hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アスベスト及びその代替繊維による肺胞マクロファージの一酸化窒素産生と肺毒性の関係

塵肺症や呼吸器悪性腫瘍の原因となるアスベスト繊維に替わって、人工鉱物繊維(MMMF)が多くの産業やその製品に多量使用されている。多くの研究は呼吸器に吸入されたMMMFは有害性であると指摘している。しかし、この有害作用機作はアスベストの場合と同様に不明な部分が多い。毒性評価実験のために我が国で開発調製された国際的標準MMMFをラット肺胞マクロファージ(AM)と培養してその毒性を評価した。培養AMに添加したMMMFはアスベストと同様に一酸化窒素合成酵素(iNOS)を誘導して一酸化窒素(NO)産生を増加させ、かつ活性酸素であるスーパーオキシドアニオン(0_2-)産生をも増加させた。この結果はNOとO_2-によるパーオキシナイトライト(ONOO-)の形成とその分解による極めて有害な遊離基、・OHの発生を強く示唆した。さらに、NOは0_2-のみならず、mM濃度で細胞内に存在する還元型グルタチオン(GSH)消費してニトロソグルタチオン(GS-NO)を容易に形成する。それに伴って酸化的ストレスが増強され、細胞・組織が障害される可能性がある。そこでAMをMMMFと培養して、GS-NO形成の有無を調べた。その結果、AMとMMMFやアスベストとの培養ではGS-NO形成は検出可能であったが、有意に増加しなかった。他方、大量のNOを生成させる細菌性エンドトキシン(LPS)の存在下ではGS-NO形成は明らかに有意な増加を示した。細胞内のGSH濃度は細胞外のそれに比べはるかに高いが、GS-NO濃度は逆に細胞内よりも細胞外液、すなわちMMMFと培養したAM層よりも、専らconditioned medium中に検出された。このことは細胞内GSHはニトロソ化されると酸化型グルタチオン(GSSG)と同様に細胞外に分布することを明らかにした。また、アスベストやMMMFによるAMのiNOS誘導とNO産生ではGSH減少・枯渇するほどにGS-NO形成は増加せず、それによる酸化的ストレスの増強や細胞・組織障害も容易に惹起されないことが示唆された。アスベストは塵肺及び呼吸器悪性腫瘍を起こすため、その代替として種々の人造鉱物繊維(MMMF)が広く大量に多くの産業およびその生産物に用いられている。しかし、呼吸器に吸入されたMMMFも呼吸器に有害であるとする報告があり、その毒性に関して多くの疑問が残されたままである。肺は吸入された有害外来物質の直接曝露をうける第一防御線として多数の肺胞マクロファージ(AM)を備えている。アスベストは試験管内および肺においてAMと反応して一酸化窒素産生酵素(NOS)を誘導して、有害な遊離基である一酸化窒素(NO)を大量に産生することをすでに明らかにし、学術誌に発表してきた。今回は日本繊維物質研究協議会が国際的に標準MMMFとして調製したアスベスト代替繊維を用いて実験・研究を行った。これら標準MMMFのうち、セラミック繊維はAMと反応してNO産生を有意に増加させることを明らかにした。さらに一般的に多く用いられているガラス繊維、ロックウ-ル、セラミック繊維は現在も使用を認められているクリソタイルアスベストと同様に、AMと反応して活性酸素であるスーパーオキサイド(O_<2->)の産生を有意に増加されることを明らかにした。

このように、アスベストと同様にMMMFはNOとO_<2->を同時に産生すること、これらの産生は生体にとって更に有害と考えられるパーオキシナイトライト(ONOO-)を形成し、分解して細胞・組織傷害を起こすことが明らかな遊離基、OHが生じる可能性があることを明らかにした。以上からアスベスト代替品のMMMFも呼吸器に有害である可能性を示した。塵肺症や呼吸器悪性腫瘍の原因となるアスベスト繊維に替わって、人工鉱物繊維(MMMF)が多くの産業やその製品に多量使用されている。多くの研究は呼吸器に吸入されたMMMFは有害性であると指摘している。しかし、この有害作用機作はアスベストの場合と同様に不明な部分が多い。毒性評価実験のために我が国で開発調製された国際的標準MMMFをラット肺胞マクロファージ(AM)と培養してその毒性を評価した。培養AMに添加したMMMFはアスベストと同様に一酸化窒素合成酵素(iNOS)を誘導して一酸化窒素(NO)産生を増加させ、かつ活性酸素であるスーパーオキシドアニオン(O_2-)産生をも増加させた。この結果はNOとO_2-によるパーオキシナイトライト(ONOO-)の形成とその分解による極めて有害な遊離基、・OHの発生を強く示唆した。さらに、NOはO_2-のみならず、mM濃度で細胞内に存在する還元型グルタチオン(GSH)消費してニトロソグルタチオン(GS-NO)を容易に形成する。それに伴って酸化的ストレスが増強され、細胞・組織が障害される可能性がある。そこでAMをMMMFと培養して、GS-NO形成の有無を調べた。その結果、AMとMMMFやアスベストとの培養ではGS-NO形成は検出可能であったが、有意に増加しなかった。他方、大量のNOを生成させる細菌性エンドトキシン(LPS)の存在下ではGS-NO形成は明らかに有意な増加を示した。細胞内のGSH濃度は細胞外のそれに比べはるかに高いが、GS-NO濃度は逆に細胞内よりも細胞外液、すなわちMMMFと培養したAM層よりも、専らconditioned medium中に検出された。このことは細胞内GSHはニトロソ化されると酸化型グルタチオン(GSSG)と同様に細胞外に分布することを明らかにした。また、アスベストやMMMFによるAMのiNOS誘導とNO産生ではGSH減少・枯渇するほどにGS-NO形成は増加せず、それによる酸化的ストレスの増強や細胞・組織障害も容易に惹起されないことが示唆された。
溶液成分を知覚し、その化学エネルギーにて自立的拍動輸送を行う送液チューブシステム

