hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周疾患における熱ショック蛋白質の役割に関する遺伝子レベルでの研究

性ホルモンレセプター:前年度はPCR法を用いてヒト歯肉由来線維芽細胞(GF)および歯根膜由来線維芽細胞(PDL)のエストロゲンレセプターの存在をDNAレベルで確認したが、本年度はエストロゲンレセプターがこれらの細胞において蛋白質として発現しているかどうかについて検討した。GFおよびPDLよりRNAを精製し,ヒトエストロゲンレセプターcDNAをプローブとしてNorthern hybridizationを行ったところ,約6.2kbp付近に単一なバンドが確認できた。従ってこれらの細胞においてエストロゲンレセプターが蛋白質として発現していることが示唆された。GFおよびPDLにおいて17-βエストラジオールを添加したところ,増殖抑制,ALP活性上昇が見られたが,この作用がエストロゲンレセプターを介している可能性が裏付けられた。熱ショック蛋白質:PDLより精製したRNAを鋳型としてPCR法を行なうことにより得られたDNAについて,クローニングとシークエンスを行った。その結果,増幅されたDNAの塩基配列はヒトミトコンドリアで報告されている60kD熱ショック蛋白質(HSP)のシークエンスと一致した。すなわち、歯肉および歯根膜由来線維芽細胞においても,60kD HSPが存在することが示された。次に,歯周病原性菌の一つとして注目されているActinobacillus actinomycetemcomitans(A.a.)についてヒト60kD HSPと相同性の高い蛋白質の存在を確認する目的で,PCR法によりDNAを増幅した後,その部分のシークエンスを行った。その結果,A.a.においてもHSPの存在が明らかにされ,そのDNA塩基配列について検討したところヒト60kD HSPと相同性の高いものであることが示された。本年度は,ヒト由来線維芽細胞を用いてエストロゲンレセプタ-および熱ショック蛋白質の存在を,遺伝子レベルで確認することを目的として研究を行った。性ホルモンレセプタ-:ヒトエストロゲンレセプタ-cDNAシ-クエンスをもとに,これに特異的なプライマ-を合成した。ヒト歯肉由来線維芽細胞およびヒト歯根膜由来線維芽細胞よりRNAを分離精製し,これを鋳型としてPCR法を行いDNAを増幅した。反応後,PCR産物を2%アガロ-スゲル電気泳動にて確認したところ,予想された535bp付近にバンドが認められた。またヒトエストロゲンレセプタ-cDNAをプロ-ブとして行ったSouthern hybridizationの結果,このバンドとプロ-ブがハイブリダイズすることが確認された。以上の結果より,ヒト歯肉および歯根膜由来線維芽細胞においてエストロゲンレセプタ-の存在を確認することができた。熱ショック蛋白質:ヒト60kD熱ショック蛋白質のcDNAシ-クエンスをもとに,これに特異的なプライマ-を合せした。反応後,PCR産物を2%アガロ-スゲル電気泳動にて確認したところ,予想された412bp付プロ-ブに用いてSouthern hybridizationを行ったところ,このバンドとプロ-ブがハイブリダイズすることが確認された。以上の結果よりヒト歯肉および歯根膜由来線維芽細胞において熱ショック蛋白質の存在を確認することができた。
神経形態と遺伝子発現のリンク:アクチン結合性転写因子MKLとBDNFを中心として

神経突起やシナプスの形態(かたち)におけるアクチン結合分子の役割が注目されている一方で、転写因子で駆動される遺伝子発現がその一端を担っていることは否定できない。我々は、アクチン結合ドメインを持つserum response factor(SRF)転写活性化因子であるmegakaryoblastic leukemia(MKL)に着目し、神経細胞におけるMKLの機能解析に取組んでいる。本研究では、脳由来神経栄養因子BDNFがMKLの上流に位置する細胞外リガンドである可能性やその標的遺伝子を探るため、以下のような検討を行った。まず、大脳皮質ニューロンにBDNF刺激を行ったところ、主にリン酸化によると考えられるMKLの修飾が起こっていることが明らかとなった。また、そのリン酸化はERKMAPキナーゼの活性に依存していることが示唆された。そこで、ERKリン酸化予想部位に変異を導入し、その変異体の機能を解析したところ、ひとつのリン酸化部位が転写活性化と神経形態に重要であることを示唆する結果を得た。また、BDNFによって誘導される遺伝子としてactivity-regulated cytoskeleton-associated protein(Arc)に着目したところ、Arc遺伝子プロモーターに存在するCREB.MEF2,SRF結合配列がBDNFで活性化されるシスエレメントとして重要であることを示した。また、ドミナントネガティブMKL変異体がBDNF誘導性Arc遺伝子プロモーター活性化を顕著に抑制することを見いだした。我々は、アクチン結合ドメインを持つserum response factor(SRF)転写活性化因子であるmegakaryoblastic leukemia(HKL)に着目し、その機能について解析することで、神経形態変化と遺伝子発現との相互作用という新規機構の解明に取組んでいる。本研究では、activity-regulated cytoskeleton-associated protein(Arc)遺伝子プロモーターのSRF結合配列であるSREに着目し、SRE部位へのMKLの関わりについて解析を行った。その結果、特にSRE配列がBDNFによるArc遺伝子プロモーター活性化に大きく寄与していることが明らかとなった。さらにRNA干渉によるMKLノックダウンにより、BDNFによるArc遺伝子プロモーターの活性化が抑制された。また、クロマチン免疫沈降法によりmkLがArcプロモーター上に結合しうることを示唆する予備的な結果を得た。さらに変異導入実験により、SREに存在するCCArGG配列以外の配列が転写を抑制する役割を持つことが示唆された。また、新規ニューロン特異的MKL2のスプライスバリアントをコードするcDNAをクローニングし、そのエキソンイントロンの構成を調べた。その結果、神経細胞でのみ利用されるエキソンの存在が明らかとなった。つぎに発現分布について調べたところ、脳の発達に応じて発現量が上昇し、グリア細胞にはほとんど発現していないことが明らかとなった。また、海馬、大脳皮質に多く発現し、小脳では低かった。さらに、ニューロン特異的MKL2のスプライスバリアントを特異的にノックダウンするRNA干渉用ベクターを構築した。脳機能発現には、神経細胞形態変化に加え、核内遺伝子発現が重要である。申請者らは、今年度以前に、形態変化と遺伝子発現の双方に関わるアクチン結合性転写因子MKLが神経樹状突起の複雑性を高めることを見いだした。MKLは、転写因子SRFに結合して転写を活性化するコファクターであるが、神経細胞における核内標的遺伝子については明らかになっていない。本研究では、神経系遺伝子activity-regulated cytoskeleton-associatedprotein(Arc)に着目し、MKLがArcを標的遺伝子としている可能性について特に解析を行った。Arc遺伝子の上流に存在するシナプス活動応答性エレメント(SARE)が脳由来神経栄養因子(BDNF)に強く応答すること、SAREを構成する転写因子CREB, MEF2, SRF結合配列の3つの配列がその応答性に関与し、特にSRF結合配列の関与が最も強かった。SRFは、MKLに加え、Elk1を含むTCFというコファクターによっても制御される。つぎに、2つの異なるSRFコファクターであるMKL1とElk1がArc遺伝子発現を制御する仕組みについて解析した。その結果、BDNFの刺激に伴い、Elk1がSAREから離れ、その代わりにMKL1がリクルートされることを見いだした。また、MKL1変異体を用いた解析から、BDNFで誘導されるArc遺伝子の活性化にMKLが関与すること、それに対し、Elk1は不活性化に働くことを見いだした。この結果は、SRFを認識する2つの異なるコファクターMKL1とElk1が、競合的関係でArc遺伝子発現のオンオフスイッチの役割を果たしていることを示唆する(論文投稿中)。また、MKL1クローニングの過程で新たなアイソフォームを同定し、それらの機能的差異を明らかにした(論文投稿中)。ほぼ計画どおりに進んでいるが、MKLのリン酸化が遺伝子発現にどのように影響するかについては未だ未解決である。MKLのリン酸化予想部位に変異を導入しても遺伝子発現への影響はほとんどなかったためである。24年度が最終年度であるため、記入しない。Arc遺伝子プロモーター上のSREが脳由来神経栄養因子BDNFに顕著に応答することが明らかとなった。SREにはSRFが結合するが、さらにSRFに結合するコファクターの種類が重要となる。コファクターには、MKLとternary complex factor(TCF)があるため、次年度では、コファクターの使い分けがArc遺伝子発現の正負の制御を決定するかどうかを調べることが重要となる。また、MKL2の新規スプライスバリアントについては、神経特異的発現を示すため、神経特有の機能に関係する可能性が高い。

