hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Hsc70の核タンパク質輸送における役割の解析

本研究はこれまでに同定した、核タンパク質輸送を担う細胞質因子の一つであるhsc70と相互作用する、輸送を担う他の因子の同定とその機能解析を通し、核タンパク質輸送におけるhsc70の役割を明かにすることを目的とする。輸送を担う因子の同定は、digitonin処理で作製したsemi-intactcellを用いたin vitro核タンパク質輸送実験系を導入し、輸送に必要な粗細胞質抽出液を分画し、輸送活性を追跡することにより行なった。粗細胞質抽出液をイオン交換クロマトグラフィーで分画した結果、輸送活性を相補する、低塩濃度で溶出される分画Iと、高塩濃度で溶出される分画IIを得た。輸送活性には両方の分画が必要であり、両方の分画にはhsc70以外の、輸送に必要な因子が含まれていることも判明した。semi-intactcellを核タンパク質と分画II存在下で反応させると、系に加えた核タンパク質はATP非存在下、4°Cの条件で核膜表面に結合するが、更に核内に核タンパク質を集積させるためには、分画Iを加え、ATP存在下、30°Cでインキュベーションする必要があった。このことから、分画IIは核タンパク質の核膜孔への結合のステップを担い、分画Iは、それに続く核膜孔通過反応を担うことが判った。hsc70が分画IIに依存した核タンパク質の核膜孔へのターゲッテイングのステップを促進したため、分画IIに注目し、この分画に含まれる因子の解析を進めた。分画IIと核タンパク質を反応させると約500kDaの安定なcomplexを形成し単離したこのcomplexそのものが核膜孔へのターゲッテイング活性をもつことがわかった。単離したcomplexは、輸送される核タンパク質と4つの細胞質因子から形成されていることが確認された。核タンパク質が、核膜孔へターゲッテイングするために、細胞質で単離可能な安定なcomplexを形成することが初めて確認されたのと同時に、その構成成分が同定できた研究成果は大きい。今後、単離したcomplexの各構成蛋白を精製し、その構造を決定する。更に、ターゲッテイングcomplexが結合する核膜孔構成タンパク質を同定する。complexの再構成実験及びcomplexと核膜孔との結合反応の解析を通して、これらの反応過程におけるhsc70の役割を明かにする。
時間分解能1ミリ秒以下でのその場測定による繊維構造形成機構の解明

ポリエステル繊維をはじめとする合成繊維を製造する際、繊維を引き伸ばすことによって材料である高分子を引き揃え、繊維特有の性質を発現させている。この際、引き揃えられた高分子が繊維特有の構造(繊維構造)を形成するのに要する時間は1ミリ秒程度とごく短く、これまで高精度な測定はできなかった。本研究では、レーザー光を照射して繊維を瞬間的に加熱することによって0.2ミリ秒程度の時間分解能で測定できるようにし、種々の繊維材料について繊維構造が形成されていく様子を調べた。走行中の繊維に炭酸ガスレーザーを照射して急速かつ均一に加熱することによってネック延伸点を非接触で空間中に固定できる。固定されたネック廷伸点から任意の距離離れた点でのその場測定により、繊維構造形成過程を解析した。本年度は、種々の分子量のPoly(ethylene terephthalate)(PET)、Poly(tetra-methylene terephthalate)(PTT)、およびPoly(viny l alcohol)(PVA)に関する温度プロフィールとX線回折測定を行うと共に、時間分解能および位置分解能の向上を試みた。PETの繊維構造解析過程では、ネック変形直後にフィブリル状の形態を持つ2次元秩序構造が形成され、1.0ミリ秒後程度から顕著になって数ミリ秒まででほぼ完了する配向結晶化により繊維構造が形成される。PETの分子量が大きいほど結晶化の開始および完了が明瞭に遅れることが明らかになった。これに対し、結晶化自体の進行速度は余り変化せず、また典型的な配向結晶化を起こす条件では延伸倍率が配向結晶化の速度におよぼす影響もそれほど顕著ではない。フィブリル状構造自体はネック変形直後に形成されていることが示唆されるが、小角像に繊維構造パターンが現れるのは結晶化の進行とほぼ一致している。一方PTTやPVAでは、ネック延伸直後(1ミリ秒以内)で既に結晶性回折が現れる。特にPVAではこの時点以降でもかなりの変形が起きており、結晶化した繊維が超延伸されていることが示唆される。またPTTではネック変形から10ミリ秒以上経過してから小角回折像に2点像が現れる。以上のように、現時点では配向結晶化と繊維構造形成が必ずしも単純に一致しないことがわかってきたと言えよう。今後データを蓄積することにより、この点を明らかにしていきたい。固定されたネック延伸点から任意の距離離れた点でのその場測定により、繊維構造形成過程を解析した。本年度は、Poly(ethylene terephthalate)(PET)、Poly(ethylene naphthalate)(PEN)Poly(tetra-methylene terephthalate)(PTT)、Poly(vinyl alcohol)(PVA)、およびPolypropylene(PP)に関する温度プロフィールとX線回折測定を行った。PETの繊維構造解析過程では、ネック変形直後にフィブリル状の形態を持つ2次元秩序構造が形成され、1.0ミリ秒後程度から顕著になって数ミリ秒まででほぼ完了する配向結晶化により繊維構造が形成されるのに対し、PTT、PVA、PPではネック延伸直後(1ミリ秒以内)で既に結晶性回折が現れる。またPENではこの中間の様相、すなわち1ミリ秒程度で結晶化が起こっていることが観察される。いずれもフィブリル状構造の萌芽はネック変形直後に形成されていることが示唆されるが、小角像に明瞭な繊維構造パターンが現れるのは数ミリ秒経過後である。このことは、繊維構造形成と配向結晶化の進行とが必ずしも一致しないことを明瞭に示唆している。また、繊維温度測定の結果より、外力によって加えられた仕事が延伸点ですべて温度上昇に結びついているわけでは無く、一部はいったん内部エネルギーとして蓄えられ得ていることが実証された。このことは、外力による仕事によって配向結晶化および繊維構造形成が誘起されていることを示している。今後は、より時間分解能を向上させ、定量的な研究を進めると共に、他の高分子との比較を進めていきたい。この特徴を利用し、固定されたネック延伸点から任意の距離離れた点でのその場測定により、繊維構造形成過程を解析した。本年度は、Poly (ethylene naphthalate) (PEN)、Polypropylene (PP)、およびPoly (butylene terephthalate) (PBT)に関する温度プロフィールとX線回折測定を行った。PENの繊維構造解析過程では、ネック変形直後にフィブリル状の形態を持つ2次元秩序構造が形成され、数ミリ秒後に消失するのに連動して配向結晶化により繊維構造が形成されていくことがわかった。これに対し、PBT、PPではネック延伸直後(1ミリ秒以内)で既に結晶性回折が現れる。互いに似通った分子鎖構造を持つPET、PTT、PBT、PENのうち、PETとPENでは2次元秩序構造が観察され、PTTとPBTでは観察されなかったことは注目に値する。

