計分析を行うことにより、次のような結果が得られた。たくさん係り受け関係を持つ文節の読み時間が短くなる現象が確認された。節境界において読み時間が短くなる現象が確認された。さらに体言よりも用言のほうが読み時間が長くなる傾向がみられた。平成25年度は、まず実験環境の構築を行った。対象とするテキストコーパスとして「現代日本語書き言葉均衡コーパス」のコアデータ中の書籍サンプルと新聞サンプルを対象とし、自己ペース読文法の実験環境と、視線走査法の実験環境を構築した。20人規模で自己ペース読文法の被験者実験を、8人規模で視線走査法の被験者実験を行い、実験を大規模に行う際に起きる問題点を検証した。結果、視線走査法において、画面遷移時の注視点の制御について問題があることがわかった。また、被験者の募集が低調であったために、効率的に被験者を募集する手法についても検討を行った。小規模ではあるがデータを収集し、データの構造化を進めた。文字列の線形順序と視線遷移順序の両方を読み時間情報とともに帳票形式で保存する方法を検討した。検索環境構築においては、予算の制約により、予定していた2つのソフトウェアのうちChaKi.NETに対してのみ読文時間対応を行うこととした。平成25年度は現行のChaKi.NETの機能により、どのレベルの問い合わせと可視化が可能かについての検証を行った。検証においては、分担者との議論だけでなく、第5回コーパス日本語学ワークショップにおけるポスター発表により広く意見を募った。結果、書記言語における文字列の線形順序と人間の読文過程における単語認識順序が、自己ペース読文法においては一致するが、視線走査法においては読み戻しや読み飛ばしが発生し、2つの順序間の対照比較の類型化が必要なことがわかった。H26年度4-6月期に視線走査法及び自己ペース読文法に基づく実験環境を確立した。BCCWJの新聞記事サブコーパス10記事からなるデータセットを4セット作成し、被験者に対して副次的に実施するリーディングスパンテスト・アンケート・語彙数テストの仕様を確立した。H26年度7-9月期に実験補助者を2名雇用し、50人規模で被験者実験を行いデータを取得した。さらにH26年度12月-3月に技術補佐員を2名雇用し、40人規模で被験者実験を行いデータの追取得を行った。有効な視線走査データはのべ40名分・自己ペース読文課題データはのべ80名分を超えるに至った。読み時間データを取得したテキストデータの要約作文を取得し、BCCWJの要約作文コーパスを数十人規模で構築した。要約作文は5つの観点からなる人手による評価指標を重畳的に付与した。さらにクラウドソーシングを用いて各テキストごとに100人規模の要約作文を収集した。H26年度1-3月期に公開データの形式について検討した。初回視線停留時間・総視線停留時間・視線回帰停留時間の3つの時間をデータ化することとし、データ整形プログラムの開発を行った。H26年度9月-1月期にコーパスコンコーダンサChaKi.NETの読み時間可視化機能を開発を行った。ChaKi.NETのプロジェクト機能(複数の観点からなるコーパスの可視化機能)を用いることで、単語列の線形順序と視線走査順序の2つの順序に基づく例文表示ができることになった。H27年度は、H26年度に引き続き80人規模で実験を行い、24人分のデータをコーパスにした。統計処理がしやすいように、形態素と文節単位の注視時間情報を整理した。実験協力者の言語背景情報アンケートや記憶力テスト・語彙数判定テストの情報を整理し、データを共有できる形式に変換した。研究の進捗について言語処理学会のチュートリアルで紹介した。当初予定している実験数を行い、統計処理可能な件数のデータを取得したため。研究作業者を雇用し、読み時間データに対して各種アノテーションを重ね合わせる作業を進めた。同様に節境界についても読み時間が短くなる傾向があり、節ラベルで分析すると並列節>>名詞修飾節>>補足節,副詞節の順に短くなることが確認された。分類語彙表番号においては、統語的な性質を表す「類」に関して「体」>>「その他」>>「相」>>「用」と読み時間が短くなる傾向が確認された。意味的な分類を表す「部門」に関しては、「生産物」>「自然」>「関係」≒「主体」>「活動」という傾向がみられた。情報構造においては、特定性・有情性で読み時間が長くなる傾向がみられた。また、新情報と想定可能(Bridging)・旧情報が判別可能なレベルで読み時間に差があることが確認された。

得られた知見について、係り受けについてはCOLING-2016で発表を行った。情報構造については2016年度内に言語処理学会年次大会で発表を行った。ほかのものについても2017年度中に対外発表を行う。また、統計処理手法として、一般化線形混合モデルではなく、Bayesian線形混合モデルに基づく分析を進めた。均衡コーパスに対して日本語母語話者24人分の読み時間を付与した。読み時間データに対して各種アノテーションを重ね合わせる作業を進めた。具体的には、統語情報としての係り受け・節境界情報、意味情報としての分類語彙表番号、談話情報としての情報構造アノテーションを重ね合わせた。一般化線形混合モデルによる統計分析を行うことにより、次のような結果が得られた。たくさん係り受け関係を持つ文節の読み時間が短くなる現象が確認された。節境界において読み時間が短くなる現象が確認された。さらに体言よりも用言のほうが読み時間が長くなる傾向がみられた。当初目標の年間100人規模の被験者実験を行い、安定して被験者実験の収集を行うことができている。公開データの形式も確定し、コーパスの可視化ツールの整備も進められており、おおむね順調に進展している。今年度は統計分析を進めるとともに、データの拡充を行う。統計分析においては、スペースありで呈示したものと、スペースなしで呈示したものの対照比較を行う。さらに自己ペース読文法と視線走査法との対照比較を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。心理言語学H26年度の対外発表で日本語学習者のデータの収集を求めるコメントをいただいた。またBCCWJ新聞データのみならず書籍データなどのほかのデータに対する読み時間データを求めるコメントもいただいた。H27年度はデータを拡張するために、BCCWJ書籍データの実験環境を整備するとともに、日本語学習者に対する被験者実験の可能性について検討する。具体的には日本語学習者に対するアンケートの検討を行う。またデータの分析を進める。現在、文節単位に半角空白を入れたデータと半角空白を入れていないデータの2種類のデータを各被験者から取得しており、半角空白の有無による読み時間の影響の調査を進める。H27-H28年度可視化のためのソフトウェアChaKi.NETの文節対応を進める。さらにH26年度収集した読み時間と要約作文コーパスとの対比を行い、読み時間に基づ被験者ごとの自動要約の可能性について検討する。実験環境の構築および実験結果の構造化についてその確立の時間を要した結果、被験者を集める方法について有効な手段を実行することができず、場当たり的な方法になってしまったため、小規模の被験者実験にとどまった。被験者実験後、大規模に被験者を集めるについて検討したため、翌年度以降については順調に進めることができると考える。実験環境の構築においても、現状の被験者実験においては、画面推移時に注視点が不定になる問題を抱えており、年度末に修正手法について検討した。
アブラナ科自家不和合性花粉因子SP11の発現抑制によるS対立遺伝子の優劣性制御

