hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ピラミッド微小光共振器を用いた量子ドット励起子状態のコヒーレント制御に関する研究

その理論解析から,WLから量子ドット状態へのエネルギー緩和プロセスにおけるスピン反転は,5%程度と極めて低く抑えられていることがわかった。これはスピン制御された電子注入で,円偏光制御した単一光子を発生する発光ダイオードを実現する上で極めて重要な発見である。これと並行して高い共振Q値を持つ微小光共振器の作製・検討を行い,フォトニック結晶構造を用いることにより表面から観測される発光強度が10倍以上に増大することを確認した。また最近,フォトニック結晶よりも製作が容易でかつ共振Q値が8万程度と高くできる光閉じ込め構造をFDTD計算で見いだし,今後その製作を進める予定である。当該研究では,材料の観点からInAs系より数10倍振動子強度が大きいII-VI族半導体量子ドットを用いて相互作用を増強するとともに,これまで研究を続けてきた微小共振器と組み合せて,真空場ラビ分裂の実現を目指す。さらに量子ドット内の励起子基底状態と励起状態間の遷移をコヒーレントに制御する方法を開発し、コヒーレントに制御された状態からの単一光子列の発生によって量子情報処理への応用に向けた基礎を固めることを目指している。本年度、正の荷電励起子を用いることによって、励起子状態スピン反転時間が中性励起子に比べて3倍長く、また発光寿命と比べても10倍長い10nsを超えることを明らかにした。これはスピン状態の安定性を保障するもので、励起子状態のコヒーレンス制御の基礎となる。また励起子より1光学フォノンエネルギーだけ高い状態を準共鳴励起することにより、線幅約20ueVの純粋な正の荷電励起子発光が得られることを明らかにした。また、励起フォトンの持つ円偏光状態を92%以上という高い確率で電子スピンに置き換え、さらにこれを同じ円偏光状態に変換する総合効率で85%を達成した。これはフォトンと電子スピン間の量子状態変換を実現する重要なステップとなる。さらに、昨年度より高い共振Q値を示す共振器構造をFDTD計算で調査した。また実験的にも作製方法の検討を進めたが、基本的に共振器構造は波長に応じた正確さで作製する必要があり、波長が短くなるにつれてその製作が困難になる。今回このような短波長領域で微小共振器を作製する上で、従来の約2倍の大きさを持つフォトニックナノ共振器を検討し、共振Q値約75万と高い良好な共振特性を示す構造を見いだした。今後その製作、評価を試みる。当該研究では微小光共振器中で量子ドットの励起子と光子の結合を強め、これを使って励起子状態をコヒーレントに制御し、単一光子を用いた量子情報処理への基礎を固めることを目指して研究を進めてきた。最終年度では特にコヒーレンスの評価と制御に関する研究を進めた。干渉光学系を作製し、量子ドット励起子からの発光に関する自己相関関数を測定することによって位相緩和時間め評価を進めた。その結果、光励起強度を上げると位相緩和時間が20ps以下と短くなり、急速にコヒーレンスを失うことが分かったが、200nW以下の弱励起にすることで、励起子発光線のエネルギー広がり幅と位相緩和時間がフーリエ限界にある理想的な特性が得られた。(線幅44μeV-位相緩和時問30ps)前年度までの研究で、荷電励起子を用いることにより、励起子状態スピン反転時間は発光寿命の10倍、10nsを超えること、また光子円偏光状態から電子スピン量子状態へ、さらに光子円偏光状態への量子状態変換を総合量子効率92%という高い確率で行うことができることを示した。
生体内多臓器同時無侵襲機能評価法の確立に関する実験的研究

まず、全身用MRI装置(1.5T)を用いた大動物の臓器のMRS測定の基礎とするために、人工心肺回路を用いて潅流した雑種成犬摘出肝臓の^<31>PーMRS測定を行った。本実験ではATP等の高エネルギ-燐酸化合物(HEP)の観測が可能であった。これに先立って施行したブタ摘出肝臓の^<31>PーMRS測定では潅流量が充分で無かったために、無械燐、PME、PDE、NADHしか観測されず、臓器のHEPの量は潅流量に大きく影響されることが示唆された。次に、ヒトの肝臓にて領域指定(DRESS法)をしてin vivo^<31>PーMRS測定を行い、肝臓固有のスペクトルを得た。これを応用し、肝臓手術前患者のin vivo^<31>PーMRS測定を行い、肝硬変部、肝癌部でスペクトルが異なることを示し、これが、移植片の摘出前の機能評価に応用可能であることを示した。また、実験用NMR装置(6.4T)を用いて、in vivo MRS測定を行う上で、その評価の基礎となるいくつかの実験を行った、まず、低温保存中でもviabilityの評価ができるように、ラット摘出心を用い、低温と常温時のNMR測定の測定値の変化に検討しを加えた。T_1時間、感度の変化による影響を補正することにより異なる温度間でもスペクトルを比較し得ることを示した。それを用い、新しい臓器保存液University of Wisconsin solutionの摘出心に対する効果を^<31>PーNMR法を用いて検討し、その有用性を示した。また、潅流肝臓を用いて、温阻血時の燐化合物の代謝を検討した。さらに、生化学的方法(HPLC)で観測されたHEPとNMRで測定されたHEPの変動を比較した。今後、心臓のin vivo MRS測定の研究用モデルとして利用予定のイヌ異所性心移植モデルを作成し、組織血流量、また、conductance catheterによる圧容積曲線測定、電子顕微鏡学的検討も行い、nonーworkingモデルでありながら機能評価が行い得ることを示した。本計画は平成元年度の研究費申請受理が遅れたため、装置の購入が遅れ、研究の進行も大幅に遅れている。全身用MRI装置(静磁場強度1.5T)を用いた実験では、大動物の臓器の燐化合物の測定の基礎とするために、人工心肺回路を用いて潅流した雑種成犬摘出肝臓の^<31>P-MRSを測定した。本実験ではATP等高エネルギ-燐酸化合物の観測が可能であった。これに先立って施行した大動物(ブタ)を用いた摘出肝臓の^<31>P-MRSでは温阻血時間を10分以内とし、4°C酸素化乳酸化リンゲル液を点滴回路にて滴下したにもかかわらず、無機燐、phosphomonoester(PME)、phosohodiester(PDE)、NADHしか観測されず、低温としても潅流量を充分とらなければ高エネルギ-燐酸化合物の測定は困難であることがわかった。また、ヒトの肝臓にて領域指定(DRESS法)をしてin vino ^<31>P-MRSを行い、肝臓固有のスペクトルを得た。実験用NMR装置GX-270を用いた実験ではラットを用いて低温時の摘出心の代謝状態を評価するために温度変化時の観測パラメ-タ-(T_1時間、感度など)の変化について検討し、常温時の代謝状態と比較、低温保存臓器のviabilityの判定のための基礎デ-タ-とした。また、当初、臓器の保存にEuro-Collis液を使用する予定であったが、最近肝移植の臨床で実際に用いられている新しい臓器保存液UW solutionの保存心に対する効果を検討し、良好であったので、この使用についても検討している。また、潅流肝臓を用いて、温阻血時の燐化合物の代謝を検討し、45分の常温虚血ではATPの回復は虚血前の39%でしかないことを示し、脳死ドナ-からの摘出前臓器が経験するであろう低血圧の影響を検討する上での基礎デ-タ-とした。さらに、移植臓器の組織血流量を測定するために使用する予定のレ-ザ-ドップラ-組織血流量計をもちい単純浸漬保存後のイヌ頚部異所性移植心の組織血流量を測定し、また電子顕微鏡学的検討も行い、その方法が評価に使用できることを確認した。

