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分子動力学計算による地殻内超臨界流体物性の解明と地震発生に与える影響の研究

本研究では、研究チームが開発した水の超臨界状態を再現する分子モデルを用いて、地殻の高温・高圧条件を網羅する条件での塩水の電気伝導度データベースを分子動力学計算から導出した。得られた電気伝導度データを用いると、東北日本西側の高電気伝導度異常(Ogawa他、Geophys. Res. Lett., 2001)は、4 wt%以上の濃度の塩水の存在で説明できることが分かった。この地域では地殻深部から海水に近い塩濃度を持つ塩水が供給されている可能性があることを示唆している。本研究では(1)超臨界状態にある二酸化炭素(CO2)を取り扱う最先端の分子動力学(MD)計算法の開発、(2)地殻の温度圧力条件における超臨界H2O-CO2-NaCl流体の物性データベースを構築、(3)地震の震源域や火山活動の中心部の流体分布の推定から、地殻流体と地震発生との関連を解明することを目標とする。本年度は、(1)超臨界CO2流体の原子間相互作用モデルの開発、(2)超臨界H2O-NaCl流体の物性データに基づく地殻内の流体分布の導出の2つの課題について研究を実施した。以下に各課題について本年度の実績を述べる。(1)超臨界CO2流体の原子間相互作用モデルの開発:文献調査・関連する研究者との議論を実施し、化学反応を取り入れることのできる分子間相互作用モデルの有用性について検討した。(2)超臨界H2O-NaCl流体の物性データに基づく地殻内の流体分布の導出: 673-2000 K, 0.2-2.0 GPa, 0-22 wt% NaClの範囲のH2O-NaCl流体の密度・等温圧縮率をMD計算から予測した。計算結果を過去の低温・低圧・低塩濃度の実験結果・熱力学計算と比較し、計算結果の妥当性を検討した。また実験結果がない温度・圧力・塩濃度領域の密度・等温圧縮率をMD計算から予測し、その変化を分子論的描像から解釈した。これらの結果は地震波解析に必要なパラメータを提供することとなり、流体分布の解明に寄与する。本成果を学術雑誌Geofluidsに報告した。またMD計算から得られた電気伝導度・密度の結果を、地球表層から深部に至る3つの温度・圧力変化モデルに対してプロットし、電磁気観測の結果との比較を実施した。この結果に関する投稿論文を準備中である。本研究では1.超臨界状態にあるCO2を取り扱う最先端の分子動力学(MD)計算法を開発し、2.地殻の温度圧力条件における超臨界H2O-CO2-NaCl流体の物性データベースを構築することで、3.地震の震源域や火山活動の中心部の流体分布を明らかにし、地震発生との関連を解明することを目標とする。本年度は、1.地殻を網羅するH2O-NaCl流体の電気伝導度データベースの構築、2.超臨界H2O-NaCl流体の物性データに基づく地殻内の流体分布の導出の2つの課題について研究を実施した。1.地殻を網羅するH2O-NaCl流体の電気伝導度データベースの構築:昨年度までに実施したMD計算の結果の精度を向上し、地殻の温度圧力条件を網羅するH2O-NaCl流体の電気伝導度データベースを構築した。このデータベースは温度・圧力・塩濃度を変数とする解析式で記述され、地殻内の水流体の塩濃度・存在量を推定する際に有用で扱いやすいデータベースである。本成果は、学術雑誌Journal of Geophysical Research: Solid Earthに報告し、またプレスリリースにより日刊工業新聞に記事が掲載された。2.超臨界H2O-NaCl流体の物性データに基づく地殻内の流体分布の導出: MD計算から得られた電気伝導度・密度を利用して、東北日本背弧側、カナダの沈み込み帯、大陸地殻の電気伝導度異常を塩水の存在で説明できるかを検討した。例として東北日本背弧側の電気伝導度異常は海水に近い塩濃度(4 wt%)の塩水の存在で説明できることが明らかになり、地震発生に水の存在が影響することを示唆する結果を得た。1.超臨界CO2流体の原子間相互作用モデルの開発:CO2のポテンシャルモデルの開発がやや遅れており、来年度に集中して開発する必要がある。2.超臨界H2O-NaCl流体の物性データに基づく地殻内の流体分布の導出:順調に流体分布の導出が可能となり、今後標準的に使用されるデータベースを構築できたと考えている。3.地震の震源域や火山活動の中心部の流体分布を明らかにし、地震発生との関連を解明する:電磁気観測と定量的な比較ができるようになり、地震発生域における塩水の存在量と塩濃度が議論できるようになった。以上の理由から総合的におおむね順調に進展していると判断した。本研究では超臨界状態にあるCO2を取り扱う最先端の分子動力学(MD)計算法を開発し、地殻の温度圧力条件における超臨界H2O-CO2-NaCl流体の物性データベースを構築することで、地震の震源域や火山活動の中心部の流体分布を明らかにし、地震発生との関連を解明することを目標とする。本年度は、H2O-NaCl流体の電気伝導度・密度をMD計算から整備するとともに、その成果を解説記事(2016年Conductivity Anomaly研究会論文集)にまとめた。地殻を想定した高温高圧下におけるH2O-NaCl

