hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
眼内レンズ挿入眼における眼内レンズ周囲の細胞および組織反応に関する実験的研究

その機序は虹彩血管内皮細胞間にある細胞間接合部の離開および内皮細胞の小胞輸送によるものと考えられた。後房レンズ移植後に発症した細菌性眼内炎を報告した。術後7カ月して炎症所見が出現し、炎症が消退しないため、術後約1年して後房レンズと後嚢を摘出した。後嚢周囲には肉芽組織が形成され,肉芽組織中のマクロファ-ジの胞体内に細菌が認められた(石橋他:眼科手術3:389ー392,1990)。眼内レンズ移植後、眼内レンズ表面には多数の細胞やフィブリンなどが付着する。その発生原因として、血液液房水柵の破綻が重要と考えられるが、その機序は不明であった。今回サル眼を用い、血液房水柵の構成成分のひとつである虹彩血管における柵破綻の機序をhorseradish peroxidase(HRP)をトレ-サ-として使用して検討した。その結果、眼内レンズ移植後には虹彩血管からHRPが血管外に漏出し、虹彩血管は透過性の亢進を示していた。その機序は虹彩血管内細胞間にある細胞間接合部の離開および内皮細胞の小胞輸送によるものと考えられていた(Ishibashi etal:Jpn J Ophthalmol 35:347ー353,1991)。また眼内レンズ表面へのフィブリンの付着ならびに線溶過程に及ぼす水晶体上皮細胞の影響を検討するために、牛水晶体上皮細胞を培養し、培養液中に放出されたプラスミノ-ゲン・アクチベ-タ-(PA)とプラスミノ-ゲン・アクチベ-タ-・インヒビタ-(PAl)に関する検索を行った。培養牛水晶体上皮細胞はフィブリン溶解系の主要酵素である組織型PA(tーPA)とそのインヒビタ-である1型PAlを産生放出していた。培養溶中に放出されたtーPAによるPA活性は1型PAlにより抑制され、培養液全体としての線溶活性は認められなかった。水晶体上皮細胞ではフィリブリン溶解を促進する活性よりもむしろ抑制する活性が優位であると考えられた(福嶋他:日眼95:543ー547,1991)。眼内レンズ移植後にみられる後発白内障は、視力低下や眼内レンズの偏位などを生じ、臨床的に問題となる。サル眼に計画的嚢外摘出術および後房レンズ移植術を行い、後発白内障の形態を現在検討中である。眼内レンズ(IOL)移植後にみられる後発白内障は、視力低下やIOLの偏位などを生じ、臨床的に問題となる。後発白内障のひとつに、切開した前嚢縁に生じる輪状の白色の混濁がある。この混濁は術後早期に生じ、前嚢がIOLに接している部に強くみられる。その原因として、水晶体上皮細胞の線維性化生が考えられているが、まだ不明の点が多い。今回、サル眼にIOLを挿入し、前嚢切開縁にみられる輪状の混濁を病理組織学的に検討した。混濁部を透過型電子顕微鏡で観察すると、細胞成分と細胞外成分の増生が前嚢とIOL光学部の間にみられた。細胞は紡錘形を呈していたが、デスモゾームや基底板を有し、水晶体上皮細胞と考えられ、線維芽細胞への化生はみられなかった。また変性、壊死をきたした水晶体上皮細胞もみられた。細胞外成分として、膠原線維、細線維、基底板様物質などが認められた(日本眼科学会雑誌に投稿中)。また人眼より摘出した5つのIOLの表面を透過型電子顕微鏡を用いて検討した。摘出理由はIOLの偏位である。IOLの表面は平滑で、膜様物がみられた。2つのIOLの表面には細胞がみられ、マクロファージと巨細胞であった。しかし、異物肉芽腫は全例にみられなかった(Cells and Materials 1:301-306,1991)。
分散システムのための代数仕様記述と検証に関する研究

今年度の研究の目的は,前年度の研究で発見された安全性モデル検査手続きに厳密な定式化を与え,これをセキュリティや実時間システムの問題に適用できるよう,新たな仕様記述の仕組みを明らかにすることであった.安全性モデル検査については,隠蔽代数を用いて記述された分散システムの振舞仕様を(無限)状態遷移機械の定義とみなし,システムの状態を隠蔽ソート上の述語として表現する述語抽象の考え方を定式化するに至った.これによって,プログラム検証において扱われて来た述語変換の手法が利用できるようになり,モデル検査とプログラム検証の関係が明らかになった点が意義深いものであった.この述語変換を用いた最小不動点の繰り返し計算として安全性モデル検査を定式化し,定理証明を用いた述語間の含意証明による収束判定を用いた繰り返し手続きとして簡潔な定義を与えることができた.そして,代数仕様システムCafeOBJ上で新たに自動定理証明器PigNoseを開発し,このモデル検査手続きを利用できるようにした.ユーザーはCafeOBJによる仕様と検査したい安全性述語を定義するだけでよく,他の類似システムにあるような構文変換や時相論理式による検証条件の記述が不要であることから,無限状態システムを対象としたモデル検査器として他に類をみないものとなった.さらに移動コードの仕様を,コード実行の操作的意味と安全性検査機構をまとめた抽象機械として定義することで,どのようなコード体系であっても安全性検査が可能であるとの知見を得た.実時間システムにおいては,大域時間を示す属性と時間進行のための操作を定義し,状態変化に伴い最大遅延や最小遅延といった時間制約の属性をセットすることで,安全性が検査できることが確認できた.また本研究では,仕様記述とその検証に同一の論理体系が用いられていることから,対話的検証に対する有効性も確認することができた.今年度の研究の目的は,隠蔽代数を用いて分散システムの動的な性質と静的な構造を一括して定義することにより,システムの仕様を曖昧さなく記述し,同時に、その正しさを自動的に検証するための手法を確立することであった。まず仕様記述法に関しては,通信プロコトル,キャッシュ整合性プロトコル,相互排除アルゴリズム等の典型的な分散システムを例として取り上げ,システムの構成をデータ型を用いて抽象的に定義した上で,システムの振舞を記述することにより,直截で簡潔な形式仕様を得ることができることを示した。このことは検証の自動化を達成するためにも不可欠なことであったが,同時に,単なる形式系の定義に留まらない方法論の蓄積につながった点は,今後の応用に向けて重要な成果であった。仕様の正当性の自動検証については,隠蔽代数に基づいて記述された分散システムの振舞仕様を(無限)状態遷移機械の定義とみなし,システムの状態を隠蔽ソート上の述語として表現することで,モデル検査を不動点の繰り返し計算として自動化する方法を提案した。遷移述語間の包含関係を逐一検査していくことでモデル検査が自動化できるので,無限状態システムを有限状態システムに抽象化する必要がないという点がこの手法の大きな特徴である。本研究では本手法の有効性を確認するため,前述の述語間の包含を,等号を含む一階述語論理を対象とした導出法に基づく定理自動証明によって判定する試作システムをCafeOBJ処理系の上に作成した。結果として,前述の仕様記述例についての正当性が,数秒から数分で完全に自動検証された。このように,無限の状態やデータ型を持つ分散システム仕様の正当性をユーザの介入なしに自動的に検証することができるという点で,本研究の手法の有効性が明らかになった。今年度の研究の目的は,前年度の研究で発見された安全性モデル検査手続きに厳密な定式化を与え,これをセキュリティや実時間システムの問題に適用できるよう,新たな仕様記述の仕組みを明らかにすることであった.安全性モデル検査については,隠蔽代数を用いて記述された分散システムの振舞仕様を(無限)状態遷移機械の定義とみなし,システムの状態を隠蔽ソート上の述語として表現する述語抽象の考え方を定式化するに至った.これによって,プログラム検証において扱われて来た述語変換の手法が利用できるようになり,モデル検査とプログラム検証の関係が明らかになった点が意義深いものであった.この述語変換を用いた最小不動点の繰り返し計算として安全性モデル検査を定式化し,定理証明を用いた述語間の含意証明による収束判定を用いた繰り返し手続きとして簡潔な定義を与えることができた.そして,代数仕様システムCafeOBJ上で新たに自動定理証明器PigNoseを開発し,このモデル検査手続きを利用できるようにした.ユーザーはCafeOBJによる仕様と検査したい安全性述語を定義するだけでよく,他の類似システムにあるような構文変換や時相論理式による検証条件の記述が不要であることから,無限状態システムを対象としたモデル検査器として他に類をみないものとなった.さらに移動コードの仕様を,コード実行の操作的意味と安全性検査機構をまとめた抽象機械として定義することで,どのようなコード体系であっても安全性検査が可能であるとの知見を得た.実時間システムにおいては,大域時間を示す属性と時間進行のための操作を定義し,状態変化に伴い最大遅延や最小遅延といった時間制約の属性をセットすることで,安全性が検査できることが確認できた.また本研究では,仕様記述とその検証に同一の論理体系が用いられていることから,対話的検証に対する有効性も確認することができた.
ドメインモデルに基づくソフトウェア開発のための知識ベースの構成法

