hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アクティブ・ラーニング導入による教師の実践的専門性の質的変化の解明

本研究は「アクティブ・ラーニング」の導入の影響を考えるために、学習活動の実際やそれが可能になる社会環境的条件、教師に求められる実践力の検討を行うことを目的としている。今年度の成果は、以下の研究群の一部である。まずは、会話分析の近年の知見を整理し、現代的展開として6つのトピックを概観した(「会話分析の広がり」)。連鎖を開始する行為の組み立てについての研究成果、マルチモダリティ研究の成果、認識性の研究の成果などが取り上げられ、これらは学習活動を分析する際の新しい方法論的視点とみなすことができる。また、エスノメソドロジー・会話分析の授業研究の先行研究を収集・検討し、その方法論と対象の分類を行った(「教育と会話分析」)。そこでは授業の相互行為を通じて、いかに知識が組織化されたり、再編されるのかという視点で教育実践を考察できることが指摘された。さらに、会話分析の訂正・修復の知見を援用して授業の相互行為について以下の知見が示された(「一斉授業会話における修復の組織再考」)。(1)生徒の主体性がどのような学習環境のもとに発揮されているのか:教師による訂正・修復の開始によって生徒が訂正や修復を実施する機会が与えられ、よりよく理解できるものとして提供されていることが事例を通じて示された。(2)生徒同士の対話がどのような相互行為上の資源に促され展開されていくのか:教師による訂正や修復の開始が生徒の発言の主張内容が他の生徒に理解され共有されるために大きな働きをなしていること、またそれが土台となって授業が展開していくことが指摘された。(3)教師がどのような環境を整え、支援や介入をする必要があるのか:教師が訂正や修復の開始を用いて、いかに生徒同士の理解の共有や学びの深まりをもたらしているのかを観察することが可能であるということが指摘された。平成30年度は、(1)生徒の主体性がどのような学習環境のもとに発揮されているのか(2)生徒同士の対話がどのような相互行為上の資源に促され展開されていくのか(3)教師がどのような環境を整え、支援や介入をする必要があるのかについて、一定の知見を得ることができたが、代表者の育児休業等によって、元来行う予定であった、分析対象を含んだデータの抽出、整理及びデータセットの構築の作業が遅れてしまった。今後も引き続き、分析対象を含んだデータの抽出、整理及びデータセットの構築の作業と平行して各種研究会に参加しながら知見を洗練させ、特に若手研究者や現職教員らを中心として意見を仰ぎ、以下に関する成果発表を目指したい。(1)生徒の主体性がどのような学習環境のもとに発揮されているのか(2)生徒同士の対話がどのような相互行為上の資源に促され展開されていくのか(3)「アクティブ・ラーニング」が行われるにあたって、教師がどのような環境を整え、支援や介入をする必要があるのか本研究は「アクティブ・ラーニング」の導入の影響を考えるために、学習活動の実際やそれが可能になる社会環境的条件、教師に求められる実践力の検討を行うことを目的としている。具体的には(1)生徒の主体性がどのような学習環境のもとに発揮されているのか(2)生徒同士の対話がどのような相互行為上の資源に促され展開されていくのかを分析し、それらの知見を踏まえ、「アクティブ・ラーニング」が行われるにあたって、(3)教師がどのような環境を整え、支援や介入をする必要があるのかを考察する。これらの考察を通じて、今後の教師に求められる職能の質を明らかにしたいと考えている。今年度の成果は以下である。エスノメソドロジー・会話分析の成員カテゴリー化装置のアイディアを分析視点として援用しながら(9月、「立場を異にする者同士のかかわりの質的記述」)(1)生徒の主体性がどのような学習環境のもとに発揮されているのかについて:主体性が発揮される背景に「行為役割」に沿って生徒自らが協働作業を行うだけのコミュニケーション能力が必要であることを指摘した。(2)生徒同士の対話がどのような相互行為上の資源に促され展開されていくのかについて:「行為役割」の配分が対話的学びを生み出す資源となっていることを指摘した。(3)教師がどのような環境を整え、支援や介入をする必要があるのかについて:「対話的学びを」促進するにあたっては、適切な課題設定だけでなく、そこで行為役割を遂行するだけの相互行為能力が生徒にどれくらい備わっているのかを見極め、必要に応じて支援・介入する必要があることを指摘した。(9月、日本質的心理学会)(9月、「『何をどう学ぶか』をデザインするためのエスノメソドロジー研究の視点」)平成29年度は、(1)生徒の主体性がどのような学習環境のもとに発揮されているのか(2)生徒同士の対話がどのような相互行為上の資源に促され展開されていくのか(3)教師がどのような環境を整え、支援や介入をする必要があるのかについて、一定の知見を得ることができたが、代表者の育児休業等によって、元来行う予定であった、分析対象を含んだデータの抽出、整理及びデータセットの構築の作業が遅れてしまった。

