hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体イオン交換法によるガラス中での金属層析出過程の解明と微細配線技術への応用

本研究では,順・逆電圧印加を併用した固体イオン交換法によってガラス内部に形成される銀結晶の析出メカニズムを明らかにするとともに,析出層のガラス内部微細配線への適用を試みた.析出物の成長プロセスの観察結果から,順電圧印加によってガラス内部に添加された銀イオンが,逆電圧印加によって還元されて析出物を形成することが分かった.また,銀とナトリウムの交互添加や銀ナノインクによる供給源の微細化等の手法により,ガラス内部に多層配線の形成や線幅0.1 mm以下の微細配線の形成が可能となった.本研究は,順・逆電圧印加を併用した固体イオン交換法によって,ガラス中の任意の箇所に所望の形状を有した金属層を形成すること,および製作した内部に配線を有するガラス基板を電子回路へ適用することを目的としており,平成27年度は主として,以下の3点に関する研究開発を実施した.(1)真空容器の増設による実験の効率化と実用的サイズへのスケールアップ:実験装置の拡充により,サンプル作製効率と再現性の向上を図った.(2)逆電圧印加初期の金属層析出過程の明確化:金属イオン添加後の逆電圧印加時間を変化させて金属層析出を行い,初期析出物の生成位置や形態を明らかにした.また,生成した析出物の成長過程を観察するとともに,ガラス内部に広がる析出物の位置制御手法を提案した.さらに,これらの結果,および透過型電子顕微鏡による析出物周辺の観察結果から,金属層析出メカニズムの検討を行った.(3)析出物の狭ライン・狭ピッチ化のための添加手法の検討:従来法である金属箔からのイオン添加に加えて,金属ペーストをイオン供給源として使用した実験を行い,添加・析出挙動に対する影響を検討した.その結果,金属箔の場合に比べて空間分解能の高い添加・析出が可能となった.しかしながら,添加深さが浅く,また析出物の密度が十分ではなかったため,導電性を有した析出層の形成は困難であった.今後は金属含有量の高いペーストの使用を検討するなどの対策を検討する.金属ペーストの使用による析出物の狭ライン化・狭ピッチ化については,現状では導電性を有する析出物が形成できておらず,期待したほどの効果を挙げられていないが,金属含有量と溶剤の割合の異なるペースト等の使用により,克服できるものと考えている.また,金属層の析出メカニズム解明については,概ね当初に想定した範囲内の結果が得られている.現在,ガラスの内部構造を新たな手法で解明すべく検討を進めており,本研究課題は順調に進展しているものと考える.本研究は,順・逆電圧印加を併用した固体イオン交換法によって,ガラス中の任意の箇所に所望の形状を有した金属層(本研究では主に銀)を形成すること,およびその金属層をガラス内部配線として利用することを目的としており,平成28年度は主として以下の3点に関する研究開発を実施した.(1)前年度に引き続いて透過電子顕微鏡(TEM)を用いた析出物近傍の観察を行い,金属層形成メカニズムを検討した.その結果,析出物は添加時に生成したナノ微粒子が凝集・成長したものではなく,ガラス母材中に含有された金属イオンが電極から供給された電子に還元されて出現したことが示唆された.また,電極形状の変更や初期亀裂の形成等の方法により,逆電圧印加直後に出現する析出物の起点形成メカニズムを検討した.(2)金属層をガラス内部微細配線として利用するためには,析出物の狭ライン・狭ピッチ化が必要である.そこで,金属ナノインクをガラスに塗布・焼成して実験に供したところ,従来比1/10以下の狭ライン・狭いピッチの微細配線が形成され,また本配線が高い導電性を有していることが明らかとなった.(3)電場を受けるガラス中での金属イオンの拡散挙動の2次元数値解析プログラムを作成し,実験で得られたイオン添加領域との比較を行った.その結果,数値解析から推測される添加領域は実験値と良い一致を示していた.そこで配線の狭ライン・狭ピッチ化のための必要条件を検討し,電圧印加条件の最適化に対する指針を得た.昨年度までの金属箔,金属ペーストに代えて,新たに金属ナノインクをイオン供給源として使用したことで,微細でかつ,高い導電性を有する配線の形成が可能となった.また,析出箇所についても数値解析による推測結果と良い一致を示しており,本研究課題は順調に進展しているものと考える.本研究は,順・逆電圧印加を併用した固体イオン交換法によって,ガラス中の任意の箇所に所望の形状を有した金属層(本研究では主に銀)を形成すること,およびその金属層をガラス内部配線として利用することを目的としており,平成29年度は主として以下の3点に関する研究開発を実施した.1)前年度までに明らかとなった知見に基づき,上部電極形状を変更することによって,銀析出の起点制御を可能とした.これにより,特定箇所のみでガラス表面と接続し,残りの部分が全てガラス内部に埋設された配線の形成が可能となった.また,このガラス表面との電気的接続箇所が内部配線の取り出し電極として活用できることを明らかにした.2)銀およびナトリウムを交互に添加することによって,ガラス内部にそれぞれのイオンがリッチな領域からなる多層構造を形成した.またこのガラスに対して逆電圧印加を行うことによって,立体的に交差した2層の銀析出層を形成することが可能となった.