流体の電気伝導度は、イオンの易動度だけで決まるのではなく、イオンペアの数に大きく依存することを明らかにした。このことはイオン伝導を記述するNernst-Einsteinの式は高温高圧条件では成り立たず、温度・圧力・塩濃度の関数としてイオンペアの割合を取り入れた記述が必要であることを示唆する。H2O流体の状態方程式などは、尤もらしい物理モデルに基づき、低圧における実験値を再現するようにパラメータを決定することで、高圧条件にも外挿が許されるような解析式を構築することが多い。しかしながら、このような物理モデルの多くは、水の双極子モーメントなどの値を温度圧力によらず一定にするなど、不自然な仮定でフィッティングされており、高圧条件への予測性が低い。本研究のMD計算では、原子間相互作用モデルに基づき、統計量として熱力学量を導出しており、結果そのものが物理モデルに基づくものであるから、不自然な物理モデルに基づいた低精度の解析式を提案するよりも、MD計算の結果に単純にフィッティングしただけの精度の高い経験式を提案した。これらの結果は、地殻のみならず、上部マントルの一部にも適用可能な温度圧力範囲にあり、地球のダイナミクス研究において重要な成果となると期待している。本研究では、研究チームが開発した水の超臨界状態を再現する分子モデルを用いて、地殻の高温・高圧条件を網羅する条件での塩水の電気伝導度データベースを分子動力学計算から導出した。得られた電気伝導度データを用いると、東北日本西側の高電気伝導度異常(Ogawa他、Geophys. Res. Lett., 2001)は、4 wt%以上の濃度の塩水の存在で説明できることが分かった。この地域では地殻深部から海水に近い塩濃度を持つ塩水が供給されている可能性があることを示唆している。(1)超臨界CO2流体の原子間相互作用モデルの開発:過去に提案されたCO2の原子間相互作用モデルは、超臨界CO2を扱うには難しいことが徐々に明らかになりつつあるが、まだ結論が出ていない。本年度中に結論を出すことが目的であったことから、CO2原子間相互作用モデルの開発に関してはやや計画から遅れている。計算環境について、厳密な温度制御法の導入等のプログラム開発を実施し、CO2流体の計算を実施する準備を行った。(2)超臨界H2O-NaCl流体の物性データに基づく地殻内の流体分布の導出:地殻内のH2O-NaCl流体分布の推定に必要な密度・等温圧縮率・電気伝導度のMD計算結果を解析し、地殻の電磁気観測により発見されている2桁の電気伝導度変化をH2O-NaCl流体のみで説明できるか検討した。これらの成果の一部はすでに学術雑誌に報告し、またもう一つの論文として投稿準備中であり、計画通りに進んでいる。今後はCO2モデルの開発を中心に研究を進める。CO2はCO2間の相互作用が弱いことから、MD計算で取り扱いの難しい分子であるが、これまでにない定量的な分子モデルを開発する努力をする。本年度も昨年度に引き続き、古典MD計算を実施するための計算機の整備・計算プログラムの開発を進めた。これらの環境を有効利用し、効率的に研究を推進する。本年度は研究分担者とメール・電話での議論をし、学術論文を2報まとめた。今後はさらに効果的に研究を推進するため、これまでと同様に直接顔を合わせて研究議論を実施する予定である。鉱物物理学
家禽の産卵機能制御機構における血管作働性腸ペプチドホルモンの役割

(1)ニワトリの視床下部、下垂体前葉および卵巣の卵胞膜と卵胞顆粒膜から細胞膜画分を調製し、これらの画分に^<125>Iで標識した血管作動性腸ペプチド(VIP)を加えるラジオリガンドアッセイ法で検討した。この結果、視床下部、下垂体前葉および卵胞顆粒膜においてはVIPに対する特異的結合物質が存在し、この結合物質はVIPに対して特異性、可逆性および飽和性と高い親和性および低い結合容量が認められ、VIPの受容体としての諸条件を備えていた。これに対して、卵胞膜においてはVIPの結合物質の存在が認められなかった。視床下部、下垂体前葉および卵胞顆粒膜におけるVIP受容体の結合性を産卵の有無という生理状態の異なるニワトリについて検討したところ、VIP受容体の結合性は生理状態の異なりによって異なることが明らかにされた。次にニワトリの排卵から次の排卵までの期間においても検討したところ、いずれの組織においても特定の時期に変動することが認められ、これらの時期はVIPが顕著に作用する時期であろうと推察された。(2)ニワトリの卵胞顆粒膜細胞をCO_2培養装置で単層細胞培養し、これにVIPを含む培養液で培養したところ、プロジェステロン(P_4)産生量はVIP濃度の増加に伴い増加した。したがって、VIPは卵胞顆粒膜細胞のP_4産生能を促すものと推察された。(3)休産しているニワトリにVIPを注射したところ、血中プロラクチン(PRL)濃度が増加したが、成長ホルモン濃度は顕著な変化が認められなかった。次に下垂体前葉のVIP受容体量の変化とPRL放出量の増加との関係を検討したところ、VIPが作用した直後にPRLの放出量が増加すた。この結果、視床下部-下垂体前葉系に対してはVIPが下垂体前葉からPRLの放出を促す生理作用をもつことが明らかとなった。ニワトリの視床下部、脳下垂体前葉および卵巣の卵胞膜と卵胞顆粒膜からそれぞれの細胞膜画分を遠心分離法で調製し、これらの細胞膜画分にあらかじめヨードゲンを用いて^<125>Iで標識した血管作動性腸ペプチドを加えるラジオリガンドアッセイ法で検討した。この結果、視床下部、脳下垂体前葉および卵胞顆粒膜においては、血管作動性腸ペプチドに対する特異的結合物質が存在し、これらの組織の結合物質は血管作動性腸ペプチド対して結合特異性、結合可逆性および結合飽和性と高い結合親和性および低い結合容量が認められ、血管作動性腸ペプチドの受容体としての諸条件を備えていることが明らかとなった。これに対して。卵胞膜においては血管作動性腸ペプチドの結合物質の存在が認められなかった。(川島担当)ニワトリの卵胞から顆粒膜細胞を分離し、酵素(コラゲナーゼ)を用いて細胞懸濁液を得た。この細胞を炭酸ガス培養装置で単層細胞培養し、これに血管作動性腸ペプチドを加えて培養したところ、培養液中のプロジェステロン量が増加した。この結果、血管作動性腸ペプチドの卵巣における卵胞顆粒膜に対する作用はプロジェステロンの産生を促すことが明らかとなった。(上吉担当)休産しているニワトリに血管作動性腸ペプチドを静脈内に注射したところ、注射後血液中のプロラクチン濃度が増加した。これに対して、成長ホルモン濃度は顕著な変化が認められなかった。この結果、視床下部-脳下垂体前葉系に対しては血管作動性腸ペプチドが脳下垂体前葉からプロラクチンの放出を促す作用をもつことが明らかとなった。(田中担当)

平成7年度の研究成果より、ニワトリの視床下部、脳下垂体前葉および卵胞の顆粒膜のそれぞれの細胞膜に血管作動性腸ペプチドの受容体が存在することが明らかにされた。そこで、これらの組織における受容体の結合性を産卵の有無という生理状態の異なるニワトリについてラジオリガンドアッセイ法により検討した。この結果、視床下部、脳下垂体前葉および卵胞顆粒膜における血管作動性腸ペプチド受容体の結合性は生理状態の異なりによって異なることが明らかにされた。次にニワトリの排卵から次の排卵までの期間においても検討したところ、いずれの組織においても特定の時期に変動することが認められ、これらの時期は血管作動性腸ペプチドが顕著に作用する時期であろうと推察された。(川島担当)ニワトリの卵胞顆粒膜細胞に血管作動性腸ペプチドを含む培養液で培養したところ、平成7年度の研究成果ではプロジェステロンの産生量が増加することを見出した。本年はこの成果を確かなものとするために、いろいろな濃度の血管作動性腸ペプチドを含む培養液で培養したところ、プロジェステロン産生量は血管作動性腸ペプチド濃度の増加に伴い増加した。したがって、血管作動性腸ペプチドは卵胞顆粒膜細胞のプロジェステロン産生能を捉すものと推察された。(上吉担当)平成7年度において休産鶏に血管作動性腸ペプチドを投与すると脳下垂体前葉のプロラクチンが放出されることが認められた。この結果が血管作動性腸ペプチドの直接作用によることを確かめるために、脳下垂体前葉の血管作動性腸ペプチド受容体量の変化とプロラクチン放出量の増加との関係を検討したところ、このペプチドが作用した直後にプロラクチンの放出量が増加することが明らかにされた。(田中担当)
室町時代物語にみる食文化の研究