まずは、会話分析の近年の知見を整理し、現代的展開として6つのトピックを概観した(「会話分析の広がり」)。連鎖を開始する行為の組み立てについての研究成果、マルチモダリティ研究の成果、認識性の研究の成果などが取り上げられ、これらは学習活動を分析する際の新しい方法論的視点とみなすことができる。また、エスノメソドロジー・会話分析の授業研究の先行研究を収集・検討し、その方法論と対象の分類を行った(「教育と会話分析」)。そこでは授業の相互行為を通じて、いかに知識が組織化されたり、再編されるのかという視点で教育実践を考察できることが指摘された。さらに、会話分析の訂正・修復の知見を援用して授業の相互行為について以下の知見が示された(「一斉授業会話における修復の組織再考」)。(1)生徒の主体性がどのような学習環境のもとに発揮されているのか:教師による訂正・修復の開始によって生徒が訂正や修復を実施する機会が与えられ、よりよく理解できるものとして提供されていることが事例を通じて示された。(2)生徒同士の対話がどのような相互行為上の資源に促され展開されていくのか:教師による訂正や修復の開始が生徒の発言の主張内容が他の生徒に理解され共有されるために大きな働きをなしていること、またそれが土台となって授業が展開していくことが指摘された。(3)教師がどのような環境を整え、支援や介入をする必要があるのか:教師が訂正や修復の開始を用いて、いかに生徒同士の理解の共有や学びの深まりをもたらしているのかを観察することが可能であるということが指摘された。平成30年度は、(1)生徒の主体性がどのような学習環境のもとに発揮されているのか(2)生徒同士の対話がどのような相互行為上の資源に促され展開されていくのか(3)教師がどのような環境を整え、支援や介入をする必要があるのかについて、一定の知見を得ることができたが、代表者の育児休業等によって、元来行う予定であった、分析対象を含んだデータの抽出、整理及びデータセットの構築の作業が遅れてしまった。今後も引き続き、分析対象を含んだデータの抽出、整理及びデータセットの構築の作業と平行して各種研究会に参加しながら知見を洗練させ、特に若手研究者や現職教員らを中心として意見を仰ぎ、以下に関する成果発表を目指したい。(1)生徒の主体性がどのような学習環境のもとに発揮されているのか(2)生徒同士の対話がどのような相互行為上の資源に促され展開されていくのか(3)「アクティブ・ラーニング」が行われるにあたって、教師がどのような環境を整え、支援や介入をする必要があるのか今後も引き続き、分析対象を含んだデータの抽出、整理及びデータセットの構築の作業と平行して各種研究会に参加しながら知見を洗練させ、特に若手研究者や現職教員らを中心として意見を仰ぎ、以下に関する成果発表を目指したい。(1)生徒の主体性がどのような学習環境のもとに発揮されているのか(2)生徒同士の対話がどのような相互行為上の資源に促され展開されていくのか(3)「アクティブ・ラーニング」が行われるにあたって、教師がどのような環境を整え、支援や介入をする必要があるのか代表者の産前産後休業や育児休業により研究の推進が遅れたため、元来行う予定であった出張や物品の購入等がなかったため。代表者の産前産後休業や育児休業により研究の推進が遅れたため、元来行う予定であった出張や物品の購入等がなかったため。
複雑ネットワーク上のダイナミクスの量子確率解析

量子確率論研究の観点と手法を導入して、ネットワーク数理の構築に貢献することを目的とした。新たにいくつかのグラフ積について、スペクトル分布を導出する一般公式を得た。2次元制限正方格子における道の数え上げに応用して、スペクトル密度関数を楕円積分で表示した。半直線上の量子ウォークの長時間極限分布をチェビシェフ多項式を用いて導出して、実験との整合性を確認した。有向パスのマンハッタン積の隣接行列・ラプラシアンの固有値を計算し、数値計算も援用して振動子系の挙動を調べた。多変数直交多項式との関連では、強正則グラフの極限分布としてガウス・ポアソン分布を2変数クラウチュク多項式を用いて導出した。巨大なグラフ、成長するグラフ、ランダム・グラフ、辺の向きや頂点加重など付加構造をもつものを複雑ネットワークと総称する。本研究では、これまでに構築してきた量子確率論による独自の視点や解析手法をもとに、複雑ネットワークのスペクトル解析を軸として、ダイナミクスのスペクトル的特徴付け、ダイナミクス統計量によるネットワークの粗構造・階層構造の推定、およびスペクトル・モデルの応用を目的とする。本年度は、量子確率論的な手法の発展を中心に研究の進展を見た。1.複雑ネットワーク上のダイナミクス有向グラフ上の結合振動子系の協同現象を数学的に扱うための文献調査を進めるとともに、グラフのスペクトル分布の具体的計算を蓄積した。特に、マンハッタン積上の結合振動子の解析に際して、隣接行列やラプラシアンの特性多項式の決定や固有値の導出を行った[学会等発表]。もう一つの話題として、量子ウォークの漸近挙動を課題に掲げているが、スパイダーネットに関する既存の成果を一般化して、局在化条件を明らかにする方向で研究を進めている。2.ダイナミクス統計量によるネットワーク構造前段階として、隣接行列やラプラシアンのスペクトルを導出するときに、有効であった量子分解法を拡張する問題に取り組んだ。既存の手法は1変数直交多項式に帰着するが、これを2変数直交多項式に拡張することが喫緊の課題となっている。2変数直交多項式が満たす漸化式に現れる係数行列の階数と2次元スペクトル分布の台との関係が明らかになってきた[論文準備中]。3.スペクトルモデルの提案本研究課題の挑戦的なゴールとして設定しているが、まだ端緒についたところである。量子ウォークの時間発展を記述するユニタリ行列は新たな手がかりになると見込まれる。本年度は、グラフの積構造に動機づけられた研究に進展があった。1.複雑ネットワーク上のダイナミクス有向グラフ上の結合振動子系の協同現象の数理について、文献調査を継続している。また、グラフのスペクトル分布の具体的計算を継続している。2.ダイナミクス統計量によるネットワーク構造ネットワークの基本構造として、グラフのメラン積をとりあげて、スペクトル分布をメラン合成積で記述する公式を導出し、2次元の制限正方格子における道の数え上げに応用した[Hun Hee Lee (ソウル大学)との共著論文として投稿中]。さらに、グラフの辞書式順序積やストロング積について、スペクトル分布を導出するための公式を導出した[論文発表済]。3.スペクトルモデルの提案スペクトルに関連するグラフの特性量やダイナミクスの統計量を用いたネットワーク構造推定のための予備的研究を継続している。特に、ランダムグラフ上の感染症モデルについて文献調査を始めた。グラフの多様な積構造をスペクトル解析からの視点からとらえて、道の個数の数え上げなど組合せ論的な課題に応用することができた。特に、2次元正方格子に関しては、分布密度に楕円積分などが現れており、新たな展開の可能性がある。本研究では、量子確率論による独自の視点や解析手法を複雑ネットワークのスペクトル解析に展開するとともに、ダイナミクスのスペクトル的特徴付け、ダイナミクス統計量によるネットワークの粗構造・階層構造の推定、およびスペクトル・モデルの応用を目的とした。本年度は、グラフの積構造に関する研究が進展し、あらたに距離行列とグラフのユークリッド埋め込み問題に成果があった。当初設定した3つの課題設定に沿って成果を記す。1.複雑ネットワーク上のダイナミクスネットワークのユークリッド空間への埋め込みに関して、距離行列のスペクトルを扱った。グラフ積などのグラフ演算と埋め込み可能性の関連を明らかにするとともに、埋め込み可能性の指標となる定数を導入して、小さなグラフ(頂点数5以下)に対して、定数の一覧表を作った[Alfi Yusrotis(バンドン工科大学)との共著論文として投稿中]。さらに、星形積に関する定数の評価を求めた[Wojciech Mlotkowski (ヴロツワフ大学)と共著論文を準備中]。2.ダイナミクス統計量によるネットワーク構造特に、ランダムウォークに関連して、新しいグラフ積に対してグラフのスペクトルと道の数え上げについて研究を進めた。前年度に引き続いて、制限格子への応用を具体例で検討した。今年度は、新たに距離行列のスペクトル解析からユークリッド距離幾何学と称される研究分野との関連に大きな可能性を見出した。