ドメイン分析・モデリングは,複雑で大規模なソフトウェア開発での生産性の向上と再利用の促進のために,同じドメインに属する対象システム自身の本来の各種の性質や,開発上の多様な知識を認識し,システム開発に有効な固有なドメインモデルを得る技術である.このモデルは,ドメインのシステムを繰り返して開発する際のひな型として使われ,開発の生産性と再利用性を向上させる.本研究では,いくつかのドメインを取り上げて,そのドメインでのシステムの開発を分析して,個々のドメインに固有な用語,概念,システムのとらえ方などを明らかにしてドメインモデルを構成し,ドメインモデルを活用しやすくするための開発知識ベースを構成する.本研究では,ドメインモデルの記述手段としてチャートを用いる.チャートは,開発対象のシステムを様々な観点から分析し記述する手段である.一般にチャートでは,システムを構成する要素とその関係が,そのシステムの用語で記述される.種類の異なるチャートでは,要素の種類や関係の種類,接続の仕方が異なる.この要素の種類や,要素間の接続関係を知識ベースに格納し,これを利用した効率的なソフトウェア開発を行う方法を研究する.同じドメインの類似システムをチャートで分析するときに,この知識ベースを使って効率的にチャートを作成できる.このチャートにより,様々なドメインのシステムを分析し,ドメインモデルを構成し,知識ベースを構成した.本報告では,(1)MCMの再利用による協調業務の効率的な分析と,(2)システムの分析の進展に伴うモデル図の再利用を特に取り上げて,ドメインモデルの構成法と開発知識ベースの構成法を述べるドメイン分析・モデリングは,複雑で大規模なソフトウェア開発での生産性の向上と再利用の促進のために,同じドメインに属する対象システム自身の本来の各種の性質や,開発上の多様な知識を認識し,システム開発に有効な固有なドメインモデルを得る技術である.このモデルは,ドメインのシステムを繰り返して開発する際のひな型として使われ,開発の生産性と再利用性を向上させる.本研究では,いくつかのドメインを取り上げて,そのドメインでのシステムの開発を分析して,個々のドメインに固有な用語,概念,システムのとらえ方などを明らかにしてドメインモデルを構成し,ドメインモデルを活用しやすくするための開発知識ベースを構成する.本研究では,ドメインモデルの記述手段としてチャートを用いる.チャートは,開発対象のシステムを様々な観点から分析し記述する手段である.一般にチャートでは,システムを構成する要素とその関係が,そのシステムの用語で記述される.種類の異なるチャートでは,要素の種類や関係の種類,接続の仕方が異なる.この要素の種類や,要素間の接続関係を知識ベースに格納し,これを利用した効率的なソフトウェア開発を行う方法を研究する.同じドメインの類似システムをチャートで分析するときに,この知識ベースを使って効率的にチャートを作成できる.このチャートにより,様々なドメインのシステムを分析し,ドメインモデルを構成し,知識ベースを構成した.本報告では,(1)MCMの再利用による協調業務の効率的な分析と,(2)システムの分析の進展に伴うモデル図の再利用を特に取り上げて,ドメインモデルの構成法と開発知識ベースの構成法を述べる1.事例研究:協調作業システム,教務情報システム,医療情報システム,帳票処理などのドメインの開発を分析して,各々のドメインモデルを見出し,個々のドメインに固有な用語,概念,記述方法,システムのとらえ方,要求獲得法,要求分析法,設計仕様化法,分析や仕様化を行おうとする対象項目,分析や仕様化の手順などを明らかにして,そのドメインモデルを支配する基本用語を獲得する研究を行った.2.ドメインモデルの構成法の研究:ドメインモデルの3つの構成要素である,ドメイン問題モデル,ドメインプロダクトモデル,ドメインプロセスモデル(開発プロセスモデル・経験知識モデル・組織モデル)毎に明確化する研究を行った.ドメインモデルは,システムの記述のための典型的なモデル(ソフトウェアの記述法)を含むと共に,システムの実装のための典型的な形態と性能設計項目(ソフトウェアの実装法)も含む.3.開発知識ベース:ドメインモデルに基づいてソフトウェアを構築するための,ドメインオントロジー,ドメイン向きのソフトウェア部品,そのドメインのソフトウェア開発のこれまで用いられてきた分析のノウハウ・設計知識などのヒューリスティクスなどを組織し統合した開発知識ベース(ソフトウェア開発向きドメインモデル/ドメインオントロジーベース)を研究した.特に,この中で,教務情報ドメインに関係するシステム構成のチャート,用語を収集して,開発知識ベースのプロトタイピングを行った.4.ソフトウェア開発環境の研究:ドメインモデルに基づいて,ソフトウェアの構築,実行,評価のために必要とされるソフトウェア開発環境(開発ナビゲーションシステムやジェネレータなど)を研究した.特に,この中で,複数のチャートによるシステム分析の進展支援するツールの構成法とそのプロトタイピングを行った.また,協調作業分析向きチャートを教務情報ドメインに適用し,チャートをこのドメインの中で再利用する手順を明らかにした.ドメイン分析・モデリングは,複雑で大規模なソフトウェア開発での生産性の向上と再利用の促進のために,同じドメインに属する対象システム自身の本来の各種の性質や,開発上の多様な知識を認識し,システム開発に有効な固有なドメインモデルを得る技術である.このモデルは,ドメインのシステムを繰り返して開発する際のひな型として使われ,開発の生産性と再利用性を向上させる.本研究では,いくつかのドメインを取り上げて,そのドメインでのシステムの開発を分析して,個々のドメインに固有な用語,概念,システムのとらえ方などを明らかにしてドメインモデルを構成し,ドメインモデルを活用しやすくするための開発知識ベースを構成する.本研究では,ドメインモデルの記述手段としてチャートを用いる.チャートは,開発対象のシステムを様々な観点から分析し記述する手段として使われる.