近時、食育の問題が重要視され、あらためて日本の伝統的食文化見直しの必要性が認識されはじめている。本研究は、そうした社会的要請を背景として、日本食文化の淵源として位置づけられている室町時代の食文化を、当時盛んに作成された室町時代物語を主たる素材として追究した。室町時代物語の多くは、絵巻や奈良絵本等といった形態で流布しており、それらは視覚的資料としても、当時の食文化・生活文化の実態を知る上で、有益である。本研究では、「東勝寺鼠物語」、「六条葵上物語」「月林草」「精進魚類物語」等の作品を素材として、当時の食文化および生活文化の実態を究明した。本研究は、日本の伝統的食文化の見直しが図られる今日において、その起点と位置づけられる室町時代の食文化を多面的に追究することを目的とする。中でも、従来専ら国文学の領域とされてきた室町時代物語は、この時代の生活文化の様相をリアルに伝えるという要素を持っており、食文化研究という分野においても、研究に裨益するところ大であると考えられる。就中、これら室町時代物語の伝本の多くは、絵巻や奈絵本の形態を持つものであり、絵画資料として、当時の生活文化を視寛的に今日に伝えている。従って、これちを実証的に究明することによって、当時の食生活、食文化の実態が明らかにたるという面も少なからず存在するといえる。こうした観点から、今年度は、室町時代の食文化の中で、大きな比重を占める禅宗寺院の食事文化について考察を進めた。具体的には、室町時代物語の1伝本である『東勝寺鼠物語』を主たる対象とし、当時の宗教行事である「月待行事」において繰り広げられる晩餐の実態を検証・分析した。そこには夥しい食材・食品が登場し、それはこの物語の往来物的性格を示すものでもあるが、同時に、今日かたらずしも明らかとなっていない室町期の禅宗寺院における精進料理の実態をしめすもととして注目される。すなわち、ここにみられる食事の構成は、たとえば一休宗純百年忌の記録にみられる「湯」と「斎」という2部立てのそれと近似するものであり、この物語が天正年間成立であることを考慮すると、この時代の禅宗寺院における法会の献立を反映するものであることが明らかである。本研究は、日本の伝統的食文化の見直しが図られる今日において、その期限と位置づけられる室町時代の食文化を多面的に追究することを目的とする。中でも、従来専ら国文学の領域とされていた室町時代物語は、この時代の生活文化をリアルに伝えるという要素を持っており、食文化研究という分野においても、研究に裨益するところ大であると考えられる。就中、これら室町時代物語の伝本の多くは、絵巻や奈良絵本の形態を持つものであり、絵画資料として、当時の生活文化を視覚的に今日に伝えている。従って、これらを実証的に究明することによって、当時の食生活、食文化の実態が明らかになるという面も少なからず存在する。今年度は、室町時代の食文化の中で、大きな比重を占める禅宗寺院の食事文化、ことに精進料理を中心に考察を進めた。室町時代物語作品群の中で、『精進魚類物語』、『六条葵上物語』、『月林草』等は、いわゆる異類物と呼称されるグループに属するものである。これらは、植物や動物が会話を交わしたり、合戦を繰り広げるという、一見荒唐無稽な世界を描くものであるが、その一方で、この時代の貴族たちの伝統的な学芸・教養を背景として、精緻な言語表現を以て、この時代の食文化の実態をリアルに描きこむという側面を有している。この時代、禅宗寺院を拠点として精進料理が発展さらには、普及していったことは、これまでの研究が明らかにするところであるが、これらの物語には、それらの具体相が、高度なレトリックにより、生き生きと表現されており、精進料理の発展という当時の食文化の実態が明らかになる点が多い。たとえば、今日日常食として普及している蕎麦がきや蕎麦切りの調理の実態、六条と呼ばれる干豆腐の調理法、さらにはこの時代に起源を持つと考えられる干瓢の製法等々、他の文献にはみられない資料が散見している。これらの点については、今後さらに研究の進化を図りたいと考えている。中でも、従来専ら国文学の領域とされてきた室町時代物語は、この時代の生活文化をリアルに伝えるという要素を持っており、食文化研究という分野においても、研究に稗益するところ大であると考えられる。

今年度は、前年度に引き続き、室町時代の食文化の中で、大きな比重を占める禅宗寺院の食事文化、ことに精進料理を中心に考察を進めた。室町時代物語作品群の中で、『精進魚類物語』、『六条葵上物語』、『月林草』等は、いわゆる異類物と呼称されるグループに属するものである。これらは、植物や動物が会話を交わしたり、合戦を繰り広げるという、一見荒唐無稽な世界を描くものであるが、その一方で、この時代の貴族たちの伝統的な学芸・教養を背景として、精緻な言語表現を以てこの時代の食文化の実態をリアルに描きこむという側面を有している。今年度はこれらの中から『月林草』を中心的課題として取り上げ、その分析を通して、その古典的教養に裏付けられた修辞の中に、当時の食生活、食文化の実際が表現されていることを明らかにした。その分析の結果、食晶・食材の製法、その流通、調理・賞味法等々、従来の当該時期の料理書の記述のみでは、必ずしも分明ではない食の実態が、細部に至るまで明らかにできた点があり、室町期食文化研究に資する一定の成果があったと考えている。
再生胸腺微小環境によるT細胞誘導と治療への応用

In vitroからTECへの分化は概ね順調に進展した。しかしin vitorでのHSCからT細胞への分化が難しく、さらなる工夫が必要である。サイトカインの種類あるいは投与時期を変える。さらに3D培養や、抗原提示細胞の付加も考える。In vitroでのiPS細胞からTECへの分化は、転写因子の発現も確認した。また骨髄細胞からのHSCの精製は、HSCマーカーの発現の増強も認めた。これらの細胞の共培養まで進んでいる。誘導したTECとHSCとの共培養にてT細胞の誘導が不十分であった場合、サイトカインの種類や添加時期を変えてみる。さらに3-D培養や、抗原提示細胞の付加も検討する。In vitroでのTECへの分化が上手くいく場合といかない場合があり、後者の場合はHSCとの共培養は行わなかった。よって、当初の予定よりも試薬の購入は少なくなった。引き続きこられの共培養及びその解析を行っていく必要があり、翌年度分として請求する。In vitroでのT細胞の誘導が上手くいかず、in vivoへの実験への移行が遅れた。誘導できれば、マウスを購入しin vivoへの研究を開始する。
英語中間構文と同族目的語構文におけるASPPの統一的分析