本研究を含む一連の研究は国際共同研究として遂行し、その成果の一部は2017年1月に刊行した図書に含まれる。量子確率論研究の観点と手法を導入して、ネットワーク数理の構築に貢献することを目的とした。新たにいくつかのグラフ積について、スペクトル分布を導出する一般公式を得た。2次元制限正方格子における道の数え上げに応用して、スペクトル密度関数を楕円積分で表示した。半直線上の量子ウォークの長時間極限分布をチェビシェフ多項式を用いて導出して、実験との整合性を確認した。有向パスのマンハッタン積の隣接行列・ラプラシアンの固有値を計算し、数値計算も援用して振動子系の挙動を調べた。多変数直交多項式との関連では、強正則グラフの極限分布としてガウス・ポアソン分布を2変数クラウチュク多項式を用いて導出した。ネットワーク上のダイナミクスとして取り上げた振動子系の解析をきっかけとして、マンハッタン積などの有向グラフのスペクトル解析が進展した。一方、量子ウォークに関しては、一般的な枠組みがつかみ難く、やや困難な状況がある。しかしながら、2変数直交多項式に関する具体例の計算が進み「量子分解法」の一般化につながる方向が見えてきたので、全体として、順調に進行していると判断した。これまでの成果をもとに、漸近的スペクトル分布の具体例の蓄積を継続する。グラフの積構造が反映するスぺクトル分布について、具体例とともに研究の進展を図る。特に、グラフ上のダイナミクスとの関連を明らかにする。ドイツまたはアメリカから研究者を招聘して、データベース解析や組合せ論との接点を開拓したいと考えている。量子確率論・スペクトル解析これまでの成果をもとに、具体例の蓄積を継続し、一般論への展開を図る。他分野でも議論されているネットワークスペクトルの研究の現状を把握するために、連携研究者と協力して研究会を開催する。直交多項式を巡っては、海外研究者との共同研究が端緒についたので、さらなる発展のため相互訪問などを行う。国際共同研究を目指して、招聘または渡航を計画していたが、日程調整が不調に終わったため。国際共同研究への発展を期して予定していた海外渡航を延期したため。国際共同研究の実施のために、招聘または渡航旅費として使用する。国際会議等への出席を兼ねて、海外研究機関を訪問して、国際共同研究を進展させる。
Evi1による造血幹細胞及び癌化の制御機構

白血病標的遺伝子Evi-1は難治性白血病との関連が知られており、その生理作用の解明は白血病克服のための重要な課題である。我々はこれまでにEvi-1が造血幹細胞の維持・増殖に重要な役割を果たしていることを明らかにしてきた。本年度はマウス白血病モデルを用いた解析を行い、Evi-1を欠失した骨髄細胞ではcMyc-bc12による白血病発症が遅延することを見出した。また、野生型及びEvi-1欠失を誘導した造血幹細胞の遺伝子発現プロファイルと急性骨髄性白血病症例における遺伝子発現パターンを解析することにより、造血幹細胞と白血病細胞に共通するEvi-1の標的候補遺伝子を同定した。さらに、それらの候補遺伝子をコードするゲノム領域の上流を含むコンストラクトを作製してレポーターアッセイを行い、PBX-1が造血細胞におけるEvi-1標的遺伝子の一つであることを突き止めた。また、paraaortic splanchnopleural(P-Sp)領域培養系を用いた実験を行い、初期造血発生期における造血細胞の増殖にはEvi-1の第1 zinc finger domainとacidic domainが重要であること、および、Evi-1はGata2の発現上昇とTGF-βsignalの抑制を介して初期造血発生を促進していることを見出した。これら一連の解析により、Evi-1が造血幹細胞・白血病細胞に共通する鍵因子であることを示し、さらに、Evi-1がこれらの細胞を制御する分子機構の一端を明らかにした。白血病標的遺伝子Evi1は難治性白血病との関連が知られており、その生理作用の解明は白血病克服のための重要な課題である。これまでに我々は、Evi1のexon4を欠損させたノックアウトマウス、及びexon4をloxP配列で挟んだコンディショナルノックアウトマウスを作製し、Evi1が個体での造血幹細胞の維持・増殖に重要であることを明らかにしてきた。今年度は、Evi1による個体造血制御についてさらに解析を進め、(1)Evi1を欠損した骨髄細胞はその造血再構築能を失うこと、(2)Evi1(+/-)マウスは正常に発育し、末梢血や骨髄像では明らかな異常を示さないが、造血幹細胞の数や造血再構築能は野生型と比べて低下していること、(3)Evi1(+/-)マウスやEvi1欠損を誘導したマウスでは、5FU投与後の造血幹細胞及び血小板数の回復が遅延すること、を明らかにした。また、白血病キメラ遺伝子MLL/ENL及びE2A/HLFをEvi1コンディショナルノックアウトマウスから採取した骨髄に導入し、半固形培地上で形質転換後にCreウイルスを導入してEvi-1の欠損を誘導すると、その増殖能が低下することを見出した。以上の解析結果より、Evi1は造血幹細胞の増殖能、造血再構築能を量依存的に制御すること、血小板の産生にも関与していることが判明した。さらに、Evi1が白血病細胞の増殖にも重要な役割を果たしていることを明らかにした。
災害要因の因果関係解明による社会的組織整備と学校の役割