またPETについて傾斜写真の撮影を行ったところ、2次元秩序構造に傾斜配向は認められなかった。したがって分子鎖の傾斜は、2次元秩序構造が結晶に転移する際に起こっている。いずれもフィブリル状構造の萌芽はネック変形直後に形成されていることが示唆されるが、小角像に明瞭な繊維構造パターンが現れるのは数ミリ秒経過後である。このことは、繊維構造形成と配向結晶化の進行とが必ずしも一致しないことを明瞭に示唆している。また、繊維温度測定の結果より、いずれの高分子でも、外力によって加えられた仕事が延伸点ですべて温度上昇に結びついているわけでは無く、一部はいったん内部エネルギーとして蓄えられ得ていることが実証された。このことは、外力による仕事によって配向結晶化および繊維構造形成が誘起されていることを示している。
環境教育用簡易電気自転車ならびに簡易電気自動車の開発

本研究は環境問題への意識向上と電気自動車普及のために、子供達を対象とした環境教育と電気自転車製作教室を実施し、電気自動車への期待を確実にし、誰でも容易に完成させることができる教材の開発を早急に行うことを目的に、以下の研究活動を行った。研究実施計画に沿って報告する。1、簡易電気自転車用の駆動装置の改良子供達が持ち込んだ自転車を、より簡単に改造・製作できるように、駆動装置の機構部取り付け方法の改良、及び駆動回路の信頼性を向上させた。2、簡易電気自転車製作法の改善と製作会の開催機構部の組み立て手引書、駆動回路部の製作マニュアル作成を行った。いずれも、専門用語を極力避け、図や写真で組み立て方法が判るように配慮した。電気自転車製作教室を開催する前に、指導ボランティア研修会を開催し、一連の作業をあらかじめ体験させ、製作した駆動部回路は製作教室本番での予備回路とし、平成20年8月9日(土)、本校に於いて簡易電気自転車製作教室を開催した。午前中に駆動回路の製作、午後に駆動機構部の組み立てを行った。その後、走行テストを兼ねた簡易レースを行い、終了証授与式ですべての日程を終了した。3、簡易電気自動車教材の開発と啓蒙活動を行う駆動モータとして中国製電気バイク用駆動輪を使用した簡易電気自動車を、より安全性を考慮に入れて開発・製作した電気自動車は、平成20年8月30日、31日に開催された電気自動車エコラン競技会、2008 WEVC in SUGOに参加するために来日したタイのアユタヤ工科大学に貸し出し、技術交流・国際交流を行った。アユタヤ工科大学aチームは、周回数9周で、大学部門4位となり奨励賞を受賞した。4、教材としての完成度の確認と評価開発した簡易電気自転車や簡易電気自動車は共に完成度も高く、教材としての評価も良好であった。今後も申請者が関っている近隣小中学校を対象とした出前授業等に於いても試乗してもらい、環境問題への意識向上と啓蒙活動に役立てて行きたいと考えている。
CO2電気化学還元の素反応における溶媒和構造とダイナミクスの変化

二酸化炭素(CO2)の電気化学還元は、金属電極の材質によって生成物が異なることが報告されており、炭化水素を主に生じるもの(Cu)、COを主に生じるもの(Au, Ag, Zn)、ギ酸を主生成物とするもの(In, Pb, Sn, Cd)、生成物を生じないもの(Pt, Fe, Ni, Ti)に大別される。これら溶液の電極付近での反応については電気化学測定や各種分光測定によって明らかにされているが、反応素過程におけるバルク領域でのCO2の水和や拡散、生成物の水和や拡散、水分子の再配向については明らかにされていない。バルク領域におけるCO2や各種生成物の溶媒和構造・ダイナミクスの解明は、電解反応の高効率化や高速化を図るための条件最適化につながることが期待される。本年度は、CO2電気化学還元反応の支持電解質に炭酸水素ナトリウムを、還元反応生成物にギ酸ナトリウムを用いて、炭酸水素イオンやギ酸イオンの水和構造やダイナミクスをNMR分光法の各種測定結果から検討した。その結果、炭酸水素イオンとギ酸イオンはそれぞれで水和構造を形成していることがわかった。また、それらイオンの並進運動は、分子サイズ(分子量)の違いを反映し、ギ酸イオンの並進運動は炭酸水素イオンより速いことが明らかとなった。CO2還元反応について、電極付近での反応素過程は明らかにされている。本研究は、バルク領域の反応素過程を明らかにする取り組みであり、これによってすべての反応素過程を明らかにすることができ、CO2電解反応のモデル構築が可能となる。本研究は、CO2還元のバルク領域における諸素過程を先駆的な研究であり、有意性は高く、その成果は今後のCO2還元技術の利用と発展に貢献できると考える。本研究では、CO2還元物質としてギ酸に着目し、CO2還元のモデル溶液について、そのpHとNMR化学シフトを測定し、炭酸水素イオンの化学平衡や炭酸水素イオンとギ酸イオンの水和構造を明らかにした。また、炭酸水素ナトリウムとギ酸ナトリウムの同位体試料(炭酸水素ナトリウム-13C、ギ酸ナトリウム-13C)を用い、それらの混合重水溶液について、13C核のNMR自己拡散係数、NMR縦緩和時間、核オーバーハウザー効果ファクターを測定し、ギ酸イオンの回転運動や炭酸水素イオンとギ酸イオンの並進運動について検討できた。一方、炭酸水素イオンの回転運動についてはその相関時間が決定できなかったため、議論に至らなかった。本年度は、次年度に計画していたCO2還元後の系についても水和構造やダイナミクスを検討することができ、「(2)おおむね順調に進展している。」と評価した。炭酸水素イオンとギ酸イオンの混合比を変化させた系について、各種NMRスペクトルやpHを測定する。これらの結果に基づき、炭酸水素イオンやギ酸イオンの水和構造やダイナミクスを議論する。また、ナトリウムイオンの水和構造や水分子のダイナミクスについて、各種NMR測定から明らかにする。」と評価した。