平成30年度は、翌年である最終年度にむけて、これまでの研究の成果をまとめる作業を開始し、次の研究を行った。(1)本研究のテーマである英語中間構文と同族目的語構文(以下、CO構文)を比較する論文が『大阪教育大学英文学会誌』に掲載された。本科研研究で執筆した「データから見た英語同族目的語構文」(2017)などのデータを利用して、中間構文とCO構文の3つのアスペクト的特性を比較し、共通点と相違点を指摘した。3つのアスペクト的特性とは、動的/状態的、完結的/非完結的、持続性である。2つの構文の共通点は、種類が違うものの、両者とも持続的な解釈が可能であるという点である。一方、両者は状態性や完結性においては対照的である。中間構文とCO構文では、他動性において逆方向の変化が起こっているが、この変化によってもたらされたアスペクト的性質の特性を、Travis (2010)のASPPや松本(2007)などで提案された三層分裂動詞句を発展させて説明する方向性を示した。(2)平成30年度も学会研究会に積極的に参加し、新しい知見を得た。本研究は中間構文については移動分析の立場をとっているが、日本英語学会に参加することにより、多重格付値システムを用いた意中間構文移動分析という新しい知見を得ることができ、本研究におけるASPP分析の参考とすることができた。また、東京共創言語進化学講座に参加することにより、現在のsyntaxをdecomposeして中間態を含むproto-grammarから動詞句がどのように進化したかという通時的知見を得ることができた。(3)他の研究費で招聘したアリゾナ大学Fong博士と、CO構文におけるCOが項か付加詞かという問題についてあらためて議論し、CO構文の統語的分析の参考とすることができた。平成30年度は予定通り中間構文と同族目的語構文(CO構文)のアスペクトを比較した論文を執筆し『大阪教育大学英文学会誌』に掲載された。また、国内外の研究者と本研究のテーマについて議論し、特に、最終年度の研究に必要な統語構造による分析に対する最新の知見を収集することができた。したがって、最終年度に向けて、おおむね順調に進展しているといえる。平成31年度は最終年度であるので、これまでの研究を発表し社会に還元する。11月末に日本英文学会北海道支部の招聘講演が確定しており、本研究の成果をわかりやすく発表する。また、本研究の成果をまとめた論文を令和2年2月出版予定の『大阪教育大学英文学会誌』で発表する予定である。今年度前半は、論文執筆と研究発表の準備をする。両構文を含むASPPや動詞句について、pair mergeやset mergeを用いた分析を検討する。7月にはクレタ島における項構造についてのHarleyの講義に参加し、執筆中の論文内容を修正する予定である。また、日程調整ができれば、海外から研究者を招いてワークショップを行う予定である。さらに、来年度からは本研究を含む項構造や自他交替の研究を高校における英語力向上に応用する研究を行う予定で、今年度はそのための準備も行う予定である。平成27年度は英語中間構文と英語同族目的語構文を中心に研究を進めた。中間構文については、Alexiadou et al. (2015)による受動文と中間構文についてのタイポロジー的研究におけるVoicePの上にAspPがある構造を本研究の参考とすることができた。また、平成27年度は心理動詞についても研究する予定であったが、心理動詞と関わりの深い無生物主語との関連から、「植物、ヒト、ことば」という論文を執筆した。生物学的に見た「植物」の特性についての基本文献を参考にし、ヒトと植物を扱った文学作品からのデータを検討した結果、植物が生物であるにもかかわらず無生物のように扱われるのはなぜかという問題について、ヒトと植物の生物学的・言語学的特徴付けとして、植物は意志、感情がなく、移動、発話も行わない特徴から、無生物のように扱われるという結論に至った。この結論は、心理動詞の主語を動作主と解釈するかそれとも原因と解釈するかという研究につながると期待できる。同族目的語構文については、改めて包括的なデータの収集を行った。特にHorrocks and Stavrou (2010)による他の言語と比較した英語の同族目的語構文の研究から、アスペクト関連のデータを多く収集することができた。また、アメリカ言語学会に参加して、Voiceと機能範疇pについてのKastenerの研究から、VoicePについての新しい知見を得た。これらの成果をまとめて、現在、「データから見た同族目的語構文の特徴」を執筆中である。以上のように、VoiceP、無生物主語、同族目的語構文のアスペクトについて、今後の研究の発展につながる成果をあげることができた。平成27年度は中間構文と同族目的語構文の地固めを行う予定であったが、研究はおおむね順調に進展している。まず、中間構文の方では、心理動詞の最新の動向を把握するということであったが、心理動詞の解釈と関係のある無生物主語について、生物言語学的な視点も導入して論考をまとめることができた。同族目的語構文については、これまで筆者が有しているデータベースにHorrocks and Stavrou (2010)などの研究を加えて全般的なデータの見直しを行い、「データから見た同族目的語構文の特徴」を執筆中である。さらに、アメリカ言語学会大会に参加して、VoicePと

機能範疇pPという、新たな構造についての知見を得ることができた。以上から、本研究はおおむね順調に進呈していると判断される。計画通り「データから見た英語同族目的語構文(以下、CO構文)の特性」を執筆することができた。先行研究におけるCO構文のデータを、動詞の特性、COの特性、様々な構文におけるCO構文、CO構文の意味特性、CO構文と比較される構文という5つの観点からあらためて包括的に整理しなおした。特に、動詞、CO、CO構文という3つの観点を取り上げたのは、CO構文では「同族」目的語ということで、動詞とCOが文法範疇としては異なるが、意味的には概して共通しているという特徴を有しているためである。また、共通の意味を持つ動詞とCOが1つの構文を作り上げているというこの特徴が、CO構文を他の構文を区別する最も大きな特性の由来となっているという結論に達した。上述の論考は、研究代表者が以前執筆した「データから見た英語中間構文の特性」と対比して考察することにより、ASPPの構造の分析の発展につながることが期待される。さらに、ASPPの構造について検討を続けた。非特定目的語削除構文(USO構文)がCO構文と対照的であることに着目し、Mittwochの研究を再点検した。研究代表者はこれまでも、USO構文が可能な動詞とCO構文が可能な動詞を比較して成果をあげている。今回の研究の結果、特に動詞と目的語が制限節に入るとき目的語を削除することができるというMittwochの主張が、ASPPとそれを超えた構造を考える際に参考とする道筋をつけることができ、平成29年度にこのことを論考としてまとめる準備を進める予定である。また、MiyagawaによるExpressive Structureなどの考え方も組み込んでASPPの構造を引き続き検討することにした。今年度は予定していた同族目的語の論文も出版することができた。左膝の負傷のため研究会を開催したり発表したりすることはできなかったが、文献を利用することで研究を進めることができた。ASPPの構造についても、非特定目的語削除構文やExpressive Structureという新たな視点を導入しながら進めることができた。平成29年度は5年間の折り返し地点でもあるため、これまでの研究を見直すとともに、今後の方向を視野において、次の研究を行った。(1)中間構文と同族目的語構文の比較:「データから見た英語中間構文」と「データから見た英語同族目的語構文」を発展させて、両者の相違点と類似点について英語のASPPを中心にその構造と意味を比較する研究を現在執筆中で、その一部を平成30年度中に発表予定である。(2)日本語関連構文:これまで「られる」を中心にみてきたが、1つ外側のASPPと関わりのある「ている」についても小林(2013)などを参考に検討をおこなった。引き続き「られる」「ている」を中心に研究を続けて日本語のVoicePとASPPの関係を英語のASPPの構造決定に応用していく予定である。(3)通言語的および生物言語学的観点:ペルシア語統語論の権威であるアリゾナ大学Karimi博士を招き科研集会を開き、目的語についての通言語的統合的分析についての知見を得ると同時に、ペルシア語の同族目的語についての貴重なデータを入手した。
中心体に依存しない微小管による細胞構築の研究