防災の実績をあげるためには、基礎的研究成果をいかに実施に移すかという大きな問題がひかえている。行政や地域の当事者とどのようにかかわりながら研究成果が生かされていけばよいかを提案するのが主要な目的であり、(1)防災教育、(2)避難行動、(3)学校の内部環境、(4)学区内環境、(5)情報入手伝達手段を主な柱として調査研究を進め、どんな組織作りがよいかを考察した。巨額の費用を投入して環境整備を行えば、(1)(5)のような基礎的研究を行わなくても、相当な被災防止は可能であろう。しかし、現実には困難であり、実施可能な費用と努力によって実を上げることを根本条件としている。(1)では「稲むらの火」に代る教材作成を試みた。一方画像によって諸情報を入手し蓄積しながら成長する学童のために、パソコンを用いた防災教育用ソフトの開発も手がけた。非常事態発生時には、論理的考察の後行動をとることは不可能であり、無意識のうちに身につくよう心がけた。(2)は学校においては年3度程訓練が行われている例が多いが、マンネリ化も見のがせない。そのため種々のケ-スでの訓練を提言した。地域住民と合同の訓練も全地域が年1回程度行うべきである。(3)(4)は防災マニュアル改訂版にも盛り込んだが、各学校各地域独自の事情も異なり、名古屋市内18の学校をはじめ、分担者近接地の調査を実施した。また過去の被災事例の再分析を行い、見おとしている点などを点検した。災害の因果関係はいくつかを上げることが出来るが、何にも増して人口の密集度が被災の最大要素であることが再確認された。(5)に関してはいずれの地域においても、統一して情報が入手伝達されにくいことが判明し、今後早急に解決しなければならない。以上より学校に防災の専門官を配置し、地域との連絡調整、防災教育の設定、情報網の整備等々を任務とする組織の必要性を提言する。
傾理論を軸とする岩永-Gorenstein環の表現論的研究

本研究の目的は、傾理論を用いて次数付き岩永-Gorenstein環上の次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏を解析することである。主な研究成果を以下に挙げる。1. 1次元次数付き可換Gorenstein環に対し、ある仮定の下で、次数付き単純加群のsyzygyが生成する安定圏の三角部分圏に準傾対象が存在することを示した。また、その三角部分圏に傾対象が存在するための必要十分条件を与えた。2.体上の岩永-Gorenstein自明拡大代数に対し、ある仮定の下で、次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏が0次部分代数上の有限生成加群圏の導来圏の許容部分圏として実現できることを示した。本研究の目的の一つは非負次数付き岩永-Gorenstein環上の次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏における傾対象の存在性を調べることである。1.前年度までに(1)ソークル条件をみたし(2)0次部分環の大域次元が有限であるような次数付き岩永-Gorenstein有限次元多元環に対して、傾対象の構成に成功している(大阪府立大学の源泰幸氏との共同研究)。当該年度では(1)を除去した場合の傾対象の存在性および構成法を調べた。大きな進展は無かったが、(1)の条件をみたさず、環の入射次元が2である次数付き岩永-Gorenstein有限次元多元環で傾対象をもつ例を見つけた。この例の傾対象の構成では、(1)を仮定した場合と同様の構成に加えて直和因子をとる操作が必要になった。今後はこのような例の調査を続け、傾対象の構成法を検討する。2.前年度までに標準次数付き1次元超曲面に対して、punctured spectrumで局所自由な次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏における傾対象を構成している(Uppsala大学のMartin Herschend氏、名古屋大学の伊山修氏、高橋亮氏との共同研究)。この結果が、当該年度のトロント大学のRagnar-Olaf Buchweitz氏、伊山氏との共同研究によって、(1)0次部分環が体(2)a不変量が正であるような非負次数付き1次元可換Gorenstein環に対する結果に一般化された。この共同研究は中途段階であり、今後は環の可換性や(1),(2)の仮定を除去した場合に同様の結果が得られるか否か検討する。本年度は入射次元が1である非負次数付き岩永-Gorenstein環Aに対して、次の進展1, 2があった。1. Aが有限次元代数であるという仮定の下、次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏における傾対象の構成について研究を行い、次の結果を得た。Aの0次部分環の大域次元が有限であるならば、安定圏に準傾対象Uが存在することを示した。ここでUは、Aが自己入射的である場合に私が構成した傾対象Tの1st-syzygyである。さらにAのソークルがある次数に集中している時、Uは傾対象であることを示した。注意として、昨年度に入射次元が2で、Tの2nd syzygyが準傾対象にならない例が見つかっており、入射次元が高い場合に同様の構成は上手くいかないことがわかっている。2.本研究の目的は、Aの次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏と、別の環の有界導来圏との三角圏同値を構成することである。本研究は傾対象を用いたアプローチに主眼を置いていたが、本年度は別の観点から研究を実施した。Happelおよび自身の先行研究では、Aが自己入射代数の時、安定圏に自然なt構造が存在し、その心臓を用いて安定圏と別の環の有界導来圏との間に三角圏同値を構成することが可能であった。これと同様の方針による研究を行い、Aの入射次元が1の場合に次の結果を得た。(1)次数付き加群の圏には、次数から引き起こされる自然な捩れ対が存在する。(2) (1)で与えた捩れ対から安定圏のt構造が構成できる。ただし、このt構造は先行結果で示されているt構造とは異なるものであった。今後も入射次元が1である岩永-Gorenstein環に対して、研究を継続する予定である。研究計画の根幹である傾対象の構成問題が解決していない。その為のアプローチを続けたが、解決に至るまでの十分な成果が得られなかったことから、当該年度の研究達成度は低い。本年度は次の2種類の次数付き岩永-Gorenstein環について考察を行った。1.入射次元1の次数付き岩永-Gorenstein環について、昨年度構成した次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏における準傾対象Uが、傾対象であるかどうかを調べた。テストケースとして、前射影代数の傾イデアルによる剰余環を調査したところ、Uが傾対象ではない例を発見した。その例ではUを一度変異させることで、傾対象が得られることを確認した。この例から、次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏において標準的に存在する準傾対象Uを有限回変異させることで傾対象を得ることができるだろうか、という問題が提起された。この問題を調査し、引き続き入射次元1の次数付き岩永-Gorenstein環に対する傾対象の存在について考察する予定である。2.代数Aとその両側加群Cから構成される自明拡大代数をBとする。