炭酸水素イオンとギ酸イオンの混合比を変化させた系について、各種NMRスペクトルやpHを測定する。これらの結果に基づき、炭酸水素イオンやギ酸イオンの水和構造やダイナミクスを議論する。また、ナトリウムイオンの水和構造や水分子のダイナミクスについて、各種NMR測定から明らかにする。
協同学習中の動機づけにおけるグループ間差に関する総合的検討

本研究では,協同学習中の動機づけのグループ間差に関し,協同学習実践において質問紙調査による量的データと観察による質的データを収集し,統合的に検討を行った。量的検討では,協同学習に対する動機づけに関する特徴がグループによって異なること,協同学習に対する動機づけに関する要因と他の要因との関連がグループ全体の特徴によって異なること,が見出された。質的検討では,授業者という視点からの参与観察が行われ,いくつかのグループの事例の違いについて,検討が進められた。これらの検討から,グループによって生じうる「差」を許容しつつ展開するには,「時間・空間の保障」と「プロセスの共有」が重要になると示唆された。平成27年度では、協同学習中の動機づけのグループ間差を調べるにあたり、まずその基礎となる研究活動を行った。まずは、必要となるデータの収集をおこない、特に、大学教育実践における大規模調査データを収集している。それらを基にして、今後の分析に必要となる尺度の検討や基礎的な検討を進めている。具体的には、「協同学習中の行動」がどのようであるかを検討するための尺度の検討を進めており、そこでは、傾聴、価値づけ、意見表明、関連情報の探索、授業外学習、活動促進という6つの下位尺度が見いだされている。そして、これらの得点に対して、グループを通して関連を示すものを検討した結果、社会的動機づけ尺度に含まれる他者からの知識影響に対する動機や社会的スキルが関連しているという結果が見られている。これらに加えて、協同学習の進行に伴って、どのような得点間の関連の変化が見られるかについても検討を進め、その中では、自己効力感がもたらす影響が協同学習の時期によって異なることが見いだされている。加えて、当初の計画通り、グループごとの特徴に注目した検討も進めている。例えば、グループにおけるテーマ設定の違いという観点から、グループ内での相互作用について考察を行っている。また、LTD話し合い学習法という協同学習を体験する中で、読解方略使用に影響がある場合とない場合が何から生まれているのかを学習者の記述から検討を進めているとともに、授業観察者から見たグループの様子の記述を通して、グループ間差が生じる視点にいかなるものがあり得るのかについて検討を行っている。H27年度においては、当初の計画通り、データの収集が予定通り進んでおり、また、グループ間差を見るための基礎的な分析・予備的検討も進んでいる。具体的には大学教育実践における大規模調査データを収集しているとともに、質的な検討を進めるにあたってのデータ収集も進んでいる。基礎的な分析・予備的検討として、グループ間差の検討に必要な尺度の検討も既に行っている。また、特定の協同学習を行うことによって、どのような全体的な変化の傾向が見られるかについても検討を行っている。そして、グループ間の違いに関する検討も進め、いくらかの結果についても見いだされており、その一部は学会等で報告されるなど、当初予定していたとおり順調に研究が遂行されている。本年度は,前年度同様にデータの収集を行うとともに,収集したデータについての分析を進め,それらを学会発表や論文としてまとめている。まず,前年度に行われた大規模な縦断的調査データの分析が行われている。本年度は量的なデータの検討として,グループごとの検討を進めるため,階層線形モデルによる検討を進めた。これらに基づき,特にグループ構成初期の時点でのグループ間差に関するいくつかの結果を見出している。たとえば,個人の持つ社会的動機づけの一側面としての「他者からの触発による動機づけ」から,グループ内の相互作用にも関係する「協同効用」に対する有意な正の関連が見られただけでなく,グループによって「協同効用」の高さが異なるとともに「他者からの触発による動機づけ」から「協同効用」に対する関連の強さが異なることが見いだされた。また,社会的スキルの高さが学習行動としての傾聴を予測するがその多少による影響が集団の協同効用が高い場合は緩和される,すなわち,協同効用が高い集団では社会的スキルの低さによる傾聴の低下が緩和されると考えられるといった結果も見出されている。これらの結果は学会発表や論文としてもまとめられている。これらの他に,グループ間の違いを評価するための1つの方法として,パフォーマンスアセスメントに着目し,これを活用した協同学習におけるコミュニケーションの評価について,ワークショップによる成果の社会的公表も行っている。本年度の時点で,授業の中間時点や後半にかけてのグループ間の違いについて検討も進めており,既に次年度に発表の予定が決まっているものもある。なお,このような量的なデータの分析とともに,質的なデータの検討も進めており,これらの成果についての公表の準備も進められている。本研究課題においては,予定通り,昨年度の調査データに基づき分析を進めるとともに,本年度も追加のデータの収集を行っている。昨年度データについては,量的なデータの分析を予定通り進め,その中で階層線形モデルを用いた検討を進め,それらの一部は既に学会発表や論文としてまとめられ公表されている。また,質的なデータの分析も現在進んでおり,次年度において発表できるよう準備が進められている。平成29年度では当初の計画通り,これまでの研究を総合したものとなる,量的・質的な検討を統合した,協同学習中の動機づけのグループ間差についての検討を進めた。そこでは本研究での主なフィールドであった1000名規模の協同学習実践において,質問紙調査による量的データと観察等による質的データを同時に取り,協同学習中の動機づけのグループ間差について総合的に検討した。前年度までの検討において,量的なデータに関しては,協同学習中の動機づけとそれらに基づく協同学習中の学習行動を測定する尺度を準備し,縦断的なデータ収集を行っている。

