hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
藻類のビタミンB_<12>の蓄積機構と食品栄養的機能性への利用について

これまでビタミンB_<12>は動物性食品のみに含まれているとされていたが、海藻類にも含まれることに注目し、ビタミンB_<12>を比較的多く含むスサビノリがビタミンB_<12>の供給源として機能するかどうかについて検討した。脱脂大豆を主成分とするビタミンB_<12>無添加食を与えてビタミンB_<12>欠乏ラットを作成した後、スサビノリ凍結乾燥粉末を添加した飼料を摂取させて尿中MMA排泄量の測定を行った。また試験期間終了後、血清および肝臓中のビタミンB_<12>含量をLactobacillus leichmanniiによる生物学的定量を行った。試験開始後10日目にスサビノリ添加飼料摂取群ではMMA排泄量の減少がみられ、20日目には対照のビタミンB_<12>欠乏群ではMMA排泄量が増加する傾向にあったが、スサビノリ摂取群ではその排泄がほとんどみられなかった。一方、血清および肝臓中のビタミンB_<12>含量には有為な差が認められた。これらの結果よりスサビノリはビタミンB_<12>供給源として機能しうることが明らかになった。紅藻スサビノリ(Porphyra yezoensis)からつくられる食品の海苔はビタミンやミネラルの含有量が高く、とくにビタミンB_<12>が乾物100g当たり3580μgと多く含まれる植物性食品である。また、不飽和脂肪酸のエイコサペンタエン酸(0.95g/100g)も多く含まれているが、酸化変質しにくい食品である。そこで、スサビノリ中に含まれる非タンパク性の抗酸化活性をもつペプチドとアミノ酸の存在を調べた。Dowexカラムにより分画し、塩基性画分にオルニチン、リジン、アルギニンとともにヒスチジン、3-メチルヒスチジン、β-アラニルヒスチジン(カルノシン)、β-アラニル-1-メチルヒスチジン(アンセリン)を検出し定量した。これらのヒスチジン関連物質の強い抗酸化活性が海苔の酸化変質に有効であることを明らかにした。つぎに、ビタミンB_<12>は共存するビタミンCと微量の金属から生じる活性酸素により分解される。そこで、水溶性抗酸化ペプチドであるカルノシンとアンセリンがビタミンB_<12>の酸化分解に対する有効性について調べた。ビタミンB_<12>はビタミンCと微量の銅イオン(Cu^<2+>)共存すると分解をうけるが、カルノシン(10mM)を加えると効果的に分解が防止されることが明らかになった。また、ビタミンB_<12>を比較的多く含むスサビノリがB_<12>の供給源として機能するかどうかを検討した。ビタミンB_<12>欠乏ラットにスサビノリを添加した飼料を摂取させて尿中メチルマロン酸(MMA)排泄量の測定と、飼育期間終了後の血清および肝臓中のビタミンB_<12>含量を定量した。試験開始後10日目にスサビノリ添加飼料摂取ラット群ではMMA排泄量の減少がみられ、20日目にはMMAの排泄がほとんどみられなくなった。血清および肝臓中のビタミンB_<12>含量には有為な差が認められなかったことより、スサビノリはビタミンB_<12>の供給源として機能することを明らかにした。
14族元素による電子移動系の構築とその基礎的研究

1.ケイ素-ケイ素結合の電子移動反応による開裂反応とその反応機構最近、ポリシラン類では光増感剤を存在させて四塩化炭素中で光誘起電子移動を起こさせるとケイ素-ケイ素結合の塩素化開裂が容易に起こることを見いだし、シリルラジカル種がこの開裂反応の鍵中間体の一つであることを示した。今回、種々のポリシラニリルアルカノ-ルを合成して、その化合的および分光学的性質を詳細に検討した。その結果、ケイ素-ケイ素結合を電子供与体とする光誘起電子移動反応にはシリルラジカル種とともにもう一種の鍵中間体として、シリルカチオン種が関与していることを明確に示す化学的証拠を得た。また、一電子酸化剤によってもほぼ同様の機構でケイ素-ケイ素結合切断反応が起こることも示した。さらに電子衝撃による質量スペクトルにおけるシリルアルカノ-ル類の挙動を詳細に検討した結果、これらはベルメチルボリシラン類と異なり分子イオンピ-クを与えない、また、分子イオンの開裂様式と光誘起電子移動反応との間に良い相関が存在することを見いだした。2.芳香族ニトリル類の光アルキル化反応最近、芳香族ニトリルのヘキサメチルジシランによる新規光シリル化を見いだした。今回、電子供与体としてジシランの代わりにテトラアルキル14族元素化合物を用いて、芳香族ニトリルの光アルキル化が可能であることを見いだした。ここでアルキル基は上記反応でシリル化される位置に導入される。現在、反応機構の詳細、反応の適用限界等について検討している段階である。
体温制御システム構築の細胞分子基盤：ハムスターの恒温性獲得機構をモデルとして

