hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛋白質工学的手法による細菌シトクロム耐熱機構の解明

1.シトクロムc遺伝子のクロ-ニング(1)好熱性水素細菌のシトクロムc_<552>遺伝子のクロ-ニング・シ-クエンシングシトクロムc_<551>の蛋白質の配列から作成した2本のプロ-ブを用い、クロ-ニング・シ-クエンシングを行った。(2)緑膿菌のシトクロムc_<551>遺伝子のクロ-ニング既知の蛋白質配列から作成した2本のプロ-ブを用い、(1)と同様にして塩基配列を決定した。2.シトクロムc遺伝子の発現(1)好熱性水素細菌のシトクロムc_<552>遺伝子の大腸菌中での発現上記シトクロムc_<552>遺伝子のシグナル配列を持たない遺伝子を調製し、プラスミドpKK223ー3のマルチクロ-ニングサイトに導入し大腸菌JM 109株を形質転換した。形質転換した大腸菌を硝酸呼吸条件下に培養した。この無細胞抽出液中にシトクロムc_<552>遺伝子が発現していることが示され、さらにここからシトクロムc_<552>蛋白質を精製した。(2)緑膿菌のシトクロムc_<551>遺伝子の緑膿菌中での発現上記シトクロムc_<551>遺伝子のシグナル配列を持つ遺伝子を調製し、発現ベクタ-pHA10のtacプロモ-タ-の直後に挿入し三親接合法により、緑膿菌PAO1161株に導入した。これらのプラスミドにより形質転換した緑膿菌を培養し、シトクロムc_<551>遺伝子の発現について調べた結果、シトクロムc_<551>が高発現していること及びシグナル配列も正しく除去されていることが明らかとなった。3.アミノ酸置換によるシトクロムc耐熱性の変化(1)シトクロムc_<552>の場合には耐熱性減少を目的とし、site directed mutagenesisの手法を用いて、アラニン26→リジン、リジン30→アラニン、アラニン26→リジン:リジン30→アラニンの二重変異、アスパラギン酸37→グリシンという変異シトクロムc_<552>蛋白質を調製した。(2)シトクロムc_<551>の場合には耐熱性増加を目的とし、site directed mutagenesisの手法を用いて、リジン28→アラニン、アラニン32→リジン、グリシン39→アスパラギン酸という変異シトクロムc_<551>蛋白質を調製した。(3)いづれの場合にも耐熱性の変化は殆どなかった。(2)シトクロム

c_<551>の場合には耐熱性増加を目的とし、site directed mutagenesisの手法を用いて、リジン28→アラニン、アラニン32→リジン、グリシン39→アスパラギン酸という変異シトクロムc_<551>蛋白質を調製した。(3)いづれの場合にも耐熱性の変化は殆どなかった。H.thermophilus染色体DNAをHind IIIで消化し、シトクロムCの蛋白の配列から作成した2種類の合成オリゴヌクレオチドをプロ-ブとしてシトクロムC遺伝子をクロ-ニングした。得られた2.5kbの断片をAcc I-Pst I処理により1.1kbまでサブクロ-ニングしたのちシ-クエンスを行った。(1)酵母における発現宿主としてヘムCを著量合成することが知られているSaccharomyces cerevisiaeを用いた。シトクロムC遺伝子のうち5'上流のリ-ダ-シ-クエンスまで含むものと含まないものの2種の遺伝子を用いて宿主の形質転換を行った。どちらの遺伝子を用いた場合でもアポ蛋白は宿主内で合成されなかったが、リ-ダ-シ-クエンスを含まない遺伝子を用いて形質転換された宿主内ではホロ蛋白が合成されていることがシトクロムCに対する抗体を用いることにより明らかとなった。(2)大腸菌における発現(1)と同様に2種の遺伝子を用いて大腸菌を形質転換し、硝酸呼吸条件下に培養した。リ-ダ-シ-クエンスを含まない遺伝子を用いて形質転換された宿主内でアポ蛋白が合成されていることが示された。3.Pseudomonasaeruginosa由来シトクロムC遺伝子のクロ-ニング及びシ-クエンス決定既に報告のあるP.aeruginosaシトクロムC蛋白のアミノ酸配列から2種類のオリゴヌクレオチドを合成し、これをプロ-ブとしてP.aeruginosa染色体DNAからシトクロムC遺伝子をクロ-ニングした。得られた9kbのPst I断片をSal I処理により1kbまでサブクロ-ニングしたのちシ-クエンスを行った。1。細菌由来シトクロムc遺伝子の大腸菌における発現(1)<Hydrogenobacter thermophilus>___ーシトクロムc__ー_<552>遺伝子より、site directed mutagenesisの手法を用い、シグナル配列を含むもの(CH11)と含まないもの(CH12)を調製した。(2)CH11とCH12を含む組換えプラスミドを用いて大腸菌を形質転換し、形質転換株を硝酸呼吸条件下嫌気的に培養し、ホロシトクロムc__ー_<552>生産性を確かめた所、CH12を含む組換えプラスミドを用いて形質転換された大腸菌中にのみその生産が確認された。得られたホロシトクロムc__ー_<552>に対し酸性メチルエチルケトン処理を行ってもヘムの離脱が観察されなかったことからヘムCを共有結合として含むホロシトクロムc__ー_<552>が生産されていることが確認された。(3)上記ホロシトクロムc__ー_<552>の宿主(大腸菌)中の局在性はサイトプラズムであることが確認された。(2)上記変異遺伝子を用いて形質転換した大腸菌を培養し、得られる無細胞抽出液からシトクロムc__ー_<552>の変異蛋白質を調製した。(3)上記の各種変異シトクロムc__ー_<552>の熱安定性をCDスペクトルの測定により調べた所、シトクロムc__ー_<552>のものとの有意差はなかった。
マリファナ様物質(カンナビノイド)の味覚修飾作用とそれを介する食嗜好調節

