hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
移動生態学的アプローチを基盤とした生物分散問題解決のための実証的研究

本研究では、動物の移動分散に伴って生じる様々な生態系問題を解決するために、移動スケールの異なる生態系鍵種であるオオヒキガエル、海鳥、クロマグロ、コウモリの移動分散を最先端の動物搭載型センサを用いて追跡する。本年度は以下の野外調査および解析を中心に研究を実施した。オオヒキガエルとアズマヒキガエルに装着した加速度GPSデータロガーの行動解析を行ったところ、アズマヒキガエルに比べてオオヒキガエルはジャンプでの移動が多く、これがオオヒキガエルが生息範囲を急速に広げる一因であると考えられた。海鳥類に関しては、オオミズナギドリやウミネコ等に合計で100羽以上にGPS・加速度ロガー等を装着し、移動分散に関するさまざまな知見が得られた。例えば、オオミズナギドリの行動圏は表層大型捕食魚の漁獲量と相関することがわかり、水上と水中の高次捕食者同士で共通する餌資源を巡る競争があることが示唆された。北海道と福井県の調査地においてキクガシラコウモリとヤマコウモリに対してバイオロギング調査を実施した。音響GPSデータロガーを用いたデータ回収に成功し、採餌タイミングを移動軌跡と同時に初めて記録することができた。またオオコウモリに対するバイオロギング調査にも成功し、島間の移動などが確認された。さらに、海鳥で開発した移動経路から風を推定する手法をコウモリに適用し、コウモリが自然環境下を移動中に経験する風環境を推定した。クロマグロの持続的遊泳をつかさどる生理機能基盤の成長に伴う変化についての検討した。体長25cm以下の個体のミオグロビン含有量の測定を行ったところ、血合筋で400mg/100g以下の極めて小さい値となった。幼魚期においては持続的遊泳能は極めて低いため、日本沿岸陸棚域の高い生産海域にとどまって摂餌を行うことで、遊泳力を高めているものと推察された。以上の結果の一部を学会発表や論文として公開した。野外調査によるデータ取得およびデータ解析は順調に進展している。しかし、音響も計測できる小型GPSロガーの回収がコウモリ1個体からしか成功しなかった。これに関しては来年度引き続き実施する予定である。これらを統合的に鑑みて、概ね順調に進展していると判断した。野外データの取得に関しては順調に進んでいるため、引き続き継続して、環境の年変動に応答するであろう移動行動データの取得につとめる。また、本年度は海鳥を用いて開発された、移動経路から風を推定する統計モデルをコウモリに適用したが、次年度は4種から得られた行動データを集積し、統合的解析を行う。外来種オオヒキガエルに世界で初めて加速度・GPSデータロガーを装着することに成功した。現在、両生類が持つ独特の行動(ジャンプ、水中移動など)パターンを加速度から読み取り、GPSによる移動経路と合わせて解析している。海鳥類に関しては、合計で132羽にGPSもしくはGPS・加速度ロガーを装着し、111羽から回収してデータを得た。繁殖地周辺の水温や風向状況によって移動距離などが変化すること、また、年齢によって採餌域が変化することなどがわかってきた。また、キクガシラコウモリに対してGPSロガーを装着し,北海道の演習林内において3個体から回収した。GPSデータの解析から、キクガシラコウモリが植林などの地形を目印にして移動していることが明らかになった。電子記録計に記録されたクロマグロ未成魚15個体(高知県・長崎県放流)の遊泳深度、水温、照度より推定された経緯度の解析を行い、本種が行う西部から東部太平洋への渡洋回遊の契機などについて検討した。その結果、渡洋回遊の時期は、それまでに個体が滞留していた海域に依存していることが示された。以上の結果の一部を学会や論文として発表した。野外調査によるデータ取得およびデータ解析は順調に進展しているが、一部、新しい音響GPSロガーの試作機の装着・回収に失敗した。外来種オオヒキガエルに加速度・GPSデータロガーを装着し、野外での移動パターンの記録を行なった。異なる2つの地域で調査を行い、オオヒキガエルはあまり水辺を利用しないことが分かった。しかし、装着方法にもいくつか課題が残ったため、今後はそれらの問題点を解決する必要がある。海鳥類に関しては、オオミズナギドリやウミネコ等に合計で100羽以上にGPSもしくはGPS・加速度ロガーを装着し、移動分散に関するさまざまな知見が得られた。例えばウミネコでは老齢個体が内陸へ、若い個体は海洋へ採餌に向かうことがわかった。さらに、風力発電施設の建設が予定されている地域に近いところで繁殖するミズナギドリの行動圏が風発施設と隣り合うことが明らかとなり、詳細な影響評価が必要であることが示唆された。また、北海道と福井県の調査地において、キクガシラコウモリ及びヤマコウモリに対してバイオロギング調査を実施した。

GPSによる軌道データを解析したところ、キクガシラコウモリは夜間において、河川や林道などの地形を利用した移動や帰巣、また移動と停滞を繰り返しながら移動していることがわかった。クロマグロの回遊行動の契機となる環境変化に対する代謝生理学的反応の特性を把握するために、溶存酸素計付き閉鎖型回流水槽を用いて、幼魚の遊泳時代謝速度及び遊泳能力を計測を世界で初めて試みた。合計21個体を入手して計測を行った。現場海域からの活魚の輸送、様々な遊泳速度での計測が可能であることが確認され、本格的計測に向けて準備が整った。以上の結果の一部を学会や論文として発表した。野外調査によるデータ取得およびデータ解析は順調に進展しているが、一部、新しい音響GPSロガーの試作機の装着・回収に失敗した。これに関しては来年度引き続き実施する予定である。これらを統合的に鑑みて、概ね順調に進展していると判断した。本研究では、動物の移動分散に伴って生じる様々な生態系問題を解決するために、移動スケールの異なる生態系鍵種であるオオヒキガエル、海鳥、クロマグロ、コウモリの移動分散を最先端の動物搭載型センサを用いて追跡する。本年度は以下の野外調査および解析を中心に研究を実施した。オオヒキガエルとアズマヒキガエルに装着した加速度GPSデータロガーの行動解析を行ったところ、アズマヒキガエルに比べてオオヒキガエルはジャンプでの移動が多く、これがオオヒキガエルが生息範囲を急速に広げる一因であると考えられた。海鳥類に関しては、オオミズナギドリやウミネコ等に合計で100羽以上にGPS・加速度ロガー等を装着し、移動分散に関するさまざまな知見が得られた。例えば、オオミズナギドリの行動圏は表層大型捕食魚の漁獲量と相関することがわかり、水上と水中の高次捕食者同士で共通する餌資源を巡る競争があることが示唆された。北海道と福井県の調査地においてキクガシラコウモリとヤマコウモリに対してバイオロギング調査を実施した。音響GPSデータロガーを用いたデータ回収に成功し、採餌タイミングを移動軌跡と同時に初めて記録することができた。またオオコウモリに対するバイオロギング調査にも成功し、島間の移動などが確認された。さらに、海鳥で開発した移動経路から風を推定する手法をコウモリに適用し、コウモリが自然環境下を移動中に経験する風環境を推定した。クロマグロの持続的遊泳をつかさどる生理機能基盤の成長に伴う変化についての検討した。体長25cm以下の個体のミオグロビン含有量の測定を行ったところ、血合筋で400mg/100g以下の極めて小さい値となった。幼魚期においては持続的遊泳能は極めて低いため、日本沿岸陸棚域の高い生産海域にとどまって摂餌を行うことで、遊泳力を高めているものと推察された。以上の結果の一部を学会発表や論文として公開した。野外調査によるデータ取得およびデータ解析は順調に進展している。しかし、音響も計測できる小型GPSロガーの回収がコウモリ1個体からしか成功しなかった。
血清アルブミンの機能測定による新しい栄養状態判定

