hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘパリン/ヘパラン硫酸の微細硫酸化構造と細胞増殖・分化因子の調節活性との相関

ヘパリンの有する多様な活性と複雑な構造との相関関係を明らかにするためには、構造既知のオリゴ糖や基質特異性がよく分かった酵素が必要である。これまで、ヘパリン/ヘパラン硫酸に由来する二糖、四糖についてはよく研究されていたので、今年度は六糖について解析した。ブタ小腸粘膜由来のヘパリンをヘパリナーゼで徹底消化し、ゲルろ過によって六糖画分を得た。この画分をポリアミンカラムを用いたHPLCによってさらに細かく分画した。各画分について、各種酵素による消化物のHPLC分析や500MHz ^1H NMR解析などによって構造を決定した。その結果、5種類の硫酸化六糖の構造を明らかにすることができた。これらの中には、一箇所の硫酸基のみが異なる構造もあり、生合成過程における前駆体と生成物の関係を表しているのかも知れない。また、これら5構造のうちの2構造は、珍しいグルコサミン3硫酸構造を含んでいた。この構造は、ヘパリン糖鎖の中でも抗血液凝固活性を発揮するアンチトロンビンIII結合部位に由来するものである。現在、八糖画分の構造解析を進めるとともに、ヘパリン/ヘパラン硫酸とフォリスタチン、塩基性繊維芽細胞増殖因子(bFGF)などの機能タンパク質との相互作用についても解析中である。フォリスタチンは、TGF-βファミリーに属する細胞増殖・分化因子の一つであるアクチビンの結合タンパク質で、その活性を制御することによって機能していると考えられている。これらのタンパク質因子は、アフリカツメガエルの胚発生において重要な機能を果たしていることが知られており、アフリカツメガエル胚よりヘパラン硫酸を精製してそれらとの相互作用を解析した。そして、両者の結合に必要な構造上の特徴も明らかにしており、この研究成果の一部は学会で報告した。
最終氷期以降の分布拡大に伴う森林樹木の遺伝的適応に関する集団遺伝学的研究

現在の西日本低地の主要な植生である照葉樹林は、最終氷期後にレフュージア(避難地)から分布を広げたと考えられている。本研究は照葉樹林構成樹種であるイスノキ,サカキ、カラスザンショウと北アメリカ湿地林のヌマスギが、この分布変化に伴ってどのように進化したかを明らかにするために、遺伝子情報を使った調査を行った。その結果、照葉樹林構成樹種の中でも種によって異なる進化の歴史を持っていることがわかった。また少数ながら適応への関与が示唆される遺伝子が同定された。本研究では最終氷期最盛期以降の温暖化に伴って起こったと考えられる樹木の適応進化を,照葉樹林を代表する3樹種イスノキ、サカキ、カラスザンショウと、北米のヌマスギを材料とし、遺伝子のレベルで明らかにすることを目的とする。このために「中立遺伝子」で予測される遺伝変異パターンからずれた変異パターンを持つ「適応淘汰遺伝子」を探索する。これにより照葉樹林やヌマスギの最近2万年間の分布域拡大の様相と、それによって起こった適応進化を明らかにする。本年度はイスノキ、サカキおよびヌマスギのEST配列の決定を行い、それぞれの種で約7000種類の遺伝子配列を得ることが出来た。その情報に基づきサカキで100程度の遺伝子を増幅できるプライマーを設計した。またイスノキとサカキでサンプルを収集し、イスノキについては10遺伝子座で塩基配列多型を調査した。カラスザンショウについては31核遺伝子座で鹿児島及び伊豆集団の塩基配列多型を調査し、過去の集団構造の推定を行った。その結果、現在の日本のカラスザンショウ集団の遺伝的変異は南九州のレフユージア集団の最終氷河期以降の拡張により説明できるが、現在の南九州集団の方がレフユージア集団よりサイズが小さく推定される等、過去に複雑な集団構造の変化があったことが明らかになった。一方ヌマスギについては10遺伝子座で塩基多型を調査し、予備的な解析を行った。その結果ヌマスギでは過去に集団の増大が起こっており、日本の近縁種であるスギ集団とは対照的な歴史を経ている事が明らかになった。また適応候補遺伝子の一つである植物耐病性遺伝子R-geneが共通に持つLRRと呼ばれる繰り返し配列を5種の植物種ゲノムデータを使って解析し、その繰り返し数の変化率が種によって大きく異なる事を明らかにした。本年度より塩基配列決定を効率的に行うために、核遺伝子を次世代シークエンサーにより解析することにした。まず昨年度設計したサカキの96遺伝子座のプライマーを使って、鹿児島、宮崎、四国、対馬の4集団から各12個体、合計48個体のDNAでPCRを行い、各個体・遺伝子座で産物DNAをほぼ同濃度に調整した後、次世代シークエンサーを使って塩基配列を決定した。現在得られた配列を解析中である。イスノキについても約100遺伝子座のプライマーを設計し鹿児島・宮崎集団より得たDNAを使ってPCR産物の調整中である。ヌマスギではマイクロサテライトマーカーによる研究からフロリダの二亜種とテキサス集団を含めたより広範囲の解析が必要であることがわかったので、テキサス集団の採集を行うともに、これらを含む8集団で5核遺伝子の解析を行ったところ、他の遺伝子座では殆ど見られないが、AMT遺伝子座で二亜種間にかなり強い遺伝的分化が見られることがわかった。二亜種は川沿いと池のように水の溜まるところにそれぞれ分布しており、AMT遺伝子はこのような環境への適応に関与している可能性がある。テキサス、ミシシッピー、フロリダの二亜種の集団で次年度次世代シークエンサーを使って多数の遺伝子座を解析し、このような候補遺伝子を探索する。本研究は照葉樹林を代表する3樹種イスノキ、サカキ、カラスザンショウと、北米のヌマスギを材料とし、最終氷期最盛期以降の温暖化に伴って起こったと考えられる樹木の適応進化を,遺伝子のレベルで明らかにすることを目的とする。このために「中立遺伝子」で予測される遺伝的変異パターンからずれた変異パターンを持つ「適応淘汰遺伝子」を探索する。これにより照葉樹林やヌマスギの最近2万年間の分布域拡大の様相と、それによって起こった適応進化を明らかにすることを目的とした。本年度はまず次世代シークエンサーから得られたデータを解析するソフトウエアツールを開発した。このツールは得られた多数のリードから質の低いリードを除いた後、リードを個体及び増幅断片(遺伝子)ごとに振り分けてアラインメントを行う。

