hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リソソーム酵素のプロセシング及び分解制御機構とその遺伝病の分子機構の解明

1.マウス小脳由来細胞における保護蛋白質発現阻害系の作製:マウス胎児及び新生児の小脳由来の初代培養神経細胞における保護蛋白質の遺伝子発現を選択的に阻害するアンチセンスSオリゴDNAの配列を決定した。今後、この系を利用して、神経系における保護蛋白質の機能を解析する予定である。2.保護蛋白質の分布と生理機能:ガラクトシアリドーシス患者及び対照の剖検小脳組織切片を試料として、保護蛋白質とその天然基質候補のエンドセリン1に対する免疫組織化学的解析を行った。保護蛋白質は、対照では、顆粒層のゴルジ細胞、プルキンエ細胞、分子層のサテライト細胞やバスケット細胞及び歯状核の神経細胞の胞体に顆粒状に分布した。一方、ガラクトシアリドーシス患者では、保護蛋白質に対する免疫反応性が認められなかった。これとは逆に、エンドセリン1に対する免疫反応性に関しては、ガラクトシアリドーシス患者において、プルキンエ細胞を除く上記の神経細胞群で著しい反応性の増加がみられた。これらの細胞群では、保護蛋白質が示すカルボキシペプチダーゼ活性が、エンドセリン1の代謝に関与しており、その欠損によりエンドセリン1が蓄積すると考えられた。3.ガラクトシアリドーシスの病因遺伝子変異による保護蛋白質の構造変化:保護蛋白質分子の立体構造モデリングを行った。重症の臨床表現型を来すアミノ酸置換Y395Cにより、保護蛋白質コア領域のβ-シート構造上の当該部位に大きな変化が起こると予想された。一方、比較的軽症の臨床表現型を来たすY249N変異は、キャップ領域のループ構造上にあり、それによって起こる構造変化は小さなものであると推定された。この差が、残存活性に影響を与える可能性が示唆された。
函数空間の研究

1局所コンパクト群上のmeasureのFourier変換の性質から、そのmeasureの性質を決定する問題についていくつかの知見を得た。(越昭三)2有限次元空間上のmeasureに関するSaekiの定理の拡張を考え、もっと一般の空間についても成立することを発見した。(高橋優二)3 2次元トーラスで定義される2種数のHankel作用素のコンパクト性について完全な解決を与えた。(中路貴彦)5予測理論の過去と未来への2つのprojectorのcommcitatorを研究した。例えばそのノルムが【1/4】以下であることを示し、更にコンパクトになる場合を完全に決定した。(中路貴彦)6偏微分方程式における境界値問題の解の特異性の伝播について、1977年に得られた。Eskinの結果の拡張を得た。(久保田幸次)8半線型発展方程式に関する弱解の存在と解のdecayについて、Sohrの結果の一般的拡張を得た。(小薗英雄)9凸解折学における基本的性質に関して種々の考察をし、dualityに関する積分公式の証明に成功した。(小室直人)1局所コンパクト群上のmeasureのFourier変換の性質から、そのmeasureの性質を決定する問題についていくつかの知見を得た。(小室直人)
ヒト ES 細胞およびiPS 細胞の細胞株特性に対するポリコーム遺伝子群の関与

本研究では将来の再生医療を視野に入れ、ES細胞やiPS細胞の細胞株特性を分化の傾向性と対比させながら解析した。細胞株特性と分化のし易さの関連をグローバルに解析する目的で、自然に未分化状態が失われる(分化し始める)状況を実験系として確立させ、遺伝子発現をマイクロアレイで解析した。ここでさまざまな細胞株で普遍的に発現が変化している遺伝子を抽出し、ポリコームを用いたChIP解析を行った。近年、ES細胞やiPS細胞について多くの細胞株が樹立されてきているが、未分化状態の安定性や分化の傾向性などは、ES細胞とiPS細胞の間だけでなく、細胞株ごとにも違いがあることが分かってきている。そこで本研究では、ES細胞やiPS細胞の細胞株ごとの違いに着目し、未分化維持において中心的な役割を果たしているとされるポリコーム遺伝子群が、いかにその細胞株ごとの違いを生じさせているかを研究する。そして、ポリコーム遺伝子群と細胞特性の間に存在する相関関係について普遍的な法則性を見出し、細胞株ごとの分化の容易さや傾向性を予測するとともに、将来の再生医療において患者の細胞から樹立された複数のiPS細胞株のうち、どの株が治療に適しているかを予想する診断システムを構築するための基礎研究となることを目指す。平成22年度は、まず、ヒトES細胞の3株(京都株KhES1、KhES2、USA株H1)とヒトiPS細胞の1株について、それらにおける未分化状態の安定性を把握するために、フィーダー細胞(MEF細胞)を除いた培養条件で長期的に培養することによって未分化状態を破綻させた。そして、その様子を形態学的に観察するとともに、Oct4やSox2、Nanogなどの未分化マーカーと十数種類のポリコーム遺伝子の発現をRT-PCR法によって解析した。さらに、これらと平行して、それらの細胞株について未分化状態が破綻する際の細胞の変化をDNAチップによって網羅的に解析し、それらの結果を総合して、ポリコーム遺伝子群と未分化状態が破綻するパターンとの関連性を探り、ポリコーム遺伝子群を中心に細胞株ごとの未分化維持機構の違いについて検討している。ES細胞やips細胞を未分化のまま維持しているものとして、ポリコーム遺伝子群が知られている。ES細胞やips細胞について多くの細胞株が樹立されてきているが、未分化状態の安定性や分化傾向などは、ES細胞とips細胞だけでなく、細胞株ごとに違いがあることが分かってきている。そこで本研究では、ES細胞やips細胞の細胞株ごとの違いに着目し、ポリコーム遺伝子群が、いかにその違いを生じさせているかを解析する。具体的には、ヒトES細胞の3株(京都株KhES1、KhEs2、usA株H1)とヒトiPs細胞の1株について、フィーダー細胞(MEF細胞)を除いた培養条件で長期的に培養することによって未分化状態を破綻させた。平成23年度はDNAチップによるグローバルな発現解析やRT-PCRなどの解析をもとに、多能性幹細胞が不安定化し、分化に向かう際に、核内における転写のレベルで何が起きているかを解析してきた。本研究では特にポリコーム遺伝子群に着目して、どの細胞株でも一定の発現を示すメンバーと細胞株ごとに発現が大きく変動しているメンバーがあることを見出しているが、これらとDNAチップ解析などによって示される標的候補遺伝子の発現変化との対応関係を評価し、未分化状態の安定性や分化傾向に重要な役割を果たしていると予想されるポリコーム遺伝子を絞り込んできた。そして、23つのポリコームメンバーに焦点をあて、その抗体を入手してChIP解析を行っている。また、未分化状態が不安定になる際の分化傾向や分化方向について、それらがいかに自身の微小環境(ニッチ)に依存しているかを解析するために、EB(胚様体)様の細胞塊の形成をコントロールできるローテーション法での培養を行い、微小環境と分化の関係を検討した(論文投稿rivise中)。本研究では、ES細胞やiPS細胞の細胞株特性を分化の傾向性と対比させながら解析するとともに、ポリコーム遺伝子群を中心に、エピジェネティックな因子による未分化維持の機構を研究した。まず、細胞株特性を把握するために、代表的な未分化関連遺伝子の発現を解析したうえで、実際に分化誘導した際の分化のし易さなどを再確認した。この際、再現性のよい分化誘導法を確立するために、EB作成における回転培養法の特性を解析した(論文印刷中)。その後、細胞株特性と分化のし易さの関連を解析する目的で、自然に未分化状態が失われる状況(分化し始める状況)を、MEF(マウス胎児線維芽細胞)の影響を除くなどして実験系として確立させた。再生医療の実現においてはES細胞やiPS細胞を未分化な状態のまま維持することが重要であるが、通常の培養条件下で未分化状態が破綻する過程はほとんど研究されてないため、この実験系を独自の研究を展開するための柱とした。そして、未分化破綻状態と未分化状態をセットにした組み合わせを、3つのES細胞株と1つのiPS細胞株で行い、それらにおける遺伝子発現をマイクロアレイで解析した。