また、実験用NMR装置(6.4T)を用いて、in vivo MRS測定を行う上で、その評価の基礎となるいくつかの実験を行った、まず、低温保存中でもviabilityの評価ができるように、ラット摘出心を用い、低温と常温時のNMR測定の測定値の変化に検討しを加えた。T_1時間、感度の変化による影響を補正することにより異なる温度間でもスペクトルを比較し得ることを示した。それを用い、新しい臓器保存液University of Wisconsin solutionの摘出心に対する効果を^<31>PーNMR法を用いて検討し、その有用性を示した。また、潅流肝臓を用いて、温阻血時の燐化合物の代謝を検討した。さらに、生化学的方法(HPLC)で観測されたHEPとNMRで測定されたHEPの変動を比較した。今後、心臓のin vivo MRS測定の研究用モデルとして利用予定のイヌ異所性心移植モデルを作成し、組織血流量、また、conductance catheterによる圧容積曲線測定、電子顕微鏡学的検討も行い、nonーworkingモデルでありながら機能評価が行い得ることを示した。昨年度に引続き、心臓のin vivo MRS測定の研究用モデルとして利用予定のイヌ異所性心移植モデルを作成し、心臓の組織血流量、また、コンダクタンスカテ-テルによる心機能測定を行い、nonーworkingモデルでありながら機能評価が行い得ることを示した。また、移植の分野におけるmultiple organ procurementの際に必要になると考えられる、体外循環によるdonor core coolingに備え、臨床における体外循環症例で局所の組織血流量を、非侵襲的、かつ連続的に測定し、これも術前の組織の機能評価に使用できる可能性を示した。また、臨床用MRI装置を用いて肝臓手術患者のin vivo ^<31>PーMRS測定を行い、肝硬変部、肝癌部でスペクトルが異なることを示し、術前の肝臓の機能評価を行い、移植片の摘出前の機能評価に応用可能であることを示した。また、心臓、及び肝臓においてNMRで観測された虚血時の高エネルギ-燐酸化合物の変動が、生化学的方法(HPLC)で観測されたものに比べてどの様に異なるかについても研究を行った。NMRでATPが観測されなくなった時点においてもHPLCではかなりのATPが残存しており、NMRで観測されるfreeのATPの方が短時間で消失することを示した。この2つの方法による測定の差が、臓器の機能をどの様に反映しているかは、今後、検討を進めてゆく。本研究は、平成元年度の研究費申請受理が遅れたため、研究の進行も遅れたが、今後、異所性心移植モデルなども用いてin vivo MRSによる臓器の代謝状態の測定を行い、非侵襲的な臓器の機能評価法の確立をさらに進めてゆく。
社会科教材研究ベースサイトシステムの開発と利用

本研究の目的は、次の6点にある。(1)社会科授業リソースに関するウェブデータベースを開発する。(2)社会科授業関連ページの検索を行い、社会科授業関連リンク集ウェブページを開発する。(3)社会科学習指導案作成のウェブページを開発する。(4)社会科の授業リソースデータベース、授業関連リンク集、学習指導案作成のウェブページを統合する社会科教材研究ベースサイトシステムページを構築する。(5)構築した社会科教材研究ベースサイトシステムを教育実習及び教材研究等の教職科目の授業において実験利用を図り、そのシステムの有効性を検証する。(6)構築した社会科教材研究ベースサイトシステムを公開し、インターネット上での学習指導案作成と教材開発に関する交流研究組織を運営する。3年間において、平成13年度では目標の(1)(2)に関連するウェブデータベースとリンク集を開発した。平成14年度では目標の(3)(4)に関連する社会科教材研究べースサイトを開発した。平成15年度では(1)から(4)までの昨年度の研究成果を踏まえて、(5)(6)の社会科教材研究ベースサイトの活用に着手した。そして、本研究の最終年度として報告書を作成した。このような過程を踏まえて開発された社会科教材研究ベースサイトを活用して学部4年生の地域実習と関連づけて、研究授業の学習指導案作成のために本ベースサイトシステムを活用した。具体的には協力学生が小学校5年生単元「自動車をつくる工業」の学習指導案を社会科の授業リソースデータベース、授業関連リンク集、学習指導案作成のウェブページの利用年よって設計した。さらに、本学大学院の社会科教育授業研究演習の授業科目において受講生が本システムを活用して社会科及び総合的学習の学習指導案を設計した。この授業活用によって本ベースサイトシステムに基づくe-learningの試みを次年度から始めることになった。本研究における本年度の研究計画と方法は次の3事項である。(1)インターネット活用が可能な環境整備をする。(2)平成8年度以降の社会科授業リソースに関する1次資料の調査と収集をする。さらに、データベースのフィールド情報を入力する。(3)国内外の社会科授業関連ウェブページの調査をする。学習指導案作成に関するページ、教材内容に関するページ、教材・教具に関するページの視点から分類し、社会科授業関連リンク集のウェブページを開発する。第1の事項については、平成12年度の学長裁量経費援助によって購入したサーバーを活用してインターネット活用が可能となる環境整備を実施した。第2の事項については、本年度出版された社会科教育情報誌(「歴史地理教育」「社会科教育」「生活教育」「教育」「考える子ども」)に掲載されている授業事例についてのフィールド情報を入力し、約8000レコードを保存しているウェブデータベースを公開している。第3事項については、社会科教育関連リンク集ページ(約50サイト)を調査し、本ベースサイトの構成ページであるリンク集ページを開発した。また、ウェブデータベースとリンク集を含む教材研究ベースサイトの開発も試みに実施した。さらに、調査協力を得たインディアナ大学のCenter for Research on Learning and Technologyにて開発されたバーチャルテキストブックを参考に小学校社会科5年生の「日本の国土」の単元をてがかりに開発をおこなった。次年度以降では、これらのページを統合した社会科教材研究ベースサイトを本格的に開発する。