更にそれぞれの増幅断片が一遺伝子座由来であるかどうかを、ハーディーワインバーグ平衡の条件を使って判断する。このツールを使って、サカキの96遺伝子座について鹿児島、宮崎、四国、対馬の4集団合計48個体のシークエンスデータを解析した。その結果、平均集団内塩基多様度は1.1%、集団間の分化の程度表す固定指数は6.8%、Tajima's Dの平均値は0.102と推定された。カラスザンショウと較べ塩基多様度は高いが、固定指数はかなり低い値を取ることがわかった。イスノキについても鹿児島、宮崎、福岡、四国、対馬の5集団より得られた48個体及び外群種マンサク1個体について96遺伝子座で次世代シークエンサーにより塩基配列を決定した。またヌマスギについてはテキサス、ミシシッピー、フロリダの8集団より得られた個体のDNAを使い、48遺伝子座の塩基配列を決定した。イスノキとヌマスギのデータの解析は終わっていないが、サカキで使用した解析ツールは汎用性があるので、これを使ってできるだけ早く両種の解析を終了する予定である。次世代シークエンサーを使った解析では濃度調整やデータ解析に試行錯誤が有ったが1種については予備的結果を得ることが出来た。手順が効率化されてきているので3樹種について計画終了までに解析を終えることができると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画時には第一世代シークエンサーのみにより塩基配列決定を行う予定であったが、テクノロジーの進展を考慮しより多数の個体で解析を進めるために、次世代シークエンサーを併用して解析することにした。必要なサンプルは揃っているので、DNAの濃度調整やデータの解析の更なる効率化を図りながら、多遺伝子座の集団解析を進める。
国際法規範の階層化現象-国際人権論を視角として-

(1)研究の第1段階この段階の目的は、以前から取り組んでいたデロゲートできない権利の研究を深め、より実証的にすることだった。在外研究先であったケンブリッジ大学で当該研究テーマに関する簡単なプレゼンテーションを行い、それを拡充した論文を『ヨーロッパ国際法雑誌』に掲載した(裏面参照)。予定通りの成果を挙げられた。(2)研究の第2段階第1段階は国際人権という特定領域における規範の階層化を扱うものだったので、次に、その議論を国際法規範一般で生かせないかと考えていた。(1)当該研究期中、国連国際法委員会は30年近く討議してきた「国際犯罪」概念(国家責任法条約96年草案第19条)を草案から削除した。他方、同じく研究対象であった「erga omnesな義務」概念は「国際犯罪」の消失に応じて(というべきと思われる)、より重要になり、委員会は履行確保手段との関係をより詳細に定めた。この意義を判断するには本研究が取り組んでいる実体面での規範の階層化論だけでは不十分であり、国際責任法一般、更には履行確保論一般へと話を広げなくてはならない。これは当初の研究目的を大きく超えるものだった。(2)「ユス・コーゲンス」概念については、比較的当初の見込みどおり、第1段階の研究を応用する形で展開できた。私はデロゲートできない権利の理論的基盤を社会契約論に求めていたが、ユス・コーゲンスが問題となるのが第一次的には条約という国家間契約のときであるために、同じく契約論として共通の基盤を有していたためだと考えられる.この考察の一部は、01年5月の国際法学会報告(その成果は『国際法外交雑誌』掲載論文(裏面参照))に生かすことができた。以上、研究はほぼ予定通り進み、そうならなかった局面でも明らかにすべき問題がより特定化された。また、国際人権論から国際法総論へと繋げる議論の重要性を再認識し、次の研究へと繋げている。本研究報告書は、2年計画の中間段階に提出される。国際法の階層化論を国際人権の視角から解明する本研究は、第1に、対象となるユス・コーゲンスや国際犯罪の概念を適切に位置づける必要があった。研究開始前は、関連する第二次文献を中心に規範の妥当と行為規制の機能という2つの側面から大まかな仮説を立てていたが、現在のところ、実体確定、確定手続、履行確保の3段階に分けて議論することが適切であると暫定的に結論している。残り期間で、実証的に一層説得的で、かつ一般的な論証枠組みの中に位置づけなくてはならない。作業の第2は、分析視角となる「人権」についてであるが、ある程度は予想していたものの、人権概念の多様な捉え方が研究に困難をもたらしている。このことから、「国際的に人権を保障する」という多くの研究が明確な問題意識なく使っている常套句の意味を探求せざるを得なくなっている。他方、方法としての人権と対象としての人権という2つの区別された視角が有用であるという作業仮説は揺るがなかった。この研究に関連して、既に2つの報告を行っている。・「国際人権法学はいかにして可能か」(北海道大学法学会、2000年11月30日)である。
小学校児童を対象とした環境教育および食育教材の開発と教育の実践

平成18年度は,まず,環境教育を持続可能な開発のための教育(ESD)という概念に拡張し,環境問題を解決するためにはより広い視野からの教育が必要であることを明らかにした。そこで本研究では,環境問題と同時に食問題を取り上げることとし,環境教育と食教育を統合することとした。この点については,第17回廃棄物学会研究発表会にて口頭発表を行った(「ダンボールコンポスターの環境教育・食育への応用」北九州国際会議場・西日本総合展示場,2006.11.21)。その上で,実際に教材を完成させた。本研究で開発した教材はweb教材と印刷教材を組み合わせて使用するものであり,『にじいろタウン』と呼んでいる。web教材は「おいでよ!ここはにじいろタウン7番地あそび感覚で環境と食を学ぶまち」(URL;http://imozo.leh.kagoshima-u.ac.jp/ecokids/)というものであり,にじいろタウンではダンボールコンポスターの作成,生ごみ処理,野菜栽培の体験をサポートする他,環境問題および食問題に関するいくつかのテーマを学習し,最終的には諸問題の関連性を理解すると共に,市民1人1人の行動が大切であることを学ぶことができるようになっている。また,印刷媒体として子供用テキスト『にじいろタウンKidsPassport』を作成した。これはにじいろタウンへのパスポートという位置づけとなっている。マンガやぬりえを多用した他,調べ学習の提案,自身にできることを考え実践させる工夫などを盛り込んでいる。加えて,大人用教材運用マニュアル『にじいろタウン取扱説明書』を作成し,指導にあたる大人の方への配慮もしている。本年度は主として2つの研究テーマを設定した。第1のテーマは,環境教育の概念的検討である。第2のテーマは,教材開発の核となる簡易発酵装置の開発である。第1の環境教育の概念的検討であるが,結論としては"持続可能な開発のための教育"として広くとらえ直す必要性があることを明らかにした。環境教育は諸外国において発展してきたものだが,我が国には公害教育という独自の教育が存在している。環境教育と公害教育の発展を同軸上で理解することは難しいが,我が国には環境教育の確実な基礎があると評価できる。ただし,公害教育はその視野が狭いという問題点がある。環境教育には(1)学習者の参加をうながすこと,(2)"持続可能な開発のための教育"なる視点からより広く問題を把握・解決しうる能力を身につけさせること,の2点が重要となる。とりわけ(2)の視点はこれまであまり指摘されておらず,本研究では食育の問題を同時に取り扱うことを提唱する。第2の簡易発酵装置の開発については,一定の技術水準を確立することに成功した。本研究で開発した簡易発酵装置はダンボールコンポスターと呼ぶことにするが,これを良好に動かすための幾つかの条件を以下にまとめておく。(1)発泡スチロール等の通気性・吸水性のない素材ではなく,ダンボール箱を用いる。(2)ダンボール箱はダブルフルート構造をもつものがよい。(3)ダンボール箱の成形には通気性のないテープの使用を避け,封函機を利用。(4)充填する基材には木質系チップ素材(できれば「のこくず」のような細かな素材)に腐葉土を適量加え,含水率を60%程度にしたものでよい。(4)水切りした生ごみは日量500グラムを基準として投入する。(5)ダンボールコンポスターの処理能力は最低でも2ヶ月間は持続可能である。(6)生ごみ投入終了後の基材は十分にアンモニアの硝化をうながすよう管理すれば,家庭菜園等に問題なく利用可能である。
儀礼から見た12世紀ユーラシア東方の国際秩序

