hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新たなエイズウイルス免疫標的分子「リポペプチド」の研究～アカゲザルからヒトへ～

ウイルスがつくる「ペプチド」を標的にした免疫応答のしくみは古くからよく知られており、ワクチンの開発など、その免疫応答を利用した医学応用が進められています。本研究では、「リポペプチド」という新しい標的に対する免疫応答の存在を発見し、それがどのようなしくみで起きるのかを、アカゲザルの解析をもとに明らかにしました。本研究により、今後ヒトにおけるしくみを解明するうえで重要な学術的基盤が確立されました。エイズウイルスNefタンパク質のミリスチン酸修飾を標的とした細胞傷害性T細胞応答について、アカゲザルエイズモデルの詳細な分子機構の解明をもとにヒトへの展開の糸口を見いだす研究を展開した。サル免疫不全ウイルスNefタンパク質由来のリポペプチド(C14nef5)を特異的に認識するT細胞株(2N5.1)に対してリポペプチド抗原提示能を有する候補分子を同定した。これをコードする遺伝子を単離し、さらに大腸菌へのコドン使用頻度の最適化を行ったうえで可溶化リコンビナントタンパク質の調製を行った。得られたリコンビナントタンパク質がC14nef5を特異的に結合することをOctetを用いて実証した。さらにリコンビナントタンパク質をコートしたプレートにC14nef5をロードすることにより2N5.1細胞株の活性化を誘導できることを示した。以上からこの分子がリポペプチド抗原提示分子であると結論づけた。このリコンビナントタンパク質にC14nef5をロードしたのち、効率的に結晶化させる条件を探索し、最適条件を決定した。得られた結晶について理研大型放射光施設(Spring-8)においてX線結晶構造解析を行い、1.7オングストロームの解像度での構造を決定した。この構造情報ならびに結合様式の情報に基づき、ヒトリポペプチド提示分子の候補を絞り込んだ。また今後の免疫応答の解析を推進すべく、上記アカゲザルリポペプチド提示分子を発現したトランスジェニックマウスを作出した。このマウス由来の骨髄樹状細胞はC14nef5と2N5.1細胞株に提示できたことから、リポペプチド提示分子の機能的発現が確認できた。エイズウイルスNefタンパク質のミリスチン酸修飾を標的とした細胞傷害性T細胞応答について、前年度に引き続き、アカゲザルエイズモデルの詳細な分子機構の解明をもとにヒトへの展開を見出す研究を推進した。まずアカゲザルリポペプチド提示分子LP1を同定し、Nefリポペプチド(C14nef5)を結合した複合体のX線結晶構造を解明することに成功した(Nature Communications, 2016)。その結果、このMHCクラス1アリルにおいては、ミリスチン酸を収納する疎水性でサイズの大きいBポケットが存在することがわかった。また比較的小さなFポケットを有し、ミリスチン酸修飾モチーフを構成するセリンやスレオニンの結合に適した構造を有していることが明らかとなった。さらにAポケットとBポケットの間のチャネルは空間的に塞がれており、MHCクラス1:ペプチド複合体と異なり、Aポケットには抗原がアクセスしないことが見出された。一方、第2のアカゲザルリポペプチド提示分子LP2を同定し、その遺伝子単離ならびにリコンビナントタンパク質の調製を進めた。リポペプチド複合体の結晶化条件の最適化を終え、理研大型放射光施設(SPring8)でのX線結晶構造のデータ収集を完了した。得られた基礎データをもとに、アカゲザルリポペプチド提示分子に共通で、旧来のペプチド提示分子には見られない構造的特質を見いだし、これをもとにヒトリポペプチド提示分子候補の絞り込みを行った。さらに遺伝子の単離あるいは合成を完了し、ヒトリポペプチド提示分子の結晶構造の解明に向けた準備を整えた。アカゲザルリポペプチド抗原提示分子の同定およびそのX線結晶構造解析を完了し、ヒト抗原提示分子の推定に進んだ点において、当初の目標を十二分に達成できた。さらに、今後の個体レベルでの解析を視野にトランスジェニックマウスの作出に成功したことは、想定以上の進展と言える。感染免疫学今後の研究推進において、2つの独立した研究アプローチ、すなわち「アカゲザルからヒトへ」および「臨床からベンチへ」を進め、最終的にその融合を図る。前者はアカゲザル研究成果を基盤として推定したヒトリポペプチド抗原提示分子候補について免疫生化学的解析を進め、その機能を明確にする。後者は、エイズウイルス感染者より提供を受けた末梢血単核球を用いてリポペプチド特異的細胞傷害性T細胞の存在とその機能を明らかにする。この両解析の結果を統合し、リポペプチド免疫の新視点からエイズウイルス感染症の実態を明らかにし、「リポペプチドワクチン」の可能性も含めその制御法の提唱を目指す。京都大学霊長類研究所共同研究拠点の利用が可能となり、アカゲザル末梢血の提供を無償で受けることができたため、新規アカゲザルの購入・飼育に関わる支出が低減できたこと、またアカゲザルリポペプチド抗原提示分子の同定とX線結晶構造解析が極めて順調に進展したため、物品費が大幅に縮小できたことが主たる理由である。

次年度においてヒトリポペプチド提示分子の同定とX線結晶構造解析を推進するとともに、当初予定していなかったヒトリポペプチド提示分子を発現したトランスジェニックマウスの作製を複数の候補分子に対して行う。またエイズウイルス感染者の免疫解析および細胞株の樹立を当初の予定より拡大して行う。
ネット社会における起業家教育及び電子商取引理解のための授業実践研究

【研究の目的】電子商取引の学習を通して、子どもたちにどのような力を養うことが出来き、またインターンシップをはじめとするキャリア教育の一環として、学習効果を得ることが出来るのかを検討することを目的した。【研究方法】教科「商業」の科目「課題研究」において、週3時間の授業を行う。授業では毎時間、業務日誌の記載を義務付け、その時限内における作業内容及び、感想やその時限内で学んだ内容を報告させた。また、2回(11月中旬と1月末)のプレゼンによる発表内容を元に、プロトコル分析等を行い、その学習効果を測定した。【授業実践】外部講師を活用し、起業する意義や社会的責任、創意工夫することの大切さを学び、また積極的に地域連携を図り、名産品に関する調査研究や商店街(伊勢市高柳商店街)ヘフィールドワークを行い、電子商取引での問題解決方法を検討した。また工業高校との連携を行い、携帯ストラップの製作を通して、企画した商品が出来るまでを経験させた。そして、ショップを開設して販売実習を行い、ショップ閉店後は決算処理を行った。【研究成果】電子商取引の学習を通して、情報リテラシーや情報モラルに関する知識・理解はもちろんであるが、その他に以下の4つの力を養うことが出来たと考えられる。(1)企画立案力・具現力:商品の選定から商品紹介文を作成する段階で、企画立案してそれを具体的に形にしていく力。(2)勤労意欲:販売活動は分業されているが、それぞれの作業を指示されることなく、自ら進んで取り組み、責任を持って完成させる力。(3)地域への貢献:地元商店街の方々の商品に対する思い入れや気持ちを理解し、少しでも地域への貢献として、商店街の活性化を図りたいという精神。(4)視点の広がり:経験値として持っていたのは、消費者の立場だけであったものが、販売者の立場に立つことで、今まで気がつかなかった心遣いや創意工夫に気づくことができる力。これらは、社会人・職業人として自立できる人材を育成するというキャリア教育の一環を担う教育的効果であると考える。
沖縄県における夜型の生活習慣が勤労者の血圧日内変動に与える影響の研究