ヒトの肥満や高脂血症をもたらす食調節系の異常は、通常野生動物では考えられない生理的調節系の制御範囲をこえる極めて強い食への嗜好性や嗜癖性によりもたらされているものと思われる。しかし、その成因やメカニズムについてはまだ多くは謎のままである。我々は近年、脂肪細胞由来の飽食ホルモン・レプチンが味細胞に受容体をもち、甘味を選択的に抑制することを発見し、レプチンは脳における食調節とともに、末梢の味覚器を介して食嗜好性調節に関与する可能性を示した。しかし、レプチンの甘味抑制効果はコントロールの約20%と弱く、肥満マウスの甘味感受性の増大は数10%と大きいことからレプチン以外のシステムの存在の可能性も考えられる。そこで、本研究では、カンナビノイドに着目し、その味細胞における受容体の発現、味応答の修飾効果、そのレプチンとの拮抗性について調べ、末梢味覚器からの情報による食嗜好性の形成・調節のメカニズムについて検索する。マウス味細胞における受容体分子発現についてはIn Situ hybridization法および免疫組織化学法により検索した。その結果カンナビノイド受容体がいくつかの味蕾内の細胞に発現していることが確認された。また、甘味受容体との共発現についても限られた細胞で認められた。次に、カンナビノイド投与による鼓索神経応答の変化を測定したところ、甘味応答がコントロールの約30%程度増大することが明らかになった。しかし、投与後の時間経過が必ずしも安定しておらず、神経応答による解析には限界があることが分かった。単離味蕾標本による活動電位発生味細胞のルースパッチクランプ法による解析では、カンナビノイド、その拮抗薬などによる応答修飾効果が認められた。結果は神経応答において得られたものと類似していた。味覚は食物中に含まれる化学物質が生理的に必要な物質かどうかの認知や摂食の判断に重要な情報を脳に伝え、生体の恒常性維持に重要な役割を果たしている。一方、ヒトの肥満や高脂血症をもたらす食調節系の異常は、通常野生動物では考えられない生理的調節系の制御範囲をこえる極めて強い食への嗜好性や嗜癖性によりもたらされているものと考えられる。本研究では、マリファナに含まれ摂食促進作用を持つカンナビノイドの味細胞における受容体の発現、味応答の修飾効果について、正常あるいは肥満マウスを用い調べ、末梢味覚器からの情報による食嗜好性の形成・調節のメカニズムについて検索する。本年度は正常マウスを用いて検索した。正常系C57BLマウスを用い、舌前部に分布する茸状乳頭及び舌後部の有郭乳頭の味蕾味細胞におけるカンナビノイド受容体CB1及びCB2mRNAの発現についてRT-PCR法とIn situ hybridization法をにより検索したところ、それらの発現が示唆される結果がえられた。次に舌前部の味蕾を支配する鼓索神経の甘味(糖、アミノ酸、人工甘味料)、うま味物質(グルタミン酸、核酸関連物質など)をはじめ、各種味物質に対する応答を記録し、内因性カンナビノイドであるアナンダミド投与後の変化について解析した。その結果、カンナビノイド投与後、甘味応答が増大する傾向が認められた。味細胞応答については酵素処理により単離した味蕾の味孔部周辺上皮部分を刺激ピペットで固定し、細胞基底部からルースパッチ法により味細胞の活動電位を記録し、内因性カンナビノイドによる変化を解析した。その結果、味細胞の甘味に対する応答が増大する傾向がみられた。さらに、各種味物質に対する摂取量を短時間(10秒)リック測定法により求め、アナンダミド投与後の変化について検索したが、まだ明確な結果は得られていない。
アルミノリン酸塩結晶細孔中の一次元分子鎖の構造と物性