12世紀前半にマンチュリアから一気に勃興した女真族がうち立てた金国は、契丹・北宋をあいついで滅ぼしてマンチュリア・内モンゴル東部・華北を領有し、13世紀初めのチンギス・カン率いるモンゴルの統合に至るまでユーラシア東方に覇を唱えた。本研究は、金と南宋・高麗・西夏などの諸国とのあいだで毎年の正月と聖節(皇帝の誕生日)など定期的に派遣された使節団が金および各国の朝廷で参加する各種の儀礼を詳細に検討することをつうじて、この時代の金を中心とするユーラシア東方の国際秩序の特質を明らかにした。本研究は、金と南宋・高麗・西夏などの諸国とのあいだで定期的に派遣された使節団が金および各国の朝廷で参加する各種の儀礼を詳細に検討することをつうじて、この時代の金を中心とするユーラシア東方の国際秩序の特質を明らかにしようとするものである。本年度は、金・南宋間の使節団にかかわる文献記録(正史・年代記・政書・地方志・文集などの典籍文献および石刻資料など)を収集・整理し、それぞれについての読解・分析を進めた。本研究とかかわって、以前から研究を進めてきた本研究の前提となる契丹・北宋間の国信使の儀礼についての論考を発表した。本論考では、両国の対等性を示す儀礼の基本的な構造を明らかにするとともに、北宋朝廷での儀礼にみられる契丹側使節の契丹服の着用、契丹式拝礼の挙行、契丹語の使用などに、軍事的に優勢だった契丹に対する北宋の譲歩が見られることを指摘し、さらに契丹朝廷で儀礼がおこなわれた空間についても考察した。また、10世紀以後の多極化時代のさまざまな朝廷儀礼のモデルとなる唐代の朝廷儀礼にかんして把握するべく、中国西安市に出張して唐大明宮国家遺址公園、陝西省歴史博物館、西安碑林博物館などで現地史料調査をおこなった。そのほか、本研究と関連するテーマとして、1013世紀の多極化時代の各国における天下観についての研究に着手し、まずは契丹と北宋の天下観にかんする言説を石刻史料も含めた漢語文献史料より収集して分析を進めた。本研究は、金と南宋・高麗・西夏などの諸国とのあいだで定期的に派遣された使節団が金および各国の朝廷で参加する各種の儀礼を詳細に検討することをつうじて、この時代の金を中心とするユーラシア東方の国際関係の特質を実証的に明らかにしようとするものである。本年度は、研究課題にかかわる文献記録の分析を進めるとともに、本研究とかかわるいくつかの研究成果を公表した。まず、中国史の教科書(共著)の執筆に参加し、これまでの研究成果にくわえて本研究における調査・研究をもふまえて、10世紀から13世紀にかけての中国史を現在の研究水準にもとづいて概説した。つぎに、モンゴル登場以前の多極化時代のユーラシア東方の国際関係を考えるうえでもっとも重要な契丹を中心とする国際秩序にかんする概説論文を発表した。これは、国境や外交文書、外交儀礼などこれまで自身で蓄積してきた研究成果をふまえたものである。そのほか、契丹の歴史考古学研究のパイオニアである鳥居龍蔵の契丹研究にかんする論文を発表した。各方面での多彩な成果を挙げたことから注目を集めている鳥居龍蔵だが、彼が晩年傾注した契丹研究については初の専論である。調査・研究の推移を詳細に紹介するとともに、近年の契丹考古学の新発見や研究の進展をふまえて、あらためて鳥居龍蔵の研究の意義を再考した。史料の収集・整理と分析は順調に進んでいる。ただし、昨年度にあらたに当研究と密接にかかわるテーマについての論著が発表されており、研究成果の発表方法については再検討を要する部分が出てくる可能性がある。本研究は、金と南宋・高麗・西夏などの諸国とのあいだで定期的に派遣された使節団が金および各国の朝廷で参加する各種の儀礼を詳細に検討することをつうじて、この時代の金を中心とするユーラシア東方の王朝間相互の関係の特質を実証的に明らかにしようとするものである。本年度は、金国朝廷において正旦・聖節(皇帝の降誕節)を祝賀するために国内の臣僚や外国使節を集めて挙行される各種儀礼(正旦・聖節を祝賀する朝賀・上寿儀礼や皇帝が外国使節と対面する入見・朝辞儀礼など)についての研究をおこなった。太祖(阿骨打)の金国建国にはじまり、太宗(呉乞買)・熙宗(合剌、亶)を経て、中都に遷都した海陵王(迪古乃、亮)とその後を受けた世宗(烏禄、雍)に至るまで、時系列に沿って儀礼制度および儀礼がおこなわれる場の変遷をあとづけ、金国の国家建設の展開や王権変容の過程と関連づけながら詳細に検討した。そのうえで、その時々のユーラシア東方の国際情勢を考察し、外国使節の参加する儀礼に象徴的に現れる王朝間関係を明らかにした。本研究の成果にもとづいて、12世紀の金の覇権のもとで存続した多国体制について、前代の契丹が中心となった多国体制と比較し、連続する部分と変化した部分を考察し、その特質を明らかにした。