【研究目的】沖縄県では、夜型社会・夜型活動の生活習慣を長期間経験している可能性があり、睡眠の質および量の低下は、若・壮年期の労働年齢における健康管理の重要な課題の一つである。健常人の血圧は昼間活動時には上昇し、夜間睡眠時には下降するという日内変動を示すが、高血圧症で夜間血圧が低下しない患者がおり、"non-dipper"と呼ばれ、高血圧臓器障害の発症頻度が統計上有意に高い。本研究では沖縄県の勤労者を対象に、24時間自由行動下血圧の測定による、夜間血圧降下を認める正常型(dipper)、夜間血圧が降下しない非降下型(non-dipper)などの血圧変動パターンを解析し、夜型の生活習慣と夜間の血圧下降との関連を解析することを目的とした。【研究方法】沖縄県在住の勤労者で、慢性疾患で定期的に服薬していない健康な男女を解析対象とした。自由行動下携帯型血圧計を用い、血圧値の自動記録を行った。生活習慣の調査には「森本の生活習慣スコア」、「日本語版-朝型・夜型調査票」を、睡眠状態の調査には「OSA睡眠調査法」を使用した。血圧変動の解析を行い、夜間の血圧下降率から"dipper"群、"non-dipper"群、"extreme-dipper"群に分類し、夜間血圧変動の型別と生活習慣との関連を評価し、さらに、年齢、性別、肥満度指数(BMI)、腹囲等との関連を統計学的に解析した。【研究成果と考察】対象者は30名。男性14名、女性16名、平均年齢(標準偏差)は37(11)歳。中央値(範囲)は、BMIが21.7(15.2-32.4)%、腹囲が76(62-103)cmであった。血圧変動パターンは"dipper"群が15名、"non-dipper"群が9名、"extreme-dipper"群が6名であった。24時間平均血圧値は3群間で有意な差を認めなかった(p=0.53)。生活習慣との関連では"non-dipper"群の睡眠時間(平均±標準偏差)が5.8±0.7時間で他群と比較して有意に短く(p<0.05)、また、疲労回復の程度も有意に低かった(p<0.05)。睡眠時間と血圧値に相関を認め(γ=0.46,p<0.05)、就寝時刻と血圧値に相関(γ=0.44,p<0.05)を認めた。就寝時刻が遅く、睡眠時間が短い夜型の生活習慣では正常な血圧日内変動を示さず、non-dipperになりやすいことが示唆された。夜型の生活習慣が心血管疾患発症の増加と関連することが予想され、勤労者の睡眠習慣の改善の重要性が確認された。

就寝時刻が遅く、睡眠時間が短い夜型の生活習慣では正常な血圧日内変動を示さず、non-dipperになりやすいことが示唆された。夜型の生活習慣が心血管疾患発症の増加と関連することが予想され、勤労者の睡眠習慣の改善の重要性が確認された。
コアプロモーター認識因子の選択によるmRNA運命決定機構の解明

TFIIDはTBPと14種類のTAFから構成される巨大な複合体であり、SAGAとともにコアプロモーター(CP)上で働き、TBP-DNA相互作用を制御することによって転写の活性化を行う。最近我々は、同一のプロモーターからTFIIDまたはSAGAによって転写されるCLN2 mRNAが機能の異なる二種類のCln2に翻訳される可能性を示した。本研究では、さらに解析を進め、1転写が「上流配列によるコア因子の選択→CP領域による被選択コア因子の活性制御」という二段階を経て進むこと、2CLN2 mRNAの局所翻訳制御には二種類のRNA結合タンパク質が関与することを強く示唆する結果を得たので、以下に報告する。CLN2転写におけるTAND依存的な負のfeedback制御を新たに発見したこと、ならびにTAND欠失変異とRAM欠損変異間の特異的な合成致死性を分子レベルで説明し得る可能性を見出したことなどから。基本転写因子TFIIDはSAGAとともにコアプロモーター上で働き、TBP-DNA相互作用を制御することによって転写の活性化を行う。最近我々は、同一のプロモーターからTFIIDまたはSAGAによって転写されるCLN2 mRNA(以下CLN2 mRNA[TFIID] or [SAGA])が機能の異なる二種類のCln2pに翻訳されること、特にCLN2 mRNA[SAGA]はSsd1とMpt5による局所翻訳制御を受ける可能性を強く示唆する結果を得た。そこで本研究では、主に遺伝学的な解析を行い、1taf1ΔTAND変異とΔRAM変異が示す合成致死性はssd1-8A変異(Cbk1によるリン酸化が不可能な変異体)によりミミックできること、2taf1ΔTAND変異と上記[ΔRAM or ssd1-8A]変異の合成致死性は、いずれもΔmpt5変異により抑圧できることを明らかにした。以上の結果は、RAMシグナル経路においてMpt5がSsd1の下流側で機能することを強く示唆している。また3Cbk1- S745F(constitutive active form)の構成的発現により、野生型Ssd1の存在下におけるΔRAM単独変異の致死性を弱いながら回復できること、4ΔRAM SSD1 cbk1-S745F株の微弱な生育は、数回数十回の分裂を経て通常の生育速度へとepigenetic & stochasticに変化することを見出した。現在我々は、Ssd1, Mpt5が標的RNAとともに液滴オルガネラを形成し、RAMはその溶解を誘起すると考えており、今後は当該モデルの検証に取り組む予定である。今回新たに「ΔRAM SSD1 cbk1-S745F株の微弱な生育は、数回数十回の分裂を経て通常の生育速度へとepigenetic & stochasticに変化する」という興味深い現象を見出したが、本現象には「液滴オルガネラ(Pボディ)の形成と溶解」という新規の生命現象が関与する可能性が高いと考えられることから。Ssd1, Mpt5はPボディの構成成分であり、Cbk1[RAM]によりリン酸化されたSsd1はPボディから解離し、その結果、標的mRNAの翻訳が可能になるものと考えられる。現在我々は、本研究において得られた遺伝学的な知見を全て矛盾無く説明するためには、Ssd1, Mpt5を含む液滴オルガネラ(Pボディ)の構築とCbk1[RAM]によるその溶解という新たな分子機構を想定する必要があると考えており、今後は当該モデルの検証に取り組む予定である。分子生物学TAND欠失変異とRAM欠損変異間の合成致死性の原因として当初考えていた分子モデルが必ずしも正しくないことが判明し、計画の変更が必要となったため。TAND欠失変異とRAM欠損変異間の合成致死性の原因として当初考えていた分子モデルが必ずしも正しくないことが判明し、計画の変更が必要となったため。
アブラナ科野菜病害虫の総合的管理に関する共同研究