一般にチャートでは,システムを構成する要素とその関係が,そのシステムの用語で記述される.種類の異なるチャートでは,要素の種類や関係の種類,接続の仕方が異なる.この要素の種類や,要素間の接続関係を知識ベースに格納し,これを利用した効率的なソフトウェア開発を行う方法を研究する.同じドメインの類似システムをチャートで分析するときに,この知識ベースを使って効率的にチャートを作成できる.本報告では,(1)MCMの再利用による協調業務の効率的な分析と,(2)システムの分析の進展に伴うモデル図の再利用を特に取り上げて,ドメインモデルの構成法と開発知識ベースの構成法を述べる
ヘリウム3-ヘリウム4混合液の超流動探索

1.超微粒子の焼結体を用いた大表面積熱交換器の製作。白金および銀の超微粒子の混合体を用いた大表面積の熱交換器を製作するにあたり、混合比と焼結状態および単位体積あたりの表面積とカピッツァ抵抗値の測定を行った。その結果銀対白金の割合が1対10のものが焼結状態も良好で表面積が160m^2/c.c.のものが得られ、カピッツァ抵抗係数は純粋な銀の場合の2倍となるが表面積で約10倍の利得があるので十分な性能が期待できる。超低温でのカピッツァ抵抗測定に長期間を要したため、現在オープンスペースの少ない大表面積の熱交換器の製作を進めているところである。2.熱侵入防止用熱交換器の製作。測定セル導入部からの熱侵入を防ぐため、混合室部および第一段目の核ステージの熱交換器をそれぞれ60m^2,180m^2のものに置き換えた。3.ヒートスイッチの製作。ヒートスイッチは現在超低温生成における最も大きな障害の1つで、高性能ヒートスイッチの開発を最重要課題として取組んできた。種々検討の結果、ヒートスイッチのみを高性能のものに取替えるよりも第一段目の核ステージ毎取替えるのが性能を最大に発揮できるとの結論に至り、第一段の核ステージを新たに高純度銅で作り直すこととし、ヒートスイッチを含めた全体を一体成形のものとした。4.コールドバルブの取り付け。熱侵入防止をより完全にするためにコールドバルブを熱交換器の前段に取り付けた。超低温におけるカピッツァ抵抗の測定と第一段目の核ステージの製作が加ったため、進行が予定よりも遅れてしまったが、50μK以下の超低温開発に向けて作業を進めているところである。
高温固体面に高速衝突する液体の自発核生成と急速蒸発に関する研究

本研究は、高温液と低沸点液の直接接触に伴う蒸気爆発現象において爆発的蒸気発生のトリガとなりうる液体の過熱限界における自発核生成現象に着目し、高温石英ガラス面に低沸点液体を高速で衝突させた際の自発核生成とそれに伴う急速蒸発過程を、接触面温度の高精度測定とミクロな様相観察を同時に行いつつ明らかにすることを目的として行った。実験では、石英ガラス面上の微小白金薄膜ヒータを試料液エタノール中で瞬時に高発熱させて自発核生成を起こさせ、急速成長する一個の合体気泡がキャビテーション崩壊する際に薄膜伝熱面に高速で衝突する現象を利用して、固液衝突後の核生成の様相を詳細に観察した。平成16年度は接触時の固体表面温度を調節するために接触時においてもヒータを適度に発熱させ続ける方法で行い、平成17年度は接触の直前に加熱を停止し発熱源の影響を排除した方法で実験を行った。また表面温度の時間変化から流体に伝達された熱流束を算出し、急速熱移動と自発核生成の関係も調べた。両年度における結果をまとめると以下の通りとなる。1.合体泡消滅時の伝熱面温度が均質核生成温度付近となる場合に、自発核生成によるとみられる微細気泡が一斉に発生する。2.合体泡消滅時の伝熱面温度が均質核生成温度より低くなるにつれて微細気泡の発生数は僅かになる。反対に合体泡消滅時の温度が均質核生成温度より高くなると、消滅後も蒸気膜で覆われる部分が増え、伝熱面温度が均質核生成温度より約70100度以上高い場合、合体泡消滅後も崩壊しない蒸気膜に伝熱面は覆われ続けるようになる。3.合体泡消滅時の固体面の冷却速度(表面温度降下速度)と表面熱流束は、消滅時の伝熱面温度が均質核生成温度より50度程度高いとき最大となる。蒸気膜が覆っているように観察される高温域でも伝熱面温度を顕著に降下させるほどの固液接触と固体面上での蒸発が生じている可能性がある。本研究では、高温液と低沸点液の直接接触に伴う蒸気爆発現象の爆発的蒸気発生のトリガとなりうる液体の過熱限界における自発核生成現象に着目し、高温石英ガラス面に低沸点液体を高速で衝突させた際の自発核生成とそれに伴う急速蒸発過程を、接触面温度の高精度測定とミクロ様相観察を同時に行いつつ明らかにすることを目的とする。平成16年度は、研究代表者がこれまで自発核生成現象を調べるため用いてきた高速加熱沸騰実験体系を利用し、固液接触後の自発核生成現象を調べた。有効発熱面積0.1mm×0.4mmの微小白金薄膜ヒータを液中で高パルス発熱させると、自発核生成後、加熱面は合体泡で覆われて乾燥状態となり、この合体泡が消滅する際に固液の再接触が起こる。合体泡が形成した直後に加熱パルスを適度な大きさに下げ、その下げ幅を調節することで、固液再接触時の加熱面温度を液体(エタノール)の過熱限界温度付近で変化させ、接触時の様相を顕微鏡観察した。その結果、合体泡消滅時の固体表面温度が過熱限界温度付近のとき、自発核生成によるとみられる微細気泡の再発生を認めた。微細気泡の発生個数は過熱限界温度付近で最大となった。