3)上下電極の配置を変更することによって,銀添加・析出領域の形状制御を試みた結果,場所によって深さの異なる添加・析出層を形成することが可能となった.研究期間全体を通じた成果としては,析出物の形成メカニズムを明らかにした点,析出物をガラス内部微細配線に利用するための添加金属の供給方法や最小配線ピッチを明らかにした点,さらに多層配線を可能とした点が挙げられる.今後はこれらの知見を活かして,ガラス内部にさらに複雑かつ自在な配線を可能とすべく研究を進める計画である.本研究では,順・逆電圧印加を併用した固体イオン交換法によってガラス内部に形成される銀結晶の析出メカニズムを明らかにするとともに,析出層のガラス内部微細配線への適用を試みた.析出物の成長プロセスの観察結果から,順電圧印加によってガラス内部に添加された銀イオンが,逆電圧印加によって還元されて析出物を形成することが分かった.また,銀とナトリウムの交互添加や銀ナノインクによる供給源の微細化等の手法により,ガラス内部に多層配線の形成や線幅0.1 mm以下の微細配線の形成が可能となった.平成28年度は以下の方針に沿って研究を進める予定である.(1)金属層析出メカニズムの解明:前年度に引き続き,金属層析出メカニズムの解明を図る.具体的には,析出物周辺の透過型電子顕微鏡観察を実施するとともに,陽電子消滅法を用いてイオン添加・金属層析出に伴うガラス内部ネットワーク構造の変化を計測し,析出物の生成プロセスを解明する.(2)数値解析による金属層の析出形状制御に関する検討:ガラス中に析出する金属層は,巨視的には添加金属の形状がそのまま転写されるが,上下電極間での電場の広がりやイオン拡散によって,添加領域端部においては析出領域の広がり(滲み)が生じる.そこで,イオン交換中のガラス内部でのイオン拡散と電場の変化を連成した解析を実施し,析出物の狭ライン・狭ピッチ化のための電極形状の最適化を図る.平成29年度は以下の方針に沿って研究を進める予定である.(1)陽電子消滅法を用いてイオン添加・金属相析出に伴うガラス内部ネットワーク構造の変化を計測し,析出物の形成メカニズムをより微視的な視点で解明する.(2)前年度に作成した2次元拡散の数値解析プログラムを用いて,金属イオン添加領域を自在に制御可能な電圧印加条件を明確化する.(3)イオン添加・析出プロセスの短時間化を目指して,イオン交換条件の最適化を図る.(4)これまでに得られた知見を総合し,ガラス基板内部の平面上に微細配線を形成するとともに,ガラス外部への取り出し電極を製作し,本技術がガラス内微細配線技術に適用可能であることを示す.生産工学・加工学
老齢性筋萎縮におけるオートファジーの誘導と運動刺激の効果

本研究課題では、老化骨格筋におけるオートファジーの誘導とこれに関わるシグナルの解明を目的とした。その結果,筋萎縮が進行した老齢ラットでは変性タンパク質の蓄積に伴い惹起される小胞体ストレスシグナル活性化(Caspase-12の発現増加を特徴とする)が確認された。しかしながら,オートファジーのマーカーであるLC3-IIは変化を示さなかった。また、成熟ラットへの運動トレーニングは、LC3-IIの発現に大きな変化はもたらさないことも明らかとなった。老化に伴う骨格筋の萎縮は、様々な要因が関わり合って進行する現象である。近年の研究では、その要因の一つとして、老化に伴い変性・機能不全に陥ったタンパク質や細胞器官の増加が、萎縮に関わる細胞死や筋機能の弱体化を招くことが推察されている。本研究課題では、骨格筋内で変性したタンパク質・細胞器官を除去する働きを持つオートファジーに関して検討を加え、老化におけるオートファジーの意義とその誘導に関わるシグナルの解明を目的に検討を進めた。2008年度は基礎的な検討として、骨格筋内のオートファジー誘導とそのシグナル経路の同定を行った。このため、ラットの絶食モデルを用いてオートファジーの誘導を検討した。絶食期間は1日、2日、3日間とし、ヒラメ筋、足底筋を摘出した。オートファジー検出は、マーカータンパク質であるLC3-llの発現量を分析することによって行った。その結果、1)足底筋はヒラメ筋に比べて絶食後の筋重量の低下が大きい(3日後のヒラメ筋: -10%、足底筋: -23%)、2)オートファジーの誘導をみると、コントロール群と比較してヒラメ筋ではLC3-llの発現が絶食1, 2日後まで発現の変化はほとんどみられないが、3日目で10倍の増加が認められた。一方、足底筋では、絶食1日後(5倍)、2日後(49倍)、3日後(108倍)で顕著な増加が認められ、足底筋ではヒラメ筋と比べて絶食後のオートファジー応答が著しいことが明らかになった。次にオートファジーの誘導に関わるとされる因子を検討したところ、特に足底筋では、絶食13日後にかけてリン酸化mTORの著しい減少(3日後:コントロールの-34%まで低下)が観察された。これらの結果から、絶食時におけるオートファジ-の誘導は、特に速筋で起こり易く、その誘導にはmTORのような筋収縮に深く関わるタンパク質の不活性化が関連している可能性が推察された。老化に伴い細胞内で増加する変性タンパク質や機能不全に陥った細胞小器官(ミトコンドリア,小胞体,核など)が、老齢性筋萎縮に関わる細胞死や筋機能の弱体化を招くことが近年の研究から推察されている。この変性タンパク質の増加と筋萎縮の関連性を明らかにすべく,本研究課題では骨格筋内で変性したタンパク質・細胞器官を除去する働きを持つ"オートファジー"に関して検討を加え、老化におけるオートファジーの意義とその誘導に関わるシグナルの解明を目的とした。実験には26ヵ月齢の老齢ラットを用いて,オートファジー誘導に関連するシグナルの検討を行なった。その結果,筋萎縮が進行した老齢ラットでは変性タンパク質の蓄積に伴い惹起される小胞体ストレスシグナルの活性化が確認された(成熟ラット(6ヶ月齢)と比較してCaspase-12が3.8±0.6倍の増加)。このことは,老齢ラットでは変性タンパク質が増加しているものの,それを除去する機構であるオートファジーが十分に機能していない可能性を示唆するものであった。次に,運動トレーニングは老齢性筋萎縮を軽減することが数多く報告されているが,この働きがオートファジーの誘導と関連性があるかどうかを明らかにするために,成熟ラットへの運動トレーニング(8週間)後の下肢足底筋におけるオートファジーシグナルを検討した。その結果,LC3-IIの顕著な発現増加は確認されず,オートファジーを制御するFOXO3aやAktの発現に顕著な変化は認められなかった。今後の研究では,老齢性筋萎縮におけるオートファジー活性化の制御方法を確立し,変性タンパク質の除去を介した筋萎縮抑制方法を見つけていくことが重要である。
メタアナリシスの手法による筋層非浸潤性膀胱癌術後再発リスク分類日本版の作成

