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わが国の学カテストにおける学力構造の分析とその国際比較に関する実証的研究

わが国においては,テストの結果は重要視されるが,テスト自体の性質が検討されることはほとんどない.そこで本研究では,記述式問題について,無回答に関連する要因,共通要素の教科横断的検討,設問の問い方や解答類型と評定の関連,わが国のテストを用いた日韓比較などの研究を行った.その結果,文章の要約,具体例の記述,理由の記述,図表の読み取り,図示,言葉の当てはめ,情報の取り出しなど,教科を越えた共通要素が存在し得ること,測定しようとする要素の質や量,また,設問の問い方や解答類型などの要因が,正答率や無回答率に影響することなどが明らかにされた.わが国においては,テストの結果は重要視されるが,テスト自体の性質が検討されることはほとんどない.そこで本研究では,記述式問題について,無回答に関連する要因,共通要素の教科横断的検討,設問の問い方や解答類型と評定の関連,わが国のテストを用いた日韓比較などの研究を行った.その結果,文章の要約,具体例の記述,理由の記述,図表の読み取り,図示,言葉の当てはめ,情報の取り出しなど,教科を越えた共通要素が存在し得ること,測定しようとする要素の質や量,また,設問の問い方や解答類型などの要因が,正答率や無回答率に影響することなどが明らかにされた.わが国で開発された学力テストとして,平成18年度に実施された群馬県児童生徒学力診断テストの分析を行った.本テストは,現場の教員だけでなく,教育測定の研究者が専門的意見を述べ,それが開発に生かされたテストであり,従来型の知識だけを問うような問題ではなく,思考力・表現力を測定することを目的としている.解答類型も精緻に構成されており,児童生徒の学習のつまずきを捉え得るものである.テストの分析は,単に項目別の正答率や合計得点の分布を観察したり,平均値の比較をするのではなく,テスト理論における項目分析の手法を用いて行った.その結果,多くの項目において,学力最下位層の児童生徒において正答率が急に低くなるという傾向が確認された.また,読解力が低い児童生徒は,算数・数学等他教科の成績も低くなる傾向にあることが示された.さらに,わが国の生徒が苦手とされている記述式問題について,正答率・無回答率に基づいて設問を分類し,どのような記述問題において無回答率が高くなるのかを分析したところ,本文や資料に書かれていることの要約よりも,それらにもとづいて具体例や自分の考えを述べる設問において,無回答率が高くなり正答率が低くなること等が見出きれた.こうした傾向は,小学校よりも中学校においてより顕著になってくることも確認された.以上のことは,学力低下論争や学力の二極化問題などの議論で,経験または感覚として言われていることの一部をデータで実証的に示したものであり,その意義は大きいと考えられる.平成18年度群馬県児童生徒学力診断テスト中学校3年生テストデータについて,無回答と得点の観点から記述式問題の分類を行い,記述式問題の特徴を教科横断的に検討することを試みた.変数としては,無回答率,無回答識別指標,項目得点率,得点率識別指標の4つを用い,国語,数学,社会,理科のテストに含まれる記述式問題41問を分析対象として,設問のクラスター分析を行った.分析結果, 8つのクラスターが形成され,記述式問題で測定しようとする能力について,文章の要約,具体例の記述,理由の記述,図表の読み取り,図示,言葉の当てはめ,情報の取り出しなど,教科を越えて共有されるいくつかの共通要素が存在し得ること,測定しようとする要素の質や量の違いによって無回答率に差が生じること,設問形式や解答類型など形式的な要因も無回答率に影響することなどが考察された.無回答率と設問形式との対応を見てみると,回答負荷が小さい項目では無回答率は1割未満と低く,要約や具体例を挙げること,理由を書くことなどの設問になると12割程度の無回答率となり,複数の資料からの情報の読み取りや,その情報を簡潔に表現する設問では,無回答率は3割程度と高くなる.また,設問の意味がよく理解できず,何を書いたらよいのかよく分からない設問になると, 5割程度の生徒が無回答となる,ということが理解された.PISA調査などにおいて,記述式問題に対するわが国の生徒の無回答率が高いことが指摘されているが,PISA調査の設問はおもに西欧諸国の文化の中で構開発されたものであり,わが国の従来の教育やテストとは異質な部分があり,PISA調査の正答率や無回答率だけを見て,わが国の生徒の学力について議論するのは,わが国の教育実態を必ずしも正しく捉えたものとは言えない可能性がある.そこで,わが国の教師によって開発された読解テストを用いて,わが国と他国の生徒がどのように応答するかを比較することにより,設問の内容や問い方と,正答率,無回答との関係を検討することを試みた.具体的には,わが国と同じ東アジア文化圏に属し,2000年のPISA調査の読解力テストの成績はわが国と同程度であったが,2006年調査ではフィンランドを抜いて第1位であった韓国との比較を行った.その結果,必ずしもわが国の生徒のほうが韓国の生徒よりも記述式問題の無回答率が高いわけではないことが確認された.

しかし,わが国の生徒は,文章中の語句を用いて回答することについては,韓国の生徒と同等かそれ以上に正答できるが,具体例や意見など文章中にはないことを書く問題はやはり不得手であることが伺え,これはPISA調査の結果などとも一貫したわが国の生徒における記述式問題への一般的な回答傾向であると考えられた.一方,文脈を読み解きそれに沿って回答することについては,わが国と韓国の生徒に違いがあることが推察された.また,受験者の能力評価において,端的に言えばテスト得点に対して,解答類型や設問の問い方どいうテストの構造的性質がもたらす影響についての検討も行い,テストの構造的性質がテスト受験者の能力評価に影響を及ぼしていること,また,項目分析の結果に基づいてそれらを改訂することの有効性が明らかにされた.
超高品質単結晶金属ナノワイヤの創製および１次元ナノ材料の電子輸送機構の解明