BにはAを0次、Cを1次とする次数付き代数の構造が入る。源氏(大阪府立大学)との共同研究において、AとBのホモロジー代数的性質がどのように関連しているのかということを、代数に付随する圏の観点から研究を行い、以下の成果を得た。(1) Bが岩永-Gorenstein代数になるようなCを、その圏論的性質により特徴付けた。(2) AとBが岩永-Gorenstein代数であるとする。このとき、A上射影次元有限な次数付きCohen-Macaulay B加群の安定圏は、A上の射影加群の有界複体のなすホモトピー圏のある許容部分圏と三角圏同値である。この許容部分圏はCの導来テンソルの冪が生成する三角圏である。(2)は次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏を導来圏と比較するという本研究の目的に順ずる成果である。自明拡大によって構成される岩永-Gorenstien代数に対する研究で、一定の成果が得られた。特に我々が示した三角圏同値により、次数付きCohen-Macaylay加群の安定圏に対する新しい観点を得たことは今後の研究に有益であると考えている。傾対象の構成問題は解決しなかったが、例を調査した結果、想定していた構成により傾対象が得られず、研究の方向性を見直す必要があることがわかった。以上のことから、本年度の進歩状況は順調であると判断する。本研究は非負整数次数付き岩永-Gorenstein環上の整数次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏における傾対象の構成法およびその準同型環の性質を調べることを目的としている。これまでの研究で一般の次数付き岩永-Gorenstein環の安定圏における傾対象の存在を判定する方法や傾対象の構成法を確立するまでには至らなかったが、特別な岩永-Gorenstein環の場合に対する研究成果や安定圏の構造に関連する研究成果を得た。1.昨年度までに源氏との共同研究によって、ある仮定の下で自明拡大岩永-Gorenstein環上の次数付き局所完全Cohen-Macaulay加群の安定圏が、0次部分環上の射影加群の有界複体のなすホモトピー圏の許容部分圏と三角圏同値になることを示している。本年度は次数付き局所完全Cohen-Macaulay加群の安定圏の性質を調べ、この圏がセーレ関手をもつことなどを証明した。2017年12月にワークショップ「岩永-Gorenstein代数とその周辺」を開催し、本研究の成果を説明した。2.昨年度までにRagnar-Olaf Buchweitz氏と伊山修氏との共同研究において、0次部分環が体である非負整数次数付き1次元可換Gorenstein環に対し、次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏の重要な三角部分圏が傾対象を有する必要十分条件を、a不変量に関する条件で与えている。本年度は上記の応用や傾対象の準同型環の性質を調べ、標準次数付き1次元超曲面上の傾対象の準同型環の入射次元が2以下であることなどを証明した。これらの共同研究の成果をまとめた論文1編を準備中である。本研究の目的は、傾理論を用いて次数付き岩永-Gorenstein環上の次数付きCohen-Macaulay加群の安定圏を解析することである。主な研究成果を以下に挙げる。1. 1次元次数付き可換Gorenstein環に対し、ある仮定の下で、次数付き単純加群のsyzygyが生成する安定圏の三角部分圏に準傾対象が存在することを示した。
サツマイモの塊根形成における糖シグナルの役割とインベルターゼによる制御

糖は細胞増殖やデンプン合成のための材料やエネルギー源として利用されるだけでなく、細胞増殖やデンプン合成を進めるシグナル分子としての働きが注目されている。ソラマメでは糖が種子形成における胚の分化の方向を決定し、ショ糖に対してヘキソースの割合が高いと胚細胞は増殖する方向へ進み、ショ糖の割合が高いと胚細胞は貯蔵細胞へ分化することが報告されている。細胞壁結合型インベルターゼはショ糖を分解してヘキソースを生成する反応を触媒する酵素である。本研究ではサツマイモの塊根形成における細胞壁結合型インベルターゼの役割を明らかにするため遺伝子の発現様式を検討した。サツマイモの塊根より細胞壁結合型インベルターゼのcDMAを単離し、IbCIN1と名付けた。IbCIN1遺伝子の器官別の発現は地下部の細根、塊根及びいも根でのみ認められた。また、IbCIN1遺伝子の発現レベルは塊根形成にともなって著しく低下した。次に、in situハイブリダイゼーション法により塊根内でのIbCIN1遺伝子発現の組織、細胞分布を検討したところ、主にコルク皮層の細胞で遺伝子が発現されていた。また、細胞分裂の活発な第一次形成層と貯蔵細胞である師部柔細胞及び木部柔細胞との間でIbCIN1遺伝子の発現に大きな違いは認められなかった。さらに、塊根形成能力の優れたサツマイモ品種であるコガネセンガンと塊根形成能力の劣る中国25号についてIbCIN1遺伝子の発現レベルを比較したところ中国25号と比べてコガネセンガンで高かった。以上の結果より、IbCIN1遺伝子はコルク皮層の形成に関わっており、塊根形成能力に重要さあることが示唆された。サツマイモより2種類の細胞壁結合型インベルターゼのcDNA(IbCINとIbCIN1と名付けた)をクローニングした.サツマイモ品種コガネセンガンにおける器官別(葉身,葉柄,ほふく茎,不定根,塊根及びいも根)のIbCIN遺伝子の発現は不定根といも根のみで認められた.IbCIN1遺伝子は不定根といも根で発現レベルが高かったが,塊根においても遺伝子の発現が認められた.また,IbCIN遺伝子の発現は塊根形成にともなって消失した.IbCIN1遺伝子の発現も塊根形成にともなって発現レベルが低下したが,苗植付け後28日目塊根においても遺伝子発現が認められた.さらに,塊根生産能力の高いコガネセンガンと塊根生産能力の低い中国25号について不定根におけるIbCIN遺伝子とIbCIN1遺伝子の発現レベルを比較した.IbCIN遺伝子の発現レベルはコガネセンガンに比べて中国25号で高かったのに対して,IbCIN1遺伝子の発現レベルは中国25号に比べてコガネセンガンで高かった.また,塊根におけるIbCIN1遺伝子の発現はコルク皮層に特異的であった.次に,IbCIN遺伝子とIbCIN1遺伝子の発現制御を明らかにするため,コガネセンガンを用いて遺伝子発現に及ぼす糖とベンジルアデニンの影響を検討した.IbCIN遺伝子の発現レベルはスクロース特異的に高まったが,IbCIN1遺伝子では遺伝子発現に及ぼす糖の効果は小さかった.また,IbCINとIbCIN1のいずれの遺伝子もベンジルアデニンによって遺伝子発現が誘導された.以上の結果より,サツマイモには塊根においてコルク皮層の形成に関わる細胞壁結合型インベルターゼ遺伝子が存在し,サイトカイニンによって遺伝子発現が制御されていることが示唆された.糖は細胞増殖やデンプン合成のための材料やエネルギー源として利用されるだけでなく、細胞増殖やデンプン合成を進めるシグナル分子としての働きが注目されている。