この解析では、細胞株に特徴的な発現をする遺伝子のほかに、未分化破綻においてはいずれの細胞株でも発現が変化する遺伝子も多く見いだされた。このような遺伝子は未分化破綻をもたらす機構に関与する遺伝子か、それに直接的な影響を受ける遺伝子と考えられるため、定量的RT-PCRと免疫染色で詳細な解析を行った。さらに、未分化破綻におけるポリコーム遺伝子群の関与を、そのターゲット遺伝子に特徴的なbivalent領域のChIP-seqによって網羅的に解析した。そして、未分化維持とその細胞株特性に重要と思われるポリコーム遺伝子を数種類選択し、未分化破綻で変動する遺伝子のChIP解析を行い、未分化破綻の機構解明を進めている(論文準備中)。詳細に解析するポリコーム遺伝子とその標的遺伝子の組み合わせの選択がスムーズに出来なかったため、結果としての抗体購入が予定よりも半年程度遅れた。24年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き未分化状態が不安定化する際の状況の把握を行うが、今後はさらに具体的な研究対象での研究を進める。ポリコーム遺伝子とその標的遺伝子の関係において、どのポリコーム遺伝子がどの標的をいつどのように制御するかといった具体的な研究を行う。しかし、想定される具体例は数多く、全てを同時に研究するのはマンパワーの意味でも予算の意味でも不可能なので、進歩が激し当分野の世界的な研究の進展を見極めながら、適切な研究対象を絞る必要がある。
メダカを利用した耳石微量試料の酸素同位体比による回遊履歴解読手法の開発

魚の海と川の回遊履歴解読にはSr/Ca比が利用されているが,海と汽水の区別が出来ない問題がある。そこで、耳石の酸素安定同位体比を用いて魚の回遊履歴を推定する手法について検討した。斐伊川水系の淡水域から汽水域に生息するメダカを採取し、生息場所の塩分と耳石の酸素安定同位体比を調べた。その結果、塩分と、環境水および耳石のδ18O値とはいずれも直線関係を示した。また、塩分と水温を条件付けた飼育実験下で成長したメダカの耳石のδ18O値を測定したところ、塩分とδ18O値は直線関係を示し、水温の影響は小さかった。これらのことから、δ18O値は魚の生息塩分を推定する有効なツールとなることが示された。H26年度はミナミメダカOryzias latipesについて、1塩分を変化させた飼育実験と2淡水から汽水まで野外での分布調査と個体の季節を通じた採集を行い、それぞれについて耳石を取り出して、サイズの計測および酸素炭素同位体比を測定した。1ではろ過海水と地下水を混合して0/5/10/15/20/25/30の各塩分に調整した飼育水を作製し、水温20°Cおよび25°Cとなるように温度管理した人工気象室(12時間昼夜反転)で水槽を維持した。淡水で飼育した親魚から採卵し孵化させたメダカ稚魚をそれらに投入し、飼育した。体長20mmまで成長させることを目標に飼育を行ったが、3-4ヶ月の飼育で死亡個体が多くなったため、体長15mm程度で飼育を終了し、耳石を取り出した。得られた耳石の酸素安定同位体比を測定したところ、20°C・25°Cともに塩分と同位体値が直線関係となり、耳石の酸素同位体比が塩分を反映することが示された。ただし、直線の傾きが温度によって異なった。また、体長13mm程度の個体の耳石は非常に小さかったため、試料量が不足し、同位体分析で正しい値が得られないことが課題となった。2の野外調査では、淡水から1/2塩分程度の汽水(中海)まで、野生のメダカ個体群を確認し、6定点を設置し毎月試料を採取した。各地点で夏期に採取した耳石試料について同位体値を測定したところ、酸素同位体比の値が淡水と汽水とで異なり、その値は1の実験結果と同程度であった。しかし、一部の地点では、値が1の結果から外れていた。また、炭素については、環境塩分とは直線関係にならなかった。これは、餌の影響が大きいためと見られる。12の結果から、メダカの耳石の酸素同位体比は生息塩分を反映して変化し、生息環境履歴の推定に利用可能であることが示唆された。魚類の生息場所の塩分と耳石に保存される情報(同位体比、化学成分)との関係を明らかにするため、斐伊川水系の淡水から、宍道湖(1/10海水)中海(1/2海水)の広い塩分範囲でメダカの耳石と生息場所の水を採集し、耳石炭酸および環境水の酸素安定同位体比の測定および耳石断面のSr/Ca比のライン測定を行った。また、水域の移動が耳石にどのように反映されるかを明らかにするため、淡水域で採集したメダカを野外の中海水かけ流し水槽に移植し、飼育する実験を実施し、成長したメダカから取り出した耳石をSr/Ca比のライン分析に供した。また、メダカの室内実験を継続し、塩分と水温が耳石の酸素同位体比に与える影響を検討した。環境水の酸素安定同位体比は、塩分と直線関係となり、汽水域においては淡水と海水の混合比の割合が酸素同位体比の値を決定する主な要因であることが確認された。環境水の酸素同位体比の値は季節や水温に依存しないことも明らかとなった。一方、室内飼育実験では、水温による影響が見られた。これは蒸発の影響であるとみられる。25°C飼育環境下で育ったメダカの耳石の酸素安定同位体比は、飼育水の値よりも1パーミル程度低くなった。耳石断面におけるSr/Ca比のライン測定では、淡水と汽水とでは比の値が明瞭に異なったが、汽水の低塩分(宍道湖)と中塩分(中海)の個体では、値が逆転し、Sr/Ca比の値は汽水環境の塩分の高低を知るには不適当であることもわかった。一方、淡水から汽水に移植した場合、メダカの耳石のSr/Ca比には明瞭な値の変化が起こることが確認された。このことから、淡水と汽水域での移動に関しては、Sr/Ca比も有効な指標として利用できることもわかった。メダカの室内飼育実験で飼育水の蒸発効果などが予想以上に高いことがわかり、再実験が必要となっている。当初予定していたレーザー式同位体測定装置の開発が、商品化に向けた段階に入ったが、商品化するまでに業者とのやり取りで時間がかかっており、レーザー式装置による測定は本課題の期間中には実現が難しくなっている。一方、それ以外の野外採集および水と耳石の安定同位体比測定は順調に進んでいる。他の魚種についても調査を開始しており、この点では当初の計画以上に進展している。