哺乳類動物の非ふるえ熱産生を担う褐色脂肪組織の機能は新生児期に重要であるため、ほとんどの動物において出生時には機能的な褐色脂肪組織が存在する。一方、シリアンハムスターは新生児期には体温が外気温により規定される外温性を示し、機能的な褐色脂肪組織を持たない。出生時には白色脂肪組織として存在し、出生後に褐色脂肪組織へと転換する。本研究では褐色脂肪組織の形成と恒温性の獲得が出生後に起こる特殊なモデル動物としてハムスターを用いて、褐色脂肪組織形成を制御する液性因子とシグナル経路を明らかにすることを目的とした。前年度は、分泌因子を介した細胞間の情報伝達により褐色脂肪組織形成が制御される可能性を見出した。その因子を明らかにするために、RNA-seq解析を行った結果、組織形成を促進する因子と抑制する因子のいずれにおいても数種類の候補因子が見出された。マウスのリコンビナントタンパク質を用いてin vitro検討したところ、予想通りの効果を示す因子も見出された。マウスとハムスターでは蛋白質の配列が一部異なることから、ハムスターの候補因子を発現する発現ベクター作成して検証を進める予定である。シリアンハムスターにおいて新生児期に機能的な褐色脂肪組織が存在しないことが体温にどのような影響を与えるかを検討した。生後7、10、14日めに仔ハムスターを巣から取り出し、室温と同じ23度に維持したプレート常において体表面の温度変化をサーマルカメラにより測定した。褐色脂肪の形成過程である7日齢と10日齢のハムスターは体温を維持することができず、時間とともに体温が低下した。機能的な褐色脂肪が形成されている14日齢のハムスターは体温を一定に維持することができた。これらの結果から、新生児期の体温制御には褐色脂肪組織が必須であることがわかった。予定通りに研究計画が進行している。当初予期していた通りに研究が進んでいるため、引き続き予定通りに研究を進める。今年度は、始めにハムスター褐色脂肪組織の形成機構を詳細に解析した。ハムスターの褐色脂肪細胞は前駆褐色脂肪細胞からの分化と白色脂肪細胞からの転換という2つの経路から生じることが明らかになった。これらの過程は、マウスなどで示されている「白色脂肪組織の褐色化」現象におけるベージュ脂肪細胞の出現過程に類似していたが、遺伝子発現の解析からベージュ脂肪細胞ではなく古典的褐色脂肪細胞であると考えられた。次に、ハムスターの褐色脂肪組織形成に環境温度が与える影響を検討した。環境温度の上昇は、前駆褐色脂肪細胞と血管内皮細胞の増殖を抑制し、褐色脂肪組織の機能を低下させた。しかし、褐色脂肪組織の形成そのものは抑制されなかった。これらの結果は2報の原著論文として公表した。次に、褐色脂肪組織形成に関わる液性因子を明らかにするために、新生仔期のハムスターの組織より前駆褐色脂肪細胞と成熟脂肪細胞を単離して培養した。前駆褐色脂肪細胞は培養下では自発的に褐色脂肪細胞へと分化した。前駆細胞を培養した培地(Conditioned medium: CM)は前駆細胞の自発的分化を促進したが、成熟脂肪細胞を培養したCMは前駆細胞の分化を抑制した。これらの因子を明らかにするためにRNA-seq解析を行い検討している。予定よりも早く研究計画が進行している。

これらの結果から、新生児期の体温制御には褐色脂肪組織が必須であることがわかった。予定通りに研究計画が進行している。当初予期していた通りに研究が進んでいるため、今後も予定通りに研究を進める。当初予期していた通りに研究が進んでいるため、引き続き予定通りに研究を進める。2月、3月分の動物施設利用料として使用する予定。投稿論文の準備に予定よりも時間がかかったため、投稿料として使用予定額を次年度に持ち越した。次年度に投稿料として使用する。
CCS・SOのZeeman観測による星形成における磁場の役割の徹底解明

本研究の目的は、分子輝線のゼーマン観測により、星間雲の高密度領域にあるコアの力学進化における磁場の役割を解明することである。そのために、野辺山宇宙電波観測所にある45m電波望遠鏡用の30-50GHz帯の新受信機を台湾中央研究院ASIAAと共同で開発することが目標の一つであった。開発は当初計画よりも多少の遅れは発生したが、光学系のシミュレーション結果をもとに、デュワーの設計を進めた。受信機で使用するコールドヘッドなどの必要部品を一部、日本から台湾に送り、台湾での動作テストを完了した。また、野辺山宇宙電波観測所の将来計画の変更に対応するため、台湾側の開発チームとサイエンスチームと密に連絡を取り、本計画全体がスムーズに進むよう、計画の再検討を行った。これらの活動と同時に、既存の受信機で取得した45GHzのCCS分子輝線のゼーマン観測の結果の解析を進めた。この解析の中で、当初コントロール分子として、ゼーマン分裂を示さない45GHzのHC3Nのメイン成分を使用することにしていたが、メイン成分は3つのハイパーファイン成分からなり、視線方向に複数の成分が存在している輝線に対しては、それぞれの成分に対しての速度勾配の寄与も異なり、人工的なゼーマンパターンが出る可能性があることがわかり、検証には、サテライトラインを使用することがよいことを見出し、TMC-1のデータでその検証を行った。その結果を投稿論文として準備した。受信機を搭載する予定の野辺山宇宙電波観測所の45m電波望遠鏡の将来の科学運用に関する方針の変更を受け、本計画の遂行に関しても変更する必要がでた。そのため、開発を続ける前に、野辺山望遠鏡の科学運用終了後も新受信機を使えるように、他のサイトに移設するなどの案も含め、大幅に計画の見直しを行った。最終的に、まずは計画通り、野辺山45m電波望遠鏡に搭載することになったが、他サイトへ移設する可能性にも対応するよう、一部設計の修正を行った。これらの作業に時間を要したため、受信機開発のスケジュールに遅れが出た。当初の計画通り、新受信機の開発を完了させる。その後秋冬に野辺山45m電波望遠鏡に搭載する計画を進め、搭載した新受信機を使って試験観測を行う予定である。また、既存受信機Z45で取得したCCS分子輝線のゼーマン観測のデータを使った投稿論文をまとめる予定である。また、野辺山宇宙電波観測所の将来計画の変更に対応するため、野辺山観測所とも密に連絡を取り、今後のスケジュール・技術サポートに関して打ち合わせを行った。さらに、台湾側の開発チームとサイエンスチームと密に連絡を取り、本計画全体がスムーズに進むよう、計画の再検討を行った。さらに、主に台湾と日本の研究者が集まり、新受信機を使ったサイエンスを検討するワークショップを開き、今後の受信機開発に必要な装置の性能についての再検討および野辺山閉所後のサイエンス活動の方向性について、詳細な議論を行った。

初年度、受信機開発に関する光学系・デュワーの設計変更を伴う開発の遅れがでたが、その後、さらに、受信機を搭載する予定の野辺山宇宙電波観測所の45m電波望遠鏡の将来の科学運用に関する方針の変更を受け、本計画の遂行に関しても将来計画に関する修正を余儀なくされた。とくに、野辺山閉所後、他の単一望遠鏡への受信機移設の可能性について、中国が検討している60m望遠鏡や、すでに運用を始めているメキシコLMT50m望遠鏡への移設の可能性について、議論・意見交換をした。また、この検討に伴い、受信機の移設の可能性も含めた、新受信機に求められる必要なスペックを決めるためのワークショップを台湾と日本の研究者を集めて開催した。これらの作業や議論に時間を要したため、受信機開発のスケジュールに遅れが出た。当初の計画通り、新受信機の開発を完了させる。その後秋冬に野辺山45m電波望遠鏡に搭載する計画を進め、搭載した新受信機を使って試験観測を行う予定である。また、既存受信機Z45で取得したCCS分子輝線のゼーマン観測のデータを使った投稿論文をまとめる予定である。結局、2020年ごろまでは、新受信機を野辺山にて運用できることとなったので、当初の計画通り、新受信機の開発を完了させ、2019年度後半の秋冬に野辺山45m電波望遠鏡に搭載する。その後、搭載した新受信機を使って試験観測を行う予定である。
生理食塩水中の生体物質の状態分析における酸素および磁場の影響