本研究では、ラットを用いて、栄養状態が肝臓におけるアルブミンの代謝動態に与える影響を検討した。低蛋白質食群のアルブミン値は高蛋白質食群、標準蛋白質食群より低値を示したが、肝臓での合成量は低蛋白食群が最も多かった。高蛋白質食群と標準蛋白質食群のアルブミン値はほぼ同レベルであったが、それらの代謝動態は異なっていた。栄養状態を正確に把握するためには、ある一点の値を評価するだけでなく、代謝動態を動的に評価することが重要であると考えられた。アルブミンは肝臓で合成され、血漿の膠質浸透圧の保持、遊離脂肪酸、ホルモンや金属類と結合し、それらを輸送する等の機能を有する。ヒトにおいては一般に栄養状態を評価する方法として血清アルブミンが用いられているが、その量は他の病態によっても変化し、栄養状態の評価過程で様々な誤差が生じている。本研究では、低栄養状態のラットにおいて、肝臓へ入る前の血液(門脈血)と肝臓から出る血液(肝静脈血)の血清アルブミンを分析し、栄養状態や摂食が肝臓におけるアルブミンの代謝動態とその日内変動に与える影響を調べた。さらに、半減期の短いレチノール結合タンパク質やトランスフェリン、他の血液成分(GOT、GPT、BUN、血中中性脂肪、遊離脂肪酸、総コレステロール、血糖値、インスリン、アディポネクチン、レプチン)、肝臓グリコーゲン、肝臓中性脂肪、筋肉グリコーゲンについても分析を行った。Wister型9週齢の雄ラットを低タンパク質食群、普通食群、高タンパク質食群の3群に分け、食事は暗期の10時から16時に摂食させた。26日間飼育したのち、8時、13時、18時、22時に門脈と肝静脈から同時採血を行った。血清アルブミン、レチノール結合タンパク質、トランスフェリンは門脈血、肝静脈血ともに全ての時間帯において、低タンパク質食群で最も低値を示したが、門脈血と肝静脈血の差は、低タンパク質食群において最も大きく、血清アルブミンは摂食時の13時、レチノール結合タンパク質、トランスフェリンは摂食後の18時に最大となった。以上の結果から、血清アルブミン、レチノール結合タンパク質、トランスフェリンには日内変動が見られ、その変動は低栄養状態のラットにおいて最も大きいことが明らかとなった。血清アルブミンは長期的な栄養状態を反映する指標として利用されているが、低栄養状態においては日内変動を考慮する必要があると考えられた。肝臓におけるアルブミンの代謝動態が、摂取するタンパク質の質(種類)によってどのような影響を受けるかについて検討した。Wister系9週齢の雄ラットを3群に分け、タンパク質(エネルギー比20%)を、カゼイン100%、グルテン100%、カゼインとグルテン各50%に調整した飼料をそれぞれ与え、1ヶ月間飼育後、8時、13時、18時、23時に麻酔下で門脈と肝静脈から採血を行った。グルテン食群は他の2群に比べて体重、体脂肪量が少なかったが、血清アルブミンはほぼ同程度であった。しかし、タンパク質の代謝産物である尿素の血中濃度はグルテン食群が他の2群に比べて高値を示し、体内のタンパク質合成・分解が異化に傾いていた。さらに、グルテン食群は肝臓グリコーゲンが他の2群に比べて高値を示した。グルテンは糖原生アミノ酸の割合が高いため、体内のタンパク質合成に利用される量は多くなく、糖原性アミノ酸由来の炭素骨格が肝臓グリコーゲンとして蓄えられたと考えられた。みかけの血清アルブミン値が維持されていても、タンパク質の質が異なることによって、余分なアミノ酸の異化による尿素の増加が認められ、身体づくりや臓器への負担が少なくないと考えられた。また、平成22年にH県E市で実施された集団健康診査受診者を対象に、健診項目に追加して血清アルブミン測定、体組成・体力測定、生活習慣調査を実施した。これらの結果を踏まえて、栄養状態をより正確に判定し、低栄養の予防及び改善につながる評価方法の検討を進めている。
生体・人工レセプタ-のシグナル増幅機能に基づく高感度センシング膜の基本設計

1.大環状ポリアミン及びポリアミノシクロデキストリンの長鎖アルキル型誘導体のLB膜をグラシ-カ-ボン電極上に直接累積することにより,一連のアニオン応答性センサ-(Sensor 13)を作製した。種々の有機アニオンとのホスト-ゲスト錯体形成に伴うマ-カ-イオン透過性の変化をサイクリックボルタンメトリ-により調ベたところ,フタル酸の位置異性体に関して、Sensor 1,2はホスト-ゲスト間の静電的相互作用を反映した選択性(オルト>メタ>パラ)を示したのに対して,Sensor 3はシクロデキストリンの内孔へのゲスト取り込みによる形状識別効果を反映した選択性(メタ>パラ>オルト)を示した。2.水溶液上に展開した長鎖アルキル型シクロデキストリンの圧縮単分子膜について,ホスト-ゲスト錯体形成に伴うマ-カ-物質の透過性変化を,水槽中での直接的サイクリックボルタンメトリ-により調べた。その結果,ゲストとしてシクロヘキサノ-ルが下層水溶液中に存在すると,ゲストによる直接的なチャンネルブロックにより膜透過性の制御が起こることが示された。3.ラット脳より抽出,精製したL__=ーグルタミン酸受容体イオンチャンネル蛋白を,単分子膜貼り合わせ法により調製した平面脂質二分子膜に埋め込むことにより,新しいタイプのシグナル増幅型センサ-(イオンチャンネルセンサ-)を開発し,シグナル増幅能を評価した。4.モルモット小腸より,Na^+/D__=ーグルコ-ス共輸送蛋白を抽出,精製した。これを平面脂質二分子膜に包埋することにより能動輸送型D__=ーグルコ-スセンサ-を開発した。また,能動輸送におけるエネルギ-供給の新形態を提案した。具体的には豚腎臓から抽出,精製したNa^+,K^+ーATPaseポンプ(一次性能動輸送)によりD__=ーグルコ-スの能動輸送(二次性能動輸送)を駆動できることを実証した。
ヒ素およびフッ素除去のための機能性吸着剤の化学設計