今後は、既に構築したRNA干渉用のベクターによるMKL2ノックダウンが神経形態や遺伝子発現にどのように影響するのかが重要である。また、MKL2の新規スプライスバリアントの機能を動物レベルで理解することを発展的課題とし、次年度ではKOマウス作製の準備も行っていくことを計画している。24年度が最終年度であるため、記入しない。
次世代インターネットにおけるマルチメディア通信のための有線・無線協調プロトコル

前年度の研究成果を発展させ、無線環境、ならびに有線・無線の混在環境下においてインターネット接続を行うときに、効率的なマルチメディア通信を実現するための諸問題の解決に努めた。(1)移動環境に適した受信者駆動階層化マルチキャストプロトコルIPマルチキャストを用いたマルチメディア情報の配信制御方式として、受信者駆動階層化マルチキャスト(Receiver-driven Layered Multicast : RLM)プロトコルが知られている。本提案では、このRLMプロトコルを移動通信環境でも使用可能とするための二つの方式を提案した。・接続エリアの異なる複数のドメインを用意し、そのドメインと各階層を対応つける方式。・RLMプロトコルの状態遷移に、無線環境特有のビット誤りによって発生したパケット廃棄による状態遷移を付加した方式。それぞれの方式に対してシミュレーションを行い、提案方式の有効性を明らかにした。(2)有線・無線境界部(ゲートウェイ)における適応誤り制御技術有線・無線の混在したインターネット接続環境を想定し、有線接続を想定したパケット廃棄対策として使用されるFECパケット方式と、無線接続を想定したビット誤り対策として使用されるFECヘッダ方式とを統合し、それぞれを有線・無線境界部のゲートウェイにおいて終端・適応制御をかけることで、FEC(誤り訂正符号)によるオーバーヘッドの影響を最低限に抑え、かつ受信端末における満足のいく再生品質を実現するための方式を提案した。合わせて、シミュレーションによって提案方式の有効性を明らかにした。また、既存のRTP/RTCPプロトコルを用いたゲートウェイの実装手段も明らかにした。(3)高速ハンドオフ・シームレスハンドオフ技術の開発移動しながらインターネット接続を行う場合に、特に音声や動画像の受信時に大きな品質劣化要因となるハンドオフ(基地局の切り替え)の問題に対して、ハンドオフの影響を最低限に抑えるための移動管理アルゴリズムの提案を三件行った。・ハンドオフ時に旧ドメインと新ドメインに小規模なマルチキャストを行う方式。これによって接続の瞬断が軽減される。・ハンドオフ時にアクセスルータと基地局の双方で階層的にバッファリング・バイキャスティングを行う方式。これによって、パケットの誤順序到着が抑えられる。・ハンドオフ接続先の予測にGPS等の位置情報を利用して接続ドメインの再構成を行う方式。これによって、物理層レベルのアクセスルータのドメイン構成とネットワーク層レベルのドメイン構成の不一致の問題が解消される。以上の提案方式それぞれに対してシミュレーション評価を行い、提案方式の有効性を明らかにした。高速移動環境下でインターネット接続によるマルチメディア通信を実現するための問題点の解決に努めた。(1)外部エージェントの階層化とMoMプロトコルの組合せによるマルチキャストトラヒックの削減移動端末のためのインターネット接続プロトコルとしてモバイルIPが注目されている。このモバイルIPを実時間メディアに適用するために、ハンドオフ遅延低減のための外部エージェント階層化方式、及びマルチキャストトラヒックの集中を回避するMoMプロトコルが提案されている。そこで、この二つの方式を組合せることで、滑らかなハンドオフを実現しつつ、同時に網全体のマルチキャストトラヒックを削減する移動管理アルゴリズムを提案した。またシミュレーション結果として、提案方式によって最大30%程度のトラヒックを削減できることを明らかにした。(2)マイクロモビリティ環境における経路最適化アルゴリズムモバイルIP方式とは異なり、より狭い範囲での頻繁な移動と広帯域アクセスを前提としたセルラーIPプロトコルが検討されている。ただし既存の方式では同じゾーン内に属する端末間の通信が輻輳原因になる危険性があり、これを回避するための経路最適化アルゴリズムを提案した。またシミュレーション結果として、提案方式がスループットを大幅に改善できることを明らかにした。(3)移動環境に適した階層化マルチキャストプロトコルの改善IPマルチキャストの制御プロトコルとして階層化マルチキャストと呼ばれる方式が知られている。しかし、これをそのまま移動体環境に適用すると、ハンドオフによって大幅な特性劣化が生じてしまう。そこで、網へのアクセス手段も階層化し、それを階層化ストリームに1対1に対応付けるマルチキャスト制御アルゴリズムを提案した。さらに、シミュレーション結果として、提案方式によってハンドオフの影響が大幅に低減されることを明らかにした。(3)高速ハンドオフ