断面がほぼ円形の均一な細孔を持つマイクロポーラス結晶AIPO_4-5(径7.3Å)の良質な単結晶試料の合成法を確立し、その1次元トンネル中に分子間相互作用を有する分子鎖を封じ込める目的でp-ベンゾキノン及びハイドロキノンのインターカレションを試みた。得られた試料について、単結晶を用いた偏光赤外線及びラマンスペクトル、ESR、NMR,電子スペクトルの温度依存性を測定した。その結果、赤外吸収測定から一次元細孔中でベンゾキノンの分子面は細孔軸にほぼ垂直方向に配向していることが明らかになった。ESRの測定から、ベンゾキノンラジカルに帰属できるラジカルが生成していることを発見した。このアニオンラジカルの分子面が細孔軸とほぼ平行であるという新事実を明らかにした。一方、ハイドロキノンをインターカレートした系においても、細孔中の分子に配向はベンゾキノンと同様であることが確認された。また、ハイドロキノンをやや多量に吸着した試料はキンヒドロンに近い着色が観測され、ESRスペクトルの強度も高く、ラジカルが生成していることが示された。赤外、ラマン分光の振動スペクトルの測定結果から、ハイドロキノンが細孔中でセミキノンラジカル、さらにベンゾキノンにまで酸化されていることが確認された。これらの実験結果から、ハイドロキノンと酸化により生じた、セミキノンラジカルあるいはベンゾキノン分子が隣接し、分子間に電子移動が生じている可能性が高いことが明らかになった。本年度、まず一次元細孔を持つマイクロポーラス結晶AlPO_4-5,SAPO-5を水熱合成法により作製し、良質結晶を得る方法の開発を行った。細孔中分子の挙動を調べる目的で、得られた結晶中にテンプレートとして入っているトリエチルアミン分子について、^1H NMRの共鳴線の2次モーメントとスピン格子緩和時間の温度依存性を測定した。その結果、細孔中に吸着されたトリエチルアミン分子の束縛は非常に小さく、AlPO_4-5においては、200K付近からすでに分子が等方的に回転しており、バルクの状態ときわめて異なる一次元分子系が形成されていることが明らかになった。一方、SAPO-5においては、細孔中のトリエチルアミン分子の運動はAlPO_4-5中に比べて束縛は強く、室温付近においても、等方的回転が励起されておらず、一軸周りの回転と回転軸の揺らぎが起こっていることがNMRの測定から明らかになった。さらに、^1H NMR緩和時間の温度依存性の測定によって、分子回転の速さの逆数で定義される相関時間が、SAPO-5中では分布しないが、AlPO_4-5中では大きな分布を示すことが明らかになった。この違いの解釈として、SAPO-5の細孔内壁にはブルンステッド酸点(OH基)が存在しており、この酸点とアミンが水素結合を形成していることが予想される。そのため、分子軸がほぼ細孔軸と垂直に配向している。一方、AlPO_4-5中では、分子は均一な細孔壁に囲まれているため、分子の配向は無秩序になり、分子回転の障壁の高さに分布がることを考慮することによって、AlPO_4-5とSAPO-5中の分子運動の違いを説明することに成功した。昨年度、一次元細孔を持つマイクロポーラス系AlPO_4-5,SAPO-5の合成法を確立し、細孔中分子の挙動を調べる目的で、細孔径と同程度の分子サイズのトリエチルアミン分子について、NMRの温度依存性を測定した。その結果、細孔中に吸着されたトリエチルアミン分子の配向、束縛状態が明らかになり、細孔中分子の挙動の研究に固体NMRが有効な手法であることを示した。本年度は、吸着分子を細孔径より小さくして、分子運動が起こり易い系について研究を行った。選んだ分子として、比較的分子間相互作用が小さいアセトニトリルと強い水素結合系の水を選び、^1H,^2H NMRスペクトル、スピン格子緩和時間の温度依存性の測定を行った。

その結果、AlPO_4-5中のアセトニトリルは、230K以上で分子の等方的回転が励起され液体的であることが明らかにされたが、SAPO-5中では室温まで束縛運動状態であることが示された。この差はCN基とSAPO-5壁面の酸点との水素結合が形成されるため、運動が束縛されることによって説明された。水を吸着した系については、水分子は細孔中で分子間水素結合が形成され、バルクの水とは異なる水素結合集合体の形成が予想されるので熱測定を行った。その結果、AlPO_4-5中の水は、245Kに熱異常を示した。この温度は^1H,^2H NMRの吸収線が先鋭化し分子全体の回転運動が励起される温度と一致することから、細孔中で水素結合によって部分的に凝集してできた集合体の融解及び凝固が観測されたと判断される。これは細孔中の水が低温まで凍らないという一般的実験結果とも良く一致した。以上の研究結果から、バルクには存在しない細孔中の水の挙動、一次元分子系の構造と運動などについて新情報が得られた。断面がほぼ円形の均一な細孔を持つマイクロポーラス結晶AlPO_4-5(径7.3Å)の良質な単結晶試料の合成法を確立し、その1次元トンネル中に分子間相互作用を有する分子鎖を封じ込める目的でp-ベンゾキノン及びハイドロキノンのインターカレションを試みた。得られた試料について、単結晶を用いた偏光赤外線及びラマンスペクトル、ESR、NMR,電子スペクトルの温度依存性を測定した。その結果、赤外吸収測定から一次元細孔中でベンゾキノンの分子面は細孔軸にほぼ垂直方向に配向していることが明らかになった。ESRの測定から、ベンゾキノンラジカルに帰属できるラジカルが生成していることを発見した。このアニオンラジカルの分子面が細孔軸とほぼ平行であるという新事実を明らかにした。一方、ハイドロキノンをインターカレートした系においても、細孔中の分子に配向はベンゾキノンと同様であることが確認された。また、ハイドロキノンをやや多量に吸着した試料はキンヒドロンに近い着色が観測され、ESRスペクトルの強度も高く、ラジカルが生成していることが示された。赤外、ラマン分光の振動スペクトルの測定結果から、ハイドロキノンが細孔中でセミキノンラジカル、さらにベンゾキノンにまで酸化されていることが確認された。これらの実験結果から、ハイドロキノンと酸化により生じた、セミキノンラジカルあるいはベンゾキノン分子が隣接し、分子間に電子移動が生じている可能性が高いことが明らかになった。
遺伝性運動異常疾患における嚥下障害とその改善