日本で実施された筋層非浸潤性膀胱癌の再発に関する研究を検索するためのシステムを作成した。データベースはMEDLINE(PubMed)と医学中央雑誌(医中誌Web)を用いた。検索結果をダウンロードし、PubMedと医中誌Webのファイルを共通書式で保存するソフトウエアを開発した。このソフトウエアを用いて、論文タイトルに"Superficial"を含む論文と、"Non-muscle invasive"を含む論文をダウンロードしてソフトウエアの作動を検証した。また、これらファイルを保存するためのクラウドサーバーを準備し、データを保存した。今後、この手法について公表し、開発したソフトウエアを公開する。日本で実施された筋層非浸潤性膀胱癌の再発に関する予後を検討している研究を検索した。検索結果をダウンロードし、抄録のある原著論文を選択し2つのデータベース検索結果の重複を整理して、研究の主体となっている組織を同定した。個票データを取得するためには、論文として発表された研究のデータを連結不可能匿名化して提供してもらう必要があるため、研究組織の中心になっている大学をしらべた。その中で、浜松医科大学、奈良医科大学、九州大学が中心になって行った研究が複数存在した。本研究の共同研究者である赤座英之教授の協力も得てそれぞれの大学の泌尿器科教授と連絡をとり、研究のコンセプトについては了解を得た。今後のデータ提供をスムーズに行うためにセキュリティーの保障されるクラウドサーバーを準備し、仮想データを転送することで実際に送付されるサイズのデータ転送が問題なく行われることを確認した。また、日本泌尿器科学会が編集する「膀胱がん診療ガイドライン」の作成委員でもあるため、現在日本のリスク分類がないことが問題であることを他の委員とも共有し、本研究の意義を確認した。日本で実施された筋層非浸潤性膀胱癌の予後を明らかにしている研究を検索した。検索結果をダウンロードし、抄録のある原著論文に限定し2つのデータベースで検索した結果の重複を整理した。同一研究の観察期間が違う論文である場合もあるため、今回の解析対象となる可能性の高い論文に関しては、本文に書かれている情報を精査し最終的に解析対象として抽出するデータを選択する。加えて、個票データを取得可能な研究について、共同研究者の赤座英之教授の助言も得ながら個々の研究組織に連絡をとるための準備を始めた。本研究で用いるメタアナリシスの手法について概略をまとめて、今後研究に協力を依頼することが予想される膀胱癌の研究会であるBCG注入療法研究会の教育講演で発表を行った。検索結果をテキストファイルでダウンロードし、別の書式で保存されているPubMedからのファイルと医中誌Webからのファイルを突合できるように共通フォーマットに再構成するソフトウエアを開発した。このソフトウエアを用いてダウンロードしたファイルの重複確認作業の妥当性検証する意味で、論文タイトルに"Superficial"を含む論文と、"Non-muscle invasive"を含む論文を検索しダウンロードしてこれらの論文数の年ごとの経時的変化を検証した。これらのファイルを保存するためのセキュリティーが保障されたクラウドサーバーを準備し、上記検証データを保存し、複数回の更新を行った。対象とする論文の検討と選択を行うため研究分担者である東京大学の赤座英之教授と2014年9月11日と10月8日の2回会議を開いた。この中で、現時点での進行状況およびツールソフトウエアとクラウドサーバーを安定して確実に運用できることを報告した。会議の結果、まずメタアナリシスを行うための手法について論文として公表し、ダウンロードファイルを共通フォーマットに再構成するソフトウエアを公開することを優先することになった。その後、実際にメタアナリシスの手法を用いたリスク分類作成作業の内容について報告することにした。臨床疫学臨床研究に対する信頼性が問われるような案件が、循環器領域など複数の領域で明らかになったため、すでに実施された臨床研究であってもデータ管理については十分注意しながらデータ収集し、必要であればきちんとログを残しながら変更や追加などを行わなければならない。そのためには、十分なセキュリティーが保障されたデータ保存媒体を確保する必要があり、近年のクラウドシステムの発展に伴いそのような用件にみあうクラウドサーバーを契約するために時間を要した。この準備が完了した時点で、研究計画書を具体的に記載しデータ収集のための準備を始めた。このような作業を行う必要が発生したために進捗が少し遅れた。主任研究者が、平成24年度から始まった日本泌尿器科学会による「膀胱癌診療ガイドライン」改訂作業における共同研究者に選ばれたことから、改訂版のガイドラインと整合性のある文献検索をする必要が生じた。

平成24年度末現在、文献検索式の詳細な検討を行っている。当初の予定では1年目で対象となる研究を網羅的に文献検索して、対象となる研究を抽出する作業を行うことを予定していたが上記理由のためにガイドライン作成作業と並行して本研究の文献検索を行っている。同様の理由で、個票データを用いた解析を行うための研究の抽出、その研究を実施した研究組織との交渉もガイドライン作成作業と並行して行っている。ガイドライン改訂版作成作業の共同研究者が主な臨床研究組織の重要な役職をつとめていることが多いため、ガイドライン作成の組織を活用して個票データ取得の手順を考慮する予定である。上記の理由から平成24年度の研究においては、予備検索と主な研究の確認にとどまり、この作業を行うために必要なソフトウエアと機器の整備にとどまった。そのため研究者に依頼するための旅費執行やデータ入力のための事務職員雇用にはいたらなかった。本研究のデータ収集方法に着いて具体的に記載した研究計画書を作成して早急に岡山大学の倫理委員会の承認を得る。その後データ提供の内諾を得ている研究機関に、データ収集の具体定方法を記載した研究計画書を送り、必要であれば各施設での倫理委員会で承認を得た上で連結不可能匿名化したデータの提供を得る。現時点の倫理指針においては連結不可能棟区名化したデータのみの提供であれば必ずしも個々の施設における倫理委員会の承認は必要で無いため、その後の研究遂行はスムーズに進むと予想される。そこで得られたデータを用いてメタアナリシスの手法を用いた解析を行い、解析結果を共同研究者と検討してデータ提供された施設の意見も必要に応じて聞き取りする。これらの作業を行い、最終的な結果を学会発表と論文で公表する。ガイドライン改訂作業と整合性をもった文献検索式を作成し、公表されている臨床試験の抽出を行う。PubMedと医中誌Webでの検索結果を併合し、重複している論文をチェックする。チェック後のリストをもとに、今回の研究における解析対象となる研究を選択する。その際には、同一研究対象に対する長期予後調査などの情報も考慮する。抽出した研究のなかで、個票データを用いた解析のために情報提供可能かを問い合わせる対象を選択する。その際には共同研究者の赤座英之教授の助言を得る。そして、問い合わせ対象に連絡をとり、個人情報を削除した形でのデータ提供を依頼する。データ提供可能な研究組織があれば、データ保存の形式や提供の手順などについて詳細な手続きを確認する。これらの研究の一部は平成24年度に計画していたものであり、可能な限り平成25年度の前半に網羅的検索と抽出作業を行い、年度後半にはデータ提供可能な研究組織の絞り込みとデータ提供に関する様々な交渉を行う予定である。
リボソーム遺伝子を介した葉の背腹性制御の分子メカニズムの解明