・シームレスハンドオフ技術の開発移動しながらインターネット接続を行う場合に、特に音声や動画像の受信時に大きな品質劣化要因となるハンドオフ(基地局の切り替え)の問題に対して、ハンドオフの影響を最低限に抑えるための移動管理アルゴリズムの提案を三件行った。・ハンドオフ時に旧ドメインと新ドメインに小規模なマルチキャストを行う方式。これによって接続の瞬断が軽減される。・ハンドオフ時にアクセスルータと基地局の双方で階層的にバッファリング・バイキャスティングを行う方式。これによって、パケットの誤順序到着が抑えられる。・ハンドオフ接続先の予測にGPS等の位置情報を利用して接続ドメインの再構成を行う方式。これによって、物理層レベルのアクセスルータのドメイン構成とネットワーク層レベルのドメイン構成の不一致の問題が解消される。以上の提案方式それぞれに対してシミュレーション評価を行い、提案方式の有効性を明らかにした。
プラズマ流体システムの融合化による多元ナノ制御

本研究では、プラズマ流体とマイクロ・ナノ粒子およびラジカルとの混相化、また、プラズマ流体システムの複雑干渉を考慮し、さらには、光センサー、圧力センサー、コントローラと融合化した「プラズマ流体融合システム」を構築した。得られた結果を要約すると、以下のようになる。1.DCアシスト高周波誘導プラズマシステムを構築し、シースガスおよびキャリアガス流量比の制御や旋回流の有無、反応性ガスの注入位置によるプラズマ流の安定発生域、投入電力、反応ガス注入量およびプラズマの伸長を実験的に明らかにし、本システムの利点を示した。また、作動圧による注入した粒子軌跡やコイル部での流動構造、粒子速度や粒子温度を明らかにし、多元的な制御のための重要因子を提供した。2.DC-RFハイブリッドプラズマ流動システムを用いた光触媒用酸化チタンナノ粒子創製プロセスを統計的手法による多入力-多目的最適化設計に基づき、特に入口流量やクウェンチガスの複雑干渉流動場を操作量にすることにより、ナノ粒径分布や結晶構造が制御可能なことを実験的に明らかにした。3.反応性プラズマ溶射を想定して、基板に衝突するアルゴン・窒素混合プラズマジェットを安定化させるための多元制御システムを開発した。作動圧力と外部磁場を操作量とし、プラズマジェットからの放射光をセンシングすることにより、基板近傍でラジカルからの特定波長の放射強度の定値制御やジェット中心軸および幅の変動強度の抑制に成功した。4.アルカリ蒸気をシードした高周波誘導乱流プラズマ流中のマイクロ粒子の溶融、蒸発の相変化や粒径減少へのシード効果、周波数や乱流効果を数値シミュレーションにより明らかにし、マイクロ粒子プラズマプロセスの制御性能を示した。5.高周波誘導プラズマによるナノ粒子創製プロセスに凝縮・核生成の現実強化モデルを導入し、数値シミュレーションにより、特にクウェンチガス流量、印加周波数、DCジェット付加により金属ナノ粒子径分布が制御可能であることを明らかにした。本研究では、機能性流体であるプラズマ流体にアルカリ金属のシード、相変化を伴うマイクロ・ナノ粒子との混相化、プラズマ流と電極や溶融界面の干渉、さらには、衝突するDCジェット同士の干渉を考慮したり、高周波誘導プラズマにDCジェットを付加したプラズマ流体システムを融合化法により構築した。2.プラズマジェットと高濃度マイクロ粒子との双方向干渉によるプラズマジェットの温度場および速度場の断面構造の変化を明らかにした。また、アルカリ蒸気をシードした高周波誘導乱流プラズマ流中のマイクロ粒子の溶融、蒸発の相変化や粒径減少へのシード効果、周波数や乱流効果を数値シミュレーションにより明らかにし、マイクロ粒子プラズマプロセスの制御性能を示した。3.衝突干渉するトリプルアークの衝突角による流れ方向および断面での熱流動構造の変化を数値シミュレーションにより明らかにし、高温域の制御性を示した。また、環境浄化用アーク灰溶融システムについて、アークと電極及び溶融界面との複雑干渉を考慮し、作動条件と溶融条件から電極の寿命、灰溶融効率と投入エネルギーとの相関を数値的に評価し、溶融プロセスの最適化の可能性を示した。本研究では、プラズマ流体とマイクロ・ナノ粒子およびラジカル、さらには、光センサー、圧力センサー、コントローラと融合化した「プラズマ流体融合システム」を構築した。

1.DC-RFハイブリッドプラズマ流動システムを用いた光触媒用酸化チタンナノ粒子創製プロセスを統計的手法による多入力-多目的最適化設計に基づき、特に入口流量やクウェンチガスの複雑干渉流動場を操作量にすることにより、ナノ粒径分布や結晶構造が制御可能なことを実験的に明らかにした。2.反応性プラズマ溶射を想定して、基板に衝突するアルゴン・窒素混合プラズマジェットを安定化させるための多元制御システムを開発した。作動圧力と外部磁場を操作量とし、プラズマジェットからの放射光をセンシングすることにより、基板近傍でラジカルからの特定波長の放射強度の定値制御やジェット中心軸および幅の変動強度の抑制に成功した。3.高周波誘導プラズマによるナノ粒子創製プロセスに凝縮・核生成の現実強化モデルを導入し、数値シミュレーションにより、特にクウェンチガス流量、印加周波数、DCジェット付加により金属ナノ粒子径分布が制御可能であることを明らかにした。
アナログペプチドを用いた免疫応答抑制機構の解明

1.抗原未感作CD4^+ T細胞が最初に遭遇する抗原の量や構造がTh1/Th2分化の方向性を決定する機構について明らかにするため、OVA323-339を特異的に認識するTCRを発現するトランスジェニックマウス(OVA23-3マウス)を利用し、抗原刺激により誘導される抗原未感作CD4^+ T細胞のサイトカイン発現を制御するTCRシグナル伝達についてシグナル阻害剤を用いて解析を行った。Th1型サイトカインであるIFN-γの産生にはCa2+経路、ERK、c-Relのいずれの活性化も正に働くが、Th2型サイトカインであるIL-4産生応答に対しては、ERKの活性化は強い抑制機能を有し、c-Relの活性化も抑制的に働くことが判明した。次に、抗原量及び抗原濃度の違いにより異なるTh1/Th2型を示す系において、誘導されるERKのリン酸化及び転写因子の核内発現量の比較を行った。ERKの活性化がTh1/Th2型応答の方向性の決定に重要であること、さらに、Th1型応答またはTh2型応答を誘導する抗原刺激では転写因子の核移行において量及びカイネティクスが異なることが明らかとなった。2.抗原特異的にT細胞応答を抑制する性質を持つアナログペプチドであるTCRアンタゴニストがOVA323-339に対する抗原未感作CD4^+ T細胞の一次応答及び機能分化に与える影響について解析した。TCRアンタゴニストにより、OVA323-339で誘導される増殖応答及びIFN-γ産生応答は抑制されたが、IL-4産生応答については最大産生量が増大し、さらに産生量のピークを迎えるためにはより高い抗原濃度が必要となった。TCRアンタゴニストは抗原未感作CD4^+ T細胞のサイトカイン産生応答に対する制御作用及び増強作用を有することが明らかとなった。3.TCRアンタゴニストによるin vivo免疫応答制御について解析を行った。卵白含有飼料摂取によりOVA23-3マウスに誘導される、IgE産生応答や体重減少などの食品アレルギー応答に対するTCRアンタゴニストの抑制効果について検討した。TCRアンタゴニスト投与が卵白食摂取に伴う血中OVA特異的IgE抗体の産生および体重減少の抑制に効果的であることが認められた。
重窒素トレーサー法を用いた田畑輪換体系における有機物由来窒素動態の定量的評価