本研究は、金と南宋・高麗・西夏などの諸国とのあいだで毎年の正月と聖節(皇帝の誕生日)など定期的に派遣された使節団が金および各国の朝廷で参加する各種の儀礼を詳細に検討することをつうじて、この時代の金を中心とするユーラシア東方の国際秩序の特質を明らかにした。史料の収集・整理と分析は順調に進んでいる。ただし、今年度中にあらたに日本と中国の両国で当研究と密接にかかわるテーマについての論著が発表されており、研究成果の発表方法については再検討を要する部分が出てくる可能性がある。石刻史料をはじめとする新出史料に留意しながら、金・南宋間の使節団にかかわる文献記録にもとづく研究を継続する。並行して、儀礼が行われた現場である北京や杭州の関連する遺跡や文物の現地調査をおこなう。また、当該分野の研究が最近活発化しており、最新の内外の研究成果の検討にも注意したい。東洋史石刻史料をはじめとする新出史料に留意しながら、金・南宋間の使節団にかかわる文献記録にもとづく研究を継続する。ほぼ予定どおり支出したが、若干の余剰が生じた。東京の所蔵機関にて調査した資料の複写の許可が得られず、その他の経費に余剰が生じたため。物品費購入に充てる予定である。研究に必要な資料を購入する物品費に充てる。
Lefschetzファイバー空間と４次元多様体

本年度の研究は、平成28年度基盤研究(C)(一般)研究計画調書「研究計画・方法」欄および、平成28年度科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)交付申請書「平成30年度の研究計画」欄に記載した計画に基づいて実施された。チャート表示を用いたLefschetzファイバー空間の研究に関しては、研究協力者の久野恵理香氏との議論を継続している。本年度から久野氏が大阪大学に移ったので頻繁に議論を行うことは難しくなったが、会う機会をうまく利用して共同研究を行なっている。Lefschetzファイバー空間のファイバー和の性質に関する研究に関しては、研究分担者の菊池和徳氏(大阪大学)との共同研究を続けている。曲面絡み目およびファイバー構造を持つ多様体へのMorse-Novikov理論の応用に関しては、研究協力者のAndrei Pajitnov氏(ナント大学)との共同研究を行なっている。この研究に関しては、東京大学火曜トポロジーセミナーにおいてこれまでの研究結果を発表する機会に恵まれた。Pajitnov氏との共同研究を行う過程で、様々なファイバー構造を持つ多様体を考察するうちに、井上曲面の高次元への新しい一般化を構成することができた。これまでの様々な一般化とは異なり、この一般化のモノドロミー行列は対角化可能であるとは限らない。我々の一般化と既存の一般化との共通点や相違点はほとんど解明されていないので、この研究を本研究課題に新しい小課題として追加し、平成31年度も研究を継続する予定である。チャート表示を用いたLefschetzファイバー空間の研究、Lefschetzファイバー空間のファイバー和の性質に関する研究、ファイバー構造を持つ多様体へのMorse-Novikov理論の応用の3つの共同研究の進捗状況は、当初の計画で予定された範囲内である。井上曲面の新しい一般化が構成できたことは意外な結果であるが、今後の研究の広がりが期待される興味深い発見でもある。平成28年度基盤研究(C)(一般)研究計画調書「研究計画・方法」欄および、平成28年度科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)交付申請書「平成31年度の研究計画」欄に記載した計画に基づいて実施する予定である。ただし、井上曲面の新しい一般化とその性質の解明については、新しく研究課題に加え、平成30年度に引き続き研究を行う。本年度の研究は、平成28年度基盤研究(C)(一般)研究計画調書「研究計画・方法」欄および平成28年度科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)交付申請書「平成28年度の研究計画」欄に記載した計画に基づいて実施された。Morse-Novikov理論の4次元多様体への応用に関しては、研究協力者のAndrei Pajitnov氏(ナント大学・フランス)と曲面結び目のMorse-Novikov数に関する共同研究を実施した。Pajitnov氏との共同研究は、本研究課題の採択前から断続的に行われていたが、本年度の研究ではこれまでの結果を統一的な視点から説明する定理が得られた。さらにその応用として、吉川克之氏のリストに載っている曲面絡み目のMorse-Novikov数をいくつかの場合に決定することができた。これらの結果をまとめた共著論文を執筆し、本年度中に専門雑誌に投稿した。また、以前の共同研究によって得られた結果をまとめ直した共著論文をOsaka Journal of Mathematics誌に投稿したところ、平成29年1月に同誌への掲載が決定された。現在は、Morse-Novikov理論のLefschetzファイバー空間への応用についても、Pajitnov氏との議論を行っている。チャート表示を用いたLefschetzファイバー空間の研究に関しては、研究協力者の久野恵理香氏(東京工業大学・博士後期課程大学院生)との定期的な議論を継続している。特に、超楕円的Lefschetzファイバー空間の分類に関していくつかのアプローチを行い、有効な手段を探っている。曲面絡み目のMorse-Novokov数の研究に関しては、ほぼ計画通りに研究が進展している。一方、チャート表示を用いたLefschetzファイバー空間の研究は、今のところまだ準備段階に留まっている。ただ、このような状況は当初から想定された範囲内のことであり、研究が著しく遅れているわけではない。本年度の研究は、平成28年度基盤研究(C)(一般)研究計画調書「研究計画・方法」欄および平成28年度科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)交付申請書「平成29年度の研究計画」欄に記載した計画に基づいて実施された。平成28年度に実施した4次元多様体へのMorse-Novikov理論の応用に関しては、非常に順調に研究が進展したので、本年度も引き続き研究を継続した。曲面絡み目のMorse-Novikov数に関しては、申請者の研究室に所属する大学院生の協力も得て、新たな曲面絡み目の構成や分類を含む研究結果が得られた。また、ファイバー構造を持つ多様体へのMorse-Novikov理論の応用についても、研究協力者との議論を継続中である。平成28年度に内容をまとめ直したAndrei Pajitnov氏(ナント大学・フランス)との共著論文は、平成29年10月にOsaka Journal of Mathematics誌に掲載された。また、平成28年度に得られた研究結果をまとめた同氏との共著論文は、平成29年11月にThe Michigan Mathematical Journal誌に掲載された。チャート表示を用いたLefschetzファイバー空間の研究に関しては、研究協力者との議論を継続している。超楕円的な場合に有効な手法を模索する中で、特に組み合わせ的・ホモトピー論的な方法に注目して研究を進めている。