葉の形態形成に対して重要な可能性を持つリボソームの機能に着目し、分子遺伝学的および生化学的アプローチから研究に取り組んだ。その結果、葉の向背軸制御において、リボソームによる特異的遺伝子発現制御機構の存在を示唆する知見が得られ、葉の背軸側および表皮におけるリボソーム遺伝子の組織特異的な役割が明らかになった。このようにリボソームの機能を通じた解析から葉の向背軸制御の解明に迫る成果が得られた。初年度は、主に葉の形態形成制御におけるリボソーム遺伝子の役割についての理解を更に深めることを目的とし、解析に必要な変異株の作成、およびリボゾームタンパク質(r-protein)に対する抗体の作成を行った。A)r-protein遺伝子の葉の向軸側および背軸側(表側、裏側)における機能軽微な向軸側の欠損を示すasymmetric leaves1 (as1)/as2変異株の背軸化の表現型を劇的に促進したr-protein遺伝子変異株rpl4dに着目し、RPL4Dに対して、裏側の発現に限定させるためのtasiR-ARFの標的配列、または表側の発現に限定させるためのmiR165/166の標的配列を接続した遺伝子を構築した。これらの改変RPL4Dが背軸化したas2 rpl4d二重変異株の葉の表現型を相補できるかどうか解析を行った。播種28日後の葉形を観察し、as2型、トランペット型、フィラメント型に分類し、表現型の相補の程度を評価した。その結果、as2 rpl4d RPL4D::cARFは背軸化した葉の表現型を相補し、すべてas2型の葉を発生した。一方、RPL4D::c165の発現により表現型が弱くなりトランペット型やas2型の葉の発生頻度が、それぞれ25%、50%と高くなったが、as2 rpl4dの表現型を完全に回復させることが出来なかった。これらの解析結果から、葉の向背軸制御にはリボソーム遺伝子の背軸側における発現がより重要な役割を果たしている可能性が示唆された。B)葉の裏側と表側のリボソームのr-protein組成と機能背腹性制御における、裏表のリボソームの機能分化、または背腹性遺伝子の発現に特異的なリボソームの機能を仮定した。それぞれを検証するために、葉の裏側と表側でそれぞれ異なるタグ付加したリボソームを発現する株の作成を行った。次年度に、詳細な解析を行う予定である。1.r-protein遺伝子の葉の表皮と葉肉細胞における機能:昨年度における葉の向軸・背軸に限定した遺伝子発現による相補実験の研究を踏まえて、さらにr-protein遺伝子の葉の表皮または葉肉細胞における発現がas2rpl4d二重変異株の表現型回復に効果を示すかどうか検証した。その結果、リボソーム遺伝子の表皮における機能が葉の向背軸制御に対して重要な役割を果たしている可能性が示唆された。2.r-protein遺伝子の変異がリボソームの機能に与える影響:r-protein遺伝子変異株においてリボソーム生合成が正常かどうか調べた結果、成熟型rRNAの蓄積量は野生型と同レベルであった。また、野生株と同様にr-protein変異株においてもポリソーム形成能があり、翻訳活性に与える影響は少ないことが確かめられた。もし、細胞内に十分量のリボソームが蓄積しているにも関わらず、形態異常が現れるならば、r-protein遺伝子の変異の影響は全体的ではなく、ある特定の遺伝子発現に対して限定的に影響を与えている可能性が示唆される。そこで、ポリソームRNAの解析結果、r-protein遺伝子変異株では向背軸遺伝子の翻訳レベルの低下がみられた。したがって、葉の背軸化の要因は向背軸遺伝子の発現レベルの均衡の乱れから生じた葉の極性制御の異常であることが可能性の一つとして考えられた。3.総括:葉の形態形成に対して重要な可能性を持つリボソームの機能に着目し、分子遺伝学的および生化学的アプローチから研究に取り組んだ。その結果、葉の向背軸制御を特徴づけるものとして、リボソームによる特異的遺伝子発現制御機構の存在を示唆する知見が得られ、葉の背軸側および表皮におけるリボソーム遺伝子の組織特異的な役割が明らかになった。
光合成とメタン生成のリンケージ：機能特異分子補酵素F430分析という新手法の展開

メタン(CH4)は強力な温室効果ガスであると同時に天然ガスの主成分であることから,詳細なメタンの生成・分解メカニズムを理解することは人類社会の持続的発展にとって重要な課題である。本研究では,申請者が開発した補酵素F430の超高感度定量分析法を海洋表層水および海底堆積物試料に適用することで,海洋環境におけるメタンの動態を明らかにすることを目的とする。本目的が達成されれば,「海洋メタンパラドックス」や「光合成生態系と暗黒生態系のリンケージ問題」という海洋環境における炭素循環の謎を解き明かすことができる。当該年度の研究計画は海洋表層および海底堆積物中における補酵素F430の分布を明らかにし、メタン生成菌の分布とその環境因子を明らかにすることであった。当該年度に用いた堆積物は国際深海科学掘削計画(IODP)第370次航海において室戸沖にて採取された基盤岩までの掘削堆積物コアである。海底下190mから基盤岩直上である1124mまでの補酵素F430の濃度は極めて低く、1-5 fmol程度であり、600m以深では検出限界以下であった。600m付近の現場温度は72°C程度であり、また同深度以深では硫酸イオン濃度が深度とともに上昇し始める深度であることから、それらがメタン生成代謝を阻害している可能性が示唆された。また上記の結果を出すにあたり、他の研究プロジェクトで扱う高濃度F430抽出物のコンタミネーションが起こり、その経路特定と排除などの問題解決に多くの時間を要した。そのため、当初計画していた海洋表層試料の補酵素F430の分布解析を期間内に行うことが出来なかった。海洋表層試料については、今後順次解析を進めていく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、申請者が開発したメタン生成補酵素F430の超高感度定量分析法を海洋表層水および海底堆積物試料に適用することで、海洋環境におけるメタンの動態を明らかにすることである。当該年度の研究計画は、1)従来分析に用いていた、高速液体クロマトグラフ/トリプル四重極質量分析計の高感度化を行うこと、2)メタン菌の培養実験を行い補酵素F430濃度と、バイオマスおよびメタン生成速度との関係性を明らかにすることであった。しかしながら、所属研究機関の異動に伴い、当初の研究計画を効率よく行う環境になかった。そこで、震所属先での研究環境を構築するとともに、前所属研究機関と連携し、次年度に計画していた「メタン酸化菌が濃集する黒海の微生物マット中のF430定量分析と世界初のF430の同位体分析」を行った。結果として、世界で初めて天然環境中の補酵素F430の炭素同位体比の測定に成功し、未培養である嫌気的メタン酸化アーキア由来の補酵素F430の炭素同位体組成は基質であるメタンの同位体比を反映し、補酵素F430の安定同位体分析が2つの潜在的な起源生物であるメタン菌と嫌気的メタン酸化アーキアを識別できることを明らかにした。また、補酵素F430の同位体分析に際して新しく開発した夾雑物除去法を応用し、下北沖の海底下2000mの石炭層において、補酵素F430を検出する事に成功し、科学史上最も深部の海底堆積物中から生きたメタン菌のシグナルを得ることに成功した。にこれらの成果は2回の国際学会(うち1つはPlenaryセッションに選出)および、学術雑誌3報(うち1つはサイエンス誌)にて発表し、好評を得た。所属研究機関の変更に伴い、研究費の使用項目と、研究計画に大きな変更が出た。しかしながら、次年度の研究計画を本年度に遂行し、計画通り成果を出すことが出来たため、全体的な研究計画に対してはおおむね順調に進展していると判断した。本研究の目的は、代表者が開発下メタン生成補酵素F430の超高感度定量分析法を海洋表層水および海底堆積物試料に適用することで、海洋環境におけるメタンの動態を明らかにすることである。当該年度の研究計画は1)従来分析に用いていた高速液体クロマトグラフ/トリプル四重極質量分析計の高感度化を行うこと、2)メタン菌の培養実験を行い、F430濃度とバイオマスおよびメタン生成速度との関係性を明らかにすることであった。高速液体クロマトグラフ/トリプル四重極質量分析計の高感度化においては、従来の高速液体クロマトグラフに対し、ナノフロー液体クロマトグラフを用いることで高感度化を目指した。しかしながら、微少流量下かつアシストガスが無い状態でのイオン化が不安定であることが原因で、分離および検出は可能であるものの、定量分析の再現性が得られなかった。一定期間挑戦しても問題が改善しなかったため、方針を変更し、マイクロ流量での分析でルーチン化を行った。メタン菌の培養実験に関しては、方針を変更し、より緊急性の高い補酵素F430の分解実験を行った。それにより補酵素F430の現場環境における半減期が極めて短く、原位置のメタン生成ポテンシャルを定量するバイオマーカー分子になり得ることを実験的に示した。また、統合国際深海掘削計画(IODP)の第370航海に参加し、室戸沖の掘削調査および試料採取を行った。また、南海トラフおよび外洋の海水試料から補酵素F430を抽出し、検出に成功した。今後更なる分析を進め海洋環境におけるメタン菌の分布と活性を明らかにする。