本研究では、水稲とダイズを1年交互に作付けする田畑輪換体系における有機質資材由来窒素の動態(作物吸収及び土壌残存)を、重窒素トレーサー法により複数年にわたり評価した。1作目(イネ及びダイズ)に施用した有機質資材(緑肥ヘアリーベッチ及び牛ふん堆肥)由来窒素は、5年間作物に継続的に利用され(施用窒素量の各3845%、1012%)、5年後も土壌中に一部が残存していた(各35%、60%)。ダイズに比べイネでは、資材由来可給態窒素の吸収率が高く、過去に施用した資材由来の窒素吸収量が多いため、イネ作付時には有機質資材の施用歴を考慮に入れた肥培管理が必要となることが明らかになった。水稲とダイズを交互に作付けする田畑輪換圃場での土壌窒素肥沃度保全のため、堆肥や緑肥などの有機物の積極的な施用が求められている。圃場に施用された有機物由来窒素の一部は土壌に残存するため、その動態は複数年にわたり評価する必要があるが、田畑輪換体系ではそのような評価例はまだ無い。本研究では、田畑輪換体系における有機物由来窒素の動態を重窒素トレーサー法によりフィールドレベルで明らかにし、土性及び有機物のタイプがその動態に及ぼす影響を解析することを目的としている。本試験では、水稲-ダイズを一年交互で繰り返す田畑輪換を想定し、異なる土壌タイプ(灰色低地土及びグライ土)及び輪換順序(水稲-ダイズ及びダイズ-水稲)において、1作目に重窒素標識した牛ふん堆肥、緑肥ヘアリーベッチ(HV)、化学肥料(硫安)を施用し、田畑輪換体系における有機質資材由来窒素の経年動態を追跡している。本年度までに得られた、施用から2年間の各資材の窒素動態は次の通りである。(1)施用初年目(1作目)の各資材由来窒素の利用率は、土壌タイプにかかわらず水稲では硫安>HV>牛ふん堆肥の順で高く、ダイズでは硫安とHVが同程度で牛ふん堆肥に比べ高かった。2作目における各資材の利用率は牛ふん堆肥を除き1作目よりも大きく低下しており、特に水稲後ダイズでの利用率が約1%と低かった。(2) 2作後の土壌残存率は輪換順序に関わらず牛ふん堆肥>HV>硫安の順で高く、またグライ土に比べ灰色低地土で高い傾向にあった。また、有機物由来窒素のうち4698%が土壌に残存していることが明らかになった。本年度までに得られた、施用から3年間の各資材の窒素動態は次の通りである。(1)イネーダイズ1年交互の田畑輪換体系における有機質資材の窒素動態を3年間追跡し3作目の土壌を分析した結果、田時施用のHV由来窒素は2746%、堆肥由来窒素は6390%、畑時施用のHV由来窒素は4661%、堆肥由来窒素は6275%が土壌に残存していたことが明らかになった。(2) 1作後の土壌に残存した有機質資材由来窒素は、2年目以降も作物に毎年利用され続け、3作目の累計でHV由来窒素は3040%、堆肥由来窒素は59%が作物に利用されており、特にイネでの吸収率が高かった。(3)有機質資材を3年連用した場合、3作目のイネは1作目及び2作目に施用した有機質資材由来窒素を合計で1.0 g N m-2程度吸収したと見積もられた。圃場に施用された有機物由来窒素の一部は土壌に残存するため、その動態は複数年にわたり評価する必要がある。

本年度は4作目の栽培試験を継続する傍ら、13作後の土壌中における有機質資材由来窒素の残存形態について以下の結果を得た。(1)イネーダイズ1年交互の田畑輪換体系における有機質資材由来窒素の土壌中の可給態窒素としての残存量を3年間追跡した結果、資材由来可給態窒素量は田・畑施用時とも1作後に比べ3作後で低下し、3作後における資材由来可給態窒素量(単位:g N m-2)は田時施用の硫安で0.210.36、HVで0.210.45、堆肥で0.901.16、畑時施用の硫安で0.090.14、HVで1.081.25、堆肥で0.911.16であった。(2)硫安及びHV由来の可給態窒素量はダイズ作後に増加する傾向が見られた。(3)前作後の資材由来可給態窒素量とイネ吸収量の間には強い相関があり、吸収率は約40%であった。一方、ダイズ吸収量との相関は弱く、吸収率も17%程度と低く、田畑輪換体系での有機質資材施用には、特にイネの資材由来窒素吸収を考慮する必要性が示唆された。本研究の主題である田畑輪換体系における有機物由来窒素の動態については試験が順調に遂行され、有機物施用3年目までの窒素動態が明らかになっている(4年目については現在取りまとめ中)。本年度は有機質由来窒素の土壌中における残存形態(可給態窒素)についての成果が得られている。本成果は田畑輪換体系では初となる貴重なデータであり、研究目的の達成度は高いと判断される。水稲とダイズを交互に作付けする田畑輪換圃場での土壌窒素肥沃度保全のため、堆肥や緑肥などの有機物の積極的な施用が求められている。圃場に施用された有機物由来窒素の一部は土壌に残存するため、その動態は複数年にわたり評価する必要があるが、田畑輪換体系ではそのような評価例はまだ無い。本研究では、田畑輪換体系における有機物由来窒素の動態を重窒素トレーサー法によりフィールドレベルで明らかにし、土性及び有機物のタイプがその動態に及ぼす影響を解析することを目的としている。本試験では、水稲-ダイズを一年交互で繰り返す田畑輪換を想定し、異なる土壌タイプ(灰色低地土及びグライ土)及び輪換順序(水稲-ダイズ及びダイズ-水稲)において、1作目に重窒素標識した牛ふん堆肥、緑肥ヘアリーベッチ(HV)、化学肥料(硫安)を施用し、田畑輪換体系における有機質資材由来窒素の経年動態を追跡している。本年度は5作目となる栽培試験を継続する傍ら、15作後の土壌中における有機質資材由来窒素の残存形態及び作筒対窒素吸収量との関係について検討し、以下の結果を得た。(1)イネーダイズ1年交互の田畑輪換体系の圃場に施用した有機質資材(ヘアリーベッチ及び堆肥)由来窒素は、5年間作物に継続的に利用され(各3845%、1012%)、5年後も土壌中に残存していた(各35%、60%)。(2)さらにダイズに比べイネでは、資材由来可給態窒素の吸収効率が高く、過去に施用した資材に由来する窒素の吸収量が多いため、イネ作付時には有機質資材の施用歴を考慮に入れた肥培管理が必要であると考えられた。本研究では、水稲とダイズを1年交互に作付けする田畑輪換体系における有機質資材由来窒素の動態(作物吸収及び土壌残存)を、重窒素トレーサー法により複数年にわたり評価した。1作目(イネ及びダイズ)に施用した有機質資材(緑肥ヘアリーベッチ及び牛ふん堆肥)由来窒素は、5年間作物に継続的に利用され(施用窒素量の各3845%、1012%)、5年後も土壌中に一部が残存していた(各35%、60%)。ダイズに比べイネでは、資材由来可給態窒素の吸収率が高く、過去に施用した資材由来の窒素吸収量が多いため、イネ作付時には有機質資材の施用歴を考慮に入れた肥培管理が必要となることが明らかになった。本研究の主題である田畑輪換体系における有機物由来窒素の動態については試験が順調に遂行され、有機物施用3年目までの窒素動態が明らかになっている。
CERN-SPSのビームを用いた飛翔体搭載用解像型カロリーメータの開発