本研究は、独創的な発想に基づき、革新的な温度制御プロセスにより、基板と金属薄膜間のストレスグレーディングの制御および金属原子の拡散速度と表面酸化膜の生成速度のマッチングを実現することによって、高品質、高密度、高アスペクト比の単結晶金属ナノワイヤの創製を実現した。さらに、独自に開発した世界をリードするマイクロ波原子間力顕微鏡を利用し、独自に考案した4探針ホール効果計測法を世界に先駆けて開発することによって、金属ナノワイヤの電気伝導率やキャリア濃度、移動度の実験的解析を実現し、新しいエネルギー準位の形成や表面の熱放出効果を考慮した金属ナノワイヤの新たな電子輸送機構の解明を実現した。(Iー1)高品質、単結晶Alナノワイヤの創製ストレスグレーディングを駆使したAlナノワイヤ生成の実現とともにナノワイヤ生成の最適条件を見出した。(Iー2)テンプレート電着法による3次元Cuナノワイヤ配列の創製ポーラスアルミナをテンプレートとして用い、電着プロセスによりシリコン基板上に3次元単結晶Cuナノワイヤ配列を作製し、各仕様なナノワイヤ配列を実現した。また、異なる寸法のポリカーボネートテンプレートを用いて、各仕様なCuナノワイヤ配列の作製を実現した。(IIー1)ストレスの勾配による原子の拡散速度に及ぼす影響の解明フィックの法則より導かれる拡散方程式を解くことにより、ナノワイヤ形成に及ぼす拡散速度の影響を解明した。また、金属薄膜の厚さや温度などの最適条件の解析を行い、熱応力勾配の変化による原子拡散に及ぼす影響を明らかにした。(IIー2)温度による材料の表面酸化膜の形成速度に対する影響の究明オージェマイクロプローブ装置を用いて金属薄膜の原子濃度分布を計測することにより、任意の温度における表面酸化膜の性状や形成速度を評価し、ナノワイヤ形成に及ぼす影響を明らかにした。(IIIー1)マイクロ波原子間力顕微鏡の最適化独自に開発したマイクロ波原子間力顕微鏡のプローブ先端のナノストラクチャーを最適化するとともに、超高感度なマイクロ波画像を構築することによって、金属ナノワイヤのマイクロ波イメージングを実現した。本研究は、独創的な発想に基づき、革新的な温度制御プロセスにより、基板と金属薄膜間のストレスグレーディングの制御および金属原子の拡散速度と表面酸化膜の生成速度のマッチングを実現することによって、高品質、高密度、高アスペクト比の単結晶金属ナノワイヤの創製の実現を目的とした。さらに、金属ナノワイヤの電気伝導率やキャリア濃度、移動度の実験的解析を実現し、新しいエネルギー準位の形成や表面の熱放出効果を考慮した金属ナノワイヤの新たな電子輸送機構の解明を目指した。本年度は以下の実績を得た。(Iー4)高品質、高密度、他元素単結晶金属ナノワイヤの創製SiO2薄膜のコーティングや酸素雰囲気での加熱などを通して、いままで作製困難なAlナノワイヤの作製や、Auなど他元素金属ナノワイヤの高密度かつ高アスペクトの創製を実現した。(IIIー3)金属ナノワイヤの電気伝導率のその場計測の実現いままで実現困難であった金属ナノワイヤの長さ方向の電気伝導率分布のその場計測を実現した。さらに、校正プロセスおよび評価モデルの最適化を行い、ナノワイヤの電気伝導率の高精度計測手法を確立した。(IVー3)元素の種類および結晶構造によるキャリア濃度、移動度に及ぼす影響の解明元素および寸法の異なる金属ナノワイヤのキャリア濃度および移動度の計測を行い、ナノワイヤの元素種類および結晶構造がキャリア濃度および移動度に及ぼす影響を実験的に解析することに成功した。(Vー2)金属ナノワイヤの電子輸送機構解明の実現異なる元素および結晶構造の金属ナノワイヤに応用し、新しいエネルギー準位の形成および表面の熱放出効果を考慮したナノワイヤの電子輸送機構を実験的かつ理論的に解析し、金属ナノワイヤの電子輸送機構の新しい理論基盤を構築した。(Iー3)Cuナノワイヤ生成位置の制御および2次元配列の創成イオンビーム加工により、Cu薄膜表面に損傷ポイントの2次元配列を導入し、指定位置でのヒロックの生長および高密度かつ高アスペクト比の単結晶Cuナノワイヤ配列の創製を実現した。(IIー3)温度による各材料の熱膨張係数に対する影響の解析ナノワイヤは熱圧縮応力を緩和するように形成されるため、熱応力はナノワイヤ形成に伴い再分配される。そのため、Cu薄膜は徐冷過程でも熱応力の影響を受け、ヒロックが形成されることが確認されている。そこで、各温度状態における熱膨張係数の変化を考慮に入れ、Cu薄膜の熱応力状態を動力学的解析により明らかにし、ヒロックやナノワイヤの最適形成条件を解析的に明らかにした。(IIIー2)金属ナノワイヤの電気伝導率の定量評価モデルの構築理想状態での反射率を利用した電気伝導率の評価モデルの校正が不可欠である。本研究では、ナノワイヤ専用の校正サンプルを新規に開発することによって、その場での校正を実現し、電気伝導率のその場定量評価モデルを構築した。(IVー1)4探針ホール効果計測法の開発本研究では、独創的な発想に基づき、独自に開発した

4探針原子間力顕微鏡プローブの最適化を行い、内側探針をナノワイヤ上に自由電子の平均自由行程より短い距離内に設置し、ローレンツ力により誘起される自由電子の移動で形成される電流を計測することによって、ナノワイヤのキャリア濃度および移動度の計測手法を開発した。(Vー1)自由電子の平均自由行程の実験的に解析開発した各計測手法を用いて、pAオーダーからmAオーダーまでの電流を変化させ、Cuナノワイヤの電気伝導率、キャリア濃度、移動度の計測を行った。さらに、各直径のCuナノワイヤに対して、電流値の大きさによる自由電子の移動速度などへの影響を調査し、ナノワイヤの電子輸送機構の実験的解析を実施した。当初予定されていた本年度の研究計画を順調に実施した上、創製した3次元Cuナノワイヤ配列を用いて、世界初の金属ナノワイヤ面ファスナーを実現した。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定されていた本年度の研究計画を順調に実施した上、世界初の常温接合可能な金属ナノワイヤ面ファスナーを実現し、その機械的特性および電気的特性を定量的に評価した。(Iー4)高品質、高密度、他元素単結晶金属ナノワイヤの創製前年度の研究成果を踏まえて、SiO2薄膜のコーティングや酸素雰囲気での加熱などを通して、いままで作製困難なAlナノワイヤの作製や、Auなど他元素金属ナノワイヤの高密度かつ高アスペクトの創製を実現する。(IIIー3)金属ナノワイヤの電気伝導率のその場計測の実現いままで実現困難であった金属ナノワイヤの長さ方向の電気伝導率分布のその場計測を実現する。さらに、校正プロセスおよび評価モデルの最適化を行い、ナノワイヤの電気伝導率の超高精度計測を実現する。(IVー2)Cuナノワイヤのキャリア濃度、移動度の実験的に解析開発した4探針ホール効果計側法の最適化を行い、作製した直径、アスペクト比の異なるCuナノワイヤのキャリア濃度、移動度の実験的解析を行う。さらに、ナノワイヤの直径によるキャリア濃度および移動度に対する影響を明らかにする。(IVー3)元素の種類および結晶構造によるキャリア濃度、移動度に及ぼす影響の解明作製した元素および寸法の異なる金属ナノワイヤのキャリア濃度および移動度の計測を行い、ナノワイヤの元素種類および結晶構造がキャリア濃度および移動度に及ぼす影響を実験的に解明する。(Vー2)金属ナノワイヤの電子輸送機構解明の実現前年度の研究成果を異なる元素および結晶構造の金属ナノワイヤに応用し、新しいエネルギー準位の形成および表面の熱放出効果を考慮したナノワイヤの電子輸送機構を実験的かつ理論的に解明し、金属ナノワイヤの電子輸送機構の新しい理論基盤を構築する。
契約解除原因に関する総合的研究