本研究課題は、遺伝子異常による運動障害が摂食嚥下にどのように影響するかを、ミュータントマウスを用いて明らかにし、その障害を改善する方法を探索する目的で行われている。摂食嚥下は、三叉神経・舌咽神経・迷走神経・舌下神経による感覚と運動の情報伝達により、円滑に行われる。食塊を口腔から咽頭に移動させる時期を食物摂取の嚥下における咀嚼期と呼ぶが、この咀嚼期における口腔粘膜へのさまざまな刺激に対する感覚が脳に伝達され、次なる咽頭や軟口蓋、或いは喉頭蓋の運動へと連続する。今年度においては、この口腔粘膜の感覚を伝える三叉神経節に対するSMN遺伝子異常の影響について調べた。今年度には、まず幼弱なワイルドタイプマウスにおける顔面皮膚・口唇・舌・硬口蓋を支配する三叉神経節の切片を作製し、ニッスル染色を施して、感覚ニューロンの大きさや数を調べた。三叉神経節には多くのニューロンが存在し、それらの大きさは小型から大型まで様々であった。特に小型から中型のニューロンが豊富に観察された。現在、切片の厚さや枚数から、三叉神経節におけるニューロンの推定総数を明らかにしようとしている。一方、SMNマウスの三叉神経節は肉眼的な観察しか行っていないが、ワイルドタイプマウスに比べ幅・厚さ・長さともに小さかった。この所見から、SMNマウスでは三叉神経節の感覚ニューロンに変性が生じている可能性が示唆された。したがって、SMNの遺伝子異常では、摂食・嚥下に関わる感覚ニューロンに変性が生じ、口腔粘膜の感覚情報の伝達が障害され、摂食困難や嚥下障害をもたらすと推測された。本研究課題では、運動障害を示すSMNマウスにおける口腔感覚障害を明らかにするため、現在ワイルドタイプマウスの三叉神経節ニューロンを詳細に分析している。また肉眼的ではあるが、三叉神経節ニューロンの変性、おそらくは感覚ニューロン数の減少を示唆する所見も得られている。SMNマウスにおける三叉神経節ニューロンの減少が摂食・嚥下の困難をもたらす可能性は非常に高い。このような所見は現在までに報告されたことがなく、今後の本研究課題においてSMNマウスの三叉神経節を詳細に分析するという新たな方向性を見出すことができた。したがって、本研究課題は現在までに、おおむね順調に進捗していると思われる。現在までの研究では、SMN遺伝子の異常により摂食・嚥下に関わる感覚情報を伝達する三叉神経節の大きさが減少していることを明らかにした。しかしながら、感覚ニューロンに関する形態学的変化やそれらの数の減少については、いまだ明らかではない。したがってSMNマウスにおける三叉神経節の感覚ニューロンについても切片を作製し、ニッスル染色を施して詳細に分析する予定である。さらに、三叉神経節の感覚ニューロンには温覚に関係するニューロンや痛みに関係するニューロン、触覚や圧覚に関係するニューロンなどが存在している。SMNマウスにおける三叉神経節感覚ニューロンがどのような分布であるかを調べるため、Transient receptor potential cation channel subfamily (TRPチャネル)についても検討する予定である。

このような所見は現在までに報告されたことがなく、今後の本研究課題においてSMNマウスの三叉神経節を詳細に分析するという新たな方向性を見出すことができた。したがって、本研究課題は現在までに、おおむね順調に進捗していると思われる。現在までの研究では、SMN遺伝子の異常により摂食・嚥下に関わる感覚情報を伝達する三叉神経節の大きさが減少していることを明らかにした。しかしながら、感覚ニューロンに関する形態学的変化やそれらの数の減少については、いまだ明らかではない。したがってSMNマウスにおける三叉神経節の感覚ニューロンについても切片を作製し、ニッスル染色を施して詳細に分析する予定である。さらに、三叉神経節の感覚ニューロンには温覚に関係するニューロンや痛みに関係するニューロン、触覚や圧覚に関係するニューロンなどが存在している。SMNマウスにおける三叉神経節感覚ニューロンがどのような分布であるかを調べるため、Transient receptor potential cation channel subfamily (TRPチャネル)についても検討する予定である。
治療と予防効果を合せ持つ低毒性トポイソメラーゼ阻害抗がん薬の開発

ガロイール基をもつ新規誘導体TGBAを合成し、ヒトトポイソメラーゼI型とII型に対する阻害活性を測定した。多くの水酸基をもつTGBAは強い阻害を示した。従来のトポイソメラーゼ阻害薬であるカンプトテシンやエトポシドは、DNA-酵素切断複合体を形成するが、TGBAは酵素反応の初期段階に作用するため、DNAを切断することなく阻害した。また、TGBAは肺がや脳の癌細胞の増殖を抑制したことから、新しいタイプのトポイソメラーゼ阻害抗がん薬のリード化合物として期待できる。(3)Topoisomerase II阻害活性: HU-Topo IIに対して、TGBA誘導体はEtoposideよりも強い阻害を示し、特に、135-TGBAは、Etoposideよりも1200倍強く阻害した。TGBA (OMe)誘導体に阻害は認められず、Topo IおよびTopo IIの阻害に水酸基が重要であると考えられた。また、galloyl基の付加位置によっても阻害活性が変化することが明らかとなった。(1)細胞のDNA代謝にかかわる酵素トポイソメラーゼ(以下、トポ)は、増殖の激しいがん細胞に多く存在するため、トポ阻害薬は抗がん薬として利用されている。以前、我々が放線菌の培養液から単離したイソオーロスタチンは、カンプトテシンやエトポシド等のトポ阻害薬と異なり、DNA鎖に障害を与えない新しいタイプのトポ阻害薬であった。さらに、水酸基をイソオーロスタチンに付加することで、トポ阻害活性が増強することが明らかになった。そこで、水酸基を多く含むガロイール基をイソオーロスタチンに付加した3種の誘導体(13-TGBA)を合成し、そのトポ阻害活性および阻害様式について検討した。(2)トポ阻害活性、複合体形成及び阻害様式の検討は、誘導体と基質pBR322プラスミド及びトポを加えて37°Cで30分間酵素反応した後、アガロース電気泳動を行い、DNAのRelaxation量を画像解析ソフト(CS Analyzer 3、ATTO社)を用いて測定した。(3)ガロイール基を付加した3種の新規な誘導体(13)は、強いトポI及びII阻害活性を示した。また、これらの誘導体はイソオーロスタチンと同様にトポI及びIIと切断複合体を形成することなく、阻害様式は非拮抗的で、従来のカンプトテシンやエトポシドとは異なる阻害作用と考えられた。(1)【方法】トポイソメラーゼI型とII型に対する阻害力、DNA障害性および阻害形式の検討は、トポイソメラーゼと酵素基質(pBR322)に阻害薬を加え、37°C、30分反応後、アガロース電気泳動を行い、DNAの変化量を画像解析ソフト(Analyzer3、ATTO社)で解析する。さらに、分子結合解析ソフト(MOE)を用いて阻害メカニズムをコンピューター・シュミレーション法で解析した。(2)【結果】ガロイール基を付加した新規化合物(3種類)は、トポイソメラーゼを強く阻害し、さらに、既知の阻害薬とは異なる阻害形式(非拮抗阻害)のため、DNA障害を引き起こさなかった。また、MOEの解析からも、阻害薬は酵素(トポイソメラーゼ)の活性中心以外の部位に結合して安定な複合体を形成すると考えられた。(3)【考察】水酸基を多く含むガロイール基付加化合物は、トポイソメラーゼI型とII型の活性をDNAに障害を起こさずに阻害することから、抗がん薬の新しい基本骨格として期待できる。
Cスター環上の流れ

