hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝腫瘍の鑑別診断におけるHepatic tunor indexの有用性

このindexのcut-off値を1.0としたとき肝細胞癌と転移性肝癌の鑑別の正診率は82%であった(AJR1997;168:991-995)。今回症例数を増やして検討をした。2.未治療で腫瘍径2.0cm以上の肝腫瘍195結節(肝細胞癌93結節、転移性肝癌57結節、肝血管腫45結節)のhepatic tumor indexとgray scale所見を検討した。HCC 93結節中78結節、Meta 57結節中47結節、血管腫45結節24結節に腫瘍血流を認めた。HCC77%(57/78)、Meta9%(4/47)、血管腫8%(2/24)ではHTIは1.0以上であり、HTIの平均値はHCCでは、他の腫瘍に比し有意に高値であった(P<0.01)。HTTが1.0以上の結節では、HCCとMetaの全例で血管造影上明らかな腫瘍血管を認め、IICC10結節と血管腫の全例にAV-shuntを認めた。HTI≦1.0のときHCCである正診率は83%であった。またHCCでHTI≦1.0のとき中等度以上の腫瘍血管である正診率は90%であった。Halo signはHCC90%、Meta91%、血管腫7%であった。HTI≦1.0かつhalo陽性のときHCCである正診率は83%、HTI1.0>かつhalo陰性のとき血管腫である正診率は94%であった。カラードプラでHTIを測定することで、非侵襲性に腫瘍血菅の程度、AV-shuntの有無を推定可能であり、haloの有無との組み合わせで肝腫瘍の鑑別診断の正診率が向上した。3.肝細胞癌93結節におけるhepatic tumor indexと血管造影でのvascularityとの関係を検討をした。腫瘍血管の程度を腔高度(明らかに広狭不整で屈曲蛇行する腫瘍血管)、中等度(一部広狭不整で屈曲蛇行する腫瘍血管)、軽度(広狭不整な部位はないが一部屈曲蛇行する腫瘍血管)に分類した。Hepatic tumor indexが1.0以上は78結節中57結節であり、全例明らかな腫瘍血管を有していた(高度31結節、中等度26結節、また10結節にAP-shuntが存在した)。Hepatic tumor indexが1.0未満は78結節中21結節であった(中等度8結節、軽度11結節、腫瘍血管なし2結節)。Hepatic tumor indexは腫瘍血管の程度とAP-shuntの存在の有無と相関すると思われた(Cancer Detection and Prevention in press)。
侵入害虫ミナミキイロアザミウマの東南アジアにおける天敵探索

1987年1月、6月、910月、1987年12月1988年2月にタイ、1987年1月と11月にマレーシア、1987年1月にフィリピンの各国においてミナミキイロアザミウマの天敵を探索した。また同時に果菜類やランでのミナミキイロアザミウマの発生状況とアザミウマ相を調査した。さらに1988年12月、タイでミナミキイロアザミウマの個体群動態とその天敵の野外での活動状況や生態的特性について調査研究した。その結果、以下のような点が明らかになった。1.タイ、マレーシア、フィリピンの3国の果菜類に11属15種のアザミウマの生息を認めた。作物別では、ナスで14種、トウガラシで5種、ウリ類で7種、マメ類で6種のアザミウマが生息していた。2.タイにおいてはバンコックとチェンマイおよびこれらの2都市の周辺のいずれの地域でもミナミキイロアザミウマが普通に生息していることを認めた。果菜類ではナス、トウガラシ、キュウリ、トウガ、トカドヘチマ、スイカ、メロン、セイヨウカボチャ、ジュウロクササゲなどでその発生を認め、1987年6月、910月にはキュウリ、トウガ、スイカ、トカドヘチマ、セイヨウカボチャでは本種が多発していた。また、バンコック周辺のランの苗圃でも本種の発生を認めた。3.マレーシアにおいてはクアラルンプール近郊、イポー近郊、ペナンとその周辺、カメロンハイランドのいずれの地域でもミナミキイロアザミウマが普通に生息していることを認めた。果菜類ではナス、トウガラシ、メロン、ジュウロクササゲ、インゲン類などでその発生を認めた。ナスでの発生は顕著であったが、トウガラシではチャノキイロアザミウマの方が多かった。4.フィリピンにおいてはマニラの周辺でミナミキイロアザミウマが普通に生息していることを認めた。果菜類では、ナス、トウガラシ、ツルレイシ、クリカボチャ、メロン、スイカでその発生を認め、特にメロンやスイカでは大発生がみられた。6.1988年2月にバンコックのナス圃場で毎週ミナミキイロアザミウマの個体数を調べた結果、調査期間中に個体数の顕著な減少を認めた。この減少はその減少の直前における約50%に達するCeranisus sp.の寄生によるものとみられ、本寄生蜂がミナミキイロアザミウマの天敵として重要な役割を果たしていることが示唆された。また、バンコックとチェンマイおよびこれらの2都市の周辺のナス畑における調査の結果、本種の寄生は自家用に農家の近くで小規模に栽培されている無散布の畑に限られることが判明し、このことから本種の天敵としての働きに農薬散布が悪影響を及ぼしていると考えられた。以上のように、今回、ミナミキイロアザミウマの有力天敵としてCeranisus sp.、Bilia sp.、Orius sp.の3種がタイに生息することが明らかになったが、いずれも同属の種が日本にいるため、これらのタイ産の種が日本産の種と同一か否かを今後決定する必要がある。また、同一種と判明しても、生態的に差があればわが国への導入は考えられるので、生態的特性の研究はなおタイで行う必要がある。タイで今回、Ceranisus sp.のミナミキイロアザミウマの個体群動態に及ぼす影響は研究したが、不十分であり、一方Bilia sp.やOrius sp.の同様な影響については全く不明なので、今後なおタイでこれら3種の天敵の研究が必要である。さらに、今回発見できなかったミナミキイロアザミウマの病原微生物についても、タイとマレーシアで今後なお探索の必要がある。

ナスでの発生は顕著であったが、トウガラシではチャノキイロアザミウマの方が多かった。4.フィリピンにおいてはマニラの周辺でミナミキイロアザミウマが普通に生息していることを認めた。果菜類では、ナス、トウガラシ、ツルレイシ、クリカボチャ、メロン、スイカでその発生を認め、特にメロンやスイカでは大発生がみられた。6.1988年2月にバンコックのナス圃場で毎週ミナミキイロアザミウマの個体数を調べた結果、調査期間中に個体数の顕著な減少を認めた。この減少はその減少の直前における約50%に達するCeranisus sp.の寄生によるものとみられ、本寄生蜂がミナミキイロアザミウマの天敵として重要な役割を果たしていることが示唆された。また、バンコックとチェンマイおよびこれらの2都市の周辺のナス畑における調査の結果、本種の寄生は自家用に農家の近くで小規模に栽培されている無散布の畑に限られることが判明し、このことから本種の天敵としての働きに農薬散布が悪影響を及ぼしていると考えられた。以上のように、今回、ミナミキイロアザミウマの有力天敵としてCeranisus sp.、Bilia sp.、Orius sp.の3種がタイに生息することが明らかになったが、いずれも同属の種が日本にいるため、これらのタイ産の種が日本産の種と同一か否かを今後決定する必要がある。また、同一種と判明しても、生態的に差があればわが国への導入は考えられるので、生態的特性の研究はなおタイで行う必要がある。タイで今回、Ceranisus sp.のミナミキイロアザミウマの個体群動態に及ぼす影響は研究したが、不十分であり、一方Bilia sp.やOrius sp.の同様な影響については全く不明なので、今後なおタイでこれら3種の天敵の研究が必要である。さらに、今回発見できなかったミナミキイロアザミウマの病原微生物についても、タイとマレーシアで今後なお探索の必要がある。
刺激応答性ピコリッターカップ配列体の創出