わが民法典においては、契約を解除する場合には、解除権の行使に先立って催告をすることが原則として求められている(催告解除の原則)。他方、その例外(無催告解除)も規定されており、判例・学説によっても同様の例外が認められている。しかし、両者に通底する解除要件が存すると考える。そこで、包括的な解除要件を定めるウィーン国連売買条約などの国際規模での契約法の統一規範や2002年に改正されたドイツ民法の解除要件を検討し、債権者の契約利益に対する著しい侵害が催告解除・無催告解除に共通する正当化原理であることを確認した。本研究の目的は、民法の条文および判例・通説において認められている契約解除権の要件たる解除原因を分析し、そこから各解除原因に共通する要素を析出し、契約解除法に通底する根本思想を見出すことである。このような目的を達成するため、平成20年度は、次の手順で研究を進めた。平成20年度は、本研究の初年度であるため、まず、研究対象に関する日本法およびドイツ法についての基礎的な文献を収集することを主に行った。具体的には、第1に、所属機関である大阪大学に所蔵されている文献から、契約解除原因に関する記述を含む体系書、注釈書、債務不履行や契約解除が問題となった裁判例、関連する研究書、雑誌論文、判例評釈等の資料を検索、収集した。第2に、大阪大学にて入手した文献の引用や、データベース等から、大阪大学に所蔵されていない文献をリストアップし、国内の研究機関等の所蔵状況、貸出または複写の可能性について調査を行った。第3に、国内の研究機関等において入手可能な文献については、貸出または複写の手続をとり入手した。この作業のため、平成20年10月および平成21年1月に国内出張を行った。また、新刊として入手可能な書籍(日本法、ドイツ法とも)を整備した。他方、国内の研究機関等において入手が不可能またはきわめて困難な文献のうち、ドイツ債務法に関する文献については、平成20年8月にドイツに赴き、収集を行った。以上のようにして入手した基礎的文献を精読し、わが国における契約解除法の基礎的な考え、およびドイツ法における契約解除法の淵源および2002年改正以前の法制度の概要について把握し、整理を行った。このような目的を達成するため、平成21年度は、次の手順で研究を進めた。平成21年度は、前年度に収集した文献を精査することを中心としつつも、引き続き、研究対象に関する日本法およびドイツ法についての基礎的な文献の収集および精査を行った。とりわけ、平成21年にはわが国における債権法改正の基本方針が公表されたため、これに関連する文献の収集を行った。国内の研究機関等において入手が不可能またはきわめて困難な文献のうち、ドイツ債務法に関する文献については、平成21年8月にドイツに赴き、収集を行った。このようにして入手した基礎的文献を精読し、わが国における契約解除法の基礎的な考え、およびドイツ法における法状況について把握し、整理を行った。上述のように、わが国における債権法改正の基本方針が公表され、そこにおいてわが国の解除規定に関する一定の方向性が打ち出されたため、本研究において、この方向性の妥当性、そこで提示された規定(案)の当否について検討し、一定の応接を行う必要性が生じた。すなわち、当初の研究計画は、現行規定を前提とした解釈論の提示に力点を置いたものであったが、一定の立法提案ないしその前段階の方向性が明示されたため、本研究においてもこれに応接し、一定の立法論を展開する必要が生じた。このため、当初の研究計画の力点をやや後者に移しつつ研究成果をまとめる方針を立て、これに即して文献の収集および精査を行った。平成22年度は、本研究の最終年度となる。このため、おおむね当初の研究計画に沿って、残された文献調査を進めると同時に、調査結果を論文にまとめる作業を行った。具体的には、次のとおりである。前年度までに収集した文献を精査する一方、調査結果をまとめた論文の執筆に着手した。その過程において、なお調査を要する事項が生じたため、これらについて補充的に文献を収集し、精査をした。このうち、国内の研究機関等において入手が不可能またはきわめて困難な外国法文献については、平成22年8月にドイツに赴き、収集を行った。また、本研究を進める中で、わが国における債権法改正の基本方針が公表された(平成21年10月)。その後、法制審議会において本格的な改正作業が開始された(平成21年11月以降、現在も進行中)。この改正作業は本研究と密接に関わるため、これに応接するため、関連する文献の収集を行った。

このようにして入手した文献を精査し、論文を執筆した。内容的には、わが国における解除規定の問題点を指摘したうえで、これを解消するため、外国法規範であるウィーン国連売買条約、ドイツ民法における議論の状況を起草過程にさかのぼって整理し、これを踏まえて、わが国の解釈論ないし立法論に対してどのような示唆が得られるかを整理し、今後の望ましい方向性について考察を行ったものである。さらに、現在進行中のわが国における債権法改正につき出された代表的な三つの改正提案についても検討を行った。なお、以上の研究成果たる論文は、平成23年度中に公表する予定である。
乱流による高分子溶液劣化のハイブリッドシミュレーションによる解明