ソラマメでは糖が種子形成における胚の分化の方向を決定し、ショ糖に対してヘキソースの割合が高いと胚細胞は増殖する方向へ進み、ショ糖の割合が高いと胚細胞は貯蔵細胞へ分化することが報告されている。細胞壁結合型インベルターゼはショ糖を分解してヘキソースを生成する反応を触媒する酵素である。本研究ではサツマイモの塊根形成における細胞壁結合型インベルターゼの役割を明らかにするため遺伝子の発現様式を検討した。サツマイモの塊根より細胞壁総合型インベルターゼのcDNAを単離し、IbCIN1と名付けた。IbCIN1遺伝子の器官別の発現は地下部の細根、塊根及びいも根でのみ認められた。また、IbCIN1遺伝子の発現レベルは塊根形成にともなって著しく低下した。次に、in situハイブリダイゼーション法により塊根内でのIbCIN1遺伝子発現の組織、細胞分布を検討したところ、主にコルク皮層の細胞で遺伝子が発現されていた。また、細胞分裂の活発な第一次形成層と貯蔵細胞である師部柔細胞及び木部柔細胞との間でIbCIN1遺伝子の発現に大きな違いは認められなかった。さらに、塊根形成能力の優れたサツマイモ品種であるコガネセンガンと塊根形成能力の劣る中国25号についてIbCIN1遺伝子の発現レベルを比較したところ中国25号と比べてコガネセンガンで高かった。以上の結果より、IbCIN1連伝子はコルク皮層の形成に関わっており、塊根形成能力に重要であることが示唆された。
家計の異質性と消費税の効果に関する理論分析：再分配とマクロ経済動学

近年の日本で議論されている消費税制の変更や家計間の経済格差の問題を現実的背景として,家計の異質性と消費税の効果の関係を現代的なマクロ経済モデルを用いて理論的に分析した.特に家計間で起こる資源の再分配効果に焦点を当て,それが集計変数の動学に対して及ぼす影響を調べた.また,その研究過程で財政問題の基礎として公的債務残高拡大の問題とそれへの対応が重要な意味を持つことが判明し,欧州型の財政規律の場合を例にとってそのテーマを理論的に研究した.近年におけるイギリスや日本における消費税率変更には駆け込み需要効果などの景気変動に対する影響があった。本研究では、現代的なマクロ経済学のフレームワークを利用して、2014年4月以降に段階を踏んで行われる消費税率変更の効果を理論的に分析する。特に資産水準や所得などによって消費税政策から受ける影響が家計間で異なることを考慮に入れ、資源配分の観点を重視し、それがマクロ経済変動に与えるインパクトについて調べる。平成25年度では、分析のための基本モデルを構築し計算アルゴリズムを確立の基礎を確立することに成功した。具体的には、まず労働生産性に関して家計間で異なるショックが発生するという仮定を導入した標準的マクロ経済モデルを構築した。そして、そのようなモデルで長期的に到達する所得・消費・資産の分布を計算するプログラムを作成し、当該分野で利用されるパラメーター値のもとでシミュレーションを行った。また、そのアルゴリズムを元にして、経済が長期的に到達する状態以前の経済変動を数値的に分析した。すなわち、長期的な状態に至るまでの移行過程において消費税率の設定が資本蓄積に与える効果を分析し、それが所得分布にどのような変化をもたらすのかを明らかにした。このような現段階までの分析で明らかになったことは、消費税率の引き上げは基本的に高所得層から低所得層への資源の移転をもたらし、段階的変化はその衝撃を和らげる効果があるということである。またこのことは、長期的状態においても移行過程においても成立する基本的な結果であることが分かった。平成25年度に続き、平成26年度も異質な家計が無数に存在するマクロ経済モデルにおける消費税の再分配効果と経済動学に与える効果について分析した。平成25年度においては家計の労働供給は非弾力的、すなわち、経済状態によらず一定の労働供給を行うという状況を想定していた。これに対し、平成26年度では、家計の労働供給が弾力的な場合の理論モデルの構築に取り組んだ。労働供給が弾力的な状況においては、生産性が異なる家計は消費と労働のバランスが異なることになるので、消費のコストの一部である消費税はそれに直接的な影響を与える。そして、労働供給に影響を与えることでマクロ経済全体の動きに影響を与える。平成26年度において構築したモデルでは、まず、経済成長が十分進んだ状態(定常状態)において消費税がどのような再分配効果を持つかを分析した。この場合においては、消費税は生産性の高い家計から生産性の低い家計への移転効果が十分大きいことが理論的に示された。より具体的には、その再分配効果の分布は生産性の分布と概ね対応していることが標準的なパラメーターセットのもとで頑健に支持された。平成26年度においてもう一つ取り組んだことは、経済成長が進んでいく過程、つまり、定常状態に向かう移行過程において定常状態に関する結論が成り立つかを調べることである。結果としては、標準的なパラメーターセットのもとで、経済成長のある段階までは労働供給の選択のあり方を原因として再分配効果が数量的に小さくなることが分かった。平成27年度では、まず、家計の異質性が存在する経済での消費税の効果に関して導入的段階となるモデル分析が完了した。具体的には、貯蓄を行わない家計が一定割合存在するシンプルな経済成長モデルにおいて、消費税率の変更が資源配分および社会厚生に与える影響を理論的に解析し、査読誌に再投稿することができた。この研究は当該研究プロジェクトの中心となる部分の研究結果をより理論的にシンプルに理解するために重要なステップとして計画に組み込まれており、達成する必要があるものであった。続いて当該年度では、前年度にそのベンチマークを築いておいた労働生産性が家計ごとにバラバラであるようなマクロ経済モデルの理論分析および数量分析が完了した。そこでは、前年度の労働供給が外生であるモデルが予測する理論的な性質が内生であるモデルにおいても保たれることが確認された。さらに、数量分析においては、消費税率の変更が所得の高い家計から所得の低い家計へもたらす資源移転の効果が、シンプルなモデルに比べて平均的に小さくなるという結果も得られた。また、消費税による税収を一括移転するだけの財政政策レジームから公債発行も同時に行う財政政策レジームへ分析対象の拡張も行った。しかしながら、今年度実行できた分析は、消費税に関する政策変更が異質な家計間に起こす資源移転を多角的に理論的・数量的に日本のデータと突き合わせて解析しているという点で目新しい研究となっている。計画当初は、公債発行を含む財政政策を行う場合の分析も今年度で完了し、論文にまとめて査読誌への投稿を行う予定であったが、公債発行のルール設定が複雑であることが進捗とともに判明し、その場合の頑健性チェックが十分に終了しなかった。また、税収を移転だけではなく公共サービスの供給や公共投資に回す場合を理論的に分析しておく必要性を指摘され、その実行も含めると、当初予定していたように平成27年度でプロジェクトを完了することが困難となった。