(1)北部タイのアブラナ科野菜に発生する病害虫を調査し、リストアップした。ハスモンヨトウ、コナガ、モンシロチョウは各地で発生し、大きな被害を起こしていた。キスジノミハムシの発生は地域変動が大きかった。アブラムシ類ではモモアカアブラムシ、ニセダイコンアブラムシ、ワタアブラムシの発生が認められたが、なかではモモアカアブラムシとニセダイコンアブラムシは各地で発生しており、重要な種である。菌類病としては黒班病とべと病が、細菌病としては黒腐病と軟腐病が各地で発生していたが、被害はあまり大きいとは思われない。ウイルス病としては、ハクサイ、キャベツなどにカブモザイクウイルスが発生しており、ハクサイではかなり多く発生していた。カリフラワーの1株にのみキュウリモザイクウイルスが発生していた。(2)害虫の天敵としては以下のようなものが碓認された。コナガにおいて、Apanteless plutellae、卵でTrichogramma sp.、幼虫でCotesia plutellae、蛹でDiadromus collarisが、モンシロチョウにおいて、幼虫でCostesia glomerata、蛹でBrachymeria lasusuとB.spが、モンシロチョウにおいてはMencohilus sexmaculatusが確認された。高冷地においてコナガなどの発生が少ないのは天敵が多いことによるのではないかと考えられた。(3)Chiang Mai,sarapee地区のブロッコリーの慣習的栽培圃場において1995年12月からI997年11月までフェロモントラップを用いて、ハスモンヨトウとコナガ発生消長を調査した。高冷地のChian Daoにおいても1年間調査した。ハスモンヨトウは11月から1月にかけて多く発生したが、年次変動が大きかった。コナガはl1月から4月にかけて発生が多かった。両種とも降雨のあと発生が急激に少なくなった。高冷地での調査においても両種ともl1月から1月にかけて発生が多かったが、発生量は全体に少なかった。平成7年9月にタイ側2名を招へいし、研究計画を日本側と詳細に検討したほか、山口県下のキャベツ圃場を実地に調査し、さらに関係試験研究機関を訪問し、研究遂行の知見を得た。同11月に日本側4名がチェンマイに滞在し、同市周辺、チェンダオ、ファン地区で野外調査を行なった。実地調査1害虫関係:鱗翅類2種(コナガ、ハスモンヨトウ)のフェロモントラップと捕食性甲虫を対象としたピットフォールトラップを圃場に設置し、通年調査を開始した。圃場調査の結果、コマユバチ科の寄生蜂Apantelessp.のコナガ幼虫への寄生が顕著であることが判明した。本種はA.plutellae Kurdjumovコナガサムライコマユバチと思われる。また、アブラムシ類の寄生蜂も得た。アブラムシ類はモモアカアブラムシ、ダイコンアブラムシ、ニセダイコンアブラムシの発生が認められた。このうち、モモアカアブラムシが広く分布していて重要対象種と位置づけられた他、ダイコンアブラムシの加害も圃場によっては顕著であることが判明した。キスジノミハムシは地域的に重要な種であり、薬剤使用との密接な関係が示唆された。ピットフォールトラップには、ゴミムシ類の捕獲が極めて少なく、熱帯における地上生息性昆虫群の分布と生態に重要な知見を提供できると考えられる。

2病害関係:各地のハクサイに発生していたカブモザイクウイルスは、血清学的な調査でも同ウイルスであることを確認した。また、同ウイルスはダイコンでも発生が見られ、北部タイのアブラナ科野菜の重要病害であると判断した罹病株率も大で、チェンダオ地区では約30%に達していた。キャベツなど5種アブラナ科野菜では病害の発生を認め、細菌病としては黒腐病と軟腐病、菌類病としては黒斑病とベト病の発生が多かった。1チェンマイ周辺(サラビ-地区)のブロッコリーの慣習的栽培圃場における1995年11月から1996年10月のトラップ調査で、ハスモンヨトウは1112月に多く、コナガは12月に多いことが明らかとなった。また、高冷地のチェンダオにおけるトラップ調査でもコナガは12月に多かったが、発生量はサラビ-地区より少なかった。この地域差は天敵とくに卵寄生蜂による死亡率が高冷地で高いことが大きな要因の一つと考えられた。2現地調査においてコナガの天敵として、卵寄生蜂の一種(Trichogrammasp.)と幼虫寄生蜂の一種(Cotesia sp.)、シロチョウ類の天敵として寄生ハエの一種とアシブトコバチの一種および幼虫寄生蜂の一種(Cotesia sp.)が認められた。3キスジノミハムシがアブラナ科作物に広く発生し、被害を起こしていたが、それにより伝搬されるウイルス病は発生していなかった。ハクサイとキャベツ圃場でワタアブラムシ(Aphis gossypii)とモモアカアブラムシ(Myzus persicae)の発生が確認されたが、発生量は昨年の調査より少なかった。4病害ではキャベツにおける黒腐病、黒斑病、べと病の発生、ハクサイにおける黒斑病、べと病、軟腐病の発生、ブロッコリーにおける黒腐病、軟腐病の発生が確認された。一般的には黒腐病が多く、とくに高冷地で多発していた。ハクサイ、カラシナにカブモザイクウイルスによるモザイクが多く発生しており、その病原ウイルスは血清試験および電顕観察により確認された。5山口県における圃場調査においてはハクサイ根こぶ病、キャベツにおけるハスモンヨトウ等の発生を確認した。6交流を深めるため、お互いに生物防除に関する講演を行った。そこにおける議論のなかから、タイの研究者が日本の研究者とコナガの殺虫剤の作用特性について共同研究をすることとなった。1)チェンマイ周辺(サラピー地区)のブロッコリーの慣習的栽培圃場における1996年11月から1997年10月のトラップ調査で、ハスモンヨトウとコナガが前回同様12月から4月に多く発生していたが、ハスモンヨトウは昨年より発生量が極めて少なかった。また、両種とも発生量が降雨量と負の関係にあることが示唆された。2)アブラナ科野菜上ではモモアカアブラムシ、ニセダイコンアブラムシ、ワタアブラムシの発生が確認されたが、そのうちモモアカアブラムシのコロニーで哺食性天敵であるテントウムシの1種、Menochilus sexmaculatus Fabriciusを採集した。3)メ-リムのカリフラワー圃場において病原微生物の感染を受けた鱗翅目の幼虫の死個体を数個確認した。これらの幼虫は一様に白色硬化したミイラ状を呈しいたところから、白きょう菌に侵されたものと思われた。
量子ホール電子スピンイメージングによる半導体ポテンシャルゆらぎの高感度あぶり出し