本研究では,乱流による高分子鎖の切断過程を取り込んだ数値シミュレーションを実行し,希薄高分子溶液の劣化過程,及び乱流統計への影響を調べた.その結果,分散する高分子の鎖長が長いほど,乱流への影響が強く表れることがわかった.また高分子の弾性が強い時,流れ場のレイノルズ数は小さくても乱流状態が維持され,このとき運動エネルギースペクトルは特徴的なべき則を示すことが明らかになった.また切断条件を変化させて切断が生じる回数及び流れ場への影響を調べた.結果,比較的切断が生じやすい条件下において,乱流場のエネルギー散逸逓減はゆるやかに回復していき,低減率の減少が確認された.乱流の直接数値計算と非常に多数の高分子鎖モデルのブラウン動力学計算を結合したオイラー・ラグランジュハイブリッドシミュレーションコードを開発し,高分子鎖が乱流により強い張力を受けて切断される過程を取り込んだ,乱流による希薄高分子溶液劣化の大規模並列数値シミュレーションを実行する.溶液劣化の時間依存性とその統計法則を明らかにし,乱流のエネルギー散逸や抵抗低減則といったマクロな乱流統計量への劣化の影響を,メソスケールのレベルから理解する事を目的とする.2年目では,これまで開発してきたハイブリッドシミュレーションコードを発展させ,高分子鎖の切断過程を取り入れた新しい計算コードの作成を行った.ダンベルモデルからマルチビーズモデルへの高分子モデルの変更を行い,高分子の鎖長の変化が乱流の性質に及ぼす影響について,エネルギースペクトルの振る舞いやエネルギー散逸率の低減効果について詳細を調べた.その結果,鎖長の増大とともに乱流統計に及ぼす影響が非常に強く表れることが確認された.また高分子の弾性効果が大きい(ワイセンベルグ数が大きい)時,流れ場のレイノルズ数が小さくても流体運動は乱れた状態を維持することがわかった.この現象は弾性乱流として過去の実験で明らかにされており,弾性乱流の特徴的な性質してエネルギースペクトルのべき則の存在が知られている.本研究ではこの点に着目しエネルギースペクトルの振る舞いについて詳細に調べた.結果,エネルギースペクトルはワイセンベルグ数を増大させると弾性乱流と類似したべき則を示すことを発見した.これらの研究成果は国際会議・国内学会等で発表され,得られた主な成果は論文としてJ. Fluid Mech.に投稿し,最近受理、出版された.また国際会議CCP2012で発表した内容について,J. Phys.: Conf. Ser.にその成果をまとめ発表し、論文が受理された.本研究課題の目的は,乱流の直接数値計算と非常に大多数の高分子鎖(ダンベルモデル)のブラウン動力学計算を連結したオイラー・ラグランジュシミュレーションコードを開発し,高分子と乱流の相互作用の詳細,及び乱流による希薄高分子溶液の劣化過程を明らかにすることである.劣化過程は,個々の高分子鎖が乱流によって強く引き延ばされる際に,鎖の切断過程を取り込むことで実現する.特に乱流のエネルギー散逸逓減といったマクロな統計量への劣化の影響をメソスケールのレベルから理解することを目指す.最終年度では,高分子鎖の切断過程を取り入れたコードを用いて,劣化過程が乱流統計に及ぼす影響について解析した.4ビーズモデルが切断により2個の2ビーズモデルに変化する過程を導入し,切断条件を変化させて切断が生じる回数及び流れ場への影響を調べた.結果,比較的切断が生じやすい条件下において,乱流場のエネルギー散逸逓減はゆるやかに回復していき,逓減率の減少が確認された.一方で昨年度の研究において,高分子鎖の弾性的性質が強く,流れ場が十分減衰した状態では,流体の運動エネルギースペクトルはべき則を示すことを明らかにした.これは「弾性乱流」と呼ばれる高分子溶液特有の乱流現象と非常に類似していることを議論した.そこで,粒子描像に基づく高分子鎖と流れ場の相互作用によって弾性乱流を発生させる並列計算を試みた.外場により定常な渦流れを生成し,そこに高分子を分散させると,流れ場は非定常化し,乱流状態に遷移する事を見いだした.このとき運動エネルギースペクトルはべき則に近い振る舞いをすることを見いだした.本研究では,乱流による高分子鎖の切断過程を取り込んだ数値シミュレーションを実行し,希薄高分子溶液の劣化過程,及び乱流統計への影響を調べた.その結果,分散する高分子の鎖長が長いほど,乱流への影響が強く表れることがわかった.また高分子の弾性が強い時,流れ場のレイノルズ数は小さくても乱流状態が維持され,このとき運動エネルギースペクトルは特徴的なべき則を示すことが明らかになった.また切断条件を変化させて切断が生じる回数及び流れ場への影響を調べた.結果,比較的切断が生じやすい条件下において,乱流場のエネルギー散逸逓減はゆるやかに回復していき,低減率の減少が確認された.乱流の直接数値計算(以下DNS)と非常に多数の高分子鎖モデルのブラウン動力学計算(以下BDS)が連結したハイブリッドシミュレーションコードを開発し,高分子鎖が乱流により強い張力を受けて切断される過程を取り込んだ,乱流による希薄高分子溶液劣化の大規模並列数値シミュレーションを実行する.溶液劣化の時間依存性とその統計法則を明らかにし,乱流のエネルギー散逸や抵抗低減則といったマクロな乱流統計量への劣化の影響を,メソスケールのレベルから理解する事を目的とする.初年度は,これまで開発してきたハイブリッドシミュレーションコードを基盤にして,高分子鎖の切断過程を取り入れた新しい計算コードの作成を行った.まず鎖の切断過程を念頭において,高分子鎖の時間発展法について,これまでの研究で用いた手法からの改良を行った.この改良により,高分子鎖モデルがより安定に高精度に積分できるようになることが確認できた.

切断過程の解析に向けて,まず切断を伴わない場合の高分子の乱流場への影響について調べるために,乱流計算に用いる計算ノードと高分子計算に用いる計算ノードを独立させた大規模並列計算を実行した.特に高分子と乱流場の相互作用を特徴付ける統計量の振る舞いに着目した.その結果,分散させる高分子の濃度を大きくすると,乱流のエネルギー散逸率の強い逓減が生じること,エネルギースペクトルの高波数側が大きく変形することが確認できた.またワイセンベルグ数を増大させると,同様の効果が得られることが確認できた.さらに高ワイセンベルグ数の場合には,エネルギースペクトルは特徴的なべき則を示すことを見いだした.これらの研究成果は国際会議・国内学会等で発表され,得られた主な成果は論文としてまとめ,現在J. Fluid Mech.に投稿中である.昨年度からの懸案事項であった高分子モデルの数値積分法についての問題が解決し,様々なパラメータ,計算条件の下での並列計算が実行可能になり,現在いくつかの興味深い研究成果が得られつつある.乱流による高分子溶液の劣化計算は現在進行中であり,研究構想で想定した成果がまだ得られていない.これについて早急に研究を進める必要がある.初年度に切断過程を取り込んだプログラムコードを作成する予定でいたが,高分子鎖の時間発展法に新たな問題点がみつかり,その解決に時間を費やすことになった.そのため,初年度に切断過程を取り入れたプログラム開発およびそのテスト計算を実施することが出来なかった.昨年度に引き続き,ハイブリッド計算を進めていく.特に切断過程を取り込んだ計算を効率よく実施するために,計算コードの見直しを早急に行う.また結果の妥当性の検証を実験結果との比較を通して行いたい.そのためには,計算で用いるパラメータと切断条件について,議論の詳細を詰める必要がある.特に切断条件の設定が鍵となるため,いくつかの条件下で計算を行い,用いる条件の妥当性について吟味したいと考えている.また最終年度にあたる年なので,この3年の研究成果について論文にまとめ,雑誌に投稿することを考えている.初年度の研究での遅れを取り戻すために,今年度は早速切断過程を取り入れたプログラムの作成に取りかかる.この作業を7月までに終えて,8月以降に本格的に定常乱流による高分子鎖の切断と,それに伴う溶液の力学的劣化の解析に取り組む.具体的には,初年度で実施した高分子鎖の切断が生じない条件下で数値計算結果と,切断過程を導入した計算を実行し,抵抗低減率の時間変化の様子を比較する.得られた結果が実験結果と整合性があるか確認し,問題がある場合にはパラメータ設定を再度見直す.また切断高分子鎖の数密度や空間分布,ストレス場の構造などを解析し,得られた結果を十分吟味する.最終年度では、これまでより大規模な計算を実施したいと考えている。よってスーパーコンピュータの使用量について、研究費の多くを充てたいと考えている。また研究計画の最終年度にあたるので、研究成果について論文としてまとめたい。そのための論文校正費、投稿料に研究費を使用したい。前年度に引き続きスーパーコンピュータ利用料に研究経費を割り当てる.
プローブ分子を用いたゼオライト酸性度の絶対尺度の構築