本研究では、気球や宇宙ステーションなどの飛翔体に搭載可能な、宇宙線観測装置としての解像型カロリメータの開発を行うため、国際共同(仏伊)による検出器の開発、研究をCERN-SPSのビームを用いて行った。この開発では、カロリメータにおける要求を満たす、ダイナミックレンジの広いアナログASICの開発を実施し、ADCとFPGAを実装した基板に搭載して、CERN-SPSの電子、陽子ビームによる照射テストを実施した。ビームテストは、各年度ごとに毎回実施したが、各テストで得られた成果は以下のとおりである。1.平成14年度既存のASICとフロントエンド回路を用いて64アノード光電子増倍管8本分(512ch)のシンチファイバーの出力を、マルチプレクサーにより1台のADCで読み出すシステムを製作し、CERN-SPSで性能テストを実施した。この方式では、ノイズが大きいことや読み出し速度が遅いことなど、いくつかの欠点が確認された。2.平成15年度低ノイズでダイナミックレンジの広いASICの開発とともに、読み出し速度の高速化などを目的としてフロントエンド回路を新規に開発した。この回路では、基板上に16bitADCを実装して、32chごとに読み出すことにより大幅な高速化が可能となり、またFPGAを用いることにより汎用的な論理回路の構成が可能となった。さらに、VMEシステムによるデータ取得のための専用インターフェースの開発も行い、ビームテストにより、1kHzの速さで1000MIPs以上のダイナミックレンジを持つシンチファイバーの読み出しシステムが、低消費電力で実現できていることを検証した。3.平成16年度前年度の検出器に改良を加え、世界最高のエネルギー(陽子350GeV,電子250GeV)での照射実験を実施し、シャワーの同定、検出に十分な性能を備え、軽量、小型、低消費電力といった飛翔体搭載条件を満たしたシステムが開発できたことが確認された。この研究では、気球や宇宙ステーショシなどの飛翔体に搭載可能な、宇宙線観測装置としての解像型カロリメータの開発を目的として、国際共同、(仏伊)による検出器の開発とビームテストを行なった。今年度に試作した検出器は、1mm角のシンチファィバー32本のベルトと鉛板を積層した構造をしており、その512本を64アノードの光電子増倍管8本を用いて読み出している。光電子増倍管のシグナルは、32チャンネルのVLSI(Viking Chip)によって増幅し、マルチプレクサー方式で転送して1チャンネルのADCでデジタル化する。この開発に成功したことにより、従来では非常に困難であった、飛翔体搭載条件をみたす数万チャンネルのシンチファィバーの読みだし回路システムが実現できる見通しが得られた。装置の基本性能をテストするため、CERN-SPSの陽子、電子、ミューオンのビームやHIMAC(放射線医学研究所)の重粒子ビームを用いて照射テストを実施した。これらのビームテストによって、陽子、電子のシャワーと粒子飛跡検出の性能を調べた結果、基本的な装置の動作性能については期待通りの成果が得ることができ所期の目的は達成できたが、いくつかの改良点も発見された。その主なものは、チャンネル間のクロストーク、ゲインの最適化方法などであるが、これらの解決策は、データ解析結果の検討によりすでに判明している。現在これらの不具合を解消し、さらに高性能なシステムの開発を目的とした装置、回路試作を、イタリアなどとの国際協力で実施している。来年度中には、新しい回路システムによるビームテストを、再度CERN-SPSなどで実施する予定である。この研究では、気球や宇宙ステーションなどの飛翔体に搭載可能な、宇宙線観測装置としての解像カロリメータの開発を目的として、国際共同(仏伊)による検出器の開発とCERN-SPSによるビームテストを行なっている。

