hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
21世紀における「ローカルな環境倫理」についての包括的研究

本年度の主な成果は四点ある。一点目は、2018年4月の応用哲学会でワークショップを開催し、『環境倫理』第一号に掲載したインタビューという手法による環境倫理学の試みについてフロアと議論したことである。二点目は、アメリカで環境倫理学の最新の教科書と目されているOxford Handbook of Environmental Ethicsの内容を分担して紹介し、『環境倫理』第二号に掲載したことである。狭義の環境倫理の観点だけでなく、動物倫理、食農倫理、環境美学、シチズンシップ教育の観点からも論評した。三点目は、2017年12月に上智大学で開催されたシンポジウム「食といのち、その霊性」の記録をまとめ、『環境倫理』第二号に掲載したことである。ここでは食と農、および風土の問題が宗教者・宗教学者によって論じられ、キリスト教と仏教の宗教間対話にもなっている。四点目は、2019年2月に南山大学社会倫理研究所との共催で、『未来の環境倫理学』の書評会を開催し、鬼頭秀一氏、丸山徳次氏をはじめとする環境倫理学の中心的な研究者や、奥田太郎氏や神崎宣次氏といった倫理学者、および科学技術社会論の寿楽浩太氏から章ごとに報告をいただいたことである。これらによって、雑誌『環境倫理』におけるインタビューの手法の吟味がなされるとともに、雑誌の内容の充実化を図ることができた。また『未来の環境倫理学』についても、外部からの批判にさらされることによって、その内容を吟味することができた。総じて、本年度の成果は当初の予想を上回るものであり、環境倫理学の新しい手法や内容を広くアピールすることができたと考える。本年度の実績を以下に記す。4月24日(土)に神尾直志さんへのインタビュー(小平市)を行った。5月28日(土)にはメンバー会合(中央大学)で今後の予定を話し合った。6月11日(土)に井戸川克隆さんへのインタビュー(加須市)。6月18日(土)には環境法政策研究会(三重大学)に参加した。9月12日(月)に読書会(徳島大学)を行い、『スモールイズビューティフル』『環境リスクと合理的意思決定』『希望を捨てない市民政治』『買い物難民を救え!』の内容を検討した。9月13日(火)には村上稔さんへのインタビュー(徳島大学)を行った。3回のインタビューはテープ起こしをして報告書に掲載する予定である。10月1日(土)には研究分担者の山本剛史が日本倫理学会(早稲田大学)で研究発表を行った。タイトルは「原発事故後の世代間倫理」。また、同学会で翌日の10月2日(日)に、研究分担者の熊坂元大が研究発表を行った。タイトルは「動物倫理を踏み越える『動物のいのち』」。11月5日(土)には、研究代表者の吉永明弘が科学技術社会論学会(北海道大学)で研究発表を行った。タイトルは「再生可能エネルギー開発に関する環境倫理学的検討」。今年度は、3回のインタビューと1回の読書会、ならびに研究メンバーによる学会発表を実施することができ、予想を上回る収穫があった。インタビューのテープ起こしを中心に、年度末までに、年次の報告書であり、雑誌の第一号でもある冊子を刊行する予定であったが、テープ起こしが遅れたため、年内に印刷することができなかった。とはいえ、次年度にこの遅れを取り戻することは容易であると考えている。学術雑誌『環境倫理』を発行した。2016年度に、小平の住民運動、福島第一原発事故後の双葉町長の避難に関する諸問題、吉野川河口堰に関する住民投票について、キーパーソンにインタビューを行い、ローカルな環境倫理を現場から掘り起こすことを試みた。それらを今年度は原稿にまとめ、解題もつけて雑誌に掲載した。並行して、勁草書房より、吉永明弘『ブックガイド環境倫理』と吉永明弘・福永真弓編『未来の環境倫理学』を刊行した。これらによって、過去の環境倫理学や環境論をレビューすること、最先端の環境倫理学の議論を紹介すること(原発に対する応答、世代間倫理、環境徳倫理、未来倫理、気候工学、環境正義、人新世における倫理など)が達成された。1年間に3冊の本を刊行することができ、関係者に献本したところ、たいへん好評だった。学術雑誌『環境倫理』を発行し、並行して、勁草書房より2冊の本を公刊したことから、3年分の成果を2年で達成したと考えられる。

四点目は、2019年2月に南山大学社会倫理研究所との共催で、『未来の環境倫理学』の書評会を開催し、鬼頭秀一氏、丸山徳次氏をはじめとする環境倫理学の中心的な研究者や、奥田太郎氏や神崎宣次氏といった倫理学者、および科学技術社会論の寿楽浩太氏から章ごとに報告をいただいたことである。これらによって、雑誌『環境倫理』におけるインタビューの手法の吟味がなされるとともに、雑誌の内容の充実化を図ることができた。また『未来の環境倫理学』についても、外部からの批判にさらされることによって、その内容を吟味することができた。総じて、本年度の成果は当初の予想を上回るものであり、環境倫理学の新しい手法や内容を広くアピールすることができたと考える。今後もインタビュー、読書会、学会発表、冊子の刊行を行っていく。テープ起こしやその後の確認作業に遅れが生じたので、その点については研究補助者を雇うなどして改善したいと思う。『環境倫理』第二号を発行する。内容としては、現在のアメリカの標準的な環境倫理学のテキストとされる、Oxford Handbookに掲載されている諸論考の紹介、東西の環境思想に関する研究論文、農業と宗教に関するシンポジウムの報告などを予定している。本年度内に年次報告書の印刷ができなかったため、印刷費の支出がなかった。初年度(2016年度)の印刷費の分が余っているので、来年度の印刷費に充当する。来年度はまとめの研究会を行う予定である。次年度に入り次第、早急に印刷に向けて準備を進める。
英語スピーチアクトコーパスの構築・拡充並びに英語教育と国際交流に於けるその活用