ミナミメダカ(Oryzias latipes)の水温・塩分条件ごとの飼育を昨年度から継続して行い、水温15°C・20°C・25°C・30°C・35°Cの5条件、塩分0・10・20・30・34(または0・15・34)のそれぞれ一定条件下で飼育され条件付けられた耳石試料を得て、質量分析計にて酸素安定同位体比の測定を行った。その結果、海水(34psu)では水温による同位体比の値にほとんど違いがなく、いずれの水温においても-3‰程度であった。飼育に用いた海水の同位体比の値が-1.5‰程度であったことから、メダカの耳石においては酸素安定同位体比の値は飼育水よりもやや低い値をとることがわかった。一方、淡水で飼育された耳石では、酸素同位体比の値は-7から-10‰の間で変動し、高水温ほど値が高い傾向があったことから、飼育水の蒸発によって、水の酸素自体に同位体分別が起こり、耳石に反映したことが推察された。また、魚種による違いを検討するため、同じ斐伊川水系汽水域に生息するスズキLateolabrax japonicusについても季節・水域ごとの耳石試料を収集し、水温・塩分による酸素同位体比の傾向を調査した。いずれの魚種でも同位体比の値と塩分とが直線関係となったが、スズキはメダカよりも同位体比が全体に1‰程度高い傾向があった。汽水域の魚類において、同位体比の塩分による変化は淡水と海水との間で7-8‰程度あるのに対して、夏と冬とで同位体比の差や1‰程度であり、水温による影響は非常に小さいことから、耳石の同位体比の変化は、汽水域における魚類の水域移動を把握するツールとして有効であることが示された。一方、塩分と耳石同位体比の関係は魚種により変化する可能性があることもわかった。メダカを用いた飼育実験により耳石の炭酸塩鉱物の酸素安定同位体比と水温・塩分との関係を明らかにし、魚類の汽水域における移動を推定する手法を開発するという、本研究の主要な目的については達成し、さらに魚種による違いも検討できた。これらの点については、当初の計画以上に進展したと評価できる。一方、当初計画のうち、メダカ耳石から層状に超微量試料を削り出し、微量試料の同位体比測定によりメダカの生息水域の移動を推定する点については、研究分担者が新規開発したレーザー分光式同位体微量試料測定用機器について知財に関する制約が生じたため、達成できなかった。これらのことを勘案して、おおむね順調に進展しているとした。メダカの耳石を利用して、耳石の付加成長にともなう連続記録性から、個体が汽水域において経験した塩分環境履歴を推定する手法を開発することが本課題の目的である。最終年度は、前年度に引き続き、汽水域に生息する水域を移動する各種魚類(スズキ・マハゼなど)の耳石試料を収集し、酸素安定同位体比と塩分の関係を検討した。魚種により値に多少の相違があるが、いずれの魚種においても塩分と同位体比の値は直線関係となり、直線の傾きもほぼ同じであることが明らかとなった。スズキは環境水とほぼ同じ値を示し、メダカとマハゼは1‰程度低い値を示した。夏期の試料と冬期の試料で、水温には25°C以上の差があるが、スズキの耳石における夏と冬の酸素同位体比値の差は1‰程度の違いであった。塩分では淡水と海水で同位体比の値に10‰近い差があることから、水温に関わらず、酸素同位体比により、おおよその塩分を推定し、生息した水域と移動を推定することは可能である、と判断された。なお、メダカについては、サイズが小さいため、耳石の微量試料を削り出し、時系列の値変化から水域塩分の経験履歴を推定することが困難であったことから、塩分の異なる水域間の移動履歴を読み取る手法として、耳石の炭酸カルシウム中に含まれるSr濃度およびCa濃度をEPMA(Electron Probe Microanalyzer)で成長方向に沿って測定し変化を検出する、Sr/Ca比による評価法を適用した。その結果、宍道湖や中海に生息するメダカは、淡水域から流れ込んだのではなく、中海の中で生まれ育ったと判断することが出来た。
金属―保護高分子間の非結合性相互作用のみを用いた不斉触媒開発の試み

本研究では、有機高分子保護金属クラスター触媒において、弱い相互作用しか存在しない金属クラスター表面と有機高分子との界面に、化学的あるいはコロイドのモルフォロジー変化による摂動を与えただけで新たな反応性を獲得する可能性の探求の一環として、不斉反応をその典型例として選択し、不斉反応場を誘起し、金属クラスター触媒を用いた不斉反応を試みるものである。その結果、保護マトリクスとして特異な性質を示すポリビニルピロリドン(PVP)にキラリティを導入した高分子の調製に成功し、それらを用いた不斉触媒反応を試みたところ、トシルアミドのアルケンへの分子内付加反応において不斉誘起を観測することに成功した。本研究では、有機高分子保護金属クラスター触媒において、弱い相互作用しか存在しない金属クラスター表面と有機高分子との界面に、化学的あるいはコロイドのモルフォロジ^変化による摂動を与えるだけで新たな反応性を獲得する可能性の探求の一環として、不斉反応をその典型例として選択肢、不斉反応場を誘起し、金属クラスター触媒を用いた不斉反応を試みるものである。今年度は、その大前提となるキラル高分子の合成を行った。これまで用いてきたポリビニルピロリドン(PVP)骨格にキラリティを導入するため、天然アミノ酸であるアラニン、フェニルアラニン、およびセリンからそれぞれ誘導し、N-ビニルピロリドンの3位に不斉点を有する化合物の合成に成功した。これらのモノマーと無置換のNVPとのラジカル共重合を行い、20%程度の不斉点を有するキラルポリマーの合成に成功した。これらのキラルポリマーを用いて金ナノクラスターを調製したところ、7 nmサイズの金クラスターをK=60に相当するMe-PVPの時に、わずかに表面プラズモン吸収帯付近に円二色性シグナルを観測し、わずかではあるものの、キラリティが金表面に転写している可能性があることがわかった。肝心のキラル高分子の合成には成功しているので、概ね予定通りに研究は進行している。27年度に合成したキラルPVPをマトリクスに用いた金ナノクラスターを用いて、28年度においては、実際に不斉反応を試みた。具体的には2級アルコールの酸化反応における速度論的光学分割、およびトシルアミドのアルケンへの分子内付加反応である。前者においては顕著な不斉誘起は観測されなかったが、後者の反応においては、当初の予想通り、分子量の大きなキラルPVPを用い、粒子サイズが5nm程度の大きなクラスター、すなわちマトリクスと金属表面との相互作用が最も大きくなると予想される系において、明確な不斉誘起が見られ、最大で90%不斉過剰率を示した。しかしながら、これらの不斉誘起が見られた系はいずれも反応変換率が低く、当初予想していた高い反応性は逆の傾向を示した。なお、以前、本研究に関して共同研究を行っていたグループから、ほぼ同様の内容の論文が発表された(Hao et.al. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 16839.)。ただし、我々は同内容の再現性が取れていないために、未発表であったことを付記しておく。今後は、さらに高分子量の共重合体、ならびにフェニルアラニンやセリン由来の、より金属表面との相互作用が強くなることが期待されるキラルモノマーを用いて検討を行う有機化学
自己の感情経験を子どもはいかに語るか：自己形成における感情の果たす役割