合体泡消滅時の固体面温度が高くなるにつれて消滅後も蒸気膜で覆われる部分が増え、過熱限界温度より約100度高くなると加熱面全面が蒸気膜で覆われたままの状態となった。一方、固液接触時の固体面の冷却速度(表面温度降下速度)は過熱限界温度より約50度高いとき最大となった。本研究は、高温液と低沸点液の直接接触に伴う蒸気爆発現象において爆発的蒸気発生のトリガとなりうる液体の過熱限界における自発核生成現象に着目し、高温石英ガラス面に低沸点液体を高速で衝突させた際の自発核生成とそれに伴う急速蒸発過程を、接触面温度の高精度測定とミクロな様相観察を同時に行いつつ明らかにすることを目的として行った。昨年度(平成16年度)に引き続き、石英ガラス面上の微小白金薄膜ヒータを、試料液エタノール中で瞬時に高発熱させて自発核生成を起こさせ、急速成長する一個の合体気泡がキャビテーション崩壊する際に薄膜伝熱面に高速(約20m/s)で衝突する現象を利用して、固液衝突後の核生成の様相を詳細に観察した。昨年度は、接触時の固体表面温度を調節するために、接触時においてもヒータを適度に発熱させ続ける方法で行ったが、接触面に発熱源があることが接触後の現象に影響する可能性があることから、本年度は、接触の直前に加熱を停止し、発熱源の影響を排除した方法で実験を行った。また表面温度の時間変化から流体に伝達された熱流束を算出し、急速熱移動と自発核生成の関係も調べた。その結果、以下の結論を得た。そしてこれらの結果は昨年度の結果と基本的に相違しないことを確認した。1.合体泡消滅時の伝熱面温度が均質核生成温度付近となる場合に、自発核生成によるとみられる微細気泡が一斉に発生する。2.合体泡消滅時の固体温度が均質核生成温度より低くなるにつれて微細気泡の発生数は僅かとなる。反対に合体泡消滅時の温度が均質核生成温度より高くなると、消滅後も蒸気膜で覆われる部分が増え、伝熱面温度が均質核生成温度より約70度以上高い場合、合体泡消滅後も崩壊しない蒸気膜に伝熱面は覆われ続けるようになる。3.合体泡消滅時の固体面の冷却速度(表面温度降下速度)と表面熱流束は、消滅時の伝熱面温度が均質核生成温度より約50度高いとき最大となる。蒸気膜が覆っているように観察される高温域でも伝熱面温度を顕著に降下させるほどの固液接触と固体面上での蒸発が生じている可能性がある。
日本における食品人体間のトリチウム移行

本研究の目的は、環境から人体への^3Hの移行を解明することにある。^3Hは核融合炉の燃料として使われる核種であり、その安全性の研究は将来に渡って重要な課題と思われる。国際核融合実験炉であるITERにおいても^3Hが大量に使用されることが予定されており、このような大規模^3H使用施設においては一部の^3Hが環境中に漏洩することが予想されることから、環境中での^3Hの挙動、および環境から人体への移行過程の解明が急がれている。^3Hの移行を研究するためには、まず、^3Hの地域的分布と時間的分布を明らかにする必要があり、この点も含み、本研究では以下の様な成果が上げることができた。1.^3Hの分布を明らかにするために全国20カ所から採取した血液試料を分析したところ^3H濃度に緯度の効果が認められた。2.1979-1991年のもみ米を入手し、過去約12年間の経時変化を明らかにした。3.秋田県内で採取され、冷凍保存されていた1969-1980年の血液試料、および食事試料を入手し、分析を進めた。4.過去に報告されている有機結合型^3Hへの見かけの濃縮を説明するために簡単な環境モデルを作製していたが、この環境モデルと人体内代謝モデルを結合した。この際、人体内代謝モデルの正当化のために用いられている環境人体データの取り扱いに関する問題点を浮き彫りにした。1969年より数年おきに秋田県内で採取された食事試料を入手した。また、全国20ケ所よりの全血試料および秋田市において1972年より毎年採取された血清試料を入手した。血液、血清試料は感染の危険があるため、日本原子力研究所高崎研においてγ線照射による滅菌処理を行なった。滅菌した試料についてTの分析を進めている。また、全国より集めた血液試料には凝固防止のためのTCP液が含まれているため、血液バッグ製造3社の協力を仰ぎ、ブランク試料として各社よりTCP液の提供を受けた。まず、この全国血液試料についての分析が完了している。その結果、自由水T、有機型Tとも1Bq/L前後の値であったが、有機型Tの地域分布にははっきりとした緯度効果が認められた。即ち、緯度が上がるにつれて有機型T度も上昇した。異常な値を示した横浜以外の19試料についての平均値とSDは自由水^3H(FWT)が1.4±0.4BqL^<-1>であり、OBTは1.0±0.4BqL-燃焼水^<-1>であった。OBT/FWTの比放射能比の平均値は0.80±0.28であり、1以下となった。OBT濃度と緯度の相関係数は0.826であり、p<0.01で統計学的に有意である。Momoshimaらは1986-87年に日本各地より採取した雨水についての分析を行ない、緯度効果を認めている彼らによれば緯度に対する^3H濃度の傾きは約0.077BqL^<-1>degree^<-1>であるが、今回のOBT濃度については0.10BqL^<-1>degree^<-1>と同様の値であった。FWTに緯度効果が認められなかった原因は不明である。人体中のFWTの生物学的半減期は10日前後とされており、最近、摂取した水分中の^3H濃度によって左右される割合が高いが、長い生物学的半減期を持つOBTの場合は長期間の摂取の平均値ともいえる値となることが考えられる。この意味では、長期の^3H暴露の指標として、OBTはFWTに比較して良い指標となると思われた。1969年から2-5年おきに採取された食事の凍結試料と過去20年間に渡って経年的に採取された血清試料の分析に着手した。血清試料について凍結乾燥処理を終了し、自由水^3Hの測定を行っている。食品試料は凍結乾燥処理を急いでいるが、1試料の重量が大きいため、完了していない。

データは揃っていないが、フォールアウト^3Hの環境から人体への簡単な移行モデルを作り、現在、提唱されている人体内代謝モデルを適用を試みた。代謝モデルのパラメーターの妥当性確認のため、フォールアウト^3Hのデータが用いられる場合がある。この際、人体中の^3Hがその時点の食品中^3Hと平衡であると仮定されるのが一般的である。しかし、平均滞留時間が長いコンパートメントを持つモデルではその時点の食品と直ちに平衡になると考えることには無理があり、実は環境移行モデルが必要である。簡単な移行モデルを作って、平衡仮定の場合と比較したところ、大きな差が認められるモデルもあり、移行モデルの確立の重要性が確認された。昨年度に引き続いて、冷凍保存されていた1969-1980年の血液試料、および食事試料の分析を進めた。自由水^3Hについてはほぼ、分析を完了した。その結果、これまで、まったく知られていなかったこの年代についてのデータが得られた。食事試料中自由水^3H濃度については、これまでも簡単なモデルを構築して1950年代からの変遷を予測していたが、その結果より概ね高い実測値が得られている。今回のデータを基にモデルのパラメーターを修正した。この修正により、降水中の^3H濃度から食事中の^3H濃度の推定値の正確度を上げることができた。注目されるのは有機結合型^3H濃度であるが、これまでのところ分析は余り進展していない。予備的な結果によれば外国で測定されているような有機結合型^3Hへの大きな見かけの濃縮は見られない。今後とも、分析を継続し、有機結合型^3Hの環境人体移行モデルを構築していきたい。
磁気浮上内部導体コイルを有する小型トーラス装置による高βプラズマ閉じ込め研究