「英語スピーチアクトコーパス」の分析研究として研究分担者とApologizing(謝罪)について「ポライトネス」の観点から共同研究を行った。研究成果につき「Rapport Management in Apologizing: From English Speech Acts Corpora」として日本語用論学会第21回大会(2018年12月1日、日本語用論学会主催)にて口頭発表を行い、その後に同発表につき大会発表論文集への論文投稿を行った(同学会ホームページ上にて公開予定)。「ICTを活用したサイバー異文化交流活動に於けるSAC活用のための教材および教授法の研究・開発」に関して2019年度春学期に海外交流大学(台湾・元智大学)とサイバー協働学習プロジェクトを行う準備を進め、2019年3月に台湾・元智大学を訪問し、(1)授業におけるプロジェクトの概要説明と協力要請、(2)研究協力者とのプロジェクト実施のための協議、を行った。「英語スピーチアクトコーパス」に関して、8種類のスピーチアクトにつき、英国に於いて3回目の言語データ収集を実施し、(1)記述式回答用紙と録音機器を使用した英語スピーチアクトデータの収集、(2)ロールプレイ(2名1組の会話)のシナリオ作成とそのビデオ撮影、を通じてデータベースを拡充した。収集したデータの整備並びに分析を進め、研究分担者とApologizing(謝罪)について「ポライトネス」の観点から共同研究を行い、研究成果につき「Rapport Management in Apologizing: From English Speech Acts Corpora」として日本語用論学会第21回大会(2018年12月1日、日本語用論学会主催)にて口頭発表を行い、その後に同発表につき大会発表論文集への論文投稿を行い、研究を進展させた。「ICTを活用したサイバー異文化交流活動に於けるSAC活用のための教材および教授法の研究・開発」に関しては2019年度春学期に海外交流大学(台湾・元智大学)とサイバー協働学習プロジェクトを行う準備を進め、2019年3月に台湾・元智大学を訪問し、(1)授業におけるプロジェクトの概要説明と協力要請、(2)研究協力者とのプロジェクト実施のための協議を行い、研究を進捗させている。「日本の英語教育におけるスピーチアクトとポライトネスの取扱いの現状」については、リサーチ実施に向け、方策を模索している。「英語スピーチアクトコーパス」に関しては、引き続き英語圏に於いてデータ収集を行い、コーパスデータ拡充を進める機会を模索する。研究最終年度となる2019年度においては、本データベースの整備と分析研究を進め、成果発表を順次実施して行く方針である。「ICTを活用したサイバー異文化交流活動に於けるSAC活用のための教材および教授法の研究・開発」については、2019年度春学期に海外交流大学(台湾・元智大学)とサイバー協働学習プロジェクトを実施し、「語用論的気付き(Pragmatic awareness)」を高め、「語用論的能力(Pragmatic competence)」を育成することを主眼として、SACを活用した教材及び教授法の研究・開発を目指す。「日本の英語教育におけるスピーチアクトとポライトネスの取扱いの現状」については、リサーチの実施に向けて、実行可能かつ効果的な研究実施方法を検討していく方針である。「英語スピーチアクトコーパス」に関し、2017年8月と2018年3月に英国においてデータ収集を行った。対象スピーチアクトは、Thanking(感謝)、Apologizing(謝罪)、Requesting(依頼)、Inviting(招待)、Complaining(苦情)、Complimenting(賛辞)、Offering(申し出)、Suggesting(提案)の8種類である。調査の実施内容は、(1)記述式回答用紙と録音機器を使用したデータ収集、(2)ロールプレイ(2名1組の会話)のシナリオ作成とそのビデオ撮影によるデータ収集、である。(1)では、対象のスピーチアクトに関しリサーチ参加者にFormal/PoliteとCasual/Friendlyの2種類のポライトネス・レベル分類での対象スピーチアクトの遂行、並びにそれに対する肯定的、否定的な応答の記述と音声録音、そしてそれぞれの回答の言語的特徴の指摘をしてもらった。(2)では、対象のスピーチアクトに関しリサーチ参加者(2名1組)にFormal/Politeのポライトネス・レベルで一つのスピーチアクトにつき2種類の会話のシナリオの作成をしてもらい、その後に会話のビデオ撮影を行った。これら2回の調査で、延べ37名*からデータ収集を行った。(*1回目と2回目でそれぞれ異なるスピーチアクトを扱う記述式回答用紙(A/B)に取り組んでもらい、両方に回答した参加者を含めた合計人数)これらにより、本研究推進のための記述、音声、映像のデータを得た。研究成果発表に向けてこれら言語データの整備と分析を実施中である。「日本の英語教育におけるスピーチアクトとポライトネスの取扱いの現状」並びに「ICTを活用したサイバー異文化交流活動に於けるSAC活用のための教材および教授法の研究・開発」に関しても鋭意研究調査を進め、進展をみている。「英語スピーチアクトコーパス」に関して、英国に於いて(1)記述式回答用紙と録音機器を使用した英語スピーチアクトデータの収集、(2)ロールプレイ(2名1組の会話)のシナリオ作成とそのビデオ撮影、を通じて延べ37名から8種類のスピーチアクト関連の言語データ収集を実施した。収集したデータの整備並びに分析を進めて研究成果発表の準備を行っている状況である。「日本の英語教育におけるスピーチアクトとポライトネスの取扱いの現状」については、中高で英語を指導している方々を対象に本テーマについて紹介すると共に現状調査のリサーチへの参加を依頼する機会を持った。リサーチの実施に向け、より多数の参加者を募るための方策を模索している状況である。

「ICTを活用したサイバー異文化交流活動に於けるSAC活用のための教材および教授法の研究・開発」については、既存の英語スピーチアクトコーパスに基づいた教材を使用して、米国の大学との掲示板交流並びに台湾の大学とのサイバー交流に於いて予備的な交流活動を実施した。その結果を踏まえて「教材および教授法の研究・開発」のための方向性を検討している状況である。「英語スピーチアクトコーパス」の分析研究として研究分担者とApologizing(謝罪)について「ポライトネス」の観点から共同研究を行った。研究成果につき「Rapport Management in Apologizing: From English Speech Acts Corpora」として日本語用論学会第21回大会(2018年12月1日、日本語用論学会主催)にて口頭発表を行い、その後に同発表につき大会発表論文集への論文投稿を行った(同学会ホームページ上にて公開予定)。「ICTを活用したサイバー異文化交流活動に於けるSAC活用のための教材および教授法の研究・開発」に関して2019年度春学期に海外交流大学(台湾・元智大学)とサイバー協働学習プロジェクトを行う準備を進め、2019年3月に台湾・元智大学を訪問し、(1)授業におけるプロジェクトの概要説明と協力要請、(2)研究協力者とのプロジェクト実施のための協議、を行った。「英語スピーチアクトコーパス」に関して、8種類のスピーチアクトにつき、英国に於いて3回目の言語データ収集を実施し、(1)記述式回答用紙と録音機器を使用した英語スピーチアクトデータの収集、(2)ロールプレイ(2名1組の会話)のシナリオ作成とそのビデオ撮影、を通じてデータベースを拡充した。収集したデータの整備並びに分析を進め、研究分担者とApologizing(謝罪)について「ポライトネス」の観点から共同研究を行い、研究成果につき「Rapport Management in Apologizing: From English Speech Acts Corpora」として日本語用論学会第21回大会(2018年12月1日、日本語用論学会主催)にて口頭発表を行い、その後に同発表につき大会発表論文集への論文投稿を行い、研究を進展させた。「ICTを活用したサイバー異文化交流活動に於けるSAC活用のための教材および教授法の研究・開発」に関しては2019年度春学期に海外交流大学(台湾・元智大学)とサイバー協働学習プロジェクトを行う準備を進め、2019年3月に台湾・元智大学を訪問し、(1)授業におけるプロジェクトの概要説明と協力要請、(2)研究協力者とのプロジェクト実施のための協議を行い、研究を進捗させている。「日本の英語教育におけるスピーチアクトとポライトネスの取扱いの現状」については、リサーチ実施に向け、方策を模索している。
低酸素・低体温刺激による生体内在性聴覚/嗅覚障害予防機構の活性化