消費税率変更がマクロ経済動学に対して与える影響及び再分配効果を理論モデルに基づき分析した.前者については,Aiyagari型の動学一般均衡モデルを構築し,消費税率の変更が異時点間において家計の消費・貯蓄をどのように変化させるかを描いた.後者については,集計された消費等のマクロ変数のみならず,資産などの分布が時間を通じてどのように変化するかを数値解析によって分析した.近年の日本では消費税率の変更を巡る政策的意思決定が注目を集め,また,その効果の予測についても強い関心が持たれている.本研究課題は,現代的なマクロ経済動学モデルの枠組みで消費税率変更の効果を理論的に分析し,こうした現実的要請に対して一つの回答を出すことを目的としている.消費税率の変更そのものは過去に行なわれたことがあり,そのときのデータに基づく実証的アプローチによる分析はもちろん重要である.しかし,今回の消費税率変更は複数の段階を踏む可能性があり,過去の日本において行なわれなかったことであるため,モデルを利用した理論分析が必要である.また,理論モデルに基づくアプローチには,社会厚生の観点から消費税率変更がマクロ変数や個人ごとの分布に与える影響を評価できるという利点がある.この意味で,本研究課題には一定の意義があると思われる.本研究課題では,特に最終年度は,上記のような理論モデルの構築と数値解析に関してベースとなる手法を提示し,初歩的な分析結果を得ることに成功した.近年の日本で議論されている消費税制の変更や家計間の経済格差の問題を現実的背景として,家計の異質性と消費税の効果の関係を現代的なマクロ経済モデルを用いて理論的に分析した.特に家計間で起こる資源の再分配効果に焦点を当て,それが集計変数の動学に対して及ぼす影響を調べた.また,その研究過程で財政問題の基礎として公的債務残高拡大の問題とそれへの対応が重要な意味を持つことが判明し,欧州型の財政規律の場合を例にとってそのテーマを理論的に研究した.平成26年度4月の段階では消費税率が計画期間内に変更される場合の理論分析を終えることができると予想していた。申請段階では27年度にまたがる可能性も含めて計画していたので、それと比較して厳密に遅れているとは言えないが、その後に控えている財政政策ルールと消費税率変更の関係までを議論するには少しタイトなスケジュールである可能性もある。[現在までの進捗状況]に記した現況を考慮し、公債発行を含む財政政策を行う場合の分析を頑健性チェックを十分に行った上で完了させる。また、政府支出に公共サービスの供給および公共投資を含む場合も同様に分析し、これらを合わせた論文を仕上げ、査読誌への投稿を行う。マクロ経済学平成27年度は、当初の申請書に記したステップをすべて完了させることを目標に研究課題を遂行する。上で述べた通りややタイトなスケジュールになる可能性もあるが、基本となるモデルやプログラムはしっかりしたものが概ね出来上がっているため、遂行することは可能であると予想している。研究期間開始前の段階で着手していた研究と本研究課題の成果の比較を行うため、その研究を短いペーパーにまとめて発表することを計画していたが、これは平成25年度中に公刊することはできなかった。
内耳増幅の超分子メカニズム解明を目指した膜タンパク質操作・計測技術と新機能の創生