アブラナ科植物B. campestris (syn.rapa)の自家不和合性は、1遺伝子座S複対立遺伝子系によって制御されており、S遺伝子の表現型が雌雄で一致したとき、自己花粉が拒絶され、受精に至らない。この現象は、胞子体的に制御されることから、S対立遺伝子間に優劣性が存在する。花粉側の優劣性は、花粉因子SP11によって決定されているが、その分子機構は明らかになっていない。そこで、本研究では優劣性の異なるヘテロ個体において、優性のSP11の発現抑制を行った場合に、優劣性発現がどのようになるかと言うことを調査することで、優劣性発現機構を明らかにすることを目的とする。昨年度、おそめ(S52>S60)の系統に対して、S52-SP11のRNAiコンストラクトを導入した。カルス形成後再分化させ、開花後、TO当代において、自家受粉したところ、自家不和合であったおそめが、自家和合性になっていた。花粉での優劣性は、S52>S60、柱頭での優劣性は、S60=S52であることを考慮すれば、TO当代の花粉の表現型は、S遺伝子に関して、SP11を全く提示してないと推察できた。以上の結果は、最近明らかになったアブラナ科植物の自家不和合性の優劣性発現機構において、SP11遺伝子プロモーターの劣性対立遺伝子特異的にメチル化が生じることが原因であり、そのメチル化には、プロモーター領域と相同性のあるSP11遺伝子の周辺領域が関連しているというデータもある。つまり、RNAiによりS52-SP11は抑制できたが、S60-SP11の抑制を解除することには関連してないということが、実験と最近の論文から推察できた。本研究では、世界に先駆けてSP11の発現抑制を明らかにできなかったが、これまでに明らかになったことを十分にサポートする結果を得ることができた。アブラナ科植物B. campestris(syn. rapa)の自家不和合性は、1遺伝子座S複対立遺伝子系によって制御されており、8遺伝子の表現型が雌雄で一致したとき、自己花粉が拒絶され、受精に至らない。今年度は、おそめ(S52>S60)の系統に対して、S52-SP11のRNAiコンストラクトを導入した。現在、遺伝子導入個体からシュートを得て、次年度には開花、表現型観察ができるところまで達成した。また、遺伝子発現調節に関する別角度からの可能性として、RNA結合タンパク質による転写後の翻訳調節を検討した。シロイヌナズナRNA結合タンパク質をコードしたAtRBP45は、シロイヌナズナゲノム中に3コピー存在し、そのうちの2つが葯・タペート細胞、花粉特異的な発現パターンを示した。SP11の発現は、タペート特異的であることから、今後、この遺伝子の機能破壊系統の表現型を調査することで、タペート細胞、花粉での遺伝子機能が明らかになり、優劣性発現にも新たな進展をみることが期待された。
スキルス胃癌の浸潤・転移における平滑筋細胞の役割の解明と新規治療戦略への応用

スキルス癌の進展には、がん細胞と間質細胞との相互作用が重要な役割を果たしていることが指摘されている。本研究では、消化管壁内の粘膜筋板と筋層に豊富に存在する平滑筋細胞に焦点を絞り、がん細胞と平滑筋細胞を混合培養することによる癌細胞の形質変化を把握するとともに、分子細胞学的手法を駆使しその過程に関わるタンパク、microRNAを同定することによってスキルス胃癌の進展に関わる未知の分子メカニズムを見出し、この細胞間相互作用を制御する物質を探索し、スキルス胃癌に対する新規治療戦略を構築することを目標とする。1.外科手術で得られたヒト食道癌、胃癌組織から筋層を分離、cell separation kitを用いて単細胞に分離した後in vitroで培養し、新たな消化管平滑筋細胞の初代培養を試みた。2.予備実験として、平滑筋細胞の代わりに腹腔内の間葉系細胞を用いて、がん細胞と共培養し、その増殖能、運動能が亢進することを確認した。また、抗原刺激したリンパ球と共培養し、リンパ球の増殖を抑制することも確認した。3.申請者が過去の研究で樹立した食道筋層由来の平滑筋細胞および市販のヒト胃壁由来平滑筋細胞を用いて、ヒト胃がん細胞株(MKN45, OCUM-1、NUGC-4)との混合培養を行い、細胞増殖能、遊走能が促進される傾向を認めた。4.上記の平滑筋細胞上に免疫チェックポイント分子PD-L1が有意に発現しており、Interferon-g, TNFなどのサイトカイン刺激によってその発現が増強することを確認した。新たな検体を用いて実験に使用できる新たな消化管平滑筋細胞の初代培養するという作業には成功しなかったが、過去に樹立した食道平滑筋細胞および市販の胃癌平滑筋細胞を用いて、胃がん細胞との相互作用を検討する実験システムを確立し、平滑筋細胞が胃癌細胞の増殖能および遊走能に影響を与えている事実を見出すことができた。また、表面抗原の解析から免疫制御分子PD-L1を発現する新事実を見出し、平滑筋細胞の免疫細胞に対する影響も検討する価値のあることを示唆する有益な知見も得られた。初年度に確立したIn vitroの実験システムを用いて、平滑筋細胞と胃がん細胞株の混合培養行い、浸潤能の変化をinvasion assayで、マトリックス分解酵素、血管新生因子の産生能をZymographyおよび内皮細胞を用いたtube formation assayで検討する。また、がん細胞の上皮間葉移行(EMT)の程度を、E-Cadherin、Vimentin, SMAなどマーカーの発現で解析する。さらに、NOD/Scid mouseに皮下接種し造腫瘍性の変化を検討する。それらの生物学的事象を確認した後、それぞれのステップに関わるタンパクやmicroRNAを模索していく予定である。また、平滑筋細胞がPD-L1を発現ことから、Tリンパ球の増殖に対する平滑筋細胞の影響についても検討を加えることを付加する。

さらに、NOD/Scid mouseに皮下接種し造腫瘍性の変化を検討する。それらの生物学的事象を確認した後、それぞれのステップに関わるタンパクやmicroRNAを模索していく予定である。また、平滑筋細胞がPD-L1を発現ことから、Tリンパ球の増殖に対する平滑筋細胞の影響についても検討を加えることを付加する。ほぼ計画通り使用している。未使用額については、2019年度消耗品費として使用予定である。
超臨界流体を用いた大規模集積回路用高機能薄膜形成プロセスの開発