平成30年度にはまず蝸牛組織・細胞の低酸素環境下での培養法の確立を目指した。P3蝸牛組織の体外培養が確立でき、アミノグリコシド系薬剤であるゲンタマイシンを使った薬剤性障害も惹起できた。ゲンタマイシンを蝸牛培養液に添加して6、12、24時間経過時の内・外有毛細胞の障害を調べたところ、特に12時間後において、神経細胞に特有のネクロプトーシス(制御されたネクローシス)が起こっていることが確認できた。ネクローシス様の細胞死においてはミトコンドリアの呼吸鎖complexIからのROS産生が重要であるとされており、ネクロプトーシスの実行には、RIPK3と呼ばれるキナーゼとその基質であるmixed lineage kinase like(MLKL)が必須であるとされているが、本研究では有毛細胞内でMLKLが上昇していることが確認できた。嗅覚系においては、C57BL/6マウスを自発運動群、20%カロリー制限群、コントロール群に分けて、10か月後の蝸牛、嗅上皮、嗅球での免疫組織学的所見を各群で比較検討したところ、嗅覚系においては、自発運動やカロリー制限は負の効果をもたらし、背側領域の嗅細胞では、嗅細胞数ならびに成熟嗅細胞数は有意に減少していた。また、この領域での細胞死が有意に亢進していた。さらに細胞死の亢進は背側領域の嗅細胞がもつ細胞内酵素であるキノンの発現に一致しており、酸化ストレスのマーカーの発現亢進も観察された。さらに嗅球背側領域での匂い刺激によって誘発される嗅球糸球体層のc-fos陽性細胞数はコントロール群と比較して有意に減少していた。酸化還元酵素であるキノンは活性酸素の産生を仲介することが知られており、運動負荷やカロリー制限は、背側領域のキノン含有嗅細胞において活性酸素の増加を引き起こすことで嗅上皮障害をもたらしたと考えられる。当初計画ではマウスの聴覚神経系解析のためにBrainbowマウスを輸入する計画であったが、海外からの手続き・検疫に時間がかかり、遅れたため。また、低酸素培養の確立にも時間を要している。神経線維をマルチカラー蛍光発色させて個々を識別可能にしたBrainbowマウスを用い、有毛細胞の染色と合わせて蝸牛系の3次元観察手法を確立したのち、様々な条件下での飼育・体外培養を行った後の蝸牛神経系の発達過程、および再生過程を明らかにする。Brainbowマウス輸入手続きに時間がかかっており、次年度この費用として使用する。
黒毛和牛のラクトクライン機構の解明

本研究では、黒毛和牛母牛の栄養管理による初乳構成成分に与える影響を検討するとともに、初乳の構成成分が仔牛と育成牛の消化管発達、増体およびラクトクライン機構に与える影響を解明するために以下の点を究明する。1初乳と移行乳を用いて初乳摂取が下部消化管発達、代謝生理機能や増体に与える影響を検討する。2初乳の給与が母牛の血中成長因子およびインスリン分泌変化に与える影響を検討する。3黒毛和牛のラクトクライン機構におけるヒストン脱アセチル化およびヒストンメチル基転移酵素活性状態の解析、遺伝子発現の網羅的影響を検討する。
リゾホスファチジン酸によるトリプルネガティブ型乳癌幹細胞の増殖機構の解明

トリプルネガティブ型乳癌(TNBC)は非常に悪性度が高く早期に再発・転移する癌であり、ホルモン受容体が陽性なルミナール型乳癌やHER2陽性型乳癌のような分子標的治療薬の効果がなく、有効な治療薬が確立されていない。TNBCには、ルミナール型乳癌と比較して、癌の元となる癌幹細胞が多く含まれることから、TNBC幹細胞の増殖機構を解明することにより新たな治療薬の標的分子が明らかになると期待される。我々はこれまでに、LPAによる乳癌幹細胞の増殖にLPA受容体3が関与しており、その下流のメカニズムとして受容体活性型カルシウムチャネルTRPC3によるカルシウムイオンの流入とカルシニューリン/NFAT経路が重要であることを明らかにした。そこで、本年度はLPAによる乳癌幹細胞の増殖に関与するカルシニューリン/NFATの標的遺伝子のスクリーニングをqPCRを用いて行った。まず、NFATの標的遺伝子の中で癌の悪性化に関与している遺伝子についてLPA刺激によって亢進する遺伝子の探索を行った。LPA刺激によって亢進した因子についてTRPC3の阻害剤で発現亢進が抑制される因子、さらにその中からカルシニューリン/NFAT経路の阻害剤によって発現が抑制される因子を探索したところ、両阻害剤で発現が抑制される因子Xを同定した。したがって、LPAによるTNBC幹細胞の増殖機構が明らかになり、TNBCに対する新たな薬剤の開発が期待される。本年度に同定したLPAの下流で乳癌幹細胞の増殖に関与するシグナル分子を臨床サンプルで解析するためのTNBC型乳癌細胞の入手に時間がかかっており、やや遅れている。今回同定したカルシニューリン/NFATの標的遺伝子の乳癌幹細胞に対する作用を検討するとともに、これまでに明らかにしたシグナル分子の臨床サンプルでの重要性を解析する予定である。これにより、TNBCに対する新たな薬剤開発に繋がることが期待される。本研究において、リゾホスファチジン酸(LPA)によるトリプルネガティブ型乳癌(TNBC)幹細胞の増殖機構の解析を行う。TNBCは非常に悪性度が高く早期に再発・転移する難治の癌である。TNBCには、ホルモン受容体が陽性のルミナール型乳癌と比較して、癌のもととなる癌幹細胞が多く含まれることから、TNBC幹細胞の増殖機構を解明することにより新たな治療薬の標的分子が明らかになると期待される。そこでTNBC幹細胞の増殖に関与するLPA受容体のサブタイプを同定し、下流のシグナル経路の解析を行った。TNBC幹細胞画分においてLPA受容体3の発現が亢進しており、LPA受容体3のアゴニストによってTNBC幹細胞が増殖したことから、LPAによるTNBC幹細胞の増殖にはLPA受容体3が関与していることが示唆された。TNBC幹細胞の増殖を誘導するLPA受容体3に共役しているGタンパク質としてGiの関連を過剰発現および阻害剤を用いた実験によって明らかにした。さらに、LPAによる細胞内カルシウム増加のメカニズムとして、細胞外からの流入であったことからGiの下流で活性化するCa2+透過型カチオンチャネルTRPC3を同定した。また、下流のカルシウムシグナル経路としてカルシニューリン/NFAT経路の関連がカルシニューリン阻害剤およびNFATの過剰発現によるTNBC幹細胞への影響によって示唆された。今後、TNBC幹細胞の増殖に関与するカルシニューリン/NFATの標的遺伝子のスクリーニングと同定を目指す予定である。本研究で、in vitroにおけるLPAによるTNBC幹細胞の増殖機構を解析した。その結果、LPA受容体から、共役Gタンパク質、イオンチャネル、カルシウムシグナル経路までの増殖機構を明らかにした。しかしながら、既存の自己複製シグナルNotch, Hedgehog, Wntとの関係が認められなかったことから、LPAによる新たな自己複製制御機構の存在が推定された。以上の結果から、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。