(5)構築した社会科教材研究ベースサイトシステムを教育実習及び教材研究等の教職科目の授業において実験利用を図り、そのシステムの有効性を検証する。(6)構築した社会科教材研究ベースサイトシステムを公開し、インターネット上での学習指導案作成と教材開発に関する交流研究組織を運営する。本年は、次の(1)から(3)までの昨年度の研究成果を踏まえて、(4)の社会科教材研究ベースサイトの開発に着手した。(1)インターネット活用が可能な環境整備をする。(2)平成8年度以降の社会科授業リソースに関する1次資料の調査と収集をする。さらに、データベースのフィールド情報を入力する。(3)国内外の社会科授業関連ウェブページの調査をする。学習指導案作成に関するページ、教材内容に関するページ、教材・教具に関するページの視点から分類し、社会科授業関連リンク集のウェブページを開発する。(4)社会科学習指導案の単元計画と授業計画の作成方法に関するページ、作成の際に活用するモデル社会科学習指導案のページ、教材・教具・資料を編集するページの開発を行うと共に、指導案についての意見交流を可能とするページ、作成した指導案を蓄積できるページというように社会科教材研究ベースサイトシステムのページを設計し、構築する。本研究の目的は、次の6点にある。(1)社会科授業リソースに関するウェブデータベースを開発する。(2)社会科授業関連ページの検索を行い、社会科授業関連リンク集ウェブページを開発する。(3)社会科学習指導案作成のウェブページを開発する。(4)社会科の授業リソースデータベース、授業関連リンク集、学習指導案作成のウェブページを統合する社会科教材研究ベースサイトシステムページを構築する。本年は、次の(1)から(3)までの昨年度の研究成果を踏まえて、(5)(6)の社会科教材研究ベースサイトの活用に着手した。そして、本研究の最終年度として報告書を作成した。教育実習における活用としては学部4年生の地域実習と関連づけて、研究授業の学習指導案作成のために本ベースサイトシステムの機能を活用した。具体的には協力学生が小学校5年生単元「自動車をつくる工業」の学習指導案を社会科の授業リソースデータベース、授業
行政責任の拡大とそれに伴う損害の法的調整に関する日仏比較研究

2018年度は、昨年度に引き続き、フランスおよびわが国の行政責任の拡大とその問題点について考察を行った。第1に、わが国の行政責任の拡大についての研究として、原発避難訴訟のうち国家賠償請求に関する訴訟に関する裁判例を整理した。原発避難訴訟における、規制権限の不作為に関する国家賠償においては、津波の被害による原発事故を予見できたか、及び、事故を回避することができたかが主要な論点となる。現時点では下級審判決しか見られないが、国の責任を認める判決が少なくない。一方で、国の責任を認めない判決も一部見られるが、原発行政における行政責任は、単なる危険管理責任はなく、国自身の危険責任としての側面でもあるという点につき留意すべきと言えよう。第2に、フランス法に関しては、本年度は、最近の訴訟において、フランスの行政責任の拡大に関して争点となっている、テロリズムに対する規制権限の不作為に関する判決を取り上げ、行政責任の拡大と、それに対する司法的統制につき研究を行った。これらのテロリズムに対する行政の権限行使は、かつては広く裁量が認められ、フランス行政賠償責任法の特色の一つとされた「重大なフォート(faute lourde)」が要求されてきた。重大なフォートは20世紀末以降、多くの分野で縮減したが、テロリズムの被害者による国家賠償請求において、「復権」していると考えられる。例えば、コンセイユデタは、2018年7月18日判決において、テロ防止に関する不作為責任につき、重大なフォートを要求し、また、下級審には、パリでのテロに関するパリ行政裁判所2018年7月18日判決が、「重大なフォート」を要求している。重大なフォートが復活していることは、行政責任の拡大と国家賠償責任(場合によっては損失補償を含みうる)に関する一種の調整が行政裁判所の判例政策によって図られていると考えられる。本研究は、行政責任に関する日仏の判例分析を通じて、行政責任に拡大とそれによって生じる問題点について、比較研究を行うものである。平成26年度の研究概要は主として以下のようなものである。まず、わが国の判例の整理分析を行った。いわゆる不作為責任に関する近時の判決として、最判平成26年10月9日(民集68巻8号799頁)に代表されるアスベスト訴訟に関する判決の整理分析を行った。アスベスト訴訟最高裁判決は、労働環境に関する規制に関して行政責任を拡大したものである。もちろん、アスベスト訴訟に関する問題点は、同最判によって解決されたものだけではなく、建設アスベスト訴訟や、労働者以外の被害に関する判決も見られるが、これらについても、分析を行った。さらに、抗告訴訟における行政責任の拡大についても研究を行い、非申請型義務付け訴訟や差止訴訟の「重大な損害」要件の判断等につき、下級審判決の分析を行った。次に、フランスの判例についてである。フランスでは、まずは、研究計画に示したように、2009年のコンセイユデタ判決を中心に研究を行った。さらに、フランスでは、行政責任に関する新たな判例が見られたことから、これらに関する研究も行った。第1に、メディアトール薬害事件に関する国家賠償事件の判決(TA de Paris, 3 juillet 2014)であり、同判決は、1審判決ではあるが、薬品の許認可権限を持つ機関の公役務過失を認め、行政責任を拡大した判決として重要な意味を持つ。第2に、コンセイユデタの判決(C. E., 23 juillet 2014)で、同判決は、無過失責任に関する判決であるが、上記の2009年判決と同様に、行政責任拡大による問題点の救済を考える上では、重要な意味を持つ。平成26年度は、当初の研究計画に基づき、上記のように、日仏の判例について、整理分析を中心に行った。本年度は、昨年度に引き続き、フランスおよびわが国の行政責任の拡大とその問題点について考察を行った。これまで本研究で扱ってきたように、フランスにおいては、公衆衛生の分野等で、行政責任が拡大し、規制が強化される。フランスにおいては、行政責任が十分に果たされなかったというよりも,むしろ、行政が現実には存在しなかった危険を予防しようとしたため生じた損失を誰に負担させるべきかという問題が生じている。このような損失は、わが国の「損失補償」に該当する制度による救済がなされる。すなわち、危険予防のため行政が早い段階で規制を行い、後にそれが不要とわかった場合、規制自体は適法でも、私人に生じた損失については救済がなされうる。このような適法な規制に対する損失補償について,フランスには1930年代以来、判例が見られるが、近年変化が認められる。かつては、公益目的での適法な損失に対する補償は原則として認められなかったが、2005年の新たな判例により、このような制約が外れたからである。しかし、その後の判例においては、他の責任要件が厳格に要求され、補償が認められることは少なく、判例による救済には限界が存することが明らかとなった。第2に、わが国においては、今後、どのように行政責任が拡大していくか,さらに、拡大に際してはどのような問題点が生じうるかについて考察を行った。特に、今後の行政責任の拡大が見られる分野として、行政による情報提供義務について検討を行った。情報提供義務は、フランス行政判例においても予防原則の一環として取り上げられるが,わが国においても、近時、情報提供義務を国家賠償訴訟において論じる事例が見られる。情報提供は,ソフトでありながら、予防原則的な対応がされる場合の対処としては、適切な手法で,今後、発達することが予測できる。本研究では、情報提供義務の内容や根拠を,類型別に明らかにした。