昨年度作製した窓付き超臨界製膜装置を用い,製膜過程のin situ観察手法の確立と,それに基づく原料探索,製膜条件の最適化を行った。昨年度は,製膜過程を窓からCCDカメラにより観察し,流体および基板表面の色の変化として捉えることに成功した。今年度は,製膜過程の変化を定量的に観察するため,in situ紫外・可視分光測定を行った。タングステンランプの光を製膜装置の窓から入射し,基板に反射して戻ってくる光をCCDカメラに代えて取り付けたファイバー式分光器により観察した。これにより,(1)原料の溶解に伴う600nm付近にピークを持つブロードな吸収の増加,(2)基板上でのCu核発生・核の合一による700nm付近にピークを持つブロードな反射の増加が観察された。基板上でのCu核の状態と分光反射率の対応関係は,反射率変化の特徴的な段階で製膜を中止し,核や膜の電子顕微鏡観察を行うことで確認できた。基板温度を上昇させながら700nmの反射光強度を観察すると,ほぼ一定だった強度が核発生が始まる時点で急激に増大しはじめ,核が合一して連続膜になる時点で光強度の増加が飽和した。核発生が始まる温度が低い方が,平滑なCu膜を得られることがわかった。この観察手法を用いて,製膜に適したCu有機錯体を探索した。当初用いたhfac錯体はフッ素がCuの核発生を阻害するため原料としては不適であることが判明した。そこで,フッ素非含有のacac錯体とdpm錯体を比較した。その結果,acac錯体の方が核発生開始温度が低く,より平滑な膜を製膜できることがわかった。また,TiNよりもRuの方が核発生温度が高いなど,核発生過程への下地の影響も明らかになった。超臨界二酸化炭素に溶解した銅の有機金属原料を熱分解し,Si基板上のTiN下地に銅薄膜を堆積するための反応器を設計,製作した。この反応器にはサファイア製の耐圧窓がついており,反応の進行を均一相およびTiN下地の色の変化として観察することができる。原料である(hfac)_2Cuの分解・鋼薄膜形成の過程を観察するため,原料と二酸化炭素を容器に密閉し,反応器温度を上昇させながらセル内部を観察した。160°C付近で均一相(原料+二酸化炭素)が無色から緑色に変化した。これは,原料からの脱水によるものであると考えられる。250°C付近で均一相が褐色に変化した。これは,原料が熱分解したものと考えられる。しかし,この温度に至ってもTiN上に銅薄膜は形成されなかった。そこで,還元剤として水素を添加して同様な実験を行った。その結果,250°C付近で色の変化が顕著になり,滑らかな銅薄膜が得られた。膜の導電率は1.9μΩcmとバルク物性に近く,膜中不純物の少ない良好な膜であった。このことから,還元剤として水素を添加すると原料の分解が促進されるとともに,下地表面での銅の核発生が促進されるものと考えられる。しかし製膜中の原料濃度を一定にして製膜機構の精緻な解析を行うためには流通式の装置が必要であり,その際に高圧水素の連続供給がネックとなる。したがって,供給の容易な液体還元剤を探索することが課題となっている。原料が迅速に分解し製膜が開始する温厚を色の変化として検知できたので,下地の影響を検討した。AuをTiN上にコーティングした結果,温度に対する均一相の色変化はAuの有無に依存しなかった。しかし,堆積した膜はAuコートした場合の方が滑らかであり,Auにより銅の核発生が促進されることが示唆された。すなわち,Auは原料の分解温度には影響しないものの,表面での核発生には大きく影響することがわかった。このような基板表面での現象を検知するin situ分析法,表面反射率測定や可視-紫外反射分光測定を現在検討中である。

そこで,フッ素非含有のacac錯体とdpm錯体を比較した。その結果,acac錯体の方が核発生開始温度が低く,より平滑な膜を製膜できることがわかった。また,TiNよりもRuの方が核発生温度が高いなど,核発生過程への下地の影響も明らかになった。
ベトナム和平と同盟の終焉－１９７０年代東南アジアにおける西側同盟の再編