ゼオライトは分子サイズの細孔が1次元から3次元的につながった結晶性のアルミノケイ酸塩で、その特異的な細孔構造とカチオン交換能により、他の物質では得られない優れた吸着特性、触媒活性・選択性を有する。ゼオライトは、特に典型的な固体酸触媒として実用的に重要で、その反応機構は基礎化学的にも興味深い。その活性点である酸点をキャラクタライズする方法としてさまざまな手法が使われてきたが、手法によって得られる結果が異なることがあり、手法間の比較をすることが望まれる。特にプローブ分子を用いて分光学的に検討する方法は、分子レベルで酸点をキャラクタライズする方法として注目される。そこで、ゼオライトの酸点の赤外分光学的なプローブ分子として従来から用いられているピリジンやアンモニアと、代表者らが近年提唱してきた窒素、および比較的最近用いられるようになった一酸化炭素などの非常に弱い塩基プローブ分子との比較を行った。また、水のプローブ分子としての特質を検討し、水はルイス酸点に優先的に吸着したのちブレンステッド酸点に吸着すること、このことを利用してルイス酸点量を半定量的に測定できることがわかったさらに、分子長の異なるアルカンを用いて、細孔径の小さなゼオライトであるフェリエライトの吸着を検討し、細孔入り口付近にある酸点の性質を入り口からの距離に応じて調べることができることが明らかになった。このように化学的性質が類似して分子の大きさの異なるプローブ分子を系統的に用いることにより、ゼオライトの酸点の位置関係を検討できることが明らかになった。プロトン交換型ゼオライトは、典型的な固体酸触媒であり、かつ分子サイズの細孔を有する特異的な構造をしていることから、反応特異性のある重要な実用触媒のひとつとなっている。その触媒特性の重要な因子である酸性質をキャラクタライズするためにさまざまな手法やプローブ分子が用いられているが、手法やプローブ分子によって異なる結果を与えることが少なくない。そこで、本研究では、研究代表者が近年行ってきた窒素や一酸化炭素などの非常に弱い塩基である小分子気体をプローブ分子として赤外分光法により検討した結果を、従来から用いられてきているアンモニアやピリジンなど比較的塩基性の強いプローブ分子を用いて昇温脱離法や赤外分光法により検討した結果とを比較することを目的とした。窒素や一酸化炭素などの塩基性が非常に弱い気体分子をプローブ分子とすることにより、ゼオライトのブレンステッド酸点やルイス酸点を識別できる。しかし、その識別感度は異なる。一酸化.炭素は・ブレンステッド酸点に対する感度は非常に高いが、強い酸点であるルイス酸点に対する感度は比較的低い。しかし、窒素は、一酸化炭素より両酸点に対する絶対的感度は低いが、ルイス酸点に対する感度が比較的高いことがわかった。したがって、窒素はブレンステッド酸点とルイス酸点をバランスよく検出することができる。アンモニアやピリジンなど塩基性が強いプローブ分子として用いると、窒素や一酸化炭素で検出できない弱い酸点も検出し、中には酸性がほとんどないサイトも検出することがあることがわかった。また、窒素は一酸化炭素より塩基性が非常に弱く、非常に強い酸点のみを検出できることがわかった。このような特性を利用して、酸点の酸強度に応じたプローブ分子の選択基準を構築することを検討している。そこで、本研究では、ゼオライトの酸点をキャラクタライズするのに適したプローブ分子を探り、その特徴を検討することを目的とした。

研究代表者は、従来から窒素や希ガスなどのように非常に弱い気体分子がゼオライトの酸点、しかも反応に有効であると考えられる非常に強い酸点をキャラクタライズするのに適していることを報告してきたが、従来から用いられてきているピリジンやアンモニアなどの塩基性の強いプローブ分子との相違は明確でなかった。また、両者の中間的なプローブとして水がある。今回は、水をプローブ分子として酸点をキャラクタライズすることを検討した。その結果、水はまず、ルイス酸点に優先的に吸着したのちブレンステッド酸点に吸着することがわかった。また、このことからルイス酸点の量を半定量的に測定できることがわかった。また、水は、吸着量が少ない領域では、ブレンステッド酸点上に水素結合で吸着することがわかった。さらに、分子長の異なるアルカンを用いて、細孔径の小さなゼオライトであるフェリエライトの吸着を検討し、細孔入り口付近にある酸点の性質を入り口からの距離に応じて調べることができることが明らかになった。このように化学的性質が類似して分子の大きさの異なるプローブ分子を系統的に用いることにより、ゼオライトの酸点の位置関係を検討できることが明らかになった。
ヒト味覚受容体発現細胞を用いた味の相乗・相殺効果の分子メカニズムの解析

食品の味はその価値を決定づける重要な因子である。近年同定された味覚受容体の機能解析により、官能評価に依らない味物質の評価が可能となり、詳細な味物質受容メカニズムも解析可能となってきた。我々は、ヒト甘味受容体を安定発現する細胞株を構築し、甘味感覚を計測しうる細胞系の構築にすでに成功した。本研究では、当該細胞株をはじめとする味覚受容体発現細胞を用いて、味の相乗・相殺のメカニズムを解析しようとする研究である。従来の官能評価によって甘味の相乗効果を有すると報告された物質を中心に、甘味受容体に対する増強作用自体によって、相乗効果を説明しうるかどうかについての検証を行った。まずヒト甘味受容体発現細胞を蛍光カルシウム指示薬にて標識し、味物質投与後の経時的な細胞応答を蛍光イメージングによって解析した。甘味物質としてはスクロースを、味物質に添加する添加物としては官能評価の知見から味覚応答に対して影響を与えうるという知見のある人工甘味料を用いた。人工甘味料はそれ自身がヒト甘味受容体を活性化しうるので、あらかじめ濃度応答関係について計測を行い、単独では応答を与えない極めて低い濃度を設定した。設定した濃度にてスクロースと混合して投与を行ったところ、低濃度の添加であるにもかかわらず、スクロースに対するヒト甘味受容体発現細胞応答を有意に増加させるものが見つけられた。応答増強効果は人工甘味料の種類によって具なっており、単なる相加効果ではなく、相乗効果を有すると判断されたものも存在した。今後は点変異を導入した受容体を用いることで、相乗効果の発生メカニズムについて検討を行っていく。
ゼータ関数から派生する関数空間の諸性質の研究