本研究では,より先進的な磁気浮上超伝導コイルを有する小型トーラス装置を試作し,高βプラズマ閉じ込め研究を行うことを目的としたものである。ここでは磁気浮上コイルを用いた長時間・大加熱のプラズマ実験および装置運転の簡易性の観点から,超伝導特性の温度許容範囲が広く,磁気浮上コイルとしての熱容量が大きい高温超伝導線材Bi-2223を選択した。なおプラズマ実験装置に高温超伝導コイルを用いた例は未だ無い。またさらには高温超伝導コイルを磁気浮上させた例もほとんど無い。本研究は、核融合プラズマ実験装置に世界ではじめて高温超伝導コイルを導入した例であり、さらには高温超伝導コイルの磁気浮上という点でも意義が深い。従って本研究では,小型装置FB-RTによるコイル試作と磁気浮上制御実験、高温超伝導線材を用いた永久電流スイッチの試作と永久電流モードの試験、及び真空容器内での着脱式のトランスファーチューブや電流導入端子などの関連するR&D研究からスタートし、当初の目的である高温超伝導コイルを有する内部導体装置Mini-RTを完成させた。磁気浮上実験としては、Mini-RT装置において、1時間以上にわたり10μ程度の制度で安定に磁気浮上させることに成功した。Mini-RT装置は磁場強度として0.1T程度であるので、2.45GHzの高周波を使って電子サイクロトロン共鳴によるプラズマ生成・加熱を行った。プラズマ密度としては、(5-7)×10^<16>m^<-3>程度でありカットオフ密度近くの高密度プラズマの生成に成功した。プラズマ密度は、内部導体コイル近傍でピークを持つ分布を示している。電子温度は10-20eV、イオン温度は1eV程度である。本研究では、プラズマの2流体効果による新しいプラズマ緩和配位の追究とそれによる高ベータプラズマの探究を目指して、磁気浮上超伝導内部導体コイルを有するトーラス装置(Mini-RTと呼称)を設計・建設している。高密度・高温プラズマを生成・制御し高ベータプラズマ研究を行うためには、Mini-RT装置の磁気浮上内部導体コイルとしては、コイル半径R=15cm、コイル電流I=50kAT程度必要である。ここではこの磁気浮上内部導体コイルを、高温超伝導線材を用いて製作することとした。従って、従来の低温超伝導線材と比較し、20K程度までの冷却で十分であり、GM冷凍機による簡易冷却が可能である、熱容量が大きいのでクエンチ対策が不要である、等の利点が挙げられる。次にコイル電流の励磁方式として、着脱式の電流導入端子による直接通電方式を採用した。従ってコイル電流を励磁した後は、電源から切り離されるので、浮上コイル内に永久電流スイッチを設置する必要がある。ここでは高抵抗の高温超伝導線材を採用し、その特性試験を行った。このような設計方針およびR&Dに基づき詳細設計を進め、磁気浮上用超伝導コイルを製作した。磁気浮上コイルは数十ミクロンの精度で制御されなければならない。Mini-RT装置では引上げコイル方式を採用しており、その制御特性を磁気浮上試験装置(FB-RTと呼称)を製作し調べた。まずは永久磁石の浮上実験では10ミクロンの精度でフィードバック制御することに成功した。次に小型の高温超伝導コイル(半径R=4cm、コイル電流I=2.6kAT)を試作し、磁気浮上実験に成功すると共に、所期の目的通りの良好な制御特性が得られ、Mini-RT装置での制御の見通しを得た。本研究では、電子とイオンの二流体効果による新しいプラズマ緩和配位の追究と、それによる超高ベータプラズマ閉じ込めを目指しており、その目的のために磁気浮上内部導体コイルを有するトーラス装置(Mini-RTと呼称)を設計・建設中である。磁気浮上内部導体コイルは、直径30cm、コイル全電流50kAT、コイル重量20kgで設計されている。

コイル線材としては、高温超伝導線材であるBi-2223を採用しており、これは核融合プラズマ実験装置に高温超伝導線材が用いられる世界最初の例である。磁気浮上内部導体コイルの励磁方式として、直接通電方式と、誘導方式による励磁がある。従来の低温超伝導コイルを用いた磁気浮上内部導体コイルでは誘導方式が一般的であるが、高温超伝導コイルであるために励磁・消磁に長い時間を要する、および励磁コイルやその電源が大規模になる、等の点を鑑み、本装置では着脱式の電極を用いた直接通電方式を採用した。従って、励磁後に永久電流運転へ移行させるための永久電流スイッチが必要となる。ここではMn添加のBi-2223線材を用いて、永久電流スイッチとしての機能を満たしうるか試験をし、所期の目的が得られる事を確認した。本年度はコイル本体の製作を完了し、永久電流スィッチと結合させることにより、実機コイル導体システムを完成させ、通電試験を行った。その結果、所期の目的である50kATのコイル電流通電に成功した。またコイル電流の減衰時間に関しても、数時間程度の時定数が得られる見通しが立った。プラズマの二流体緩和を実現させる方法として、プラズマ中に径電場を発生させる必要がある。ここでは以下の三種類の方法を検討している。1)磁場ヌル点であるセパラトリックスを介しての電子の注入(この方式はProto-RT装置で実証済みである。)2)ECH加熱で生成される高エネルギー電子の軌道損失を利用(これはトカマクのHモード誘起の物理的理由として取上げられている。)3)電極挿入による直接的な径電場誘起(CCTトカマクでは、この方法でHモードを誘起している。)高速プラズマ流下でのプラズマ緩和に基づく超高ベータプラズマ閉じ込めの可能性を探究すべく、磁気浮上内部導体装置Mini-RTを建設した。Mini-RT装置は、直径1mの大口径真空容器内に高温超伝導コイルを磁気浮上させ、ダイポール磁場によりトーラスプラズマを生成・閉じ込める装置である。ここではBi-2223線材を用いて、これに永久電流スイッチを内臓させたコイルを製作した。コイル冷却は着脱式のトランスファーチューブを用いた低温ガスヘリウム冷却であり、20Kまでの冷却に成功した。コイル冷却には約15時間を要し、約15時間で冷却可能であることが確認された。コイル電流の励磁には、比較的高抵抗のBi-2223線材を用いた永久電流スイッチを内臓させることにより、着脱式の電流リードからの直接励磁方式を用いた。コイル電流としては約30kATまでの永久電流を流すことに成功した。このコイル電流により約1kGの磁場が発生できるので、2.45GHzの電子サイクロトロン加熱によりプラズマの生成実験を行った。数百Wレベルの加熱パワーで、プラズマ密度10^9-10^<10>cm^<-3>であることが確認された。本研究の所期の目的である、高温超伝導コイルを用いた内部導体装置を製作し、真空容器内での冷却・励磁試験が実施できるまでになり、プラズマ着火に成功した。なお核融合プラズマ実験装置に高温超伝導コイルを直接適用したのは、Mini-RT装置が世界初である。
脅威が創出する多様性：ロシアとベトナムに見る進化爆発