ベトナム戦争をめぐるニクソン政権とインドシナ諸国(南ベトナム、ラオス、カンボジア、タイ)の同盟関係について研究してきたが、その成果として4本の論文を刊行した。これらの考察を通じて、1ニクソン政権とインドシナ諸国の同盟関係は軍事協力のみならず、深刻な政治対立を内包していたこと、2同盟関係の悪化には、アメリカの国内政治、特に議会上院外交委員会を中心とする政権のベトナム政策批判が大きな影響を及ぼしていたこと、3インドシナ同盟諸国間の協調と対立がニクソン政権のベトナム政策策定の一拘束要因となっていたことを明らかに、従来の先行研究で指摘されていない同盟関係の諸側面を明らかにした。研究実績として第1に、平成24年8月にアメリカ国立公文書館と、平成25年2月にリチャード・ニクソン大統領図書館を訪問し、当初の予定通りに関連資料を収集することができた。研究実績の第2点として、上記の資料調査の成果を二本の論考としてまとめた。第一の論考は、ニクソン政権のベトナム政策と西側同盟関係の変容の関連性を分析するために、その前史にあたるジョンソン政権期の対東南アジア条約機構(SEATO)政策を考察し、その成果を「ベトナム戦争と集団防衛ー東南アジア条約機構における米英対立、1965ー1968」アメリカ学会編『アメリカ研究』第47号(2013年3月)に発表した。この続編にあたるニクソン政権期の西側同盟関係の変容について、アメリカとタイの関係に焦点を当てた論考を発表する計画であるが、そのための資料は上記の二度の資料調査で既にある程度収集できている。第二の研究成果として、ニクソン政権のベトナム政策におけるラオスの位置づけ、ベトナム和平とラオス和平の関連、またその破綻について考察した「ベトナム和平交渉とラオス、196973年ーキッシンジャー=レ・ドク・ト交渉を中心に」を執筆した。本稿は、2010年に発表した紀要論文を、本研究助成採択後、新たに収集した資料を用いて改稿したものである。本稿は脱稿済みであり、阿曽村邦昭編『ベトナムー国家と民族』古今書院、に所収され、2013年夏に出版される予定である。本年度は、ニクソン米政権のベトナム政策が西側同盟諸国に与えた政治・安全保障上の影響を考察するために、アメリカとタイの関係を事例研究として取り上げ、その成果を「ニクソン政権のベトナム政策とタイ、1969ー1973」『コスモポリス』(2014年3月、上智大学大学院グローバル・スタディーズ研究科国際関係論専攻)として刊行した。近年、ニクソン政権期のベトナム政策に関する本格的な実証研究が徐々に発表されているが、いまだ先行研究において考察されていない重要なテーマが、米軍の軍事拠点としてベトナム戦争の遂行に深く関与していたタイと同米政権の同盟関係の分析である。本研究は、米政府の刊行史料に加えて、本研究助成による過去3年間の史料調査(アメリカ国立公文書館およびニクソン大統領図書館)で得た米国政府文書を用いて、これまで十分に明らかにされてこなかった、ベトナム戦争をめぐるアメリカとタイの軍事的協力と政治的摩擦の両面を実証した。本研究では、米・タイ両国の政治的不和を引き起こした要因として、「ニクソン・ドクトリン」や「ベトナム化政策」に象徴されるニクソン政権の軍事撤退計画のみならず、米国議会、特に上院外交委員会での米・タイ軍事同盟の実態追求と両国の同盟に対する批判に注目し、米国内での行政府と議会の対立が、タイとの同盟関係に及ぼした影響を明らかにした。さらに、本研究では、1これまで指摘されていた以上に、タイ政府がニクソン政権のラオス、カンボジア軍事侵攻に関与していたこと、また、2その結果として、タイによる隣国ラオス、カンボジアへの関与は、インドシナ諸国の兵力を他のインドシナ諸国に投入することで、米軍のベトナム撤退を促進する、ベトナム戦争の「インドシナ化」であったとの新しい解釈を提示した。申請時の計画通り、ニクソン大統領図書館での資料収集を2011年8月に実施した。その成果として、2012年3月に、'The Moment of Truth: US Policy toward Indochina in the Immediate Post-Vietnam War Period, January to June 1973,' Encounters, no.3 (Dokkyo University)を刊行した。同研究は、先行研究で本格的に議論されていない、ベトナム和平協定締結(1973年1月)後のニクソン政権のインドシナ(南北ベトナム、ラオス、カンボジア、タイ)政策を考察したものであり、ニクソン政権のベトナム戦争政策に関する研究に新たな知見を提供するものである。本研究の目的は、ニクソン政権のベトナム政策と東南アジアにおける西側同盟体制再編の関連を考察することであるが、上記論文は、その考察の一部を構成する。これまでの研究では、ニクソン政権のベトナム政策を分析する際、主に北ベトナムや、ソ連、中国などの共産主義諸国との関係に焦点を当ててきたが、上記論文は、アメリカの正式な同盟国、または事実上の同盟国となっていた、南ベトナム、カンボジア、ラオス、タイとの関係を広範に論じている。

1973年前半、ニクソン政権はベトナム和平協定の欠陥を補正すべく北ベトナムとの交渉を継続したが、そこでの主な議題はカンボジアとラオスの内戦の解決であった。結局、ニクソン政権は両国の内戦の解決に失敗し、これが後の両国の共産化に道を開き、また第二次大戦後アメリカがインドシナで形成した安全保障体制の崩壊につながっていったのである。上記、「研究実績の概要」で記したように、当初の計画通り、二度(平成24年8月と平成25年2月)のアメリカでの資料収集を実施した。平成24年8月にアメリカ国立公文書館で収集した資料については、それを用いた論文をアメリカ学会編『アメリカ研究』第47号に発表することができた。また、上記2回の調査で収集した資料を用いて、現在ニクソン政権期のベトナム政策におけるタイの位置づけについての論考の執筆準備に入っており、平成25年度内に刊行する予定である。海外での資料調査に加え、国立国会図書館等の国内資料館、オンライン上の資料の収集も着実に進んでいる。国会図書館では、アメリカ議会の議事録、アメリカ国内の主要紙(The New York Times, The Washington Post等)を調査している。おおむね当初の計画通りの資料調査と成果発表が出来ていると判断している。当初の計画通り、資料収集の目的で2011年8月に米国カリフォルニア州ニクソン大統領図書館を訪問した。そこで収集した資料を利用し、上記論文を執筆して2012年3月に刊行した。また次に発表する予定のテーマ(ベトナム戦争期のアメリカとタイの関係)についても順調に文献調査、資料収集が進行している。次年度も、二度の海外公文書館での資料調査が研究活動の中心となる。まず、25年8月、ないし9月に、イギリス国立公文書館への資料調査を予定している。ニクソン政権期のインドシナ(南北ベトナム、ラオス、カンボジア、タイ)政策についていまだ解禁されていない資料もあるため、インドシナの現地情勢や関係各国政府の動向について、イギリス政府の資料で補完するために、資料調査を行う予定である。また、平成26年2、3月に、アメリカ国立公文書館と議会図書館での資料調査を計画している。次年度も研究を推進する上でもっとも重要となる海外資料館での政府資料の収集を行う。8月に米国ニクソン大統領図書館で、翌年2月にイギリス国立公文書館での資料調査を行う予定である。また海外渡航前に、オンラインで利用できる関連文書(米国務省文書データベース、ジョンソン大統領図書館、ニクソン大統領図書館データベースなど)を積極的に使用し、海外での資料収集の効率化を図る。研究費の大部分は、上記「今後の研究の推進方法」に記したように、海外渡航費として使用する予定である。二度の海外渡航で、研究費の約78割の使用が見込まれる。また、逐次、ベトナム戦争に関する研究書、資料集の購入も行う計画である。研究費の大部分は二度計画している海外資料館での文献収集のための渡航費および複写代として使用する予定である。
染色体分配に必須なセパレース-セキュリン複合体のCdc48による制御機構の解明