今年度は、新たにダイナミックレンジの広いアナログASIC(VA32HDER14)をIDEAS社と共同開発し、前年度と同様な検出器を用いて性能テストを実施した。CERNのH6ビームラインで50-100GeVの電子、150GeVの陽子ビームによるテストの結果、ダイナミックレンジに顕著な改善がみられ、十分に実用に耐えるASICが開発できたことが確認された。さらに、従来はアナログ部分だけであったFECの大幅な設計変更を行い、FPGAとADC(16bit)を実装した回路基板を開発して、低ノイズ(1fC)で20pCまでのダイナミックレンジをもつ読み出しシステムを実現できた。この結果、所期の目的であった、1kHz以上の速さで1000MIPs以上のダイナミックレンジを備えた、64アノードPMTによるシンチファイバー読み出しシステムの開発に成功した。このシステムは、実測で64チャンネルあたりの消費電力が300mW程度と極めて省電力であり、我々が宇宙ステーションでの観測を予定しているCALETでの4万チャンネルの読み出しでも、200W程度の電力消費ですむ。したがって、十分に飛翔体搭載性能を備えたシステムの開発が行えたと考えている。来年度中には、この読み出しシステムのビームテストを再度CERN-SPSなどで実施する予定である。さらに、熱、真空、振動などの環境試験を実施して、スペース実験に用いるための検証を行うことを検討している。この研究では、気球や衛星、宇宙ステーションなどの飛翔体に搭載が可能な、宇宙線、γ線の粒子弁別が可能な、シャワー解像型カロリメータの開発を、CERN-SPSの電子、陽子ビームを用いて行うことである。平成14,15年度の研究により、装置開発は基本的に終了しているので、平成16年度は研究実施計画に基づいて、4月に衛星実験の検討のために中国を訪問し、中国科学院の高能物理研究所(北京)と紫金山天文台(南京)の研究者らと、技術的な検討や将来の研究推進計画を策定した。その後、この訪問で得られた成果をもとに、研究計画推進のため日本学術振興会の日中2国間交流事業(共同研究)に応募している。さらに、装置の基本性能を実験室でテストしたあと、スイスに輸送してCERN-SPSにおけるビーム照射テストを実施した。このテストには、鳥居、田村、吉田が参加し、山上は国内における回路開発を実施した。ビームテストは7月28日から8月11日の間、North AreaのT2-H4ビームラインで実施され、電子、陽子、ミューオンによって装置の総合性能を調べた。その結果、装置は我々が目標としている数1000粒子のダイナミックレンジと、数100Hzの読み出し速度を実現していることが確認されている。なお、データ解析はまだ完全には終了していないが、角度分解能などについてシミュレーションと矛盾しない結果が得られている。宇宙環境での利用については、特に耐放射線対策について、ノルウェーのメーカ(IDEAS社)の技術スタッフが来日した機会に、対応策について検討を実施し、結論を得ている。以上により、本研究は予定通りの成果を挙げている。
小腸自然免疫のリンパ系細胞と肥満細胞の機能的な相互関係の解明

また、小腸固有層におけるIL-7Rα-CD34+β7intおよびIL-7Rα-CD34intβ7hi細胞が、腸内マスト細胞前駆体として報告されているLin-CD45+CD34+FcεRI+β7hi細胞よりも未熟なマスト細胞前駆体であることを見出した。マスト細胞は定常状態ではほとんど検出されないこと、MCPT5およびCPA3を主に産出する成熟マスト細胞が炎症反応を制御していることから、これらの2つの細胞群は、小腸固有層におけるマスト細胞プロテアーゼMCPT1およびMCPT2の供給源として機能していると考えられる。つまり、Lin-CD45+CD34+FcεRI+β7hi細胞よりも未成熟なマスト細胞前駆体(IL-7Rα-CD34+β7intおよびIL-7Rα-CD34intβ7hi細胞)が定常状態における小腸固有層に存在し、マスト細胞プロテアーゼMCPT-1およびMCPT-2を高発現することで成熟したマスト細胞よりも腸上皮恒常性維持のために機能している。我々のこの結果は、さらに未成熟なマスト細胞前駆体の発見と、小腸での定常状態ではそれらの機能が重要であることを示している。(1)腸マスト細胞前駆体とCD4- LTi様細胞のin vivoにおける機能解析4つのサブセット(IL-7Rα+CD34-β7int, IL-7Rα-CD34+β7int, IL-7Rα-CD34-β7int, IL-7Rα-CD34intβ7hi)はマウスの腸炎症反応を制御していると考えられる。これらのサブセットにおけるサイトカイン発現を計測し、炎症マウスモデル(寄生虫感染あるいは4%DDSによる大腸炎マウスモデル)に適用する。(2)TLR3刺激による小腸固有層、骨髄および胸腺由来マスト細胞の機能比較Poly(I:C)による障害は小腸に特有である。TLR3アゴニスト処置後の小腸固有層、骨髄あるいは胸腺由来マスト細胞の、Th1、Th2、およびTh17のサイトカイン発現量、マスト細胞の脱顆粒、およびマスト細胞プロテアーゼ発現を比較し、小腸固有層由来マスト細胞がTLR3の活性化によりPoly(I:C)による障害を制御していることを検証する。これにより、マスト細胞が異なる組織において異なる機能を発現するのは、TLR3シグナル伝達による制御を受けているからであることが示されると期待する。(3)小腸疾病状態にあるマスト細胞欠損マウスでのマスト細胞再構成効果の確認予備実験により、骨髄由来マスト細胞に比べて小腸固有層由来マスト細胞においてTLR3が高発現していることがわかっている。野生型およびマスト細胞欠損マウスでのPoly(I:C)による小腸への障害を比較することで、TLR3シグナル伝達異常による腸恒常性への障害における小腸固有層由来マスト細胞の新しい役割が明らかになると考えられる。平成24年度は研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが、研究計画に変更はない。平成24年度の研究費を平成25年度のマウスを用いたin vivo実験のために繰り越すが、平成25年度は当初計画の通り以下の項目について研究費を執行する。1.4サブセット(IL-7Rα+CD34-β7int, IL-7Rα-CD34+β7int, IL-7Rα-CD34-β7int, and IL-7Rα-CD34intβ7hi細胞)の機能解析のための、炎症マウスモデルを用いた実験に必要なマウス、試薬および消耗品など購入費用。2.上記の4サブセットのin vivoでの分化を調べるための適合移植実験に必要なマウス、試薬および消耗品などの購入費用。3.小腸疾病でのマスト細胞の機能解析のために必要なマスト細胞欠損マウス、試薬および試薬の購入費用。4.国内外の会議等の情報交換のための会合に参加するための旅費。5.論文等の出版等の費用。
アジア域における人間活動による大気環境変動の将来予測 -将来化学気候図の作成-

アジアの大気環境問題は世界で最も重要な環境問題の一つと考えられる。さらに、将来的に、エネルギー消費の増大、産業構造の変化、土地利用の変化に伴う大気質の激変が予想されることから、アジアにおける大気環境の将来変化を予測し定量化することは緊急かつ重要な課題である。しかし、その重要性に比して、アジアにおけるエアロゾルや対流圏オゾンなどの大気汚染物質の将来動向を予測した研究は極めて少ない。このような背景のもとで、本研究では以下の点を明らかにすることを目的とする。(1)アジアにおける将来の大気汚染排出量を推計する。(2)大気組成変動予測シミュレータを開発し、アジアにおける対流圏オゾンとエアロゾルの将来変動を予測して高分解能の化学気候予測図を作成する。アジアにおける1980年2000年を対象とした人為起源の大気汚染物質(SO_2、NOx、CO、BC、OC、NMVOC、NH_3、CH_4、N_2O、CO_2)の排出量推計を行った。アジア域における燃料消費量は20年間で倍増し、それに伴って、大気中への物質の排出量も1.2倍(BC)2.3倍(NOx)に増加している。特に、中国における増加傾向が著しく、20年間におけるNOx排出量の増加率は約3倍にもなる。また、3種類の将来排出シナリオを設定し、2010年と2020年における排出量を予測した。2020年の中国におけるNOx排出量は、2000年に較べて-3%+131%となり、高排出シナリオでは現状の2.3倍も増加する。一方、地域気象モデルと領域化学輸送モデルを結合した大気組成変動予測シミュレータを開発した。このシミュレータと将来排出量を用いて2020年の対流圏オゾンを予測し、将来化学天気図を作成した。高排出シナリオでは、東アジアの広い地域でオゾン濃度が急激に上昇し、日本への影響も増大して、西日本一帯で年平均濃度が環境基準レベルに近づく。このように、近い将来、越境汚染によって日本のオゾン濃度レベルが高くなる危険性が非常に高い。さらに将来的に、エネルギー消費の増大、産業構造の変化、土地利用の変化に伴う大気質の激変が予想されることから、アジアにおける大気環境の将来変化を予測し定量化することは緊急かつ重要な課題である。(1)アジアにおける将来のエネルギー消費動向、産業構造変化、土地利用変化を予測し、化石燃料燃焼、工業プロセス、農業プロセス、自然を起源として発生する各種の大気汚染排出量を推計する。本年度は、(1)排出量データベース(1995年度対象)を2000年度へ更新したこと、(2)排出量将来予測スキームについて検討したこと、(3)大気組成変動予測シミュレータの開発を進め最新の物質輸送モデルを使った通年計算できるようにシステム化したことなどの成果が得られた。