TNBC幹細胞の増殖に関与するカルシニューリン/NFATの標的遺伝子のスクリーニングおよび同定を試みる。また、LPAやLPA受容体3、カルシウムシグナル経路が乳癌患者の細胞でも作用するのかを検証するために、乳癌患者の初代培養細胞を用いて解析を行う。さらに、複数の患者の初代培養細胞を用いて臨床情報との相関を検討する。今回同定したカルシニューリン/NFATの標的遺伝子の乳癌幹細胞に対する作用を検討するとともに、これまでに明らかにしたシグナル分子の臨床サンプルでの重要性を解析する予定である。これにより、TNBCに対する新たな薬剤開発に繋がることが期待される。乳癌患者の初代培養細胞の購入費用にも充てる予定である。臨床情報の相関を検討するにあたって、複数の患者の細胞が必要となる。これにより、TNBCに対する新たな薬剤の開発が期待される。TNBCの臨床サンプルの購入とロット数の確保に時間がかかっており、次年度に繰り越すことになったため。
局所量子論におけるマクロ変数とHilbert C^*-module

平成11年度は,スイスの数学者Prof.Maumaryとの研究討論に基づき,homotopy概念の代数的・圏論的定式化により超対称性との深い結びつきを共著論文S.Maumary and I.Ojima,"Supersymmetry and Homotopy"で明らかにした(論文はその後若干の修正が必要となり現在改訂作業中)。また,局所量子論でのマクロ変数と対称性の破れの一般的定式化に関する重要テーマとして,超伝導現象の本質的特徴を端的に表現するJosophson効果に関して,一般性の不明確な従来の導出法に代えて,隣接する2領域の秩序変数の差が引き起こす物理的効果としてのJosephson currentの本質を直截に表す簡明な導出法を見出した。関連テーマとして,局所量子論での局所温度状態の一般的定式化や対称性自滅のある場合への超選択則理論拡張の課題があり,前者はドイツのProfs.Buchholz,Roosとの研究を継続し,今年度末には共著第1論文が間に合わなかったが夏までに完成の予定。後者は平成12年度の研究の主要テーマで,自発的に破れた対称性への超選択則理論拡張に必要な数学的道具の整備が主な課題である。非可換代数上に構成されたC^*-categoryを用いた群の淡中・Krein双対性が破れのない場合に重要なのに対して,今の場合は等質空間に対する対応物が必要で,homotopy-fiber categoryに基づく方法の有効性を発見し現在研究を継続中。標準的な超選択則構成法をdual netに適用して得られる破れのない部分群に関する結果と,上記結果とを組み合わせて破れた対称性とその作用を受ける場の代数を再構成するには,Goldstoneモード・秩序変数・表現代数の中心等を巡る数学的構造が重要で,Borel Seminar 2000で行った連続講演("Thermal Instability of SupersymmetryI,II")ではこのための理論的考察を行った。以上の二点を踏まえ,本年前半に課題の核心部分を仕上げる予定である。今年度行なった研究活動のうち,論文として取りまとめるに至ったものの内容は以下の通りである:i)代数的位相幾何学の基本概念・手法の「非可換化」とその量子場理論への応用,ii)超伝導におけるJosephson効果の一般的取扱い。i)は,昨年7月から1ヶ月間スイスLausanne大学数学研究所Prof.S.Maumaryを訪問し,また学術振興会短期招へい計画により本年1月から2ヶ月間同教授を京都に招いて行った,研究の成果である。これは,一昨年より同教授と開始した量子場理論への代数的・圏論的手法の適用と代数的位相幾何学の基本諸概念の「非可換化」を目指す研究プロジェクトの一環として超対称性とhomotopyの深い結びつきを解明するもので,その内容を共著論文S.Maumary and I.Ojima,"Supersymmetry and Homotopy"としてちょうど完成し,現在投稿準備中である。ii)は局所量子論でのマクロ変数と対称性の破れの一般的定式化に関する本プロジェクトの一環で,超伝導現象の本質的特徴を端的に表現するJosephson効果に関して,一般的妥当性の明確でない従来の導出法に代え,Josephson接合を隔てて接する2領域の異なる秩序変数の差それ自体がもたらす物理的効果としてのJosephson currentの本質を直截に表す簡明な導出法を提出した。これは論文I.Ojima,"Simple derivation of Josephson formulae in superconductivity"としてLett.Math.Phys.に掲載予定。

関連テーマとして,局所量子論での局所温度状態の一般的定式化や,対称性自滅のある場合への超選択理論拡張の課題があり,前者はドイツGottingen大学のProfs.D.Buchholz,H.Roosと,また後者は本年度3ヶ月間京都へ招待したイタリアRoma大学のProf.J.E.Robertsとの研究を継続中である。今年度の研究は,代数的場の量子論における超選択則理論を自発的に破れた対称性へ拡張する上で必要な数学的道具立てを整えることに主な努力を注いだ。対称性が破れない場合に非可換代数上のendomorphismsから成るC_*-categoryを用いて定式化されたコンパクト群に関する淡中・Krein双対性が重要な役割を演じたのに対して,破れのある場合にはこれを等質空間に拡張することが必要である。これについて,スイスの数学者Prof.S.Maumaryとの研究討論を通じてhomotopy-fiber categoryに基づく新たな手法の有効性を明らかにし,その方向での研究を継続中である。更に,超選択則理論の構成法を代数的場の量子論でのdual netに適用して得られる破れのない部分的対称性を持つ代数を拡張して,破れた対称性とその下での場の代数を上記の双対性に基づいて再構成するには,Goldstoneモード・秩序変数・表現代数の中心等を巡る数学的構造の解明が重要となる。この目的には,昨年5月スイスのBorelSeminar2000で行なった連続講演(I.Ojima,"Thermal Instability of Supersymmetry I,II",at Unioversitat Bern,Switzerland)での理論的考察が重要な役割を演ずる。以上二点を踏まえて,本年4-5月Prof.Maumaryの訪日,6-8月当方の同教授訪問の折に行う研究討論を通じて,上述の課題の核心部分を仕上げる予定である。また,代数的場の量子論における局所温度状態の一般的定式化に関する研究では,ドイツの数理物理学者Profs.Buchholz,Roosとの第1共著論文を夏までに完成する予定である。その他,1月下旬にはイタリアのトレントで開催された量子確率論のワークショップに招かれて,超伝導におけるJosophson効果に関する講演を行う機会を得,関連する研究テーマを持つイタリア・ドイツ・フランス・ノルウェーの研究者と有益な研究討論を行った。
バイオ化学ICの創製