(1)極性上皮細胞構築におけるCAMSAP3の役割:CAMSAP3欠失マウスにおける「嚢胞腎」形成の原因究明のための研究を、早稲田大学先進理工学部戸谷美夏博士と共同して継続し、細胞極性に対応する骨格系の変化、張力感受性分子の変化、腎機能障害などについての異常を確認した。また、CAMSAP3欠失マウスは喘息様の咳をすることに気づき、その原因究明の研究を行った。その結果、気管上皮における繊毛運動に著しい異常が生じていること、また、繊毛の基盤構造である基底小体の方向性に乱れが生じていることを発見した。(2)大脳構築におけるCAMSAP3の役割:基底核原基の放射状グリア細胞の動態が、CAMSAP3の欠失によって異常となることを明らかにしてきた。その後の詳細な解析の結果、側脳室に面した基底核放射状グリア細胞の頂端部細胞間接着に異常が生じること、また、側脳室が縮小し、脳室下帯における神経幹細胞が減少すること、これに相関して嗅球が縮小すること、などが明らかとなった。以上の結果から、CAMSAP3が放射状グリア細胞の構築と接着に関与しており、その異常が神経幹細胞の産生に影響することが示唆された。(3)軸索形成におけるCAMSAPの役割:昨年までの研究により、神経細胞の軸索において、CAMSAP3によって制御される微小管は動的な特性が付与されることが示唆された。その機構を解明するため、神戸大学大学院医学研究科の仁田亮教授と共同し、精製CAMSAP3と精製微小管を用いた試験管内再構築系を開発した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。微小管のマイナス端に結合する因子CAMSAP3に関し、今年度は以下の2つの課題について成果を得た。(1)上皮細胞接着維持におけるCAMSAP3の役割微小管のマイナス端に向かって移動するキネシンの一種KIFC3が上皮細胞間の接着構造Adherens Junction (AJ)に局在すること、この局在がCAMSAP3に依存すること、そして、KIFC3がUbiquitin-specific protease 47(USP47)と結合することを予備的に明らかにしていた。これらの現象を詳しく解析した結果、KIFC3がUSP47をAJに運ぶこと、KIFC3またはUSP47が欠失した時、AJで働く接着分子E-cadherinが断片化することが明らかになった(90kD断片)。その原因を調べると、E-cadherinはHakaiによりユビキチン化され、プロテアソームによって90kD断片に分解されるという特性を持つこと、そして、この分解がKIFC3/USP47によって抑えていることが判明した。これにより新しいE-cadherinの保持機構が明らかになった(論文投稿中)。(2)極性上皮細胞構築におけるCAMSAP3の役割CAMSAP3は上皮細胞頂端部の皮質部分に局在することが予備的観察から分かっていた。今回、このCAMSAP3の役割を明らかにするため、CAMSAP3ノックアウトマウスの小腸上皮、及び、本分子をRNAiにより除去したCaco2細胞の微小管を解析した。その結果、正常な上皮細胞では微小管が頂底軸に添って配向しているが、CAMSAP3の欠失によりこのパターンが消失し、同時に、核やゴルジ体の位置や分布が異常となることが分かった。さらに頂端部の細胞膜構造が不安定化する傾向が観察された。本発見により、極性上皮細胞に特有な微小管配向の機構が始めて明らかになるとともに、これが、細胞内構造の極性維持のためにも重要であることが示された(論文準備中)。極性上皮細胞構築におけるCAMSAP3の役割: CAMSAP3ノックアウトマウスにおける小腸上皮細胞の表現型解析を継続し、CAMSAP3が細胞頂端側皮質に局在することにより、頂端ー底部軸に添った微小管の配向を決め、これが核やゴルジ体の分布を制御しているということを確定した。また、上皮細胞株Caco2を使い、CAMSAP3が欠失する場合には微小管プラス端の成長が異所的に起きること、CAMSAP3を強制的に細胞底部の膜に組み入れると細胞構築が乱れることを明らかにし、CAMSAP3が制御する微小管配向の重要性を確認した。以上、長年謎であった上皮細胞における微小管配向の仕組みを始めて明らかにでき、論文を投稿した。大脳皮質構築におけるCAMSAPの役割:大脳皮質形成におけるCAMSAP2及びCAMSAP3の関与を探るため、両分子の遺伝子ノックアウトの脳組織を、種々の細胞マーカーを用いて組織学的に解析した。その結果、大脳皮質や海馬における層形成の異常、前交連の欠失を発見した。前交連欠失の原因を探るため、前交連の形成を司る細胞の分布を調べた結果、これが消失しているという異常が観察された。軸索形成におけるCAMSAPの役割:神経突起の微小管は主として中心体非依存微小管からなる。その神経細胞構築における役割を明らかにするため、CAMSAP2及びCAMSAP3遺伝子欠失マウスから海馬神経細胞を分離・培養し、軸索や樹状突起の形成を観察した。CAMSAP2は全部の神経突起に分布するが、CAMSAP3は軸索に濃縮することをまず発見。そして、CAMSAP2欠失神経では神経突起の伸長が総じて抑制されること、