Cdc48と結合する新規タンパク質の探索分裂酵母Cdc48タンパク質に対する質量分析法およびその後のゲノムサーチ法によって、Cdc48と結合するタンパク質を5つ同定した(Ubx2、Ubx3、Ucp10、SPBC21c3.11、SPAC17c9.11)。これらのうち、SPBC21c3.11およびSPAC17c9.11は新規タンパク質である。これら5つのタンパク質がCdc48タンパク質と物理的相互作用することは、免疫沈降法および酵母ツーハイブリッド法により追確認した。興味深いことに、これら5つの分裂酵母タンパク質は全て、Ubxドメイン(Ubiquitin regulatory X domain)と呼ばれるタンパク質ドメインを持っていた。Ubxドメインは、その3次元構造がユビキチンに似ているドメインであり、このUbxドメインはCdc48タンパク質のN末端と結合すると出芽酵母で報告されている。さらに、これら分裂酵母Ubx遺伝子は、cdc48変異株の高温感受性を相補することが分かった。さらに、Ubx遺伝子を細胞内に高発現させると、Cut1/セパレースタンパク質が安定化されることを見出した。いくつかのUbxタンパク質はそのN末にUbaドメイン(Ubiquitin associated domain)を持つ。Ubaドメインはユビキチンと結合するドメインであるため、ユビキチン化されたCut2タンパク質と結合するのかもしれない。Ubxタンパク質とユビキチン化Cut2タンパク質を介して、Cdc48がCut1タンパク質を安定化することで、正常な染色体分配を保証しているのかもしれない。染色体が持っ遺伝情報を娘細胞に正確に継承することは、生命にとって極めて重要である。遺伝情報を娘細胞に正確に伝達する分子機構のなかでも、本研究では特に染色体分配がいかにして制御されているかに注目して、真核生物である分裂酵母をモデル生物とした研究を行った。染色体分配に必須な因子であるセパレース-セキュリン複合体の中のCut1/セパレースと遺伝的相互作用する変異株をスクリーニングし、cdc48-353変異株を得た。また、別の方法でcdc48-427変異株を得た。Cdc48/VCP/p97はAAA型ATPaseのひとつであり、ヒトから酵母、古細菌にまで高度に保存されたATPaseである。cdc48-427変異株およびcdc48遺伝子破壊株は核分裂異常や細胞形態異常などの多面的な表現型を呈したのに対して、cdc48-353変異株はM期での姉妹染色分体分配を正常に行うことができず、archery-bow表現型およびcut表現型のみを呈して致死となった。また、cdc48-353変異株のG1期細胞あるいはG2期細胞を制限温度でリリースすると、どちらも、最初のM期において致死となる。さらに、cdc48-353変異株ではM期にCut1タンパク質が減少し、その高温感受性はpCUT1によって強く相補され、またcdc48-353変異株とcut1変異株が呈すarchery-bow、cut表現型は互いに酷似している。また、cdc48-353変異を遺伝的背景に持つ細胞では、ユビキチン化Cut2タンパク質が特異的に減少していることを示した。さらに、質量分析装置を用いて、Cdc48タンパク質と結合する新規タンパク質としてUbxタンパク質を見いだし、ubx遺伝子がCut1タンパク質の量を増加させることを示した。
低温プラズマ表面修飾技術による酸化チタン微粒子の環境浄化機能の改善に関する研究

1.酸化チタン微粒子の低温プラズマ処理による可視光応答化酸化チタン微粒子の窒素プラズマ処理により微粒子表面にTi-N結合が形成するが、このTi-N結合を形成する置換型窒素量に対する全ドープ窒素量の比(以下Ti-N結合形成率と略称)はプラズマ処理条件により制御できる。メチレンブルー吸着酸化チタン微粒子の可視光照射による664nm吸光度減少量は窒素プラズマ処理により増大し、可視光応答性を発現することが明らかになった。メチレンブルーの可視光分解量はTi-N結合形成率とほぼ比例する傾向を示した。2.酸化チタン微粒子のプラズマ重合効果モノマーとしてオクタメチルシクロテトラシロキサンを用いて酸化チタン微粒子表面にプラズマ重合を行った結果、SiO_2類似極薄膜層を形成して可視光応答性を発現することが明らかになった。第一原理計算によれば、酸化チタンへの炭素またはケイ素のドーピングによりバンドギャップの狭窄化が起こることを確認しており、したがって可視光応答性の発現はプラズマ重合過程でモノマー構成元素である炭素またはケイ素のドーピングにより起こる可能性が考えられる。3.プラズマグラフト重合法による酸化チタン微粒子表面SiO_2類似極薄膜層への機能性グラフト鎖の形成モノマーとしてアクリルアミド(AA)及びグリシジルメタクリレート(GMA)、共通溶媒として2-プロパノールを用いて、343Kで2時間プラズマグラフト重合を行った。SEMによる酸化チタン微粒子のグラフト重合前後の表面形態変化を確認し、また拡散反射IRスペクトルからメチレン鎖の形成が確認されたことより、AA及びGMAからのグラフト鎖の形成が認められた。グラフト鎖重量は下地のSiO_2類似極薄膜層の厚みに依存せず、ほぼ一定となった。1.酸化チタン微粒子薄膜のプラズマ処理の検討ベルジャー型プラズマ装置(薄膜用)を用いて、アルゴンプラズマ処理(圧力0.1Torr、放電出力20400W、放電時間26min)の後、窒素プラズマ処理(圧力0.2Torr、放電出力20400W、放電時間26min)を行った。プラズマ処理酸化チタンは可視光吸収を示し、XPS測定によりN_<1S>ピークを確認した。プラズマ処理酸化チタンをメチレンブルー水溶液とキセノンランプを用いて光触媒特性を評価した。光触媒特性は100W以下の低出力側では窒素導入量と共に減少するが、300W以上の高出力側では僅かではあるが未処理よりも向上した。プラズマ状態の電子温度は放電出力に依存して28eVを示し、またXPSのN_<1s>スペクトル解析より、高出力側ではTi-N結合の形成が認められた。これらの結果から、高出力側では酸化チタン結晶格子内に窒素が導入されたことにより可視光応答性が発現したと考えられる。2.酸化チタン微粒子のプラズマ重合の検討(1)プラズマ重合:モノマーとしてオクタメチルシクロテトラシロキサン、圧力0.8Torr、放電出力30W、放電時間330minとして、ロータリー型プラズマ装置(微粒子用)を用いて酸化チタン微粒子表面にプラズマ重合を行った。プラズマ重合時間2030minとして酸化チタン微粒子表面に形成させた重合膜は1,273Kにおいても表面元素比Si/Tiは殆ど減少せず、高い耐熱性を示した。(2)光触媒特性:メチレンブルーを用いた光触媒特性は未処理よりもプラズマ重合することで減少した。しかし重合時間20min付近以降では熱安定性の高い重合膜の膜厚は増加したにもかかわらず、メチレンブルー分解率が増加した。したがって重合膜は多孔性を有していると考えられ、プラズマ重合により光触媒機能の酸化作用に対して安定な重合膜を形成させる可能性が明らかとなった。
トレイル受容体誘導作用を指標とした抗腫瘍性天然シーズの探索