本研究の主要なテーマの一つは,数論的ゼータ関数・L関数の零点分布に関する一般リーマン予想を,適当な関数空間の諸性質に関連付けて解明することである.これに取り組むため,代表者は当初,目的とするゼータ関数・L関数をある補助的な2つのパラメータによって微小変形させたものを考察していたが,昨年度の研究によりパラメータを一つ排除して理論を単純化できる可能性が見出された.しかしながら,パラメータを一つ排除することにより,パラメータが2つの時に用いる事のできたde Branges空間という良いHilbert空間の理論が利用できない箇所がいくつも生ずるという問題点が残されていた.本年度はそういった問題点の解決に取り組み,いくつかの問題点を解決した.その結果として,一般リーマン予想の同値条件を,実軸上のL2空間に作用するコンパクトな積分作用素の1パラメータ族の性質によって記述することができた.しかもこの過程において,対数微分の実部の正値性のような従来知られていた一般リーマン予想の同値条件と,本研究との関係も明らかになり,数論的な性質と関数解析的な性質の関係性についての理解が一歩進んだ.いっぽう,上記のような積分作用素の族を経由して,数論的ゼータ関数・L関数とある消散型波動方程式のコーシー問題との関係が見出された.このような波動方程式は,物理的な理由によって,消散項が正の場合に扱われるのが殆どであったが,今回の発見によって消散項が正とは限らない場合の研究にも重要な意義があることが示された.年度の前半には想定通りに研究が進まない状況もあったが,後半には研究実績の概要に記したような結果が得られ,全体としては,次年度以降への準備としても,おおむね満足すべき進展が得られたと思う.研究実績の概要で述べたように,補助的パラメータを一つ排除する際に生ずる問題点は本年度で概ね解決されたが,技術的な細部を埋める必要がある箇所も若干残っているので,そういった細部まで込めて,一旦理論を一通り整えることを目指す.また,整数論関係の専門家のみならず,関数解析学や微分方程式の専門家との意見交換によって,得られた結果の新たな応用の発見や,理論を更に発展させることを目指す.保型L関数などの数論的ゼータ関数・L関数に対して,それらの零点分布に関する一般リーマン予想を仮定すると,de Branges空間と呼ばれる整関数の成すHilbert空間が得られる.そういったde Branges空間の構造を定めるハミルトニアンを具体的に構成するという問題は,一般リーマン予想の成否と深く関わっており,本研究における主要なテーマの一つである.代表者はこれに取り組むため,目的とするゼータ関数・L関数そのものではなく,ある補助的な2つのパラメータによって,ゼータ関数・L関数を微小変形させたものを考察してきた.すると,各微小変形に対応したde Branges空間のハミルトニアンを,ある積分作用素のFredholm行列式を用いて具体的に表示することができる.この構成法は本研究課題開始前に代表者が得たものだが,この手法では一つのゼータ関数に対して,二種の積分方程式を用意する必要があった.本年度の成果の一つとして,この手法は,より単純な唯一種類の積分方程式を用いたものに簡略化された.また,本年度のもう一つの成果として,最も単純なゼータ関数であるリーマンゼータ関数の場合に,従来の手法における補助的なパラメータを排除する方法が一つ得られた.つまり,ゼータ関数・L関数の微小変形を経由する過程を理論から排除したのだが,関連するHilbert空間がde Branges空間ではなくなってしまうというデメリットも生ずるため,それを回避するにはより研究を進める必要がある.いっぽう,補助的パラメータを排除することによって得られた等式の一つは,研究計画で述べたものとは全く別方向から,本研究とゼータ関数の値分布論との新しい関係性を示唆するものとなっており,今後の解明に興味が持たれる.年度前半には想定通りに計算が進まない状況もあったが,後半には研究実績の概要に記したような結果が次々得られ,全体としては,次年度以降への準備としても,おおむね満足すべき進展が得られたと思う.本研究の主要なテーマの一つは,数論的ゼータ関数・L関数の零点分布に関する一般リーマン予想を,適当な関数空間の諸性質に関連付けて解明することである.これに取り組むため,代表者は当初,目的とするゼータ関数・L関数をある補助的な2つのパラメータによって微小変形させたものを考察していたが,昨年度の研究によりパラメータを一つ排除して理論を単純化できる可能性が見出された.しかしながら,パラメータを一つ排除することにより,パラメータが2つの時に用いる事のできたde Branges空間という良いHilbert空間の理論が利用できない箇所がいくつも生ずるという問題点が残されていた.本年度はそういった問題点の解決に取り組み,いくつかの問題点を解決した.その結果として,一般リーマン予想の同値条件を,実軸上のL2空間に作用するコンパクトな積分作用素の1パラメータ族の性質によって記述することができた.しかもこの過程において,対数微分の実部の正値性のような従来知られていた一般リーマン予想の同値条件と,本研究との関係も明らかになり,数論的な性質と関数解析的な性質の関係性についての理解が一歩進んだ.いっぽう,上記のような積分作用素の族を経由して,数論的ゼータ関数・L関数とある消散型波動方程式のコーシー問題との関係が見出された.

このような波動方程式は,物理的な理由によって,消散項が正の場合に扱われるのが殆どであったが,今回の発見によって消散項が正とは限らない場合の研究にも重要な意義があることが示された.年度の前半には想定通りに研究が進まない状況もあったが,後半には研究実績の概要に記したような結果が得られ,全体としては,次年度以降への準備としても,おおむね満足すべき進展が得られたと思う.研究実績の概要で述べたような補助的パラメータの排除を行うと,整関数の成すHilbert空間ではないようなHilbert空間を扱う必要性が生ずる.本研究の方針でゼータ関数の零点分布を研究する際,この事がどれほどの影響を及ぼすのかを明らかにするため,今後そのようなHilbert空間について一層の考察を行う.また,新たに示唆された値分布論との関係についても研究を進める.まずこれらを最も単純なリーマンゼータ関数について行った後,より一般の数論的ゼータ関数への拡張について考察する.研究実績の概要で述べたように,補助的パラメータを一つ排除する際に生ずる問題点は本年度で概ね解決されたが,技術的な細部を埋める必要がある箇所も若干残っているので,そういった細部まで込めて,一旦理論を一通り整えることを目指す.また,整数論関係の専門家のみならず,関数解析学や微分方程式の専門家との意見交換によって,得られた結果の新たな応用の発見や,理論を更に発展させることを目指す.予定していた書籍の納入が遅れる見込みとなったため,当該書籍の購入に必要と見込まれる金額を翌年度分として請求する事とした.この分は,次年度に物品費の一部として使用する予定である.研究代表者の研究成果等に関するwebページ研究代表者の研究成果等に関するwebページ
学校における福祉学習カリキュラムの調査及び開発