4次元多様体のトポロジーにおける新たな研究手法として、4次元多様体のtrisectionが注目されている。本年度は、4次元多様体のtrisectionのサーベイを行う3度の機会に恵まれた。4次元多様体へのMorse-Novikov理論の応用に関しては、当初予定していた曲面絡み目への応用に著しい進展があり、それ以外のいくつかの幾何学的対象への応用も手の届くところにきている。一方、チャート表示のLefschetzファイバー空間への応用については、現在のところ次の進展への準備段階にあり、研究上の議論におけるいくつかの進展はあるものの、まとまった研究結果を得るには至っていない。本年度の研究は、平成28年度基盤研究(C)(一般)研究計画調書「研究計画・方法」欄および、平成28年度科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)交付申請書「平成30年度の研究計画」欄に記載した計画に基づいて実施された。チャート表示を用いたLefschetzファイバー空間の研究に関しては、研究協力者の久野恵理香氏との議論を継続している。本年度から久野氏が大阪大学に移ったので頻繁に議論を行うことは難しくなったが、会う機会をうまく利用して共同研究を行なっている。Lefschetzファイバー空間のファイバー和の性質に関する研究に関しては、研究分担者の菊池和徳氏(大阪大学)との共同研究を続けている。曲面絡み目およびファイバー構造を持つ多様体へのMorse-Novikov理論の応用に関しては、研究協力者のAndrei Pajitnov氏(ナント大学)との共同研究を行なっている。この研究に関しては、東京大学火曜トポロジーセミナーにおいてこれまでの研究結果を発表する機会に恵まれた。Pajitnov氏との共同研究を行う過程で、様々なファイバー構造を持つ多様体を考察するうちに、井上曲面の高次元への新しい一般化を構成することができた。これまでの様々な一般化とは異なり、この一般化のモノドロミー行列は対角化可能であるとは限らない。我々の一般化と既存の一般化との共通点や相違点はほとんど解明されていないので、この研究を本研究課題に新しい小課題として追加し、平成31年度も研究を継続する予定である。チャート表示を用いたLefschetzファイバー空間の研究、Lefschetzファイバー空間のファイバー和の性質に関する研究、ファイバー構造を持つ多様体へのMorse-Novikov理論の応用の3つの共同研究の進捗状況は、当初の計画で予定された範囲内である。井上曲面の新しい一般化が構成できたことは意外な結果であるが、今後の研究の広がりが期待される興味深い発見でもある。平成28年度基盤研究(C)(一般)研究計画調書「研究計画・方法」欄および平成28年度科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金)交付申請書「平成28年度の研究計画」欄に記載した計画に基づいて実施する予定である。
子ども虐待防止へのオープンダイアローグの有効性を測る

3年目である平成30年度には、研究計画の第一段階にあたる【準備・トレーニング期】を経ながら、一部【実践期】にあたる取り組みをした。具体的には以下の通りである。1.研究データ収集:平成30年9月には保健師を対象として子育て支援の現状に関する面接調査を実施し、平成31年3月にはオープンダイアローグ(以下、OD)の研修を経験した児童福祉司に対する支援の現状やODに対する印象についての面接調査を実施した。2.児童相談所(以下、児相)での勉強会:児相職員がファシリテーターを務めるという実践的な内容で継続した。平成30年8月と10月には基礎編と実践編のセットで勉強会を実施したが、参加者の連続性を確保することは難しかった。平成31年3月には実際のケースでのOD実施を視野に入れた事例提供者(児童福祉司)との打ち合わせや勉強会開催、意見交換を行った。3.研究会の開催、啓発活動、自己研鑽等:研究会の開催・啓発活動としては、研究分担者・野村直樹主催の「オープンダイアローグ研究会」を平成30年度は3回開催し、問題意識を共有する実践者・研究者らとの懇親を深めた。31年3月には研究代表者門間が演者を務め、フィンランドでの学びおよび児相での研究経過を話題提供した。また、平成30年9月には研究代表者や分担者が所属する日本看護医療学会の「子どもと家族のケア部会」において子どものケアに関わる職種と共にODの基礎のと実践を演習形式で学んだ。自己研鑽としては、国内のODに関する様々な研修会に参加するとともに、平成30年1011月にはフィンランドへの視察研修に参加した。OD発祥のケロプダス病院をはじめとする視察研修によって、ODやアンティシぺーションダイアローグ(AD)の理解を深めた。4.学術集会発表:児相との協働的取り組みについて「日本子ども虐待防止学会」学術集会にて、児相職員と共同発表した。研究者自身の研修、情報交換、学会発表、論文執筆などを進めながら、【第1段階・準備期】にとって重要な研究協力機関の開拓、関係づくりに取り組み、【第2段階・実践期】への足掛かりを得つつあるが、実際の家族に対するオープンダイアローグの実践やそのデータ収集には到達できなかった。多忙な児相職員が刻々と変化する家族の状況に応じて研究者に声をかけることは難しく、平成30年度は児相が開催する家族応援会議に参加の機会が得られなかった。ODの実践が可能な家族を探すことに関しては、児相職員に委ねるほかないという状況である。児相のほか、区役所に兼務している児相職員の協力も得ながら、研究者がかかわりを持ってよいという家族を探している状況である。また、平成30年度には里親会とのつながりができ、ODに関心をもってくれる家族との出会いがあった。OD自体は家族構成員やその子育てに関わるネットワークメンバーが参加するため、候補となる人がいても、なかなかOD実施には移行しにくい。児相職員自体も緊急介入なども多く多忙であり、異動も多く、固定メンバーと実践に向けた取り組みがしづらい状況である。今後は【第2段階・実践期】にすすみ、実際の家族との間でODを実践し、参加した人々からフィードバックをもらう機会を得ることが希望である。そのためには、児相との勉強会を続け、引き続き児相に働きかけるとともに、協働できる機関や専門職者を探す。子育て支援・子ども虐待予防に関わる専門職者への話題提供、協働者探しとして、具体的には以下のことを予定している1)児相との勉強会を継続する。2)現在関係性が出来つつある里親会のメンバーに働きかける3)看護職者対象の研修会において、家族支援のあり方の一つとしてのODを紹介し、研究仲間を募る。4)パートナーシップ型家族応援会議のあり方を研究しているグループの中で研究の趣旨と構想を伝え、研究への助言を得る。5)看護系学会がもつ、子どもと家族のケアについて考える部会が開催する講演会のテーマとしてODを取り上げ、看護職者への講演を通じて、協働できる機関や専門職者を探す。研究期間1年目である平成28年度は、主に研究計画の第一段階である、【準備・トレーニング期;子ども虐待予防に関わる専門職研究協力者の募集とオープンダイアローグ(OD)のトレーニング・チームの育成】に着手した。詳細は下記の通りである。1.乳児院や児童相談所でのフィールドワーク:正式な研究依頼や開始に先立ち、子ども虐待の予防や対策の最前線にあって親支援に苦慮している乳児院2か所、児童相談所1か所へ赴き、支援の現状や工夫・苦労、困難点などを教えてもらい、また「サインズオブセイフティ」の勉強会・事例検討会に参加した。児童相談所の家庭復帰支援事業の一環である「家族応援会議」へ、家族を含む参加者の了解のうえ出席する機会を得た(2回)。これらを通して、乳児院や児童相談所の家族支援の現状や本研究が果たせる可能性について検討することができた。2.研究倫理審査申請・承認、研究協力依頼:所属機関にて研究倫理申請書を提出し、承認された(平成28年12月末)。児童相談所に研究の相談を行い、オープンダイアローグの研修会を開催した(平成29年2月)。自治体の子育て支援、児童虐待対策等の部署に研究計画を説明し、研究実施への理解を得た。3.オープンダイアローグの研修会の実施:研究分担者の野村直樹が主催する「オープンダイアローグ研究会」(28年度4回実施)に児童相談所職員を誘い、参加を得ることができた。