0.1moI/Iの塩化ナトリウム水溶液について、各種アミノ酸、ペプチド及び糖を含有する場合の溶存酸素の影響に関して検討した結果、糖(アラビノース、キシロース)においても共晶の融解過程、溶存酸素の減少過程、CDスペクトルなどにおいて溶存酸素の影響をうけることが明かとなった。またアミノ酸および糖は溶存酸素ばかりでなく溶液中の硫化水素とも相互作用することが低温のDSC、NMRなどにより新たに明らかとなった。これらの結果に関してはアミノ酸を含有する0.1moI/Iの塩化ナトリウム水溶液の氷に関する低温のX線回折の結果と共にAnaI. Sci.に報告した。さらに新たに購入したMCD用永久磁石を用いた磁場存在下でのCD測定の結果より、アミノ酸、糖共CDスペクトルが磁場の影響を受けることが明らかとなった。この結果に関してはさらに検討を続けている。しかしFT-IR(水溶液用ATP)に関する測定では現有機では温度コントロールに問題が残り、顕微FT-IRによる測定を計画し、現在検討中である。また本研究で用いた手法(溶存酸素、NMR等)を電解生成水(酸性水)の分析に応用し、その結果を分析化学に報告した(掲載予定)。生理食塩水中の生体関連物質の分析にあたっては、溶存気体の影響を考慮することが重要であることが明らかとなった。磁場の影響に関しては、磁場の強さを変えた測定等、さらに検討が必要であると考える。
高圧力下液体中におけるレーザ・ブレークダウンによる反応場の創生とその応用

研究目的多岐にわたる応用展開が期待されている「レーザ・ブレークダウン」の絶縁破壊対象として、高圧力下にある液体、もしくはその液体へ分散させた微粒子とすることを提案し、その物性を明らかにし、その応用先を探求する。なお、次のような特性を有すると考えられる。(1)圧力によるレーザ・ブレークダウンプラズマの大きさ・温度の制御及び無機・有機反応の制御、(2)高圧力(高密度)による無機・有機反応の促進、(3)溶媒による無機・有機反応の制御、(4)界面活性剤による無機・有機反応の制御、(5)瞬間的超臨界状態の形成及び無機・有機反応の促進、(6)急熱・急冷場の形成及び新規無機・有機反応の発現研究計画四方にサファイア製窓を有した高圧力容器を設計、製作する。この圧力容器へ液体を圧送後、対向する窓を通してレーザ光を容器内へ集光することで、高圧力下液体中に「レーザ・ブレークダウン」を形成する。形成したレーザ・ブレークダウンプラズマからの発光スペクトルにより、プラズマ温度およびその経時変化を把握し、プラズマ中への発生ラジカル種を同定する。次に、圧力をパラメータとし、この3つの物性のデータベース化を進めることで、レーザ・ブレークダウンプラズマの応用先探究を進める。研究成果フェノール水溶液をターゲットとし、濃度およびpH値により変化する紫外吸光スペクトルをレーザ・ブレークダウン前後において調査した。大気圧フェノール水溶液中に波長532nm、1パルス当りのエネルギー453mJ、周波数10Hzにて13時間照射したがスペクトルには変化がなかった。波長1064nm、1パルス当りのエネルギー553mJにおいても同様に不変であった。今後は、製作した高圧力容器とゲート付多波長同時観測分光器によるレーザ・ブレークダウンプラズマ発光スペクトル特性調査およびレーザ・ブレークダウンによるフェノールの特性変化を実現できるように研究を遂行する。
世界最大の超伝導ミリ波検出器アレイによる宇宙背景放射偏光成分の精密測定

本研究は、宇宙背景放射(CMB)偏光成分の精密測定を通して原始重力波の痕跡をとらえる事を念頭に、現在世界最高レベルの感度を誇るPOLARBEAR-1実験による重力レンズ起源CMB偏光の精密探索と、POLARBEAR-1の性能を6倍に向上させた新しい検出器システム「POLARBEAR-2」の開発を目的に行った。POLARBEAR-1では、世界で初となるCMB偏光データのみを用いた重力レンズ起源の偏光Bモードの観測に成功した。またPOLARBEAR-2の開発では、世界最大級の焦点面検出器アレイの実現のために課題であった、光学系の構築と焦点面周辺の熱負荷の制御に成功し、開発をほぼ完了させている。本研究は、世界最高感度を有する宇宙背景放射(CMB)観測実験装置「POLARBEAR-2」を完成させ、CMB偏光の精密測定を行なって、原始重力波を主要なインフレーション理論で発見が予想される相対強度1%のレベルまで探索する事を目的とする。CMB偏光測定はインフレーションの直接の証拠となる原始重力波発見のもっとも有望な手法であり、宇宙論最大の課題であるインフレーション宇宙の実験的検証が現実的なレベルでいよいよ可能になる。本年度は主として偏光検出器を配置する為のクライオスタットの開発及び検出器の性能を評価する為の試験システムの開発を進めた。POLARBEAR-2は7600個の超伝導検出器を用い焦点面の大きさが直径40cmとCMB実験としては過去最大となる為、焦点面を検出器が動作する350mKに冷却・維持する事が一つの開発項目となる。低温技術に関してはKEKの超伝導低温工学センター及び機械工作センターの協力の下、現在負荷無し(検出器、読み出し部無し)の状態でクライオスタットの各ステージを予定の温度まで冷却する事に成功している。また、本観測での測定感度を最大限発揮する為、観測に用いる検出器の特性を予め実験室で評価しておく必要がある。特にミリ波に対する感度、感度の周波数特性、ノイズ特性等は、本番での観測計画(観測する空の大きさ、スキャンの速さ等)の立案に直結する重要項目である。ただし、POLARBEAR-2クライオスタットは上述の通り大きく、冷却、昇温を含めで一通り検出器の動作を確認するのにおよそ1か月の期間が必要となる為、小型のシステムを準備して検出器の性能を短期間で評価できるセットアップが必要となる。本年度はこの試験システムの開発を行い、検出器を模擬した抵抗を読み出す事に成功した。本研究は、世界最高感度を有する宇宙背景放射(CMB)観測実験装置「POLARBEAR-2」を完成させ、CMB偏光の精密測定を行なって、原始重力波を主要なインフレーション理論で発見が予想される相対強度1%のレベルまで探索する事を目的として行っている。本年度は主として、偏光検出器を配置する為の真空槽(クライオスタット)の開発、望遠鏡により集光されるCMBを検出器が配置される焦点面に導く為の光学部(オプティクスチューブ)、及び検出器の性能を評価する為の試験システムの開発を進めた。クライオスタットに関しては実際に7600個の超伝導検出器を配置する焦点面構造を外部からの妨害電波や赤外線を遮断する為の多層のフィルターと共に搭載した状況で目的の250mKに冷却する事に成功し、熱設計の原理検証を完了した。来年度オプティクスチューブを搭載した状況で、検出器の試験運用及び光学特性の評価を行って、要求通りの性能(ノイズレベル、周波数応答性、応答の角度依存性)が出ている事を確認して開発は完了となる。また、試験システムについては、POLARBEAR-1で使用されている検出器を用いて原理検証を行い、一度に1000個以上の検出器(TESボロメータ)の性能評価が可能な事を実証した。本研究は、現在世界最高レベルの感度を有する「POLARBEAR-1」ミリ波望遠鏡による宇宙背景放射(CMB)偏光成分の精密測定及びその感度を飛躍的に向上させる為に次世代の観測装置「POLARBEAR-2」を完成させる事を目的として行っている。POLARBEAR-2の開発に関しては、平成26年度は平成25年度に引き続き、偏光検出器を配置する為の真空層(クライオスタット)の開発、望遠鏡により集光されるCMBを検出器が配置される焦点面に導くための光学部(オプティクスチューブ)、及び検出器を実際に観測するチリと同じ環境の下で性能評価をするための基準偏光源の開発を行った。