一方、CAMSAP3欠失神経では複数の軸索が形成されるという異常を発見した。さらに、CAMSAPは微小管結合因子MAP1Bと協同することにより神経突起の制御をしているという可能性も示唆した。上皮や神経細胞の微小管は中心体以外の部位から伸長するが、そのマイナス端を繋ぎ止める機構、さらに、このような微小管配向の生理的意義は不明である。本研究では、微小管のマイナス端に結合して安定化させる分子CAMSAP1/CAMSAP3が、上皮細胞の構築、神経軸索の伸長、脳組織の構築等において果たす役割を明らかにする。上皮細胞構築におけるCAMSAP3の役割マウス小腸上皮細胞では、CAMSAP3が細胞頂端部で斑状に分布しており、個々の斑から微小管が伸びていた。CAMSAP3変異マウスを解析したところ、微小管の配向がランダム化していた。そして、核やゴルジ体等の細胞小器官が定位置から外れ、細胞の高さも短縮する傾向にあった。以上の結果から、CAMSAP3が頂端部に局在して微小管のマイナス端を捉え、プラス端を下方に伸長させることにより、微小管の配向パターンを決めていること、そして、この微小管配向がオルガネラの配置にとって重要であることが明らかとなった。さらに、CAMSAP3が頂端部に局在するためのアミノ酸配列を同定できた。神経系構築におけるCAMSAPの役割典型的な神経細胞は、複数の樹状突起と一本の軸索を伸ばす。マウスの海馬神経細胞を培養してCAMSAPの分布を調べると、CAMSAP2とCAMSAP3が差次的に分布していた。変異マウスから海馬神経細胞を分離、培養して神経突起のパターンを解析すると、CAMSAP2欠失の場合は神経突起の全体的な伸長不全が、CAMSAP3変異の場合は軸索が複数形成されるという異常が観察された(未発表)。また、CAMSAP2、3の単独ノックアウトマウスは生存するが、二重変異は誕生前に死亡する。二重変異体胎児期の脳を調べると、種々の解剖学的異常が観察され、細胞レベルで異常が顕著だったのは放射状グリアの形態であった(未発表)。微小管の多様な役割が明らかにされてきたが、従来は、個々の微小管の機能を差次的に研究する手段が限られており、細胞内すべての微小管について十把一絡げに論じられることが多かった。CAMSAPを研究することにより、初めて、中心体微小管対非中心体微小管など、重合起源が異なる微小管の差別的役割の研究が可能になった。そして、CAMSAP3変異マウスの小腸上皮細胞の解析を通じて、長年の謎であった、上皮細胞における微小管配向の機構と、その細胞構築における役割を初めて明らかにすることができた。一方、CAMSAPの役割については予測できるものとできないものとがあった。小腸上皮細胞で明らかにしたCAMSAP3の機能は、その分布が分かった時点で、大凡予測できたものだが、神経軸索で果たす役割は、軸索の数を制御するという予測を超えたものであった。また、CAMSAP2とCAMSAP3の分布の違い、機能分担についても、本研究を進めることにより、始めて明らかになってきた。未発表の予備的結果も含め、これらの分子の組織・器官形成における役割を追求していけば、CAMSAP-微小管系のさらなる未知の機能が明らかになる可能性が高く、予定以上の成果が見込まれると自己評価している。(1)CAMSAP
自立型回転蓄熱式再生器を用いた高効率燃焼装置の試作

燃焼器の効率向上と可燃混合比範囲の拡大を図るため、セラミックハニカムを用いた回転蓄熱式熱交換器により燃焼排出ガスから予混合気(都市ガスと空気)への再生熱交換を行うとともに蓄熱体出口を直接燃焼ポートとして用いる燃焼器につき研究を行った。予混合気当量比を種々に変化させ、燃焼室内温度分布および燃焼器各部の温度を詳細に測定し、燃焼器内の種々の伝熱量を求めるとともに伝熱機構の検討を行った。その結果、本装置の可燃範囲は当量比0.256.0であり燃料希薄側、過濃側ともに通常に比べ可燃範囲が拡大すること、熱回収の温度効率は最大90%で特に燃料希薄側で熱回収量が大きいこと、NOx濃度は最高10ppm程度であることなどが分かった。さらに回転蓄熱体の熱交換特性について数値解析を行い実験値と比較した結果、排出ガスからの熱回収の温度効率については実験値と理論値はほぼ一致するが、予混合気の予熱については火炎面による蓄熱体の加熱の影響が大きいことが分かった。さらにこの火炎からの加熱による蓄熱体表面(燃焼面側)からの放射伝熱が全体の熱収支に占める割合は大きく、その伝熱量は蓄熱体表面温度と燃焼室壁温の差に対し放射率を0.4とすることにより見積もれることが分かった。また燃焼ガスと壁面間の対流伝熱量は熱通過率とガス流量の関係により推定できることが分かった。以上の結果に基づき本燃焼器の解析モデルを構築し、モデルによる予測と実測値の比較を行った結果、当量比による火炎温度および再生熱交換量の変化など本燃焼器の燃焼特性がよく予測できることが分かった。さらに燃焼器外壁面に高温用熱電素子を取付けて実験を行った結果、概ね素子性能に対応する電力が得られるが壁面と熱電素子の接触部分の熱抵抗低減が重要なことが分かった。燃焼排出ガスと吸入混合気間の再生熱交換による高効率燃焼法として、回転蓄熱式交換器と燃焼室を一体構造とした燃焼器の特性につき実験を主に行った。蓄熱体として外径110mm,高さ40mmのセラミック多孔質体(孔寸法0.81×0.42mm,肉厚0.11mm)を用い、都市ガス・空気の種々の混合比について、各部温度の測定、燃焼排出ガスの成分分析を行った。蓄熱体回転数は35rpmとした。燃焼室内の高さ方向、周方向の温度分布を測定した結果、蓄熱体表面近傍に形成される火炎温度は蓄熱体回転方向に漸増し、蓄熱体を単に再生熱交換器として用いる場合と異なり輻射加熱の影響が重要なことが分かった。次に当量比を広範囲に変化させた可燃限界の測定を行ったところ、通常の可燃範囲は当量比0.51.8であるのに対し本装置では0.256.0であり燃料希薄側、過濃側ともに可燃範囲が拡大しており、低質ガスの燃焼からメタンの改質まで広い分野に適応しうることが分かった。熱回収率は最大85%で特に燃料希薄側で熱回収率が大きく、火炎面の浮上がりによる蓄熱体の輻射加熱の減少およびガス流量の増加により熱回収率が向上する。なお希薄側の可燃限界においても火炎温度は着火温度以上であり、火炎の吹き消えが原因と考えられる。さらにNOx濃度の測定を行ったところ火炎最高温度が高い程NOx濃度は大きくなるが最高値においても10ppm程度で、特に火炎温度が1500°C以下では1ppm以下であり、安定な希薄燃焼は汚染物質排出の低減にも有効なことが分かった。