さらに将来的に、エネルギー消費の増大、産業構造の変化、土地利用の変化に伴う大気質の激変が予想されることから、アジアにおける大気環境の将来変化を予測し定量化することは緊急かつ重要な課題である。しかし、その重要性に比して、アジアにおけるエアロゾルや大気圏オゾンなどの大気汚染物質の将来動向を予測した研究は極めて少ない。このような背景のもとで、本研究では以下の点を明らかにすることを目的とする。(1)アジアにおける将来のエネルギー消費動向、産業構造変化、土地利用変化を予測し、化石燃料燃焼、工業プロセス、農業プロセス、自然を起源として発生する各種の大気汚染排出量を推計とする。(2)大気組成変動予測シミュレータを開発し、アジアにおける対流圏オゾンとエアロゾルの将来変動を予測して高分解能の化学気候予測図を作成する。本年度は、(1)将来2010、2020年のアジア域における排出量予測、(2)大気組成変動予測シミュレータを使用した20012004年の長期シミュレーション計算などを進めた。アジアの大気環境問題は世界で最も重要な環境問題の一つと考えられる。しかし、その重要性に比して、アジアにおけるエアロゾルや対流圏オゾンなどの大気汚染物質の将来動向を予測した研究は極めて少ない。(1)アジアにおける将来のエネルギー消費動向、産業構造変化、土地利用変化を予測し、化石燃料燃焼、工業プロセス、農業プロセス、自然を起源として発生する各種の大気汚染排出量を推計する。本年度は、将来2010,2020年のアジア域における排出量予測結果をもとに、大気組成変動予測シミュレータを使用して、大気環境の将来予測を行った。その結果、(1)中国における2020年のNOx排出量は、2000年に較べて約40%増加すること、(2)これに伴って東アジアにおけるHNO_3濃度は25%,NO_3^-濃度は38%、それぞれ増加すること、(3)日本においても、HNO_3濃度は9%,NO_3^-濃度は31%、それぞれ増加すること、(4)地表オゾンも、九州地方では夏季に10%程度増大すること、などが明らかとなった。さらに、将来的に、エネルギー消費の増大、産業構造の変化、土地利用の変化に伴う大気質の激変が予想されることから、アジアにおける大気環境の将来変化を予測し定量化することは緊急かつ重要な課題である。(1)アジアにおける将来のエネルギー消費動向、産業構造変化、土地利用変化を予測し、化石燃料、工業プロセス、農業プロセス、自然を起源として発生する各種の大気汚染排出量を推計する。
体操競技審判員の内部的要因が採点の信頼性に与える影響

現在20名の審判員からデータを収集し、12名分までの整理が終了した。いまのところのデータでは、採点を行なった36演技のうち、1組目と4組目に繰り返し採点されたふたつの演技については、いずれも時間経過にともなう演技の繰り返しを要因とする主効果(p<.05)がみられた。水準間の比較を行なった結果、いずれも1組目の採点は4組目と比較して有意に低い値(p<.05)を示していた。つぎに、各審判員に実施したEPPSの追従、自律、支配、達成、秩序とEFTを独立変数、1組目と4組目との採点の変動を従属変数とする重回帰分析を行なった結果、標準偏回帰係数の高い変数として、秩序と自律が採択された。このときの重相関係数はR=.626(p<.05)であった。そこで、これらふたつの性格特性についてそれぞれ上位、下位傾向を示す審判員群に分類を行ない、これらの性格特性を独立変数、採点の変動を従属変数とする分散分析を行なった結果、秩序について主効果(p<.05)がみられた。水準間の比較を行なった結果、これについて上位傾向を示す審判員群は、下位傾向を示す審判員群と比較して、採点の変動が有意に小さい値(p<.05)を示していた。EPPSの秩序の性格特性は、体操競技の採点場面においては、演技の理想像を理論的に設定し、一貫性のある採点基準をもちいて演技の採点を行なおうとする欲求をあらわすものと考えられる。このことから、審判員の採点の信頼性を向上させるためには、演技の理想像を理論的に設定し、一貫性のある採点基準をもちいて演技の採点を行なおうとすることを審判員が強く意識することが有効であるものと考えられた。いまのところ、データを収集した各審判員の採点規則に関する理解度については整理の途中であり、また、当初計画した審判員数のデータを収集しきれていない。これらについては、現在遂行中である。
企業および職種特殊的人的資本の日米比較

本研究は、日本における人的資本の特殊性と、米国とのその差異を明らかにすることを目的としている。2017年度までに「日本の企業は職種経験よりも企業内部の経験を重視する」という結果が明らかとなっており、2018年度はさらに詳細な分析を行った。具体的には、企業内部の経験が賃金に与える影響に注目し、企業内部の経験を通じた賃金の上昇率を複数の分析手法により推定した。その結果、「日本の企業において企業内部の経験は先行研究で言われているほど賃金の上昇に寄与するとは言い切れない」ことが明らかになり、また、その結果はサブサンプル間および推定方法に拠らず頑健であり、職種経験を考慮してもその影響の大きさはほとんど変わらないことが分かった。これらの結果は国際学会において報告を行っている。学会においては複数の研究者から有益なコメントを分析に反映させることができた。また、現在これまでの結果をまとめた論文を執筆している最中であるが、軽微な修正を行ったのちに学術雑誌への投稿ができる段階にある。日本の先行研究で言われているほど企業内部の経験を通じた賃金上昇が見られないのであれば、企業は採用にあたり労働者との相性の良さを重視している可能性がある。そのため、日本の労働市場により注目した分析を行い、得られた結果の要因を分析する必要が出てきたと考え、新卒学生の就活市場に注目し、以下の分析にも着手した。(1)どのようなタイプの個人がどのようなタイプの企業とマッチングしているのか(2)新卒時の就職に成功した個人と失敗した個人でその後の労働市場の成果がどのように異なるか、またその影響の大きさが個人間でどの程度異なるのかこれまでに就職実績データを入手し、分析可能な状態にするための整理を始めている。まずはこれまでの結果を早急にまとめ学術雑誌へ投稿する。また、投稿が完了したら新卒学生の就活市場に関連する分析を進め、学会等で報告を行うとともに学術雑誌へ投稿を行っていく。また、並行して米国のデータを手に入れ、比較分析を行っていく。
光パラメトリック増幅と光積演算による非線形信号処理を用いる光分散等化方式の研究