クライオスタットに関しては、オプティクスチューブを搭載した状態で(外から数10W程度の赤外線が入射している状態で)実際に7600個の超伝導検出器を配置する焦点面構造を250mKに冷却する事に成功し、かつ試験用に搭載した検出器が実際に超伝導に転移している事を確認した。これにより実際にチリに持って行く目処が立った。さらに基準偏光源に関しては、装置の開発を完了し、ミリ波源の冷却試験を行って、実際にチリの空と同程度の輻射環境を再現できる事を確認した。以上の通り、新型の観測装置「POLARBEAR-2」の開発は本研究を通して完了している。今後はPOLARBEAR-2で用いる検出器が共同研究機関から到着し次第クライオスタットに搭載し、基準偏光源を用いて性能を確認した後にチリで望遠鏡に設置し本観測を開始する予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。宇宙物理26年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績で述べた通り、POLARBEAR-2レシーバー開発の一つの鍵は検出器を動作温度まで冷やせるかどうかであるが、冷却に関してすでに目途がついており研究計画からの遅延が無い事。また、少数の検出器を短期間で試験するシステムの開発は、研究計画を実施する中で新たに試みた事であるが、POLARBEAR-2に限らず他の(MKIDs等の)超伝導検出器のR&Dにも流用可能であり、また読み出し系の開発など多彩な応用が期待できる。以上を考慮し、当初の進展以上に進展していると考える。研究実績で述べた通り、POLARBEAR2レシーバ開発の一つの鍵は検出器を動作温度まで冷やせるかどうかであるが、ほぼ本番の観測と同じセットアップで冷却に成功し、また少数の検出器を短期間で試験するシステム開発の完了により、計画研究からの大きな遅延も無くレシーバ開発完了の目処が付いた。さらに試験システムについてはPOLARBEAR-2に限らず他の超伝導検出器のR&Dにも流用可能である事を学会等で報告し、その後、原子核や天文分野の研究者が実際に我々の実験室に短期間滞在して、技術交流が実現した。今後読み出し系の開発を含め多彩な応用に発展して行く道筋が出来たため、当初の計画以上に進展していると考える。レシーバークライオスタットの開発が完了し次第、光学部、読み出し部を組み上げ、本研究課題で開発する基準偏光源を用いて、統合試験を行う。試験が終わり次第システムをチリに輸送し観測の準備を行う。本研究課題最終年度には実際にCMB観測を行い、初期のデータを用いて結果を公表する事を目指している。今年度は、これまで開発を行って来た全ての構成要素を統合し、最終的な性能評価試験を実験室にて行う。特に本観測で重要となるパラメータ(ノイズレベル、周波数応答性、応答の角度依存性)が要求を充たす事を、別途開発中の基準ミリ波偏光源を用いて確認し、すべての開発を完了する。レシーバシステムの開発が完了し次第、チリへの輸送を開始し観測の準備を行い、実際にPOLARBEAR-2レシーバを用いて科学観測を開始する事を目標とする。
形式検証によるスマートコントラクトとその実行基盤に対するトラスタビリティの実現