球状シリカ微粒子の2次元コロイド結晶の上方向から金の真空蒸着を行った後、シリカ微粒子を超音波により基板から剥がすことで、半面がシリカでもう一方の面が金のヤヌス粒子を作成した。金を蒸着した面にpHなどの外部環境変化に応答して性質が変わるポリマーをグラフトすることで、革新的な刺激応答性のヤヌス粒子を作成した。さらに、このヤヌス粒子作成法を用いてピコリッターサイズ反応容器の作製の足掛かりが得られた。球状シリカ微粒子の2次元コロイド結晶の上方向から金の真空蒸着を行った後、シリカをフッ化水素(HF)で溶解除去し、ピコリッターサイズの金カップ規則配列体を作る。さらに金カップ内壁に温度、pH、光などの外部環境変化に応答して性質が変わるポリマーをグラフトすることで、革新的な刺激応答性のピコリッターサイズ反応容器の作製を目指す。このような金カップ規則配列体はインクジェットプリントの技術との組み合わせで、微小スケールのコンビナトリアルケミストリーなどへ応用できる。今年度は、直径6μmの球状シリカ微粒子をガラス基板上に、2次元的に配向したコロイド結晶の作製を行い、上方向から金を真空蒸着することでシリカ微粒子の半面だけを金でコートしたヤヌス粒子を作製した。作製したヤヌス粒子を超音波照射でガラス基板から剥離した。またヤヌス粒子のHFによる処理でシリカを溶解除去し、ミクロンサイズの金カップの作製に成功した。金カップ内部へのゲスト分子の取り込みと放出を制御するために、金カップ内壁への外部刺激応答性ポリマーのグラフトを検討した。pHの変化に応答して極性が大きく変化する脂肪酸を側鎖結合したモノマー(AaH)を可逆的付加-開裂連鎖移動(RAFT)型の制御ラジカル重合法により重合を行った。RAFT重合により得られるポリマーはポリマー鎖の末端にジチオエステル基を含むので、アミンや還元剤を用いた末端基の分解によりチオール基に誘導した。チオール基は金表面に結合するので、溶液中で金とポリマーを混合することにより金表面にpH応答性のポリマーをグラフトした。ポリマーがグラフトできたことを表面のpHの変化に応答して接触角が変化することから確認した。シリカ微粒子の2次元コロイド結晶の上方向からの金の真空蒸着で、シリカ微粒子の半面のみを金でコートしたヤヌス粒子を合成する。さらにシリカをHFで溶解除去することで、ミクロンサイズの金カップを作製する。この手法をさらに発展させて金によるピコリッターカップ規則配列体の合成を行う。さらに金ピコリッターカップ規則配列体のナノ空間をさまざまな反応場またはコンテナとして用いるために、カップ内部へのゲスト分子の取り込み・放出を外部刺激で制御する。つまり金カップ内壁の極性などの物理的性質を温度、pH、光などの環境変化で制御できるよう、刺激応答性ポリマーをグラフトすることを目的とした。作製したヤヌス粒子は超音波照射でガラス基板から剥離してヤヌス粒子を作製した。,さらに刺激応答性ポリマーとしてpH応答性を示す脂訪酸を含むポリマー(pAaH)を可逆的付加-開裂連鎖移動(RAFT)法で重合してから、末端基をチオールにに変換して、ヤヌス粒子の金の面のみにポリマーをグラフトした。また、このpH応答性ポリマーをグラフトしたヤヌス粒子を分散した水溶液のpHを変化することで、粒子の凝集と分散をコントロールできることを示した。さらにこのヤヌス粒子を用いて粉末乳化を行い、pH応答性のPlckeringエマルジョンを作製できることを見出した。これらの結果は、刺激応答性ポリマーを内壁にグラフトしたピコリッターカップ規則配列体作製のための足がかりとなる。
省力・低コストによる高品質・高収量わい化リンゴ栽培技術の開発

高品質、高収量リンゴ果実生産の省力、低コスト栽培を可能にする日本型のわい化栽培技術を開発することを目的として研究を行い,得られた結果の主なものは以下のとおりである。1.果台枝の長さが果実品質に及ぼす影響について,`ふじ'など6品種を用いて調査した結果,`陸奥'では果台枝の長さが30cmで果実重が大きかったが,その他の品種では差は認められなかった。また,結果技を腋生スパーと頂生スパーの2種類に,また,腋生芽にわけて果実品質の違いについて検討した結果,大きな違いは認められなかった。2.着果量の違いは,新梢の伸長にはあまり影響しなかったが,枝の貯蔵養分は着果量が大きい樹で少なかった。着果量が多いと果実は小さく,また,着色可溶性固形物含量も少なく,品質が劣った。3.総合的に見て,わい化栽培で良品を得るための樹勢として,頂端新梢長が30cm程度,5cm以下の短果技比率が60%ぐらいの中庸な樹勢の状態が望ましいことがわかった。4. `ぶじ'におけるMCPB-ethylによる摘果の実用化について検討した結果,散布時期については中心花満開1日後から同5日後頃までの散布で効果があり,同3日後位までが,適期であることが分かった。また,散布の濃度については,15ppmを標準濃度としてよいと考えられた。この時,果実肥大抑制や果形の変形は認められず,着色も含めて果実品質への影響も認められなかった。5.機械収穫の基礎資料として,樹上のリンゴ果実と葉などの間に温度差が存在していることに着目し,赤外線熱画像によるリンゴの検出の可能性について検討した結果,晴れ,無風の日の場合,リンゴと葉との間に1°C以上の温度差があり,この温度差情報を利用することによって容易に2値画像が得られ,リンゴを検出することが出来た。さらに,2値画像の中でリンゴの輪郭線が円形状をしていることに着目し,遺伝的アルゴリズム(GA)を応用したパターン認識によるリンゴの検出問題を2値画像から円図形の抽出問題とみなし,その検出アルゴリズムを構築しリンゴ果実を認識出来ることを確認した。高品質、高収量リンゴ果実生産の省力、低コスト栽培を可能にする日本型のわい化栽培技術を開発することを目的として、本年度は以下の研究を行った。1)整枝剪定については、`ふじ'を用いて、樹形を円錐形に保つための側枝の切り詰め処理及び副梢の長さが果実品質に及ぼす影響について調査した。切り詰め剪定は果実品質を特に低下させることはなかった。また、副梢の長さは果実品質には影響しなかった。2)反射シートの敷設がリンゴ樹の光環境と果実品質に及ぼす影響について調査した。反射シートの利用は特に樹冠下部の光環境を改善し、下枝の果実の着色を良くした。また、可溶性固形物含量が高まる傾向が見られたが、これについては次年度もさらに検討する予定である。3)枝変わり品種に関しては、`ふじ'及び`つがる'の着色系品種の着色特性について調査した。`つがる'の着色系である`芳明'は特に同じ光強度の下でもアントシアニン生成量が多く、それにはフェニルアラニンアンモニアリアーゼが関与していることが示唆された。`ふじ'では特に1系タイプの着色が良い品種は、紫外光を含まない光でも多くのアントシアニンを生成することと、アントシアニン生成の適温がやや高いことが明らかとなった。また、これらの着色系に関して遺伝子上の変異を解析し、そのマーカーについて現在検討中である。4)省力化のための植物成長調節剤の利用については、収穫前落果に及ぼすアミノエトキシビニルグリシン(AVG)の影響について調査した。その結果、濃度60ppmで、収穫の約20日前の散布が効果的であり、その散布は、従来の落果防止剤の欠点である果実を軟化させることはなかった。5)省力化のための作業性の解析に関しては、本年度は樹形の異なる園地における収穫作業をビデオに収録し、現在解析中である。