血糖成分であるグルコースを対象として、その化学エネルギーを力学エネルギーに変換する減圧素子を構築し、その減圧素子と逆止弁などを組み込んだ反応セルを構築し、グルコース溶液自身を自立的に送液するシステムを構築した。構築した減圧素子は、グルコース濃度に応じた減圧特性を示し、付加したグルコースの化学エネルギーを機械エネルギーに直接的に変換することに成功した。また開発した送液システムにおいて、そのグルコース溶液自身を自立的に送液(約25μl/分)することが可能であった。平成21年度では、まずGOD酵素膜を隔膜として減圧デバイスを構築し、本デバイスの能動的な減圧特性を調べた。GOD酵素は生化学分析に用いられる一般的なタンパク質で、常温にてグルコースの酸化反応を行うことができる。グルコースの酸化反応において酸素を消費して、gluconic acidと過酸化水素を生成する。無機触媒では高温条件での反応が一般的であるのに対して、生体触媒では生体内の円滑な反応を行うことから、常温での触媒反応が可能で、特にGODは触媒反応の比活性が数百U/mgと際立って高く、グルコース分子の存在下で急速な触媒反応にて、大量に酸素を消費する。このGODによる高い触媒反応にて酸素ガスまでも消費することで、密閉セル内での減圧が可能となる。そこで、減圧システムでは、GOD酵素の固定化膜(GOD膜)を隔膜とし、セルの下部にグルコース溶液を送液し、セル上部に大気(もしくは酸素ガス)を充填して作製した。実際には、まずGOD酵素を親水性の多孔質膜に固定化したGOD酵素膜を、購入済のフロー型透析セル(FA-10)の隔膜として挟み込む。次に、作製したフロー透析セルの下部に、濃度の異なるグルコース溶液を送液する。また新規導入した「高感度デジタル微差圧計(0±5kPa,±0.5%FS)」を上部セルに組み込むことで、セル内の減圧変化をモニタリングし、応答性やグルコース濃度に対する特性変化を調べた。実験の結果、セル下部にグルコース溶液を送液することで、上部セルの減圧が確認され、グルコース濃度に応じた減圧速度が得られた。本結果は、化学成分を認識してそのエネルギーを利用し減圧を導く、新規な化学-力学変換素子であり、本研究「自立的拍動輸送を行う送液チューブシステム」の可能性を強く示唆する成果である。22年度では、前年度に得られた減圧特性の結果を踏まえ、減圧にて自立的に拍動するアクチュエータ・セルを構築した。これまでに、GOD酵素膜を隔膜として減圧デバイスを構築し、本デバイスの能動的な減圧特性を調べたところ、セル下部にグルコース溶液を送液することで、上部セルの減圧が確認され、グルコース濃度に応じた減圧速度が得られ、化学成分を認識してそのエネルギーを利用し減圧を導く、新規な化学-力学変換素子であることが示された。そこでこの機構をもとに自立的には駆動するアクチュエータの作製を進めた。新規のアクチュエータ・セルにはGOD膜のほか、減圧により変形するダイアフラム、3個の逆止弁を取り付けた。これらにより、酵素反応での減圧にて溶液自体をセル内部に流入させ、減圧が一定圧に達すると3つの逆止弁を開閉することで、セル内部の溶液が送液された。これにより溶液の化学エネルギーを利用し、拍動による断続的な送液が可能となる。開発では、GOD酵素膜及び可変ダイアフラムをセル内に一体化するために、(b)「セル作製用レーザー加工機」を導入し、セル上部と下部をプラスチック母材より加工成形すると共に、酵素膜の減圧による変形を抑える「メッシュ板」、可変ダイアフラムの過剰変形を抑制する「押さえ板」などを「レーザー加工機」にて作製した。また低圧で駆動する3個の逆止弁も高分子膜で作製し、セルへの一体成形を図った。作製したアクチュエータ・セルについて、特性評価の実験系を構築し送液性能を調べたところ、自立的な拍動による溶液輸送が可能であった。23年度では、まず前年度に作製したアクチュエータ・セルについて、特性を評価した。本システムでは、下部セルにグルコース溶液を送液することで酵素反応により上部セルの酸素が消費され、減圧に伴いポリウレタンゴムが変形し、グルコース溶液が下部セルに流入する。次いでポンプ上部セルの内圧を解放するとゴムシート形状が回復し、弁を制御することでグルコース溶液を自立的に吐出する。この一連の駆動機序をポンプ上部セルの内圧変化とブドウ糖溶液(100.0mmol/l)の送液量を経時計測することで評価した。その結果、圧力制御システムにより、グルコースの付加による圧力減少が観察され、グルコース濃度と圧力減少速度との間に高い線形性が確認され、グルコース濃度による圧力制御が可能であった。

そして作製したセルのポンプ特性を送液したグルコース溶液量と、上部セル内の差圧の時間変化として示したところ、グルコースの付加によりセル内の差圧が下降し、6分後に圧力解放することで差圧がゼロに戻り、ゴムシート変形分のグルコース溶液を吐出(約25μl/分)することができた。つまり開発したセルシステムでは、付加したグルコースの化学エネルギーを機械エネルギーに直接的に変換し、グルコース溶液自身を自立的に送液することが可能であった。さらに本年度において、開発したシステムをチューブ形状とし、チューブ型アクチュエータへの改良を進めた。つまりプラスチックのセルではなく、本当の血管のように柔軟性に優れたチューブにて送液を試みるため、酵素膜についてはこれまでの平らな膜ではなく、チューブ形状などの3次元構造物にGOD酵素膜作製を、タンパク質コーターを用いて実施した。しかしながらチューブ材への酵素の均一固定は可能であるものの、グルコース溶液の送液により、チューブ膜が膨潤し変形することで、エネルギー変換に必要な十分な減圧力が得られなかった。
アイヌ-和人の民族関係史に関する文化人類学的再構築

本研究は、アイヌ-和人の民族関係史について文化人類学の観点から再構築を企図したものである。そのため、言論・社会運動、アイヌ文化研究、およびメディアの表象という3つの側面から、近・現代日本においてアイヌ・和人の双方に形作られてきた自己/他者認識の相互作用を主要な焦点と位置付け、それらの歴史的な展開相について批判的に検討するとともに、こうした問題系をアイヌをめぐる〈近代〉に対する実践的アプローチへと接合するために必要な基礎的情報の整備を行った1)思想としての〈アイヌ〉:木名瀬(研究代表者)は前年度に続き作家・鳩沢佐美夫関連資料の整理・体系化、とくに本年度は書簡等に基づくライフヒストリーの再検討を行った。ウィンチェスター(研究協力者)は、思想および政治状況の中での近現代アイヌの著述家たちの言説を引き続き分析した。2)アイヌ文化研究史:木名瀬は1950年代の「アイヌ民族綜合調査」に関し学史的観点から検討。とくに社会人類学研究の中心を担った泉靖一の調査について、国立民族学博物館所蔵フィールドノートの解読に基づき再検討を行った。