本研究ではスマートコントラクト,および,その実行基盤であるブロックチェーンを対象として,形式検証を適用することで,トラスタビリティを保証することを目標としている.初年度である2018年度は,関連研究についての情報収集と,適用可能な形式検証手法についての検討を主に行った.本研究で実施する形式検証では,トラストの基盤となる正しさを機械的に検証可能な形で定義した上で,自動検証を実現することが必要となる.研究計画時では自動検証の手法としてモデル検査技術の利用を想定していたが,2018年度における検討により,この方針が妥当である点について確信を深めた.特に,Maurice Herlihyによる"Blockchains from a distributed computing perspective" (Communications of the ACM: Volume 62 Issue 2, February 2019)という論考では,ブロックチェーン,および,スマートコントラクトに関連する諸問題が,計算機科学における並行性の問題として扱うことができることが示唆されており,この考えを援用することで,元々並行システムの検証を目的として開発されたモデル検査を,本課題の新しい対象に適用する方針について道筋が得られた.また,ブロックチェーンの基盤である分散コンセンサスプロトコルの検証についても,本研究では対象としている.この検証問題に関しては,メッセージの偽造を含むノードの悪意ある動作のモデル化と,その上での現実的なコスト(時間)での検証の実現を図る必要がある.2018年度では,特に後者に関して,状態の抽象化による状態削減を検討した.初年度である2018年度は,情報収集と基本方針の検討を主に予定しており,研究実績の概要で述べたように,これらは順調に進展している.2019年度は本課題の2年目に当たる.初年度における研究期間は1年に満たなかったので,本年度においては,基本方針だけでなく具体的な適用技術の選択を早期に行い,課題が対象とする具体的な問題に対して選択した技術を適用し問題解決に入る段階とする.スマートコントラクトに関しては,Herlihyによる並行性の問題としてのとらえ方を採用し,その考え方を元に,スマートコントラクトにおける問題を形式的にモデル化する.これにより,モデル検査手法の適用が可能になる.ブロックチェーンに関しては,その基盤である分散コンセンサスプロトコルに注目し,ノードの悪意ある動作のモデル化と,モデル検査に必要な検証コストの両面から研究を継続する.本研究ではスマートコントラクト,および,その実行基盤であるブロックチェーンを対象として,形式検証を適用することで,トラスタビリティを保証することを目標としている.初年度である2018年度は,関連研究についての情報収集と,適用可能な形式検証手法についての検討を主に行った.本研究で実施する形式検証では,トラストの基盤となる正しさを機械的に検証可能な形で定義した上で,自動検証を実現することが必要となる.研究計画時では自動検証の手法としてモデル検査技術の利用を想定していたが,2018年度における検討により,この方針が妥当である点について確信を深めた.特に,Maurice Herlihyによる"Blockchains from a distributed computing perspective" (Communications of the ACM: Volume 62 Issue 2, February 2019)という論考では,ブロックチェーン,および,スマートコントラクトに関連する諸問題が,計算機科学における並行性の問題として扱うことができることが示唆されており,この考えを援用することで,元々並行システムの検証を目的として開発されたモデル検査を,本課題の新しい対象に適用する方針について道筋が得られた.また,ブロックチェーンの基盤である分散コンセンサスプロトコルの検証についても,本研究では対象としている.この検証問題に関しては,メッセージの偽造を含むノードの悪意ある動作のモデル化と,その上での現実的なコスト(時間)での検証の実現を図る必要がある.2018年度では,特に後者に関して,状態の抽象化による状態削減を検討した.初年度である2018年度は,情報収集と基本方針の検討を主に予定しており,研究実績の概要で述べたように,これらは順調に進展している.2019年度は本課題の2年目に当たる.初年度における研究期間は1年に満たなかったので,本年度においては,基本方針だけでなく具体的な適用技術の選択を早期に行い,課題が対象とする具体的な問題に対して選択した技術を適用し問題解決に入る段階とする.スマートコントラクトに関しては,Herlihyによる並行性の問題としてのとらえ方を採用し,その考え方を元に,スマートコントラクトにおける問題を形式的にモデル化する.これにより,モデル検査手法の適用が可能になる.ブロックチェーンに関しては,その基盤である分散コンセンサスプロトコルに注目し,ノードの悪意ある動作のモデル化と,モデル検査に必要な検証コストの両面から研究を継続する.2019年度は全直接経費が100千円のみであり,必要資料の購入の結果,当初想定していた国内出張ができなくなったため,50千円弱の余りが生じた.
神経系前駆細胞におけるWntシグナルの機能の解析

前年度までの研究で、「大脳発生中期」(マウス胎生1115日目頃)に由来する神経系前駆細胞においてWnt-β-catenin経路がNeurogenin 1(Ngn1)の発現誘導を介しニューロンへの分化を誘導的に促進することを報告した。しかし、「大脳発生後期」(出生前後頃)の神経系前駆細胞において活性型β-cateninを発現し、Wntシグナルを活性化させてもニューロン分化が誘導されない事が明らかになった。そこで本年度はこのメカニズムについて検討を行った。その結果、活性型β-cateninを発現しても後期神経系前駆細胞においてはNgn1の発現が見られなかった。一方でNgn1を発現した場合には発生中期・後期いずれの神経系前駆細胞もニューロンに分化した。そこで次に発生後期になるとβ-cateninによるNgn1の発現が誘導されなくなるメカニズムについて調べた。Ngn1プロモーター領域の制御について調べたところ、この領域を含むクロマチンのHistoneH3のアセチル化レベルが発生後期になるにつれて低下していた。またHistone deacetylase (HDAC)阻害剤であるValproic acidを神経系前駆細胞に処理したところ、Ngn1発現量の増加が見られ、またこの発現量の増加は中期に比べ後期の神経系前駆細胞の方が顕著に見られた。このことはNgn1のプロモーター領域が発生後期になるとHDAC依存的なメカニズムにより早期よりも転写されにくい状態になっており、その結果Ngn1が発現誘導されにくくなっていることを示唆している。以上の結果は、神経系前駆細胞が発生過程において多分化能を失っていく細胞内因性の分子メカニズムの一つとして、Ngn1プロモーターのepigeneticalな制御が存在することを示唆している。これまでにWntシグナルがニューロン分化を促進することを明らかにしてきたが、本年度はそのメカニズムの解明を行った。まず分化促進様式について、Wntがニューロン前駆細胞の選択的な増殖を促進しているのか、それとも神経系前駆細胞から誘導的にニューロンへと分化させているのかについて検討した。その結果、Wntシグナルは誘導的に神経系前駆細胞からニューロンへの分化を誘導していることを見いだした。次にWntシグナルによって発現が誘導される分子の同定を試みた。ニューロン分化を誘導する転写因子として、いくつかのbasic helix-loop-helix型転写因子が知られているが、なかでも本研究の対象である終脳背側部おけるニューロン分化にはneurogeninが重要であることが知られている。そこでneurongenin-1の転写を制御するプロモーター領域について調べたところ、Wntシグナルの下流で働く転写因子TCFの結合コンセンサス配列が含まれていることを見いだした。そこで、このプロモーター領域にluciferase遺伝子をつなぎ、レポーターアッセイを用い調べたところ、このTCF結合コンセンサス配列に変異を導入することでNeurogenin-1プロモーターの活性は大きく減少した。またChIPアッセイにより、神経系前駆細胞内でこのプロモーター領域にβ-cateninとTCFの複合体が結合していることがわかった。さらに、RT-PCRを用いて調べたところ、Wntシグナルを活性化することによってneurogenin-1のmRNA量が増加していた。以上の結果から、Wntシグナルは少なくとも一部にNeurogenin-1の発現を介して神経系前駆細胞のニューロン分化を誘導していることが明らかになった。前年度までに、マウスの大脳皮質の発生において、Wntシグナルが神経系前駆細胞のニューロン分化を誘導的に促進し増殖を抑制すること、またこの効果はWntシグナルによるneurogenin-1の発現誘導を介すること見出した。一方で、他のいくつかのグループから我々が対象としていた時期より早期のマウス由来の神経系前駆細胞において、Wntシグナルが神経系前駆細胞の増殖を促進することが報告された。そこで、本年度はWntシグナルが発生の他の段階における神経系前駆細胞に対してどのような効果を持つかについて検討を行った。前年度までは胎生13.5日目付近の神経系前駆細胞を対象として研究を行っていた。そこでまず、より前期の、即ち胎生10.5日目の神経系前駆細胞に対するWntシグナルの効果を検討した。その結果胎生10.5日目由来神経系前駆細胞においてWntシグナルを活性化させたところ、BrdUを取り込む増殖中の細胞の割合が増加した。このことからこの時期の神経系前駆細胞に対してはWntシグナルが増殖を促進するという、胎生13.5日目付近の神経系前駆細胞に対するのと反対の効果を示すことがわかった。次に胎生13.5日目よりさらに遅い時期の神経系前駆細胞に対する効果を検討したところWntシグナルは増殖も、分化も誘導しなかった。以上の結果から神経系前駆細胞は、Wntシグナルに対して時期依存的に全く違う応答性を示すことが明らかになった。このことは神経系前駆細胞の運命制御において外部からの同じシグナルに対する神経系前駆細胞自体の応答性の時期依存的な違いが重要な要素となっていることを示唆している。