スクリーニング試験の結果陽性と判定した3種の植物エキス(Millettia brandisiana,Ardisia colorata,Garcinia mangostana)及び1種の放線菌エキス(CKK609株)について,活性を指標に分画を行い,新規イソフラボノイド7種を含む31種の化合物を単離した.更に,特に強いDR5プロモーター活性を示した4'-demethyltoxicarolisoflavoneについて,TRAIL耐性ヒト胃癌細胞(AGS細胞)に対するTRAIL耐性克服作用の検討を行った.その結果,本化合物はTRAILとの併用処理により,DR5の発現上昇を介し感受性を高め,TRAIL誘導性アポトーシスを誘導することが認められた.また,これらの併用処理によるアポトーシス誘導は正常細胞においては認められないことから,腫瘍細胞選択的であることが示唆された.本研究で得られたDR5誘導作用をもつ化合物は,腫瘍細胞選択的にアポトーシスを誘導する癌治療の補助剤のリード化合物としての利用が期待される.DR5の発現上昇を介してトレイル誘導性アポトーシスが誘導されたものと考えられる。抗腫瘍性リガンド(TRAIL)とそのデス受容体(Death Receptor:DR)を介するシグナルカスケードは腫瘍細胞選択的にアポトーシスを誘導することが報告されている.このため,本経路は新たな癌治療薬の創製における有望な標的として注目されている。本研究では,デス受容体であるDR5(death receptor 5)に着目し,DR5誘導作用を指標とした天然物探索の一環として,当研究室に保有する天然物資源ライブラリーを対象としたスクリーニング試験を実施した.DR5誘導作用を検出するアッセイ法として,DR5プロモーター領域の下流にルシフェラーゼ遺伝子がコードされているプラスミドベクター(pDR5/SacI)をヒト大腸癌細胞(DLD-1)に導入した安定発現細胞株(DLD-1/SacI cell)を用い,試料添加によるDR5プロモーターの活性化をルシフェラーゼアッセイにより評価した.150種の植物エキスを対象にスクリーニングを実施したところ7種に顕著なDR5プロモーター活性の上昇が認められた.これらの陽性エキスのうち,Millettia brandisiana(マメ科)について,DR5誘導作用をもつ活性成分の探索を行った.M.Brandisianaの葉部のメタノール抽出物について,上記試験を指標とし,溶媒分配,カラムクロマトグラフィーによる分画を繰り返し行い,新規イソフラボノイドbrandisianinAFを含む11種の化合物を単離した.これら化合物のうち,brandisianinD,4'-demethyltoxicarol isoflavone(7)が顕著なプロモーター活性を示すことが判明した。また,化合物7のトレイル耐性克服作用について検討を行ったところ,トレイル耐性胃癌細胞に対して、トレイルとの併用処理によりその耐性を克服することが明らかになった。これは、化合物7によるDR5の発現上昇を介してトレイル誘導性アポトーシスが誘導されたものと考えられる。抗腫瘍性リガンドTRAIL(TNF-Related Apoptosis-Inducing Ligand)とその受容体(Death Receptors:DRs)を介するシグナル伝達は,腫瘍細胞選択的にアポトーシスを誘導する.このため,TRAILシグナル伝達系は新しい癌治療薬の標的経路として注目されている.本研究ではDR5誘導作用を指標とした天然物探索を目的として,当研究室に保有する植物及び放線菌エキスライブラリーを対象としたスクリーニング試験を実施した.さらに,得られた化合物の中で強い活性が認められた化合物について,TRAIL耐性細胞に対する耐性克服作用の検討を行った.スクリーニング試験の結果陽性と判定した3種の植物エキス(Millettia brandisiana,Ardisia colorata,Garcinia mangostana)及び1種の放線菌エキス(CKK609株)について,活性を指標に分画を行い,新規イソフラボノイド7種を含む31種の化合物を単離した.更に,特に強いDR5プロモーター活性を示した4'-demethyltoxicarolisoflavoneについて,TRAIL耐性ヒト胃癌細胞(AGS細胞)に対するTRAIL耐性克服作用の検討を行った.その結果,本化合物はTRAILとの併用処理により,DR5の発現上昇を介し感受性を高め,TRAIL誘導性アポトーシスを誘導することが認められた.また,これらの併用処理によるアポトーシス誘導は正常細胞においては認められないことから,腫瘍細胞選択的であることが示唆された.本研究で得られたDR5誘導作用をもつ化合物は,腫瘍細胞選択的にアポトーシスを誘導する癌治療の補助剤のリード化合物としての利用が期待される.DR5の発現上昇を介してトレイル誘導性アポトーシスが誘導されたものと考えられる。
変性タンパク質の細胞内毒性を制御する因子の解明と化合物の探索

微小管結合タンパク質tauはアルツハイマー病等多くの神経変性疾患でユビキチン陽性の過剰リン酸化された凝集体が蓄積することが知られている。Tauの凝集過程については、ショウジョウバエを用いた遺伝学的なスクリーニングは行われたものの、哺乳類培養細胞を用いたtauの凝集に関与する因子の包括的なスクリーニングは例がない。これは、tauタンパク質が可溶性の天然変性タンパク質であり、ポリグルタミン伸長タンパク質に似た簡便な凝集モデル細胞が存在しなかったことが一つの原因だと考えられる。ここで、近年tauの微小管結合領域(tau repeat domain; tau RD)を用いた、細胞分裂後もtau RDの凝集体を恒久的に維持する凝集陽性細胞の樹立を報告した。そこで、本研究ではこの凝集陽性細胞を独自に樹立し、ゲノムワイドsiRNAスクリーニングを行うことで、tau RDの凝集に関与する因子の同定を目的とし、Small Ubiquitin-like Modifier 2 (SUMO2)がtau RDの凝集を抑制していることを見出した。近年、SUMO化が多くの神経変性疾患のミスフォールドタンパク質の凝集に関わることが示されているものの、網羅的アプローチからもSUMO化の重要性を確認したのは初めてである。また、過去の報告ではtauはSUMO1修飾を受けることで、ユビキチン化が抑制され、リン酸化が促進されることにより不溶性になるとされていたが、本研究ではSUMO1、SUMO2修飾いずれも可溶性tau RDにのみ観察されたことから、tauのSUMO化の新たな影響が示唆された。本研究より、tau RDはSUMO2修飾されることにより可溶性が保たれることでユビキチン化と不溶性の凝集体形成が抑制されると考えられ、これはtauの凝集が確認される多くの神経変性疾患の治療に貢献しうる。28年度が最終年度であるため、記入しない。神経変性疾患に共通する病理所見として、神経細胞内外においてミスフォールドタンパク質により形成される凝集体が知られている一方、凝集体形成を制御する分子メカニズムは不明である。そこで本研究では1)tauタンパク質の細胞内凝集体形成に関わる因子の同定及び2)プロテアソームを活性化することでミスフォールドタンパク質の分解を促進する化合物の探索を目的としている。1)については、ヒト培養細胞においてtauを蛍光タンパク質Venusで標識することで可視化し、かつ凝集体を恒常的に維持する細胞株の樹立に成功した。この系を用いてゲノムワイド・ハイコンテントsiRNAスクリーニングを実施し、候補因子を絞り込み、候補因子に対する個別解析を行った。特に、mRNAの品質管理機構の一つであるnonsense mediated decayの遺伝子が多くヒットし、tauタンパク質のみならず、凝集性タンパク質全般に広く効果を及ぼす可能性についても解析中である。培養細胞のみならず、ショウジョウバエにおける遺伝学的解析でTDP-43 M337Vによるハエの複眼の変性への影響も確認できた。2)については、200,000以上の化合物を精製したプロテアソームを用いたin vitroアッセイで21個に絞り込み、さらに細胞内のミスフォールドしたSOD1 G85Rの分解を促進する化合物を得ることができた。この化合物は野生型SOD1には効果が無く、また優位な細胞毒性を示さなかったため、プロテアソームの活性化化合物として有望だと考える。順調にtauの凝集体形成を定量的に評価するスクリーニング系を構築し、候補因子を絞り込むことができ、特にmRNAの品質管理機構であるnonsense mediate decay経路とタンパク質の品質管理について新たな知見を得られる可能性がある。また、プロテアソームを活性化する化合物に関しても、in vitro及び細胞内でも活性が確認でき、かつ毒性が低い化合物を得ることができた。以上より、おおむね順調に進展していると考える。本研究より、tau RDはSUMO2