子どもに自己の感情経験について語ってもらうことを通して、子ども自身が自己の感情をどのように捉えているのかについて肉薄することを目指してきた。特に今年度は、一昨年度から追跡してきた子ども達の3年間にわたるデータが蓄積でき、横断的な検討に加えて縦断的な検討をすることができた。具体的には昨年度に引き続き、4歳児34名、5歳児29名、6歳児36名を対象として、自己の感情経験についての質問及び架空の人物の感情を惹起する出来事についての質問をした。取り上げた感情は、うれしい・悲しい・怒った気持ちという3種類である。その結果、昨年度に見出された傾向が今年度の面接においても確認された。即ち、自己については架空の人物についてよりも、その感情の先行事象は語られにくいことが多く、特に自己の否定的な感情については語られにくかった。これは、そもそも幼児は自分には否定的な感情経験自体がほとんどないと捉えていることの反映なのか、あるいは、自分の否定的な感情経験について認識はしていてもあえてそれを語ろうとしないということなのか、2つの可能性が考えられる。そのことを検討するために、4歳時から6歳時にわたる縦断データ29人分を分析したところ、自己の否定的な感情の先行事象については、年少時には語らなかったが年長になるにしたがって語るようになるという変化を示した人は18人(62%)と過半数を占めたものの、いったん語るようになったのに年長になると逆に語らなくなったという変化を示した人が、少なからずいた(9人;31%)。そこからは、自分の否定的な感情経験について認識する能力がないのではなく、認識はしていてもあえてそれを語らないというやり方を年長になるとするようになる人がいることが示唆される。子どもに自己の感情経験について語ってもらうことを通して、子ども自身の感情生活に肉薄することを目指した。具体的には、4歳児32名、5歳児30名、6歳児36名を対象として、1対1の面接をし、自己の感情経験についての質問及び架空の人物の感情を惹起する出来事についての質問をした。取り上げた感情は、うれしい・悲しい・怒った・やな気持ちという4種類である。各被験者の回答は、感情の先行事象としてもっともらしいものを答えた場合を、正答とし、そうではない場合を無答として、コード化した。その結果。どの年齢でも、自己についてよりも架空の人物についての方がその感情の先行事象を語りやすいタイプの人が最も多かった(4歳児13/32名;5歳児17/30名;6歳児23/36名)。それとは逆の、自己についての方が架空の人物についてよりもその感情の先行事象を語りやすいタイプの人は、極めて少なかった。特に、悲しい・怒った・やな気持ちといった否定的な感情については、架空の人物がそういう気持ちになる事象は想定できるのに、自分自身についてはそういう気持ちになったことがないと言ったり、わからないと言ったりすることが増えた。そこから、幼児は、否定的な感情について知識は持っているのに、自分自身の否定的な感情経験については語らないことがうかがえる。
日本の学校数学における中学2年生の証明観の変容に関する記述的研究

本研究の目的は、日本の中学2年生の証明観が,数学の相対的な真理観に基づく証明教材の指導によって,どのように変容するかを記述することである。この目的は次の目標からなる。目標a:数学の相対的な真理観に基づく証明教材を開発するための理論的整備を行う。目標b:数学の相対的な真理観に基づく証明教材を開発する。目標c:中学2年生の小集団に対して,開発した教材を指導し,自然観察法によりデータを収集する。目標d:社会学的/心理学的手法によりデータを分析し,中学2年生の証明観の変容を記述する。目標aの達成に関して,以下の4点を考察した。a-1:数学の相対的な真理観の背景と意義a-2:我が国の中学校数学におけるカリキュラムの変遷a-3:平成元年学習指導要領準拠の中学校第2学年数学用教科書における証明の導入a-4:教科書に準じる証明指導によって育成され得る,ことがらの真理観特に,考察a-3については,次の知見が得られた(平成8年日本科学教育学会年会で公開):「我が国の中学校数学の教科書において,証明の定義における根拠の規定と,根拠の集まりとは相互に一貫していない,あるいは,一貫性の有無が不明である.相互一貫性の欠如の一因として,同一のことがらに対して正しさに関する異なる基準(子どもの知り得る事実との対応/何らかの前提からの演繹)が中学校第2学年の図形領域とそれ以前とで使い分けられていることがある.そして,この使い分けは,証明の機能として,ことがらの正しさやそのわけの明示だけでなく,既習のことがらをも演繹される対象として,ことがらの局所的な体系化が用いられていることによる.」。また,考察a-4については,次の知見が得られた(平成8年日本数学教育学会論文発表会で公開):「教科書に準じる証明指導によって,ことがらの正しさの規準に関して,次のような考え方が育成され得る。/ことがらの正しさの規準は次の二つであり,二つの規準をことがらに応じていかに使い分けるかは自分と無関係に予め定められている。規準a:ことがらが自分の知り得る事実と対応する。規準b:予め定められた区別にしたがって前提が用いられて,ことがらが演繹されている。」。なお,目標aの達成に予想以上の労力と時間を要したため,他の目標については平成9年度以降にその達成を目指す予定である。」。1.本年度の目標は,次の二点であった。2.目標aに関する研究実績の概要は以下の通りである。