また,散布の濃度については,15ppmを標準濃度としてよいと考えられた。この時,果実肥大抑制や果形の変形は認められず,着色も含めて果実品質への影響も認められなかった。5.機械収穫の基礎資料として,樹上のリンゴ果実と葉などの間に温度差が存在していることに着目し,赤外線熱画像によるリンゴの検出の可能性について検討した結果,晴れ,無風の日の場合,リンゴと葉との間に1°C以上の温度差があり,この温度差情報を利用することによって容易に2値画像が得られ,リンゴを検出することが出来た。さらに,2値画像の中でリンゴの輪郭線が円形状をしていることに着目し,遺伝的アルゴリズム(GA)を応用したパターン認識によるリンゴの検出問題を2値画像から円図形の抽出問題とみなし,その検出アルゴリズムを構築しリンゴ果実を認識出来ることを確認した。高品質、高収量リンゴ果実生産の省力、低コスト栽培を可能にする日本型のわい化栽培技術を開発することを目的として、本年度は以下の研究を行った。1)数品種を用いて、側枝の更新方法を検討するために、側枝の切り詰めの長さ及び角度が,新梢の発生に及ぼす影響について調査した.その結果,切り口が0,5,15cmの時,0cmでは新梢の発生本数は著しく少なく,15cmで発生本数が多かった.2)果台枝の長さが果実品質に及ぼす影響について,'ふじ'など6品種を用いて調査した。'睦奥'では果台枝の長さが30cmで果実重が大きかったが,その他の品種では差は認められなかった.果実品質への顕著な影響は認められなかった。3)収量・果実品質と樹形および裁植方法との関係を調査するために,高収量を達成している'ふじ'および'ショナゴールド'の園地において,光遮断率,葉面積,果実数および果実の大きさの調査を行った.始めに光遮断率の調査方法について検討し,棒状光センサー(長さ60cm)を随時移動しながら測定することによって,広い面積を比較的短時間で測定することが可能であった.光遮断率は45-70%で,この時の葉面積指数は,2.45から3.0であった.光遮断率45%,葉面積指数2.45程度の園地の収量は5トン/10アール程度で着色等の果実品質も優れていたが,光遮断率が70%程度の園地では樹冠内の光条件が悪く,着色等の品質も良くなかった.高品質、高収量リンゴ果実生産の省力、低コスト栽培を可能にする日本型のわい化栽培技術を開発することを目的として研究を行い.本年度は以下の結果を得た。1.果台枝の長さが果実品質に及ぼす影響について,`ふじ'など6品種を用いて調査した結果,`陸奥'では果台枝の長さが30cmで果実重が大きかったが,その他の品種等は差は認められなかった.また,結果技を腋生スパーと頂生スパーの2種類に,また,腋生芽に分けて果実品質の違いについて検討した結果,大きな違いは認められなかった.2.着果量の違いは,新梢の伸長にはあまり影響しなかったが,枝の貯蔵養分は着果量が大きい樹で少なかった.着果量が多いと果実は小さく,また,着色、可溶性固形物含量も少なく,品質が劣った。3.総谷的に見て,わい化栽培で良品を得るための樹勢として,頂端新梢長が30cm程度,5cm以下の短果枝比率が60%ぐらい9中庸な樹勢の状態が望ましいことがわかった。4. `ぶじ'におけるMCPB-ethylによる摘果の実用化について検討した結果,散布時期については中心花満開一日後から同5日後頃までの散布で効果があり,同3日後位までが,適期であることが分かった。
プリン作動性シグナル(ATP、アデノシン)による細胞の増殖制御機構

我々は主として甲状腺細胞の機能調節に関連し、プリン誘導体特にATPとアデノシンの細胞機能調節作用と情報伝達系について報告してきた。ところがこれら因子の情報伝達系と細胞増殖制御の関係はほとんど知られていない。今回は培養細胞をモデル系として細胞の増殖制御機構のなかでのATPおよびアデノシンが細胞周期のどのフェイズに作用するのか検討を行った。培養甲状腺細胞(FRTL-5)を低血清、TSH無添加で培養し、G0期に同調後インスリン存在下でTSH, ATP,アデノシン等を添加した時に起こる細胞周期の分布変化をフローサイトメーターで解析し、DNAへの放射性チミヂンの取り込み、細胞数等の変化などと比較した。更にGタンパク質の関与を確認するため、百日咳毒素処理細胞においても同様の検討を行った。1) ATPは単独で細胞周期のG1期からS期への進行を促進し、放射性チミヂンの取り込みも増加するが、TSHによるG1期からS期への進行促進を阻害し、放射性チミヂンの取り込み促進も阻害した。2)アデノシンは単独では細胞周期のどのフェイズにも影響せず、放射性チミヂンの取り込みへの影響もなかったが、TSHによるそれぞれの促進作用を阻害した。3)百日咳毒素処理によって上記に示されたATP,アデノシンの各効果は抑制された。以上の結果により、アデノシン、ATPは共におそらくGiタンパク質を介しcAMP生成に対し抑制的に作用し、TSHの増殖作用を抑制することが証明された。更にATPの単独での増殖作用にはホスホリパーゼC-Ca^<2+>系を介する可能性とGiタンパク質の関与が示唆された。
脊椎動物ゲノムにおける嗅覚受容体多重遺伝子族の分子進化