山崎(連携研究者)は前年度から継続している文献調査に加え、現在活動中のアイヌ工芸家たちからの聞き取り調査を実施し、伝統工芸の現代への継承のあり方について検討した。坂田(連携研究者)はアイヌ口承文学におけるモチーフ・話型の調査・分析を前年度に引き続いて行い、これらとアイヌの歴史認識との関連についてのケーススタディを深化させた。3)大衆メディアと知:長岡(研究協力者)は前年度に引き続き戦後のNHKにおいて制作されたアイヌ関連番組の比較検討を通じテレビのアイヌ表象についての考察を発展させた。喜多(研究協力者)は「北海道文学論」の言説分析を通じた「北海道」の自己表象の構成過程についての検討を引き続き行った。12月には国立民族学博物館で研究会を開催、同館で10月から3年半計画で開始した共同研究についての概要を齋藤玲子助教からレクチャーしてもらい、本研究との関連を検討するとともに、本研究をさらに発展的な課題に接続させるための方策について総括討論を行った。なお、昨年度末の時点では、上記1)3)のメンバーが執筆した論文集の出版を目指していたが、その後出版社との交渉を含め計画の再構築が必要となったため、成果報告集の刊行を平成25年度中に先行させ、それを土台とした図書の刊行を改めて期すこととなった。そのため、言論・社会運動、アイヌ文化研究、およびメディアの表象という3つの側面から、近・現代日本においてアイヌ・和人の双方に形作られてきた自己/他者認識の相互作用を主要な焦点と位置付け、それらの歴史的な展開相について批判的に検討するとともに、こうした問題系をアイヌをめぐる〈近代〉に対する実践的アプローチへと接合するために必要な基礎的情報の整備を行った1)思想としての〈アイヌ〉:木名瀬(研究代表者)は、以前から整理を手掛けてきた作家・鳩沢佐美夫の関連資料についての精査・体系化を進め、未公刊資料の活字化作業を行うとともに、それを戦後のアイヌをめぐる言論・社会運動史のなかに位置付けて考察した。また、平取町紫雲古津のアイヌコタンで日蓮宗により1946年頃から行われてきた祭祀の参与的調査を行った。ウィンチェスター(研究協力者)は、1970年代前半に活動した佐々木昌雄の論考について、現代思想およびアイヌをめぐる近年の政治状況という文脈の中で評価し、近代という時代における差別の役割を考える上で洞察力に富んだ視点を提供していることを明らかにした。2)アイヌ文化研究史:坂田(連携研究者)は、アイヌ口承文学における頻出モチーフ・話型の調査・分析を行い、頻出モチーフ・話型が物語解釈上およびアイヌの歴史認識を理解する上で重要な観点を提起していることを明らかにした。山崎(連携研究者)は、柳宗悦の著作群から「アイヌ」に対する眼差しを検討するとともに、北海道における民芸運動に注目し、「民芸」という思想が、現代につながるアイヌ物質文化に与えた影響について予備的調査をおこなった。3)大衆メディアと知:長岡(研究協力者)は、戦後のNHKにおいて制作・放送された代表的なアイヌ関連番組を取り上げ、その比較検討を通じて「テレビはアイヌをどう描いてきたか」を考察した。喜多(研究協力者)は、昭和20年代の「北海道文学論」の言説分析を行い、「北海道」の自己表象の構成過程に見られる「北海道」とアメリカ・ヨーロッパ・アイヌとの関係性について検討した。また、3月には、作家・向井豊昭と「アイヌ文学」をめぐる論考を書き進めている著述家の岡和田晃氏を招き研究会を行った。上記1)3)のメンバーが執筆した論文集が、御茶の水書房から刊行される(現在、校正中)。申請時の計画において研究の全体を構成するとした3つのテーマ(「思想としての〈アイヌ〉」「アイヌ文化研究史」「大衆メディアと知」)に関して、いずれも基礎的情報の体系的整備を中心に進めた。連携研究者・研究協力者がそれぞれのテーマに関して現時点で提示しうる情報については論文の形で提出され、すでに図書として公刊可能な水準に達している。メンバーの全員参加による研究会は3月に1度東京で実施したにとどまったが、次年度はその回数を増やし、相互の連携をより深めていくことが必要である。総合的な分析によって論点を明確化し、実証・理論の両面における全体像の剔出に力を注ぐ。

ワークショップなどを通じて研究成果の社会的還元を図るとともに、本課題終了後にはさらにテーマを拡大・深化させた新たな研究プロジェクトへと発展させることを前提として、内容的な厚みを蓄積するとともに、必要な課題と方策を検討する。テーマ毎の具体的な内容は以下の通り。1)思想としての〈アイヌ〉:アイヌの日本における〈近代〉との葛藤という視点から、それが現在の日本社会との間に持つ連続/不連続面について、社会運動の展開など実践的なコンテクストを踏まえてさらに掘り下げる。いわゆる「アイヌ問題」の外延に位置する種々の運動や政策による動向をも視野に入れつつ、近年の理論的な文化研究がアプローチしているようなグローバルな思想課題と切り結ぶような形でこれらの問題を再定位する。2)アイヌ文化研究史:口承文学研究・物質文化研究ともに、和人の研究者を中心とした言説の系譜とアイヌによる実践とを相互関係のなかに置き、その結果として生み出されてきた「アイヌ口承文学」や「アイヌ工芸」の意味を検討する。また、それがアイヌをめぐる歴史研究や文化研究一般のなかに援用される仕方を分析することで、アカデミズムにおける公式的なアイヌ・イメージおよびアイヌー和人関係のイメージがどのように作られてきたかについて明らかにし、媒介としてのアイヌ文化研究のあり方について理論的考察を深化させる。3)大衆メディアと知:大衆メディアを通じたアイヌと北海道の表象について、戦後期の社会的動向と関連付けながら、作品表現の内容読解により踏み込んだ精緻な分析を行うとともに、1)で検討されるアイヌによる諸言説や2)で検討される学知との相互関係について考察する。物品費の主な用途は、アイヌ研究関連図書。基礎資料の収集は次年度も継続して行う。本研究課題において設備備品としての機器購入は必要ないので計上しない。旅費は、研究会およびワークショップの開催(計4回を予定)、さらには北海道でのフィールドワークと文書資料調査のための出張に使用する。連携研究者2名および研究協力者3名の分も併せて計上する。謝金については、聞き取り調査対象者および研究会のゲストスピーカーによる専門知識提供への対価として計上する。その他、文献複写費、通信費、会議費等を計上する。また、次年度が最終年度であるため、ワークショップ等を通じて研究成果を社会的に還元するための費用として成果公開費を計上する。