本研究は教育実践や体験活動を調査することを通して、学校における福祉学習・教育カリキュラムを検討・構想することにあり、得られた知見は次のとおりである。まず、高齢社会への対応として、1990年代末の学習指導要領改訂時に福祉を課題の一つとする「総合的な学習の時間」や高校教科「福祉」が創設され、また学校における福祉学習・教育は体験活動や奉仕学習の強調によって支えられ、広がってきた経緯がある。しかし、高齢者や障害者が感じるような困難の体験(例えば、アイマスク体験や車椅子体験といった疑似的体験)はどの学校段階においても実施されてはいるものの、生徒たちによる発案でもなく、また主体的な活動になりえていない現状がある。重要なのは生徒たちが教師の支援のもと自主的に活動のテーマや計画を設定することであり、このような活動が継続的であることである。報告書ではいくつかの実践事例を検討した。次に、専門教科「福祉」の創毅は高等学校段階における福祉学習・教育に新たな局面をもたらした。福祉系高校の誕生にともなって、介護福祉専門職の養成システムのありようがこれら高校の福祉を含むカリキュラムに大きな影響を及ぼすこととなっている。2004年度から現在まで、研究代表者は京都府立南八幡高校の福祉系コースのカリキュラムアドバイザーとして高校福祉(科)教育のあり方に関与してきた。2007年の社会福祉士及び介護福祉士法の改正にともなってケアワークがいっそう強調されることによって、高校における福祉(科)教育はソーシャルワークの内容は少なくなり、出発点に企図された「中間的機能」も後退を余儀なくされ、変容してきている。1.今年度は福祉学習(教育)・ボランティア学習、総合的学習を含む体験学習等に関する文献、資料の収集につとめ、一定の分析を試みた。理念的な議論の段階から、この間の総合的な学習の時間の創設や奉仕活動・体験活動推進政策の流れを受けて、具体例やマニュアルといった実践を強く意識した啓発的な傾向を示している。しかし、その内容はしばしば障害者・高齢者理解のためとして擬似的体験を奨励するレベルに留まり、しかも学校階梯を越えて同一の体験が繰り返し紹介されるきらいがある。一方で、児童・生徒の発達段階や生活経験の状況、地域社会の資源の状況を十分に考慮した上でのカリキュラムづくりが各学校においてますます必要になっており、そのための素地やこうした認識は関係者の中で一定程度共有され始めている。2.上記の現状を踏まえながら、学校福祉学習(教育)の現在の実態を明らかにすべく、京都府内の学校を対象に「学校における福祉教育・ボランティア学習に関する調査」を行うアンケートづくりに今年度着手した。予備的調査を踏まえて、項目の精選、追加等改善をはかっているところであり、次年度中に本調査を実施したい。3.加えて、研究代表者は、今年度から京都府内において特色ある学校づくり・カリキュラムづくりを進めている府立南八幡高等学校の普通科(総合選択制)人間環境コースのスーパーアドバイザーとして、同校の福祉学習カリキュラム開発や教材開発にかかわることとなった。同校教員をはじめ関係者とともに、参与観察をさらに重ねながら高校段階の福祉学習(教育)のあり方を実践的に追究していく段階にある。1.今年度、福祉学習(教育)・ボランティア学習、総合的な学習における社会体験的学習等に関する文献、資料の収集、検討を引き続き行った。総合的な学習の時間の創設や奉仕活動・体験活動推進政策の流れを受けて具体的事例紹介やマニュアルが多数刊行されている。しかし、今年度実施した学校や社会福祉協議会の関係者の聞き取りを含む調査からうかがえるのは、実践的に障害者・高齢者理解としての擬似的体験にとどまり、しかも異なる学校階梯にもかかわらず同様の体験が繰り返し実施されている。また、当事者との交流も短期的イベント的段階から抜け出せず、さらに教師を含む学校関係者はこれら体験的活動をカリキュラム全体のなかに位置づけて展開するよりはむしろ、社会福祉協議会や施設の関係者に委ねがちである。

他方、児童・生徒の発達段階や生活体験、また地域の社会福祉施設やボランティアといった社会資源を十分に踏まえたカリキュラムづくりが各学校において一層重要であり、その素地や認識が教師や保護者・地域住民、社会福祉協議会や施設の関係者の間で共有され始めている例もある。とりわけ、カリキュラム改革を学校改革の中軸にすえて教師自らがカリキュラムづくりに主体的に担っているケースにあっては学校階梯を越えた経験交流が進められており、また社会的資源との密接な連携が形成されてきている。2.研究代表者は、昨年度から継続して、京都府内において特色ある学校づくり・カリキュラムづくりを進めている府立南八幡高等学校の普通科(総合選択制)人間環境コースのスーパーアドバイザーとして、同校の福祉学習カリキュラム開発や教材開発にかかわっている。同校の実践の参与観察を重ねながら、同校の教員や関係者とともに高校段階の福祉学習(教育)のあり方を実践的に追究するとともに、小・中・高・大という学校階梯を貫く、連携した福祉学習(教育)の可能性について探究している段階にある。1.今年度、福祉学習(教育)・ボランティア学習、総合的な学習における社会体験的学習等の議論や先進的実践事例の収集、整理するとともに、学校関係者や社会福祉関係者との意見交換等を行った。いわゆる「学力低下」批判や総合的な学習に対する不信などが広がるなかで、福祉学習を含め体験活動型の学習活動に動揺が生じている。他方で、こうした学習活動を学校カリキュラム全体の中に明確に位置づけ、展開してきた学校においては、教師集団が地域社会の資源を生かし、また保護者のみならず地域住民、社会的施設や取組みと共同した学校独自のカリキュラムづくりが行われている。すなわち、特色ある学校づくりがその中心であるカリキュラムづくりに焦点化され、学校を取り巻く地域社会の資源と支援を取り込みながら構想され実践されることが、教師のみならず、地域社会のなかで共有され始めている。このことは、福祉学習が単なる擬似的体験やイベントにおわらず、継続的で経験と認識の深まりを伴った学習活動となる可能性を有し、学校階梯を越えた福祉学習カリキュラムの構想・展開を可能とする基盤となると考える。2.研究代表者は、一昨年度から京都府立南八幡高等学校の普通科(総合選択制)人間環境コースのスーパーアドバイザーとして、同校の福祉学習(教育)カリキュラムや教材の開発にかかわり、実践の参与観察を重ねている。同校教員とともに高校段階の福祉学習(教育)の可能性を探究する中で、中学校、高校、大学のそれぞれの階梯における福祉学習(教育)の内容の精選化とともに、各段階の生徒の生き方在り方を含み、とりわけ進路選択・職業選択のあり方に焦点化して中高連携、高大連携を見通したカリキュラム構成や教材の提示といった実践的課題が明らかになった。
触媒CVD法による高移動度ポリ・シリコン膜の低温形成

液晶ディスプレイ用の薄膜トランジスタ(TFT)材料として、ガラス基板上の堆積されたポリ・シリコン膜が期待されている。このポリ・シリコン膜は、現在、600°C前後の熱処理、もしくはレーザー・スポット熱処理により作られているが、デスプレイ面積の大型化にともない、熱歪みの影響が無視できなくなるうえ、レーザー熱処理ではスルー・プットも問題となる。そのため、400°C以下の低温で、大面積にわたって高移動度ポリ・シリコン膜が堆積できる新しい薄膜堆積法の開発が強く望まれていた。一方、本報告者らは、基板近傍に置かれた加熱触媒体に原料ガスを吹き付けるだけで、プラズマも光励起も用いず、薄膜を低温堆積できる「触媒CVD法」と名付けた方法を開発してきた。本研究は、シランと水素ガスを原料とし、堆積条件の選択により、この方法を用いて400°C以下の低温で高移動度なポリ・シリコン膜が形成できることを示すことを目的としたもので、今までに、1)触媒体温度がシリコン融点以下、1300°C前後の時には堆積ガス圧を0.1Torrとし、融点以上の1700°C前後の時には0.001Torrとする、2種類の堆積条件のセットでポリ・シリコン膜が形成できること、2)そのうち、低ガス圧のセット(LP-mode)では、触媒体寿命はほとんど半永久的となり膜堆積自体も安定化すること、3)このLP-modeで作られたポリ・シリコンのホール移動度は100cm^2/vsを越えるほど高いこと、などを明らかにした。また、最近、この方法によるポリ・シリコン膜を用いたTFTが動作することも確認し、本研究の目的を達成した。
細菌内毒素刺激でリン酸化される細胞内蛋白質の精製、構造決定とそのキナーゼ特異性