当該年度中には国際誌による発表1件、国際学会による発表3件、国内発表による発表1件を行い、好評を得た。高速液体クロマトグラフ/質量分析計の高感度化に課題は残るものの、次年度以降行う環境試料の分析の基盤は整い、順調に進んでいると判断できる。ルーチン化したマイクロフロー高速液体クロマトグラフ/質量分析計での分析を進めつつ、ナノフローでの分析法開発を今後も続け、マイクロフローで検出できなかったものだけをナノフローでの分析法確立後に再度分析する方針に変更することによって、当初の計画を遅延することなく遂行可能である。メタン(CH4)は強力な温室効果ガスであると同時に天然ガスの主成分であることから,詳細なメタンの生成・分解メカニズムを理解することは人類社会の持続的発展にとって重要な課題である。本研究では,申請者が開発した補酵素F430の超高感度定量分析法を海洋表層水および海底堆積物試料に適用することで,海洋環境におけるメタンの動態を明らかにすることを目的とする。本目的が達成されれば,「海洋メタンパラドックス」や「光合成生態系と暗黒生態系のリンケージ問題」という海洋環境における炭素循環の謎を解き明かすことができる。上記目的に対し、平成29-30年度の研究の目的は海洋表層および海底下におけるメタン生成補酵素F430の水平・鉛直分布の定量と海洋環境におけるメタン循環の総合的理解を行うことであった。海洋表層については、平成26年度に海洋地球研究船「みらい」で採取した水深500mまでの表層海水試料を用いて、試料採取地点054および091におけるF430の深度分布を明らかにした。全ての試料から補酵素F430が検出され、その濃度は2-88 fmol/Lの範囲で分布し、再表層部に小さな極大が、水深170m以深で濃度の上昇がみられた。一方、溶存メタンの濃度およびその炭素同位体比については全ての測点8測点で分析を行った。濃度は1-4 nMで分布しており、水深約100mに極大が見られた。またメタンの炭素同位体比は-47.6から-18permilであり、深度とともに同位体比が高くなる傾向にあった。Stn054および091においてメタンと補酵素F430の分布の間に相関は確認されなかった。今後は測点を増やし、北緯47度線における太平洋の表層ー亜表層の補酵素F430の分布を明らかにしていく。本年度は海洋表層試料から32試料、海洋堆積物から30試料分析し、予定通り順調に解析が進んでいる。来年度は引き続き、海洋表層および海底堆積物の解析を行い、国際誌に報告する予定である。当該年度の研究計画は海洋表層および海底堆積物中における補酵素F430の分布を明らかにし、メタン生成菌の分布とその環境因子を明らかにすることであった。当該年度に用いた堆積物は国際深海科学掘削計画(IODP)第370次航海において室戸沖にて採取された基盤岩までの掘削堆積物コアである。
小学生の攻撃性タイプと心理社会的適応に関する実証的研究