(1)数学の相対的な真理観に基づく証明教材や証明指導に関する先行研究を整理した結果,相対的な真理観は命題の真偽が前提の取り方に依って定まることであるが,中学校の証明指導に相対的な真理観をそのまま導入することには限界があり,生徒自身が証明に必要な前提を定めてもよいという着想を導入できることができることがわかった。この着想により,証明の前提が平行線の性質や三角形の合同条件に限定されなくなるので、証明構成の自由度と可能性が飛躍的に増すことになる。(2)証明の意図されたカリキュラムの水平的考察として,中学校数学科用の教科書6社分に関して,中学校2年の証明指導の導入部分を分析した。その結果,どの教科書でも,証明の定義で既に正しいと認めたことを前提としてよいとしていながら,その後に証明に使ってもよい前提を定め直しており,定義に矛盾すると判断されかねない展開になっていることがわかった。(3)証明の意図されたカリキュラムの垂直的考察として,戦後の学習指導要領における証明指導の位置づけを分析した。その結果,昭和33年の改訂後,今日とほぼ同様な形で中学2年から証明指導が行われるようになり,昭和44年の現代化カリキュラムで証明が、「集合・論理」領域に位置付けられ図形と数・式の両領域が視野に入れられていた他は,主として図形領域に位置付けられ続けてきたことがわかった。(4)相対的な真理観の着想を証明指導に取り込むには,生徒自身が証明に必要な前提を探し出すことを可能にする作業環境が必要である。その環境としてコンピュータ作図ツール数種類を比較した結果,推論機能を持つカブリジオメトリが適切であることがわかった。目標bに関しては次年度にその達成を目指す。本研究の目的は,日本の中学2年生の証明観が,数学の相対的な真理観に基づく証明教材の指導によって,どのように変容するかを記述することである。この目的は次の目標からなる。目標a:数学の相対的な真理観に基づく証明教材を開発するための理論的整備を行う。目標b:数学の相対的な真理観に基づく証明教材を開発する。目標c:中学2年生の小集団に対して,開発した教材を指導し,自然観察法によりデータを収集する。目標d:社会学的/心理学的手法によりデータを分析し,中学2年生の証明観の変容を記述する。目標aの達成に関して,以下の4点を考察した。a-1:数学の相対的な真理観の背景と意義a-2:我が国の中学校数学におけるカリキュラムの変遷a-3:平成元年学習指導要領準拠の中学校第2学年数学用教科書における証明の導入a-4:教科書に準じる証明指導によって育成され得る,ことがらの真理観特に,考察a-3については,次の知見が得られた(平成8年日本科学教育学会年会で公開):「我が国の中学校数学の教科書において,証明の定義における根拠の規定と,根拠の集まりとは相互に一貫していない,あるいは,一貫性の有無が不明である.相互一貫性の欠如の一因として,同一のことがらに対して正しさに関する異なる基準(子どもの知り得る事実との対応/何らかの前提からの演繹)が中学校第2学年の図形領域とそれ以前とで使い分けられていることがある.そして,この使い分けは,証明の機能として,ことがらの正しさやそのわけの明示だけでなく,既習のことがらをも演繹される対象として,ことがらの局所的な体系化が用いられていることによる.」。また,考察a-4については,次の知見が得られた(平成8年日本数学教育学会論文発表会で公開):
Ｆｌｙ　Ｂｙ　Ｌｉｇｈｔ　Ｐｏｗｅｒ：低パワーによる飛躍的な高速空力性能の向上

本研究は、超音速飛行における、繰返しレーザーパルスによるパワー付加により、飛躍的な空力性能の向上を実現することを目的として実施され、つぎの成果を得た。(1)衝撃波とレーザー加熱バブルの干渉によって発生する渦輪による運動量作用を利用し、20%以上の抗力低減、付加パワーの10倍以上の推進パワーの削減を達成した。(2)衝撃波-境界層干渉領域にレーザー加熱バブルを作用させることによって、境界層の剥離が抑制できることを見出した。(3)衝撃波の乱流による圧力変調により、平均値の減少量の一桁程度大きい標準偏差が得られ、僅かな作用で圧力場を大幅に変化させることができることが示された。本研究は、超音速流れに低パワーの高繰返しレーザーパルスを付加し、圧縮性流れの性質を活用した新しい流体力学的機能を創成し、飛躍的な空力性能の向上を実現することを目的とする。今年度は特に、(1)バロクリニック効果を利用した低密度領域滞留時間・作用力積量の増加をもたらすモデル形状、(2)プリカーサー効果の検証実験装置の構築、(3)格子乱流が誘起する速度乱れ場による衝撃波減衰について、衝撃波管、超音速風洞、正方形断面バリスティックレンジ、低速格子乱流風洞、高繰返しパルスレーザー、非定常N-S(Navier-Stokes)方程式数値シミュレーションおよび診断計測を駆使して研究に取り組み、以下の研究成果を得た。(1)軸対称モデル周りのマッハ数1.94の流れに対して、最高繰返し周波数80kHzのレーザーパルスエネルギー付加し、最高抗力低減量21%、最高エネルギー利得10(1000%)の性能を得た。(2)超音速流れに置かれた平頭円柱前方の衝撃層内で繰返しレーザーパルスで加熱された高温、低密度領域がバロクリニック効果によって同じ循環を持つ複数の渦輪を生成し、それらの干渉を実験的に調べる実験系を構築した。渦輪間の距離を変化させることによって、系の安定性は複雑に変化することを明らかにした。更に、過去に数値解析で予測されたslip-through運動を実証した。(3)低速風洞で生成した格子乱流と、新規開発した小ブラスト発生装置(パーソナルコンピューターによる自動作動・データ取得)で発生した弱い衝撃波との干渉実験を行い、速度変動の自乗平均平方根と変調圧力の標準偏差が比例関係にあることを明らかにした。(4)試験部でレーザーパルスプラズマが生成可能な衝撃波管を製作し、作動実験を行った。流体機能の創成に関わる研究課題のうち、特に(1)プリカーサー効果および非対称エネルギー付加による圧力変調効果を利用したL/Dの増加、(2))バロクリニック効果を利用した低密度領域滞留時間・作用力積量の増加、(3)レーザーパルスが誘起する密度/速度乱れ場による衝撃波減衰について、衝撃波管、超音速風洞、正方形断面バリスティックレシジ、低速格子乱流風洞、高繰返しパルスレーザー、二次元軸対称非定常N-S(Navier-Stokes)方程式数値シミュレーションおよび診断計測を駆使して研究に取り組んだ。今年度特に進捗を得たことがらは、以下の通りである。(1)小さな試験部においても三分力が測定可能な円還型天秤を自作した。(2)上下対称な薄翼の下方にエネルギー付加することによって大きな揚抗比を得ることができることを数値シミュレーションにより示した。(3)衝撃波管内で発生した垂直衝撃波背後の低速流れを利用してレーザーパルスプラズマ列を発生させることに成功した。(4)低速風洞で生成した格子乱流と、自動化された小ブラスト発生装置で発生した弱い衝撃波との干渉実験を行い、3点での圧力履歴計測によって、背後過剰圧と伝播時間に弱い正の相関があることを明らかにした。(5)非対称位置へのエネルギー付与実験を行い、渦滞留および圧力変調の時間が対称位置からのずれに非常に敏感であることを明らかにした。(6)実験と軸対称非定常数値シミューレーション結果を比較することにより、付加レーザーパルスエネルギーの実効値を評価した。その結果、パルスレーザーの繰返し周波数が高くなるにつれてパルス時間幅が長くなり(ピークパワーが低くなり)、実効値が低下していることが明らかになった。本研究は、超音速流れに低パワーの高繰返しエネルギーパルスを付加し、圧縮性流れの性質を活用した新しい流体力学的機能を創成、その原理実証を行ない、飛躍的な空力性能の向上を実現、応用への展望を開くことを目的としている。平成25年度は、下記の具体的な研究成果が得られた。(1)対向式衝撃波管を用いて格子乱流と平面衝撃波の干渉実験をできるシステムを開発し、基礎データを取得する実験を行った。(2)同じく対向式衝撃波管を用いて、繰返しレーザーパルスが生成する低密度場と垂直衝撃波の干渉実験が可能なシステムを構築し、プリカーサー効果を検証するための基礎データを取得した。