半導体2次元電子系を低温・磁場下で量子ホール状態にしてポテンシャル遮蔽効果が効かないときの電子スピンの偏極度が、局所的な電子状態を極めて鋭敏に反映すること用いて、電子濃度の僅かな局所的ゆらぎとその空間分布について光磁気カー効果を用いた電子スピン偏極度の高感度計測とそのイメージングにより調べ、高品質な2次元電子系半導体を対象に遮蔽効果のベールを引き剥がした真の半導体評価法としての定性的・定量的能力を探った。本研究の手法により0.1%以下の僅かな電子濃度ゆらぎや、量子井戸の1原子層の厚みゆらぎが検知可能であることを実証した。近年の極めて微細な構造をもつ半導体デバイスでは、材料の高品質半導体中の電子濃度などの特性パラメータの空間的均一性が重要であるが、汎用の半導体評価法では、マクロなスケールで平均化された量しか得られない。本研究では、半導体2次元電子系を低温・磁場下で量子ホール状態にしたときの、電子によるポテンシャル遮蔽効果が効かない特異な性質と電子スピンの偏極度が、局所的な電子状態を極めて鋭敏に反映すること用いて、2次元電子系の電子濃度の局所的ゆらぎの程度とその空間分布について光磁気カー効果を用いた電子スピン偏極度の高感度計測とそのイメージングにより調べる。高品質な2次元電子系半導体を対象に、遮蔽効果のベールを引き剥がした真の半導体評価法としての定性的・定量的能力を探ることを目標とする。(1)現有のKerr効果を用いた低温強磁場での電子スピン偏極度のイメージング装置をさらに高感度化し時間的安定度を高めるため、光学系の小型化・高剛性化を図り、雑音の抑制のため信号を高周波ロックイン検出法により行えるように改良した。(2)空間分解能の向上のため高NAのレンズを用いた光ヘッド部分の改良試作を行った。これらの改良により、0.1%以下の僅かな電子濃度ゆらぎについて再現性良く可視化できることを実証した。(3)Kerr効果の信号の励起波長依存性や磁場依存性を組み合わせて行うことで、量子井戸の厚みのゆらぎを評価し、1原子層の厚み揺らぎを明瞭に検知可能であることを実証した。このことと、局所的な電子濃度の揺らぎの情報を合わせて、電子スピンイメージングの結果を定量的に解析することで、より高精度な半導体試料の新評価法としても有用であると考えられる。これらの成果について、平成25年度に開催された日本物理学会等で成果発表を行った。本研究では、半導体2次元電子系を低温・磁場下で量子ホール状態とする。このとき電子によるポテンシャル遮蔽効果が効かない特異な性質と電子スピンの偏極度が、局所的な電子状態を極めて鋭敏に反映すること用いて、2次元電子系の電子濃度の局所的ゆらぎの程度とその空間分布について光磁気カー効果を用いた電子スピン偏極度の高感度計測とそのイメージングにより調べる。1、現有のKerr効果を用いた低温強磁場での電子スピン偏極度のイメージング装置をさらに高感度化し時間的安定度を高めるため、光学系の小型化・高剛性化を図り、1/f雑音の抑制のため信号を高周波ロックイン検出法により行えるように改良した。2、空間分解能の向上のため高NAのレンズを用いた光ヘッド部分の改良試作を行った。これらの成果について、H24年度に開催された半導体物理学国際会議(ICPS2012)、強磁場中の半導体物理国際会議(HMF20)の主要な国際会議や国内学会等で成果発表を行って内外の研究者と議論した。本研究は、半導体2次元電子系を低温・磁場下で量子ホール状態として、そのときの電子スピン分極状態を光学的に精査しマッピングすることで、通常用いられる電子移動度には表れない「極わずかな電子濃度の揺らぎの程度」と「その空間分布」の計測を行う。従来の半導体評価法では伝導電子そのものによる遮蔽効果のためデバイスを作製するまではこのような乱れは本質的に検知できないが、本研究はこの隠された乱れを量子ホール効果を用いてあぶり出すという斬新なアイデアを基にして、新しい半導体の真の品質の評価法として確立することを目指すものである。現在まで以下の3項目について実験的検討を行った。1、電子濃度のゆらぎの程度と分布の計測に対する、本方法の定量性の実証について、1ミリメートル四方程度のサイズのGaAs半導体2次元電子系内の0.1%以下の電子濃度のゆらぎの分布について分解能4ミクロンで可視化できることを実験的に確認した。

さらに光学ヘッド部の改良を行うことで空間分解能1ミクロン程度までの向上が見込まれる。2、電子濃度ゆらぎの検出感度の更なる向上と高い再現性の確保について、現有のKerr効果による電子スピン偏極度のイメージング装置をさらに高感度化するとともに時間的安定度をより高めるべく改良を行った。光学系の小型化・高剛性化による振動ノイズの除去、温度ドリフトの影響を避ける偏波保存ファイバーの光軸合わせの方法の開発、1/fノイズの低減のため高周波ロックイン検出法の採用などを実施した。これらの装置改良により、時間的に安定したKerr回転計測イメージングが可能となったので次年度には様々な電子濃度揺らぎを持つ試料を系統的に計測し、電子濃度揺らぎの程度の評価手段としての定量性を検証する段階にまで進展させることができている。本年度にほぼ完成させた高感度Kerr効果イメージング装置を用いて、2次元電子系のポテンシャル揺らぎの程度を人工的に変化させた試料を作製して測定を行うことにより、本研究の半導体評価法としての有効性を実証する。具体的には、純良半導体結晶からなるGaAs/AlGaAs2次元電子系試料に対してエッチング、陽極酸化法やイオン照射などを用いて、揺らぎのエネルギースケールとその空間分布を制御した人工のポテンシャル揺らぎを導入する。これを標準試料として用いて電子濃度揺らぎの計測の定量性とその再現性について検証する。また、本手法がGaAs/AlGaAs2次元電子系だけでなく、InAs系、Si-MOS等のほか、新規な2次元電子系であるグラフェン等にも応用可能かどうかを調べる。特にグラフェン試料はすでに我々の研究室で作製・微細加工が可能であるので、様々な電子移動度を示すグラフェン試料における本手法の有効性についても実験的に調べる予定である。本年度は、装置改良等を主に行ったため、一部に既存の装置や部品を活用することが可能であったため予定していた物品費の一部を翌年度に活用することができる。これらを含めて次年度は本格的にKerr回転イメージングの測定を実施して、半導体評価法としての定量性について検証する。本年度は主に液体ヘリウム・液体窒素などの寒剤費および半導体試料の加工のための試薬、光学部品などの消耗品の費用が主要な研究経費である。
複数の火山を有する火山体からの水・土流出に関する火山水文学的研究