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
有機電解質におけるゲル化機構の解明と高機能材料化

ポリカチオンである電解質型高分子において、分子間相互作用で重要なジアミド部分のアミンとしてtrans-シクロヘキサン-1,4-ジアミンを用いたところ、多種類のイオン液体を従来よりも少ない添加量でゲル化できることを見出した。この電解質型高分子をイオン液体に少量加え、加熱溶解し室温で放置すると容易にゲル状態にすることができる。この技術によって作成されたゲルは、高い弾性率、チキソトロピー性、優れたイオン伝導度を示した。また、一部の光官能基を有する低分子の有機電解質誘導体は、光刺激によって分散制御可能な新しいカーボンナノチューブ分散剤となることを見出した。当該年度は、モデル化合物の合成とその物性評価、並びに新しいゲル化剤誘導体の合成と機能発現に取り組んだ。その結果、まず電解質ゲル化剤の基本骨格となるモデル化合物のX線結晶構造解析に於いて、理論計算で既に予測されていたN-H...Cl間のアミドーアニオン相互作用が明瞭に観測され、仮説を裏付ける結果が得られた。他方、結晶中で観測されたH...Cl間の分子間距離は2.44Aと、理論計算で予想された値(2.07A)と比べて、約18%程度の伸長が見られたが、これは計算上の誤差ではなく、理論計算が電解質1分子のみを扱っているのに対し、結晶中では、+と-の電荷バランスが、近接する複数の分子間で平均的に分散されていることを反映しているためと考えられる。他方、これらの化合物は高濃度条件化に於いてもゲル化を示さず、他の物性測定からも、溶液中での有効な会合が見られないという結果が得られ、ゲル化特性発現のためには、電解質の基本構造が多重連結していることの重要性が示された。なお、モデル化合物の一部には、カーボンナノチューブ分散能が見出され、これに関連した光反応性部位を持つ誘導体に関する論文発表を行った。一方、新しいゲル化剤誘導体に関しては、従来の芳香環に代えて、脂肪族であるシクロヘキサン環を有する誘導体を合成した後、適当なイオン交換反応を行ったところ、各種のイオン液体類にのみ特異的にゲル化剤として働く新しい誘導体の調製に成功した。この化合物は、従来例に比較して低濃度でゲル化が可能であり、また極めて透明性の高いイオン液体ゲルが得られるのが特徴である。また、芳香環の誘導体に比べて、電気的酸化に耐性があることや、広い温度範囲で固有のイオン電導率が殆ど低下しないことも、各種の電気化学的測定から明らかとなった。この結果に関連して、特許出願を行った。当該年度も、モデル化合物の物性評価、並びに従来とは異なる骨格の新しいゲル化剤誘導体の合成と機能発現に取り組んだ。その結果、モデル化合物の一部には、水中で極めて良好な単層カーボンナノチューブ(SWCNT)分散能が見出され、UV-vis-NIRや、2次元蛍光測定によって孤立分散状態が分光学的に確認された。この結果を受けて、光反応性部位を持つ誘導体を用いた光刺激を駆動力とするSWCNT分散制御に関して、査読付き国際論文誌に論文発表を行い、プレス発表やイベント出展などの成果発信にも精力的に取り組んだ。一方、電解質ゲル化剤となる有機電解質の新たな骨格として、従来のアミド部位の芳香環に代えて、脂肪族であるシクロヘキサン環をモノマー中央部に有する誘導体を合成した後、適当なイオン交換反応を行った。その結果、一般的な極性有機溶媒においては顕著なゲル化能が見られなかったものの、各種のイオン液体類には特異的にゲル化剤として働く新しい誘導体の調製に成功した。ゲル化に成功したイオン液体は、現時点で10種類以上に上っている。特に、TFSAおよびFSAと呼ばれるフッ素系のアミドアニオンをカウンターアニオンに持つ各種イオン液体においては、従来よりも重量濃度において一桁程度良好なゲル化能が観測され、その最低ゲル化濃度は、カチオンとアニオンの組み合わせを最適化した条件において、0.1%以下であることが判明した。また、新たに行った電気化学的イオン電導度測定からも、広い温度範囲で、その固有の電導度がゲル化後も9割以上保持されていることが明らかとなった。また、従来の電解質ゲル化剤の系に関して、カナダ国立ナノテクノロジー研究所の理論計算グループとの国際共同研究の成果として、アニオンや溶媒水の介在した架橋構造によるゲルネットワーク生成を示唆する結果を得て、査読付き国際論文誌に論文発表を行った。当該年度も、従来とは異なる骨格の新しいゲル化剤誘導体の合成と機能発現に取り組んだ。その結果、昨年度までに見出した、新たな電解質ゲル化剤である脂肪族シクロヘキサン環をモノマー中央部に有する誘導体について、新たな知見を得た。すなわち極めて良好なゲル化

能が観測されることが判明していた、TFSAおよびFSAと呼ばれるフッ素系のアミドアニオンをカウンターアニオンに持つ各種イオン液体ゲルにおいては、レオロジー測定の結果、5%程度の低濃度条件であるにもかかわらず、従来例よりも1桁以上大きな貯蔵弾性率を有することが明らかとなった。したがって、作成したゲルは、成型性と自立性を持ち、また非共有結合性の相互作用から成る物理ゲルであるにもかかわらず、持ち上げることも可能な機械的強度を有することが分かった。また、分光学的な検討から、アミド部位のカルボニル部分における相互作用が、ゲル形成に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。加えて、高せん断と低せん断を繰り返す破壊実験により、カウンターアニオンがFSAの時のみ、自己修復的な貯蔵弾性率の高速復帰挙動が観測され、相対的にサイズの大きいTFSAについては、全く挙動が異なり復帰が見られないことが分かった。このせん断破壊後の自己修復的な現象は、これまで主に水のゲルで知られていた現象で、イオン液体ゲルとしては世界で初めて観測された例である。この結果を受けて、研究成果をまとめて、極めて低濃度でイオン液体の作成が可能であり、またイオン液体ゲルとして初めての自己修復性の観察に関して、査読付き国際論文誌に論文発表を行った。また、研究所のHP上での研究紹介や学会発表の成果発信にも精力的に取り組んだ。あわせて国際特許出願も行った。また、昨年度モデル化合物で見出した光応答性CNT分散剤についても、反応機構などの検討を進め、一部は学会発表を行った。様々な手法で、ゲル化の機構が徐々に明らかになりつつあると共に、新たな誘導体を得てこれまでよりも高性能のゲル化剤となる材料を、イオン液体の例について見出している。したがって、研究の目的である「有機電解質におけるゲル化機構の解明と高機能材料化」については、概ね順調に進展していると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度である本年度は、これまで得られた知見を基に、更なる機構解明とゲル化剤の高機能化を目指す。具体的には、ゲル化剤骨格の架橋部の長さを系統的に変えて、その脂溶性の変化がゲル化の機構およびゲル化能に与える効果を見積もる。また、イオン液体ゲルについて、濃度を変えながらレオロジー測定を行うことにより、ヒドロゲル等に比べて圧倒的に知見の少ない、イオン液体ゲルの動的粘弾性に与えるゲル化剤の構造の効果や、せん断歪による崩壊後の擬液体状態から擬固体状態への自己修復能について詳細に検討する。これらの結果より、ゲル化機構における静電相互作用や、カチオン、およびアニオンの種類と組み合わせの重要性に関する新たな知見を得る。
スピン-格子結合系の強磁場制御とX線分光の理論