統計力学モデルで現れるようなCスター環上の流れについて調べる。「準対角的流れ」「MF流れ」などの概念を導入した。これらはAF環上の流れのなかでも「AF流れ」といわれる行列環上の流れで正確に近似できる流れを一般化する概念である。またそのような流れによる接合積の分類に向けて、そのイデアル構造とトレース構造とを調べる。特に原始イデアル構造が双対流れのもとで単調になる条件を特徴づける。Cスター環上の流れ(1径数自己同型群)に関してはいろいろな性質が考えられている。そのひとつは内部近似可能という性質で、統計力学モデルから多様な例をもつことも分かっている。しかしながら一般の状況でまだ有効な判定条件、流れ固有の内在的な特徴づけ、をもたない。それと関係がある性質として、準対角という性質を強弱ふたつ導入した(quasi-diagonalとpseudo-diagonal)。これは作用素論に淵源をもつ概念を流れの場合に適用したものである。具体的には、Cスター環と、流れを惹起する非有界の自己随伴作用素とが同時に「準対角的」とみなされる性質となるように定義した(これは計算可能性と関係ある性質とみなされる)。その過程で今の場合定義としてはふたつの可能性があることに気づいた。Cスター環が準対角的で流れが内部近似的ならばその流れは弱準対角的である。Cスター環が単位元をもち流れが弱準対角的ならば、その流れは平衡状態をもつ。流れがAF流れならば、それは強準対角的である。ただし、準対角という概念は連続な変化に対して不変である。このことより、少なくともCスター環がAF環のように射影をたくさんもつ環ならば、内部近似性と弱準対角性とは大いに関係があると予測されるが、その関係をつまびらかにすることは出来ていない。また強弱二つの定義を導入したのだが、弱準対角がほんとうに強準対角にならないことは示していない。しかしながら様々な例を与えるとともに、Cスター環が準対角である場合に知られた幾つかの結果(主にVoiculescuによる)をこの場合に拡張した。以上はD. W. Robinson氏(昨9月に来日)との共同研究である。Cスター環上の流れを物理系の時間発展としてとらえる立場から調べることを目標として、流れの内部摂動での普遍量について考察した。よく知られた普遍量として、Cスター環と流れによる接合積とその上の双対流れがある。(これは竹崎高井の定理により、完全な普遍量である。)現在Cスター環の分類論が進展していることに鑑み、まずこの接合積のCスター環としての特徴づけへの第一歩として、そのトレースすべてからなる錐を、流れそのものから決定することを試みた。無限に広がった物理系では当然に満たされる条件のもとで、これはもとの流れに対する平衡状態と完全に対応する。(Cスター環を特徴づける性質として、K理論、イデアル構造、トレース構造の3者がよく知られている。第1の観点からは、コンヌの理論により、流れの性質をくみ取ることができない。第2の構造については前年に、原始イデアルが双対流れのもとで単調であるための性質を調べた。基本的にはもとの流れに対する基底状態と天井状態から決定されると思われるが、詳細は分からない。イデアル構造はトレース構造とまったく独立というわけではない。)また、今の場合、イデアル構造の複雑さから、これだけでは特徴づけが不可能なことが予想される。これは70年代からこの方面の研究者の関心事であると思われるが、今のところ新たな普遍量は見つかっていない。そのほかに準対角的流れについても考察した(これはある種の有限次元空間での近似可能性を表す)。AF流れ(正確に有限次元Cスター環上の流れで近似できる流れ)を規定するかもしれない性質として、強準対角的流れ(どういう表現も準対角的であるという条件をみたす流れ)が有望であると考える。ただしこれはAF流れよりは緩い条件であるが、両者の正確な関係はまだ分かっていない。その他有限次元空間上の流れでの近似という性質には幾通りもの定義が可能であると考える。ヒルベルト空間上の作用素に対する準対角性(QD)の概念を、具体的流れ(ヒルベルト空間上に表現された流れ)及び(抽象的)流れに対して拡張する。その拡張の仕方として二通りQDとPDが考えられたが、その両者が流れに対する概念としては一致すること示す。具体的流れに対しては両者は異なると思われ、流れのどういう表現がQDを満たすかは流れの性質を探求する上で興味深いが詳細は分からない。さらに、準対角性の概念よりは弱いMF流れの概念を導入した。これは行列環上の流れで一番弱い意味で近似されると思われる流れのことで、MF環上に環の定義に従って自然に定義される。定義よりMF環は可分であるが、ある意味でMF流れに対して普遍的な流れが非可分なC*環上に構成される。