火山体からの水と土砂の流出は,火山の生成年代に基づく地形的・地質的特性の影響を受けて流域ごとに異なる。本研究の目的は,南九州の新旧の火山を対象に水文試験地を設け,さまざまな水文量を観測し,また侵食,崩壊などによる土砂移動を調査し,火山の新旧が流域からの水と土砂の流出に及ぼす影響を評価することである。さらに将来起きるかもしれない噴火とそれに伴う水文環境と土砂移動の変化に対処するための基礎資料を得ることである。これまで実施した調査内容および得られた成果は以下のように要約される。1.桜島・霧島(活火山),出水市矢筈岳(旧火山)などの火山の地形・地質構造を把握するために地形計測を実施した。地形図や数値地図50mメッシュ(標高)データを用いて傾斜や起伏量を計測するプログラムを開発した。開発したプログラムによって火山体の傾斜区分図,起伏量図,標高分布図,水系図等を作成した。これらの結果を用いて新旧の火山の地形・地質構造を比較した。2.各火山に試験流域を設定し,雨量,河川流量,河川水質,地下水位,地下水水質などのさまざまな水文観測を実施した。同一山体に位置する流域でも地形開析の度合,緩傾斜面の分布等によって流出特性に違いがあることが明らかになった。すなわち,地形開析が進んで緩斜面が少ない流域は河川の減水が著しいが,広い緩斜面が分布する流域は減水が小さい。また減水の小さい流域は電気伝導度が高かった。3.空中写真を用いて各火山体の侵食谷や崩壊地の分布図を作成した。また,現地で河床変動および流出土砂量について調査した。また,撮影年の異なる空中写真を判読して,侵食や崩壊の履歴を調査した。4.桜島の荒廃斜面に対して行なわれた緑化が表面侵食による水土流出過程に及ぼす影響について検討した結果,植生は表面侵食による流出土砂を8090%抑制すること,流出土砂の平均粒径は裸地の半分程度であること,植生の被覆によって士壌の浸透能および斜面の粗度係数は大きくなることが明らかになった。本研究の目的は,霧島火山を対象にして水文試験地を設け,さまざまな水文量を観測し,また侵食,崩壊などによる土砂移動を調査し,火山の新旧が流域からの水と土砂の流出に及ぼす影響を評価することである。今年度行った調査内容および得られた成果は以下のように要約される。1.霧島火山体の地形を把握するために地形計測を実施した。開発したプログラムによって霧島火山体の全体について傾斜区分図,起伏量図,標高分布図,水系図等を作成した。これらの結果を用いて新旧の火山の地形を比較した。地形計測結果はこれから得られる水文データと関連づけて検討する予定である。2.高千穂峰の山腹(標高760m)に雨量計を設置し,雨量観測を開始した。3.霧島火山体の東側の高千穂川に水位計を設置し,水位観測を開始した。今後,水文データを蓄積して霧島火山体の流出特性を明らかにする予定である。4.空中写真を用いて霧島火山体の侵食谷や崩壊地の分布図を作成した。また,現在で河床変動および流出土砂量について調査した。

今後,撮影年の異なる空中写真を判読して,侵食や崩壊の履歴を調査する予定である。5.現在噴火している新燃岳に位置する矢竹流域において土石流調査を行った。本研究の目的は,霧島火山を対象にして水文試験地を設け,さまざまな水文量を観測し,また侵食,崩壊などによる土砂移動を調査し,火山の新旧が流域からの水と土砂の流出に及ぼす影響を評価することである。さらに将来起きるかもしれない噴火とそれに伴う水文環境と土砂移動の変化に対処するための基礎資料を得ることである。調査内容および得られた成果は以下のように要約される。1.霧島火山体の地形を把握するために地形計測を実施した。地形図や数値地図50mメッシュ(標高)データを用いて傾斜や起伏量を計測するプログラムを開発した。開発したプログラムによって霧島火山体の全体について傾斜区分図,起伏量図,標高分布図,水系図等を作成した。これらの結果を用いて新旧の火山の地形を比較した。2.高千穂峰の山腹(標高760m)における雨量観測を継続した。3.霧島火山体の東側の高千穂川における水位観測を継続した。今後,水文データを蓄積して霧島火山体の流出特性を明らかにする予定である。4.空中写真を用いて霧島火山体の侵食谷や崩壊地の分布図を作成した。また,現地で河床変動および流出土砂量について調査した。火山体からの水と土砂の流出は,火山の生成年代に基づく地形的・地質的特性の影響を受けて流域ごとに異なる。本研究の目的は,南九州の新旧の火山を対象に水文試験地を設け,さまざまな水文量を観測し,また侵食,崩壊などによる土砂移動を調査し,火山の新旧が流域からの水と土砂の流出に及ぼす影響を評価することである。さらに将来起きるかもしれない噴火とそれに伴う水文環境と士砂移動の変化に対処するための基礎資料を得ることである。これまで実施した調査内容および得られた成果は以下のように要約される。1.桜島・霧島(活火山),出水市矢筈岳(旧火山)などの火山の地形・地質構造を把握するために地形計測を実施した。開発したプログラムによって火山体の傾斜区分図,起伏量図,標高分布図,水系図等を作成した。これらの結果を用いて新旧の火山の地形・地質構造を比較した。2.各火山に試験流域を設定し,雨量,河川流量,河川水質,地下水位,地下水水質などのさまざまな水文観測を実施した。同一山体に位置する流域でも地形開析の度合,緩傾斜面の分布等によって流出特性に違いがあることが明らかになった。すなわち,地形開析が進んで緩斜面が少ない流域は河川の減水が著しいが,広い緩斜面が分布する流域は減水が小さい。また減水の小さい流域は電気伝導度が高かった。3.空中写真を用いて各火山体の侵食谷や崩壊地の分布図を作成した。また,撮影年の異なる空中写真を判読して,侵食や崩壊の履歴を調査した。
牛妊娠黄体ミトコンドリア内体(IMB)の生物学的および生化学的性状に関する研究