我々が独自開発してきた「化学IC」の内部に、各種細胞を内包したバイオ化学ICを開発するために下記の基礎研究を行った。1.高耐久性マイクロポンプの開発と無細胞蛋白合成への応用密着性の高い新型バルブを提案・開発し、耐久性の高い高性能マイクロポンプチップを作製した。本マイクロポンプを用いて、マイクロチップ内で7時間にわたり無細胞蛋白合成を行うことに初めて成功した。ポンプもマイクロ化することにより、蛋白合成用化学ICを、テーラーメード医療や体内埋込型デバイスへ応用することが可能となった。2.マイクロホモジナイザー化学ICの開発生化学や細胞生物学において必要不可欠な前処理操作であるホモジナイズ処理を行うための化学ICを開発した。本チップでは、圧電素子の振幅をホーンで拡大して、チップ内でキャビテーションを誘起する。これによりチャンバー内の細胞を破砕する。試作チップでは、わずか3秒間のホモジナイズにより、100%の効率で細胞(PC12)を破砕することに成功した。このチップによって、バイオ化学IC内部で培養した細胞を破砕し、有用タンパクなどを精製することが可能となる。3.光硬化樹脂材料の生体適合性検証長期間安定して細胞を培養するバイオチップを作製するには、生体適合性の高い光硬化性樹脂材料が必要不可欠である。我々は、複数種の医療用光硬化性樹脂を用いて、実際に細胞培養試験を行った。その結果、高い生体適合性を有する光硬化性樹脂を見いだした。さらに光硬化性樹脂製マイクロチャンバーの生体適合性を高めるために各種コーティング手法の検討を行い、有効なコーティング剤を決定した。その結果、96時間以上にわたって細胞を長期培養することに成功した。以上の基礎実験から、バイオ化学ICの実現に向けての基礎を築いた。我々がこれまでに開発してきた「化学IC」の内部に細胞を内包したバイオ化学ICを開発するために下記の基礎研究を行った。1)化学ICによる無細胞タンパク合成化学ICのバイオ応用として、ポストゲノム研究のキーテクノロジーとなりうる「連続式無細胞タンパク合成用化学ICファミリー」を開発した。ハイブリッドマイクロ光造形法を用いて、限外濾過膜やバルブ等を一体成形することで各化学ICチップを試作した。このチップ群は、コネクタチップ、リザーバーチップ一方向バルブチップ、リアクタチップ、フォトセンサーチップの計5枚からなる。各チップをホルダーユニット内に固定し、DNAからタンパク質(ルシフェラーゼ)を8時間にわたり連続的に合成することに世界で初めて成功した。この実験より、通常の光硬化性樹脂を用いた化学ICでも、細胞抽出液やATPなどに悪影響を与えることなく、タンパク質の合成が行えることが実証された。今後、テーラーメイド製薬などへの応用が期待できる。2)生体適合性を有する光硬化樹脂材料の検討長期間安定して細胞を培養するバイオチップを作製するには、生体適合性の高い光硬化性樹脂材料が必要不可欠である。通常の光硬化性樹脂は、重合開始剤や安定剤など細胞毒性を有する材料が混合されているため、悪影響がでることが予想される。我々は、さまざまな光硬化性樹脂を用いて、実際に細胞培養試験を行った。その結果、高い生体適合性を有する光硬化性樹脂を見つけだし、細胞の長期培養に成功した。今後、立体的な細胞培養マイクロチップを作製し、バイオ化学ICの開発を進める予定である。1)高耐久性マイクロポンプの開発と無細胞蛋白合成への応用密着性の高い新型バルブを提案・開発し、耐久性の高い高性能マイクロポンプチップを作製した。

ポンプもマイクロ化することにより、蛋白合成用化学ICを、テーラーメード医療や体内埋込型デバイスへ応用することが可能となった。2)マイクロホモジナイザー化学ICの開発生化学や細胞生物学において必要不可欠な前処理操作であるホモジナイズ処理を行うための化学ICを開発した。本チップでは、圧電素子の振幅をホーンで拡大して、チップ内でキャビテーションを誘起する。これによりチャンバー内の細胞を破砕する。試作チップでは、わずか3秒間のホモジナイズにより、100%の効率で細胞(PC12)を破砕することに成功した。このチップによって、バイオ化学IC内部で培養した細胞を破砕し、有用タンパクなどを精製することが可能となる。3)光硬化樹脂材料の生体適合性検証長期間安定して細胞を培養するバイオチップを作製するには、生体適合性の高い光硬化性樹脂材料が必要不可欠である。我々は、複数種の医療用光硬化性樹脂を用いて、実際に細胞培養試験を行った。その結果、高い生体適合性を有する光硬化性樹脂を見いだした。さらに光硬化性樹脂製マイクロチャンバーの生体適合性を高めるために各種コーティング手法の検討を行い、有効なコーティング剤を決定した。その結果、96時間以上にわたって細胞を長期培養することに成功した。以上の基礎実験から、バイオ化学ICの実現に向けての基礎を築いた。
新しいセンシング機構を組み込んだ蛍光プローブの生体機能解析応用