デスモソーム異常に起因する自己免疫性および遺伝性皮膚疾患の病因解明

デスモコリン1-3の有核細胞発現cDNAクローンをCOS-7細胞に発現させ、蛍光抗体法で観察し、デスモコリン1-3に反応するIgAを有する天疱瘡があることを示した。IgA天疱瘡にはIEN型とSPD型があるが、免疫電顕を用いた検索により、SPD型のIgA天疱瘡のIgAは、デスモソーム部に反応するのに対して、IEN型は、デスモソーム部以外の細胞膜に反応することが判明した。また、IgG/IgA天疱瘡では、多くの血清が、デスモグレイン1/3とデスモコリン1に反応性し、免疫電顕でも、デスモソーム部に反応することが示された。基底層直上に棘融解性の水庖形成を認める大家系から、ゲノムDNAを得て、デスモグレイン3の遺伝子異常を考えて、変異の検索をしたが、検出できなかった。その後の検索で、この家系では、ダリエー病の原因である、SERCA2をコードするATP2A2遺伝子の変異が検出された。表皮の最上層で皮膚剥離を示す1症例では、デスモソームの異常による可能性が考えられたが、各種の遺伝子検索で、表皮上層に発現するケラチン1遺伝子の最もC末端側にヘテロの遺伝子変異を検出した。デスモソーム部に存在するエンボプラキン、ペリプラキンの各種のリコンビナント蛋白を作成し、多くの腫瘍随伴性天疱瘡血清が、これらのリコンビナント蛋白に反応することが示された。私共は、デスモヨーキンのノックアウトマウス作成に成功した。誕生したノックアウトマウスの皮膚を形態学的、細胞生物学的な手法で検索し、デスモヨーキンの表皮細胞接着に及ぼす影響を生体内で観察したが、はっきりした異常は見られなかった。さらに、そのマウスから得たケラチノサイトを細胞培養し、その細胞を用いてデスモヨーキンの表皮細胞接着に及ぼす影響を細胞レベルで検討したが異常は見られなかったデスモコリン1-3の有核細胞発現cDNAクローンをCOS-7細胞に発現させ、蛍光抗体法で観察し、デスモコリン1-3に反応するIgAを有する天疱瘡があることを示した。さらに、そのマウスから得たケラチノサイトを細胞培養し、その細胞を用いてデスモヨーキンの表皮細胞接着に及ぼす影響を細胞レベルで検討したが異常は見られなかったプラコフィリン1に関しては、skin fragility-ectodermal dysplasia syndromeにおいてプフコフィリン1の遺伝子異常を見いだすことが証明されている。今回は、さらに多くのskin fragility-ectodermal dysplasia syndromeの家系を検索し、その遺伝子変異を同定し、Genotypeとphenotypeに関連があることを見いだした。デスモコリンに関してはIgA天庖瘡においてSPD型の抗原がデスモコリンであることを見いだした。さらに、免疫電顕を用いた検討から、SPD型の血清がデスモソーム部に反応するのに対して、IEN型は、非デスモソーム部に反応することを見いだし、IEN型の自己抗原がデスモソーム蛋白ではない可能性を証明した。エンボプラキン・ペリプラキンに関してはエンボプラキンおよびペリプラキンにcDNAを有核細胞発現系ベクターに組み込み、これらを培養表皮ケラチノサイトにトランスフェクトし、その動態を共焦点レーザー顕微鏡にて検討することにより両蛋白のケラチン中間径線維と結合することを見いだした。さらに、エンボプラキンおよびペリプラキンのリコンビナント蛋白を用いて腫瘍随伴性天庖瘡患者血清の反応を観察し、患者血中の抗エンボプラキンおよびペリプラキン自己抗体の反応を確認した。デスモヨーキンに関しては、すでに作成したデスモヨーキンノックアウトマウスを用いて、その形態学的観察および細胞接着能の検討からデスモヨーキンの細胞接着における重要性を検討した。その結果、デスモヨーキンノックアウトマウスは特別なphenotypeを示さず、光顕レベル、電顕レベルで、デスモソームの異常を見いださなかった。この事実は、デスモヨーキンのみの欠損ではデスモソームの大きな変化を引き起こさないことを示すものであった。

私共は既に、エンボプラキンは直接、また、ペリプラキンはエンボプラキンを介して間接的にケラチン中間径線維に結合することを示した。今回、多数の腫瘍随伴性天疱瘡患者血清の皮応をpost embedding免疫電顕で観察した。その結果、腫瘍随伴性天疱瘡患者血清はデスモソーム部の細胞間には強い反応が見られず、ケラチン中間径線維に強い反応を示した。この結果は、エンボプラキンとペリプラキンの分布をさらに確認するものと考えられた。デスモヨーキンのノックアウトマウスを用いた検討で、デスモヨーキンの中央部とC末端部に対する抗体を作成してその反応性を検討したが、デスモヨーキンは完全に消失していた。しかし、臨床的には水疱を作らず、電顕学的検索でも、デスモソームの異常を認めなかったため、デスモヨーキンは直接デスモソームの接着に関与していないことが示唆された。さらに、デスモヨーキンは癌抑制遺伝子であることが示唆されていたが、長期の観察と発ガン物質の塗布による実験では、腫瘍の発現は見られなかった。1例の先天性表皮水疱症患者で、尋常性天疱瘡類似の表皮基底層直上に、棘融解性水疱の形成を認めたため、尋常性天疱瘡の自己抗原であるデスモグレイン3の遺伝子異常が疑われた。デスモグレイン3の全遺伝子の解析で変異が見つからないためデスモグレイン3の異常ではないと考えられた。代わりに、表皮基底層に発現するケラチン5の遺伝子に変異を検出したため、この水疱形成は、ケラチン5がデスモソームに接着する機構に異常があることが示唆された。IgA天疱瘡のうち、以前、私共は、SPD型の自己抗原はデスモソームカドヘリンの一種のデスモコリン1であることを示したが、IEN型の抗原は未同定である。今回は、postembedding免疫電顕を用いた検索で、IEM型のIgA天疱瘡の抗原はデスモソーム以外の部位に存在することを示した。デスモヨーキンのノックアウトマウスを用いた検討で、臨床的に水疱を作らず、電顕学的にもデスモソームの異常を認めなかったため、デスモヨーキンは直接デスモソームの接着に関与していないことが示唆された。さらに、デスモヨーキンのノックアウトES細胞を検討したが、正常な分化をしめした。また、エンボプラキンは直接、また、ペリプラキンはエンボプラキンを介して間接的にケラチン中間径線維に結合することを示した。デスモグレイン3の全遺伝子の解析で変異が見つからなかった。postembedding免疫電顕を用いた検索で、IEN型のIgA天疱瘡の抗原はデスモソーム以外の部位に存在することを示した。多数の腫瘍随伴性天疱瘡患者血清の反応をpostembedding免疫電顕で観察した結果、腫瘍随伴性天疱瘡患者血清はデスモソーム部の細胞間には強い反応が見られず、ケラチン中間径線維に強い反応を示した。1例の腫瘍随伴性天疱瘡の経過中に、免疫ブロット法でペリプラキンとエンボプラキン陽性反応が消失し、蛍光抗体法でラット膀胱移行上皮への反応も消失し、ELISA法で抗デスモグレイン3抗体が上昇した。