哺乳類における嗅覚受容体(OR)多重遺伝子族の進化のダイナミクスを知るために、カモノハシ・オポッサム・ウシ・イヌ・ラット・マカクザル・チンパンジーのドラフトゲノム配列から全OR遺伝子を同定し、以前同定したヒト・マウスのOR遺伝子と共に分子進化解析を行った。遺伝子の系統樹をもとに、進化過程における遺伝子数の増減を推定する統計的手法を開発し、この手法をOR遺伝子に適用した。その結果、(1)単孔類・有袋類との分岐後に、有胎盤類の系統でOR遺伝子数の爆発的増加が起きたこと、および(2)哺乳類の異なる目に至る各系統で、数百もの遺伝子消失・獲得が起きたことが明らかになった。(2)は、哺乳類の異なる目の間で、OR遺伝子数の総数は類似している(約1,000)ものの、そのレパートリーは大きく異なることを示している。本成果はPLoSONE誌に掲載された。また、ハーバード大学の郷康広研究員と共同で、マカクザル・チンパンジー・ヒトの間でのOR遺伝子の詳細な比較解析を行った。従来言われていた説とは異なり、ヒト・チンパンジー間では偽遺伝子化の傾向にほとんど差がないことを明らかにした。しかし一方で、ヒトとチンパンジーではオーソロガスな機能遺伝子が75%しか保存されておらず、OR機能遺伝子のレパートリーが大きく異なっていることも明らかになった。本成果は、現在Molecular Biology and Evolution誌に投稿中である。更に、社団法人バイオ産業情報化コンソーシアムと共同で、ヒトOR遺伝子のデータベースを作成し、ウェブ上で公開した。また、化学受容体の分子進化に関していくつかのレビューを執筆するとともに、Henry Stewart Talksシリーズで英語ナレーション付きオーディオ教材を製作した。以上の成果は、国内・海外の学会やシンポジウムで報告した。本年度は、以下のような成果を得た。脊椎動物の嗅覚受容体(OR)多重遺伝子族の進化のダイナミクスを知るために、ヒト・マウス・ニワトリ・カエル・ゼブラフィッシュ・フグのドラフトゲノム配列から全OR遺伝子を同定し、分子進化解析を行った。その結果、以下のような新たな知見が得られた。(i)魚類と四足動物の共通祖先は少なくとも9個のOR祖先遺伝子をもっており、有顎脊椎動物のOR遺伝子は、各祖先遺伝子に由来する9つのグループに分類される。(ii)OR遺伝子の総数は、魚類は哺乳類よりもずっと少ない(約100個)が、その多様性は哺乳類よりもずっと大きい。(iii)哺乳類や鳥類のもつOR遺伝子のグループは魚類には存在しないか非常にまれであり、その逆も正しい。(iv)両生類のOR遺伝子は、哺乳類・鳥類の特徴と、魚類の特徴の両方を備えている。以上のことから、四足動物が陸上生活に適応する過程において、遺伝子重複の繰り返しによるOR遺伝子数の爆発的増加と不要なOR遺伝子の大規模な消失が起きたとする進化のシナリオを提唱した。この成果は、Preceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America誌の表紙に掲載されるとともに、Science誌のEditor's Choice欄でも紹介された。この成果に加え、哺乳類における比較解析を行うために、チンパンジー・マカクザル・ラット・イヌ・ウシ・オポッサムのドラフトゲノム配列から、全OR遺伝子の同定を行った。更に、OR多重遺伝子族の起源を知るために、ホヤ・ショウジョウバエ・線虫などの無脊椎動物のG蛋白質共約役型受容体を用い、脊椎動物のOR遺伝子と共に分子進化解析を行った。来年度は、これらのテーマについて更に解析を進める予定である。昨年度までの成果を踏まえ、哺乳類における嗅覚受容体(OR)多重遺伝子族の進化のダイナミクスを知るために、カモノハシ、オポッサム、ウシ、イヌ、ラット、マガクザル、チンパンジーの全OR遺伝子をドラフトゲノム配列から同定し、知られているヒト、マウスの遺伝子セットとの比較を行った。遺伝子の系統樹をもとに、進化の過程で遺伝子数の増減がどのように起こったかを推定する統計的手法を開発した。この手法をOR遺伝子に適用した結果、以下のことが明らかになった。(1)単孔類、有袋類との分岐の後で、有胎盤類の系統でOR遺伝子数の爆発的増加が起きた。(2)哺乳類の異なる目に至るそれぞれの系統で、数百の遺伝子消失・獲得が起きた。このことは、哺乳類の異なる目の間で、OR遺伝子数の総数は類似している(約1,000)ものの、そのレパートリーは大きく異なっていることを示している。本成果は既に論文にまとめ、現在査読中である。また、ハーバード大学の郷康広研究員と共同で、マカクザル、チンパンジー、ヒトの間でのOR遺伝子の詳細な比較解析を行った。その結果、従来言われていた説とは果なって、ヒト、チンパンジー間では偽遺伝子化の傾向にほとんど差がないことが明らかになった。ただし、ヒトとチンパンジーでは、それぞれ異なる遺伝子が偽遺伝子化しており、機能遺伝子のレパートリーはかなり違っていることも明らかにした。本成果は、現在論文作成中である。更に、社団法人バイオ産業情報化コンソーシアムと共同で、ヒトOR遺伝子のデータベースを作成し、公開した。また、ペンシルバニア州立大学のMasatoshi Nei教授と共同で、嗅覚受容体およびその他の化学受容体の分子進化に関するレビューを執筆し、Journal of Human Genetics誌に掲載された。

哺乳類における嗅覚受容体(OR)多重遺伝子族の進化のダイナミクスを知るために、カモノハシ・オポッサム・ウシ・イヌ・ラット・マカクザル・チンパンジーのドラフトゲノム配列から全OR遺伝子を同定し、以前同定したヒト・マウスのOR遺伝子と共に分子進化解析を行った。遺伝子の系統樹をもとに、進化過程における遺伝子数の増減を推定する統計的手法を開発し、この手法をOR遺伝子に適用した。その結果、(1)単孔類・有袋類との分岐後に、有胎盤類の系統でOR遺伝子数の爆発的増加が起きたこと、および(2)哺乳類の異なる目に至る各系統で、数百もの遺伝子消失・獲得が起きたことが明らかになった。(2)は、哺乳類の異なる目の間で、OR遺伝子数の総数は類似している(約1,000)ものの、そのレパートリーは大きく異なることを示している。本成果はPLoSONE誌に掲載された。また、ハーバード大学の郷康広研究員と共同で、マカクザル・チンパンジー・ヒトの間でのOR遺伝子の詳細な比較解析を行った。従来言われていた説とは異なり、ヒト・チンパンジー間では偽遺伝子化の傾向にほとんど差がないことを明らかにした。しかし一方で、ヒトとチンパンジーではオーソロガスな機能遺伝子が75%しか保存されておらず、OR機能遺伝子のレパートリーが大きく異なっていることも明らかになった。本成果は、現在Molecular Biology and Evolution誌に投稿中である。更に、社団法人バイオ産業情報化コンソーシアムと共同で、ヒトOR遺伝子のデータベースを作成し、ウェブ上で公開した。また、化学受容体の分子進化に関していくつかのレビューを執筆するとともに、Henry Stewart Talksシリーズで英語ナレーション付きオーディオ教材を製作した。以上の成果は、国内・海外の学会やシンポジウムで報告した。
拡散・火災・爆発災害を考慮した化学プラントのリスク評価に関する研究