1.目的ウシ妊娠黄体に電子密度の高い、Intramitochondrial body(IMB)が存在することは、SorensenとSingh(1973)、阿部と岩佐(1976)およびAbeら(1985)によりすでに報告されている。ウシ副腎皮質球状帯にも形態学的に類似の顆粒が存在し、それがタンパク様物質であることはKaiら(1978)によりすでに報告されている。しかし、IMBの生化学的性質および機能に関しては今だ不明な点が多い。2.方法材料は、と畜場より入手した妊娠黄体を使用した。光顕的には、ホルマリン固定後、常法に従いパラフィンに包埋、切片を作製しH-E染色およびタンパク質の検出のためのテトラゾニウム反応(TZ)を行った。また、Queto1523Mに包埋、準超薄切片を作製し、光顕と電顕との対比をも試みた。電顕的には3% glutaraldehyde,1%Osmiumの二重固定を施して、Quetol 812に包埋後、酢酸ウラン、クエン酸鉛の二重染色を行ない、免疫電顕的には抗11α-hydroxyprogesterone-hemisuccinate-BSA(Immunotech社)を用いProtein-A金コロイド法を行いJEM-100Sにて観察した。また生化学的には遠心分離法を用いて妊娠黄体のミトコンドリアの分画を得、SDS-Gelelectrophoresisにてその分子量について検討した。3.結果光顕的にはウシ妊娠黄体に認められるIMBは、H-E重染色によりエオジン好性で、タンパク質の検出法であるテトラゾニウム反応においては陽性を呈した。電顕的にはIMBは径0.11.3μmでミトコンドリア内にみの認められた。特に大きくなった顆粒ではミトコンドリア内全体にも及ぶものもあり、その様なものではミトコンドリア特有のクリスタの形成は認められなかった。免疫電顕的には免疫活性はIMB上に認められたことによりIMBはSteroid binding proteinであると考える。また、その分子量は52,00054,000であることが明らかになった。
不規則抗体が関連する遅発性溶血性輸血副作用の真の発生頻度とその原因因子の解析

赤血球不規則抗体は、遅発性溶血性輸血副作用(Delated hemolytic transfusion reaction:DHTR)の原因となる。このDHTRは、死に至る重篤な反応も報告されている。安全な輸血療法を患者に提供する上で、輸血後の不規則抗体の発現およびDHTRについて調査することは重要である。現在、本邦の赤血球に対する不規則抗体研究はretrospectiveな調査が実施され、抗体保有率が把握できる(Fujihara et al. 2010)。しかしretrospectiveな研究では輸血後の不規則抗体の真の陽性化率、DHTRの発生率を正確に把握することは難しい。このため、本研究では輸血後の不規則抗体のprospectiveな多施設共同研究を計画している。2018年度は、計画に沿って次の研究を実施した。1.有識者からの助言を基に、多施設共同研究用の研究要項(プロトコール)を改訂した。併せて説明文書・同意書、症例報告書等の必要書類も作成し、浜松医科大学「IRB」で研究の承認を受けた。次に初年度に実施した、赤血球製剤輸血後の不規則抗体の発現に関するパイロット研究を纏め、全国大学病院輸血部会議・技師研究会で本研究の概要の紹介をした。全国の大学病院から本研究への参加施設を募集した。2018年度末までに各施設の「IRB」で承認を受け、4施設が参加登録をしている。2.前年度に引き続き、抗CD38抗体治療による不規則抗体検査検査に与える影響・機序について研究をしている。3.輸血部門スタッフが実施する情報提供の有用性について評価した。浜松医科大学「IRB」で研究の承認:有識者からの助言を基に、多施設共同研究用の研究要項(プロトコール)を改訂した。併せて説明文書・同意書、症例報告書等の必要書類も作成した。浜松医科大学「IRB」で研究の承認を得た。共同研究参加施設の募集・登録:赤血球製剤輸血後の不規則抗体の発現に関するパイロット研究を纏め、全国大学病院輸血部会議・技師研究会で本研究の概要の紹介をし、本研究への参加施設を募集した。前年度に引き続き、抗CD38抗体治療による不規則抗体検査検査に与える影響・機序について研究をしている。1.各参加登録施設で該当患者に本研究の目的と意義に関して説明し、研究への同意を文書で得た上で症例登録を引き続き行う。2.データの総括的な取り纏めと、多施設共同研究を実施する上での問題点を抽出し、prospective研究開始時のプロトコールの最終確認を行う。3.Prospective研究でRBC輸血後の真の陽性化率と新規抗体産生症例を検討するための目標症例数を決定する。安全な輸血療法を患者に提供する上で、不規則抗体の情報およびDHTRの交絡因子を詳細に研究することは重要である。しかしretrospectiveな研究では不規則抗体の陽転化率、DHTRの発生率を正確に把握することは難しい。さらに、DHTRの予知や予防法を確立することは困難である。このため、本研究では不規則抗体のprospectiveな多施設共同研究を計画している。初年度は、計画に沿って次の研究を実施した。1.本研究概要の紹介:多施設共同研究の参加施設を募集するため、日本輸血細胞治療学会で、本施設で実施している輸血後の不規則抗体の前方向研究の方法・結果とその重要性について発表をした。2.抗CD38抗体治療による不規則抗体検査への影響と解決策の構築:多発性骨髄腫の治療薬として認可が下りた「ダラツムマブ」を使用すると、不規則抗体検査の間接抗グロブリン試験が偽陽性となる。このため、ダラツムマブが輸血検査に与える影響・機序について、研究した。3.多施設共同研究用の研究要項案(プロトコール)の作成:前方向多施設共同研究を実施する際の問題点を抽出し、プロトコール案を現在作成している。4.本施設での輸血後の不規則抗体産生に関するprospective研究の実施抗CD38抗体治療による不規則抗体検査への影響と解決策の構築:多発性骨髄腫の治療薬として認可が下りた、ダラツムマブを使用すると不規則抗体検査の間接抗グロブリン試験が偽陽性となる。多施設共同研究を行うために、輸血検査に与える影響・機序についての検討や検査手順の統一が必要となった。多施設共同研究用の研究要項案(プロトコール)の作成:RhD陰性患者にRhD陰性RBCを輸血すると、抗Dを産生する症例が本邦で多く報告されている。これは、RhD抗原が極少量発現しているDEL製剤の輸血が原因として挙げられる。このため、本研究でRhD陰性患者の抗D産生とDEL製剤使用の関係性についても調査していくこととした。プロトコールは現在、改訂中である。