そして,そこで得られたデータの分析を通して,協同学習に対する動機づけに関する特徴がグループによって異なる様相が見られることや,それらに関わる複数の尺度同士の関連がグループの持つ特徴によっても異なることが見出された。そこで,これらの検討をさらに進め,特に個人の持つスキルと協同学習中の学習行動との関連に,グループ全体での動機づけの高さが関わっていることを見出した。一方で,質的な検討においては,授業者という視点からの参与観察が行われ,実際のグループの中での活動の様子や,実践が進んでいく過程でのグループ間の違いについて検討を行った。そこでは特にいくつかの事例について注目され,検討が進められた。そして,これらの検討を通して,グループ学習で生じうる「差」を許容しつつ展開するためには,「時間・空間の保障」と「プロセスの共有」が重要になることが示唆された。なお,本研究での知見を現場にフィードバックをするという観点から,現職の教員を対象としたワークショップの機会を設定し,グループ間の情報交換を行う技法を紹介する中で,グループ間差を踏まえた展開をどのように行うかの提案を行っている。本研究では,協同学習中の動機づけのグループ間差に関し,協同学習実践において質問紙調査による量的データと観察による質的データを収集し,統合的に検討を行った。量的検討では,協同学習に対する動機づけに関する特徴がグループによって異なること,協同学習に対する動機づけに関する要因と他の要因との関連がグループ全体の特徴によって異なること,が見出された。質的検討では,授業者という視点からの参与観察が行われ,いくつかのグループの事例の違いについて,検討が進められた。これらの検討から,グループによって生じうる「差」を許容しつつ展開するには,「時間・空間の保障」と「プロセスの共有」が重要になると示唆された。今後の研究の推進については、これまで進んでいる検討を踏まえ、グループごとの変化について検討をさらに進める。これまでの検討では、いかなるグループ間差が生まれているかに関する検討が主であったが、今年度の検討では、グループ間差を規定するものがどういったものかについて検討を進める。また、そのようなグループ間差を規定する要因そのものの個人差や協同学習の進行に伴う変化についても検討を進めていく。これらの検討は、特に動機づけと具体的な行動レベルのものに注目し、これらがどのように関連しているかの視点から検討を進める。これらの検討にあたっては、質的な検討を進めるにあたってのデータ収集も進んでいるため、そのような検討についても進めていく。引き続き,量的なデータの分析について,階層線形モデルなどグループごとの違いに注目した分析を進め,グループ間差に関するさらなる知見を見出していく。このような量的なデータの分析と並行して,質的なデータの分析も進め,そこで得られた成果についても公表していく。さらに,この両者を総合した分析・検討を行うことで,グループ間の違いを総合的に捉える取り組みを進めていく。
指趾発生過程を指標にした催奇形性物質スクリ-ニング法の開発

催奇形性物質のスクリ-ニング系としては、胎児の器官形成期に薬剤を投与して、奇形の有無を妊娠末期に調べる方法が広く用いられている。この方法は奇形を評価の対象とするので結果が理解しやすい反面、動物種間で催奇形性物質の効果が大きく異なる場合があり、実験動物で陰性になるものがヒトでは陽性になるケ-スもありえた。そこで我々は、Amesテストに代表される発癌物質のスクリ-ニングが、突然変異という動物種間で共通した発癌の素過程の1つをendpointとして行われていることに着目して、同様の方法を催奇形性物質のスクリ-ニング系として確立することを考えてきた。しかし、発生過程もきわめて複雑であるので、種々の催奇形性物質によって影響を受ける適当な指標を選択する必要がある。本年度は、5ーアザシチジンによってラット胎児に生じる指趾奇形の成立過程で変化する指標について様々な検討を行い、cーmyc蛋白およびFーアクチンについて次のような結果を得た。結果1.cーmyc:対照動物でのcーmycは外胚葉頂堤(AER)・上皮構成細胞で濃染し、5趾側に強く、1趾側に弱い染色性が認められた。間葉細胞はAERよりもやや弱い染色性を示したが間葉細胞の凝集部位に強く、指間部に弱かった。5ーアザシチジンを投与した場合、18時間後に間葉の凝集部位と指間部の染色性に変化が認められ、24時間後には5ーアザシチジンによって奇形の生じ易い1指側でcーmyc発現の減少が認められた。2.Fーアクチン:対照群では、足板の分化に伴って細胞膜直下のFーアクチンゲルが増加し、染色性が増した。しかし5ーアザシチジンを投与するとFーアクチンゲルの増加が遅延して、投与後12および18時間後に、その変化は顕著であった。
イオン液体化合物を利用する核酸テクノロジーの創製

前年度までの研究結果により、核酸構造の熱安定性は共存するカチオンの大きさによって異なることが明らかになっていた。そこで、イオン液体化合物を構成する嵩高いカチオンの作用メカニズムを解明するために、生体でも重要な働きをしているタンパク質とポリペプチドが核酸構造に与える影響を調べた。DNA二重鎖の融解温度への影響を調べたところ、塩基性のタンパク質(リゾチーム)とポリペプチド(ポリリシン、プロタミン)は、嵩高いアルキルアンモニウムイオン(テトラブチルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオンなど)と同様に、ループ構造を有するDNA二重鎖の安定性を大きく上昇させた。この結果から、ループ部位を含む核酸構造体を安定化させる作用は嵩高いカチオン性分子に共通する特性であり、様々な種類のイオン液体化合物でも見られる可能性がある。次に、グアニンの連続配列が形成する四重鎖構造に対する効果についても調べた。四重鎖は遺伝子発現の制御に関わるとともに、様々なアプタマーにも見られる構造体である。ループの長さを変えたDNA四重鎖を設計し、その熱安定性を測定したところ、嵩高いアルキルアンモニウムイオンは長いループ構造を有する四重鎖構造を大きく安定化させることが見出された。この結果から、嵩高いカチオンはDNA二重鎖だけでなく、DNA四重鎖のループ部位にも結合することが示唆された。一方で、DNA鎖交換反応に与える影響について検討を進めた。前年度までの研究結果により、嵩高いテトラアルキルアンモニウムイオンがDNA鎖交換反応を促進させることが明らかになっていた。この結果をもとに、イオン液体化合物を構成する他のカチオン性分子を用いて検討を行ったところ、様々な種類のイオン液体化合物によってDNA鎖の交換反応が促進され、その効果は変性剤や有機溶媒(尿素やアルコールなど)よりも高いことが明らかになった。本研究はイオン液体を利用した核酸テクノロジーを創製することを目的としており、今年度はまず、第四級アンモニウムイオンがRNA塩基対の熱力学的安定性に与える影響を調べた。アルキル鎖長がメチル基からヘキシル基までのテトラアルキルアンモニウムイオン水溶液の調製を試みたが、テトラヘキシルアンモニウムイオン水溶液では相分離が生じたため本実験に適さないことがわかった。そこで、メチル基からペンチル基までのテトラアルキルアンモニウムイオン存在下でRNA二重鎖構造の安定性を調べ、グリシンベタインやトリメチルアミン-N-オキシド(TMAO)を用いた場合との比較を行った。ポリマーRNAとオリゴマーRNAの熱融解曲線を解析した結果、これらの嵩高いイオンはそのサイズに応じてRNAの塩基対構造を安定化あるいは不安定化させることが明らかになった。サイズが大きなイオンは不安定化作用を示し、その不安定化度はイオンのサイズと濃度によって変えられることがわかった。一方で、円二色性分散計(CD)スペクトルの測定結果から、イオン濃度が100200 mMを超えると一本鎖RNAのコンフォメーションが大きく変化してしまうことが見出され、RNA構造をコントロールするには中程度の濃度領域(100 mM前後)が適していることがわかった。さらに、オリゴマー核酸を用いて熱力学的パラメータを算出し、アルキルアンモニウムイオンがRNA構造を不安定化させる原因となっている熱力学的な因子を明らかにすることができた。このように、イオンサイズの違いによるRNAの構造と安定性への影響の違いを明らかにし、次年度以降に実施する機能性核酸を対象とした研究に利用できる実験条件を絞り込むことができた。今年度は、イオン液体を利用した核酸テクノロジーを創製するのに必要な熱力学的データを得ることを目的とし、核酸研究において金属イオン以外の選択肢としてイオン液体化合物を使う際の問題点を明らかにする試みを行った。様々なサイズのアルキルアンモニウムイオンについてRNAの構造と安定性への影響を定量的に評価し、RNA構造をコントロールするのに適したイオンのサイズと濃度を明らかにすることができた。当初計画していたホスホニウム塩やイミダゾリウム塩を用いた検討は実施できなかったものの、アルキルアンモニウムイオンのサイズと濃度変化の効果を明らかにできたことは今後の研究の進展にとって非常に重要である。また、今年度に得られた熱力学データは、アルキルアンモニウムイオンの作用メカニズムの解明につながる重要な知見を与えるものであった。このような、サイズの大きなカチオンを使って得られた熱力学データは、核酸とカチオンの結合に関する基礎理論の構築に貴重な情報でもある。追加採択研究であることによる研究開始の遅れの影響があるものの、今後の機能性核酸を対象とした研究に役立つ知見を得ることができた。今年度は、アルキルアンモニウムイオンが様々な大きさの非塩基対部位を含むDNA構造体に与える影響について検討を行った。昨年度に、100 mM前後の濃度のテトラブチルアンモニウムイオン(TBA)とテトラペンチルアンモニウムイオン(TPeA)がRNA構造の制御に適していることを見出していたことから、今回は100 mM TPeA条件下で様々なDNA構造の熱安定性を測定した。その結果、TPeAは小さなサイズのループ構造を不安定化させるのに対して、大きなサイズのループ構造を安定化させることが見出された。TPeAの濃度依存性についても調べたところ、濃度上昇に伴ってフルマッチ構造や小さなループ構造は不安定化するのに対して、ループの大きさが5(ヘアピンループ)または10(バルジループとインターナルループ)を超える構造体は安定化することが示された。