昨年度までに,化学プラント内の貯槽の形状や容量,配置等に関するデータを整理し,既存のプラントのリスク評価を遂行する際の基礎データを蓄積した.さらに,風速等の気象条件により火災のふく射熱が増大する効果を考慮し,モンテカルロ法を用いて風の影響ならびに障害物遮蔽の影響を考慮したふく射熱評価手法を構築した.これらの成果に基づき,化学プラントのタンク内容物の流出・拡散から爆発・火災発生ならびに,その災害の連鎖拡大(ドミノ効果)の危険性を考慮したシミュレーションを基に,災害がプラント内及び周囲の施設に与える影響について,時刻歴かつ定量的に把握するリスク評価システムの構築を行った.具体的には,災害の初期事象から災害が拡大していく過程についてイベントツリー解析を用いて整理し,各ツリーにおける発生確率ならびにシミュレーションから得られる影響範囲を用いて,リスクの空間的・時間的推移の把握を可能とした.特に,我が国で広く用いられている高圧ガス保安協会の防災指針では,多頻度・小影響であるタンク配管部等からの微小流出の場合と,小頻度・多影響であるタンク全内容物が漏洩した場合の大破流出の2種類しか考慮していない.これに対し,両者の中間的な災害形態である小破流出の場合では多頻度かつ多影響となる恐れがある.そこで,この小破流出をも考慮し,プラント内設備機器および周辺区域に及ぼすリスクの評価への展開も図った.本手法により,最悪となる災害進展シナリオの抽出や,危険回避の手段選択が可能となり,新規プラントの設計などの安全性・信頼性評価に貢献できるものと考える.近年,化学プラントの中に高速道路を通したり,遊園地や公園などのレジャー施設を作ることが増えてきている.このような場合には,プラント内における火災等の災害が周囲に与える影響を把握し,安全性を十分に確保する必要がある.タンク火災によるふく射熱が周囲に及ぼす影響の評価として,我が国では高圧ガス保安協会の指針による手法が一般に多くの同意が得られているが,指針では障害物の無い空間における単一の被害を想定しており,林立するタンク群や建屋によるふく射受熱の遮断を考慮されていない.さらに,風は火災の延焼拡大に最も影響を及ぼす危険要因の一つであるが,指針では無風状態のみを想定しており,風速・風向の影響によりふく射熱が増大する効果を考慮していない問題点がある.そこで,これらの効果を評価するため,モンテカルロ法を用いて風の影響ならびに障害物射影の影響を考慮したふく射熱評価手法を構築した.さらに,風向・風速の発生確率分布を考慮し,プラント内の設備機器および周辺区域等に及ぼすリスクを計算し,プラント及び周辺地図上に等高線状にグラフィック表示を行うプログラムを開発した.従来手法との比較を行い,提案手法を用いることによって化学プラント周辺区域におけるリスクの空間的・時間的推移が把握可能となることを示した.本手法は結果として避難経路の設定や,新規設置プラントの設計などの安全性・信頼性評価に貢献できると考える.本手法ならぴに解析例について,日本材料学会第18回材料・構造信頼性シンポジウム(於:ファインセラミックスセンター,平成13年11月)において発表し,その成果を示している.昨年度までに,化学プラント内の貯槽の形状や容量,配置等に関するデータを整理し,既存のプラントのリスク評価を遂行する際の基礎データを蓄積した.さらに,風速等の気象条件により火災のふく射熱が増大する効果を考慮し,モンテカルロ法を用いて風の影響ならびに障害物遮蔽の影響を考慮したふく射熱評価手法を構築した.これらの成果に基づき,化学プラントのタンク内容物の流出・拡散から爆発・火災発生ならびに,その災害の連鎖拡大(ドミノ効果)の危険性を考慮したシミュレーションを基に,災害がプラント内及び周囲の施設に与える影響について,時刻歴かつ定量的に把握するリスク評価システムの構築を行った.具体的には,災害の初期事象から災害が拡大していく過程についてイベントツリー解析を用いて整理し,各ツリーにおける発生確率ならびにシミュレーションから得られる影響範囲を用いて,リスクの空間的・時間的推移の把握を可能とした.特に,我が国で広く用いられている高圧ガス保安協会の防災指針では,多頻度・小影響であるタンク配管部等からの微小流出の場合と,小頻度・多影響であるタンク全内容物が漏洩した場合の大破流出の2種類しか考慮していない.これに対し,両者の中間的な災害形態である小破流出の場合では多頻度かつ多影響となる恐れがある.そこで,この小破流出をも考慮し,プラント内設備機器および周辺区域に及ぼすリスクの評価への展開も図った.本手法により,最悪となる災害進展シナリオの抽出や,危険回避の手段選択が可能となり,新規プラントの設計などの安全性・信頼性評価に貢献できるものと考える.
ヘルパーT細胞分化のシミュレーション

ヘルパーT細胞は免疫制御の中心を担う細胞である。近年、Th1, Th2以外に多くのサブタイブ(Th17, iTreg等)が存在していることが知られるようになってきた。これらのサブタイプの割合が免疫応答の方向性を決定していると考えられている。しかし、ヘルパーT細胞は、各サブタイプが様々なサイトカインを産生すると共に、様々なサイトカインで分化や増殖が促進されたり抑制されたりするので、各サブタイプへの分化は非常に複雑である。そこで、ヘルパーT細胞各サブタイプへの分化のモデル化を試みた。今回は第一段階のモデルとして、細胞内シグナル伝達系の反応の詳細はモデル化せず、サイトカインの各サブタイプの影響により、Th0から各サブタイプへの分化や各細胞の増殖の反応速度を増加(促進)したり減少(抑制)したりするという簡略化したモデルを用いた。このモデルでサブタイプ相互の関係を明らかにした上で、細胞内シグナル伝達系の反応をモデル化する詳細なモデルの構築を行う。シミュレーションの開始時点では、Th0細胞だけが存在し、特定のサイトカインを添加した場合の各サブタイプの細胞数の変化とサイトカイン濃度の変化を計算した。その結果、TGF-βを添加すると、iTregが最初増加するが、3日後以降減少し、Th2が増加してくる。この現象をモデル化するには、iTregのマーカー遺伝子であるFoxp3によって誘導され、iTregの増殖を抑制するたんぱく質が必要であり、そのようなたんぱく質の存在が示唆された。このような個々の実験結果を再現するように各サブタイプへのサイトカインの影響などを初代培養細胞を用いて検証した。その結果、iTregの抑制にIL-4が重要な役割を果たすという実験結果とシミュレーションの結果が一致した。このようなアプローチは免疫応答を予想する新規の試みとして価値があることが示唆された。
小麦耐病性因子の継代発現とその機構