安全な輸血療法を患者に提供する上で、輸血後の不規則抗体の発現およびDHTRについて調査することは重要である。現在、本邦の赤血球に対する不規則抗体研究はretrospectiveな調査が実施され、抗体保有率が把握できる(Fujihara et al. 2010)。しかしretrospectiveな研究では輸血後の不規則抗体の真の陽性化率、DHTRの発生率を正確に把握することは難しい。このため、本研究では輸血後の不規則抗体のprospectiveな多施設共同研究を計画している。2018年度は、計画に沿って次の研究を実施した。1.有識者からの助言を基に、多施設共同研究用の研究要項(プロトコール)を改訂した。併せて説明文書・同意書、症例報告書等の必要書類も作成し、浜松医科大学「IRB」で研究の承認を受けた。次に初年度に実施した、赤血球製剤輸血後の不規則抗体の発現に関するパイロット研究を纏め、全国大学病院輸血部会議・技師研究会で本研究の概要の紹介をした。全国の大学病院から本研究への参加施設を募集した。2018年度末までに各施設の「IRB」で承認を受け、4施設が参加登録をしている。2.前年度に引き続き、抗CD38抗体治療による不規則抗体検査検査に与える影響・機序について研究をしている。3.輸血部門スタッフが実施する情報提供の有用性について評価した。浜松医科大学「IRB」で研究の承認:有識者からの助言を基に、多施設共同研究用の研究要項(プロトコール)を改訂した。併せて説明文書・同意書、症例報告書等の必要書類も作成した。浜松医科大学「IRB」で研究の承認を得た。共同研究参加施設の募集・登録:赤血球製剤輸血後の不規則抗体の発現に関するパイロット研究を纏め、全国大学病院輸血部会議・技師研究会で本研究の概要の紹介をし、本研究への参加施設を募集した。前年度に引き続き、抗CD38抗体治療による不規則抗体検査検査に与える影響・機序について研究をしている。1.浜松医科大学「IRB」で承認を受ける。2.不規則抗体調査研究グループ、全国大学病院輸血部会議・技師研究会から参加施設を募集し、施設の登録をし、各施設の「IRB」で承認を受け、pilot共同研究を開始する。3.参加施設の背景(病床数、RBC輸血患者数、単位数、不規則抗体検査方法の情報等)を調査する。4.該当患者に本研究の目的と意義に関して説明し、研究への同意を文書で得た上で症例登録を行う。1.各参加登録施設で該当患者に本研究の目的と意義に関して説明し、研究への同意を文書で得た上で症例登録を引き続き行う。2.データの総括的な取り纏めと、多施設共同研究を実施する上での問題点を抽出し、prospective研究開始時のプロトコールの最終確認を行う。3.Prospective研究でRBC輸血後の真の陽性化率と新規抗体産生症例を検討するための目標症例数を決定する。(理由)本研究のプロトコールに対し、RhD陰性患者の抗D産生とDEL製剤使用の関係性の調査を追加するよう有識者から助言があった。プロトコールの改訂は現在実施中である。
β細胞再生を目的とした、組織特異的遺伝子欠損マウスによるβ細胞分化分子機構の解明

e15の解析で、cytokeratin陽性の伸張した膵管が認められた。この膵管構造では、膵管細胞に発現するcytokeratinが陽性であり、膵管細胞であることが示された。インスリン陽性細胞や、amylase陽性の膵外分泌細胞は減少していた。Notch/Rbp-j系が膵の前駆細胞から膵管細胞への分化を抑制していることが、示唆される。生後のRbp-j^<f/f> Pdx.creマウスで、膵は低形成であり、内分泌細胞は減少しており、血中インスリン濃度の低下を伴う糖尿病を呈した。分化したβ細胞におけるNotch/Rbp-j系の意義を検討する目的で作成したRbp-j^<f/f> Rip.creマウスでは明らかな異常が認められなかった。このことは、β細胞が分化したステップ以降では、Notch/Rbp-j系が作用していない可能性を示している。さらにマウス胎生期の膵の内分泌細胞の前駆細胞においてPtflaがPdxより1日遅れて発現することに着目して、Rbp-j^<f/f> Ptfla.creマウスを解析したところ、内分泌細胞の減少の程度はRbp-j^<f/f> Pdx.creマウスに比較して、はるかに軽度であった。このことは、膵内分泌細胞のプールの維持には、Notch/Rbp-j系が膵発生早期のきわめて限られた時期に発現することが必要であることを示している。e15の解析で、伸張した膵管構造が認められた。また、膵臓全体で観察すると、インスリン陽性細胞や、膵外分泌細胞に相当するamylase陽性細胞は減少していた。特に細胞の増殖やアポトーシスの異常は認められなかったので、Notch/Rbp-j系が未分化能の維持に関与することを考え合わせると、Notch/Rbp-j系が膵の前駆細胞から膵管細胞への分化を抑制していることが、示唆される。生後のRbp-jf/f Pdx. creマウスで、膵は低形成であり、内分泌細胞は減少しており、血中インスリン濃度の低下を伴う糖尿病を呈した。Rbp-jf/f Pdx. creマウスは生後より低体重であり、その体重増加は著明に小さかった。生後における内分泌細胞の減少は、胎生期の内分泌細胞の減少によって説明可能であるので、生後の発生分化において異常が生じているかどうかが不明である。よって、生後の内分泌細胞の発生分化におけるNotch/Rbp-j系の意義は明らかにならなかった。Rbp-jf/f Pdx. creマウスのe15で伸張した膵管構造が認められた。インスリン陽性細胞や、amylase陽性細胞は減少していた。このことは、Notch/Rbp-j系が膵の前駆細胞から膵管細胞への分化を抑制していることを示唆する。生後のRbp-jf/f Pdx. creマウスで、内分泌細胞は減少しており、血中インスリン濃度の低下を伴う糖尿病を呈した。これは、胎生期の内分泌細胞の減少によって説明可能であるので、生後の発生分化におけるNotch/Rbp-j系の意義は明らかではない。分化したβ細胞におけるNotch/Rbp-j系の意義を検討する目的で作成したRbp-jf/fRip. creマウスでは明らかな異常が認められなかった。さらにマウス胎生期の膵の内分泌細胞の前駆細胞においてPtflaがPdxより1日遅れて発現することに着目して、Rbp-jf/f Ptfla. creマウスを解析したところ、内分泌細胞の減少の程度はRbp-jf/f Pdx. creマウスに比較して、はるかに軽度であった。
MRIおよび顎運動装置による顎変形症の三次元形態・運動総合解析システムの開発