新しい生物素材としてのペルオキシゲナーゼP450

過酸化水素を特異的且つ非常に効率よく利用し、脂肪酸のカルボキシル基近くの炭素原子(α位又はβ位)に過酸化水素の酸素原子を導入する、Bacillus subtilis由来のシトクロムP450(P450_<BSβ>について、その反応機構と動的構造の関連を明らかにする事を目的として研究を行った。この酵素(鉄三価)の基質(パルミチン酸)結合型の単結晶を得る事に成功し、さらに結晶構造を明らかにした。この構造を基に、いくつかの変異体を作成し、それらの活性測定や分光測定を行った。これらの結果を基に、酵素反応における活性中心近傍のいくつかのアミノ酸残基の役割(基質認識、触媒基、反応部位認識など)を明らかにした。その上で、本酵素による脂肪酸水酸化の分子機構を提案した。基質認識機構をより詳細に明らかにするために、基質の結合していない酵素の結晶化を目指し、その精製法(ゲル濾過による持ち込みの基質除去、過酸化水素との反応により生成物として除去する)を検討した。しかし、基質非結合型酵素の結晶は得られなかった。また、鉄に結合した配位子と基質との相互作用を調べる目的で、基質結合型Fe^<3+>酵素の結晶を、窒素雰囲気下、母液中でNa_2S_2O_4により還元した後に一酸化炭素(CO)をソーキングして、Fe^<2+>CO型酵素を調製しその構造解析を行った。COが鉄に結合する事により、Phe79が動いたが、それ以外には基質、ヘリックスなどの移動は見られなかった。以上の結果を基に、酵素反応中間体結晶構造解析を目指し、結晶中でFe^<2+>O_2型酵素の生成を試みた。顕微分光解析では部分的ではあるが酸素化型の精製は確認できた。過酸化水素を基質とするヘム酵素の反応機構に関して、比較考察した。脂肪酸水酸化ペルオキシゲナーゼP450_<BS_β>を、バイオセンサーやバイオリアクター等の生物素材として利用する為には、本酵素の反応機構を詳細に解明する必要がある。そこで我々は、ペルオキシダーゼの基質である、tetramethylbenzidine (TMB)を用いて、その反応機構を解析した。P450_<BS_β>は脂肪酸基質の非存在下では、過酸化水素を反応系に加えてもTMBを酸化することは出来なかったが、脂肪酸基質の共存下では、通常の脂肪酸水酸化反応のみならず、TMB酸化反応をも触媒した。既知のP450は、TMBの酸化の様なペルオキシダーゼ活性を示さない。そこでこの現象を更に詳しく調べる為に、速度論的解析を行った。その結果、脂肪酸水酸化反応とTMB酸化反応では同じ反応中間体が用いられることが示唆された。重要なことは、この反応中間体が脂肪酸が酵素に結合している時にのみ生じることであり、残念ながらその中間体を分光学的に捉える事には成功していないが、P450_<BS_β>の結晶構造解析からは、脂肪酸のカルボキシレートが、過酸化水素の開裂に重要であると考えて矛盾のない結果が得られている。そこでこのカルボキシレートと相互作用があることが既にわかっているArg242を、Lysに代えた変異酵素のペルオキシダーゼ活性について調べた。Arg242Lys変異体では、脂肪酸水酸化活性よりもTMB酸化活性が強かった。これはArgからLysの変化により、脂肪酸基質の位置が変化し、生じた高反応性酸素原子が脂肪酸を攻撃し難くなるためと推測された。更にこの変異酵素のペルオキシダーゼ活性は、脂肪酸基質の攻撃部位をD化する事によって一層強調され、ほとんどペルオキシダーゼ活性のみを示すまでとなった。

即ち、完全では無いにしろオキシゲナーゼをペルオキシダーゼに改変する事が出来たのである。これらの結果から導ける重要な事柄のひとつは、オキシゲナーゼであるP450と西洋わさびのペルオキシダーゼの反応の違いが、従来考えられてきた様にそれらの第5配位子に依存するよりは、ヘム遠位の構造と、そこにどの様な基質が結合しうるかという点にあることが強く示唆される事である。過酸化水素を特異的且つ非常に効率よく利用し、脂肪酸のカルボキシル基近くの炭素原子(α位又はβ位)に過酸化水素の酸素原子を導入する、Bacillus subtilis由来のシトクロムP450(P450_<BSβ>)について、その反応機構と動的構造の関連を明らかにする事を目的としている。すでに、この酵素(鉄三価)の基質(パルミチン酸)結合型の結晶構造を明らかにしているので(JBC,278,9761-9767(2003))、基質認識機構解明のために、基質の結合していない酵素の結晶化を目指し、その精製法を検討した。また、基質認識に関与していると考えられる活性部位近傍のアミノ酸残基を、他のアミノ酸に置換したいくつかの変異体(R242K、R242A、F74L、V170F、F74L/V170F)、の発現系を調製し、それらの精製も試みた。さらに、鉄に結合した配位子と基質との相互作用を調べる目的で、基質結合型Fe^<3+>酵素の結晶を、窒素雰囲気下、母液中でNa_2S_2O_4により還元した後に一酸化炭素(CO)をソーキングして、Fe^<2+>CO型酵素の生成を試みたが、その生成は確認できなかった。同様に、酵素反応中間体結晶の生成を目指し、Fe^<3+>酵素の結晶と過酸化水素との反応を試みたが、これも期待した成果は得られなかった。そこで、結晶中でFe^<2+>O_2型酵素を生成させ、クライオ条件下でのX線還元(Cryo-radiolysis)により反応中間体結晶を調製する為の準備を開始した。