層状鉄酸化物RFe204(Rは布土類金属イオン)はFeイオンの3d電子が糸の誘電性を支配することが指摘されている。本年度の研究ではこの層状鉄酸化物における磁気誘電性とその強磁場制御について理論解析を行った。まず拡張されたpd模型を元に電荷、スピン、軌道自由度に関する有効模型を導出した。これをもとにこの物質の物性を担うと三角格子二重層において、マルチカノニカル法を利用した古典モンテカルロ法によりこの模型の解析を行った。得られた主な結果について以下にまとめる。有限温度において電気分極を伴った3倍周期の電荷秩序状態が安定となることが明らかとなった。これは三角格子における電荷のフラストレーションとエントロピーの効果によるものである。更に磁気秩序温度以下で電気分極が著しく増大することが示された。これは超交換相互作用項における電荷とスピン自由度との結合、ならびに三角格子におけるスピンフラストレーションに起因するものであり、電荷秩序型誘電体におけるマルチフェロイクスの可能性を始めて指摘したものである。また磁気秩序強誘電相において、誘電分極が大きな磁場効果を示すことを明らかにした。これは磁場印加によりスピンのフラストレーションが抑制され、これに伴っていた電気分極が減少したものである。このような電荷・スピンのフラストレーションに起因する特異な誘電現象における磁場効果を始めて予測したものであり、今後実験による検証が望まれる。最後に電場の印加によりフェリ磁性秩序のコントロールが可能であることを理論的に予測した。以上の理論解析により電荷秩序型誘電体の特異な現象の起源と磁場による操作の可能性を明らかにした。本年度はスピン-格子強結合系として層状鉄酸化物RFe_2O4(Rは希土類金属元素)を対象として、その電子構造、スピン構造並びに磁気誘電現象について理論的な解析を行った。この物質の鉄の平均化価数は2.5価であり、電荷秩序温度近傍で誘電分極が発生すること、これが磁気転移温度近傍で大きく変化することから、スピン・電荷・格子の自由度が強く結合した新規な誘電体であると認識されている。本研究ではまず鉄イオンの結晶場分裂を計算することにより、Fe_2価イオンが2重縮退した軌道の自由度を有することを指摘した。これを元に本物質の電子構造を記述する有効模型の導出を行った。得られた模型は電荷・スピン・軌道の自由度が結合した形であることが示される。この模型をFeO三角格子二重層に対して適用し、平均場近似法並びにマルチカノニカル・モンテカルロ法により解析を行うことで以下の結果が得られた。(1)電気分極は3倍周期の電荷秩序が出現し、これが二重層において電荷の偏りを生じさせるために出現する。この電荷構造は有限温度において他の分極を持たない電荷構造と比べて安定化することが示された。3倍周期構造においては非等価な電荷副格子が2種類存在し、その片方において有効的なクーロン相互作用がほぼ打ち消しているために電荷の熱揺らぎが大きい。このため有限温度においてエントロピーの利得を得やすいというフラストレーション効果に起因していることが明らかになった。(2)3倍周期のスピン秩序が生じる温度以下で電気分極が多く増大することが示された。これは三角格子におけるスピンフラストレーションにより、このスピン構造ではスピン配置が決定されないサイトが存在することに起因している。この結果から、磁場の印加により系のスピン構造のみならず電荷構造や格子構造が大きく変化する電気磁気効果が予想される。(3)軌道自由度はシミュレーションが可能な低温まで長距離秩序を示さず、多くの軌道状態が縮退していること明らかとなった。
プロテオミクスによる内耳有毛細胞再生への新戦略

内耳再生するニワトリと内耳再生しないマウスとで比較解析を行い、効率的な内耳再生誘導因子の探索を試みた。まず両者で共通する内耳障害モデルを作成し、サンプル採取時期・採取法を設定した。次に、ニワトリ初期胚を用いて、Stage6-8(内耳otic cup形成開始期)とStage10(内耳otic vesicle形成終了期)のotic領域とotic以外のectoderm領域とをマイクロアレイ比較解析して、内耳形成関連因子を抽出した。また、候補遺伝子をニワトリまたはマウス内耳の標的細胞に導入する為の手法を確立した。まず、アミノ配糖体系抗生物質ゲンタマイシン(GM)によるニワトリ内耳の障害モデル作成を行った。既報に従い、in vivoモデルはGM単回投与、in vitroモデルは感覚上皮層の単離培養でのGM連日添加により検討した。その結果、蝸牛および前庭において、有毛細胞の脱落と、その後の再生を確認した(MyosinVIIa、BrdU、DAPI染色)。次に、プロテオミクス・ゲノミクス解析用サンプルの採取時期を特定するのに、フローサイトメトリー(FACSArea、FACSCalibur)を用いて、細胞周期別または細胞種類別(有毛細胞・支持細胞)での分析を検討した。前者はBrdU染色(S期以降)とHoechst33342染色(G_0+G_1期もしくはS+G_2+M期)で、後者はMyosinVIIa、MyosinVI、Tuj1染色(有毛細胞)とProx1、S100染色(支持細胞)とで調べた。その結果、(1)蝸牛組織から単離細胞を得るにはコラゲナーゼ/ディスパーゼ処理が最も有効であること、(2)有毛細胞の障害・再生時には種々の因子がダイナミックに変化する事からサンプル採取時期は短期間ずつ細かく区切る必要があること、(3)Hoechst33342染色により生細胞の回収は可能だが解析必要量を得るには相当量の蝸牛サンプルを準備すべきであること、が判明した。現在、大量サンプルを用いた検討を進めている。さらに、発生段階のニワトリ内耳を解析する事により、有毛細胞再生因子の探索を同時進行で行っている。本研究は、内耳再生するニワトリと内耳再生しないマウスとで、傷害後の内耳組織のプロテオーム比較解析を行い、内耳再生誘導因子を同定することを目的とする。昨年度は、内耳障害モデルを作成し、プロテオミクス・ゲノミクス解析用サンプル採取時期および条件について検討した。ニワトリの全ゲノム配列は4年前に決定されたが、未だ未知な遺伝子もあり、単純にはマウスとの網羅的比較が行えないのが現状である。そこで本年度は、有毛細胞再生因子の探索を正確かつ迅速に行うために、ニワトリの発生段階で内耳形成に関わる因子をマイクロアレイ解析(Affymetrix)し、対照データとして収集した。サンプルは、ニワトリ初期胚Stage6-8(内耳otic cup形成開始期)とStage10(内耳otic vesicle形成終了期)のotic領域とotic以外のectoderm領域とした。一つの解析あたり80-100の初期胚を必要とした。Stage10の時期でotic領域に特異的に発現している遺伝子(P value<0.05)は1386個あり、そのうち遺伝子名・働きの明らかなものは約8割を占めた。既知の遺伝子の中で、顕著にup-regulateしているものとして、繊維芽細胞増殖因子(fgf)18やLIM/ホメオボックス転写因子(isletl)が、顕著にdown-regulateしているものとして、fgfレセプター様因子(fgfrl)1、GATA配列認識型転写調節因子(gata)5、ホメオボックス転写調節因子(hoxB)3などが挙げられた。現在、これら内耳形成関連候補因子(未知遺伝子を含む)について、網羅的にinsitu hybridizationを行い、発現部位・発現時期の詳細を検討している。昨年度は、初期胚を用いた発生段階でのマイクロアレイ解析を行ない、内耳形成関連候補因子(未知遺伝子を含む)について、発現部位・発現時期を検討した。本年度は、上記で得られた候補因子を障害内耳の有毛細胞または支持細胞に導入する為の手法を、当研究室のニワトリ初期胚への遺伝子導入法に基づき確立した。1.電気穿孔法によるin vitro系での一過性発現(1)ニワトリ:babyからyoung adultの器官培養では可能(2)マウス:neonatalの器官培養では可能、young adultでは器官培養自体が難しく不可能2.ウイルスベクターによるin vivo系での一過性または恒常的発現(1)ニワトリ:Arcus virusによる恒常的発現は可能