その一方で、児童相談所にて「オープンダイアローグの基本と対話実践」というタイトルの研修会を、日本へのODの紹介者のひとりであり、児童相談所勤務経験のある臨床心理士・白木孝二氏を講師に迎えて開催した。演習も含めた研修会に23名の参加があり、感想等より、児童相談所職員がODに関心を持っていること、自分のケースワークの中で利用可能性があると感じていることなどを把握することができた。【第1段階;準備期】の主な内容である、研究協力機関との関係づくり、専門職研究協力者となる可能性のある保健・心理・福祉等の専門職者へのアプローチ、行政への研究説明と協力打診などは行うことができた。また、研究者自身がオープンダイアローグの理論と実践のための力をつけるという点についても、様々な研修会に参加することを通して進行しつつある。2年目である平成29年度には、研究計画の第一段階にあたる【準備・トレーニング期】を経ながら、一部【実践期】にあたる取り組みをした。具体的には以下の通りである。1.28年度に引き続き、児童相談所(以下、児相)での勉強会を、平成29年7月と平成30年1月に実施した。1回目は、オープンダイアローグ(以下、OD)に関する簡単な講義に加えて、児相職員が実際に抱えるケースを想定し、当事者や家族の立場に身を置いて、困りごとの語り手となるという演習を取り入れた。2回目には、ODの構成員を児相職員が演じるとともに、児相職員にもファシリテーター役を体験してもらうという内容の勉強会であった。2.研究会の開催、啓発活動、自己研鑽等自己研鑽としては、前年度に引き続き、ODに関する様々な研修会に参加した。平成29年8月には「べてるの家」(北海道浦河町)を研究代表者・研究分担者4名が3日間訪問し、ODの精神に通じるミーティングや当事者研究の様子を学んだ。研究会の開催・啓発活動としては、研究分担者・野村直樹主催の「オープンダイアローグ研究会」を平成29年度は3回開催し、問題意識を共有する実践者・研究者らとの懇親を深めた。9月に研究代表者が学術集会長として開催した日本看護医療学会学術集会では、特別講演にODを取り入れ、研究分担者野村による「医療における"協働するナラティヴオープンダイアローグ"の可能性」と題した講演を行った。また、行政が開催した保健師や助産師を対象とした研究会において、研究代表者門間が話題提供を行った。3.文献検討および学術集会発表;子育て支援および子ども虐待予防の領域における対話に関する研究の動向およびODに関する文献検討について、2つの学術集会において成果を発表した。また、医学書院刊行の「看護研究」からの依頼を受け、これまでのOD研究の取り組みについて執筆した。研究を進めるうえで重要な研究者自身の研修、情報交換、学会発表、論文執筆などを進めながら、【第1段階・準備期】にとって重要な研究協力機関の開拓、関係づくりに取り組んできた。そのことによって【第2段階・実践期】への足掛かりを得つつあるが、実際の家族に対するオープンダイアローグの実践やそのデータ収集にはまだ至っていない。児相が開催する家族応援会議に複数回参加させてもらい、児相職員とともに、ODの実践が可能な家族を探している状態である。実際の家族から、今後も研究者がかかわりを持ってよいという了解を得ることができたことは大きい。
新規標的タンパク質同定法を用いた植物シグナル伝達物質受容体の同定

モデル実験により、生理活性物質にアジド基を有するプローブ(アジドプローブ)と、アミノ基、アルキンおよびビオチンを有するリンカーを用いて標的タンパクを同定する方法が有効であることが示された。そこで本手法を用いて、植物生長促進活性を有するアザヒポキサンチン(AHX)の結合タンパク質の同定を試みた。モデル植物であるイネのタンパク質抽出液にアジド基を導入したAHX(N3-AHX)を添加し、タンパク質とN3-AHXを十分に相互作用させた。タンパク質とN3-AHXの複合体は、リンカーを介してストレプトアビジン固定化レジンに結合させた。非特異的にレジンに結合するタンパク質を十分に洗浄した後に、N3-AHXと結合するタンパク質を選択的に溶出させた画分(Fr.1)が得られた。イネのタンパク質抽出液に過剰のAHXを添加し、Fr.1を得た方法と同様な方法で得られた画分をFr.2とした。イネのタンパク質抽出液を何も結合させていないストレプトアビジン固定化レジンに供した後、本レジンに非特異的に結合するタンパク質が溶出がされた画分をFr.3とした。この3つの画分をそれぞれnano-LC-MS/MSに供し、各画分に含まれるタンパク質を検出した。Fr.1にのみ含まれ、Fr.2およびFr.3には含まれないタンパク質が14個あり、これらのタンパク質がAHXに結合する候補タンパク質と推定された。その中で、Os07t0112800(Similar to Eukaryotic translation initiation factor 5A-4 (eIF-5A-4))が、ウェスタンブロッッティングによりAHXとの結合が確認された。本タンパク質はAHX結合タンパク質として有望であることが示された。研究開始当初は、AHX結合タンパク質を含む画分をSDS-PAGEに供し、CBB染色等で検出されたタンパク質のバンドをゲルから切り出し、nano LC-MS/MS分析に供することでAHX結合タンパク質を同定する予定であった。しかし、切り出したゲルに含まれるタンパク質の量が微量のためにAHX結合タンパク質の同定には至らなかった。そこで、アジドプローブ(N3-AHX)に結合したタンパク質の画分(Fr.1)、過剰のAHX添加により競争阻害されためにアジドプローブ(N3-AHX)と結合できなかったタンパク質の画分(Fr.2)、ストレプトアビジン固定化レジンに非特異的に結合するタンパク質の画分(Fr.3)をnano LC-MS/MS分析に供した。本分析で得られた結果を比較し、Fr.1にのみ検出された14種のタンパク質がAHXに結合するタンパク質と推定された。これらのタンパク質に共通性は無かった。これまでOs07t0112800(similar to eukaryotic translation initiation factor 5A-4 (eIF-5A-4)、M.W. 17.755 kDa)およびOs04t0269600(Similar to cDNA clone: J023110G01、full insert sequence、M.W. 32.931 kDa)の大腸菌による組換えタンパク質の発現に成功した。アジドプローブ(N3-AHX)を介したウェスタンブロッティングの結果、Os07t0112800由来のシグナルが検出された。さらに、過剰のAHX添加による競争阻害実験においてOs07t0112800由来のシグナルが大きく減少したため、本タンパク質はAHX結合タンパク質として有望であることが示された。その一方で、Os04t0269600はAHXとの結合活性が認められなかった。AHXへの結合が確認されたタンパク質(Os07t0112800)については、BiacoreまたはiTCを用いてAHXとの分子間相互作用を詳細に解析し、本タンパク質がAHXの結合タンパク質であることを明らかにする。さらに、Os07t0112800の遺伝子が欠損したイネ変異株のAHXに対する非応答性または過剰発現したイネ変異株のAHXに対する過剰な応答性を確認することでOs07t0112800がAHXのシグナル伝達に関与していることを明らかにする。本実験では、14種のAHXに結合する候補タンパク質が見出された。しかし、それらの中で組換えタンパク質として発現できた2種のタンパク質を用いて、AHXとの結合について評価した。残りの12種のタンパク質についても順次組換えタンパク質の発現を行い、Os07t0112800と同様にAHXとの結合について詳細に検討する。さらに、それらのタンパク質をコードする遺伝子のイネ変異株の生育に対して、AHXがどの様な影響を与えるのか観察することで、それらのタンパク質がAHXの受容体であるのか否かを明らかにする。また、12-オキソファイトジエン酸(OPDA)については、その分子内にあるカルボン酸をアジドエタノールアミン(すでに合成済み)と縮合させることでアジド基を導入したアジドプローブとする。このアジド基を介して標的タンパク質、アジドプローブおよびリンカーの3者複合体を形成させ、nano LC-MS/MS分析によりOPDAに結合する候補タンパク質を推定する。OPDAとこれらのタンパク質の結合をウェスタンブロッティングにより確認した後、上述したOs07t0112800の結合活性を確認する方法に従って、OPDAの結合タンパク質および受容体を明らかにする。