過酸化水素を特異的且つ非常に効率よく利用し、脂肪酸のカルボキシル基近くの炭素原子(α位又はβ位)に過酸化水素の酸素原子を導入する、Bacillus subtilis由来のシトクロムP450(P450_<BSb>)について、その反応機構と動的構造の関連を明らかにする事を目的としている。ゲル濾過による持ち込みの基質除去、過酸化水素との反応により生成物として除去するなどの方法を試みた。また、鉄に結合した配位子と基質との相互作用を調べる目的で、基質結合型Fe^<3+>酵素の結晶を、窒素雰囲気下、母液中でNa_2S_2O_4により還元した後に一酸化炭素(CO)をソーキングして、Fe^<2+>CO型酵素を調製しその構造解析を行った。COが鉄に結合する事により、Phe79が動いたが、それ以外には基質、ヘリックスなどの移動は見られなかった。以上の結果を基に、酵素反応中間体結晶構造解析を目指し、結晶中でFe^<2+>O_2型酵素の生成を試みた。顕微分光解析では部分的ではあるが酸素化型の精製は確認できた。過酸化水素を基質とするヘム酵素の反応機構に関して、比較考察した。
昨年度は,過渡分子種を超高感度・超高速で検出する「ピコ秒時間分解表面増強ラマン分光法」を開拓するために,まず分光測定や試料調製のための最適条件を探索した.「ピコ秒時間分解表面増強ラマン分光法」の分光計測部には,研究代表者の研究室で開発中および既設のピコ秒時間分解ラマン分光計を用いた.開発中のピコ秒時間分解ラマン分光計では,安定性に優れたフェムト秒レーザー増幅器の出力光パルスを狭帯域化してピコ秒パルスに変換し,このピコ秒光パルスをラマン分光測定のプローブ光とした.この分光計に本補助金で購入した光パラメトリック増幅器を組み込んで,その連続可変の出力を時間分解ラマン分光測定時のポンプ光として利用した.本年度は,2台のピコ秒時間分解ラマン分光計を利用して,ピコ秒時間分解表面増強ラマンスペクトルの測定を試みた.表面増強ラマン効果を利用した時間分解測定に適した試料調製法を探索した.まず,時間分解ラマン分光計の循環型試料セルでの測定に適した金属コロイドと試料分子の調整法を試した.試料分子として,1,2-ジ(4-ピリジル)エチレン(BPE)などを試みた.プローブ光のみでBPEの基底状態の表面増強ラマンスペクトルを測定して,表面増強効果が最大になるような銀および金コロイドの生成条件を調べた.コロイド生成の際に界面活性剤やポリマーを添加して,パルスレーザーの照射にも耐えうるコロイドを調製した.次に,ポンプ光を照射して試料の電子励起状態を生成させた.励起状態での試料分子の時間挙動を測定するために,既設のフェムト秒時間分解可視・近赤外吸収分光計やピコ秒時間分解けい光分光計を利用した.電子励起状態を効率よく生成させるために励起条件を最適化した後に,ポンプ光とプローブ光を適切な時間遅延とともに照射して時間分解ラマンスペクトルを測定した.研究代表者らは,昨年度新たなピコ秒時間分解ラマン分光計を製作した.このピコ秒時間分解ラマン分光計の特徴は,ピコ秒光源よりも安定した出力を期待できるフェムト光源を利用することにある.この方式のピコ秒時間分解ラマン分光計は,研究代表者の知る限り世界で他に例がない.再生増幅されたチタンサファイアレーザーの出力(100 fs, 1 kHz)を従来法よりも簡潔な方法でピコ秒パルスに変換したことによって,プローブ光の出力安定性が従来用いていたピコ秒時間分解ラマン分光計と比べて約10倍改善した.さらに,フェムト秒パルスを変換して得たピコ秒のポンプ光のエネルギー幅と時間幅の積は,フーリエ変換限界での値の1.3倍まで近づいた.この新たな時間分解ラマン分光計を使って最低励起1重項状態のtrans-スチルベンの指紋領域の時間分解ラマンスペクトルを測定したところ,良質のスペクトルを得ることに成功した.これらの成果は,短寿命種を対象として時間分解ラマンスペクトルを測定する研究者にとって大きな朗報である.表面増強ラマン散乱スペクトルの測定の際に用いる金属ナノ粒子は,パルスレーザー光の照射によって損傷あるいは分解する場合が多い.これは,パルスレーザーを用いて測定することが不可避である時間分解ラマン分光法と表面増強ラマン分光法とを融合する際に必ず解決しなければならない問題である.研究代表者らは,金属ナノ粒子の表面を有機分子でコートすることによって,パルスレーザーの照射による金属ナノ粒子の損傷あるいは分解を避ける方法を見出した.これによって,表面増強ラマン散乱スペクトルのピコ秒時間分解測定の実現にむけて大きく前進することができた.これは,上述の新たな原理に基づくピコ秒時間分解ラマン分光計の開発とあわせて,大きな研究成果である.研究代表者らは,昨年度,本補助金で購入した光パラメトリック増幅器を利用して新たにピコ秒時間分解ラマン分光計を製作した.この分光計では,フェムト秒レーザーからの出力を光源として用いており,従来のピコ秒光源を利用した時間分解分光計よりも安定性に優れている.今後は,新たなピコ秒時間分解ラマン分光計と既設のピコ秒時間分解ラマン分光計の両方を用いて,短寿命の過渡分子種を超高感度・超高速で検出する分光法の実現をめざす.時間分解ラマン分光測定のためには,対象の過渡分子種の電子スペクトルを時間分解測定する必要がある.この目的のためには,既設のフェムト秒時間分解紫外可視分光計およびフェムト秒時間分解近赤外分光計を用いる.短寿命分子種の電子状態の測定のためには,既設のピコ秒時間分解けい光分光計も利用する.研究代表者らは,昨年度,1,2-ジ(4-ピリジル)エチレン(BPE)の電子励起状態のラマンスペクトルを高感度で時間分解測定することに成功した.今年度も,BPEを対象にして,表面増強効果を用いたピコ秒時間分解ラマンスペクトルの測定を続けて,より一層の高感度を実現するための条件を検討する.このために,金属ナノ粒子の作成法(後述)やレーザーの出力光の波長を変えながら分光測定を行う.これと同時に,測定対象となる新たな過渡分子種の探索を続ける.昨年度の光パラメトリック増幅器の導入によって,これまで利用できなかった波長のポンプ光を利用することが可能になった.新たな測定対象としては,オリゴチオフェンなどを検討する.昨年度に引き続いて,表面増強効果をもたらす金属ナノ粒子として金および銀のナノ粒子を利用する.これら試料に光パルスを試料に照射したときの損傷を低減するために,金属ナノ粒子の表面をポリマーで修飾する.