前年度の石灰岩地の陸産貝類の調査及び研究に加えて、淡水性貝類の調査を行った。特に、ヒラマキガイ類とタニシ類の調査を行い、中国南部からベトナム、さらにそれより以西の地域にかけて、著しい多様化が生じていることが示された。分子遺伝学的な解析と系統解析の結果から、これらベトナムを中心とした淡水貝類の起源は、東アジアとは異なる起源をもっており、本地域で放散したものと考えられた。前年度に引き続き、ベトナム北部の石灰岩地帯での陸貝調査を行った。その結果、ヤマタニシ類やベッコウマイマイのグループで著しい多様性が認められたほか、捕食者回避と関係すると思われる特異な行動が見出された。これらはネジレガイなどの捕食者との共進化的な多様化の結果であると考えられた。実験の結果、特に一部の種は足部を活発に動かすことによって、捕食者の攻撃を回避していた。これらの事例は、捕食者による攻撃が殻の多様性だけでなく、殻の消失や活動性など幅広い形質の多様性をもたらすことを示しており、本地域のモノアラガイやベッコウマイマイの殻の消失と調和的である。。極東ロシアにおいて陸産貝類と淡水貝類の調査を行い、分子系統解析によって他の地域のグループとの比較を行った。その結果、極東ロシアのキバサナギガイ類から八丈島のハチジョウキバサナギが由来していることが示されるなど、大陸から島嶼部への長距離分散が生じており、それが東北アジア地域の本グループの多様化に寄与したと考えられた。淡水貝類ではヒラマキガイ類が本地域で放散したのち、繰り返し日本列島への侵入が起きたことが示された。ミズシタダミ類は本地域が多様性の世界的な中心地になっていると考えられ、特にバイカルで顕著な多様化が生じていた。さらに二枚貝類にも対象を広げて、本地域における多様化のプロセスを究明している。ベトナムおよびロシアの調査によって、陸産および淡水貝類相の実体を明らかにしようという研究計画は、ほぼ計画通り達成できており、北部の石灰岩地帯やメコン流域でこれらに著しく高い多様性を見出すことができ、またその由来を分子系統解析によって推定することができた点などは、想定通りの成果である。この多様性が捕食者によるという仮説は、今のところ厳密な検証には至っていないが、それを示す状況証拠はそろいつつある。前年政治的な状況から調査を行うことができなかった極東ロシアにて、本年度は広範な野外調査を行うことができたため、その陸産、淡水生貝類の状況把握と系統推定が進展した。その結果、本地域が多様化の中心であることが示されるなど、予想通りの成果が得られている。また日本の資料との比較と分子系統推定から、本地域を起源として日本の淡水貝類相の多くが形成されていることが示された点は、想定していなかった成果であり、本研究の大きな成果の一つである。特に極東ロシアから日本列島の本土を飛び越えて、太平洋の海洋島に長距離分散が生じていることが示された点は、従来の生物地理学的な想定を超えた発見であり、重要な副産物としての成果が得られたと考える。捕食者の多様化に対する効果についても、予想を支持する新しい成果が得られている。陸産貝類では、捕食者への適応により逆に殻が失われる方向への進化が駆動される可能性が示されたことは新しい発見である。またタニシなどの淡水貝類では、魚類の捕食の効果が新たに示唆された。ただし、捕食者の効果を実験的に検出することは、本年度は現地の状況のためにまだ十分に行うことができておらず、今後の課題である。このようにまだ不十分な点はあるものの、想定していなかった新しい結果も得られており、全体として順調に進んでいると結論できる。ベトナムにおいては、これまで成果を得てきた進化史の研究をさらに進め、陸産、淡水貝類で、これらの地域の多様化パターンを解明し、他の地域との比較研究を進める。本年度はRAD-seqやMig-seqのゲノムワイドな遺伝子解析の技術を駆使した集団解析や系統解析を行って成果を得ることができたため、今後残りの資料について、この解析を進めることで、より詳細な多様化が起きた時期の推定や、そのダイナミクスの推定などを行っていく。捕食者と陸産および淡水産貝類の進化的関係について、室内実験を中心に研究を進める。現地での実験が予想より困難で障害が大きいことからから、日本国内で代理となる材料を用いて、実験を行うことを検討している。これまでに行った形態解析で、どのような形質がこの比較に重要かは推定できているため、国内での類似の材料を使った実験で十分可能であると考えている。特に極東ロシア地域については、さらに野外調査と試料収集を進めて陸貝および淡水貝類の多様性の実体把握と系統推定に努める。本年度の研究により、日本の貝類群集との強い関係が示され、さらに長距離分散が起きていたことが示されたことから、日本の資料との比較も進めていく。これによって、日本の生物相の起源が、本地域で起きた貝類の顕著な放散、遺伝的多様化と密接に関係していることが示されると期待できる。これは事前には期待していなかった重要な成果になると考えている。以上の研究によって得られた成果は、順次論文として公表し、評価を仰ぐ予定である。ベトナム北部の石灰岩地帯での陸貝調査を行った。

その結果、イトカケマイマイ類で特に著しい多様性を見出すとともに、とくに多様性の高い地点で、その捕食者と考えられるネジレガイ類に高い多様性を見出した。これらは共進化的な多様化をもたらしている可能性が示唆された。これらの試料について分子系統解析をすすめている。また調査の過程でこれらのユニークな陸貝群集が、ベトナム北部から中国南部にかけて分布していることがわかり、今後中国における調査もあわせて必要である可能性が示唆された。捕食実験の結果、捕食者に対する陸貝の行動は大きく2通りあり、一方は殻にこもるのに対し、他方は殻や軟体部を活発に動かすことで、攻撃を回避した。後者は殻が薄質で小さく、また外唇が薄くなる傾向が認められた。ベトナムでは前者の例としてラッパガイ類やナンバンマイマイ類が認められる一方、ベッコウマイマイ類では後者のタイプが認められ、特に一部の種は足部を活発に動かすことによって、捕食者の攻撃を回避していた。これらの事例は、捕食者による攻撃が殻の多様性だけでなく、殻の消失や活動性など幅広い形質の多様性をもたらすことを示している。共同研究者の採集によるロシアの試料から、キバサナギガイ類の分子系統推定を行い、極東ロシアから日本にかけての種群は、北米と近い関係にあることを見出した。このグループでは高い多様性の存在がこれまで見落とされていたと考えられる。ベトナムにおいて、陸貝の調査の過程で淡水、潮間帯貝類においても同様な高い種多様性の存在が認められた。特にタニシ類、ヒラマキガイ類、クボガイ類の多様性に注目し、その系統推定を進めている。その多様性の由来について、陸貝と同様のプロセスが想定できるか解析を進めている。ベトナムの調査によってまずその貝類相の実体を明らかにしようという研究計画は、ほぼ計画通り達成できており、北部の石灰岩地帯でイトカケマイマイ類で特に著しい多様性を見出した点など、想定通りの成果である。この多様性が捕食者によるという仮説は特に多様性の高い地点でその捕食者であるネジレガイ類に高い多様性が見出されたことから、ほぼ想定した状況で研究は進展している。一方、ロシアについては政治的な状況もあり、野外調査を行うことができなかったが、ロシアの共同研究者の試料を用いて一定の成果をあげることができた。国内の陸貝を用いた捕食実験の結果から、捕食者に対する陸貝の行動の多様性を見出した点、またそれが陸貝の表現形質の多様性に関わっている可能性を強く示す結果が得られた点は、予想通りの成果である。またその結果を強く支持する形質をもつ種がベトナムから見出されたことも重要な成果である。なおベトナムの調査の過程で、同じ特性を持つ陸貝群集が中国南部に分布していることが推定された。同様な背景を持つ群集の存在は、仮説を検証するうえで重要であり、今後は比較のため一定レベルの中国の調査も必要と考えられる。またベトナムにおいて、陸貝の調査の過程で淡水貝類、潮間帯貝類においても同様な高い種多様性の存在が認められた。これは特にタニシ類、ヒラマキガイ類、クボガイ類などの巻貝で顕著であった。分類群を越えた多様性の存在は、共通のプロセスで説明されるのか、あるいは独立に別の要因で説明されるのかを考えるのに重要である。従って、陸貝に加えて淡水貝類や潮間帯貝類でも同様の調査と解析が必要であると考えられる。本年はまずその多様性の実態把握につとめ、その多様性の由来について、陸貝と同様のプロセスが想定できるか解析を進めている。前年度の石灰岩地の陸産貝類の調査及び研究に加えて、淡水性貝類の調査を行った。
多様かつ堅牢な細胞形質を支える非ゲノム情報複製機構