フランスおよびわが国における行政判例、および学説の整理・分析は、前年度から、継続的に行っており,特に当初の計画よりも遅れている点は見られない。フランスの判例や文献に関する整理については、資料の入手におけるタイムラグの発生により、やや時間がかかっている点と、また、わが国の判例分析の対象がきわめて新しい事例が多いため、資料収集に制約が見られるが,データベースの活用等により、対応を図っており、少なくとも現時点では、おおむね順調に進展しているものと考えられる。2016年度は、昨年度に引き続き、フランスおよびわが国の行政責任の拡大とその問題点について考察を行った。2016年度、わが国については、新たな行政責任拡大の類型として、国民への情報提供義務や説明義務に関する研究を行った。近時の訴訟において見られるように、情報提供義務が行政責任のひとつとして行政には課せられており、その義務違反が訴訟で争われる例が増加している。これらの判決を整理すると、行政の情報提供義務は二つの類型に分けることが可能である。すなわち、大別すると、行政と私人間に一定の接触関係(契約や処分の申請手続)が存在する「接触型」の類型と、特に接触関係が存しないが、私人を一定の危険から保護するために情報提供が義務付けられる「危険管理型」と呼ぶべき類型である。情報提供義務の成立要件や義務違反の判断基準はこれらの類型ごとに異なり、情報提供義務違反を考える上でこのような類型は有効と考えることができる。「接触型」に比べて、「危険管理型」の情報提供義務は、まだそれほど多くの事例が見られるわけではない。しかし、自然災害や医薬品の安全性に関わる分野等で行政の情報提供義務は次第に重要性を増しており、今後の判例の展開が見込まれる。一方、フランス法においては、損失補償に関する学説判例の整理を継続し、また、行政責任の拡大の例として、最近の薬害訴訟に関する研究を中心に、行政判例を検討した。フランスにおいては、メディアトール薬害事件の国家賠償訴訟に関して、2014年7月3日にパリ行政裁判所が判決を下し、その後、2016年11月9日にコンセイユデタが行政の権限不行使を理由に国家賠償責任を認める判断をした。規制権限の不作為という行政責任の拡大に関する重要な分野で、2016年度は、同事件の下級審判決を中心に学説等の整理検討を行ったが、今後は、コンセイユデタの判断についてもさらなる分析が必要である。危険管理責任に関する、わが国の国家賠償訴訟に関する判例分析は、上記の情報提供義務を始め、非常に順調に進展していると言うことができる。当該分野においては、新たな裁判例も見られるが、それらを含めた整理分析も遅滞なく行うことができている。ただ、国家賠償訴訟以外の判決が(例えば抗告訴訟)現時点ではあまり多くはなく、これらについては判決の分析だけではなく、学説の分析に重点を置くことも含めて、研究対象の範囲についての検討が必要となる可能性がありうるものと考えられる。また、フランス法における行政責任や損失補償にに関する行政判例及び学説分析も順調に行うことができており、研究計画上大きな遅れはないということができる。
ヒトT細胞培養株におけるアポトーシス耐性機序の解析

TNF receptorとFas分子は、細胞内構造が類似しており、細胞内シグナルの共通性が示唆される。TNFによる細胞死が、細胞内グルタチオン(GSH)の枯渇によって促進されるという報告があり、我々は、細胞内GSHと、Fas分子を介するアポ-シスの感受性について解析した。ヒト白血病性T細胞株SUPT13,Jurkat,CCRF-CEM,及び、Fas抗原陽性であるが、抗Fas抗体非感受性であるそれらの変異株、さらに、ヒト末梢血単核細胞(PBL)を使用した。抗Fasモノクローナル抗体として我々が樹立した2D1を用いて、細胞内GSHの定量と比較検討した。Fas非感受性である変異株では、オリジナル株に比べ細胞内GSHが有意に高濃度であった。BSO(Buthionine sulfoximine)やL-Cysteine/GSH freemediumを用いて、変異株の細胞内GSHを減少させると、Fas感受性が増加した。一方、NAC(N-acetyl cysteine)を用いて、Fas感受性であるオリジナル株の細胞内GSHを増加させると、Fas感受性が減少した。また、PBLの細胞内GSHを枯渇させると、そのFas感受性は増加する傾向があった。Fas抗原の発現は細胞内GSH濃度の変化に影響されないことをFACSにて確認した。これらの結果は、細胞内GSHがFas分子を介するアポトーシスのシグナル伝達を抑制することを示唆する。この研究により、細胞内GSHの増加により、T細胞の活性化に伴う細胞死やHIV感染T細胞のアポトーシスを抑制などへの応用の可能性が示唆される。ヒト白血病性T細胞株SUPT13,Jurkat,CCRF-CEM,及びFas抗原陽性であるが、抗Fas抗体非感受性であるそれらの変異株、さらに、ヒト末梢血単核細胞(PBL)を使用した。
指向性タグを有するナノリアクター反応システムの構築