本研究では、金属イオンと蛍光色素がファンデルワールス半径内で直接的に接触することによって生じる蛍光の長波長シフト現象であるAMコンタクト(Arene-Metal ion contact shift)を利用した様々な生体機能解析を目指した。検討の結果、カドミウム錯体を利用して生理活性ガスである硫化水素の蛍光レシオ検出に成功した。また、環状リガンドを有する蛍光色素を新たにデザインすることで銀イオンの選択的蛍光レシオ検出や、これまでに困難であったイオン半径の小さな遷移金属である亜鉛イオンの蛍光レシオ検出にも成功した。本年度は、まずAMコンタクト機構における蛍光波長変化機構について密度汎関数法を用いて計算科学からの理論的解釈を試みた。その結果、AMコンタクト現象では、1)近接する金属イオンと蛍光団との静電相互作用が重要な因子であること、2)金属イオンと最近接するキサンテン蛍光団9位の炭素原子上のLUMOのエネルギー順位がHOMOに比べて、よりエネルギー的に安定化されるため蛍光波長の長波長化が引き起こされることが推測できた。一方で、AMコンタクト機構により蛍光波長シフトを誘起する金属イオン種の拡張を目指して、環状構造のリガンド部位を有する蛍光プローブと金属イオンとの相互作用についての探索を進めた。その結果、15員環のアザクラウンリガンドを持つ蛍光プローブが銀イオン選択的な大きな蛍光波長シフト(34 nm)を起こすことを見いだした。銀イオン錯体のX線結晶解析を行ったところ銀イオンが最近接するキサンテン蛍光団9位の炭素原子と2.46オングストロームの距離で非常に近接していることが明らかとなり、銀イオン錯化に伴う蛍光波長の長波長化はAMコンタクト機構により生じていることが強く示唆された。さらに、本年度ではAMコンタクト機構を示す蛍光性カドミウム錯体を用いて細胞内在性の硫化水素のレシオ検出について検討を進めた。はじめに蛍光プローブの構造最適化を試みたところ、ローダミン型の蛍光性カドミウム錯体が高濃度グルタチオンによる影響を受ける事無く、大きなレシオ変化で硫化水素を検出できることを見い出した。また、本プローブを細胞内に導入するためアルギニンリッチペプチドとピレンブチレートを用いた細胞内導入法を新たに確立した。さらにHUVEC細胞へ蛍光性カドミウム錯体を導入して細胞を刺激したところ、酵素によって産生された細胞内在性硫化水素の生成を蛍光レシオ検出することに成功した。本年度では、昨年度に引き続いてAMコンタクト機構を有する蛍光カドミウム錯体を用いて細胞内在性の硫化水素の蛍光イメージングについて検討を進めた。細胞系で様々なコントロール実験を行った結果、蛍光カドミウム錯体により細胞内に発生した硫化水素を検出できていることが明確となった。また本年度では、AMコンタクト機構でセンシングできる金属イオン種の拡張を目指して新たに環状のアザクラウンリガンドを持つ蛍光プローブの開発を行った。様々なリガンド構造を有するアントラセン型蛍光プローブを合成し、金属イオン滴定により機能評価を行ったところ、比較的小さなアザクラウン構造を有するプローブにおいて、亜鉛や銅イオンとの錯形成に伴って蛍光波長ならびに吸収波長の長波長変化を起こすことを見出した。さらにX線結晶解析により亜鉛錯体の構造解析を実施したところ、亜鉛イオンがアントラセン環9位炭素原子とファンデルワールス半径内で接触していることが明らかとなった。この結果は、蛍光滴定において観察された蛍光波長シフトがAMコンタクト機構に由来することを強く示唆するものである。さらにアントラセンにかわりキサンテンを蛍光団として有する蛍光プローブを合成したところ、亜鉛イオンとの錯形成に伴って25 nmにおよぶ大きな蛍光の長波長シフトを起こすことが判明した。この結果は、本研究の当初の目標であるAMコンタクト機構の様々な金属イオン種、特にイオン半径の小さな3d金属イオンへの応用拡大を達成した成果であると同時に、AMコンタクト機構の広い一般性を示す結果であると言える。本年度は、昨年度までに開発を行った亜鉛イオンに対してレシオ型の蛍光応答を示すプローブの細胞イメージング応用についての検討を主に進めた。細胞膜に担持可能なリンカー部位を有する蛍光プローブを新たな合成し、細胞外から亜鉛イオンを添加したところ、細胞表層において明確な蛍光レシオ変化が観察された。今後に細胞から放出される亜鉛イオンの蛍光イメージング応用が期待できる成果である。また本年度は、従来とは異なる分子デザインにより、単座リガンドでAMコンタクトによる蛍光波長変化を起こす新たな蛍光プローブの開発を進めた。金属イオンと配位するリガンド部位に立体的に嵩高い置換基を有する蛍光プローブを合成し、金属イオン配位に伴う蛍光応答を比較したところ、蛍光プローブの構造に依存して異なる波長変化を示すことを明らかとした。今後の分子デザインにより、より大きな蛍光波長変化を示す新しいタイプのAMコンタクト型蛍光プローブの開発が期待できる成果である。AMコンタクト機能による細部内在性硫化水素の蛍光イメージングについて論文化に向けた最終的なデータを得ることに成功した。

また、蛍光プローブの緻密な分子デザインにより、様々な金属イオン、特にイオン半径の小さな3d金属イオンへのAMコンタクト機構の応用拡大を達成したことは、今年度の研究目標を十分に達成した成果である。27年度が最終年度であるため、記入しない。ケミカルバイオロジー亜鉛イオンを蛍光センシングできるキサンテン型プローブを用いて、細胞系での亜鉛イオンの蛍光レシオイメージングへの応用について研究を進めていく予定である。また、同様のプローブデザインに基づいて細胞内銅イオンのイメージングについても検討を進めていく。計算科学的手法によるAMコンタクトの理論的解釈を示すことができた。環状型リガンド型プローブによるAMコンタクト機構に基づいた銀イオン選択的な検出の達成は、当初予想出来なかった興味ある現象を含む成果である。また、蛍光カドミウム錯体を用いて内在性の硫化水素の検出に成功したことは、予想以上に進捗の早い成果である。25年度に発生した次年度繰越金を本年度中にすべて使用できなかったため。環状型リガンド型プローブの分子デザインにさらに工夫を取り入れて、当初の目標であるAMコンタクト機構により蛍光波長シフトを誘起する金属イオン種の拡張を目指す。また、細胞内硫化水素検出型プローブについては、アルギニンリッチペプチドとピレンブチレートを用いた細胞内導入法を用いることなく細胞膜を透過できる利便性と汎用性に優れた蛍光プローブの開発を目指し、新たなプローブデザインと機能評価を進める。主に物品費(消耗品費)ならびに人件費として使用する計画である。当初は、蛍光プレートリーダーを購入する予定であったが、予想以上に消耗品費用が嵩み購入を断念したため次年度への繰越し金が生じた。物品費(主に消耗品費)として使用予定。
包接現象を利用した新しいオリゴマー分離用高分子の合成に関する研究