(2)マウス:AAVによる一過性発現は可能、Lenti virusによる恒常的発現は限定された投与期間(マウス胚E12.5前後のin utero)でのみ可能ウイルスベクターの投与法は、半規管への持続インフユージョンが低侵襲で良い。但しLenti virusは、neonatal以降中央階(内リンパ腔)に分布せず、外リンパ腔のlining cellに発現する。以上の結果より、内耳形成関連候補因子の障害内耳への遺伝子導入法が確立された。
アインシュタイン方程式ソルバーの開発によるガンマ線バースト爆発機構の解明

Einstein Toolkitという簡易ではあるがアインシュタイン方程式ソルバーを私や私の研究室でも使用出来る計算環境を実現しました。一方これとは独立に、私はより精密なアインシュタイン方程式ソルバーのフォーミュレーション"Puncture法"に従ってコード開発を行いました。コード開発自体は順調に進めることが出来、一部についてはEinstein Toolkitの計算との比較検証も行いました。アインシュタイン方程式ソルバーの開発に向けて、世界で行われている一般相対論的磁気流体コード(アインシュタイン方程式ソルバー、Microphysics入り)の開発状況及びそれを用いたガンマ線バースト、重力崩壊型超新星、及び中性子星連星合体の研究状況を詳しく調べた。その結果、アインシュタイン方程式のソルバーとしては従来用いられていたBSSN法より更に安定なPancture法、Z4c法などが提案されていることが分かり、本研究でのコード開発でもこの手法を採用することに決定した。また磁気流体部分であるが、磁場の発散ゼロの性質(divB=0)を保証するためのテクニックがかなり重要であることが分かった。世界の一般相対論的磁気流体コードの中では、2グループがベクトルポテンシャルを用いる方法で系を安定的に解けることを示しており、一方磁場を直接解く方法を採用している他のグループは数値計算上、多くの困難を抱えていることが分かった。しかし本当にベクトルポテンシャルを採用するのが最善かはまだ確定していないと私は考えている。というのも、磁場を直接解く方法で用いられているのはHLLE法という簡易な手法であり、それをバージョンアップしたHLLC/HLLD法で結果がどうなるかについての報告は世界でまだ成されていないこと、及びベクトルポテンシャルで成功しているグループもフラックスの評価はやはり簡易なHLLE法を用いており、どちらを採用するにしても改善が可能であるからである。本研究ではどちらの方法もそれぞれ採用して比較することを決定した(磁場を直接解く方法は本年度、既に開発した)。次年度以降、ベクトルポテンシャル法を開発し、両者を比較する予定である。また高密度状態方程式やニュートリノについては殆ど手がつけられていないのが世界の状況であるので、私の研究室研究員の支援があれば世界最先端に行けることも確信した。アインシュタイン方程式ソルバーの開発に向けて、世界で行われている一般相対論的磁気流体コード(アインシュタイン方程式ソルバー・Microphysics入り)の開発状況を調べました。その結果Einstein Toolkitという簡易ではあるが汎用のアインシュタイン方程式ソルバーを用いて中性子星連星合体計算を行っている大阪大学特任准教授であるLuca Baiotti氏の存在を知ることになりました。そこで彼と意見交換を行いながら、私の研究グループでもEinstein Toolkitを使用出来る計算環境を実現しました。現在はEinstein Toolkitを用いて簡易なテスト計算を実行する段階まで出来るようになりました。これにより、Einstein Toolkitによるテスト計算を比較対象とすることで、私が本研究計画のサポートを受けて推進していますアインシュタイン方程式ソルバーの信頼度をチェック出来る体制が整いました。一方磁気流体計算につきましては昨年度発見したベクトルポテンシャル法を開発し、磁場を直接解く方法よりも更に安定したスキームで磁気流体計算を実行出来るようになりました。現在世界初のガンマ線バーストジェット磁気流体シミュレーションを行っており、初期成果も出だしています。高密度状態方程式やニュートリノなどのMicrophysicsに関しましては、理化学研究所の原子核理論グループ等と連携し、三体力入り高密度状態方程式を導入した形でニュートリノ冷却効果入りガンマ線バーストジェット形成シミュレーションを行っていくことを検討しています。その結果Einstein Toolkitという簡易ではあるがアインシュタイン方程式ソルバーを用いて中性子星連星合体計算を行っている大阪大学特任准教授であるLuca Baiotti氏の存在を知ることになりました。本年度はEinstein Toolkitを用いて大質量星の重力崩壊数値シミュレーションを行いました。その結果アインシュタイン方程式ソルバー自体は有効に機能することが確認されました。ただ残念ながら査読論文等で報告する程には至っておらず、本研究課題終了以降も継続して研究を進めていく所存です。またEinstein Toolkit中の磁気流体計算ソルバーの部分については、Adaptive Mesh Refinement法との整合性が良くなく、うまく動作しないことが確認されました。そこで私は独自に磁気流体計算ソルバーについてベクトルポテンシャル法を開発し、磁場を直接解く方法よりも更に安定したスキームで磁気流体計算を実行出来るようになりました。ガンマ線バースト数値計算に必要な高密度状態方程式についてはハドロン相・クォーク相の両方を取り込んだ最新の状態方程式を理化学研究所の原子核理論グループ等と連携することで導入に成功しました。昨年度に確定したアインシュタイン方程式ソルバーのフォーミュレーション"Puncture法"に従ってコード開発に着手出来ました。