その結果、活性型β-cateninを発現しても後期神経系前駆細胞においてはNgn1の発現が見られなかった。一方でNgn1を発現した場合には発生中期・後期いずれの神経系前駆細胞もニューロンに分化した。そこで次に発生後期になるとβ-cateninによるNgn1の発現が誘導されなくなるメカニズムについて調べた。Ngn1プロモーター領域の制御について調べたところ、この領域を含むクロマチンのHistoneH3のアセチル化レベルが発生後期になるにつれて低下していた。またHistone deacetylase (HDAC)阻害剤であるValproic acidを神経系前駆細胞に処理したところ、Ngn1発現量の増加が見られ、またこの発現量の増加は中期に比べ後期の神経系前駆細胞の方が顕著に見られた。このことはNgn1のプロモーター領域が発生後期になるとHDAC依存的なメカニズムにより早期よりも転写されにくい状態になっており、その結果Ngn1が発現誘導されにくくなっていることを示唆している。以上の結果は、神経系前駆細胞が発生過程において多分化能を失っていく細胞内因性の分子メカニズムの一つとして、Ngn1プロモーターのepigeneticalな制御が存在することを示唆している。
バイオインフォマティクスを応用した新規血管作動性ペプチドの探索

各種データベースに登録されている数多くの機能不明な遺伝子について、(1)シグナルIPサーバーWeb site検索から明らかなシグナル配列を有し、(2)preproproteinの全長は100250アミノ酸で、(3)構造上dibasicアミノ酸を有するため小分子量(約20アミノ酸以下)にプロセシングされると期待されるputative endogenous peptideを多数選択し、当該遺伝子配列から推測されるプロセシング後のペプチドを数多く化学合成した。これら合成ペプチドを順次、静止期培養血管平滑筋細胞に添加し、(1)Real-time RT-PCRによってc-myc、c-fos mRNA量を定量してペプチド添加後に著明な上昇を示すもの、(2)強力な細胞内Ca^<2+>上昇作用を有するを選択した。また(3)実際にヒト組織中に発現しているものを選択するために、それぞれの遺伝子配列をもとにRT-PCR用primerを作成し、市販のヒト臓器由来cDNAを用いて主要臓器や血管内皮などに発現が認められるか検討している。これらの候補ペプチドについて血管収縮/弛緩活性、血圧制御作用などを検討することにより機能解析を進めている。さらに同定したペプチドをコードする遺伝子を発現させ、実際にペプチドが産生・分泌されるかどうかを調べるため、経トランスフェリン受容体遺伝子導入法を改善し、簡便で高効率の遺伝子導入法を見いだすに至った(Gene Therapy 2003 in press)。本導入法の有用性はin vivo遺伝子導入によっても明らかな発現と臨床的効果が得られたことによって確認することができた。
薬物の代謝・排泄器官として機能する消化管の生化学的解明

1.アミノ安息香酸のラット小腸吸収は構造異性体間で明らかに異なり、OABAではほとんど吸収がみらなかった。PABA、MABAの吸収は、投与濃度依存的であり、空腸部は回腸部よりもみかけの取込みに関する親和性の高いことが示された。一方、2,4-dinitrophenolなどの代謝阻害剤によりPABAの取込み、アセチル体(Ac-)への代謝、その粘膜側への排出に関する各速度論的パラメータが減少し、これらの過程は全てエネルギー依存性であることが示された。更に、Ac-PABAの腸管腔への排出に関するパラメータは、P-糖タンパク質(P-gp)の基質であるverapamilの併用によっては変化せず、構造類似体のsalicylic acidや有機アニオン系薬物のprobenecid等の併用により減少することが明らかとなった。以上、PABAの吸収に伴うAc-PABAの腸管腔内への分泌にはP-gp以外の能動的排出機構の関与することを示唆することができた。2.calcein等有機アニオン系薬物の消化管粘膜透過機構に関して、(1)ラット消化管粘膜において、calceinおよびphenol redの粘膜側(M)から漿膜側(S)への透過性には濃度依存性が認められ、また、SからMへの透過性より低いという方向性が観察された。その吸収方向への透過はATP阻害剤やprobenecidの共存下で増大し、透過の方向性は減少した。(2)calcein-AM取込み後の粘膜組織からのcalceinの排出にも方向性が認められ、Mへの排出量はSへの排出量より有意に高く、また、このMへの排出はATP阻害剤やprobenecidで有意に抑制されたがverapamilでは抑制されなかった。同様の現象は、Caco-2単層膜を用いた系においても確認され、上皮細胞層にcalcein等を排出するP-gp以外の排出ポンプが存在することを示唆すると同時に、Caco-2単層膜の評価系としての有用性を示唆することができた。以上、本研究より、消化管の代謝・排泄機能を理解する上で有益な基礎的情報が得られたものと考える。
ヒトラクトフェリンおよびその誘導体を利用した歯周ポケットLDDSの開発