植物ホルモンのアブシジン酸およびその受容体AtPYL2をモデルとして、生理活性物質にアジド基を導入するだけで効率的に標的タンパク質を同定する方法の確立を目指した。アブシジン酸にアジド基を導入したプローブと、末端アルキン、アミノ基およびビオチンを持つリンカーを合成した。組換えAtPYL2を発現させた大腸菌のタンパク質抽出液とプローブをインキュベートさせた後、プローブとリンカーをクリック反応で結合させた。分子内ジスルフィド結合を持つタンパク質架橋剤でリンカーとAtPYL2のアミノ基を架橋した。その後、本タンパク質溶液をビオチンと特異的に結合するストレプトアビジンカラムに供し、この3者複合体をストレプトアビジンカラムに結合させた。カラム中のストレプトアビジンと非特異的に結合したタンパク質を高濃度のグアニジンを含むバッファーで十分に洗浄した後、カラムに還元剤(ジチオスレイトール)を含む高濃度グアニジンを含むバッファーを流した。タンパク質溶出液のSDS-PAGEの結果、ほぼ単一のタンパク質バンドが得られた。その質量分析の結果、還元剤により架橋剤中のジスルフィド結合が切断されAtPYL2が選択的に溶出されたことが示された。本結果より、アジド基を持つプローブと末端アルキン、アミノ基およびビオチンを持つリンカーを用いて生理活性物質の標的タンパク質を同定できることが示された。本結果については、論文投稿準備中である。本方法を用いて、シロイヌナズナのタンパク質抽出液からAtPYL2の同定を試みた。その結果、AtPYL2より分子量が小さいタンパク質がアブシジン酸の結合タンパク質として見出された。本結果から、アジド基の導入位置がシロイヌナズナのタンパク質抽出液からのAtPYL2の同定には適していないことが推定された。標的タンパク質の精製:モデル実験ではあるが、当初の計画通り生理活性物質(アブシジン酸)にアジド基のみを導入したプローブと独自に開発したリンカーを用いて大腸菌タンパク質溶液から標的タンパク質(アブシジン酸受容体、AtPYL2)を精製することができた。本結果については論文投稿準備中である。しかし、シロイヌナズナのタンパク質抽出液からAtPYL2を精製することができなかった。その原因としてアジド基を導入した部位がAtPYL2-アブシジン酸-PP2C(脱リン酸化酵素)の複合体形成に重要な部位で複合体内部に隠れてしまったため、リンカーとプローブが接近できなかったためではないかと予想された。その一方で、未同定のアブシジン酸結合タンパク質と推測されるタンパク質を見出すことができた。今回の実験では本タンパク質量が微量であったため、その同定には至らなかったが、本方法が生理活性物質の標的タンパク質の精製に有効であることが示された。Nano LC-MS/MSによる標的タンパク質の同定:架橋剤による標的タンパク質の修飾が標的タンパク質同定に対して悪影響を及ぼさないか心配されたが、トリプシン消化後の未修飾の複数のペプチド配列で十分に標的タンパク質が同定可能であることが示された。これらの結果から、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した。モデル実験により、生理活性物質にアジド基を有するプローブ(アジドプローブ)と、アミノ基、アルキンおよびビオチンを有するリンカーを用いて標的タンパクを同定する方法が有効であることが示された。
シロイヌナズナSGS3の生化学的解析及びその遺伝子ファミリーの機能解析