アインシュタイン方程式ソルバーは非常に複雑なのでたとえコードを書き上げてもその信頼性をどのように担保するべきか思案していましたが、本年度上記Einstein Toolkitを導入出来たことによって結果を比較できる状況になったことは極めて望ましいと言えます。また高密度状態方程式については理研原子核理論グループとの研究交流、またニュートリノ輸送については私の研究室の滝脇研究員などとの議論が非常に支えになっており、予想以上に研究目的の達成に向けて研究は進展しています。宇宙物理学上記の通りEinstein Toolkitを利用出来る環境を整えることが出来たことは大きな進展にはなりました。しかしEinstein Toolkitを用いたガンマ線バーストジェット形成シミュレーションは数値的に不安定となり、非常に限定された状況にしかEinstein Toolkitを利用出来ないという報告もあります。これは時空構造の時間発展を解くパートに問題があるのか、それとも磁気流体不安定性に起因する数値不安定性なのか、原因は突き止められていません。そこで最終年度に於いて、より安定的に時空構造の時間発展を解くPuncture法と、より安定的に磁気流体の時間発展を解くベクトルポテンシャル法を組み合わせたオリジナルなアインシュタインソルバー入り磁気流体コードを完成させ、ぜひとも世界初のブラックホール形成からガンマ線バーストジェット形成までの数値シミュレーションを実現したく思います。研究実績の報告にもあるように、大枠としての基本方針がはっきり確定したことは非常に大きい。この判断は、結局今後5年程度の成果を左右するものであるので、この点を精査した上で方針を確定出来たことは大きい。またその方針に従って既に磁場を直接解く場合のソルバーを開発したこと、現在報告されている世界の論文の一歩先を行くHLLC法の導入に成功したことなどは大きな成果だった。アインシュタインソルバーの開発もまずはPuncture法を採用することとし、コード開発に着手している。まだ具体的な成果を挙げるところまでは行っていないが、次年度にはアインシュタインソルバーも完成し、テスト計算の結果も揃っていると期待出来る。
金属への配位により誘起された不斉リン中心の異常立体反転現象の解明

リン配位子は、常温ではリン中心で立体反転を起こさない。しかしながら、申請者は、多座リン配位子が金属に配位する際に、常温でも3級ホスフィンが反転する極めて稀な例を見出した。この現象は、化学平衡により望みの異性体へ誘導する道を開くものとして重要である。リン中心が反転の遷移状態でsp2混成を取る際に金属イオンが配位できることが、反転障壁を減少させる原因であると推定された。リン配位子は、室温においてはリン中心で立体反転を起こさないことから、3級ホスフィンを光学分割したり、これを用いた光学活性金属錯体触媒の合成を可能にしている。しかしながら、最近申請者は、常温でも3級ホスフィンが反転する極めて稀な例を見出した。この現象は、次のような観点から興味深い。1)室温で3級ホスフィンが反転したことを明確に報告した例は無く、この未知の現象の原因を明らかにする科学的意義は大きい。2)室温においてリン中心の反転が誘起できれば、化学平衡により望みの異性体へ誘導する道が開ける。本研究では既に反転現象を見出している3種の異なる系について、多角的観点からその原因と機構を検討する(-PPh-C_5H_4FeC_5H_4-)n(n=2,3)を合成し、2量体(n=2)のsyn体とanti体および3量体(n=3)のC_3体とC_s体(n=3)の各異性体を単離した。これらの異性体間のリンの立体反転障壁を約26kcal/molと見積もった。この大きな障壁のために、各異性体は、単独では室温で異性化を起こさなかった。しかしながら、CH_2Cl_2を溶媒としてAg^+イオンと反応させるとリンの立体反転を伴う異性化が室温でも速やかに進行した。リン中心が遷移状態でsp^2混成を取る際にAg^+イオンが配位できることが、反転障壁を減少させる原因であると推定される。ナフタレンの1,8位をPhP-PPhで架橋した化合物(NaphPPと略)を合成した。この2座リン配位子では、2つのリン上にPh基がそれぞれ1つづつ結合しており、その相対配置により、trans体とcis体が存在する。このうちtrans体の方がcis体よりも熱力学的に安定であり、実際にこの配位子を合成すると、trans体:cis体=8:1の比で得られる。このうち、trans体については以前単離に成功しているので、本年度はcis体の単離を試みた。その結果、アルミナカラムを用いることで僅かながらではあるが、cis体の単離に成功した。得られたNaphPPのうち、trans体を0価のPt(PPh3)4と反応させると、NaphPPと白金が3:2の比からなる2核錯体〔Pt2(NaphPP)3(PPh3)2〕が得られた。注目すべきことに、合成に用いたtrans体は、室温でcis体に異性化しており、これにより2つの白金中心を架橋していた。freeの配位子は、室温で全く異性化しないので、この反応は金属への配位によって誘起されたものである。一方、2価のPtCl2(cod)と反応させたところcis体は0価の場合と同様複数のNaphPPが架橋した2核錯体Cl2Pt(NaphPP)2PtCl2を与えた。これに対し、trans体は、ポリマー状の高分子錯体を与え、trans体からcis体への異性化は起こらなかった。金属の酸化数により異性化の挙動が異なる点は、反応のメカニズムを考える上で、大変興味深い結果である。
放電励起酸素ヨウ素レーザーの基礎研究