近年の生化学の進歩に伴なって,生体反応の解析やバイオテクノロジー等のために核酸構成成分等の生体微量物質の分離,分析技術が必須のものとなり,高精度で迅速なシステムの開発が望まれている.従来電気泳動や,高速液体クロマトグラフィ(HPLC)が用いられてきたが,電気泳動は良い分離能を示すが,試料が少量で操作が繁雑なことから,より簡便で連続操作が可能なHPLCの方が将来有力な分析,分離手段となることと考えられる.本研究は,核酸構成成分を,塩基配列の違いにより分離するシステムの開発でり,核酸フラグメントの有効な分離,分析手段になると考えられる.本研究では,核酸塩基間の特異的相互作用を利用したHPLCシステムを開発した.まず,シリカゲルにチミン,ウラシル,シトシン,アデニン,上ポキサンチン,グアニン等の核酸塩基を化学結合により固定化した樹脂を合成した.また,核酸塩基を側鎖に含むポリーL-リジンのシリカゲルへの固定化にも成功した.これらのHPLC樹脂を用いて,核酸塩基を含むオリゴエチレンイミンの分離を行なった結果では,核酸塩基の相補的相互作用によって分離されていることが明らかとなった.また,ヌクレオシド,ヌクレオチド,オリゴヌレレオチド等の核酸成分もこれらの樹脂により相補的な分離が可能であった.オリゴヌクレオチドの分離においては,相補的な塩基を含むオリゴヌクレオチドが選択的に分離された.本研究の結果により,核酸塩基誘導体を固定化したHPLC用樹脂はその相補的核酸塩基を選択的に認識する事が明らかとなり,オリゴヌクレオチド中の核酸塩基も選択的に読み出すことが明らかとなった.従って,この樹脂は核酸関連の研究に必要な核酸成分の分離分析に有効であり,特に,他の方法では分離が困難な一塩基だけが異なる高重合度オリゴヌクレオチドの分離にも有効である.近年の生化学の進歩に伴なって,生体反応の解析やバイオテクノロジー等のために核酸構成成分等の生体微量物質の分離,分析技術が必須のものとなり,高精度で迅速なシステムの開発が望まれている.従来電気泳動や,高速液体クロマトグラフィ(HPLC)が用いられてきたが,電気泳動は良い分離能を示すが,試料が少量で操作が繁雑なことから,より簡便で連続操作が可能なHPLCの方が将来有力な分析,分離手段となることと考えられる.本研究は,核酸構成成分を,塩基配列の違いにより分離するシステムの開発でり,核酸フラグメントの有効な分離,分析手段になると考えられる.本研究では,核酸塩基間の特異的相互作用を利用したHPLCシステムを開発した.まず,シリカゲルにチミン,ウラシル,シトシン,アデニン,上ポキサンチン,グアニン等の核酸塩基を化学結合により固定化した樹脂を合成した.また,核酸塩基を側鎖に含むポリーL-リジンのシリカゲルへの固定化にも成功した.これらのHPLC樹脂を用いて,核酸塩基を含むオリゴエチレンイミンの分離を行なった結果では,核酸塩基の相補的相互作用によって分離されていることが明らかとなった.また,ヌクレオシド,ヌクレオチド,オリゴヌレレオチド等の核酸成分もこれらの樹脂により相補的な分離が可能であった.オリゴヌクレオチドの分離においては,相補的な塩基を含むオリゴヌクレオチドが選択的に分離された.本研究の結果により,核酸塩基誘導体を固定化したHPLC用樹脂はその相補的核酸塩基を選択的に認識する事が明らかとなり,オリゴヌクレオチド中の核酸塩基も選択的に読み出すことが明らかとなった.従って,この樹脂は核酸関連の研究に必要な核酸成分の分離分析に有効であり,特に,他の方法では分離が困難な一塩基だけが異なる高重合度オリゴヌクレオチドの分離にも有効である.DNAやRNAなどの核酸は、医学,生化学などの研究分野において極めて重要な物質であり、近年これら核酸成分の新規あるいは改良を加えた分折法の開発が望まれている。本研究は核酸の特異的相互作用を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)に利用して、核酸成分を容易に分離するシステムを開発することを目的としている。前年度はポリ-L-リジンの核酸塩基誘導体を合成し、これをHPLC用シリカゲルに固定化することにより良好な結果でオリゴマーを分離することができた。今年度は新たに核酸塩基を直接シリカゲルに担持し、核酸塩基を含むオリゴエチレンイミン誘導体の分離について検討を行った。アデニン,ウラシルのカルボキシエチル誘導体を活性エステル化した後アミノプロピルシリカゲルと反応することにより、高い導入率で核酸塩基をシリカゲルに担持することができた。HPLC樹脂としての評価はCCP&8000(東洋ソーダ製)を用い、水,メタノールを溶離液として行った。アデニンを含む樹脂ではチミンを含むオリゴマーが良く分離された。また、チミンを含む樹脂を用いるとアデニンを含むオリゴマーが良く分離された。溶離液として水を用いた場合には市販のODSカラムを用いた逆相系と同様に疎水性相互作用により分離し、一般にアデニンを含むオリゴマーの分離の方が良い結果が得られている。一方、メタノールを溶離液に用いると疎水性相互作用はみられず核酸塩基間の相補的塩基対形成による選択的相互作用による分離が観測された。

以上の結果より核酸塩基誘導体を担持したHPLC樹脂により、相補的水素結合を用いた分離が可能であることが明らかとなり、核酸の成分であるオリゴ又クレオチドや又クレオシドの分析にこのHPLCシステムを利用できるものと思われる。
金属イオンによって誘起される光合成光捕集複合体の構造と機能変化

自然界最古のアンテナ・光電変換機能をもつ光合成分子機械の立体構造を原子レベルの分解能で決定した。その構造情報から光捕集と電荷分離の作動原理およびこれらの機能を制御する金属イオンの役割を明らかにした。また、光捕集を司るアンテナ複合体において色素分子間の幾何学的配置及び色素タンパク質間の相互作用も解明した。これにより、光捕集複合体から反応中心複合体への励起エネルギー移動ならびに反応中心からキノンプールへの電子伝達を規定する構造因子を突き止めた。本研究より得られた成果は、今年のNature誌にArticleとして掲載され,当分野今後の研究の飛躍につながるものと期待される。本研究では、光合成初期過程を司る光捕集光電変換色素膜タンパク質LH1-RC、LH1とLH2複合体を対象に、そこで起きている色素膜タンパク質と金属イオン間の特異的な分子認識現象を取り上げ、その高度な分子認識機構を原子レベルで解明することを目的とする。これらの分子認識機構と生理機能の制御及び立体構造との相関情報に基づいて、生体超分子による高効率のアンテナ素子の構築を目指している。本年度はほぼ当初の実施計画に沿って、高感度の微量熱量分析装置を用いてタンパク質と金属イオン間の相互作用の検出を行った。示差走査マイクロカロリメトリー(DSC)法を用いたLH1複合体の熱安定性評価において、これまでの実験結果から、好熱性光合成細菌Tch. tepidum由来のLH1-RCはLH1単体よりも安定性が高いと予測されていたが、本実験ではLH1単体の方が安定であった。これは膜タンパク質の安定性がその可溶化剤との相互作用に大きく依存することを示している。今回の結果から、DSCを用いた膜タンパク質と可溶化剤の相互作用解析の有効性を見出した。一方、等温滴定マイクロカロリメトリー(ITC)測定によってタンパク質と金属イオンの結合に伴う鋭い負の発熱信号が検出され、LH1複合体中の色素バクテリオクロロフィルaにおける金属イオン結合の様子を熱力学的に観測可能であることを判明した。同じ測定条件下では、信号強度はBa2+>Ca2+>Sr2+の順に強かった。従って、これらの信号強度の差は結合に伴う発熱量を反映していると考えられる。本年度は当初の実施計画に沿って、光合成細菌由来の光捕集反応中心タンパク質超分子複合体LH1-RCの単離と精製、結晶化及び構造解析の研究を行ってきた。大型放射光施設SPring-8とフォトンファクトリPFでのデータ収集及び特性評価を行い、原子レベルで同複合体の構造解明を成し遂げた。この中で、特に金属イオン(Ca2+)の結合部位が同定され、LH1複合体の特異な分光学的特徴を与える分子メカニズムを明らかにした。これらの成果は今年4月10日発行のNature誌にArticleとして掲載され、社会に発信することができた。一方、等温滴定マイクロカロリメトリー(ITC)測定によってタンパク質と各種2価金属イオンの結合に伴う強い信号が検出され、LH1複合体中の色素バクテリオクロロフィルaにおける金属イオン結合の様式を熱力学的に評価した。野生型LH1-RCおよびSr置換型LH1-RCに対するSrの結合力はCaよりも著しく低下すること、Srの結合はエンタルピー駆動型であることが示唆され、今後、構造と耐熱性の関連因子を考察する上で有益な知見を得た。本研究では、光合成初期過程を司る光捕集光電変換色素膜タンパク質LH1-RCとLH2複合体を対象に、そこで起きている色素膜タンパク質と金属イオン間の特異的な分子認識現象を取り上げ、その高度な分子認識機構を原子レベルで解明することを目的とする。本年度は当初の実施計画に沿って、金属イオンを除去した好熱性光合成細菌Tch. tepidum由来のLH1複合体に、Ca2+と同族のMg2+、Sr2+、Ba2+を添加し、近赤外領域における吸収極大の変化を測定した。同様な実験をCa2+と同じイオン半径をCd2+と、荷電数は異なるがほぼ同じイオン半径をもつDy3+についても行った。これらの金属イオンの置換によって得られたLH1複合体の近赤外吸収極大はいずれもCa2+のものに比べ、約20nmブルーシフトした。この結果はLH1複合体が高度な分子認識能をもち、Ca2+と他の金属イオンを厳密に区別できることを強く支持している。