(3)マッハ2の流れの中におかれた、円柱-フレアモデルにおいて、繰返しレーザーパルスによる低密度領域が、衝撃波-境界層干渉に大きな影響を与えることを見出し、剥離の抑制にも有効であることを見出した。(4)バリスティックレンジによって、三次元有翼飛行体モデルを姿勢よく射出することができる、「管内カタパルト射出法」を開発し、実証実験を行った。(5)衝撃波管を用いた放電-衝撃波干渉実験を行い、衝撃波圧力変調効果を確認した。(6)乱流が衝撃波を通過した背後で、その特性が変化することを理論的に調べ、いくつかの実験結果を説明することが可能となった。これらの中で、(3)については当初予測していなかった大きな成果であり、また対向衝撃波管、管内カタパルト射出法についても、実験を遂行していく過程で得られたinnovationである。鳥取大学川添教授の協力のもと、リング形状3分力天秤を開発し、超音速風洞実験に適用した。この天秤は市販の形式のものと比べてシンプルかつロバストであり、なおかつ抗力、揚力、ピッチングモーメントの分解能力が高い。これによって、80mm×80mmの小型超音速風洞においても精度よい測定が可能となった。既存の超音速自由飛行実験装置(バリスティックレンジ)の加速管断面形状を25mm×25mmの正方形断面から44mm×20mmの矩形断面に改造し、よりアスペクト比が高い飛行体モデルを射出することを可能にした。また、ベント部、サボ分離部の改良、試験部の延長により、より広いマッハ数領域での実験が可能になった。さらに、管内空力サボ分離特性を定式化し、サボ分離条件の最適化(管内空力-固体衝突ハイブリッドサボ分離法)を図ることによって、三次元模型の飛行姿勢を保ったままの射出が可能になった。軸対称非定常Navier-Stokes(N-S)数値流体シミュレーションコードを開発し、空力特性に対する高繰返しエネルギー付加の効果に関する実験の内部診断を行った。定常3次元N-Sコードを開発し、非対称流れ場に対するエネルギー付加の影響評価を行った。非圧縮3次元非定常N-Sコードを開発し、衝撃波と干渉した後の乱流の挙動についての、数値解析に適用した。乱流による衝撃波背後圧力変調に関して、圧力ピーク値と衝撃波の到達時間差には弱い正の相関があることが示された。本研究では、超音速流れに低パワーの高繰返しレーザー/放電パルスを付加し、圧縮性流れの性質を活用した新しい流体力学的機能(プリカーサー効果による衝撃波圧力低減、非対称エネルギー付加による揚力増加、バロクリニック効果による渦生成がもたらす作用時間の増加など)を創成、その原理実証を行ない、飛躍的な空力性能の向上および近傍場・中間場への能動的作用によるより効果的なソニックブームの軽減を実現、応用への展望を開くことを本研究の目的として行われた。(1)「圧力変調」効果について、マッハ数3.5の風洞を完成させその作動実験を行ってエネルギー付加の効果を確認した。また、小型対向衝撃波管を用いて、繰返しレーザーパルスによる低密度バブル列と垂直衝撃波の干渉による実験を行ない、プリカーサー作用のデモンストレーションを行った。
Siegel modular関数の特殊値による単数群の構成

虚2次体のアーベル拡大体の中の楕円単数がCM型楕円曲線のBirch-Swinnerton-Dyer予想の研究にとって重要であった。従って虚4次アーベル体のアーベル拡大のなかにSigel modular関数の特殊値で単数を構成する事が、その虚4次アーベル体にふづいしたアーベル多様体の研究にとって重要になってくる。以上の背景のもと本研究では次の成果を得た。平成13年度虚2次体上楕円曲線の等分点で生成されるZ_p-拡大についてGreenberg予想の類似例を発見した。(裏面4番目の論文)平成14年度平成15年度曲線y^2=x^5-1のJacobian varietyの2べき分点とQ(e^<2πi/5>)のmod4,mod8のray classfieldの単数との関係を調べた。各年度とも、3月に早稲田大学で整数論の研究集会を開き、毎年100人近い出席者を得た。有理数体Qのアーベル拡大体Kには、いわゆる円単数群とよばれるKの全単数群E_Kの部分群C_Kがあり、整数論で非常に重要な役割をはたしている。この円単数群C_Kの生成元は、e^<2πiz>の有理関数の特殊値として具体的にかける。さらにKが実アーベル体のときには、群指数(E_K:C_K)とKの類数の間に関係(類数公式)があることがしられている。一方KのL-関数の1での値に、Kの円単数があらわれることもしられている。(Kroneckerの極限公式)。以上の事は、虚2次体のアーベル拡大についても、類似の事が成立しており、虚2次体でないCM体に結果が拡張される事が望まれている。今年度は1の原始13乗根ζを有理数体Qに附加した体Q(ζ)のQ上4次の部分体k=Q(ζ+ζ^3+ζ^9)のアーベル拡大の中に,Siegel modular functionの特殊値として単数を構成し,さらにKronecker limit formulaとの関係を調べた。村林,梅垣,Wamelen等によって発見された種数2の代数曲線C:y^2=x^5-156x^4+10816x^3-421824x^2+8998912x-8042776のJacobian variety JはCM型アーベル多様体となり,そのCM体は前述のkになっている。まず最初に,うまくSiegel modular functionをみつけて,Jに対応するCM点をその関数に代入してkのmod 6のray class fieldのMinkowski unitを構成した。このとき,関数の特殊値が単数であることをたしかめるために,高速コンピューターをもちいた。さらにkの2次拡大に対応しているHeckeのL-関数の1での特殊値を上の単数であらわすことに成功した。虚2次体のアーベル拡大に対応しているHeckeのL-関数の1での特殊値の中に,楕円単数やmodular unitがあらわれる事はKroneckerのlimit formulaとして古くから知られており,アーベル拡大の構成問題とも関連していたが,虚4次アーベル体上のアーベル拡大に対してHeckeのL-関数の1での値をアーベル多様体に関連した単数で記述したのは世界でもこの例がはじめてである。この結果を昨年7月にSydneyで開かれた整数論の国際研究集会で発表したとき,J. Coatesをはじめとして,多くの研究者の注目をあびた。この科研費の援助のもと昨年3月18日から3月20日まで開かれた早稲田大学での整数論の研究集会は,この研究にとって有意義であった。今年度は1の原始5乗根ζを有理数体Qに附加した体k=Q(ζ)のmod 2^nのray classfieldについて研究し、mod 2およびmod 4のray classfieldの中にSiegel modular関数の特殊値として単数を構成した。我々は種数2の曲線C:y^2=x^5-1に関する第1種微分から周知行列を得て、それから得られる次数2のSiegel上半平面の点を今までの研究で構成したSiegel modular functionに代入した。をの結果、我々が得たSiegel modular functionのうち、レベルが32のものにおいてはいつでも2-integerになることがわかった。従って、kのmod 2^nのray class