総括班は、領域全体の総括、研究の進捗状況の確認・評価のみならず、研究推進上の諸問題を解決したり、班員間の調整を行うことを目的とする。また一般社会向けの公開シンポジウムや、アウトリーチ活動を支援するとともに、成果の取りまとめや国際活動等の領域全体の企画・運営も行う。さらに、次世代を担う非ゲノム情報研究者の育成を図り、領域全体の研究支援のために先端技術基盤を確立することも重要な役割である。
アイヌ文化を取り入れた系統的カリキュラムと地域教材の開発～大量消費社会への挑戦～

3年間の研究のまとめに当たって、2年間のそれぞれ研究代表者、研究分担者、研究協力者の実績についてもちより、以下の観点から相互評価を行った。1系統的カリキュラムの策定2国外の調査研究について、特に社会科学部門(コミュニケーション不足地域教材化)3国内の調査研究について、特に自然科学部門の地域教材化担当4先住民の文化・生活様式の比較検討にかかわる調査担当5アイヌ民族に対する調査のコーディネート6附属釧路小学校を中心としたカリキュラムの策定と施行授業。3年目の研究計画のカリキュラム策定や施行授業に当たって、以下の点を確認した。1.先住民の生活文化を学ぶことを「過去の遺産」の継承とみなすだけでなく、現代大量消費社会に対するオルタナティブととらえ、子ども達が先住民族の文化様式の追体験活動をする中で、子どもに多くの学びが保障されること。2.教材カリキュラムの開発に当たって、先住民の参画を推進すること。3.実施地域の先住民の協力のもとに、疑似体験ではない、本物の追体験活動をする中で、あるべき次代の価値観を構想する主体の育成を目指す原理へ発展させること。4.先住民にとっては、生活文化の維持・継承とともに、現代の生活様式を前提とした伝統文化の新たな発見への結びつきを意識すること。以上の4点に立って、附属釧路小学校での施行授業を2回行うことができた。釧路市の教科書の副教材としての検討を始める時期であり、あらかじめ提示された原案について、記載個所を丁寧に検討するメール会議及び、合同での会議を重ねて、記載事項の誤りや記載内容の訂正提案を行い、副教材としての先住民族の文化や知恵を掲載することにより、「豊かな人間性」「自ら学び考える力」などの基盤となり、子どもたちの現代的課題(コミュニケーション不足や社会性の欠如)を解決するきっかけとなりうるような意図を入れた協働作業を行うことができた。研究分担者の職場の異動、および、異動先での重職担当。研究協力者の同居する母親の2018年12月における死亡。研究協力者の父親の2017年12月の死亡、および母親の2019年1月の死亡。上記3点の事由により、3年目の研究が滞っております。延長1年間申請をし、認可をされたので、引き続き研究を進めていくこととする。平成28年度は、アイヌ民族を中心に生活文化を、衣・食・住に分類し、そこに現れる自然観・世界観の分析を行い教材化の方向性を検討した。系統的なカリキュラム化の方向性にかかわって、北海道標津アイヌ協会、白糠アイヌ文化保存会、阿寒アイヌ文化保存会、北海道アイヌ協会への聞き取りと協力依頼を行った。具体的な地域は、白糠・白老・平取・阿寒・札幌地域とし、関係者からの聞き取りと文献資料収集を行い、小学校・中学校・児童生徒を対象とした、休日や放課後学習の実態や計画についての課題についての討議を行った。また、台湾のウーライ地区を訪問し、タイヤール族の教育事情視察を行った。1.アイヌ民族の生活文化の教材化と系統的カリキュラムの指針の作成それぞれの文化・様式にかかわって、それを裏付ける自然に対する見方、世界観に注目しながらの分析・分類を行った。文献や書籍による調査、現物や行われている行事や様式などに触れることで、当事者の行動と考え方を聞き取り、文化や生活様式の背後にある自然観・世界観に関して討議を行った。先住民族の自然との共存と持続的な社会の発展に寄与する哲学を洗い出し、わが国における教育カリキュラムへの適用について考察した。2.アイヌ民族との比較調査を行う先住民族文化の調査および予備調査白糠地域の情報提供により、台湾のタイヤール族の教育についての情報を入手し、本年度第一回目の現地調査を行い、台湾政府の取り組みやタイヤール族の幼稚園・小学校での教育事情視察を行った。アメリカのアサバスカン・インディアンについては、参与観察を行ってきた近藤氏の研究成果を整理し、本調査することの有効性を検証した。カリキュラム化については、Effie Kokrine Charter Schoolが前述のように先行事例としてふさわしいと結論付け、同校に対する文献を中心とした文献の検討を行った。アイヌ民族を中心に生活文化を、衣・食・住に分類し、それらの自然観・世界観の分析を行い教材化の方向性を明らかにするために、アイヌ民族の資料収集と比較すべき先住民族及び教育に関する予備調査を各地の北海道標津アイヌ協会、白糠アイヌ文化保存会、阿寒アイヌ文化保存会、北海道アイヌ協会の協力のもとに行うことができた。また、本調査へ向けてアメリカのアサバスカン・インディアンについては、参与観察を行ってきた近藤氏の研究成果を整理し、本調査することの有効性を検証した。カリキュラム化については、Effie Kokrine Charter Schoolの有効性を検証することができた。さらに、台湾のタイヤール族の教育事情について現地視察を行うことができ、系統的カリキュラム作成に関わる先進事例の指針の一つとしての確認および、文献収集や聞き取りを行うことができた。平成29年度は、カリキュラム研究の対象校であるエフィコクリン中高等学校と研究協力を得られているアメリカ合衆国・アラスカ大学フェアバンクス校とエフィコクリン中高等学校、ビーバー小学校、およびカナダ・ブリティッシュコロンビア大学を8月に訪問し資料収集を行った。更に帰国後は、教材開発に向けて討議を重ねていった。エフィコクリン中高等学校、ビーバー小学校では、現代に生きる先住民の協力のもとに、疑似体験ではない、本物の追体験をする中で、子どもにとっては多くの学びが保証されるカリキュラムの哲学にもとづいた、実践が行われていることを確認することができた。