(それに対して行列環上の流れで一番強い意味で近似されると思われる流れがAF流れであり、AF環上に環の定義に従って自然に定義される。)これは統計力学モデルとなりうる時間発展を記述する流れとして一番一般的であると思われる。ただしCスター環が核型の場合はMF流れは準対角流れとなりこの二つの概念は一致する。(この場合MF流れは核型の定義とも両立する。)また双対MF流れの概念も導入した。これは実数軸上行列環に値をとる関数環の平行移動で近似される流れのことで、MF流れの内部摂動類を分類しようとすれば必然的に考察しなければならない流れである。その他にUHF流れについてもそのスペクトル分布にもとづく考察を行い、普遍的UHF流れの性質を探求した。
画期的な気管挿管器具の開発を目指した研究

既存のMEMSセンサを用い、原理実証試作機を開発した。気管モデルを用いた実験の結果、以下の2点が明らかとなった。すなわち、13つのセンサの出力を均一になるようにデバイス先端を屈曲させることで、風上に先端を誘導することができる、2気道と食道の分岐部ではセンサすべての出力が上昇しその後下降するため、万が一食道挿管が行われた際もセンサの出力が大幅に下がることからすぐに食道挿管と判別することが可能である、であった。1は提案手法のアイディアが実現できることを裏付ける結果であり、2は本デバイスにより気管挿管が安全に行うことができることを示す結果となった。全身麻酔や心肺蘇生時の気道確保は生命維持に不可欠な手技であり、確実かつ迅速に行われなければ死に直結する。このため気道確保は100%の成功率が求められる。しかし、ビデオ喉頭鏡など既存の手技・デバイスでは、極端な肥満や猪首、開口制限や小顎症の患者といった気管挿管が困難でかつマスクによる気道確保も難しい患者を数分で死の危険にさらすことがある。我々は、どんな患者に対しても、また、どんな術者でも100%の気道確保を実現することを目指し、既存手法のような視認による気道確保ではなく、患者の呼吸という気管機能の本質を活用した新規デバイスの開発を行うことを本研究の目的として研究を遂行している。これまで、口腔および気道を模したモデルにおいて流速を感知するセンサーを用い最大流速を感知する原理実証および評価・改良を行った。具体的には、口腔内で自発呼吸の吸気流速を感知し最大流速を生む方向に向かうデバイスの開発のため、まず、呼気から声門の方向を特定するセンシング部の作成を行った。呼気から生じる流速センシングシステムの開発は行えており、今後、提案手法の原理検証を行うためにシミュレーターや生体での流速計測、流体数値解析および3Dモデルでの模擬実験を行う予定である。本年度は首ふり運動と直動を組み合わせた挿入機構を開発して初年次に開発したセンシングシステムと統合し、評価実験を行う。これらは強力な医工連携体制のもと、将来的な臨床応用および製品化を目指して精力的に取り組まれる。今後将来的な産学連携や臨床応用に結び付くレベルのデバイス開発を目指している。本研究では,視覚によらない新しい気管挿管法として,患者の呼気を感知し声門へと向かうデバイスを開発している.本年度は提案手法の根幹である呼気の感知と声門方向の特定の原理実証を行うために試作機を開発した.試作機は既存のスタイレットと似た形状・使い方を想定しており,気管チューブを挿管したあとは引き抜くようになっている.先端に3つの風口が点対称に配置してあり,末端のMEMSフローセンサにて風速を検出する.なお,MEMSフローセンサは人の呼吸時の風速を参考に決定した.試作機先端が風の流れに対し垂直である場合はそれぞれの出力は等しくなり,そうでない場合は流れの上流に近いセンサの出力が大きくなるはずである.また,試作機は先端にてリンク機構による1屈曲自由度を持ち,風向きに対し先端を振ることができる.このデバイスを評価するために,口腔を模した簡易モデルを作製した.気道方面から一定風速にて送風し,センシングを行いながら挿管操作を行った.まず,モデル内にて先端を様々な角度に向けたところ,風上に向いた際に3つのセンサの出力が最も大きくなり,かつ出力がほぼ均一になっている結果が得られた.これにより,呼気の感知による声門の特定が可能であるという基本的な原理の実証ができた.一方,食道の先端は閉塞されており風の流れは気道側からしか生じないが,気道と食道の分岐点付近では複雑な風の流れが生じ,先端のわずかな位置変位でも大きくその出力が変わることがわかった.加えて,より風向きを特徴的に捉えるための先端形状の検討を,いくつかの試作機を通し行った.その結果,先端に平面的に風口を配置している場合と比較し,鋭角な先端に斜めに風口が取り付けられている場合はより3つのセンサ出力に差が出ることを見出した.誰でも気管挿管が可能なデバイスの開発を目指し、1)呼気から声門の方向を特定するセンシング技術の開発と、2)声門へ向け進んでいく挿入機構の開発を行い、その後にシステムを統合することで、呼気を検出する新しい挿管デバイスを開発することを考えた。本デバイスのカギとなるのは、3つのセンサで検出される呼吸流から声門の向きを特定するというアイディアであり、東京大学大学院工学系研究科の中川桂一先生の協力を得て既存のMEMSセンサを用い、原理実証試作機を開発した。気管モデルを用いた実験の結果、以下の2点が明らかとなった(髙野ら、「呼吸流の検出をする気管挿管デバイスの基礎検討」、第56回日本生体医工学会大会、2017年)。