昨年度は、解析システム構築を行った上でコントロール群となる正常者を解析しその有用性の検討が確認された。解析方法及び結果はカナダ・バンクーバーにおけるIADR(国際歯科研究学会)で討議すると共に、旧留学先British Columbia大学の恩師、Dr.Hannamらのレビューを受け、国際的視野に立った研究方法として確立させた。そこで今年度は解析システムを顎変形症患者へ適用することと、顎変形症の咀嚼筋の特性を明らかにする目的で研究を行った。まず患者のためのインフォームドコンセントの手順の確立ならびにシステム改造を行い、患者用計測システムの使用方法を確立した。次に骨格性の下顎側方偏位を伴う顎変形症患者10名を被験者とし、MRIで非侵襲的に顎顔面を撮影した。このとき顎運動機能も解析するために、閉口、開口両状態を撮影した。その画像データをコンピュータに取り込み、各咀嚼筋をトレース、再構築した。そして筋の開閉口時における長さおよび体積を求め、かつ運動による変化を解析した。かつワークステーション(Octane)上で咀嚼筋の長さや断面積変化の計測が行えるようにシステム改造を行った。ならびに3次元形態とその運動による変化が立体グラフィック表示できるようになり、筋の形態や走行を視覚的にわかりやすくとらえることが可能となった。その結果、正常者のみならず下顎側方偏位を伴う顎変形症患者における咀嚼筋の3次元的長さ、体積データより各咀嚼筋の特性が明らかになった。特に開口運動において体積変化が開口筋としての役割を表す客観的指標となりうる可能性が示唆され、顎機能解析における本システムの有用性が確認された。今年度は解析システム構築を主に行い、その有用性の検討にはコントロール群となる正常者を解析した。まず画像データと運動データを組み合わせるための各患者毎の共通マーカーの製作を行い、計測時の使用方法を確立した。次に咬合状態、顎関節に異常を認めない正常者10名を被験者とし、MRIで顎顔面を撮影した。その結果、正常者における咀嚼筋の3次元的長さ、体積データよリ各咀嚼筋の特性が明らかになった。特に開口運動において閉口筋(咬筋、内側翼突筋)では認められなかった体積変化が開口筋である外側翼突筋では有意におこった。これより体積変化が開口筋としての役割を表す客観的指標となりうる可能性が明らかになった。かつ咀嚼筋の3次元形態とその運動による変化がワークステーション(Indigo2)上で立体グラフィック表示できるようになり、筋の形態や走行を視覚的にわかりやすくとらえることが可能となった。以上の結果は1999年3月9日からのカナダ・バンクーバーにおけるIADR(国際歯科研究学会)で発表し、同時に留学先であった当地のBritish columbia大学の恩師、Dr.Hannamらのレビューを受け、国際的視野にたった研究方法として確立させる予定となっている。かくして咀嚼筋形態と機能を総合診断できる咀嚼筋の非侵襲的な三次元形態・運動総合的分析システムの基本構造ならびに基準となる正常者のデータがそろったところである。来年度は本年度構築した解析システムを顎変形症患者へも適応し、患者のためのシステム改造を行うとともに患者の咀嚼筋の特性を明らかにする予定である。
低温環境における超安定共振器の研究

本研究は、極低温において超安定光共振器(ファブリーペロー共振器)を実現しようとするものである。ミラーコーティング(光学薄膜)の極低温における機械的Q値の測定が、2種類のミラーコーティング( Tiドープの有無)に対して実行された。この測定では、極低温における機械的Q値の低下は確認されず、ミラーを極低温に冷却することで、熱雑音を大幅に低減できる可能性が高いことが判明した。また、大口径サファイア基材を用意し、それを実際に研磨して表面形状を測定した。これにより、現在の研磨技術で高性能な長基線光共振器を構成可能であることを確認した。本研究は、低温で超安定光共振器(ファブリーペロー共振器)を実現しようとするものである。近年、光共振器の揺らぎの一つとして誘電体多層膜コーティングに起因する熱雑音が深刻であることがわかってきた。その理由は、通常は超低損失コーティングとしてTa2O5とSiO2の交互層が使われているが、このうちTa2O5の機械損失が大きいからである。光共振器を極低温に冷却することにより、この熱揺らぎをかなり低減することが可能であるが、さらに技術開発が進めば、いずれこの熱揺らぎによって光共振器の性能が左右されることになる。それに備えて、主として低損失の誘電体多層膜コーティングを開発することを本研究の第一目的としている。この開発研究の結果、将来の重力波検出器の感度を向上することが可能となり、重力波天文学の推進にも貢献することになる。今年度は、まず、サファイア薄板(円板)に誘電体多層膜をコーティングした測定サンプルを複数個作成した。コーティングは国立天文台が保有する特殊コーティング装置(イオンビームスパッター装置)で行った。この装置は通常の反射ミラーを製作する場合、SiO2/Ta2O5の組み合わせを使うが、ターゲットを交換すれば種々の酸化物の組み合わせが可能となる。今回はTaターゲットにTi薄板を張り付けることで、Tiドープ膜の成膜も行った。次に、製作した薄膜の機械的Q値を測定した。サファイア薄板をサポート装置に固定し、低温容器に入れて冷却して機械的Q値の温度依存性を測定した。この測定では、多くの振動モードで節となる円板の中心のみを支持しているため、サポート自体による散逸の影響が最小であり、正確な測定が可能である。サファイア円板の振動はデータロガーに記録し、低温容器中で温度を変えながら細かく測定した。通常、超低損失コーティングとしてTa2O5とSiO2の交互層が使われているが、このうちTa2O5の機械損失が大きいからである。今年度は、サファイア薄板(円板)に誘電体多層膜をコーティングした測定サンプルの機械的Q値の常温から極低温までの測定値をまとめ、それを解析して論文発表した。この測定サンプルは国立天文台が保有するIBS装置(イオンビームスパッター装置)によってコーティングされたものである。現在、特にこの研究分野で話題になっているのは、極低温(絶対温度20度付近)において機械的Q値が低下するという現象で、これは低温レーザー干渉計にとって非常に大きな問題となる。したがって、この点に注意して測定を行ったが、我々の測定においてはそのような現象は確認できなかった。今後の研究においてもこの点に着目して測定を続け、もし極低温で機械的Q値が低下する現象が確認されれば、それを解決することをめざす。通常、光に対する超低損失コーティングとしてTa2O5とSiO2の交互層が使われているが、このうちTa2O5の機械損失が大きいからだと推定されている。光共振器を極低温に冷却することにより、この熱揺らぎをかなり低減することが可能であるが、さらに技術開発が進んで装置の感度が上がれば、いすれこの熱揺らぎによって光共振器の性能が左右されることになる。その時に備えて、主として低損失の誘電体多層膜コーティングを開発することを本研究の第一目的としている。今年度も昨年度に引き続き、サファイア薄板(円板)に誘電体多層膜コーティングした測定サンプルの機械的Q値を測定した。その中でも特に、昨年度の測定結果をもとに20K前後について詳しく機械的Q値を測定した。ミラーコーティングの極低温での測定に際し、測定装置の性能を上げるために、サファイア薄板の固定治具の再製作などを行った。