fieldのk上のガロア群Gは素イデアル(2)の分解群と一致しているのでGの元gについて、我々のSiegel modular functionの特殊値に1-gを作用させることにより単数が行られた。このをkのmod 2^nのray classfieldに拡張することが次の目標である。そのためには2変数のP-関数の2倍角の公式が重要な役割を演じるであろう。さらにdistribution relationについての手がかりも得られる可能性がある。又、昨年3月13日から3月15日まで早稲田大学で闘かれた整数論の研究集会は、この研究にとって非常に有意義なものであった。
ビリン色素を合成する酵素および利用して光適応を制御する蛋白質の分子機構の解明

ビリン色素を合成する酵素PcyAの結晶構造解析を通して、PcyAの分子機構の解明に挑んだ。これにはPcyAのミュータントの解析や、X線結晶解析だけでなく中性子結晶解析も含まれる。PcyAはビリベルジンの2カ所を、しかも順序よく還元する特徴を持つ。PcyAは1段階目の反応が終わると、2段階目の反応の反応が進むように切り替わる。これにはAsp105などの残基が関与していることを突き止めた。また中性子解析によりビリベルジンやAsp105のプロトン化状態を決定し、還元反応の分子機構をより深く理解した。シアノバクテリオクロムに関しては、全長の蛋白質の結晶化に成功した。ビリン色素を合成する主要な色素(HOとPcyA)、およびビリン色素を利用して光適応牽制御するシアノバクテリオクロムについて、構造生物学的にアプローチしてこれらの分子機構の解明に迫った。・PcyAによる還元の分子機構の解明本テーマでは還元反応の要となる水素原子の直接観察を目的としている。そのために中性子回折法の適用に向けた準備を進めた。本実験遂行に必要となる巨大結晶の析出条件を精査し、約1.5mm角の結晶を得ることに成功した。一方、PcyAを還元する蛋白質フェレドキシンの結晶構造を1.46A分解能で再決定し、フェレドキシンのフレキシビリティ等を明らかにするとともに、電子伝達複合体の構造を推定した。・ヘムオキシゲナーゼの動的構造解析我々は以前の研究から、ヘムオキシゲナーゼが基質を取り込む際には構造変化が必要であること見出していた。本テーマでは、その構造変化を実験的に捉えるためにNMR(R2-dispoersion法)を用いた解析を進めた。重水素置換した精製ヘムオキシゲナーゼを用いてNMRスペクトルを測定し、現在解析を進めている。・シアノバクテリオクロムの構造解析シアノバクテリアは光レセプターを持ち、その全長の発現・精製を試みた。この蛋白質はアグリゲーションを起こしやすい性質を持つことから様々な精製条件を試みたところ、結晶化に適用可能な精製標品を得ることができた。さらに、結晶化スクリーニングを進め、微結晶が析出する条件を見出している。フェレドキシン依存性ビリン還元酵素の主要なメンバーであるPcyAは、ビリベルジンの2カ所(D環とA環)を順序よく還元する。このメカニズムを明らかにするため、PcyAとビリベルジンの複合体の巨大結晶を調製し、この結晶構造を中性子線で解析をした。中性子解析の結果、X線解析では捉え難い水素原子の位置や、アミノ酸残基(アスパラギンとグルタミン)の側鎖の配向(窒素原子と酸素原子を区別すること)を決定することができた。また、中性子解析は室温で行っており、室温と100Kによる構造の違い(活性残基などの重要なアミノ酸残基の側鎖の配向など)も判明し、X線解析とは違った情報が得られた。これにより、PcyAの還元反応のメカニズム解明に多大な進歩をもたらした。シアノバクテリアは光合成の集光装置としてフィコビリソームを持ち、光を最大限に活用するため補色適応と呼ばれてる機構が備わっている。この機構を制御するスイッチタンパク質、シアノバクテリオクロム、は二つの異なる波長を認識し、フィコビリソーム構成遺伝子を誘導する。このタンパク質全長の結晶化に成功し、回折データを収集した。一方、ヘム分解酵素ヘムオキシゲナーゼ(HO)とHOに電子を渡す酵素NADPH-シトクロムP450還元酵素(CPR)の複合体を調製した。CPRはopen型とclose型をとをとるが、open型のCPRとHOの複合体の結晶化に成功し、この構造をX線結晶解析により明らかにした。これにより、各酵素に含まれる補酵素の位置関係が明らかになり、電子伝達経路などメカニズムを明らかにすることができた。これにより、各種薬剤の開発に貢献した。ビリン色素を合成する主要な酵素(PcyA)、およびビリン色素を利用して光適応を制御するシアノバクテリオクロムについて、構造生物学的なアプローチによりこれらの分子機構解明を目指した研究を進めた。本実験遂行に必要となる巨大結晶の析出条件を精査し、約2 mm角の結晶を得ることに成功した。J-PARKにおける予備的な中性子解析実験の結果、約2A分解能の反射を観測することができた。さらに、中性子回折のフルデータ収集に向けた測定条件を決定した。