昨年度に引き続き数値解析を行い、その結果、レーザー発振に必要となる励起酸素の生成には、ガス温度が低く(1000K程度)、電子温度が高い(70009000K)熱的に非平衡なプラズマが望ましいと言う結果が得られた。そこで、マイクロ波放電により比較的低気圧(0.510Torr程度)の酸素プラズマを生成し、同プラズマの酸素ヨウ素レーザー媒質への応用の可能性について検証を行った。本プラズマは石英放電管内部において、2.45GHzのマイクロ波放電により生成される。放電条件としては、マイクロ波発振電力600W,放電圧力0.510Torr、酸素ガス流量00.5l/minであった。酸素原子励起準位からの発光スペクトルを分光分析し、原子励起数密度分布を測定した。その結果、プラズマは電離プラズマに特有な密度分布をしており、同プラズマが電離プラズマであることを確認した。電離プラズマでは原子励起数密度が原子基底状態数密度に比例することにより、同プラズマが圧力が高くなるにつれ、また下流に進むにつれ酸素分子の解離度が低下することを確認した。励起酸素O_2a^1Δの検出を試みたが、測光システムの検出効率に限界があり検出できなかった。ダブルプローブ法によりプラズマ下流域において電子温度と電子密度を測定した結果、それぞれ0.45.0eV,10^810^<12>cm^3となり、両者ともに高気圧放電となるにつれて低下する傾向が見いだされた。また励起酸素O_2a^1Δの生成に適した電子温度70009000Kの条件が、放電圧力410Torrの間で達成されることを確認した。以上本件級の結果、マイクロ波放電酸素プラズマ下流域において、マイクロ波出力600W,放電圧力410Torrにおいて酸素ヨウ素レーザー触媒として適切な酸素プラズマが生成されている可能性があることが判明した。実験的な取り組みとして、大気圧マイクロ波放電酸素プラズマを用いてヨウ素レーザー用励起酸素発生の可能性を検討した。励起酸素の自発放出過程の計測を行い、励起酸素分子の数密度計測を試みた。残念ながら励起酸素からの信号は得られなかった。よってこのプラズマを用いたレーザー発振は不可能であると判断した。ついで、化学平衡計算の手法を用い、励起酸素発生のための効率的プラズマパラメータのサーベイを行った。この手法は解析したい化学系に対し簡単な素反応に基づくモデルを作り、そのモデル中の化学種の起こす化学反応を反応速度定数と言う形で考慮したものである。高温の酸素ガス中での原子-分子反応と、プラズマ中の電子による電子衝突励起などを含めた。「電子衝突励起と電子衝突脱励起」や「分子衝突解離と再結合」など、化学反応の正逆両方の反応をできる限り考慮に入れ、これらの間の釣り合いの条件から平衡状態を求めた。その結果、酸素分子は3500K程度から活発に酸素原子へ解離している。酸素分子が解離する以前の3500K以下の条件では、電子衝突による励起酸素の発生が主要な過程となるには温度や電子密度が低すぎる。もっと温度が高くないと電子衝突励起の過程が大きくならない。しかし、そのような高温状態では原子-分子反応が活発なために酸素分子が解離してしまうようだ。圧力を高くして分子を解離させずに電子衝突で励起反応を起こさせる効果は、大気圧放電ではあまり期待できないという結果が得られた。励起酸素を効率的に発生させる為には、ガス温度と電子温度の間に熱的な非平衡状態が生じているプラズマが必要となる。理論的な予測を行った結果、ガス温度2000Kの条件で(全圧力,電子温度)の適正値の組は、(0.1Torr,8000K)(1Torr,9000K以上)(10Torr,9000K以上)(100Torr,9000K以上)となった。放電励起により励起酸素を高効率発生させるには、「電子温度とガス温度の非平衡状態を、なるべく高い圧力で作り出す。」という、相反する厳しい条件が必要であるという結論が得られた。

ダブルプローブ法によりプラズマ下流域において電子温度と電子密度を測定した結果、それぞれ0.45.0eV,10^810^<12>cm^3となり、両者ともに高気圧放電となるにつれて低下する傾向が見いだされた。また励起酸素O_2a^1Δの生成に適した電子温度70009000Kの条件が、放電圧力410Torrの間で達成されることを確認した。以上本件級の結果、マイクロ波放電酸素プラズマ下流域において、マイクロ波出力600W,放電圧力410Torrにおいて酸素ヨウ素レーザー触媒として適切な酸素プラズマが生成されている可能性があることが判明した。
転写因子MafBによる恒常性維持に関わるマクロファージの制御機構の解析

単球-マクロファージは組織修復や免疫恒常性維持に必要であり、慢性的な障害などでこれらの機能が損なわれるとマクロファージ自体が病的要因となる。動脈硬化や心筋梗塞、腫瘍ではマクロファージの組織修復機能が逆に病態を悪化させてしまうことがある。これらの病巣に浸潤する単球のほとんどは脾臓由来であることが近年明らかになり、このメカニズムが新たな治療ターゲットとして注目されている。本研究課題では転写因子MafBが脾臓での単球-マクロファージの産生に必要であることを示し、マクロファージが関わる様々な病態の新たな治療標的を探索することを目的とし研究を行う。
ネットワークメタアナリシスにおける統計的推測・予測・モデリングの方法論の開発

世界規模で進む社会の高齢化による医療費の高騰から、医薬品・医療技術の有効性・有用性の比較評価は極めて重要な課題であり、ネットワークメタアナリシスはそのための重要な研究方法となっている。ネットワークメタアナリシスにおいて、統計科学の方法論は科学的な妥当性および精確性の根幹を支える中心的な役割を果たしているが、その現状のスタンダードとなっている方法には、深刻な問題・限界がある。本研究では、(A)治療効果の推測・予測,(B)バイアスのモデル化・感度解析,(C)大規模臨床試験データベースを用いた精密医療実現のためのエビデンス統合解析という3つの課題において、新規方法論の研究開発を行う。
癌細胞膜における薬物輸送システムの解明は新たな化学療法開発に道を開く