この結果から、TPeAはその嵩高さのために塩基対部位に結合できないが、大きなサイズのループ部位(一本鎖部位)には静電相互作用で結合しDNA構造を安定化させると考えられる。次に、機能性核酸の機能向上を試みるために、RNA切断活性をもつハンマーヘッドリボザイム(ループ部位をもつRNA構造体)の酵素活性への影響を調べた。反応速度解析の結果、アルキルアンモニウムイオンはリボザイムのターンオーバー活性を最大で100倍以上向上させることが示された。また、別の種類のイオン液体化合物(ホスホニウム塩、イミダゾリウム塩など)の効果も調べ、ターンオーバー活性を大きく向上させる化合物を見出すことができた。さらに、標的DNA二重鎖に相補的な蛍光標識化DNAプローブを設計し、DNA鎖交換反応に与える影響についても検討を開始した。現在までに、TPeAはDNA鎖交換反応を促進させる作用があることが見出され、他のイオン液体化合物についても検討を進めている。昨年度と今年度に実施した実験で、DNAとRNAの分子機能を制御するのに適したアルキルアンモニウムイオンのサイズと濃度を明らかにした(100 mM程度のテトラブチルアンモニウムイオンとテトラペンチルアンモニウムイオン)。比較的長いアルキル鎖をもつアンモニウムイオンは金属イオンにはない興味深い性質(一本鎖核酸への結合、塩基対構造の不安定化、ループサイズが大きな構造体の安定化など)を有しており、大きなカチオン性分子は機能性核酸の制御に有効であると思われる。実際に、リボザイムの酵素活性に与える影響を検討したところ、大きなサイズのアルキルアンモニウムイオンやその他のカチオン性イオン液体化合物はハンマーヘッドリボザイムのターンオーバー速度を大きく向上させることが見出された。一般に、分子センシング材料として有望な小型リボザイムのターンオーバー速度は著しく遅く、ターンオーバー活性を向上させるには、リボザイム・基質複合体の安定化と酵素・反応産物複合体の不安定化という相反する状況をつくり出すことが望ましい。これは、核酸研究に広く用いられている金属イオンでは不可能である。また、大きなサイズのアルキルアンモニウムイオンはDNA鎖交換反応を促進させることが明らかになり、DNAチップやモレキュラービーコンの機能向上につながる知見を得ることができた。このように、本研究によって核酸研究におけるイオン液体化合物の有用性が示されつつある。イオン液体を利用した核酸酵素テクノロジーの創製を目指して、前年度まではハンマーヘッドリボザイムのヌクレアーゼ活性を検討してきた。今年度は、様々な種類の核酸酵素に対するアルキルアンモニウムイオンの影響を調べた。リガーゼ活性をもつRNA酵素(R3C ribozyme)とDNA酵素(9DB1 deoxyribozyme)を調製し、基質RNAの連結反応速度を解析した結果、アルキルアンモニウムイオンはこれらのリガーゼ活性を大きく低下させることがわかった。また、マルチターンオーバー活性も低く、アルキルアンモニウムイオンを使ってリガーゼ活性を向上させる条件を見出すことはできなかった(一方で、分子クラウディングの条件は見出された)。
原子間力顕微鏡を用いた研磨粒子・表面間超精密研磨メカニズムの解明