修飾されることにより可溶性が保たれることでユビキチン化と不溶性の凝集体形成が抑制されると考えられ、これはtauの凝集が確認される多くの神経変性疾患の治療に貢献しうる。今後、mRNAの品質管理機構であるnonsense mediated decayがタンパク質の凝集にどのよに関与するのかその具体的なメカニズムを培養細胞及びショウジョウバエを用いた生化学的・遺伝学的解析で解明することを予定している。プロテアソームを活性化する化合物に関しては、有機合成研究者との連携により構造の最適化を行うとともに、得られた化合物とプロテアソームの共結晶も共同研究より解析し、プロテアソーム活性化の詳細なメカニズムを調べる予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
IL-3 およびGM-CSFレセプターシグナルによるDNA複製制御機構の研究

細胞の増殖と分化は多くの可溶性因子によって制御されている。血球系細胞は増殖にIL-3,GM-CSFなどのサイトカインが必須であり本研究者はこれらのレセプターの構造とシグナル伝達について研究を進めてきた。血球系細胞、非血球系細胞を通じて増殖因子からDNA合成開始に到る経路を統一的に把握するための解析はこれまでに少ない。また動物細胞の複製起点は実体が不明であるがポリオーマ、SV40複製起点を用いたDNA合成開始の研究は精力的に行われてきた。本研究はこの点に着目しウイルスレプリコンを用いた増殖因子によるDNA合成開始機構の解析を目的とした。まずポリオーマレプリコンが血球系細胞内でGM-CSF依存性に、またヘリケースであるT抗原依存性に複製することを確認した。ポリオーマウイルスのDNA合成、遺伝子発現にはエンハンサーを必要とするがIL-3,GM-CSF依存性の複製、遺伝子発現両者にets蛋白が相互作用すると予想される領域が必要であることが明らかになった。一方でIL-3,GM-CSFのレセプターからはレセプターの細胞内部分欠失変異体およびチロシンキナーゼインヒビターを用いた解析から、fos,junの発現に必要な領域、増殖に必要な領域が異にした複数のシグナルが存在することを明らかにした。このレセプター変異体を用いポリオーマの遺伝子発現、複数に必要なレセプター領域が異なることを明らかにした。以上のように、血球系細胞でのポリオーマウイルスの導入に成功し、さらにIL-3,GM-CSFによるポリオーマウイルスレプリコンの複製にはets領域が必要であるが遺伝子発現と複製に異なるシグナルにより制御されていることが明らかになった。
ゲノムの多様性と環境との相互作用の解析

自然環境中には、未だゲノム配列の決まっていない生物種も含めて極めて多くの生物が、相互に影響を及ぼしながら棲息している。これまでのように単一生物種のゲノム配列決定だけでは、そういった生物間相互作用、あるいは生物と環境との相互作用を観察することは難しかった。しかしながら、近年、メタゲノム解析手法の発展とともに、ある環境サンプル中の生物が持つゲノム配列を網羅的に決めることができるようになった。この技術により、生物と環境との関係への理解が飛躍的に進むものと期待されている。本課題の目的としては、メタゲノム配列を利用して、環境の違いが、環境ゲノムの機能とどのような関係にあるのかを明らかにすることである。これまでに、論文として発表されているメタゲノムデータを収集し、データフォーマットの統一化を行った。これらのデータから、京都大学化学研究所にて提供されるKEGGデータベース内にある自動アノテーションツールKAASによって、システマティックにアノテーションを得ることが出来る。現在、このツールを利用して、メタゲノム配列の機能アノテーションを行っている。これによって、メタゲノム配列中の遺伝子に対して、KEGGデータベースで利用される遺伝子オーソロジー(KO)に基づいた、階層的な機能の分類を行うことが出来る。そのために必要とされる一連のプロセスを、可能な限りプログラムによって自動化できるようシステム構築を行っている。
翻訳後修飾の網羅的解析に基づく機能未知遺伝子産物の機能予測及び機能解析法の確立