しかし、現状のデバイスは大型であり臨床では用いることができないこと、分泌物によるセンシングの不具合が生じること、実際の患者の状態は様々でありどれくらいの呼吸流が生じているか不明であることなど、いくつかの問題があった。また、声門に向かう直進機構がないこと、センサの出力から声門の位置を特定するアルゴリズムが完成していないこと、医師に挿管の状態を提示するインタフェースがないことなどが不足している点として挙げられた。現在は最も本質的な問題であるデバイスの小型化について、新しいMEMSセンサを開発することで解決を図っている。既存のMEMSセンサを用い、原理実証試作機を開発した。気管モデルを用いた実験の結果、以下の2点が明らかとなった。すなわち、13つのセンサの出力を均一になるようにデバイス先端を屈曲させることで、風上に先端を誘導することができる、2気道と食道の分岐部ではセンサすべての出力が上昇しその後下降するため、万が一食道挿管が行われた際もセンサの出力が大幅に下がることからすぐに食道挿管と判別することが可能である、であった。1は提案手法のアイディアが実現できることを裏付ける結果であり、2は本デバイスにより気管挿管が安全に行うことができることを示す結果となった。昨年度は試作機の開発を行い,提案手法の原理実証を行った.これを踏まえ本年度はより高い完成度のデバイスの開発を行う.それらは大きく,1)風速検出機構の改良,2)先端を屈曲させるためのワイヤ機構の開発,3)医師の操作のためのインターフェースの開発,の3点となる.1の風速検出に関して,現在使用しているフローセンサは先端に取り付けるには大きく,開発した試作機では根元に取り付けているため,風の流れが弱くかつ時間応答が遅いという問題がある.この解決のため,より小型なセンサをデバイス先端に取り付けることにより高い感度かつ早い応答にて流れを検出できるようにする.2のデバイス先端屈曲に関して,試作機ではリンク機構による1自由度屈曲を実現している.屈曲は安定するものの,自由度が不足しており,実際の挿管でスムーズな操作ができるとは考えにくい.そこで本年度に開発するデバイスにはワイヤ機構を採用する.ワイヤはデバイスの2方向に沿わせ,屈曲2自由度を実現する.デバイス根元にワイヤを巻き取るプーリを取り付け,医師が操作可能なものとする.ワイヤ機構の採用により,デバイスの細径化も実現できると考えている.3のインターフェースの開発に関して,現在はオシロスコープの表示をみながら挿管操作を行っている.より直感的な操作を実現するため,どの方向に先端を向けるべきかを示すディスプレイを開発する.コストと軽量化の点から,ディスプレイは十字に並べられたLEDとし,誘導すべき方向のLEDが点灯するような仕組みとする.また,人間工学的に扱いやすい屈曲操作部を設計し実装することで,医師の使いやすいデバイスを目指す.麻酔科学当初計画で必要と考えていた物品が最小限の購入で行われたこと、および臨床研究の準備がまだ整わなかったことが挙げられる。現在作成している気道モデルをより生体に近い形に作成すること、流速感知センサーの狭小化、気道モデルの上質化、生体での流速測定のデバイス購入などに充てたいと考えている。
衣料用染料のビリルビンオキシダーゼによる分解

酵素を利用した染色廃水処理を検討する目的で、衣料用染料の酵素による脱色実験を行なった。染料としては、10種のアントラキノン染料および8種のアゾ染料の市販品を用いた。酵素としては銅フタロシアニン染料を効率よく分解する糸状菌ミロテシウムベルカリア由来のビリルビンオキシダーゼ(BOと略す)を用いた。アントラキノン染料については、染料水溶液にBO酵素を添加し、紫外及び可視部吸収スペクトルを測定したところ、10種すべての染料が効率よく脱色した。C. I. Acid. Blue.40(A. B.40と略す)については染料を精製し、この水溶液に酵素を添加し40°Cに保ち、一定時間経過後の試料を採取し、酵素を除いた後にHPLC分析を行なったところ、A. B.40は酵素が添加されると直ぐに分解が始まり、分解化合物ピークBを生成しながら脱色が進んでいくことがわかった。保持時間5.2分付近に出現したピークB由来の分解化合物は、酵素添加後から約3時間で最大量となり幾分減りながらも24時間後も比較的大きなピークとして存在していた。フォトダイオードアレイ分析によりこの分解化合物の吸収スペクトルが確認できた。アゾ染料についても同様に、8種それぞれの染料水溶液にBO酵素を添加し、一定時間恒温振とう後に試料液を抜き取りBOを除去し、吸収スペクトル測定とHPLC分析を行う方法によりBOの脱色効果を検討した。BO添加後の染料水溶液の変色具合は、染料によって異なり、供試染料水溶液が濃色から薄い色へと変化したものや、全く色相が変わったもの等があった。これらについて供試染料水溶液の極大吸収波長における吸光度変化からBO添加後24時間の脱色率を計算した場合には6種については9098%であったが、色相が変化したC. I. Direct Black 22とC. I. Direct Violet 48の2種は約40%と低い値となった。しかしながらこれら2種についても同時に実施したHPLC分析の結果から、BO添加後24時間で染料由来のピーク高が90%以上減少したことが明らかになった。以上、本研究では、糸状菌ミロテシウムベルカリア由来の酵素ビリルビンオキシーダーゼが、代表的な衣料用染料であるアントラキノン染料およびアゾ染料を効率よく分解することが明らかになった。酵素を利用した染色廃水の処理方法を検討する目的で染料の酵素による脱色実験を行った。