使用される教材は、先住民の文化や知恵が系統的に配置され、先住民の生活文化を通した体験活動は「豊かな人間性」「自ら考える力」などの基盤となり、子どもの確実な成長の糧となりうることが確認できた。ビーバー小学校では、同行したアイヌの若手リーダーによる試行授業を行わせていただき、現代の大量消費社会がもたらした弊害について理解し、真の豊かさに関わる「自然と共存する」より良い生活(オルタナティブ)を創り出していこうとする内容を盛り込んだ、アイヌの生活文化に関わる取り組みを行った。帰国後は、数回の研究会を重ね、海外での専攻事例・研究に範をとりながら、また、千歳小学校をはじめとする我が国の取り組みを中心に我が国のアイヌ生活文化を生かす系統的カリキュラムを作成していった。次年度の日本の先住民族であるアイヌ民族を中心とした系統的カリキュラムを提示することへ向けて、北海道教育大学附属小学校、白糠小学校、白糠中学校、山花小中学校での試行授業のための打ち合わせをはじめ、標津、阿寒、白糠地区のアイヌ民族の参画を含めた検討会を行った。平成29年度の目標である、前年度の予備調査を受けて、比較対象とする民族の資料収集と分析を行い、各教材開発を進め、それらを系統的に配置したカリキュラムの試案を作成することが行われたからである。3年間の研究のまとめに当たって、2年間のそれぞれ研究代表者、研究分担者、研究協力者の実績についてもちより、以下の観点から相互評価を行った。1系統的カリキュラムの策定2国外の調査研究について、特に社会科学部門(コミュニケーション不足地域教材化)3国内の調査研究について、特に自然科学部門の地域教材化担当4先住民の文化・生活様式の比較検討にかかわる調査担当5アイヌ民族に対する調査のコーディネート6附属釧路小学校を中心としたカリキュラムの策定と施行授業。3年目の研究計画のカリキュラム策定や施行授業に当たって、以下の点を確認した。1.先住民の生活文化を学ぶことを「過去の遺産」の継承とみなすだけでなく、現代大量消費社会に対するオルタナティブととらえ、子ども達が先住民族の文化様式の追体験活動をする中で、子どもに多くの学びが保障されること。2.教材カリキュラムの開発に当たって、先住民の参画を推進すること。3.実施地域の先住民の協力のもとに、疑似体験ではない、本物の追体験活動をする中で、あるべき次代の価値観を構想する主体の育成を目指す原理へ発展させること。4.先住民にとっては、生活文化の維持・継承とともに、現代の生活様式を前提とした伝統文化の新たな発見への結びつきを意識すること。以上の4点に立って、附属釧路小学校での施行授業を2回行うことができた。
初期発生におけるクロマチン制御のリアルタイム解析

近年注目を集める細胞核内の3次元ゲノム構造は、哺乳類初期発生においても、細胞調節の重要なファクターと考えられる。ところが、その実験的解析方法は限られており、未だ十分な理解が進んでいない。そこで本プロジェクトでは、近接ゲノム領域に跳び易い性質(ローカルホッピング特性)を持つDNAトランスポゾンを活用し、従来法とは異なる原理に基づいた3次元ゲノム構造解析法を新規に開発した。具体的には、マウスES細胞の任意のゲノム領域にトランスポゾンをノックインして起点を作り、トランスポゾンの転移を誘導した後、ゲノム中への再挿入箇所を次世代シークエンサーで網羅的に同定する。平成23年度は、前年度に最適化したプロトコールに基づき、マウスES細胞の系で、特徴の異なる数カ所の遺伝子座に対して解析を行った。その結果、いわゆる発生関連遺伝子座にトランスポゾンの起点を置いた場合、起点から約2-3Mb以内の近傍の著明な集積に加え、塩基数にして約30-40Mb以上離れたゲノム領域に、トランスポゾンの「ホットスポット」が出現することが分かった。これらの多くは進化的に保存された非コード領域であり、起点のゲノム領域との間に3次元的な近接が示唆される。一方、多能性関連遺伝子座に起点を置い左場合には、近傍ゲノム領域への集積は見られるものの、上記のような遠隔領域のホットスポットは認めなかった。従来知られているシスエレメントは塩基数にして最大でも約1Mbのゲノム領域内に位置するものが多く、今回発見された約30-40Mb遠隔のホットスポットは、既知のエレメントとは異なる機序の存在を示している。本年度の結果は、トランスポゾンの転移分布が個々のゲノム領域の核内3次元構造の違いを反映することを示唆し、初期発生のゲノム調節機構に新たな視座を与えるものである。ゲノムDNAは、通常、塩基配列(すなわち、1次元情報)のみが注目されがちであるが、現実には細胞核内の3次元空間において、ダイナミックな立体構造を取りながら機能している。よって哺乳類初期発生においても、ゲノムの3次元構造と細胞制御メカニズムとの関係が注目を集めている。ところが、3次元ゲノム構造は、未だ実験的解析法の選択肢が限られており、十分な理解が進んでいない。そこで本プロジェクトでは、独自の発想により「動く遺伝子」と呼はれるトランスポゾンを用いた新規の解析法を開発し、初期発生における核内3次元ゲノム構造の役割を解明して行く。平成22年度は、トランスポゾンのローカルホッピング特性(ゲノム上の近傍に転移し易い性質)を活用し、ゲノム上の任意の起点から転移させたトランスポゾンの再挿入箇所を追跡することにより、3次元的に近接するゲノム領域を推定するシステムを構築した。具体的には、まず、マウスES細胞の特定の遺伝子座にトランスポゾンをノックインし、続いて転移酵素の導入によりトランスポゾンの転移を誘導した後、再挿入箇所を次世代シークエンサーで綱羅的に同定する。パイロット実験により各ステップの詳細な条件検討を行い、年度内にプロトコールを最適化することができた。一方、3次元ゲノム構造がゲノム機能に与える影響をリアルタイムに観祭するため、エンハンサー活性を検出する短時間作用型の生物発光レポーター遺伝子をトランスボゾンに組み込み、マウスES細胞の多能性に関わる遺伝子群が集積するNanog遺伝子座にノックインした。続いて、このトランスポゾンを周辺ゲノム領域に転移させ、再挿入箇所毎にES細胞をクローン化した。その結果、ゲノムに沿った転写出力の変化を生物発光解析によりリアルタイムに可視化できる、ES細胞の分化実験系が確立された。