翻訳後修飾の網羅的解析系の確立をめざし種々の検討を行った結果、哺乳動物細胞で生ずる主要なタンパク質修飾がin vitroあるいはin vivo代謝標識法で検出可能であることを明らかにした。また、タンパク質N-ミリストイル化をモデル修飾反応としてとりあげ、無細胞タンパク質合成系を用いたin vitro代謝標識法を用いて修飾反応に要求されるアミノ酸配列要求性を検討した結果、これまで知られていなかった新たなアミノ酸配列要求性を見い出した。さらに、この新たに見い出された配列要求性を適用することにより、これまでに見い出さていなかった新規のN-ミリストイル化タンパク質を発見することを目指して、これまでN-ミリストイル化タンパク質の存在が報告されていない哺乳動物由来の膜タンパク質について、特に重要な生理機能を有することが知られているG-タンパク質共役型受容体(GPCR)に注目して解析を行った。その結果、昆虫およびヒト由来の数種類の生体アミンレセプターがN-ミリストイルされていること、このうちカイコ由来のチラミンレセプターがN-ミリストイル化されておりこのN-ミリストイル化されたN-末端は小胞体膜通過し細胞膜表面に露出していることが明らかになった。これらの結果より、ゲノム情報から、新規の翻訳後修飾タンパク質を見い出すのにin vitro及びin vivo代謝標識法が極めて有用であることが明らかになった。翻訳後修飾の網羅的解析系の確立をめざして、in vitroおよびin vivo代謝標識法を用いたタンパク質翻訳後修飾の解析法の確立を行った。即ち、哺乳動物細胞中で生ずる主要な蛋白質修飾を指令する数アミノ酸残基から成る修飾シグナルを分子中に含有するモデル蛋白質cDNAのセットを構築し、これを犬膵臓ミクロソーム膜存在下、非存在下でのウサギ網状赤血球ライセートを用いたin vitro転写翻訳系、あるいはCOS細胞発現系で発現させ、各修飾反応に特異的なRI-標識基質の蛋白質への取り込みを検討し、各修飾反応の検出に最適な発現系と標識基質の組み合わせを検討した。その結果、Met脱離、N-アセチル化、N-ミリストイル化、メチル化、ファルネシル化、ゲラニルゲラニル化、シグナルペプチド切断、シグナルアンカー化、N-グリコシル化、GPI-アンカー化、リン酸化・パルミトイル化・プロテアーゼ切断等の哺乳動物細胞で生ずる主要なタンパク質修飾がin vitroあるいはin vivo代謝標識法で検出可能であることが明らかになった。また、タンパク質N-ミリストイル化をモデル修飾反応としてとりあげ、無細胞タンパク質合成系を用いたin vitro代謝標識法を用いて修飾反応に要求されるアミノ酸配列要求性を検討した結果、N-末端から3位、6位、7位に位置するアミノ酸の組み合わせが、N-ミリストイル化反応に大きく影響するという、これまで知られていなかった新たなアミノ酸配列要求性が見い出された。さらにこの配列要求性を適用することで、新たなN-ミリストイル化タンパク質を見い出すことが可能であることが明らかになった。翻訳後修飾の網羅的解析系の確立をめざした昨年度における本研究から、哺乳動物細胞で生ずる主要なタンパク質修飾がin vitroあるいはin vivo代謝標識法で検出可能であることが明らかになった。また、タンパク質N-ミリストイル化をモデル修飾反応としてとりあげ、無細胞タンパク質合成系を用いたin vitro代謝標識法を用いて修飾反応に要求されるアミノ酸配列要求性を検討した結果、これまで知られていなかった新たなアミノ酸配列要求性が見い出された。そこで、本研究ではこの新たに見い出された配列要求性を適用することにより、これまでに見い出されていなかった新規のN-ミリストイル化タンパク質を発見することを目指して、これまでN-ミリストイル化タンパク質の存在が報告されていない哺乳動物由来の膜タンパク質について、特に重要な生理機能を有することが知られているG-タンパク質共役型受容体(GPCR)に注目して解析を行った。

これらの結果より、ゲノム情報から、新規の翻訳後修飾タンパク質を見い出すのにin vitro代謝標識法が極めて有用であることが確認された。
光ハイドロフォンを用いた量子液体中の音響タブレンスの実験

液体Heに大振幅の定在波音波を励起すると非定常な巨大吸収が観測される。これは音場によって蒸気泡が生成され、さらに泡が音場と非線形に相互作用することに起因すると、申請者は考えている。この説を定量的に証明するため、リアルタイムに音場の絶対値を測定できる装置光ハイドロフォンを開発した。この装置は、超流動相および蒸気相を含む1.55.5Kのヘリウム中で、動作することを確認した。密度換算には成功したが、圧力換算に必要な精度には至らなかった。この原因はAPD検出器の本質的な問題に起因することを突き止めた。この問題さえクリアすれば、音響タブレンスの定量的観測に一歩近づけるはずである。液体Heに大振幅の定在波音波を励起すると非定常な巨大音響吸収が観測される。これは音場によって蒸気泡が生成されたことによる音響エネルギーの吸収である。申請者は、生成された泡が音場と相互作用すると泡が非線形な膨張収縮運動を行う筈であり、その結果非定常な吸収がおきると予想していた。この説を定量的に証明するため、リアルタイムに音場の絶対値を測定できる装置、すなわち光ハイドロフォンが必要であった。しかし、既存の装置は低感度で室温でしか動作しないという問題があった。そもそも光ハイドロフォンとは光ファイバとそれに接する媒質界面における屈折率の違いを反射率として観測する装置である。第1年度はまず低温とサーマルサイクルにも耐える光ファイバを選定し、室温のファイバと空気の屈折率の差に起因する反射光の測定から、光学系の構築・最適化を行った。その結果、今後の発展につながる重要な知見を得た:レーザ光源の反射光を利用するため、必然的に光学系にキャビティーが形成される。光ファイバが揺れるとキャビティ長が振動するため出力も変動する。即ち、キャビティーを極力作らないか、出来ても揺れないように実装する事が重要である(中でもアイソレータの導入が最も効果が高かった)。第2年度は光ハイドロフォンの安定化に加え、簡易冷凍気を新たに製作し、蒸気相・通常液相・超流動相を含む1.55.2Kの液体ヘリウム中で反射率を行い、換算された密度と公称値が全温度領域で一致することを世界で始めて示した。なお、密度の換算には、気液臨界現象を用いた。蒸気相の密度は不明であったが、今回、ビリアル方程式と蒸気圧を用いて計算した値が、実験値をよく再現することを発見した。密度換算には成功したが、圧力換算のためには現状ではノイズが大きすぎるためにできなかった。この原因は、半導体レーザー及びAPD検出器の本質的な問題に起因することが分かった。申請者は、生成された泡が音場と相互作用すると泡が非線形な膨張収縮運動を行う筈であり、その結果非定常な吸収がおきると予想している。この説を定量的に証明するためには、リアルタイムに音場の絶対値を測定できる装置、すなわち光ハイドロフォンが必要である。しかし、既存の装置は低感度で室温でしか動作しないという問題がある。そもそも光ハイドロフォンとは光ファイバとそれに接する媒質界面における古典光学的屈折率の違いを反射率として観測する装置である。本年度は、まず低温とサーマルサイクルにも耐える光ファイバを選定した。次に、室温のファイバと空気の屈折率の差に起因する反射光の測定から、光学系の構築・最適化を行った。今年度は光ハイドロフォンの開発に加え、簡易冷凍気を新たに製作し、超流動相を含む14Kの液体ヘリウム中で反射率を行い、換算された密度と公称値が全温度領域で一致することを世界で始めて示した。また、液中に置かれた温度制御用ヒータから発生した気泡が光ファイバの端面に接触すると巨大な信号が観測されることを、偶然発見した(気泡センサとしては極めて高感度であることを示している)。また、ロックインアンプを用いた検波法では応答速度に限界がある事も解った。今後はハイドロフォンとしての機能を確立するため、RF検波技術の応用可能性を検討する。