また,ChemTx96穴ケモタキシスチャンバー(NeuroProbe社)を使用しケモタキシス測定を行った。THP-1細胞をビタミンD3存在下で活性化させた後,下部チャンバーウェルに走化性因子を各々単独,あるいはhLF(200μg/ml)と共に加えた。その後,上部チャンバーウェルに細胞懸濁液を加え,遊走した細胞数を算定した。LPSを除くいずれの走化性因子を加えても遊走細胞数は増加したが培地のみでも認められた。10ng/ml以上のLPSを加えると遊走細胞数は減少したが,同時にhLFを加えるとLPSの影響は低減された。これらの結果から,hLFはLPSによるランダムマイグレーション阻害を抑制することが明らかになった。ラクトフェリン誘導体合成およびLPS-LBP結合阻害能の測定:hLf33(GRRRR SVQWC AVSQP EATKC FQWQR NMRKV RGP),hLf37 (GRRRR SVQWC AVSQP EATKC FQWQR NMRKV RGPPV SC),hLf19 (GRRRR SVQWC AVSQP EATK),hLf20-37 (C FQWQR NMRKV RGPPV SC),hLf20-37S (C FQWQR NMRKV RGPPV SC)C-C間にS-S結合,の5種類のペプチドを各5mgずつ合成する予定であったが,このうちhLf33,hLf20-37,hLf20-37SおよびhLf33の28番目のアルギニン(R)をリジン(K)へと変えたhLf33Kの4種類のペプチドについて,LPS-LBP結合阻害能の測定を行った。hLfを含むすべてのペプチドを2.5μMの濃度にして測定したところ,hLfの結合阻害能はがPMB 250ng/ml相当であった。他のペプチドはいずれもhLfの1/10程度の阻害能を示したが4種類のペプチド間で有意差は認められなかった。ところが,加えるペプチドを40倍の濃度つまり100μMにして測定したところ,hLf33>>hLf33K>>hLf20-37>hLf20-37Sという結果が得られた。この結果から,hLfのLPSへの結合には20番目と37番目のシステイン間のS-S結合は必須ではなく,28番目のアミノ酸は阻害能に大きな影響を与える可能性が示唆された。TNF-α産生,細胞死,細胞増殖の測定:いずれのペプチドにも産生を抑制したが,hLfと比較するとその効果は小さいことが明らかになった。細胞表層へのhLfの結合能および化学走化性(ケモタキシス)の測定:データの変動が大きいため現在も検討中である。1.ケモタキシス測定系の変更ケモタキシスチャンバーによって得られた実験結果は,データの再現性に問題が認められたためWongらの方法に従いChemoTx 96穴ケモタキシスチャンバー(NeuroProbe社)を使用して行った。この方法では,一つのデータ群について6個のウェルが確保でき一枚のプレートですべての測定を終えることができたので,再現性の良い結果が得られた。2. ChemoTx 96穴ケモタキシスチャンバーを使った結果THP-1細胞をビタミンD3存在下で活性化させた後,下部チャンバーウェルに走化性因子を各々単独,あるいはhLF(200μg/ml)と共に加えた。LPSを除くいずれの走化性因子を加えても遊走細胞数は増加したが培地のみでも認められたことから,この遊走はケモタキシスではなくランダムマイグレーションだと考えられた。本研究から,hLFはLPSによるランダムマイグレーション阻害を抑制することが明らかになった。3.ラクトフェリン誘導体合成およびLPS-LBP結合阻害能の測定
中学校技術科教育における農林水産物検査の指導範囲と実習内容の確立

平成30年度の研究では、「評価」を含む、中学校技術科で学習する生物育成技術の内容及び順序について、生物生産を構成する基礎概念の枠組みへの対応を検討するため、2008年告示および2017年告示の中学校学習指導要領の教育内容を分析した。その結果、旧学習指導要領では、技術の適切な評価・活用として示されている作業を行う前に社会や環境に与える影響として学習を行うが、栽培や飼育をもとにこれからの技術について考えることは示されていない。新学習指導要領では(1)における生物育成の技術の見方・考え方の気付きや、(2)における生物育成の技術による問題の解決の学習を踏まえ、新たな発想に基づいて改良、応用したりする力を育成すると示されていることが明らかとなった。また、新学習指導要領では次の問題の課題の視点に相当する内容が(3)アイに当てはまると考えられた。さらに、高等学校の森林科学関連科目を例に、中高の学習内容の連携について検討した。高校生は中学校技術科で生物育成の学習過程で作物の栽培等を学習済みであるため、専門高校において森林科学関連科目を学習する場合、同じ学習過程を辿ることにより、森林科学関連科目に含まれる教育内容をそれぞれ個別に認識するのではなく、「生物育成」という共通の枠組で理解・把握するのではないかと考えられる。専門高校の森林科学関連科目の教育内容を高等学校学習指導要領より分析し、生物育成の学習過程にあてはめて分類した。その結果、新学習指導要領では、次の問題の解決の視点として新設された(7)科目名の実践の授業を行うことで、技術科の学習過程に沿った流れとなっていた。普通教育で扱われる生物育成技術としての枠組みは専門教育においても適用され、学習指導に有効ではないかと考えられた。平成30年度の研究では、「評価」を含む、中学校技術科で学習する生物育成技術の内容及び順序について、生物生産を構成する基礎概念の枠組みへの対応ならびに高等学校との学習内容の関連を検討することができた。平成31年度の研究では、「評価」について、農業協同組合などが作成する出荷基準を調査し、それらを資料をして中学校技術・家庭科技術分野の「C生物育成に関する技術」の授業実践を実施する。中学校技術科で学習する生物育成技術の内容及び順序について、生物生産を構成する基礎概念の枠組みへの対応の検討結果を踏まえた指導案を作成し、授業実践を行い、学習内容について検討を行う。
暗黒物質揺らぎの重力非線形成長の研究と宇宙大規模構造の解明