本研究は、新規有機カチオントランスポーターorganic cation transporter (OCT)に特異的に輸送される抗癌剤の同定と薬理学的解析、癌組織における発現の解明、トランスポーター発現癌細胞の抗癌剤に対する感受性の分析を行うことを目標としている。研究の結果我々は、癌細胞に発現し、抗癌剤アドリアマシン(ADM)を細胞内に取り込む全く新しいOCTを単離した。抗癌剤を輸送するOCTの報告はこれまで他にない。平成13年度内には、我々が単離したこのorganic cation/adriamycin transporter 1(OCA1)が肝癌、大腸癌、膵癌等の癌細胞株で発現し、ADMを濃度依存的かつ飽和的に輸送(Km;5.23±0.4μM)することを明らかにした。発現は特に、HuH-7(肝細胞癌)、CloneA(大腸癌)及びCOL0 320DM(大腸癌)で著明であった。臨床検体においても、肝細胞癌2例、大腸癌1例及び直腸癌1例で、同症例正常部よりも癌部で有意に強く発現していることを明らかにした。平成14年度の研究実施計画は、OCA1に特異的な抗癌剤に対する、各種癌細胞株の感受性を調べることである。HuH-7のADMに対する感受性を、MTT assayにて検討した結果IC50は1.76±0.21μMであった。OCA1の基質の一つであるTEAを競合的阻害剤として加えた場合、IC50は4.94±0.44μへと変化した。これは、ADMの殺細胞効果が抑制されたことを意味し、OCA1がADM感受性を決定している可能性を示している。OCA1の詳細の解明とともに、抗癌剤の取り込みに関与する他の分子を明らかにすることは、新たな抗癌剤治療法開発に道を開くものと考えられた。本研究は、申請年度内に、新規有機カチオントランスポーターorganic cation transporter(OCT)に特異的に輸送される抗癌剤の同定と薬理学的解析、癌組織における発現の解明、トランスポーター発現癌細胞の抗癌剤に対する感受性の分析を行うことを目標としている。平成13年度の研究実施計画は、(1)新規OCTに特異的な抗癌剤の検索、(2)新規OCTの癌組織における発現の解明である。この度我々が単離したOCTは577アミノ酸からなり、12の推定膜貫通領域を持つ。これまで単離されているヒトのOCTは5つあるが、それらとのアミノ酸レベルでの相同性は23-34%である。機能解析にて、当初は抗癌剤ビンクリスチンを細胞内に輸送する結果が得られていたが、再検討の結果ビンクリスチンは輸送されないことが判明した。しかし、種々の抗癌剤について検討した結果、カチオンである抗癌剤アドリアマシン(ADM)が輸送されることが明らかとなった。このorganic cation/adriamycin transporter 1(OCA1)はADMを濃度依存的かつ飽和的に輸送、そのkmは5.23±0.4μMであった。Inhibition studyの結果、同じanthracycline系抗癌剤ダウノルビシンは、ADMの取り込みを抑制した。カチオンではない5-FU、メソトレキセートは取り込まれなかった。癌細胞株での発現を定量RT-PCR法にて調べたところ、肝癌、大腸癌、膵癌、前立腺癌、子宮癌由来の癌細胞株で発現が認められた。特に、HuH-7(肝細胞癌)、Clone A(大腸癌)及びCOLO 320DM(大腸癌)で著明であった。肝細胞癌、大腸癌及び直腸癌については臨床検体での発現も検討した。その結果、肝細胞癌2例、大腸癌1例及び直腸癌1例で、同症例正常部よりも癌部で有意に強い発現が認められた。

OCA1の詳細の解明とともに、抗癌剤の取り込みに関与する他の分子を明らかにすることは、新たな抗癌剤治療法開発に道を開くものと考えられた。
教員養成大学大学院の開発途上国進出に向けての学術調査研究

本研究は,教員養成大学大学院の開発途上国への設置に向けての学術調査研究を行うことを目的としている。学術調査の結果,次のことがらが明らかになった。1ラオスの教育大臣,教育省教員養成局長から,ラオスへの大学院修士課程設置について,国として歓迎するとの意向を受けた。また,ラオス教育副大臣から,具体的な設置場所について提案があった。さらに,設置について鳴門教育大学への協力要請があった。2ラオスの小・中・高等学校の学校制度は,5-3-3年制である。ラオスの教員養成学校卒業生の就学総年数は,14年間である。ラオス教育省は,中学校を4年制に改革する計画を立てている。3ラオスの教員養成学校(8校)理数科教員の学力及び授業実践力は,かなり乏しい。ラオスの理数科教育の質を高めるためには,教員養成学校教員の質の向上が必要である。4ラオスの教員養成学校の施設・設備,特に実験装置,実験器具・薬品類は,皆無に近い。大学院修士課程を設置する際には,それらの設備の充実が必要である。必要な設備の例を列挙した。5ラオスの教員養成学校教員の学位取得状況は,修士が16%で,博士が0%である。また,教員養成学校教員の100%が修士課程の設置を希望している。6ラオスの教員養成学校及びラオス国立大学教育学部のカリキュラムを調査し,それをもとにラオスに適する大学院修士課程理数科コースのカリキュラム案及び履修方法案を作成した。7大学院修士課程のラオスへの設置に際して,タイのコンケン大学から連携協力の申し出があった。それに基づき,連携した場合のカリキュラム素案を作成した。本研究は,教員養成大学大学院の海外分校設置に向けての大学院カリキュラム・履修方法等の開発についての学術調査を行うことを目的とする。この目的を遂行するため,平成18年度は以下の学術調査研究を行った。(1)平成18年5月にラオス教育副大臣(現教育大臣),教育省教員養成局局長(現教育副大臣)と研究打ち合わせを行い,研究を進めるための協力の快諾を得るとともに,ラオス教育省からラオスの教育の将来展望を踏まえた教育計画について説明があり,大学院設置に対して,国として歓迎するとの意向を受けた。(2)平成18年8月にラオス教員養成学校学部の数学カリキュラム,平成19年1月2月に教員養成学校学部の物理,化学,生物のカリキュラム調査を行った。(3)上の(2)の調査に合わせて,ラオスの小・中・高等学校の教育状況,とりわけ小・中・高等学校の就学率,進学率,教育を困難としている原因等について学術調査を行った。(4)平成18年5月及び12月に,ラオスの高等学校教員の研修(修士課程)協力を行っているタイのコンケン大学総長,教育学部学長と研究打ち合わせを行い,大学院分校のラオス設置に関して,相互協力を行うことの合意を得た。(5)これらの学術調査及び研究打ち合わせをもとに,ラオスに適する大学院修士課程理数科コースのカリキュラム案(第1次)を作成した。本研究は、教員養成大学大学院の開発途上国への設置に向けての学術調査研究を行うことを目的とする。この目的を遂行するため、平成19年度は、次の活動を行った。7平成19年6月及び12月に、タイのコンケン大学総長、教育学部学長他と研究打ち合わせを行い、大学院修士課程のラオス設置に向けて、相互協力による大学院の単位取得方法の素案を作成した。1平成19年8月に、ラオス教育副大臣、教育省教員養成局長他と大学院修士課程設置について研究打ち合わせを行った。ラオス教育副大臣から、具体的な設置場所等について提案があった。また、設置について鳴門教育大学への協力依頼があった。2ラオスの小・中・高等学校及び教員養成学校の学校制度、教育実態、課題について調査を行った。3平成19年9月に、6校の教員養成

学校教員を対象として、数学、物理、化学、生物の授業観察を行い、教員の学力・授業実践力についての分析を行った。4平成19年5月から9月にかけて、教員養成学校の施設・設備、特に実験装置、実験器具・薬品類の状況について調査を行うとともに、大学院修士課程設置に向けて必要な設備・装置、実験器具・薬品類等を検討した。5平成19年8月に、ラオス教員養成学校教員を対象として、学位取得状況(修士と博士)と大学院修士課程設置についての希望調査を行った。6ラオス教員養成学校及びラオス国立大学教育学部のカリキュラム・授業科目の内容を調査し、それらをもとにラオスに適する大学院修士課程理数科コースのカリキュラム案及び履修方法案を作成した。7平成19年6月及び12月に、タイのコンケン大学総長、教育学部学長他と研究打ち合わせを行い、大学院修士課程のラオス設置に向けて、相互協力による大学院の単位取得方法の素案を作成した。