燃焼器の効率向上と可燃混合比範囲の拡大を図るため、セラミックハニカムを用いた回転蓄熱式熱交換器により燃焼排出ガスから予混合気(都市ガスと空気)への再生熱交換を行うとともに蓄熱体出口を直接燃焼ポートとして用いる燃焼器につき研究を行った。燃焼室を断熱とした場合および燃焼室壁面を冷却した場合につき予混合気当量比を種々に変化させ、燃焼室内温度分布、及び燃焼器各部の温度を詳細に測定した。その結果より燃焼器内の種々の伝熱量を求めるとともに伝熱機構の検討を行った。まず回転蓄熱体の熱交換特性について数値解析を行い実験値と比較した結果、排出ガスからの熱回収の温度効率については実験値と理論値はほぼ一致し約90%となるが、予混合気の予熱については火炎面による蓄熱体の加熱の影響が大きいことが分かった。さらにこの火炎からの加熱による蓄熱体表面(燃焼面側)からの放射伝熱が全体の熱収支に占める割合は大きく、その伝熱量は蓄熱体表面温度と燃焼室壁温の差に対し放射率を0.4とすることにより見積もれることが分かった。また燃焼ガスと壁面間の対流伝熱量は熱通過率とガス流量の関係により推定できることが分かった。以上の結果に基づき本燃焼器の解析モデルを構築し、モデルによる予測と実測値の比較を行った結果、当量比による火炎温度および再生熱交換量の変化など本燃焼器の燃焼特性がよく予測できることが分かった。さらに燃焼器外壁面に高温用熱電素子を取付けて実験を行った結果、概ね素子性能に対応する電力が得られるが壁面と熱電素子の接触部分の熱抵抗がかなり大きく、その低減が重要なことが分かった。
ras抑制変異体を用いた消化器癌に対する遺伝子治療の臨床研究

v-H-Ras癌遺伝子の116番目のコドンをアスパラギンからチロシンに置換して得られたH-Ras抑制変異体N116Yのヒト膵癌および食道癌細胞株に対する、増殖抑制効果および他の腫瘍形質に及ぼす作用を検討し、この遺伝子の治療遺伝子としての可能性を探った.レトロウイルス発現ベクターpZIP-N116Yを遺伝子導入したK-Ras癌原遺伝子変異がみられる膵癌細胞株8株のin vitroでの増殖は著明に抑制された.また、pZIP-N116Y発現膵癌細胞クローンは進展性の喪失を示唆する円形或いは島状のコロニーを形成し、軟寒天培地における増殖能も強く抑制された.さらに、これらのクローンはいずれもヌードマウスにおける腫瘍を形成せず、造腫瘍性を失ったことが示された.Ras抑制変異体遺伝子N116Yを組み込んだアデノウイルスベクターAdCMV-N116Yを感染させたヌードマウス可移植性ヒト食道癌細胞株3株では、in virtoでの増殖がコントロールの10-20%に抑制され、また軟寒天培地内コロニー形成率も有意に低下していた.このAdCMV-N116Y感染食道癌細胞株では、細胞周期G1の蓄積がみられ、コントロール細胞でみられるEGF刺激後のMAPキナーゼカスケードでのErk2のリン酸化型(pp42)が認められなかった.さらに、ヌードマウスに移植した食道癌細胞株に対し、AdCMV-N116Yを直接投与したところ腫瘍増殖抑制効果が観察された.以上により、Ras抑制変異体N116Yがヒト膵癌および食道癌細胞株に対して、強力な増殖抑制効果を持ち、足場非依存性増殖能およびヌードマウスにおける造腫瘍性を失わせることがわかった.これらの結果より、N116Yはヒト消化器癌に対する遺伝子治療の候補となり得ることが示された.v-H-Ras癌遺伝子の116番目のコドンをアスパラギンからチロシンに置換して得られたH-Ras抑制変異体N116Yのヒト膵癌および食道癌細胞株に対する、増殖抑制効果および他の腫瘍形質に及ぼす作用を検討し、この遺伝子の治療遺伝子としての可能性を探った.レトロウイルス発現ベクターpZIP-N116Yを遺伝子導入したK-Ras癌原遺伝子変異がみられる膵癌細胞株8株のin vitroでの増殖は著明に抑制された.また、pZIP-N116Y発現膵癌細胞クローンは進展性の喪失を示唆する円形或いは島状のコロニーを形成し、軟寒天培地における増殖能も強く抑制された.さらに、これらのクローンはいずれもヌードマウスにおける腫瘍を形成せず、造腫瘍性を失ったことが示された.Ras抑制変異体遺伝子N116Yを組み込んだアデノウイルスベクターAdCMV-N116Yを感染させたヌードマウス可移植性ヒト食道癌細胞株3株では、in virtoでの増殖がコントロールの10-20%に抑制され、また軟寒天培地内コロニー形成率も有意に低下していた.このAdCMV-N116Y感染食道癌細胞株では、細胞周期G1の蓄積がみられ、コントロール細胞でみられるEGF刺激後のMAPキナーゼカスケードでのErk2のリン酸化型(pp42)が認められなかった.さらに、ヌードマウスに移植した食道癌細胞株に対し、AdCMV-N116Yを直接投与したところ腫瘍増殖抑制効果が観察された.以上により、Ras抑制変異体N116Yがヒト膵癌および食道癌細胞株に対して、強力な増殖抑制効果を持ち、足場非依存性増殖能およびヌードマウスにおける造腫瘍性を失わせることがわかった.これらの結果より、N116Yはヒト消化器癌に対する遺伝子治療の候補となり得ることが示された.pZIP-N116Yの遺伝子導入により膵癌細胞株8株中3株の増殖が完全に抑制された。他の5株においても80%以上の増殖抑制率を呈し、N116Yが強力な抑制効果を有することが証明された。さらに、N116Y導入細胞株は親株及びpZIPneoSV(X)導入株と比較し、進展性の低下を示唆する形態学的変化を認めた。次に軟寒天培地での増殖能を検討したところ、N116Y導入株は、親株及びneo導入株に比較し、著名なコロニー数の減少を認め、足場非依存性増殖能がN116Yにより喪失したことが示唆された。また、各細胞株を1X10^6個、或いは2X10^6個ヌードマウスの皮下に移植したところ、neo導入株では4週までに腫瘍を形成したのに対し、N116Y導入株は腫瘍を形成しなかった。H-ras抑制変異体遺伝子N116Yを用いてRASタンパク質の機能を抑制し、ヒト膵癌細胞の腫瘍形質を喪失させることができるかどうかを検討した。実験には膵癌細胞株8株(PCI 10, 19, 24, 35, 43, 55, 64, 66)を用い、これらに対しN116Yの発現ベクターであるpZIP-N116Yをリポフェクション法により導入し、増殖抑制効果及び腫瘍形成に対する作用を検討した。これらの膵癌細胞株8株のG418選択培地下でのコロニー形成は、pZIP-N116Yの遺伝子導入によってK-ras変異の存在にかかわらず強力に抑制された。特に、PCI 10, 24, 64の3株においては細胞増殖が完全に抑制され、全ての細胞株において80%以上の増殖抑制率を示した。