強力かつ多彩な生物活性を有する細菌内毒素(Lps)の作用機序を解明する目的で、マクロファージ(Mф)をLPS刺激した際にリン酸化される蛋白(phosphoproteir・pp)について調べた。(1)刺激後、15ー30分で数種の蛋白がリン酸化された。(2)これらのPPはMф内で特長的に局在していた。即ち、PP65とPP28は細胞質分画中に、PP58、PP43、PP33とpp19は細胞膜分画中に、PP105とPP75は両者に、それぞれ局在していた(PPの後の数字は分子量)。(3)これらのPP中、最も強くリン酸化される細胞質蛋白(PP65)を単一標品にまで分離精製した。精製PP65の部分アミノ酸配列を決定したところ、最近同定されたプラスチンという新種の蛋白と相同性のあることが分った。プラスチンは、ヒト線維芽細胞が癌化する時に出現してくるリン酸化蛋白として同定されたもので、我々のPP65が細胞の分化や増殖と関連することを示唆するものである。(4)pp65をウサゾに免疫して抗体を得た。この抗体を用いて螢光抗体法にてMф内の局在を調べると、細胞質内にほぼ一様に分布していた。(5)抗PP65抗体を用いて、MфをLPS刺激した際に生成するPP65の程度を免疫沈降法により特異的に検出すると、支激後30分以内にPP65の生成量はプラトーに達し、3時間後には減弱した。LPS不応答性C3HlheJマウス由来のMФでは、PP65の生成は認められなかった。(6)抗PP65抗体を用いたWestern Blot法にて、Mфでは、PP65の生成は認められなかった。(6)抗体を用いたWetern Blot法にて、Mф以外の細胞中のpp65及びP65(非リン酸化蛋白)の存在を調べた。Mфの他、脾B細胞、脾T細胞、多核白血球中に認められたが、胸線T細胞や骨髄細胞中には認められず、細胞の分化段階に依存することが示された。C3HIHeJ細胞中にも、P65は認められたが、LPS刺激でPP65は生成しないことから、HeJ細胞の機能欠損はPP65のリン酸化に至る経路に存在することが示唆された。また、LPS刺激で誘導され、P65をリン酸化するプロティンキナーゼはCa^<2+>を必要とせず、PKCとも異なることが示唆された。(1)純系マウス(C3H/He)マクロファ-ジ(Mφ)を^<32>P正リン酸でラベル後、変の細菌内毒素(LPS)で刺激し、Mφ内に出現するリン酸化蛋白(phospho protein;PP)を定量した。

刺激後、15-30分で、数種のPPが出現し、これはモノカインの産生などのMφの最終応答に先行した。(2)これらのPPはMφ内で特長的に局在していた。即ち、PP65とPP28は細胞質分画中に、PP58,PP43,PP33とPP19は細胞膜分画中に、PP105とPP75は両者に、それぞれ局在していた(PPの後の数字は分子量を示す)。また、これらのPPは、LPS不応答性C3H/HeJマウスMφでは認められず、LPSによるMφ活性化において必須の蛋白群と考えられる。(3)これらのPP中、最も強くリン酸化される細胞質蛋白(PP65)を、ゲル濾過カラム、イオン交換HPLCカラム、ハイドロキシアパタイトHPLCカラムにて、単一標品にまで精製した。アミノ酸組成の分析では、Asx,Glx,Leu,Lysが多かった。(4)PP65のN末端は何らかの修飾をうけており、検出できなかった。そこでPP65(100μg)を酵素処理(リシルエンドペプチダ-ゼ)して得た約10個のペプチド中の2個のペプチドをアミノ酸配列を気相シ-クエンサ-にて決定した。得られた配列を既知の蛋白質の配列と比較したところ、一致するものはなく、新しい蛋白質であることがわかった。(5)PP65(100μg)をウサギに免疫して抗血清を得た。この抗体を用いて、蛍光抗体法にてMφ内の局在を調べると、細胞質内にほぼ一様に分布していた。また、本抗体を用いて、ウエスタンブロット法でPP65(非リン酸化蛋白P65を含む)を定量すると、HeJ-Mφにも正常Mφとほぼ同量の蛋白が存在していることがわかった。LPS刺激で生ずるPPが精製、構造決定されたのは初めてのことである。平成元年度の研究計画の全て、及び平成2年度の研究計画の一部がすでに達成された。細菌内毒素(LPS)は強力な免疫賦活物質であるが、作用機序の詳細は不明である。LPSでマウスマクロファ-ジ(細菌感染防禦において重要な細胞;Mφ)が刺激されると、数種のMφ内蛋白質が特異的にリン酸化されることを既に報告した。このうち最も強くリン酸化される65kDa細胞質蛋白(PP65)を単離精製し、抗PP65抗体を調製した(前年度)。これらを基に、本年度は以下の結果を得た。(1)PP65の部分アミノ酸配列を決定し、既知の蛋白質との異同をコンピュ-タ-検索により調べたところ、一致するものはなく、新蛋白質と考えられたが、その後の検討で、hinらがヒト癌化線維芽細胞から単離したプラスチンという新種の蛋白質と高い相同性のあることが分かった。(2)抗PP65抗体を用いて、Mφ内に生成したPP65を免疫沈降し、LPS刺激により生ずるPP65の程度を、他の非特異的なPPの防害なしに定量する系を確立した。この免疫沈降法により、LPS刺激後、30分以内にPP65の生成量はプラト-に達し、3時間後には減弱することが明らかになった。LPS不応答性C3H/HeJマウス由来のMφでは、PP65の生成は微弱であった。また、LPSの活性中心であるlipid AでもPP65は生じた。(3)抗PP65抗体を用いたWestern Blot法にて、Mφ以外の細胞中のPP65及びその非リン酸化蛋白(P65)の存在を調べた。Mφの他、脾B細胞、脾T細胞、多核白血球中に認められたが、胸腺T細胞や骨髄細胞中には認められなかった。興味あることに、HeJ細胞中にもP65は認められたが、LPS刺激でPP65は生成しないことから、HeJ細胞の機能欠損は、PP65のリン酸化以前に存在することが示唆された。(4)PP65の部分アミノ酸配列を基に、オリゴDNAを合成し、遺伝子クロ-ニングの技法を用いて、PP65をコ-ドする遺伝子のサブクロ-ニングを行なった。また、LPS刺激で誘導され、P65をリン酸化するプロティンキナ-ゼはCa^<2+>を必要とせず、PKCとも異なることが示唆された。