次にCa2+の代わりにこれらの金属塩を用いて菌体を培養したところSr2+の場合のみ培養可能であることがわかった。さらに、Sr2+培養で得られたLH1タンパク質を調べた結果、一部のポリペプチドが修飾を受けていたことを判明した。一方、LH2複合体についてはこれまで正体不明な成分が実は修飾されたタンパク質であることを突き止めた。これらの成果の一部はすでに学会で発表した。未曾有の大震災による研究の遅れを取り戻すとともに、新たに大学連携研究設備ネットワークを通して分子科学研究所にある高感度の微量熱量分析装置による測定に取り組んだ。これにより、本研究の主要項目である光捕集タンパク質と金属イオンとの相互作用を定量的に評価する実験を大きく前進させることができた。これまでの成果を速やかに学会発表と国際学術論文誌を通して社会に発信することができた。従って、当初の研究実施計画に照らし、おおむね順調に進展していると言える。未曾有の大震災直後から、生活と研究の面において極めて困難な状況下にもかかわらず、いち早く生体試料の救出と実験設備の復旧に取り組んだ。このお陰で、その後本研究課題をスムーズに開始させ、遅滞なく遂行することができた。期間中、建物立ち入り制限などの大きな制約があった中でも研究活動を続け、光合成生物の光捕集反応中心タンパク質超分子複合体の単離精製及び特性評価の研究を大きく前進させてきた。その成果を速やかに学会発表と国際学術論文誌を通して社会に発信することができた。上記述べた微量熱量分析による光捕集タンパク質と金属イオンとの相互作用の定量評価と並行して、そのメカニズムを司る構造基盤の解明に取り組む予定である。具体的には、これまで既に行われてきた光捕集反応中心タンパク質超分子複合体の結晶化条件を最適化し、高分解能の回折を与える結晶の作成を目指す。本年度当初計上した物品費はおおよそ予定額を消化したが、震災後の実験環境復旧と整備を優先したため、当初計画した調査打合せや実験測定用の旅費に余剰額が出た。また、レンタルラボの使用料に計上した経費については、新たな共同使用者が加わったため実質の支出が大幅に減った。上記述べた金属イオンによって誘起される光合成光捕集複合体の機能変化と並行して、そのメカニズムを司る構造基盤の解明にも力を入れる予定である。具体的には、これまで既に行われてきた光捕集反応中心タンパク質超分子複合体の結晶化条件について、沈殿剤、界面活性剤、緩衝液、金属塩及びpHと温度などさらに幅広いスクリーニングを中心に行い、高分解能の回折を与える結晶の作成を目指す。本年度の未使用額と合わせて、次年度は主に消耗品の購入に充てる予定である。
インターネットの教育環境としての活用に関する実践的研究

本学は教員養成系の大学であることから、附属学校を含んだ情報教育を実施することが必要である。インターネットを利用する情報教育は、ここ12年余でその試みが開始されたばかりで、体系化されていないが、情報の受信法を中心とした情報教育ばかりでなく、発信者としての教育も重視しなければならない。そこで、本研究は遠隔にある附属学校と本学の学内LANをネットワーク接続してキャンパス間ネットワークを構築し、ネットワークを利用した教育実践を行なった。本報告書では、以下に示すような教育実践を報告する。1.本学の教育情報科学専攻の1年生を対象に、ネットワークを利用したオンラインテキストを使った教育実践を行なっている。この授業内容を示すとともに、具体的実践事例として、「ネットワークセキュリティ教育」実践を報告する。2.附属学校をインターネットに接続することにより、新たな教育実践が可能となる。そこで、附属学校における教育実践として、以下の報告を行う。・インターネットを利用した情報収集、それらを利用したプレゼンテーション・オンラインテキストを利用した校外学習とネットワークを利用して実習地からの課題提出3.ネットワークを利用した大学と附属学校との連携として、大学の専門家がTV会議システムを利用して同時・双方向的に附属学校の授業等に参加する形態が考えられる。そこで、教育実習研究授業に大学の専門家が遠隔から参加する形態を実施し、その有用性についての評価を報告する。1.帰国子女学級における情報教育本年度は附属高校大泉校舎(大泉地区)にISDN回線(NTT INS64)を敷設し,大学(小金井地区)の情報処理センターを通してキャンパスLANと接続し,それを利用した大学との通信実験を行い,接続を確認した.また,大泉地区に設置したワークステーションをWWWサーバーとし,生徒のホームページ作成のシステムを構築し,情報発信のための情報教育を実施した.内容は,発信した情報に対する自己責任,他人の発信した情報に対する知的所有権などを骨子とした.米国との電子メールによるコミュニケーションは本年3月に行う予定である.2.大学における情報教育HTML言語の機能を活用したマルチメディアの電子教科書「情報科学概論」を開発し,大学1年次の学生を対象とした授業を実施し,アンケート分析による評価を行った.それによると,おおむね電子教科書は分かりやすいという評価を得たが,自宅での学習ができないなど,印刷教材との併用の必要性も指摘された.次に,ハイパーテキスト構造をあらかじめ学習した学生とそうでない学生の学習到達度の実験を行い,電子教科書に使うハイパーテキストの構造についてのデータを収集した.ハイパーテキストは,テキスト全体のイメージがつかみにくく,学習終了後も,テキストの内容を全部読んだのかどうか不安であるという指摘もあった.これらの分析は本年度の学会で発表する予定である.本学は教員養成系の大学であることから、附属学校を含んだ情報教育を実施することが必要である。そこで本報告書では、以下に示すような教育実践を報告する。・インターネットを利用した情報収集、それらを利用したプレゼンテーション・オンランテキストを利用した校外学習とネットワークを利用して実習地からの課題提出3.ネットワークを利用した大学と附属学校との連携として、大学の専門家がTV会議システムを利用して同時・双方向的に附属学校の授業等に参加する形態が考えられる。そこで、教育実習研究授業に大学の専門家が遠隔から参加する形態を実施し、その有効性についての評価を報告する。