メモリ等の半導体デバイスの高生能化やマイクロエンジン等のマイクロマシンの開発には、きわめて平滑、平坦な表面の製造・制御技術が必要である。この技術の一つに超精密研磨技術がある。本研究は、これらの技術に隠された分子オーダのメカニズムを明らかにすることを目的とする。研磨プロセスは、研磨屑をリアルタイムに除去するため、湿式が採用される場合が多い。そこで、種々の水溶液中において、モデル表面としてのシリカ表面間の摩擦力と溶液条件の関係を検討した。すなわち、LFMを用いて、種々の電解質水溶液中のシリカ表面間の摩擦力を直接測定し、電解質種類ならびに電解質濃度と摩擦力の関係を検討した。いずれの電解質においても高い電解質濃度では、表面の潤滑性が高く、濃度とともに摩擦力が減少することを明らかにした。また表面の走査速度すなわち研磨速度と摩擦力の関係は、負に帯電した表面に吸着したカチオン濃度と表面に存在する水和層が決定的に影響を与えていることを明らかにした。湿式研磨プロセスでは、通常研磨剤に微粒子を用いる。溶液中において研磨粒子と表面間に実際に作用する力を測定した例は見あたらない。そこでAFM探針にnmオーダの粒子を接着する技術の開発を試みた。まず第一段階として、化学結合のように、非常に強く粒子を表面に固定化する方法の開発を行った。モデル表面としての石英表面を改質し、金粒子の固着を試みた。AFMによる観察により、固着の成功を確認した。
パソコンによる教材理解を深める概念ツールの開発に関する研究

本研究では、コンピュータの教育利用に関して、コンピュータをあくまで理解の道具とみなす立場から、子供が物事を深く理解し、納得するために、みずからはたらきかけて、自由に探索するときのツールを開発した。(1)バランス・ビームのシミュレーション:画面に描かれたバランス・ビームにおいて、支点からの任意の位置に任意の数のおもりをさげ、放したときのビームの「ゆれ」をリアルに観察できる。子どもはその「ゆれ」の振幅の大きさ、動きのはやさなどから、モーメントの原理を体得する。(2)人口ピラミッドの作図:第1回国勢調査(大正9年)から第15回国勢調査(昭和60年)までのわが国の人口統計から、任意の年度の「人口ピラミッド」を描き出すプログラムを開発した。二つの年度のピラミッドを重ねたり、同一生年で比較したり、男女差をみたり、あるいは部分的に拡大して観察することができる。(3)質量と運動のシミュレーション:物体の落下と水平の等速運動における質量の影響を知るために、さまざまな質量の物体を画面上で落下させたり、移動させることができる。」(4)加速運動のシミュレーション:質量を異る量力の加速度のもとで上に投げる。そのときの物体の運動の軌跡を予測させ、実際にえがいて示す。(5)円の面積の概念ツール:円を任意の数の扇形に分解して、それを横に並べて長方形に近似させることによって、S=【πr^2】という面積の公式を理解させる。以上のような、法則や公式の意味を変化・変形の操作を通して実験できるようなツールを、パソコンの画面上につくることができた。いくつかの現場の実践で、その妥当性を検証しつつあるが、まだ十分ではない。
培養精細管細胞の組織再形成における細胞動態と細胞外マトリックス分子構築の3次元解析

精巣のセルトリ-細胞と筋様細胞を共培養すると精細管様の構造を形成する。われわれは、約20日令の雄ラットの精巣より単離したセルトリ-細胞と筋様細胞を、浮遊培養用シャーレ上で共培養し、精細管様構造再形成における細胞動態と、それに関与する細胞外マトリックスの観察を行った。浮遊培養用シャーレで共培養したところ、接着性のシャーレより短い時間で、コード状の精細管様構造の形成が観察された。また、アクチノマイシンDでは阻害されず、シクロヘキシミド、コルヒチンによって阻害されることから、RNA合成は必要でないが、タンパク質の合成およびその分泌が必要であると考えられる。この精細管様構造の形成過程における細胞動態を観察するために、2種類の細胞をそれぞれ異なった蛍光を持つ生体膜標識蛍光プローブで染色し観察したところ、混ざりあったセルトリ-細胞と筋様細胞の動きは、筋様細胞は接着伸展、セルトリ-細胞は会合動きを示した後、集まったセルトリ-細胞の周囲を筋様細胞が取り囲み、セルトリ-細胞が内側、筋様細胞が外側のコード状の精細管様構造を形成する細胞動態が観察された。セルトリ-細胞と筋様細胞の共培養を様々な細胞外マトリックス上で行ったところ、4型コラーゲン、ラミニン上では精細管様構造再形成に影響はないが、1型コラーゲン、フィブロネクチン上では細胞が接着伸展した状態のまま精細管様構造が形成されなかった。GRGDTP、GRGDSPのポリペプチドを培養液中に加えて、1型コラーゲン、フィブロネクチンと競合させても精細管様構造が形成されなかった。また、細胞が接着できないBSA、アガロース上でも精細管様構造が形成が行われなかった。平板培養における精細管様構造の形成には細胞が接着面に接着しすぎても接着できなくても精細管様構造再形成が認められず。その接着に必要な細胞外マトリックスとして、1型コラーゲン、フィブロネクチンが関与していると示唆される。
STEM教育を指向した科学概念育成のための理科教材の開発と実践