本研究課題では,内耳の感覚細胞に発現する“プレスチン(prestin)"に着目し,その構造と機能を自在に制御する技術とこれを捉える計測技術の開発に取り組むことで,音受容メカニズムの解明及びそのユニークな機能を応用した新機能(ナノバイオデバイス)の創生を目指す.この目標達成に向け,(1)「膜タンパク質発現・精製(採る)」,(2)「電気-機械変換誘導(動かす)」,(3)「分子構造可視化(見る)」,(4)「デバイス化(創る)」の4つの達成目標を設定した.本年度はまず(1)「膜タンパク質発現・精製(採る)」について,昨年度からの継続課題である目的タンパク質の発現確認に取り組んだ.チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞に高効率精製用ベクターに組み込んだprestin遺伝子をリポフェクション法により導入し,薬剤選択の後,mRNAによる発現確認によって,高発現が期待できる株の獲得を目指した.その結果,EF1αプロモーターを有するベクターを用いた細胞株を12クローン,CMVプロモーターを有するベクターを用いた細胞株を5クローン作製することに成功した.これらクローンのうち,EF1αプロモーターを有する4種類のクローンに対してSDS-PAGE/ウェスタンブロッティングによってタンパク質レベルで発現確認を実施し,そのうち一つの株が他の株よりも高発現であることが確認された.次に(2)「電気-機械変換誘導(動かす)」について,平面パッチクランプ装置を導入し,上記(1)で作製したprestin発現細胞株に対してこれを適用することで性能評価を実施した.その結果,prestin発現細胞においてのみ,細胞内圧力(膜張力)に依存した膜電流の存在が確認された.これはprestinのピエゾ特性を示す結果であり,当初の我々の予想を支持する結果となった.昨年度にプレスチンの大量発現系構築を目指した動物細胞用発現ベクターの構築を実施したが,これに計画よりも時間を要したこと,さらにその下流過程にあったSDS-PAGE/ウェスタンブロッティングによるタンパク質の発現量確認についても,計画通りに実験が進まず時間を要したことから計画全体に遅れが生じている.計画全体に遅れが生じているものの,CHO細胞への遺伝子導入及び薬剤選択による高発現株の構築は終えており,構築した17クローンのうち4クローンについては目的タンパク質の発現確認が完了している.来年度早期に発現確認を終えると同時に,当初計画で計画していた高効率精製系の確立および高密度prestin脂質膜の構築に取り組みたい.具体的には,精製・抽出においては高効率化のため,ビーズ式細胞破砕機及び超遠心機を導入し細胞膜各分の回収効率の向上を図り,またHisタグによる精製方法の至適条件について検討を進める.また,(2)「電気-機械変換誘導(動かす)」についても検討をはじめたい.Prestin構造変化の可視化を念頭に,昨年度導入した平面パッチクランプシステムを用いて,まずは市販のグラミシジン(モデルイオンチャネル)を用いた性能試験により,装置の機能評価を実施する.本研究課題では,内耳の感覚細胞に発現する“プレスチン(prestin)"に着目し,その構造と機能を自在に制御する技術とこれを捉える計測技術の開発に取り組むことで,音受容メカニズムの解明及びそのユニークな機能を応用した新機能(ナノバイオデバイス)の創生を目指す.この目標達成に向け,(1)「膜タンパク質発現・精製(採る)」,(2)「電気-機械変換誘導(動かす)」,(3)「分子構造可視化(見る)」,(4)「デバイス化(創る)」の4つの達成目標を設定した.本年度は(1)に取り組んだ.まず,大量発現用ベクター,高効率精製用ベクター,多機能ベクターの構築に取り組んだ.シークエンス解析の結果,これらのベクターの構築に成功したことを確認した.次に,これらベクターの哺乳類動物細胞(CHO細胞)への導入を試みた.この際,薬剤選択によって安定発現株のスクリーニングも実施した.mRNAの発現確認により,これら遺伝子の導入に成功したことを確認した.現在免疫染色およびウェスタンブロッティングによりに目的タンパク質の発現確認を行っている.人工脂質膜へのprestin再構成方法についても検討し,精製したprestinをジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)膜中に再構成できることを確認した.しかし,2Lの培養液中に培養した2 ×10^9個の細胞から精製できたタンパク質は約84 μgであり,今後の実験に必要な高密度prestin脂質膜を十分に確保するためには,prestinの高効率精製系の確立が必要であることが示唆された.高密度prestin脂質膜の構築には至らなかった.プレスチンの大量発現系の構築のため,はじめに動物細胞用発現ベクターの構築に取り組んだ.年度内に計画していたベクターの構築は達成したものの,当初予想していたよりもベクター構築に時間を要してしまった.本研究課題では,内耳の感覚細胞に発現する“プレスチン(prestin)"に着目し,その構造と機能を自在に制御する技術とこれを捉える計測技術の開発に取り組むことで,音受容メカニズムの解明及びそのユニークな機能を応用した新機能(ナノバイオデバイス)の創生を目指す.この目標達成に向け,(1)「膜タンパク質発現・精製(採る)」,(2)「電気-機械変換誘導(動かす)」,(3)「分子構造可視化(見る)」,(4)「デバイス化(創る)」の4つの達成目標を設定した.本年度はまず(1)「膜タンパク質発現・精製(採る)」について,昨年度からの継続課題である目的タンパク質の発現確認に取り組んだ.チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞に高効率精製用ベクターに組み込んだprestin遺伝子をリポフェクション法により導入し,薬剤選択の後,mRNAによる発現確認によって,高発現が期待できる株の獲得を目指した.

その結果,EF1αプロモーターを有するベクターを用いた細胞株を12クローン,CMVプロモーターを有するベクターを用いた細胞株を5クローン作製することに成功した.これらクローンのうち,EF1αプロモーターを有する4種類のクローンに対してSDS-PAGE/ウェスタンブロッティングによってタンパク質レベルで発現確認を実施し,そのうち一つの株が他の株よりも高発現であることが確認された.次に(2)「電気-機械変換誘導(動かす)」について,平面パッチクランプ装置を導入し,上記(1)で作製したprestin発現細胞株に対してこれを適用することで性能評価を実施した.その結果,prestin発現細胞においてのみ,細胞内圧力(膜張力)に依存した膜電流の存在が確認された.これはprestinのピエゾ特性を示す結果であり,当初の我々の予想を支持する結果となった.昨年度にプレスチンの大量発現系構築を目指した動物細胞用発現ベクターの構築を実施したが,これに計画よりも時間を要したこと,さらにその下流過程にあったSDS-PAGE/ウェスタンブロッティングによるタンパク質の発現量確認についても,計画通りに実験が進まず時間を要したことから計画全体に遅れが生じている.初年度に計画していたベクター構築に遅れが生じたものの,現在はCHO細胞への遺伝子導入及び薬剤選択による高発現株の構築を終えており,目的タンパク質の発現確認に取り組んでいる.来年度早期に発現確認を終えると同時に,当初計画で計画していた哺乳類細胞以外の発現系構築については,これらの完成を待たずに,高効率精製系の確立および高密度prestin脂質膜の構築を進めていくことで,計画全体の進捗を図り,当初計画どおり(2)「電気-機械変換誘導(動かす)」に取り組んでいく.計画全体に遅れが生じているものの,CHO細胞への遺伝子導入及び薬剤選択による高発現株の構築は終えており,構築した17クローンのうち4クローンについては目的タンパク質の発現確認が完了している.来年度早期に発現確認を終えると同時に,当初計画で計画していた高効率精製系の確立および高密度prestin脂質膜の構築に取り組みたい.具体的には,精製・抽出においては高効率化のため,ビーズ式細胞破砕機及び超遠心機を導入し細胞膜各分の回収効率の向上を図り,またHisタグによる精製方法の至適条件について検討を進める.また,(2)「電気-機械変換誘導(動かす)」についても検討をはじめたい.Prestin構造変化の可視化を念頭に,昨年度導入した平面パッチクランプシステムを用いて,まずは市販のグラミシジン(モデルイオンチャネル)を用いた性能試験により,装置の機能評価を実施する.
炭酸固定酵素Ｒｕｂｉｓｃｏとその活性化酵素の多重増強によるイネの光合成能力の強化

現在の大気条件における最大光合成速度の律速要因は炭酸固定酵素Rubiscoであることが知られている。しかしながら、Rubisco量を単独で増強しただけでは、光合成能力はほとんど向上しないことが明らかにされた。そこで、本研究では主要作物の一つであるイネを材料として、Rubiscoとともに、その活性化酵素であるRubisco activaseを同時増強することで、光合成能力の強化、および個体生育の改良を試みる。