1.SGS3の生化学的解析昨年度に引き続き、trans-acting siRNAの生成に関わるSGS3の生化学解析を進めるために、GST融合タンパク質を発現し、精製したが、RNAとの直接的な結合は検出できなかった。このことから、sgs3変異体で見られる中間体RNAの蓄積は、SGS3がRNAに直接結合していない可能性が考えられ、その因子を同定することが必要であると思われる。しかし、SGS3タンパク質の精製過程でSGS3がオリゴマーを形成していることを見出し、酵母のツーハイブリッド法を用いてオリゴマー形成に重要な領域を調べた結果、C末端側のcoiled-coil領域が重要であることがわかった。また昨年度作製した、部位特異的変異体やN端、C末端欠失変異体を導入した形質転換体を解析した結果、SGS3の機能に重要なアミノ酸残基を同定した。他の植物のSGS3パラログの比較したところ、これらのアミノ酸が高度に保存されていることがわかった。さらに、オリゴマーを形成できないC末端欠失体もSGS3の機能を相補しなかった。2.SGS3相同遺伝子の逆遺伝学的解析SGS3に相同性のある6個の遺伝子間で機能重複の可能性が考えられたので、相同性の高い遺伝子についての多重変異体を作製したが、DCL2経路が関わるtumip vein clearing tobamovirusに対する抵抗性やDCL3経路できるsiRNAの発現を調べたが、影響は認められなかった。これらの結果は、SGS3相同遺伝子が他のRNAサイレンシグ経路に機能していないと考えられる。1.SGS3の生化学的解析trans-acting siRNA (ta-siRNA)の生成に機能するSGS3の生化学的な機能解析を行うために、His-tagを付加したタンパク質を大腸菌で発現した。この際、通常の培養条件では可溶性が低かったため、条件検討を行い、可溶性を上昇させることに成功した。その条件下で大量発現を行い、アフィニティーカラムやゲルろ過カラムなどを使って高純度に精製した。ta-siRNAの生成過程で生じる中間体と考えられる断片をT7のRNAポリメラーゼのプロモーター配列に連結してクローニングし、in vitro転写を行い、基質として調製した。His-tag融合タンパク質とこの基質RNAとの結合を用いてゲルシフトアッセイ行ったが、結合活性は認められなかった。部位特異的変異体やN端、C末端欠失変異体を導入した形質転換体を作製し、F2種子が得られた。それぞれのタンパク質の発現量や安定性を検出するためにペプチド抗体を作製し、35Sのプロモーターを用いた野生型SGS3タンパク質の形質転換体を使ってウェスタンブロット出を行ったところ、形質転換体特異的なバンドが予想されるサイズに検出できた。2.SGS3相同遺伝子の逆遺伝学的解析SGS3に相同性のある6個の遺伝子の-DNA挿入変異体を請求し、それぞれについてホモ系統を得た。しかし、目的の遺伝子の発現があまり抑制されていない変異体があった。また、相同性の高い遺伝子間の二重変異体を作製した。
宇宙シアによる暗黒エネルギーと重力理論、高次元理論の検証

現在の宇宙は従来の重力理論の枠内では説明ができない加速度膨張をしていることが知られている。その原因として反発力を及ぼす暗黒エネルギーやアインシュタイン重力理論の変更が提案されている。しかしそれらの理論的な研究は進んでおらず、観測的に宇宙膨張の原因を探ることが急務になっている。本研究では、2011年度末に完成予定のすばる望遠鏡の超広視野主焦点カメラで行われる大規模深宇宙サーベイを用いた弱い重力レンズ効果によって、加速度膨張の原因を調べるために必要な新たな弱い重力レンズ解析法の開発を行った。背景銀河の形状の高次モーメントを用いて弱い重力レンズの新たな解析法を開発した。この方法をすばる望遠鏡で観測しA1689という銀河団データに適用し、これまで弱い重力レンズ解析では検出不可能だった中心部付近の暗黒物質分布の部分構造始の検出に成功した。さらにこの方法を通常の弱い重力レンズ解析に用いられるレンズポテンシャルの2階微分から作られる重力歪み(シア)に適用できるように拡張した。この方法を、暗黒エネルギー観測に最適であると考えられている宇宙シア解析に利用することによって、重力レンズ信号の雑音を10%減少させることを数値実験により確認した。宇宙シアは宇宙の大規模構造がつくる微弱な重力レンズ現象であるため、その信号は極めて弱く、雑音を10%減少させることは、その観測にとって極めて重要な意味を持つ。また宇宙論的に我々のごく近傍にある髪の毛座銀河団の一部の領域について重力レンズ解析を行い、いくつかの重力的な部分構造を発見した。これによって質量と明るさの経験則を仮定することなく、銀河団の部分構造の質量関数を観測的に決定する道が開け、冷たい暗黒物質に基づく構造形成理論の検証を行うための重要な新しい方法を確立した。また観測的宇宙論にとって極めて重要な距離と赤方偏移との関係は通常、一様・等方な時空のものが採用されているが、実際の時空は非一様性であり、その影響についての考察をおこない赤方偏移が1を超えるような遠方では通常の関係と10%程度の差があることを見出した。われわれは背景銀河の形状の高次モーメントを用いて弱い重力レンズの新たな解析法を開発して、銀河団A1689に適用して世界で初めて、高次モーメントがもつ重力レンズ信号を得て、銀河団中心部の暗黒物質分布を明らかにした。一方、宇宙の大規模構造がつくるレンズ効果である宇宙シアの観測は、宇宙の加速膨張の原因であると考えられている暗黒エネルギーの性質を調べる最も有効は方向の一つであるが、宇宙シアの信号は極めて弱く正確な測定が非常に難しい。われわれは背景銀河の高次モーメント法の測定をより正確に行う方法を開発した。また観測的宇宙論において重要な宇宙マイクロ波背景放射に関してその温度揺らぎの非ガウス性に着目し、ある種のインフレーションモデルが予言する非ガウス揺らぎを計算し、非ガウス性を特徴づけるパラメータがごく狭い範囲をとることを導いた。将来の観測によってこのパラメータが精度よく求まれば、我々の考えたインフレーションモデルの成否が確かめられる。背景銀河の形状の精密測定は宇宙シアによる暗黒エネルギー研究にとって極めて重要な要素であるが、従来の方法では暗黒エネルギーの詳しい性質を調べるには不十分であることが知られている。我々は銀河の形状測定においてその形にフィットした楕円形の窓関数を用いることで従来の方法による誤差を改良することが出来た。そしてこの方法を用いて銀河団A370の中心領域の弱い重力レンズ解析を行い、従来の方法では検出困難であった暗黒物質の構造を明らかにすることが出来た。また現在すばる望遠鏡用に開発中の新しい超広視野主焦点カメラの利用を念頭に置き髪の毛座銀河団の弱い重力レンズ解析を行った。髪の毛座銀河団は赤方偏移が0.02と宇宙論的にごくごく近傍の銀河団であり天球上の見かけの面積は10平方度にもなる。このためその中に存在する暗黒物質の部分ハローも十分弱い重力レンズ効果によって検出可能なほど大きいことが期待される。部分ハローの統計的な性質は銀河団形成の理解にとって極めて重要である。我々は髪の毛座銀河団の現在の主焦点カメラによるすばる望遠鏡のデータを用いて、中心部に6個の部分ハローを見つけ、この期待が実際に正しいことを示した。さらに髪の毛座銀河団の全体での部分ハローを発見するために、すばる望遠鏡にプロポーザルを申請し、認められ2011年3月に観測が行われる事になった。