宇宙全体に広がる物質の分布やその進化(宇宙大規模構造)を解明することを目的とし、物質密度の揺らぎの非線形成長の研究や観測データの理論的な解析手法の開発を行ってきた。まず一つ目として、前年度に引き続きIa型超新星の明るさに対する重力レンズ効果に注目した。昨年度までは、明るさの確率分布として単純なガウス分布を仮定して理論モデルを構築してきたが、今年度は、密度揺らぎの非線形性を反映させたより現実的なLog-normal分布にモデルを拡張し、次世代の超新星の観測プロジェクト(WFIRST)において、暗黒エネルギーの性質やニュートリノの質量をどの程度制限できるか予測を行った。その結果、重力レンズによる明るさのばらつきを考慮した場合、従来の考慮しない場合と比べて、暗黒エネルギーの状態方程式がより厳しく制限されることを示せた。また、今回のモデルを重力波天体の観測に応用した場合、次世代の重力波観測プロジェクト(Einstein Telescope)においてニュートリノの質量をこれまでにない精度で制限できる可能性があることが分かった。この結果を論文としてまとめ、現在、査読付き欧文雑誌に投稿中である。二つ目として、銀河分布の二点相関関数の中に特徴的なスケールとして現れるバリオン音響振動ピークを用いた距離測定の研究を行った。これまでに、より精密な距離測定に向けて、従来の銀河(物質)分布の再構築法の問題点を解決した、より正確な物質分布の再構築法(iterative algorithm)を開発してきた。今年度は、この新たな再構築法をN体シミュレーションから得られた銀河分布に適用し、従来の再構築法との比較を行った。その結果、特に小スケールにおいて、従来の方法に比べて二点相関関数をより正確に復元できることが分かった。この結果は学会で発表し、論文として査読付き欧文雑誌に投稿し、出版された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。絶対的な明るさが一定であるIa型超新星は距離指標として知られているが、光が途中の物質分布の凸凹、すなわち宇宙大規模構造を通過してくる際に重力レンズの効果を受けるため、実際よりも明るく見えたり暗く見えたりする。本研究では、近い将来行われる超新星の大規模サーベイを念頭において、観測から得られるIa型超新星の明るさの分布から、物質の分布やその原因となる暗黒物質、暗黒エネルギー、ニュートリノの性質を明らかにすることが目的である。今年度は特にニュートリノの質量の制限に注目した。成果としては、次世代の観測プロジェクト(LSST・WFIRST等)においてどの程度の制限が可能か推定した。また、Ia型超新星の絶対光度の不確定性や観測バイアスなども考慮し、現在得られている最も厳しい制限を超えるためには超新星までの距離とその個数がどの程度要求されるか、理論的に予想した。これは今までにないアプローチによってニュートリノの質量を制限できるという点で非常に意義があるといえる。また、今年度の8月からハーバード・スミソニアン天体物理学センターに滞在し、バリオン音響振動と呼ばれる別の距離指標を用いることでダークエネルギーなどの宇宙論パラメータを正確に測定することを目的とした研究を行っている。2020年代に計画されている大規模銀河サーベイでは観測領域や天体数が格段に増加するため、それに合わせてデータの解析精度や計算速度を改善する必要がある。その中でも特に、観測によって得られた非線形性を含んだダークマターの密度分布から、理論的に取り扱い易い宇宙初期の線形揺らぎの密度分布を再構築する研究に取り掛かった。これまでの成果としては、フーリエ変換を用いて揺らぎの二点相関を高速で計算する新しい手法の中に密度分布の再構築を行う行程を加え、N体シミュレーションによって得られたデータに適用したところ、期待通りの改善が見られた。Ia型超新星の見かけの明るさの分布を用いて、次世代の超新星の観測プロジェクトからニュートリノ質量をどの程度制限できるか予想するという、今年度の目標の一つを達成することができた。また、この結果は論文としてまとめ、査読雑誌に掲載されている。また、アメリカの研究機関であるハーバード・スミソニアン天体物理学センターに滞在し、銀河サーベイから得られる物質分布を再構築するというテーマに着手した。当初の計画である、観測データの理論的な解釈や解析手法を学ぶだけでなく、それらを踏まえて将来の銀河サーベイプロジェクトに向けた新しい研究に実際に取り組み始めている。以上のことから、宇宙大規模構造の解明に向けた本研究は、順調に進んでいると言える。次世代の大規模サーベイから、暗黒物質や暗黒エネルギー、ニュートリノなどの情報を正確に得ることを目指し、「超新星の明るさ」と「銀河の三次元分布」の二つの観測に宇宙大規模構造が及ぼす影響を調べた。今年度は主に銀河の三次元分布の研究に注目した。銀河の三次元分布の観測から得られた二点相関関数にはバリオン音響振動と呼ばれる、特徴的なピークが現れる。このピークを距離指標に用いることで、宇宙の膨張率の測定が可能となり、その性質(加速・減速)を決める暗黒エネルギーの性質に迫ることができることが知られている。しかし、銀河の固有運動によりピークが均され、膨張率の測定精度が落ちてしまうという問題が指摘されている。これまでは、銀河の分布(重力ポテンシャル場)から各銀河の変位を推定し、位置を元に戻すことで銀河(物質)の分布を再構築する方法が用いられてきた。そこで、今年度は、上記のプロセスを何度も繰り返すiterative algorithmと呼ばれる方法を発展させることで、より正確な物質分布の再構築法を開発した。

さらに、新たな再構築法をN体シミュレーションで得られた物質分布に適用したところ、従来の方法よりも二点相関関数をより正確に復元できることが確かめられた。Ia超新星からの光は、宇宙大規模構造を通過してくる際に重力レンズ効果の影響を受けるため、超新星の明るさの分布から、大規模構造の進化やその原因となる暗黒物質やニュートリノの質量といった情報を引き出せる。昨年度までは、明るさの確率分布として単純なガウシアンを仮定していたが、先行研究のシミュレーションからはLog-normal分布がより正確であることが確かめられている。そこで、今年度は、より正確なパラメータ推定を可能にするため、これまで研究を進めてきた理論モデルをLog-normal分布に拡張した。次世代の広視野銀河赤方偏移サーベイによって暗黒エネルギーを精査することを念頭に置き、より洗練された銀河の三次元分布の再構築法を開発するという当初の目標を達成することに成功した。また、この結果は学会で発表し、論文としてまとめて査読雑誌に投稿済である。また、次世代の超新星の観測プロジェクトを想定し、Ia型超新星の見かけの明るさの分布を用いて大規模構造の情報を引き出すための確率分布の理論モデルを、ガウシアンからより一般的なLog-normalへと拡張した。当初の予定では、観測された超新星を格子状に配置し、行列を用いて解析的に理論モデルを構築するつもりであったが、計算途中で仮定に無理があることが判明したため、シミュレーションによってその妥当性が確認されているLog-normalを用いる方法に変更して研究を継続した。以上のことから本研究はおおむね順調に進展していると言える。宇宙全体に広がる物質の分布やその進化(宇宙大規模構造)を解明することを目的とし、物質密度の揺らぎの非線形成長の研究や観測データの理論的な解析手法の開発を行ってきた。まず一つ目として、前年度に引き続きIa型超新星の明るさに対する重力レンズ効果に注目した。昨年度までは、明るさの確率分布として単純なガウス分布を仮定して理論モデルを構築してきたが、今年度は、密度揺らぎの非線形性を反映させたより現実的なLog-normal分布にモデルを拡張し、次世代の超新星の観測プロジェクト(WFIRST)において、暗黒エネルギーの性質やニュートリノの質量をどの程度制限できるか予測を行った。その結果、重力レンズによる明るさのばらつきを考慮した場合、従来の考慮しない場合と比べて、暗黒エネルギーの状態方程式がより厳しく制限されることを示せた。また、今回のモデルを重力波天体の観測に応用した場合、次世代の重力波観測プロジェクト(Einstein Telescope)においてニュートリノの質量をこれまでにない精度で制限できる可能性があることが分かった。この結果を論文としてまとめ、現在、査読付き欧文雑誌に投稿中である。二つ目として、銀河分布の二点相関関数の中に特徴的なスケールとして現れるバリオン音響振動ピークを用いた距離測定の研究を行った。