本年度は当初計画に従って、まず、三次元教材導出のための探索として、地球領域の教材開発を行った。惑星・衛星の大きさをモデル化する教材として、地球を直径1mのモデルとするビッグバルーン、月を直径26cmのモデルとする球体LEDライトを採用した。これを用いて、小学生児童を対象として、地球の凹凸、地球と月の相対的な大きさ、地球と月までの距離を実感させるような実践を行った。また、この実践メニューを大学生向けの授業や小学校教員研修にも用いた。その際の様子やアンケート結果等から、ビデオ教材とは違い、実際に目にする(手にする)三次元教材が実感を伴った理解に有効であることが示唆された。並行して取り組んだ3Dプリンターを用いる教材開発では、本研究で購入したフルカラー3Dプリンターを用いて、各種条件下で球体の製作を行った。具体的には、白色PLAを用いて、直径20 mmの球体の半分を黒色に着色し、もう半分は着色しない白色のままとして、色斑を評価した。塗布方向を考慮した積層方法として180°が概ね良好であることが明らかになったので、本条件で水分子を製作したところ、水色に着色した水素原子と着色していない酸素原子の境界がよく分かり、良好な分子模型を製作することができた。一方、STEM教育用マイコンボードのmicro:bitを教材とした、各種センサを取扱えるプログラミング教育のソフトウェアおよびハードウェア環境を整えた。外界から得られる様々な物理情報を可視化するためのプラットフォームをProcessingのシリアル通信機能を用いて整備し、さらにネットワーク利用により双方向性をもたせることで、遠隔からmicro:bitおよびその周辺機器の自動計測・自動制御を可能とした。このように多点観測結果をリアルタイムでグラフ表示できるシステムを安価に構築することができた。上記研究実績の概要欄に記載した通り、当初計画に沿って教材開発を行うことができた。教材開発では、地球領域の三次元教材を開発し、児童や大学生、小学校教員対象に実践まで行うことができた。また、フルカラー3Dプリンターを用いた教材開発では、まず、加工精度について、球体模型と水分子模型を製作する過程で評価することができた。さらにSTEM教育の視点から教育用小型マイコンボードのシステム構成を行い、実践できるような具体的な装置を提案することができた。以上のことから,本研究は「おおむね順調に進行している」と判断した。三次元教材導出のための探索について、引き続き天体モデルを中心とした地球領域について行うとともに、今後は物質領域についても並行して行う。特に、化学現象を五感で捉えやすい香料に焦点を当て、匂いの違いを分子構造と関連づけて理解できるように、適切な香料分子の合成とカラー3Dプリンターでの製作について研究を進めることにする。特に、高等学校および大学で学習する有機分子の三次元構造(構造異性体・鏡像異性体)を理解するために有効な分子模型として、どのような分子がふさわしいか、探索を進めることにする。このための基礎研究として、分子触媒を用いた有機分子の合成についても研究を進めることにする。これと並行して、昨年度に引き続き、フルカラー3Dプリンターを用いて分子模型を製作することを進める。具体的には、上記の検討で導出した教材に適した分子モデルについて、3Dプリンターを用いて単色とフルカラーでそれぞれ製作し、比較検討して教育的効果を考察する。さらに、製作における加工条件、加工時間およびコストを調べ、最適加工条件を明らかにする。一方、時間概念を育成するための教材開発としては、初年度に開発した教材の活用によって、物理情報を教育用小型マイコンボードによって安価かつ簡便に観測できるようになったため、今後は学校教育に導入できるよう、様々なセンサを活用した科学教育コンテンツを提案していく予定である。例えば、気温・湿度・日照・気圧などのデータを継続的に多点観測し、それを天気などの理科学習に実践することを考えている。昨年度から継続して開発している教材は、本年度は実践して評価を進めていくことが増えてくるため、資質・能力の育成を専門とする研究分担者との評価も進めていく。なお、本研究は概ね順調に進行していることから、研究計画の変更は予定しておらず、遂行上の課題もない。

外界から得られる様々な物理情報を可視化するためのプラットフォームをProcessingのシリアル通信機能を用いて整備し、さらにネットワーク利用により双方向性をもたせることで、遠隔からmicro:bitおよびその周辺機器の自動計測・自動制御を可能とした。このように多点観測結果をリアルタイムでグラフ表示できるシステムを安価に構築することができた。上記研究実績の概要欄に記載した通り、当初計画に沿って教材開発を行うことができた。教材開発では、地球領域の三次元教材を開発し、児童や大学生、小学校教員対象に実践まで行うことができた。また、フルカラー3Dプリンターを用いた教材開発では、まず、加工精度について、球体模型と水分子模型を製作する過程で評価することができた。さらにSTEM教育の視点から教育用小型マイコンボードのシステム構成を行い、実践できるような具体的な装置を提案することができた。以上のことから,本研究は「おおむね順調に進行している」と判断した。三次元教材導出のための探索について、引き続き天体モデルを中心とした地球領域について行うとともに、今後は物質領域についても並行して行う。特に、化学現象を五感で捉えやすい香料に焦点を当て、匂いの違いを分子構造と関連づけて理解できるように、適切な香料分子の合成とカラー3Dプリンターでの製作について研究を進めることにする。特に、高等学校および大学で学習する有機分子の三次元構造(構造異性体・鏡像異性体)を理解するために有効な分子模型として、どのような分子がふさわしいか、探索を進めることにする。このための基礎研究として、分子触媒を用いた有機分子の合成についても研究を進めることにする。これと並行して、昨年度に引き続き、フルカラー3Dプリンターを用いて分子模型を製作することを進める。具体的には、上記の検討で導出した教材に適した分子モデルについて、3Dプリンターを用いて単色とフルカラーでそれぞれ製作し、比較検討して教育的効果を考察する。さらに、製作における加工条件、加工時間およびコストを調べ、最適加工条件を明らかにする。一方、時間概念を育成するための教材開発としては、初年度に開発した教材の活用によって、物理情報を教育用小型マイコンボードによって安価かつ簡便に観測できるようになったため、今後は学校教育に導入できるよう、様々なセンサを活用した科学教育コンテンツを提案していく予定である。例えば、気温・湿度・日照・気圧などのデータを継続的に多点観測し、それを天気などの理科学習に実践することを考えている。昨年度から継続して開発している教材は、本年度は実践して評価を進めていくことが増えてくるため、資質・能力の育成を専門とする研究分担者との評価も進めていく。なお、本研究は概ね順調に進行していることから、研究計画の変更は予定しておらず、遂行上の課題もない。30年度は、教材開発において物質領域よりも地球領域に重点化したことにより、当初予定よりも教材開発用の経費(ガラス器具や薬品等の実験消耗品代)が少なく抑えられており、本年度に持ち越している。
巨大地震に伴う重力変化と地球の粘弾性構造―重力観測衛星GRACEを用いた研究