コムギ類およびトウモロコシは病原菌の侵入をうけると特異なファイトアレキシン。benzozazinone(DIBOA)類を生成することが知られている。これらは不活性なグルコシドとして存在し。感染刺激により酵素的に加水分解されて抗菌本体であるDIBOA類を生成する。本研究者らは。これらの抗菌物質がコムギの発芽と同時に出現し、やがて緑化して独立栄養期に入るとともに消失することを見いだした。本研究は萌芽的研究として。この特異な現象を詳細に調べ。その意味を明らかにすることを目的として行なった。まず、DIBOAグルコシド類をコムギ芽生えより抽出して調製した。さらにこれらのものをグルコシダーゼ処理してDIBOA類を得た。これらのものをHPLC分析の標準サンプルとして。芽生え時の発現の経時変化を詳細に調べた。その結果。発芽とともにグルコシド類が多量に現れ。次いで抗菌本体のDIBOA類が-t-分な抗菌濃度で現われることがわかった。この発現は。殺菌処理あるいはコムギ病原菌胞子による感染処理によっても。またカミソリによる傷害によっても何ら影響されなかった。これよりDIBOA類は感染あるいは傷害により誘導発現するものではなく、予め予定されたものとして発現していることがわかった。DIBOA類の前駆体は発芽前の吸水種子を抽出しても見いだされず、その発現はdenovo合成によるものではないと考えられた。また、乾燥種子を溶媒抽出してもDIBOA類とその前駆体は見いだされなかった。これらのことより。DIBOA類はグルコシド結合を介して。何らかの高分子複合体として種子中に保蔵されているものと考えられた。これらの結果は、DIBOA類が親世代によって用意され。子世代において発芽とともに現れ感染防除に働いているという、耐病性因子の継代発現仮説を支持するものであった。本研究者らは。その結果。この発現は。これらのことより。コムギ等のムギ類およびトウモロコシは病原菌の侵入をうけると、特異なファイトアレキシン,benzoxazinone(DIBOA)類を生成することが知られている。これらのものは高分子複合体として貯蔵されており、菌の侵入をうけると酵素的に分解されグルコッドとして切り出され、さらに加水分解されて抗菌活性を発現するとされている。本研究者らは、これらのファイトアレキシンがコムギの発芽と同時に出現し、やがて消失することを見出した。本研究は萌芽的研究として、この特異な現象を詳細に調べその意味を明らかにすることを目的として行った。1.ファイトアレキシン標品の調製コムギに見出されたbenzoxazinone(DIBOA)類とそれらのグルコッドをコムギ幼芽の2%酢酸抽出液より各種クロマトグラフィを経て単離同定した。2.Benzoxazinone類およびそれらのグルコッドの発芽時の消長まず上記で得た標品について、高速液体クロマトグラフィ-による分析条件を種々検討した。その結果ODSカラムによるメタノ-ル・水・アセトニトリル系で分析するのが最適であることがわかった。次いで植物体からのDIBOA類の効率的かつ定量的な条件を検討した。その結果化合物によって最適な抽出条件が異なることが判明した。種その抽出条件を系統的に試験した結果,酢酸・水系および酢酸・メタノ-ル系による加熱抽出,あるいは超音波処理による抽出を対象化合物により使い分けることが必要であることがわかった。以上の結果にもとづいて発芽時のDIBOA類の消長を調べた。

その結果、まずこれらのグルコッドが発芽と同時に出現し、これらは直ちに分解され抗菌性のアグリコンが生成するものと考えられた。このことは植物にも継代免疫機構が存在することを支持するものであった。コムギ類およびトウモロコシは病原菌の侵入をうけると特異なファイトアレキシン、benzozazinone(DIBOA)類を生成することが知られている。これらは不活性なグルコシドとして存在し、感染刺激により酵素的に加水分解されて抗菌本体であるDIBOA類を生成する。本研究者らは、これらの抗菌物質がコムギの発芽と同時に出現し、やがて緑化して独立栄養期に入るとともに消失することを見いだした。本研究は萌芽的研究として、この特異な現象を詳細に調ベ、その意味を明らかにすることを目的として行なった。まず、DIBOAグルコシド類をコムギ芽生えより抽出して調製した。さらにこれらのものをグルコシダーゼ処理してDIBOA類を得た。これらのものをHPLC分析の標準サンプルとして、芽生え時の発現の経時変化を詳細に調ベた。その結果、発芽とともにグルコシド類が多量に現れ、次いで抗菌本体のDOBOA類が十分な抗菌濃度で現われることがわかった。この発現は、殺菌処理あるいはコムギ病原菌胞子による感染処理によっても、またカミソリによる傷害によっても何ら影響されなかった。これよりDIBOA類は感染あるいは傷害により誘導発現するものではなく、予め予定されたものとして発現していることがわかった。DIBOA類の前駆体は発芽前の吸水種子を抽出しても見いだされず、その発現はde novo合成によるものではないと考えられた。また、乾燥種子を溶媒抽出してもDIBOA類とその前駆体は見いだされなかった。これらのことより、DIBOA類はグルコシド結合を介して、何らかの高分子複合体として種子中に保蔵されているものと考えられた。これらの結果は、DIBOA類が親世代によって用意され、子世代において発芽とともに現れ感染防除に働いているという、耐病性因子の継代発現仮説を支持するものであった。
ドイツ企業におけるIFRS非適用のインセンティブに関する研究