DNAは遺伝情報を司る生体高分子である一方で、ボトムアップ型のナノデバイス材料としても魅力的である。DNA-タンパク質複合体を利用することで、共役タンパク質を配列させ、高活性なカスケード反応を達成した例も報告され、DNAを足場とする研究が近年注目されている。本研究では、DNAをタンパク質の捕捉および配列設計図とするテンプレートとして利用することで、タンパク質を連結化させる新たな方法論の確立を目的としている。今回は、thrombinの連結化後の活性評価やMS測定による多量化の検証を行った。また、本方法論を抗体修飾へ応用したところ、IgE-thrombin複合体の作製成功を示唆する結果を得た。DNAやタンパク質は生体内で生命機能を維持するために必要不可欠な生体高分子である。一方で、それらの生体高分子は、それ自身が高度に設計された機能を有するため、大変魅力的なナノマテリアルといえる。したがって、様々な分野で、その本来の機能を超えた応用研究が展開されている。なかでも、異なる機能を有する生体高分子同士を連結させることで、多機能あるいは新機能を有する材料が数多く生み出され、新たな研究分野が展開されている。本研究では、DNAとタンパク質の機能に注目し、新たなナノリアクター創製の方法論の確立を目的に研究を行ったものであり、主な研究成果は以下の通りである。DNAとタンパク質を複合化させることで、双方の機能を利用可能なナノリアクターの創製が可能となった。本研究では、遺伝子組換えタンパク質の精製で汎用的に利用されているペプチドタグと金属錯体のアフィニティーに注目し、部位特異的にDNAとタンパク質を結合させる方法論を確立した。DNAータンパク質複合体の応用として、マイクロプレート上に固定化したDNAに、特定の分子と相互作用するアプタマー配列を導入し、調製したDNAーAP複合体を利用した新規ナノリアクターシステムを構築した。ターゲット分子として、血液疾病に関わるタンパク質、トロンビンを選択した。トロンビンの存在により、APの固定化量が変化することを明らかにし、トロンビンの濃度に応答したAP活性の変化を観測できた。3.トロンビン間隔を制御した鋳型を構築し、トロンビンと結合するDNAアプタマーによって、鋳型DNA上にトロンビンを配列可能であることを明らかにした。さらに架橋剤を添加し、トロンビンの架橋を行った結果、鋳型DNAが存在することで、効率的にトロンビンが3量化し、ナノリアクターの構築が可能となることを明らかにした。本研究では、DNAとタンパク質の機能に注目し、新たなナノマテリアル創製の方法論の確立とその反応工学的応用を目的に研究を行ったものであり、本年度は以下の成果を得た。DNAとタンパク質を複合化させることで、双方の機能を利用可能な多機能性分子の創製が可能となった。モデルタンパク質として、金属錯体と結合するペプチドタグ(His-tag)を導入したアルカリフォスファターゼ(AP)を選択し、相補鎖DNAを提示したマイクロプレート上に、金属錯体を介したDNAとAPの複合化を行った。その結果、必要な因子が全て揃う場合にのみ、APは安定かつ触媒活性を保持した状態で連結固定化できることを明らかにした。DNAータンパク質複合体の応用として、マイクロプレート上に固定化したDNAに、特定の分子と相互作用するアプタマー配列を導入し、調製したDNAーAP複合体を利用した新規分析システムを構築した。初年度は、ナノ分子集合体である脂質ベシクルで構成したナノリアクターに、DNA鎖を認識素子として組み込み,ナノリアクター同士の衝突・融合(混合)を制御した指向性を有するナノリアクターを構築できた。具体的には、各反応基質を脂質ベシクル内に別々に内包させ、この脂質ベシクル表面上には合成DNAとその相補鎖DNAからなる界面活性剤をそれぞれ独立に埋め込み、DNA鎖の二重らせん形成能(ハイブリダイゼーション)により、人為的に目的のベシクル同士を結合・融合させることに成功した。さらに,結合ならびに融合の順序をDNA鎖により制御し,ナノリアクターの融合(混合)を人工的に制御したナノ反応場の構築に成功した。具体的な実績としては、下記のように目標を達成できた。

接着素子としてのDNA界面活性剤の合成法を確立:合成DNAとオレイン酸を縮合し、界面配向性を有するDNA界面活性剤を合成した。このDNA界面活性剤を脂質ベシクルに組み込んだ。・DNAハイブリダイゼーションによる脂質ベシクルの会合および融合実験:金属イオンの添加や光照射などの化学的・物理的刺激によりDNAにより会合した脂質ベシクルを融合させ、内包反応基質をの融合に成功した。本ナノリアクターを用いた選択的融合技術の確立孤立空間内反応場の特色を生かし、脂質ベシクルそのものを鋳型とする反応を検討した。具体的には、生理活性物質であるトロンビンの高感度検出に成功した。次年度は、脂質ベシクルという比較的合成化学的には大きく、かつ機械工学的には小さな分子集合体(数百nm1 μm)を合成DNA(数nm)というごく小さな分子(分子素子)によりその運動性を制御し、ナノリアクターに展開することを目標とする。これまで報告されているDNAを構造体材料として利用した研究では基本的には、DNA自体が構造物の骨格をなす。一方、本研究では、様々なDNA配列をナノリアクターの指向性シグナル(接着素子)として用いることによりナノリアクターの選択的混合(融合)の順序に多様性を持たせることが特色である。例えば、複数のDNA鎖を認識素子としてベシクルに組み込むことによって、ランダムに存在するナノ集合体(粒子)の中から、任意のナノ集合体のみをDNAでラベル化し、選択的に融合(混合)・反応させることが可能となる。本手法が確立できると、無数に存在するナノ粒子の中から、特定のナノ粒子のみを混合させ得るような指向性を有するナノ反応システムの構築が実現できる。このように、これまで不可能だった、ナノ滴同士の特異的な衝突および混合操作が可能となるような手法を確立する。具体的な実験は、下記のように計画している。人工合成DNAを鋳型とする新規タンパク質連結法の確立を行う。トロンビン間隔を制御した鋳型を構築し、トロンビンと結合するDNAアプタマーによって、鋳型DNA上にトロンビンを配列可能であることを明らかにする。さらに架橋剤を添加し、鋳型DNAが存在することで、効率的にトロンビンを連結することを明らかにしたい。また、抗体であるIgEを末端に修飾したIgE-トロンビン連結体(異種タンパク質連結体)の構築を試み、鋳型DNAの存在によって、抗体とトロンビンという異なるタンパク質同士においても連結が可能であることを明らかにしていきたい。本研究計画を遂行するための主な設備は,これまで研究室で蓄積した設備にて,ほぼ賄うことが可能であると考えている。本研究の特殊事情として,DNAをリポソーム間の接着素子として使用するため,大量のDNAが必要となる。このため,相当量の経費をDNA試薬の購入費として計上している。設備備品としては,単一膜ベシクルを作成するためのプローブ型超音波発生器を計上している。
国内外の連携による生物多様性保全を目的としたICTによる市民科学の教育実践