本研究の目的は、重力観測衛星GRACEから得られる地震に伴う重力変化から、断層滑りと地球の粘弾性構造を求めることである。前年度は、地震前後のGRACE及びGPSデータから、余効滑りの時空間発展とマントルの粘性率を同時にインバージョン推定する計算スキームを作成し、2004年スマトラ地震に伴うGRACE及びGPSデータから、マントルの粘性率と余効滑りモデルを求めることに成功した。一方で、用いたGRACEデータの誤差特性から、GRACEデータがM9級の巨大地震にしか応用できないことも示された。そこで、平成23年度は、米国NASAへ出張し、GRACE Level 1Bデータの解析を行った。Level1Bデータは、昨年まで用いたLevel2データよりも低次のプロダクトで、データ処理が複雑な一方、震源地域に適した重力場推定法を選ぶことができるため、重力変化をより高い分解能で得ることができる。申請者は、GRACE Level1Bデータから重力場を求める基本的な計算コードの作成と、それを応用した次期重力観測衛星DECIGOPathfinderの重力観測の数値シミュレーションを行った。欧米の一部の機関しか保有しないLevel1Bデータの解析手法をこの課題で得たことは、先進的なデータ解析や将来の重力観測衛星の設計を可能とする点で重要性が高い。また、課題実施最終年度として、研究を総括する論文を作成した。GRACEから得られる地震に伴う重力変化は、陸海域両方の地殻変動情報を反映するため、従来の地上観測では捉えられなかった余効変動の全体像をとらえ、GRACEと地上観測データを合わせて解くことで粘弾性緩和と余効滑りのシグナルを分離して求めることができることが明らかとなった。このことは、地球の粘弾性構造や余効滑りの時空間発展の推定に、GRACEデータが有用であることを示した点で、重要な成果となった。重力観測衛星GRACEから得られる地震に伴う重力変化から断層滑りと地球の粘弾性構造を求めるという本研究の目的は達成された点、GRACEから得られる地震後の重力変化から余効変動をモデリングすることで、従来の地上地殻変動観測では分離することが難しい粘弾性緩和と余効滑りの影響を分離して求めることができることが明らかになり、GRACEデータの新しい応用分野が示せた点、これらの成果が日本測地学会第114回講演会をはじめとする複数の学会で発表された点、欧米の限られた研究機関しか保有しないGRACE Level1Bデータの解析手法を得た点は高く評価ができる。しかし、研究成果を総括した論文を、課題実施期間の終了日までに受理できなかった点で、若干のマイナス評価となった。研究成果を総括した論文の受理を早急に目指す。本研究は、重力観測衛星GRACEにより観測された地震に伴う重力変化をから、震源断層の滑りモデルと地球の粘弾性構造を明らかにすることを目的とする。平成21年度は、GRACE Level-2データから摘出した2004年スマトラ地震に伴う重力変化から、地震後の余効滑りと粘弾性緩和のモデリングを行った。余効滑りのモデリングは、粘弾性緩和の影響を無視した球対称成層弾性地球モデルにおけるdislocation理論を用いた。理論的に予想される重力変化とGRACEデータを比較したところ、コサイスミックな断層滑りにより生じる重力変化のみで観測データが説明できないことが分かった。さらなる研究の結果、時定数が数カ月の滑りが断層浅部で生じた後、時定数が数年の緩やかな滑りが深部で生じたという余効滑りを仮定することで観測データが説明できることが分かった。この余効滑りモデルは、GPS観測による余効変動データも説明できたことから、その妥当性も確かめられた。さらに詳細な研究の結果、GRACEデータが浅い領域での滑りを高い空間分解能で検出できることが明らかとなった。一般に断層浅部の滑りはGPS観測では十分な空間分解能を得ることができないため、断層浅部の余効滑り分布の解明にGRACEデータが有用であることが本研究から示された。また、本研究で推定された断層浅部と深部での余効滑りの時定数の違いは、速度状態依存摩擦構成則に基づくシミュレーションとも調和的であるため、断層の摩擦特性の研究へのGRACEデータの応用も期待される。本研究は、地球の曲率と成層構造を厳密に考慮した理論を用いることで、GRACEデータから地震後の余効滑りのモデリングに成功した初めての例である。この成果は、英文雑誌に投稿中である。現在、粘弾性緩和を考慮した条件でのモデリングも行っており、一部の成果は国際会議IAG2009にて発表された。本研究の目的は、重力観測衛星GRACEから得られる地震に伴う重力変化から、断層滑りと地球の粘弾性構造を明らかにすることである。平成21年度は、粘弾性緩和を無視した弾性体球対称地球を仮定して、2004年スマトラ地震後の余効滑りをGRACEデータからフォワードモデリングで求めることに成功した。そこで、平成22年度は、研究計画の通り、余効滑りと粘弾性緩和の両方を考慮するため、球対称粘弾性地球モデルで、2004年スマトラ地震後のGRACE及びGPSデータのモデリングを行った。その結果、余効滑りと粘弾性緩和の効果を分離して推定できることに成功し、モーメントマグニチュード9.2の余効滑りの時空間発展と、アセノスフェアの粘性率を10^<19>程度と求めることに成功した。GPSのみを用いた従来の手法では、余効滑りと粘弾性緩和の効果を分離して推定できることは困難であるため、GRACEデータが巨大地震後の余効変動のモニタリングに有用であることが、本研究より示された。

但し、今年度のモデリングでは、余効滑りにより生じる粘弾性緩和の影響は含まれておらず、このことによる誤差の評価が課題として残された。さらに、カルマンフィルターに基づく時空間インバージョン法を用いて、GRACEデータから余効滑りをモデリングした。これより、余効滑りの時間発展を誤差とともに客観的に求めることが可能となった。インバージョンより得られた地震後約1年間の余効滑りモデルは、前年度のフォワードモデリングから得られた結果と有意な差を示さなかった。このことから、前年度のモデリングの妥当性が確認された。しかし、地震後約5年が経過すると、観測値と余効滑りモデルから推定される重力変化の差が大きくなることも明らかとなった。このことから、地震後の粘弾性緩和による重力変化が、約5年時間スケールの重力データには有意に含まれる可能性があるという結論が得られた。本研究の目的は、重力観測衛星GRACEから得られる地震に伴う重力変化から、断層滑りと地球の粘弾性構造を求めることである。前年度は、地震前後のGRACE及びGPSデータから、余効滑りの時空間発展とマントルの粘性率を同時にインバージョン推定する計算スキームを作成し、2004年スマトラ地震に伴うGRACE及びGPSデータから、マントルの粘性率と余効滑りモデルを求めることに成功した。一方で、用いたGRACEデータの誤差特性から、GRACEデータがM9級の巨大地震にしか応用できないことも示された。そこで、平成23年度は、米国NASAへ出張し、GRACE Level 1Bデータの解析を行った。Level1Bデータは、昨年まで用いたLevel2データよりも低次のプロダクトで、データ処理が複雑な一方、震源地域に適した重力場推定法を選ぶことができるため、重力変化をより高い分解能で得ることができる。申請者は、GRACE Level1Bデータから重力場を求める基本的な計算コードの作成と、それを応用した次期重力観測衛星DECIGOPathfinderの重力観測の数値シミュレーションを行った。欧米の一部の機関しか保有しないLevel1Bデータの解析手法をこの課題で得たことは、先進的なデータ解析や将来の重力観測衛星の設計を可能とする点で重要性が高い。また、課題実施最終年度として、研究を総括する論文を作成した。GRACEから得られる地震に伴う重力変化は、陸海域両方の地殻変動情報を反映するため、従来の地上観測では捉えられなかった余効変動の全体像をとらえ、GRACEと地上観測データを合わせて解くことで粘弾性緩和と余効滑りのシグナルを分離して求めることができることが明らかとなった。このことは、地球の粘弾性構造や余効滑りの時空間発展の推定に、GRACEデータが有用であることを示した点で、重要な成果となった。