本研究では,小学生の攻撃性を機能や生起メカニズムの観点から分類し,それぞれのタイプにおける心理社会的適応との関連を検討することを目的としている。そのうち,平成30年度は,小学生の攻撃性と心理社会的適応,あるいは不適応との関連について,実証的に検討することとした。調査対象は小学46年生の児童1000名であった。手続きはweb調査とし,本研究の趣旨や倫理的配慮等について説明した上で,保護者および児童本人が同意した場合のみ,回答を依頼した。なお,学年および性別は概ね同数になるように調整を行った。調査材料は,1「小学生用能動的・反応的攻撃性尺度原版」,2「小学生用向社会的尺度」の友達因子,3「DSRS-C」,4「小学生用ストレス反応尺度」,5「児童用コンピテンス尺度」の社会・自己価値因子を採用した。調査時期は2019年3月であった。現在データ分析中であり,小学生の攻撃性タイプによって,その心理社会的適応・不適応との関連に差がみられるのかを検討している。本研究では,小学生の攻撃性を機能や生起メカニズムの観点から分類し,それぞれのタイプにおける心理社会的適応との関連を検討している。そのうち,平成27年度は,1小学生の攻撃性に関する国内外の知見を収集・整理すること,2小学生の攻撃行動や攻撃性の実態を把握することを目的として研究を実施した。1小学生の攻撃性に関する知見の収集・整理については,国内外の関連論文・文献や,一般図書当から幅広く収集を行い,子どもの攻撃性についての理解を深め,包括的に把握した。その上で,すでに作成されている攻撃性関連の尺度を参考に,その知見を整理した。また,2小学生の攻撃行動や攻撃性の実態把握については,小学校46年生約280名を対象に,攻撃行動に関する自由記述による質問紙調査を実施した。具体的には,攻撃行動に該当すると感じる行動の聴取,どのような場面で攻撃行動を選択しやすくなるのか,あるいは他者に攻撃したくなる理由の聴取を行った。攻撃行動にあたる行動については,多くの児童が,「悪口を言う」などの言語的攻撃や「叩く」などの身体的攻撃,「仲間はずれにする」などの関係性攻撃を挙げていた。その他,「人の心を傷つけるもの」や「いやな雰囲気にしてしまうもの」などの攻撃行動に対するイメージや知識と想定される回答も散見された。さらに,攻撃行動を選択しやすくなる場面ついては,「相手からいじわるされた時」,「ふざけている時」などの場面が挙がった。一方,攻撃行動を選択してしまう理由については,「自分のストレス発散のため」,「面白いから」などの回答がみられた。本年度当初の目標では,攻撃性を機能や生起メカニズムから分類し,内外の知見を整理すること,小学生における攻撃性・攻撃行動の実態を把握することであった。いずれも実施済みではあるが,慎重に検討・解釈を進めているところである。そのため,攻撃性研究者からの尺度構成に関する意見の聴取が遅れてはいるが,全体としてはおおむね順調であると判断される。そのうち,平成28年度は,小学生の攻撃性の個人差を多次元的に測定可能な尺度を作成することを目的として研究を実施した。平成27年度に実施した調査結果を基に,「小学生用能動的攻撃性尺度」ならびに「小学生反応的攻撃性尺度」の原案を作成した。その際,攻撃性研究を行っている研究者に項目プールの確認を依頼し,専門的観点から意見を聴取し,内容的妥当性の確認を行った。また,尺度の信頼性・妥当性検証のために用いる関連尺度についても吟味した。しかし,調査協力を依頼する予定の小学校に対して,学校行事や学校の状況により,スムーズに調査依頼をすることが難しく,実際の調査を行うまでには至らなかった。そのため,次年度は調査を実施し,測度として有効性を検証することが必要になる。当初の目標では,作成された尺度原案を用いて,実際に小学生を対象とした質問紙調査を実施する予定であった。しかし,調査依頼が難航したため,次年度に繰り越さざるを得ない状況となった。そのため,全体としてやや遅れている状況と判断した。本研究では,小学生の攻撃性を機能や生起メカニズムの観点から細分化し,それぞれのタイプにおける心理社会的適応との関連を検討している。そのうち,平成29年度は,小学生の攻撃性の個人差を多次元的に測定可能な尺度を作成することを中心に研究を進めた。首都圏の国公立小学校に在籍する46年生を対象に,「小学生用能動的攻撃性尺度」「小学生用反応的尺度」および妥当性検証のための複数の尺度を用いて質問紙調査を行った。その結果,709名の回答を得ることができた。しかし,研究代表者の出産に伴い,産休の取得や出産前後の業務負担の軽減が必要であったことから,データ分析を十分に行うことが難しい状況にあった。年度途中に産休を取得したこと,また,産前産後に業務負担の軽減が必要であった。そのため,当初の計画通りに研究を進めることが難しい状況にあった。このことから,課題遂行が全体的に遅れていると判断した。

調査対象は小学46年生の児童1000名であった。手続きはweb調査とし,本研究の趣旨や倫理的配慮等について説明した上で,保護者および児童本人が同意した場合のみ,回答を依頼した。なお,学年および性別は概ね同数になるように調整を行った。調査材料は,1「小学生用能動的・反応的攻撃性尺度原版」,2「小学生用向社会的尺度」の友達因子,3「DSRS-C」,4「小学生用ストレス反応尺度」,5「児童用コンピテンス尺度」の社会・自己価値因子を採用した。調査時期は2019年3月であった。現在データ分析中であり,小学生の攻撃性タイプによって,その心理社会的適応・不適応との関連に差がみられるのかを検討している。当初の予定通り,次年度は本年度得られた知見や結果を集約し,本研究で作成予定の尺度について,そのアセスメントツールとしての有効性を小学生を対象に検討する予定である。そのため,研究計画の変更可能性は低いと考えられるが,調査依頼校の状況や調査実施時期によっては,学校行事等との兼ね合いもあるため,調査規模や調査対象者数が変動することが予想される。尺度作成のための調査に加え,当初予定していた攻撃性の低減に寄与しうる要因の検討に関する調査を実施する予定である。そのため,スムーズに調査が実施できるよう、調査協力校との連携を十分にとる必要がある。また,調査規模や調査対象者数については,実施時期や調査協力校との調整が必要であるため,変動する可能性もある。引き続き,データ分析を行うとともに,心理社会的適応指標との関連について検討する。その上で,小学生の攻撃性の機能構造を検討し,学校現場における指導や支援に対する一助を目指す。予算立案時点では,データ解析用ソフトの購入を検討していたが,所属機関にて利用可能な状況にあったため,新たな購入は見送った。持ち運び用PCについても,より安価で機能的なPCを購入した。また,人件費・謝金については,本年度はデータ処理の規模を勘案し,研究補助員の雇用は次年度以降に繰り越すこととした。また,実施責任者への謝礼は,国公立小学校で調査を実施したことから,実施校より辞退の申し出があった。なお,小学生への謝礼は,当初の予定通り,全員に文房具を配布したが,「その他」で計上した。調査依頼が難航したため,研究補助員の雇用や調査協力者への謝礼が支出されなかった。また,当初は参加学会の開催地が未定であり,暫定的に支出額を計上していたが,予定よりも少額の支出にとどまった。産休を取得したことにより,研究を休止した期間があった。そのため,予定額よりも支出が少なかった。次年度は,引き続き学会等に出席すること,また複数の質問紙調査の実施を予定している。そのため,用紙代や通信運搬費等の必要物品の購入を検討しており,研究の進み具合に応じて,順次手配する予定である。次年度は,国内・国際学会への複数の参加,複数の質問紙調査の実施を予定している。また,調査に必要な物品の購入と研究の円滑な遂行のために,アルバイトを雇用しながら研究を進める予定である。次年度も,引き続き複数の学会に出席すること,また複数の質問紙調査の実施を予定している。そのため,今年度よりも研究補助員の雇用や謝礼に充当する支出が増えることが予想される。
原子の内殻空孔崩壊過程の実時間追跡