大陸レベルの種の多様性の市民科学プロジェクトを推進するため、iNaturalistの日本への導入を試みた。国際連携により世界68の都市で同時開催したプロジェクト“City Nature Challenge(CNC)"では、東京のオーガナイザーとして、日本人の参加を容易にするマニュアルや情報を提供することにより、多くの市民・学生がプロジェクトに参加し生物種の写真、位置情報をアプリから送信し、国際的な生物多様性データベース(GBIF)に貢献した。参加国で情報量を競う等、情報共有し国内外連携を実行することができた。河川の外来植物調査の市民科学プロジェクトを推進するため、企画したプロジェクトである“スマホを用いた多摩川水辺外来植物さがし"においては、参加者に調査地で同定した植物の群落特性、位置情報、写真をスマホで送信し、企画者はArcGIS上で収集したデータのマップ化・共有化がきるシステムとアプリを開発し、実践した。プロジェクトの参加者にアンケートを実施し、共分散構造分析及びテキストマイニングよりプログラムの教育効果の把握を試みた。これらの市民科学プロジェクトを通して、市民や学生の生物多様性への意識改革を行い、市民科学が担う役割の重要性を認知する教育実践を行った。グリーンインフラ形成のための市民科学プロジェクトでは、民有地の庭に注目し、雨水の水みち・浸透性と水に関わりのある生き物をセットで調査するための市民科学プログラムを開発した。世界の市民科学の現状の把握と、日本と様々な国の市民科学団体との国際連携を目的として、北米を視察し市民科学に携わる多くの科学者と意見交換の機会をもち、今後の市民科学の発展に役立つ有益な情報を得ることができた。市民科学先進国である香港も視察した。これらの成果は、CitSci2019国際学会及び複数の国内学会において発表した。当初の計画通りに順調に進展していると考える。海外での視察では、有益な情報を多々収集でき、日本での現状も伝えることができた。2018年8月の北米視察は分担研究者の厳氏と実施した。特に、CNC2018'の2つの実施本部の一つであるロサンゼルス自然史博物館を訪問し、実施に当たっての共通及び日本固有の課題の検討を行った。また、セミナーでは2名が招待講義を行った。これらの成果を踏まえ、“CNC2018-Tokyo"を計画通り実施し、成果を収めた。また、2019年3月には、ワシントンDCのスミソニアンインスティテュート、連邦政府機関を訪問し、米国での多様なセクターで実施の市民科学プロジェクトの現状を視察すると共に、日本における市民科学プロジェクトへの関心・理解・支援を得ることができた。今後の日本でのプロジェクトには、海外からの参加・支援も予定しており、国内外連携の発展が期待できる。Webを用いた河川の外来植物の市民科学プロジェクトは、分担研究者の咸氏と共に春と秋に実施し、計画通りの成果を得た。市民科学プログラムの意義を明らかにするための社会科学的研究として、分担研究者の桜井氏は、CNC2018-Tokyoの参加者へのアンケート結果(n=105)及び世界都市共通アンケートの結果(n=113)を分析した。重回帰分析や自由回答記述の分析の結果、東京のプログラムの参加者は、自然への関心が高く、また国際的なプログラムであることを実感している参加者ほど満足度が高いことが分かった。世界都市共通アンケートの回答者は、プログラムに参加したことで環境保全に役立ったと実感できている人が東京の参加者よりも多かった。グリーンインフラ形成のための市民科学プロジェクトでは、分担研究者の横田氏がWebを用いた民有地の庭を対象とした雨水の浸透性に関わる診断アプリを開発し、世田谷区でその有効性を検討した。大陸レベルの種の多様性の市民科学プロジェクトを推進する。大陸レベルで種の多様性のデータベースを提供するグローバルな市民科学プロジェクト“City Nature Challenge 2019"を世界の150か国以上で連携し、同時開催する。また、iNaturalistをプラットホームとした市民科学プロジェクトを日本及びパラオ共和国で企画・実践し、国際的な生物多様性データベース(GBIF)に貢献する。プロジェクト実施、必要なデータの精度保証、日本語及び実施場所(パラオ共和国)の言語による補助教材やガイドブックを作成し、プロジェクトを通して種の多様性の基礎情報を得る。また河川の外来植物調査の市民科学プロジェクトを推進する。多摩川において水辺の国勢調査データを補完するため、プロジェクトの参加者に調査地で同定した植物の群落特性、位置情報、写真をスマホで送信してもらい、線的、面的な外来植物データを収集、分析する。企画者はArcGIS上で収集したデータをマップ化・共有化できるシステムとアプリを開発する。これらの成果から外来種の時空間的な分布と変動を把握する。上記のプロジェクトの参加者アンケートを実施し、プロジェクトの評価、参加者の関心、学びを評価し、プロジェクトの改善に用いる。さらに共生圏でのグリーンインフラ形成のための市民科学を推進する。また生態系のサービス機能を見える化できる指標の開発をおこなう。水循環と生態系ネットワークの再生を両立するGIを形成するために、水と生物の視点から市街地内の緑地の機能を評価する市民科学プログラムを集水域(世田谷区)のスケールで開発・実践する。特に民有地の庭や街路植栽に注目し、雨水の水みち・浸透性と水に関わりのある生き物をセットで調査するための市民科学プログラムを開発し、GIの視点で緑を再評価した情報基盤を創出する。

国際連携により世界68の都市で同時開催したプロジェクト“City Nature Challenge(CNC)"では、東京のオーガナイザーとして、日本人の参加を容易にするマニュアルや情報を提供することにより、多くの市民・学生がプロジェクトに参加し生物種の写真、位置情報をアプリから送信し、国際的な生物多様性データベース(GBIF)に貢献した。参加国で情報量を競う等、情報共有し国内外連携を実行することができた。河川の外来植物調査の市民科学プロジェクトを推進するため、企画したプロジェクトである“スマホを用いた多摩川水辺外来植物さがし"においては、参加者に調査地で同定した植物の群落特性、位置情報、写真をスマホで送信し、企画者はArcGIS上で収集したデータのマップ化・共有化がきるシステムとアプリを開発し、実践した。プロジェクトの参加者にアンケートを実施し、共分散構造分析及びテキストマイニングよりプログラムの教育効果の把握を試みた。これらの市民科学プロジェクトを通して、市民や学生の生物多様性への意識改革を行い、市民科学が担う役割の重要性を認知する教育実践を行った。グリーンインフラ形成のための市民科学プロジェクトでは、民有地の庭に注目し、雨水の水みち・浸透性と水に関わりのある生き物をセットで調査するための市民科学プログラムを開発した。世界の市民科学の現状の把握と、日本と様々な国の市民科学団体との国際連携を目的として、北米を視察し市民科学に携わる多くの科学者と意見交換の機会をもち、今後の市民科学の発展に役立つ有益な情報を得ることができた。市民科学先進国である香港も視察した。これらの成果は、CitSci2019国際学会及び複数の国内学会において発表した。当初の計画通りに順調に進展していると考える。海外での視察では、有益な情報を多々収集でき、日本での現状も伝えることができた。2018年8月の北米視察は分担研究者の厳氏と実施した。特に、CNC2018'の2つの実施本部の一つであるロサンゼルス自然史博物館を訪問し、実施に当たっての共通及び日本固有の課題の検討を行った。また、セミナーでは2名が招待講義を行った。これらの成果を踏まえ、“CNC2018-Tokyo"を計画通り実施し、成果を収めた。また、2019年3月には、ワシントンDCのスミソニアンインスティテュート、連邦政府機関を訪問し、米国での多様なセクターで実施の市民科学プロジェクトの現状を視察すると共に、日本における市民科学プロジェクトへの関心・理解・支援を得ることができた。今後の日本でのプロジェクトには、海外からの参加・支援も予定しており、国内外連携の発展が期待できる。Webを用いた河川の外来植物の市民科学プロジェクトは、分担研究者の咸氏と共に春と秋に実施し、計画通りの成果を得た。市民科学プログラムの意義を明らかにするための社会科学的研究として、分担研究者の桜井氏は、CNC2018-Tokyoの参加者へのアンケート結果(n=105)及び世界都市共通アンケートの結果(n=113)を分析した。
シロガオオマキザルにおける近親者共在の群れ間移出入パターンと適応度へ及ぼす影響