・シアノバクテリオクロムの構造解析本テーマでは、ビリン色素を発色団としてもつ光センサー蛋白質シアノバクテリオクロムに着目し、複数のドメインから構成されるRcaEがどのようにして光受容シグナルを化学シグナルとしてアウトプットするのか、そのメカニズムに迫ることを目的としている。昨年度までにシアノバクテリアの微結晶が析出する条件を見出している。今年度は、精製条件・結晶化条件を精査し、結晶の質の改善を図った。SPring-8による回折X線測定の結果、低分解能ではあるが回折スポットを観測することができた。現在のところ、掲げたテーマのほとんどは計画通りに進んでいる。シアノバクテリオクロムの構造解析には困難が予想されるが、問題点を一つ一つ解決しており、着実に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、大きく分けて二つの酵素蛋白質を研究ターゲットして掲げている。まず、PcyAでは、水素原子の可視化に向けて、中性子回折測定を進める準備が整ったと言える。平成25年度の早い段階で、フルデータが収集できることが確実な状況である。もう一つのターゲットであるシアノバクテリオクロムに関しては、全長蛋白質の結晶化に成功している。これまでシアノバクテリオクロムでは、その部分構造(ドメイン構造)のみが報告されており、全長での解析は困難が予想されていたが、本年度の進捗を踏まえると構造決定に向けて大きく前進したと言える。・現在得ているNMRスベクトルを解析し、ヘムオキシゲナーゼの基質結合に伴う動的構造変化を実証する。・シアノバクテリアがもつ光レセプターに関しては、まずは結晶性の向上を図る。その後、X線結晶構造解析により立体構造を明らかにし、光受容に共役したリン酸化活性の制御機構を推定する。現段階では、計画書通りに研究を進める予定である。・PcyAによる還元の分子機構の解明中性子回折フルデータの収集を進め、水素原子の位置情報を含めた立体構造解析を進める。・シアノバクテリオクロムの構造解析引き続き精製・結晶化・測定条件を精査し、構造解析可能な回折X線データの収集を進める。
高感度2ミリ帯分光観測による隠された爆発的星生成と巨大ブラックホールの研究

昨年(2017年)度末にメキシコLMT50m鏡への搭載した2ミリ受信機及び分光計("B4R")を、本年度は2回(2018年6月および10月)に渡って、性能試験や試験観測を実施した。それにより、装置の本来の性能がアンテナ上でも実現できていることを検証できた。試験観測では、世界最高感度の2ミリ波帯観測システムであることを実証するとともに、遠方銀河の一酸化炭素分子輝線の観測(赤方偏移2.64)、吸収線系の一酸化炭素分子の吸収線観測(赤方偏移0.685)、オリオン分子雲のOn-the-Flyマッピング、オリオンーKLでの分子輝線サーベイ、SiOメーザ源観測などを実行した。約20分間の観測時間で、赤方偏移2.64の銀河からのCO(J=5-4)輝線を観測周波数158 GHzで検出に成功し、高感度性能を検証できた。オリオン分子雲の観測では、約60分の時間で、30分角の領域をCS(J=3-2)分子輝線、メタノール(CH3OH)輝線など数十種類の分子輝線での同時マッピングすることができ、我々の装置が遠方銀河の観測だけでなく、近傍の星形成領域などの観測にも非常に役に立つことが示された。一方で、より効率よく観測的研究を実施する上で、装置の改良や性能向上が必要な部分が明確になって来ており、そのプラン作りをメキシコ側の研究協力者と検討を進め、一部改良も行なった。また、観測計画についてもメキシコ側及び米国側の研究協力者と共同で検討を進めた。本観測は、メキシコの本格的な観測シーズンである冬季12月3月に実施する計画であったが、LMT望遠鏡へのアクセス道路で発生したカージャック事件等を発端に、セキュリティー改善まで望遠鏡の天文観測が一時的に停止されたことにより、我々の観測を含め多くの天文観測が実施できなくなった。このことにより、我々の本観測は、延期することとし、2019年度以降に実施する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、以下の3つを実行した。1)メキシコの標高4600メートルに設置されたLMT50m鏡用の2ミリ帯受信機の開発を進めた。ALMAで日本が担当したバンド4受信機をベースに、受信機開発を行った。すなわち、導波管型偏波分離器(OMT)を使って直行する2つの偏波成分を同時に受信し、さらに導波管サイドバンド分離ミキサーユニットにより、調整箇所・可動箇所のないサイドバンド分離受信を実現する設計とした。また、局所発振信号(LO信号)は、シンセサイザーにより発生したマイクロ波信号を、多段逓倍器により波長2ミリ帯まで変換した上で、導波管によりミキサーまで導くシステムとした。受信機と望遠鏡とをつなぐ光学系の基礎検討も進めた。微弱で線幅の広い輝線を検出するため、周波数変調LOシステムを使った新しい分光観測手法についても、開発、装置の整備を進めた。(2)分光システムの基本設計製作を進めた。初期宇宙にあるサブミリ波銀河からの微弱な分子輝線を検出するためには、広帯域分光性能が必要である。独国のRadiometer Physics GMBH(RPG)社が製造するXFFTSボードを利用してシステムを構築することとし、XFFTSボード等を導入した。また、分光計への信号入力用の周波数コンバーターの設計製作も実施した。(3)LMT搭載の2mm受信機での観測のため、明るく初期宇宙にあるサブミリ波銀河サンプルの構築を開始した。これまでの研究で進めてきたAzTECカメラによるサブミリ波銀河のサンプルに加え、JCMT/SCUBA2による広域観測も計画し実行し、サンプルを拡大した。一方、Herschel衛星のアーカイブデータも利用して、複数のミリ波サブミリ波バンド間での比を調べる手法により、赤方偏移が4を超えると期待される銀河、すなわち、2ミリ帯受信機で分光観測を行うべき銀河の候補を厳選する作業も開始できた。(1) 2ミリ帯受信機の開発、設計製作をほぼ計画通り実施することができた。局所発振信号(LO信号)は、シンセサイザにより発生したマイクロ波信号を、多段逓倍器により波長2ミリ帯まで変換した上で、導波管によりミキサーまで導くシステムを採用するなど、標高4600mでの受信機のリモート運用を簡易にする調整箇所・可動箇所のない設計を実現できた。一方、受信機雑音性能、再度バンド分離性能、偏波分離性能等についても、当初目標を実現できる見通しがたった。周波数変調LO(FMLO)システムを使った新しい分光観測手法の検討、基礎実験も順調に進み、システムの設計や、実験に必要な装置の導入を進めることができた。(2)広帯域の分光システムの設計、製作も順調に進めることができた。RPG社が製造するXFFTSボードを組み合わせたシステム構成とし、それに合わせた周波数コンバーターの設計製作も計画通り進めることができた。(3)AzTEC/ASTE1.1mmデータに加えHerschel衛星のアーカイブデータも利用して、より遠方のサブミリ波銀河を選択的に選び出す手法を確立し、十分な数の明るいサンプル構築を進めることができた。また、JCMT/SCUBA2等による広域観測も観測時間を確保し実施し、サンプルを拡大することも同時に行うことができた。これらから、2ミリ帯受信機で分光観測を行うべき銀河の候補を厳選する予定である。