次に、pZIP-N116Y遺伝子導入後のG418耐性PCI 35コロニーより、N116Yが安定して発現している4株クローン化した(PIC 35 N116Y-3, -4, -6, -7)。これらのN116Y発現膵癌細胞株は、親株(PIC 35)及びpZIP neo SV (X)導入株(PIC 35 neo-2, -3, -6)と比較し、円形或いは島状のコロニーを形成して進展性の喪失を示唆する形態変化をきたした。また、軟寒天培地における増殖能を比較したところ、N116Y発現膵癌細胞株では有意にコロニー形成率が低下しており、N116Yの遺伝子導入により親株の持つ足場非依存症増殖能が強力に抑制されたことを示した。さらに、これらのクローンのヌードマウスにおける造腫瘍性を検討したところ、pZIP neo SV (X)導入株が4週までに全てのクローンで腫瘍を形成したのに対し、N116Y発現膵癌細胞株はいずれも腫瘍を形成せず、N116Y遺伝子導入により造腫瘍性が喪失したことを示した。われわれは先に、ウイルス由来の癌遺伝子v-H-Ra遺伝子がコードする116番目のアミノ酸をアスパラギンからチロシンに置換させた人工変異対N116Yが、ヒトの様々な癌の試験管内あるいはヌードマウスにおける増殖の抑制やアポトーシスの誘導をひきおこすことを証明してきた.本研究では、アデノウイルスベクターを用い、Ras抑制変異体遺伝子N116Yを予後不良な消化器癌の一つであるヒト食道癌の細胞株に遺伝子導入して、in vitroでの増殖抑制効果とそのメカニズムを検討すると共に、in vivoにおけるN116Yの治療効果を検討し、以下の成績を得た.1.Ras抑制変異体遺伝子N116Yを組み込んだアデノウイルスベクターAdCMV-N116Yを感染させたヌードマウス可移植性ヒト食道癌細胞株TE8、SGF3、SGF7では、N116Y、mRNAの発現が認められ、in vitroでの増殖がコントロールの10-20%に抑制された.また、TE8、SGF7では軟寒天培地内コロニー形成率も有意に低下していた.2.AdCMV-N116Y感染TE8細胞では、細胞周期G1の蓄積がみられ、またAdCMV-N116Y感染TE8、SGF3、SGF7では、コントロール細胞でみられるEGF刺激後のMAPキナーゼカスケードでのErk2のリン酸化型(pp42)が認められなかった.3.ヌードマウスに移植したTE8やSGF3に対し、AdCMV-N116Yを直接投与したところ腫瘍増殖抑制効果が観察された.以上により、アデノウイルスベクターN116Yが食道癌手術後の遺伝子治療に用いられる可能性が示された.
宇宙プラズマ中における高度電界観測システムの開発・研究

1.低ノイズプリアンプの開発:自然現象としての電界信号のダイナミックレンジは非常に広い。数nV/m程度の弱いレベルから数mV/m程度までの大きなものまで存在しており、これらの信号を計測できるシステムが必要である。特に、低レベル側では初段のプリアンプのノイズレベルが重要で本研究では、この低ノイズ化に取り組み、入力換算で数nV/sqrt(Hz)、帯域は数10MHzまでのびているプリアンプの開発に成功した。2.小型軽量型の炭素繊維による電界アンテナセンサー:衛星のスピン軸方向に展開するアンテナセンサーは丈夫で軽量である必要がある。その候補となっている炭素繊維によるアンテナの電気的特性を評価し、実用に十分であることを示すことができた。3.電界センサーオンボードCalibration/Impedance計測システム:衛星の機上において較正やアンテナインピーダンスを計測するシステムを考案した。特にアンテナインピーダンス計測では、同期検波方式による新しい手法を提案した。4.アンテナインピーダンスに関する計算機実験:アンテナ形状や衛星の形状を3次元の計算機実験内に取り込むことが可能になるコードを開発した。更に、それを用いて、光電子、衛星の影の影響がアンテナインピーダンスにどのような影響が出るのかを評価できるシステムを構築し、定量的なアンテナインピーダンスを現実に近いモデルで見積もることが可能となった。5.高機能・小型電界観測器の開発:次世代の電界観測システムとしてそのアナログ部をチップ化したシステムについての検討を行った。本年度は、まず、ダイナミックレンジを十分にとれ、また、プラズマ中の熱温度まで測定できるような、電界センサー用低ノイズプリアンプを開発した。ここでは、J-FETを用い、そのOPアンプとのFeedback系で20dBのゲインをもたせて、入力換算ノイズレベルを下げる設計とした。実際に、基板上に設計したプリアンプを組み、電磁シールドルーム内でそのノイズレベルを測定したところ、入力換算で、数nV/Sqrt(Hz)という低ノイズを実現できていることがわかった。また、この後段に更に、差動アンプを挿入し、そのCMRRが低下せずに十分とれていることも確認し、低ノイズプリアンプの開発に成功した。一方、電界アンテナセンサーのプラズマ中での特性を明らかにするために、3次元の粒子シミュレーションを行った。本年度は、モデルを単純化し、プラズマ中におかれたアンテナ長とプラズマパラメータとの相関関係、および、アンテナ上に載る電流分布のパラメータ依存性などを調べた。モデルとしては、アンテナシースを考慮しないモデルを採用し、その中に電子ビームを実際に置き、そこから発生するラングミュア波をシミュレーションボックス内に配置したアンテナで受信し、その出力と実際のラングミュア波の振幅との比を調べ、そこでのPickup factorがどの程度になるかをモデル計算との比較も行いながら検討した。その結果、アンテナ長とプラズマの温度・密度で決まるデバイ長との間の関係が、そのアンテナ特性に及ぼす影響は非常に小さいことがわかった。衛星のスピン軸方向へ伸ばすことのできる軽量電界アンテナセンサーでは、新たな材料の候補を見つけ出すことができた。それは、炭素から生成する繊維(炭素繊維)から製造するものである。そして、この炭素繊維を編むことによってセンサーの形状を作成し、試験を試みるための設計を行った。炭素繊維で編んであるために、導体であることを保ちながら、非常に軽量の電界アンテナセンサーを実現することができる。しかし、編んであるためにことにより、インダクタンス成分が出てくる心配があり、また、銅ほど導電率も高くないため、平成17年度では、実際の試作品を用いて、電気的な特性を評価する必要があり、16年度はその試験体となるアンテナの仕様決定やその評価方法について検討した。一方、電界計測を粒子計測と相関をデジタル的に計算しながら行い、その結果を用いて、電界計測の観測モードをオンボードで、インテリジェントに変更できるようなプラズマ波動観測装置の新しいFunctionを考案し、その電界計測部についての試作を行い、アナログ的な検査で目的の特性が得られていることを確認した。