オマキザルの群れ内で、オス同士の血縁度はメス同士の血縁度より平均値が低く、逆にミトコンドリアDNAのハプロタイプ多様度が高かった。これはオス偏重分散とメス定住性と整合している。対照的に、クモザルでは平均血縁度もミトコンドリアDNAのハプロタイプ多様度もオスメス間で差が見られなかった。これはこのクモザル集団ではオスもメスも分散するためと考えられる。クモザルはオマキザルより高いミトコンドリアDNAのハプロタイプ多様度を示しており、これはクモザルのメス分散性とオマキザルのメス定住性を反映したパターンといえる。したがって、性による遺伝的多様性の違いと種による遺伝的多様性の違いは共に観察される分散パターンと整合的といえる。オスは単独で分散する場合もあれば並行して(すなわち、他のオスと一緒に)分散する場合もある。並行分散をするオス同士は他のオスとの間より血縁度が高かった。その結果、並行移入してきたオスは、出自群に留まっているメスと同等数の同性血縁者を持つことがわかった。対照的に、単独移入オスは、集団中に大多数のオスが血縁者を持っていても、群れレベルでは複雄群の中でオスの血縁者を持つことは稀であった。4つの馴化群のうち3つで、オス同士の協力関係(連合)の安定性は血縁度ではなく親近度(すなわち一緒に移入してきたかどうか)に影響を受けていた。これらの発見は、分散する性における協力性の進化に関する新しい知見を与えるものである。2位以下のオスが父親である場合の21ケースのうち13ケースにおいて、コドモの母親はその群れのアルファオスの娘であった。つまり、アルファオスはめったに自分の娘との間にコドモを残すことはないことがわかった。この近親婚回避は霊長類が少なくとも父-娘レベルでは血縁を認識することができることを示しており、現在論争となっている認識能力に関するトピックスに貢献した。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない我々はコスタリカ・サンタロサ国立公園の野生シロガオオマキザル4群88個体からの糞由来DNA327試料に対し、13座位のShort Tandem Repeat(STR)(マイクロサテライト)多型遺伝マーカーの遺伝子型判定を行ない、4783個のアレル長遺伝子型判定結果を得た。糞や毛髪などの不良条件DNA試料は非侵襲的に収集できるメリットがあり、保全生物学や分子生態学、集団遺伝学の諸分野で広く使われている一方で、低濃度不良条件のために、2つのアレルのうちの片方がもう片方に比べて過小にしか増幅されず、ヘテロ接合の遺伝子型を誤ってホモ接合と判定してしまう、いわゆるアレルドロップアウトという問題が生じるおそれがある。そこで我々は糞由来などの低濃度、不良条件のDNA試料から遺伝子型判定を行なう際にその信頼性を検証するために従来用いられてきた方法よりも、正確で時間・労力の上でも効串のよい方法の開発も試みている。従来法は抽出DNA溶液の濃度に応じてホモ接合であることを確認するために何回の反復実験(PCR)を行なうべきかの指針を与えている。もともとこの方法はチンパンジーの糞試料を対象として開発されていたが現在では広く様々な種に用いられている。しかし、アレルドロップアウトの起こりやすさは生物種、遺伝子/ゲノム領域、PCRのプロトコルによって様々に異なっていると考えられる。そこで我々はヘテロ接合であることがわかっている試料に対してDNA濃度とドロップアウト頻度の相関をマーカー座位毎に求めることで、必要なPCR実験の反復回数を設定することとした。これにより従来法に比べ正確性が向上し、必要な反復回数も劇的に減少できた。これは特に低濃度の希少試料での実験に大変有用である。我々は現在この改良法を論文発表すべく原稿準備を進めている。この他にも、ここまで得られた遺伝子型判定結果を用いて遺伝的集団構成に関する論文と群れ間移出入に伴う子殺しに関する論文の準備を進めている。本研究はコスタリカ国グアナカステ自然保護区を調査地として、主にオスが群れ間移出入をするオマキザルの自然集団を観察対象として、高度多型遺伝マーカーであるshorttandem repeat (STR :マイクロサテライト)の遺伝的多型を調査し、1)どの個体間で交配が行われ、どの個体が単独あるいは共伴して群れ移出入を行うかを調べ、そのパターンが群れ中の近親者の割合にどう影響するか、2)行動や繁殖成功度にどう影響するか、3)ミトコンドリアDNAなどの伴性遺伝多型マーカーを併用することで、オスメス間で移出入パターンが異なり同所的に棲息するクモザル(主にメスが移動)及びホエザル(両性とも移動)と比較して、集団内・集団間多様性のパターンがどう異なるかを検証する。Wikberg研究員は2013年4-5月に現地調査を行い、新たにオマキザル20群、ホエザル24群、クモザル2群から総計173個の糞資料を収集した。6月以降Wikberg研究員は研究代表者研究室において、従前からの主要研究対象であり以前に糞試料収集済みのオマキザル隣接5群からの486試料に対して、15-20種類のSTRの遺伝子型決定を完了した。さらにこれら5群から約60個体の成体についてミトコンドリアDNAの部分配列決定と解析を行った。また、ホエザルについて40個体について2-7種類のSTR遺伝子型決定を行った。