本研究の目的は、IFRS適用後も残る各国会計の固有性およびその固有性を生み出す制度的諸要因との因果関係を、ドイツ企業の「逸脱事例分析」およびそれを補強する「インタビュー調査」を通じて解明することである。2005年よりIFRSが強制適用されたにもかかわらずIFRSが適用されていない逸脱事例を、適用形態、エンドースメント、エンフォースメントという3つのレベルから分析していくが、平成30年度はエンフォースメントにおいて中心的な問題となる会計問題を中心的に分析した。まず、先行研究のレビューから、IFRS適用が資本市場に及ぼす効果がlocal GAAPからIFRSへの会計基準の変更のみから生じるのではなく、エンフォースメントや監査に影響を受けること、2005年のIFRS強制適用とともにエンフォースメント体制を整備したのはEU6か国(フィンランド、ドイツ、オランダ、ノルウェー、イギリス、アイスランド)のみであり、IFRS適用に伴う資本市場における流動性効果が生じたのはエンフォースメント制度を整備した国であったことなどが明らかになっていることを示した。さらに具体的には、ドイツにおけるエンフォースメントの過程で発見された誤謬が多い会計処理は、IFRS第3号「企業結合」、IAS第1号「財務諸表の表示」、IAS第36号「資産の減損」、IAS第12号「法人所得税」、IAS第39号「金融商品:認識および測定」、IAS第32号「金融商品:表示」、IAS第7号「キャッシュ・フロー報告書」に関わる処理であることなどを取り上げ検討した。これらのドイツのIFRS適用とエンフォースに伴う具体的な問題について取り上げた邦文文献は十分になく、研究意義が存在すると考えられる。平成30年度には予定より多めの2本の論文執筆と4回の学会報告を行った(共同報告を含む)。分析の深化に加えて、継続したアウトプット重視の研究、とりわけ論文の公表に焦点を当てて研究を進める。研究計画の変更は特にない。研究を遂行する上での課題は、研究環境の変化により、研究の時間の確保が一層困難になっていることである。2005年よりIFRSが強制適用されたにもかかわらずIFRSが適用されていない逸脱事例を、適用形態、エンドースメント、エンフォースメントという3つのレベルから分析していくが、平成29年度は1任意適用下のドイツ基準適用企業について分析した。分析の結果に基づき、ドイツと同じ会計モデルに属するスイスの企業まで分析対象を拡張した。平成29年度は、次のような研究会・学会報告を行った。「EUおよびドイツにおけるIFRS強制適用後の制度変更と実態」(JAIASスタディーグループ研究会:於専修大学、2017年12月10日)。「Brexit後のEU域内における会計制度の再構築と実務の動向ー」(九州会計研究会:於九州大学、2018年2月10日)。「地域企業と国際財務報告基準(IFRS)」(合同研究会:於小樽商科大学、2018年2月17日)。「欧州企業の会計基準選択行動」(日本会計研究学会九州部会第101回大会:於沖縄国際大学、2018年3月23日)他。また、次の著書・公表論文を公刊した。「グローバルな財務報告基準設定の現状と展望」木戸田力・高橋和幸編著『企業会計システムの現状と展望』五絃社、36-51頁。「IFRS適用に関するエフェクトに関する諸概念ー先行研究に基づく整理ー」「IASBデュー・プロセスにおける会計基準設定主体の行動ー中小企業向けIFRSに対するドイツの対応ー」小津稚加子編著『IFRS適用のエフェクト研究』中央経済社、15-30頁、105-121頁。ブレインストーミング期にあたる平成29年度の成果に基づき、平成30年度には2-3本の論文執筆と1回の学会報告を予定している。そのほか、研究会報告で次の課題のブレインストーミングに努める。

さらに具体的には、ドイツにおけるエンフォースメントの過程で発見された誤謬が多い会計処理は、IFRS第3号「企業結合」、IAS第1号「財務諸表の表示」、IAS第36号「資産の減損」、IAS第12号「法人所得税」、IAS第39号「金融商品:認識および測定」、IAS第32号「金融商品:表示」、IAS第7号「キャッシュ・フロー報告書」に関わる処理であることなどを取り上げ検討した。これらのドイツのIFRS適用とエンフォースに伴う具体的な問題について取り上げた邦文文献は十分になく、研究意義が存在すると考えられる。平成30年度には予定より多めの2本の論文執筆と4回の学会報告を行った(共同報告を含む)。今後の推進方策について、継続してアウトプット重視の研究を進める。研究計画の変更は特にない。研究を遂行する上での課題は研究の時間の確保が一層困難になっていることである。分析の深化に加えて、継続したアウトプット重視の研究、とりわけ論文の公表に焦点を当てて研究を進める。研究を遂行する上での課題は、研究環境の変化により、研究の時間の確保が一層困難になっていることである。Brexitの進展などから、データ分析以前に質的情報の整理をする必要が生じた。そのデータ分析のための人件費が次年度に繰り越しになった。
中学校理科気象(雲を中心として)の観察・実験の開発試行にかかわる実証的研究

1研究目的現在の中学校理科気象教材は、観察・観測が中心で実験的な教材は少ない。本研究は、中学校気象教材として有効かつ実践的な教材の収集を広く行い、特に雲の発達、発生、降雨などを中心にした研究・開発を行い、それらの有効性の検証を行う。2研究成果の概要(1)前線通過に伴う雲の変化のビデオ撮りシステムの開発家庭用ビデオカメラ(SONY L端子つき),Apple Macintoshコンピュータ、ビデオコントローラ(SONY V-BOX)を機材とし、MacintoshのHyper Cardに独自に作成したスタックを用いた。これによ30秒間隔で3秒間などの設定が自由にできる。北天を中心に主に寒冷前線通過時の雲の変化を撮影した。生徒はこの映像に大きな興味を示した。(2)上昇気流を生じるモデルの開発a日射による上昇気流(白熱電球を利用)、b低気圧の中心部に見られる上昇気流(フアン利用)、c地形による上昇気流(風洞の利用)生徒は、どれも強い興味を示した。(3)雲の発生暖雨説に基づくモデルをプラスチック筒と金属の漏斗を用いて作成した。ワイン用加圧器とプラボトル利用の断熱膨張の実験は極めて有効である。(4)日本海上の筋雲の発生モデル名越等のモデルの作成した。このモデルでは、加温、気流の速さのコントロールに今後検討が必要である。(5)ジェット気流のモデル小形交流モーターを用い、3重の回転水槽を作成した。明らかな蛇行を示すには、今後の検討が必要である。3今後の課題今年は、学習の進度の関係で、実際の授業の中に組み入れることが出来なかった。来年度、これらの教材を組み入れた授業を実施し、評価をする予定である。
移動体通信に有効なビームチルトアンテナの設計理論に関する研究