基板上に保持された金および銀のナノ粒子を利用したSERS測定も継続する.昨年度は,過渡分子種を超高感度・超高速で検出する「ピコ秒時間分解表面増強ラマン分光法」を開拓するために,まず分光測定や試料調製のための最適条件を探索した.「ピコ秒時間分解表面増強ラマン分光法」の分光計測部には,研究代表者の研究室で開発中および既設のピコ秒時間分解ラマン分光計を用いた.開発中のピコ秒時間分解ラマン分光計では,安定性に優れたフェムト秒レーザー増幅器の出力光パルスを狭帯域化してピコ秒パルスに変換し,このピコ秒光パルスをラマン分光測定のプローブ光とした.この分光計に本補助金で購入した光パラメトリック増幅器を組み込んで,その連続可変の出力を時間分解ラマン分光測定時のポンプ光として利用した.本年度は,2台のピコ秒時間分解ラマン分光計を利用して,ピコ秒時間分解表面増強ラマンスペクトルの測定を試みた.表面増強ラマン効果を利用した時間分解測定に適した試料調製法を探索した.まず,時間分解ラマン分光計の循環型試料セルでの測定に適した金属コロイドと試料分子の調整法を試した.試料分子として,1,2-ジ(4-ピリジル)エチレン(BPE)などを試みた.プローブ光のみでBPEの基底状態の表面増強ラマンスペクトルを測定して,表面増強効果が最大になるような銀および金コロイドの生成条件を調べた.コロイド生成の際に界面活性剤やポリマーを添加して,パルスレーザーの照射にも耐えうるコロイドを調製した.次に,ポンプ光を照射して試料の電子励起状態を生成させた.励起状態での試料分子の時間挙動を測定するために,既設のフェムト秒時間分解可視・近赤外吸収分光計やピコ秒時間分解けい光分光計を利用した.電子励起状態を効率よく生成させるために励起条件を最適化した後に,ポンプ光とプローブ光を適切な時間遅延とともに照射して時間分解ラマンスペクトルを測定した.研究代表者らは,昨年度新たなピコ秒時間分解ラマン分光計を製作した.このピコ秒時間分解ラマン分光計の特徴は,ピコ秒光源よりも安定した出力を期待できるフェムト光源を利用することにある.この方式のピコ秒時間分解ラマン分光計は,研究代表者の知る限り世界で他に例がない.再生増幅されたチタンサファイアレーザーの出力(100 fs, 1 kHz)を従来法よりも簡潔な方法でピコ秒パルスに変換したことによって,プローブ光の出力安定性が従来用いていたピコ秒時間分解ラマン分光計と比べて約10倍改善した.さらに,フェムト秒パルスを変換して得たピコ秒のポンプ光のエネルギー幅と時間幅の積は,フーリエ変換限界での値の1.3倍まで近づいた.この新たな時間分解ラマン分光計を使って最低励起1重項状態のtrans-スチルベンの指紋領域の時間分解ラマンスペクトルを測定したところ,良質のスペクトルを得ることに成功した.これらの成果は,短寿命種を対象として時間分解ラマンスペクトルを測定する研究者にとって大きな朗報である.表面増強ラマン散乱スペクトルの測定の際に用いる金属ナノ粒子は,パルスレーザー光の照射によって損傷あるいは分解する場合が多い.これは,パルスレーザーを用いて測定することが不可避である時間分解ラマン分光法と表面増強ラマン分光法とを融合する際に必ず解決しなければならない問題である.研究代表者らは,金属ナノ粒子の表面を有機分子でコートすることによって,パルスレーザーの照射による金属ナノ粒子の損傷あるいは分解を避ける方法を見出した.これによって,表面増強ラマン散乱スペクトルのピコ秒時間分解測定の実現にむけて大きく前進することができた.
実時間マルチランデブ機構を持つ時間制約付きLOTOSプログラムの分散実行系の構築

近年,計算機ネットワークの発展に伴い,並行分散システム向けの言語の開発とその効率の良い処理系の実現が望まれている.特に実時間システムの設計開発では,複数プロセス間での実時間マルチランデブ機構(指定された時刻に与えられた同期条件が成立するときのみ同期を行う機構)を実現できることが望ましい.時間制約付きLOTOS(E-LOTOS)は並行,選択,割込などの構文と実時間マルチランデブ機構を持つ分散システム用の仕様形式言語であり,現在ISOで標準化が進められている.このようなE-LOTOSプログラムから効率の良い目的コードを生成するためには,実時間マルチランデブのための効率の良いプロセス間通信機構や目的コード内での並列処理の高速化を効率よく行うためのマルチスレッド機構,時間制約通りに複数プロセスを動作させるための制御機構,I/O処理の高速化などが必要である.本研究では,同期動作の実行時刻の同報機構やデッドラインの早いプロセスを優先実行するようようなスケジューリングを行う実時間マルチスレッド機構を実装することにより,効率のよい目的コードを生成するE-LOTOSプログラムのコンパイラの開発を行った.また,マルチメディアQoS制御のプログラムなどの例題プログラムを作成し,その性能評価を行った.その結果,C言語で同様のプログラムを直接作成した場合の15%程度のオーバーヘッドでE-LOTOSプログラムを効率よく実行できること,実時間マルチランデブ機構をうまく利用することにより,C言語でQoS制御のプログラムを記述・修正する場合に比べ,作成したプログラムサイズや修正に要したプログラムサイズを半分程度にできることなどを確かめた.近年,計算機ネットワークの発展に伴い,並行分散システム向けの言語の開発とその効率の良い処理系の実現が望まれている.特に実時間システムの設計開発では,複数プロセス間での実時間マルチランデブ機構(指定された時刻に与えられた同期条件が成立するときのみ同期を行う機構)を実現できることが望ましい.時間制約付きLOTOS(E-LOTOS)は並行,選択,割込などの構文と実時間マルチランデブ機構を持つ分散システム用の仕様形式言語であり,現在ISOで標準化が進められている.このようなE-LOTOSプログラムから効率の良い目的コードを生成するためには,実時間マルチランデブのための効率の良いプロセス間通信機構や目的コード内での並列処理の高速化を効率よく行うためのマルチスレッド機構,時間制約通りに複数プロセスを動作させるための制御機構,I/O処理の高速化などが必要である.本研究では,同期動作の実行時刻の同報機構やデッドラインの早いプロセスを優先実行するようようなスケジューリングを行う実時間マルチスレッド機構を実装することにより,効率のよい目的コードを生成するE-LOTOSプログラムのコンパイラの開発を行った.また,マルチメディアQoS制御のプログラムなどの例題プログラムを作成し,その性能評価を行った.その結果,C言語で同様のプログラムを直接作成した場合の15%程度のオーバーヘッドでE-LOTOSプログラムを効率よく実行できること,実時間マルチランデブ機構をうまく利用することにより,C言語でQoS制御のプログラムを記述・修正する場合に比べ,作成したプログラムサイズや修正に要したプログラムサイズを半分程度にできることなどを確かめた.リアルタイム分散協調システムやネットワーク管理プログラムなどを簡潔に記述するには,プロセス間でのデータ受け渡しのみならず,指定された時刻に与えられた同期条件が成立するときのみ同期を行う機構(実時間マルチランデブ)を実現し,プロセス間の通信に関する記述を簡略化できることが望ましい.時間制約付きLOTOS(E-LOTOS)は並行,選択,割込などの構文と実時間マルチランデブ機構を持つ分散システム用の仕様形式言語である.本研究は,複数計算機間の実時間マルチランデブをサポートするE-LOTOSコンパイラを作成することを目的とする.E-LOTOSコンパイラ作成のためには,複数スレッド間でのCPU時間割り当てや時間割り込みを行うためのスケジューラ機能を持つ実時間マルチスレッド機構の構築と複数計算期間での効率の良い実時間マルチランデブ機構が必要である.本研究では,前者の目的のため,申請者らが構築したUNIX計算機上でのマルチスレッド機構PTLを実時間制約を取り扱えるよう機能拡張した.また,後者の目的のため,各計算機でのイベントの実行時刻の放送による同報通知などを用いて指定された時間内に同期条件を満足するプロセス群を効率よく決定する実時間マルチランデブ機構を考案した.さらに,それらに基づいた時間制約付きLOTOS(E-LOTOS)コンパイラを作成するための準備として,複数計算期間のマルチランデブをサポートするLOTOSコンパイラを作成した.近年,計算機ネットワークの発展に伴い,並行分散システム向けの言語の開発とその効率の良い処理系の実現が望まれている.特に実時間システムの設計開発では,複数プロセス間での実時間マルチランデブ機構(指定された時刻に与えられた同期条件が成立するときのみ同期を行う機構)を実現できることが望ましい.時間制約付きLOTUS(E-LOTOS)は並行,選択,割込などの構文と実時間マルチランデブ機構を持つ分散システム用の仕様形式言語であり,現在ISOで標準化が進められている.このようなE-LOTOSプログラムから効率の良い目的コードを生成するためには,実時間マルチランデブのための効率の良いプロセス間通信機構や目的コード内での並列処理の高速化を効率よく行うためのマルチスレッド機構,時間制約通りに複数プロセスを動作させるための制御機構,I/O処理の高速化などが必要である.本研究では,同期動作の実行時刻の同報機構やデッドラインの早いプロセスを優先実行するようようなスケジューリングを行う実時間マルチスレッド機構を実装することにより,効率のよい目的コードを生成するE-LOTOSプログラムのコンパイラの開発を行った.