行動観察により、オマキザルの大部分のオスは単独でなく他のオスと連れ立って群れを移出入しており、上記遺伝子解析から、共伴移動オス間の近縁度は他のオスへの近縁度より高いことを明らかにした。結果的に共伴移入オスは同性近親者を同じ群れ中にもつこととなり、その数は出自群に留まっているメスについての同性近親者数にも匹敵していた。一方、オス間の協力関係の安定性は血縁度よりもそれまで共にいる期間の長さ(親近度)により強く依存していた。これらの知見は移出入する性別の違いとそれらの協力関係の進化に関する新たな理解につながるものであり、Animal Behaviour誌でまもなく受諾される見通しである。オマキザルの群れ内で、オス同士の血縁度はメス同士の血縁度より平均値が低く、逆にミトコンドリアDNAのハプロタイプ多様度が高かった。これはオス偏重分散とメス定住性と整合している。対照的に、クモザルでは平均血縁度もミトコンドリアDNAのハプロタイプ多様度もオスメス間で差が見られなかった。これはこのクモザル集団ではオスもメスも分散するためと考えられる。クモザルはオマキザルより高いミトコンドリアDNAのハプロタイプ多様度を示しており、これはクモザルのメス分散性とオマキザルのメス定住性を反映したパターンといえる。したがって、性による遺伝的多様性の違いと種による遺伝的多様性の違いは共に観察される分散パターンと整合的といえる。オスは単独で分散する場合もあれば並行して(すなわち、他のオスと一緒に)分散する場合もある。並行分散をするオス同士は他のオスとの間より血縁度が高かった。その結果、並行移入してきたオスは、出自群に留まっているメスと同等数の同性血縁者を持つことがわかった。対照的に、単独移入オスは、集団中に大多数のオスが血縁者を持っていても、群れレベルでは複雄群の中でオスの血縁者を持つことは稀であった。4つの馴化群のうち3つで、オス同士の協力関係(連合)の安定性は血縁度ではなく親近度(すなわち一緒に移入してきたかどうか)に影響を受けていた。これらの発見は、分散する性における協力性の進化に関する新しい知見を与えるものである。2位以下のオスが父親である場合の21ケースのうち13ケースにおいて、コドモの母親はその群れのアルファオスの娘であった。つまり、アルファオスはめったに自分の娘との間にコドモを残すことはないことがわかった。この近親婚回避は霊長類が少なくとも父-娘レベルでは血縁を認識することができることを示しており、現在論争となっている認識能力に関するトピックスに貢献した。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない研究開始が11月でありわずか5か月足らずの時間しかなかったため研究発表はないが、これは想定のことである。それよりもこの短期間に多くの遺伝子型判定と過去の研究室の遺伝子型判定結果の見直しを遂行し、方法論の開発も進んできている。多くの個体のSTRだけでなくミトコンドリアDNAの多型解析に成功し、オス間協力関係に関する重要な知見に結び付いた。得られた遺伝子型データを用いて次年度はこれらのオマキザル集団における父子関係、個体間血縁度、遺伝的集団構成の解析を行ない、論文発表を行なう。また、4月から48日間海外調査に赴き、コスタリカでさらなる糞試料収集を行なう。
弱い重力レンズ効果の理論および観測にもとづく宇宙論

本研究課題はすばる望遠鏡次世代主焦点カメラ、HSC(Hyper Suprime Camera)で展開される大規模撮像サーベイの主目的である「宇宙大規模構造による弱重力レンズ効果の観測に基づく宇宙論」を理論・観測双方からサポートするものである。本年度は(1)宇宙大規模構造の弱い非線形性に関する理論的研究、(2)弱い重力レンズ解析の系統誤差評価に関する研究に取り組んだ。(1)においては、バリオン音響振動ピークのモデル作成に対してラグランジュ描像に基づいた強力な手法を開発した。バルク流が引き起こすバリオン音響ピークの不鮮明化に対して、ラグランジュ描像を用いた理解を試みた。大スケールにおいて、重力非線形成長を切り離してバルク運動のみを考慮した定式化を行い、相関関数に現れるバリオン音響ピークの不鮮明化を定量的に明らかにした。その中で、バルク流が完全にランダムではないことにより、不鮮明化が10%程度抑えられることを示した。またN体シミュレーションとの比較を行い、解析的な結果の妥当性を検証した。(2)においてはすばる望遠鏡で観測されたstar fieldを用いて弱い重力レンズ効果の系統誤差を光学収差・大気揺らぎ・画像合成時におけるCCDチップの整列誤差に分解した。光学追跡シミュレーションを用い3つの効果の寄与の大きさを予測し、star fieldの観測結果と比較、シミュレーションの妥当性を確認した。その結果、光学収差による影響が最も大きいことが分かった。さらに本結果を宇宙大規模構造による弱い重力レンズ解析に適用した。重力レンズ効果のシグナルであるE-modeは理論予言とよく一致していることを確認した。一方で、重力レンズ効果ではなく系統的な誤差が起源であるB-modeも検出したが、star fieldで得られたモデルで説明できることを確かめた。本年度の主な結果は以下の通りである。(1)現時点で世界最高精度の弱重力レンズサーベイであるCFHTLSと全く同様の解析手法を現主焦点カメラのデータに適用し、弱重力レンズ効果の検出を試みた。その結果、弱重力レンズ効果の検出に成功したが、一方で系統誤差の指標である8モードも有意に検出された。本結果は、既存の解析手法の不完全性およびすばる望遠鏡特有の問題を示唆していると考えられる。(2)大規模撮像サーベイによって得られる銀河の位置と歪みの情報を組み合わせて、インフレーション起源の始源非ガウス性を検出する手法を提案した。さらに本手法が大規模構造によって引き起こされる増光効果から受ける影響を詳細に調べ、増光効果を取り除く手法を構築した。本結果により、大規模撮像サーベイから無バイアスかつ詳細なインフレーション理論検証が行えることを示した。(3)宇宙大規模構造の統計的性質を正確に予言するため、ラグランジュ描像に基づく摂動論を用いることで、既存の4次摂動モデルを拡張し6次摂動モデルを構築することに成功した。また、本モデルの優位性を検証するため、重力多体シミュレーションとの比較を行い、従来のモデルに比べて精度が向上している事を確認した。特に、高赤方偏移における改善が顕著であり、SuMIRe PFSなどの次世代高赤方偏移分光サーベイに有用である事が示された。本年度の主な結果は以下の通りにまとめられる。(1)前年度においてすでに申請者が完成させていたラグランジュ的再和法にもとづく宇宙大規模構造のパワースペクトル6次摂動モデルを、実際の観測で用いられる赤方偏移空間に拡張することに成功した。これによって、実際の観測条件と理論モデルの仮定条件が一段階近くなり、より現実的なモデルを構築することができたと評価できる。加えて、バリオン音響振動を用いて暗黒エネルギーの状態方程式を詳細に探るのみならず、赤方偏移空間で初めて現れる赤方偏移歪み効果を測定する事で非常に大スケールにおいて一般相対性理論が破綻していないかを詳細に検証できる可能性が期待できる。(2)大規模撮像サーベイによって得られる銀河の位置と歪みの情報を組み合わせて、大スケールにおける銀河バイアスを詳細に調べる事で、インフレーション起源の始源非ガウス性を検出する手法を提案した。