本研究は、移動体通信に有効なビームチルトアンテナの設計理論に関する研究である。ビームチルトアンテナを負荷装荷アンテナで実現し、ビームチルト、利得などの所望の特性を条件として与えることで、その特性を実現するアンテナのパラメータを直接的に決定する設計理論の確立を目的としている。本研究は昨年度から継続研究であり、昨年度の実績を下記の(1)(3)に、今年度の実績を(4),(5)に示す。(1)ゾーンの大きさに対応して、様々な大きさのビームチルトを実現できるよう、2個の負荷を用い、0から30゚の範囲で所望のビームチルトを実現する負荷インピーダンスの決定方法を確立している。(2)負荷1個または2個用いたアンテナで、指向性利得、サイドローブレベルと負荷インピーダンスの関係式を導出し、それらの特性を条件として与えることで、所望の特性を実現する負荷インピーダンスの決定方法を得ている。また、負荷1個の場合、理論的に指向性利得の最大値を求める方法を得ている。(3)設計理論を用いて、終端短絡同軸線路を負荷インピーダンスとして用いたビームチルトアンテナを試作し、ほぼ理論通りの実測値が得られている。(4) (2)の方法を発展させ、所望のビームチルトを実現し、かつ高利得と低サイドローブ特性を同時に実現する方法を得ている。(5)負荷を3個以上装荷したアンテナについて、所望のチルト角と低サイドロープ特性を実現する方法を得ている。この方法は、これまでに得られた指向性利得に関する式を用いることで、所望の指向性利得を得るためにも適用できる。移動体通信においては、周波数の有効利用のため小ゾーン方式が採用されている。この方式では、基地局用アンテナに、主ビーム方向を傾けるビームチルトアンテナが設置される。このビームチルトは、負荷装荷アンテナで実現できる。本研究では、チルト角とアンテナのパラメータの関係式を導出し、所望のチルト角を条件として与えることで、その特性を実現するパラメータが直接的に決定されるビームチルトアンテナの設計理論を確立し、ビームチルトアンテナの設計をより容易に、確実に行えるようにするものである。本研究の実績として、下記の項目が挙げられる。(1)ゾーンの大きさに対応して、様々な大きさのビームチルトを実現できるよう、2個の負荷を用い、0から30°の範囲で所望のビームチルトを実現する負荷インピーダンスの決定方法を確立している。(2)負荷1個または2個用いたアンテナで、指向性利得、サイドローブレベルと負荷インピーダンスの関係式を導出し、これらの特性を条件として与えることで、それらの所望の特性を実現する負荷インピーダンスの決定方法を得ている。(3)設計理論を用いて、終端短絡同軸線路を負荷インピーダンスとして用いたビームチルトアンテナを試作し、ほぼ理論どおりの実測値を得ている。
高分子材料を用いた軽量光学系の基礎開発

宇宙で大口径(10m以上)が要求される赤外線天文用望遠鏡、あるいは超高精度が要求されるX線天文学用望遠鏡を構成する方法としては、高い剛性を持った材料を使う以外に、高分子膜のような低剛性の材料を使って、積極的に成形、あるいは形状制御するという方法があり得る。後者の方が軽量で宇宙での使用に向く望遠鏡を構成できる可能性が高い。本研究では、形状精度1μm程度の大口径赤外線望遠鏡、形状精度0.1μmのX線望遠鏡等、将来の望遠鏡の基本的な方式を検討した。X線鏡に対しては、その観測要求から、4秒角2秒角の角分解能を持つ、開口効率の高い集光光学系の開発を目指す必要があると考えられる。そのような光学系を形成できるのは、超高精密加工されたマンドレルを用い薄い高精度光学系をレプリカで形成し、それを共焦点に多数nestする光学系の実現が不可欠である。欧州のXMM衛星ではニッケル電鋳によるレプリカが実現されているが、将来はより高精度の成形が可能で軽量なレプリカ母材を探す必要がある。本研究では、高分子材料にその解を求めることを試み、またそのための設備の整備を行った。大口径宇宙赤外線望遠鏡に対しては、炭素繊維強化プラスティックの構造に、炭素繊維強化炭化硅素C/SiCで構成した反射面を能動支持機構を介して取り付ける方法が、最も実現性が高い。ただしこの方法では1020kg/m^2の重量が必要となる。110kg/m^2の重量を実現するには、ピッチ系炭素繊維強化プラスティックのハニカム構造を用いるのが最善である。ただし、研摩方法(鏡面の形成法)の確立が必要である。さらに軽い望遠鏡は、高分子膜による反射面形成しか方法がないが、展開した後の硬化(形態の保持)、鏡面の面粗さ、鏡面形状の能動補正等の要求を一度に満たすような材料はみつかっていない。X線、赤外・サブミリ波の天文観測は、人工衛星を使って地球大気の外に望遠鏡を設置できるようになって飛躍的に発展した。将来の計画では、さらに大口径(特にサブミリ波)、超高精度鏡面(特にX線)が要求される。しかし一方で、衛星搭載望遠鏡には極端な軽量化が求められる。本研究の目的は、高分子膜等の新しい材料を用いた、新しいタイプの軽量・高精度宇宙用望遠鏡の可能性を探ろうとするものである。平成10年度は、基本的な方式の検討と、基礎実験に必要な実験装置の作製を行った。赤外・サブミリ波では、宇宙科学研究所の電波天文衛星「はるか」のアンテナ等で実鉦された膜面の構成技術に、鏡面のアクティブな補正を付け加えて鏡面精度を向上させる方法が、もっとも現実的であると考えられる。高分子膜の鏡面を大雑把に構成し、その上に貼られたピエゾフィル今等で面を補正する方法を試験する予定である。この目標を念頭に、ピエゾフィルムの特性を計測する実験を近々開始する。X線では宇宙科学研究所のX線天文衛星「あすか」、ASTRO-E計画でアルミ薄板を基盤とした軽量・大面積のX線望遠鏡を実現している。しかし、数10秒角の解像度、より短波長のX線の結像観測といったより高度な観測要求に答えるために、より高い鏡面精度を実現する必要がある。高分子材料による軽量X線望遠鏡は以前も試みられてきたが、近年の材料科学の進展を取り入れ高分子材科を基盤とした高精度レプリカ望遠鏡を実現する方法を試験する。今年度は基礎実験のための設備の整備を行った。この成果を用い基礎実験を開始する。

赤外線サブミリ波領域の天文学では、地球大気の吸収と強い赤外放射を避けるために、スペースでの観測が必要である。また高い解像度を得るために大口径望遠鏡が必要となる。このためスペースで大口径望遠鏡を構成するための基礎的な検討を行った。一度の打上げで口径100mの望遠鏡を構成するためには望遠鏡の1m2当たりの重量は100200gである必要があり、樹脂膜を宇宙で展開する方式の望遠鏡が唯一の解となる。口径50m程度の望遠鏡では1kg/m2程度の重量が許される可能性があり、この場合はハニカムパネルを展開する方式が有力である。ただし開発項目は非常に多い。口径10m程度の望遠鏡では10kg/m2が許される。この場合にはFRPの構造の上に、薄いガラスの鏡面を置く方式が有力となる。100m級の望遠鏡を構成する材料候補としての有機ピエゾ膜の基本的な特性の測定も行った。一方、より短い波長領域の観測では、高い解像度の実現には、回折限界改善のための大口径化のみでなく望遠鏡表面精度の改善が必要であり、特に極端紫外X線領域では原子サイズ程度のマイクロラフネスの改善も必要である。一方で検出感度を得るためにはある程度の大口径が必要であり、スペースでの実現化を考えれば、軽量かつ高精度、大口径の鏡面の実現が望まれる。しかも、極端紫外領域より短い波長では斜入射光学系が広い帯域を得るために必要であり、鏡面自身の高精度化に矛盾しない軽量化が強く望まれる。このような鏡面として有機材料を用いたレプリカ整形を提案した。本年度は昨年度に引き続き、鏡面の定性的、定量的評価方法の実現を図るとともに、レプリカ整形の基礎実験を行った。