また,マルチメディアQoS制御のプログラムなどの例題プログラムを作成し,その性能評価を行った.その結果,C言語で同様のプログラムを直接作成した場合の15%程度のオーバーヘッドでE-LOTUSプログラムを効率よく実行できること,実時間マルチランデブ機構をうまく利用することにより,C言語でQoS制御のプログラムを記述・修正する場合に比べ,作成したプログラムサイズや修正に要したプログラムサイズを半分程度にできることなどを確かめた.
高速スイッチング法による原始惑星系円盤の高分解能観測

この電波シーイングの劣化を補正する手法として、いくつかの方法が検討されている。本研究では、その中で最も確実と考えられている高速スイッチング法をNMAにおいて実現し、原子惑星系円盤の詳細な観測的研究を行うことを目的としている。本研究は、1998年度から3ヵ年で行った。初年度において、アンテナ性能の確認、NMAにおける観測手法の確立と制御ソフトウェアの改造を行い、さらに点状電波源を用いた試験観測を行った。1999年度には、試験観測の結果の解析を詳細に行い、高速スイッチング法の有効性と、野辺山での適用限界について明らかにした。2000年度には、この間行った原始惑星系円盤の高空間分解能観測の解析を行い、その物理的進化について議論を行った。本研究の結果、高速スイッチング法がNMAにおいてもある程度有効であることが確認出来、手法としての確立が出来た。しかし、一方で、条件によって、補正の効率がかなり変わることも明らかになり、基準天体などを使って、実効的なシーイングを確認する必要があることもわかった。また、本研究で実施した観測から、以下の事実が明らかになった。(1)星の進化に伴うディスクの温度低下傾向が再確認された。(2)(2)ディスク進化とダストオパシティの周波数依存性との間には明瞭な相関は見られない。(1),(2)の結果より以下の解釈が成り立つ。原始惑星系円盤は中心星が古典的Tタウリ型星から弱輝線Tタウリ型星へと進化する過程において質量降着率が低下するが、その期間内ではダスト沈澱、及びダスト成長の兆候は見られない。本年度は、高速スイッチング法のための基礎データを得るために、アンテナの主鏡部および架台部に各々40及び80点のセンサーを取り付け、温度特性についての基礎ナータ取得システムを構築し、実際に測定を行った。また、高周波で高速スイッチングを生かして観測がおこなえるように、230GHz受信機の性能をこれまでの100/150GHz帯受信機に匹敵するまでに向上させることに成功した(開口能率20%以下=>平均30%)。さらに、実際の観測システムの改造を加え、受信機バックエンドからのデータ取り込み速度を8秒から4秒に向上させた。これにより、高速スイッチングのアンテナの動きに追従してデータを取得できるようになった。これらの基礎開発を基にしながら、高速スイッチング試験が可能な、比較的強い連続波電波源ペアーを選びだし、数日に渡って試験観測を行った。その結果、サイクル時間が120秒という比較的ゆっくりした高速スイッチングでも、得られた電波源の画像のダイナミックレンジを2倍向上させることができることが明らかになった。実験では、サイクル時間60秒でのデータも取得し、更に近接した原始星の連星システムの観測も行い、2つの星が分離できるか、現在データを解析中である。大気モデルを仮定して、高速スイッチング法のシミュレーションを行い、野辺山ミリ波干渉計の環境で、どの程度の位相補正が期待できるのかを解析した。その結果、従来から示されている大気モデルが正しければ、100m以上の干渉計基線において、高速スイッチング法が有効に働くことが示された。一方、昨年度末に行った高速スイッチング観測の試験観測結果について、データ解析を行った。それにより、スイッチング時間や、目的天体と基準天体との間の距離の変化に対して、どのように位相補正精度が変化するかを詳しく解析した。その結果、シミュレーションで示された結果と一致するような結果が得られなかった。むしろ、同じように見える大気状態にもかかわらず、位相補正の有効性が30分程度の時間スケールで変化していることがわかった。今後、この矛盾を大気モデルの精度について調査をすることと、高速スイッチング法によるデータ補正方法自体に問題がないかどうかを詳しく調べる予定である。230GHz帯の受信機の安定化はほぼ成功し、安定した感度で観測することが出来るようになった。

アンテナの高速駆動性能の解析については、レインボウ用新10mアンテナに角度センサーなどを取り付け、高速スイッチング駆動時のアンテナの加速度、変形などを解析出来るように準備を進めた。本格的解析は、来年度に行う。本年度は、本研究の最終年度として、これまで試験を行ってきた高速スイッチング法の性能についての詳細な解析を行った。試験測定では、スイッチング時間や、目的天体と基準天体との間の距離を変化させ、高速スイッチング法による補正精度が変化するかを調べた。10分以上のスイッチングサイクルとそれ以下とで、補正後の位相誤差に大きな差があることが明確になった。しかし、数分以下のスイッチングサイクルに対しては、補正後の位相誤差が明確な依存性を示さないという結果となった。このような傾向は、これまでの単純な薄い位相スクリーンモデルとは矛盾する。おそらくこの事実は、野辺山のサイト上空の大気構造が厚くて、より複雑なものであることを示しているのであろう。この結果により、野辺山ミリ波干渉計では、スイッチング間隔1分程度の高速スイッチング法を応用するのはあまり効率的ではないことを結論づけることが出来た。一方、230GHz受信機システムは非常に安定したので、感度のよい観測が可能となった。原始星天体であるL1551IRS5の230GHzと13CO(2-1)の観測を行い、2秒角以下の高精度の天体像を描くことに成功した。これを100GHz帯および150GHz帯の観測と比較することによって、原始惑星系円盤の物理進化を議論することが可能となることが期待される。以上