本研究では理化学研究所の自由電子レーザーSACLAを利用し、自由電子レーザー(FEL)と近赤外(NIR)域フェムト秒レーザーの併用によって、原子の電子放出過程の観測を行うことを目指した。SACLAのX線ビームラインBL3を利用して、希ガスのオージェ過程で放出されるオージェ電子にNIRレーザーでサイドバンド形成を確認した。このサイドバンド強度を指標として、2つのレーザーの入射・時間遅延を調整し、空間的および時間的な重なりを最適化することが可能となった。また、軟X線ビームラインBL1においてNIRレーザーを併用して、キセノンの1価イオンの高励起状態をプローブし、その崩壊を実時間観測した。原子の内殻空孔からの多段階のオージェ崩壊過程の実時間追跡の要素技術の確立を目指し、X線自由電子レーザー吸収によるNe1s内殻イオン化後のオージェ過程で放出されるオージェ電子の光学レーザー吸収によるサイドバンド生成についてのデータ解析を行った。X線エネルギー4.70 keVで観測したNeのオージェ電子スペクトルは、近赤外レーザーの入射により2p^-2オージェバンドの強度は減少し、高エネルギー側にサイドバンドが観測される。サイドバンドの分布幅は近赤外レーザーパルスの強度に応じて増加し,強度8.3 mJ/pulse(レーザー場強度150 TW/cm^2)では、サイドバンドが15 eVにわたって観測された。これは近赤外光子(hv = 1.55 eV)の約10個分に相当する。このサイドバンドの強度を遅延時間の関数として測定することで2つのレーザーパルスの相互相関関数が得られる。得られた相互相関関数はガウス型の形状を示し、このピークからX線自由電子レーザーと近赤外レーザーパルス間の時間遅延原点が決定できる。また最小自乗法による解析から相関関数の半値全幅(FWHM)として2.0 (2) psが得られた。すなわち、近赤外レーザーパルスによって生成したオージェ電子のサイドバンドを利用することで、X線自由電子レーザーと外部同期レーザーの時間原点とタイミングジッターを非破壊で決定できることを実証できた。これにより、2つのレーザーを併用した実時間計測において必須となる実験技術を確立することができたと言える。なお、観測されたジッター幅は、GaAs吸収を用いた先行研究の結果よりも数倍大きな値となっており、その要因については現在検討中である。原子の内殻空孔からの多段階のオージェ崩壊過程の実時間追跡に必要となる、2つのレーザーを併用した実時間計測において必須となる実験技術について概ね確立することができた。本研究では、自由電子レーザーと光学レーザーを併用し、原子の電子放出過程の実時間観測を行うことを目指している。昨年度既に理研自由電子レーザーSACLAの硬X線ビームラインを利用し、希ガスのオージェ過程で放出されるオージェ電子に近赤外レーザーによるサイドバンドを形成することに成功している。ただし、硬X線では深い内殻電子のイオン化が主要であり、後続のオージェ過程は複雑となる。また放出されるオージェ電子の運動エネルギーが大きく特定の過程を追うことは電子分光の分解能的に容易でない。そこで今年度はSACLAにおいて新しく共用された軟X線ビームラインBL1の利用し、希ガスの極紫外域イオン化により放出された電子の観測を行った。近赤外レーザーをFELに時間同期して入射することにより、Heの光電子ピークにサイドバンドを形成できることを確認した。この2つのレーザーの時間遅延を変化させることにより、BL1が供給する軟X線FELと光学レーザーのタイミングジッターの決定に成功した。これにより、より典型的な崩壊を示す浅い内殻イオン化後の後続過程を追跡することを視野に入れることができるようになった。まずは、観測が比較的容易であると考えられる数百fs領域のプロセスの観測を行った。具体的には、Xeを41eV程度のFEL光でイオン化し、その多重電離において生成する準安定イオン状態を近赤外レーザーでプローブした。2つのレーザーの遅延時間が数百fs以下としたときには、近赤外レーザーによるイオン化により1eV以下の運動エネルギー領域に新規のピークが観測された。これはXe2+コアをもつRydberg状態に帰属することができると考えられ、その寿命を決定することができた。SACLAの新しい軟X線ビームラインBL1においても光学レーザーとの併用に成功したことは、本研究で目指す原子過程の実時間追跡の適用範囲を広げるものである。また、本研究の最終目的よりも遅い時間スケールであるものの、ポンププローブ分光によりXeのイオン化過程における準安定状態を観測できたことは意義深い。本研究では理化学研究所の自由電子レーザーSACLAを利用し、自由電子レーザー(FEL)と近赤外(NIR)域フェムト秒レーザーを用いて、原子の電子放出過程の観測を行うことを目指した。昨年度までに、SACLAの軟X線ビームラインBL1を利用して、希ガスのオージェ過程で放出されるオージェ電子にNIRレーザーでサイドバンド形成を確認している。FEL(40eV)をポンプ光、NIRレーザー(1.58eV)をプローブ光として、Xe原子に照射したところ、近赤外レーザーを導入した場合にのみ0.4-1.5eVにかけて明瞭な光電子ピーク群が生成することが分かった。

これらのピーク強度の時間変化の観測から、いずれも数十psおよび数nsの2成分の緩和過程を示すことが明らかとなった。これらのピークはXe2+に収斂するXe+の自動イオン化状態およびリュードベリ状態からのイオン化に起因するものと帰属される。さらに、FELの光子エネルギーを67eVとした場合には、NIRレーザー照射により、40eVの場合とは異なる光電子ピークが観測された。これは,Xe4d(J=5/2)内殻正孔崩壊に伴って生成したXe2+の準安定状態からのイオン化であるものと考えられる。このとき、時間ゼロ近傍においては内殻正孔崩壊に伴うオージェ電子のスペクトル構造に明瞭な変化が見出された。この結果は多重イオン過程の過渡的変化を示しており、近赤外レーザーによる量子状態操作に起因する可能性が示唆される。本研究では理化学研究所の自由電子レーザーSACLAを利用し、自由電子レーザー(FEL)と近赤外(NIR)域フェムト秒レーザーの併用によって、原子の電子放出過程の観測を行うことを目指した。SACLAのX線ビームラインBL3を利用して、希ガスのオージェ過程で放出されるオージェ電子にNIRレーザーでサイドバンド形成を確認した。このサイドバンド強度を指標として、2つのレーザーの入射・時間遅延を調整し、空間的および時間的な重なりを最適化することが可能となった。また、軟X線ビームラインBL1においてNIRレーザーを併用して、キセノンの1価イオンの高励起状態をプローブし、その崩壊を実時間観測した。次の段階として、シングルショットでのサイドバンド計測によって、X線自由電子レーザーパルス毎の計測を実現する。その後、この技術を適用することにより、原子の内殻空孔からの多段階のオージェ崩壊過程の実時間追跡を目指す。次の段階として、シングルショットでのサイドバンド計測により、100fs以下の時間スケールでの電子放出過程の観測を目指す。原子分子物理学実支出額は概ね計画通りであるが、物品費または旅費として見積もった当初予算の誤差として5,186円の残額が生じた。実支出額は概ね計画通りであるが、物品費または旅費として見積もった当初予算の誤差として155,031円の残額が生じた。物品費または旅費として活用する。
『集神州三宝感通録』聖寺・瑞経録の美術史料論的研究