強い量子相関を持つ光ファイバ型パラメトリック増幅器を実現して、周期ポーリングLNを用い量子相関状態での光積和演算の特徴を確認し、応用として量子分散補償を試みることを目標とした。理論解析ではFransonらの表現をベースに定式化して同時計測相関を求め光パケットのデータ復元が光ファイバ偶数次色分散を補償して可能なることを見出し、通信系と量子光学系の接点としてのOptics Lettersで高い評価で採録された。実験確認はシステム構成して総合確認の段階に達した。しかしすべての系を最適に稼動させ安定度を確保する高度な技術確立の問題点が顕在化した。特に、光ファイバパラメトリック増幅器、擬似位相整合LN光積和演算器の高品質化に新課題が見つけられた。光ファイバパラメトリック増幅器(FOPA)は試作特性確認から直交利得を利得帯域幅、飽和特性を確保しかつ信号アイドラ光子の量子相関を向上するには、偏波分散分布が非線形ファイバで均一でないなど基本問題解決が必要で新測定法を確立する契機となった。ひとつはpolarimetric OTDRでnon-spherical Rayleigh Scatteringを仮定した新技術でoptics Lettersに採録された。これにより偏波依存を考慮できる位相整合評価法を提案OFC2004で採録される実験成果を得た。光積和演算光学系を整備したが光学定盤上でのテーパ先球ファイバ結合で積出力は確認できたが効率安定度、輸入品の擬似位相整合LNの良品率の低さが障害である。高効率を狙い導波長40mmを用いると0.2nmの3dB変換帯域でFOPA系との光周波数調整が温度制御系の高度化と関連した作業となった。これら実験結果の一部は順次、Nonlinear Optics2004などで報告していく。その他、ベル基底のひとつがジョーンズ行列の固有状態であることを1998年QCMで報告しているが、そのテラビット伝送キャリア状態としてPMD耐力を評価しQIT-9で報告した。また、量子テレポーテーションにおけるBob光子の光ファイバ伝送劣化による未知光子偏波状態再現の忠実度限界を評価投稿した。強い量子相関を持つ光ファイバ型パラメトリック増幅器を実現して、PPLN(周期ポーリングLN)を用い量子相関状態での光積和演算の特徴を確認し、その応用として量子分散補償を試みることを目標としている。光ファイバパラメトリック増幅器を試作して特性を評価し、如何に量子相関を高めるかを検討中である。基本としてSBSを抑圧すべくポンプ波波長ditheringをかけ400mWでゼロ分散波長近傍1544.5nmで2.5km長DSFを励起して信号波-35dBmにて平行利得45dBを得た。直交利得は利得幅、飽和特性に平行利得と大きな差異が存在する。量子相関向上のため偏波依存分散の影響を測定し、信号波アイドラ波間の時間整合法を検討した。実用的信号波-10dBmでは比較的平坦な平行利得が実測されるが、高次パラメトリック過程を考慮してもシミュレーションとの一致はよくないことが判明した。また、使用しているDSFは、損失は大きいが、偏波モード変換量はきわめて少ないことを新方式の測定で確認した。しかし、偏波状態不整合度が利得の非対称性に関連する可能性もあり量子相関を高める課題のひとつと抽出した。光積和演算に用いるPPLNを用いる光学系を整備した。

また、ポンプ波のコヒーレンス向上のため外部共振可変波長光源で10nsパルス励起する方式を採用し、2.5Gb/s信号波を同期光パラメトリック増幅する同期法を検討し発注し、納入を完了した。量子相関利用測定には光ファイバ型パラメトリック増幅器は結晶型より未開拓で多くの課題が存在することが判明、対策法を強力に推進する。強い量子相関を持つ光ファイバ型パラメトリック増幅器を実現して、PPLN(周期ポーリングLN)を用い量子相関状態での光積和演算の特徴を確認し、その応用として量子分散補償を試みることを目標としている。理論解析ではFransonらの表現をベースに定式化して同時計測相関を求め光パケットのデータ復元が光ファイバ偶数次色分散を補償して可能なることを見出し、通信系と量子光学系の接点としてのOptics Lettersで高い評価で採録された。量子光信号処理の応用の一形態である。実験確認はシステム構成して総合確認の段階に達した。しかしすべての系を最適に稼動させる安定度を確保する高度な技術確立の問題点が顕在化した。特に、光ファイバパラメトリック増幅器、擬似位相整合LN光積和演算器の高品質化に新課題が見つけられた。光ファイバパラメトリック増幅器(FOPA)は試作特性確認から直交利得を利得帯域幅、飽和特性を確保しかつ信号アイドラ光子の量子相関を向上するには、偏波分散分布(ファイバ長さに沿っての)が非線形ファイバで均一でないなど基本間題解決が必要で新測定法を確立する契機となった。ひとつはpolarimetric OTDRでnon-spherical Rayleigh Scatteringを仮定した新技術でoptics Lettersに採録された。これらをベースにFOPAの偏波依存を考慮できる位相整合評価法を提案OFC2004で採録される成果を得た。光積和演算に用いるPPLNを用いる光学系を整備したが光学定盤上でのテーパ先球ファイバ結合で積出力は確認できたが効率安定度、輸入品の擬似位相整合PPLNの良品率の低さが障害である。高効率を狙い導波長40mmを用いると0.2nmの3dB変換帯域でFOPA系との光周波数調整が温度制御系の高度化と関連した作業となった。これら実験結果の一部は順次、Nonlinear Optics 2004などで報告していく。その他、量子情報技術の光通信領域への適用可能性を理論計算で評価し成果を得た。ベル基底のひとつがジョーンズ行列の固有状態であることを1998年QCMで報告しているが、そのテラビット伝送キャリア状態としてPMD耐力を評価しQIT-9で報告した。また、量子テレポーテーションにおけるBob光子の光ファイバ伝送劣化による未知光子偏波状態再現の忠実度限界を評価投稿している。