『集神州三宝感通録』は、初唐時代の仏教史家である南山律師道宣(596667)が仏法僧三宝のうえに現れた感通(霊験)を集成したものである。本研究課題では、四年間の計画で、本書の巻下に記された南北朝時代から唐初期に至る間の各地の仏寺に関わる記事十二条と、仏経そのものやその信奉・読誦にともなう感通譚三十八条を取り上げる。すなわち、『大正新脩大蔵経』巻五二所収のテキストを底本とし、当該個所について全文の訳と美術史の観点を重視した註解を可能な限り詳細におこなう。記事は一見、荒唐無稽な霊験説話であるが、現存する寺院建築遺構や仏教美術の遺例を著しく欠いた当該時期の実態や、当時の仏教信仰の事情をうかがう上で、非常に有益な資料である。四年間の初年度にあたる18年度には、巻下の序文をはじめ、聖寺篇の前半六条を対象とする予定であった。しかし、序文、臨海天台山石梁聖寺条、東海蓬莱山聖寺条、抱罕臨河唐述谷仙寺条の訳と関係資料の蒐集のみにとどまった。また、本研究課題に先行する科研成果報告書として毎年刊行を継続してきた「美術史料として読む『集神州三宝感通録』ー釈読と研究」を、作成することが叶わなかった。理由は、他の業務に忙殺されてエフォートを遂行できなかったところにある。他方、2018年10月には、台湾の中央研究院歴史語言研究所において、中央研究院歴史語言研究所主題講座として、本研究課題に直接関係した口頭発表「唐代高僧的理想世界ー道宣《集神州三宝感通録》分析」をおこない、手ごたえを得た。18年度には論文三篇の執筆とともに、二冊の図書(『アジア仏教美術論集東アジアII隋・唐』と『古代寺院の芸術世界』)の責任編集として総論や論考の執筆、4篇の翻訳に予想以上の時間と労力を費やさざるを得なくなり、結果的に本研究課題に割ける時間が著しく少なくなってしまった。また、臨海天台山石梁聖寺条は東アジア仏教の一大拠点である天台山に関する条、抱罕臨河唐述谷仙寺条は現存する甘粛省炳霊寺石窟に関する条であることから、関係資料が多岐にわたり、かつ膨大であるため、注釈の執筆に非常に苦慮したことも、遅滞の一因である。本研究課題にかける時間を確保するために、抱えている仕事を整理するとともに、昨年は開催できなかった研究協力者たちとの研究会形式のミーティングを、毎週一回開催することで、コンスタントにノルマを推進する体制をつくる。また、昨年度に関係資料の蒐集はかなりの程度進めたので、それを踏まえるところからスタートできることは、今年度の利点である。こうした方策によって、今年度は所期の実績を達成することができると考えている。

本研究課題にかける時間を確保するために、抱えている仕事を整理するとともに、昨年は開催できなかった研究協力者たちとの研究会形式のミーティングを、毎週一回開催することで、コンスタントにノルマを推進する体制をつくる。また、昨年度に関係資料の蒐集はかなりの程度進めたので、それを踏まえるところからスタートできることは、今年度の利点である。こうした方策によって、今年度は所期の実績を達成することができると考えている。毎年の年度末に一年間の研究成果報告書を刊行する計画であったが、18年度にはそれが実行できなかったため、編集・印刷・製本費および関係研究機関への頒布に要する郵送料を、19年度に繰り越した。19年度においては、二年間分の成果を年度末に刊行することとするため、頁数増大により前年度の残額を計画的に使用できる見通しである。
海洋観測機器に取り付け可能な小型浮力調整装置の開発

本研究では、自律制御など高度な機能は有しないが、低予算で観測作業時に扱いやすい、既存の観測機器に取り付け可能な小型浮力調整装置の開発を実施した。海洋観測の作業効率の向上、費用の低減が主な目的であり、装置の設計・製作を実施した。設計・製作においては、モーターにかかるスラスト荷重の軽減、装置の防水、摺動部分の滑面加工に最も尽力した。製作した浮力調整装置は、塩ビパイプ(径94×114mm、長さ約50cm)を筐体に用いて、内部にDCギヤドモーターおよびボールネジを収納する構造とした。0リング付きの蓋部分が移動することで体積(約500ml)が変化し、浮力を調整可能である。水圧に耐えられるように、塩ビパイプは肉厚の規格を選択し、蓋部分は15mmの塩ビ板を2-3枚重ねた構造とした。また、動定格荷重が3000kgf程度のスラスト玉軸受をボールネジと出力軸の間に接続し、体積変化時に出力軸に過度のスラスト荷重が加わらない構造とした。当初の予定よりも装置が重量化して大型化する恐れがあったため、浮力材を筐体の周囲に取り付けることで大型化を避けた。体積変化を起こす摺動部分は、駆動時および加圧時においても防水性能を保持できることが求められたため、摺動部分を可能な限り滑面に加工して0リングとの摩擦を抑えるようにした。塩ビパイプの内径加工は旋盤で行い、その後研磨することで滑面を得た。塩ビパイプが長く旋盤加工が難しかったため、摺動部分のみを切り出して加工し、加工後に残った部分と接続した。製作後の動作試験においては、駆動時に摺動部分の防水機能が損なわれることがあった。これは摺動部分が必要な滑面に満たなかったこと、0リング部分の調整不足が原因に挙げられるが、ホーニング盤など専用の機械を用いずに、旋盤加工と研磨によってもある程度の防水を維持できたことは、今後の改良に繋がる結果であった。