酵素としてはミロテシウムベルカリア由来のビリルビンオキシダーゼを、染料としてはアントラキノン系12種(C.I.Acid Blue 25,40,41,45,80,138,C.I.Acid Green 25,27,C.I.Reactive Blue 2,4,5,19),アゾ系10種(C.I.Direct Blue 6,15,C.I.Direct Green 59,C.I.Direct Violet 48,C.I.Direct Red 2,C.I.Direct Yellow 86,C.I.Direct Black 22,51,C.I.Reactive Red 120,C.I.Reactive Black 5),フタロシアニン系1種(C.I.Direct Blue 86),およびC.I.Direct Blue 106,の24種を用い、それぞれの水溶液に酵素を添加し、一定時間経過後の水溶液の吸収スペクトル変化およびHPLC変化から脱色過程を追跡した。実験した22種は数時間で脱色または変色が生じたが、C.I.Direct Yellow 86,C.I.Reactive Red 120の2種は、ほとんど変化が見られなかった。脱色または変色をした染料についてはHPLCによる分析条件の詳細な検討を行っているが、入手した染料の純度があまり良くないので染料の精製に時間が掛かること、および染料そのものの、および酵素による脱色反応によって生じた中間体の保持時間が短い等のために、中間体を分離することが困難な染料が多かった。条件については現在も検討を続けている。この中でフタロシアニン系のC.I.Direct Blue 86については、銅フタロシアニンに発煙硫酸を作用させて製造した異性体を多く含む市販品とは異なった合成法によって造った純度の高い染料を入手し、この染料に対する酵素による脱色過程の追跡を行ったところ、染料水溶液のHPLCには一つのピーク(保持時間3.75分)のみが、また、酵素添加後24時間経過した完全に脱色した水溶液のHPLCからは前とは別のピーク(保持時間4.21分;吸収特性、およびHPLC特性はo-フタル酸と類似)一つのみが出現した。平成14年度にはこの反応生成物を分取し構造解析を進める予定である。銅フタロシアニン染料に対して分解能を有する、糸状菌ミロテシウムベルカリア由来の酵素である、ビリルビンオキシダーゼ(BOと略す)に因る衣料用染料の分解について検討した。酵素による衣料用染料の分解に関する他機関からの報告例としては過酸化水素による漂白処理にペルオキシダーゼを併用する系に関するものは多いが酵素単独で衣料用染料を分解する系に関する報告例は少なくラッカーゼに関する報告例が見られる程度でしかも分解率が低かったが、本BO酵素の場合には銅フタロシアニン染料を分解するだけでなく、アントラキノン系やアゾ系の多種の染料に対しても強い分解能を有する事が本研究により明らかになった。1,いずれの染料についてもHPLCに因る脱色過程の追跡は以下の分析条件で可能であった。カラム(ODS;6Φ×200mm)、溶離液アセトニトリル:メタノール:0.05Mリン酸水素アンモニウム水溶液3:1:6、流量1.5ml/min、注入量20μml、ポンプ圧65kgf/cm^2、分析温度20°C。2,BO酵素によりいずれの染料も著しく吸収スペクトルが変化し、無色になったものA.G.25,A.G.27,A.B.25,R.B.4,R.B.19,淡黄色になったものA.B.41,A.B.45,D.G.59,淡赤色になったものA.B.40,R.B.2,D.B.6,D.B.15,色相は変わらず薄くなったものA.B.80,黒から濃い赤になったものR.BK.5,黒から濃い黄色になったものD.BK.51,赤から濃い黄色になったものD.B.2があった。3,HPLC分析により、いずれの染料についてもBOによる分解が確認できた。4,ピークの分離の良い染料について分解生成物の分取を試みている。
半導体自由表面の表面準位分布の非接触測定とそれにもとづく表面の工学的制御

本研究では、フォトルミネセンス(PL)測定による半導体表面準位密度分布の評価法の確立と表面の工学的制御に関して検討を行い、以下に示す成果を得た。(1)バンド端PL強度の励起光強度依存性の測定と表面・界面準位を介した再結合過程の厳密な計算機シミュレーションの比較から、準位密度分布を非接触・非破壊で定量的に評価することが可能な新しい方法として、フォトルミネセンス表面準位スペクトロスコピー(PLS^3)法を開発した。(2)新しいPLS^3法を用いて、化学エッチング、化学的表面処理、アニーリングが行われた表面など、従来測定が不可能であった半導体「自由表面」やMBE結晶成長、光CVD絶縁膜堆積など超高真空プロセス中の表面・界面の準位密度分布をはじめて明らかにした。また、これにより、本手法の有用性を実証した。(3)MBE GaAs再成長界面およびGaAs系ヘテロ界面のPLS^3測定,CVシミュレーションから、これらの界面には、DIGSモデルの特性エネルギーEHOに極小値を持つU字形の連続準位が形成されること、また、この準位が成長中断界面,ヘテロ界面で観測される種々の異常性の原因であることを明らかにした。(4)GaAs表面に形成したショットキー障壁の構造・組成・結合・電子状態をRHEED,XPS,C-V,I-V法等で評価し、界面層の効果を考慮したショットキー障壁の新しい形成機構を提唱した。また、界面層として、不純物をドープしたSi超薄膜界面制御層(Si ICL)を用いることにより、GaAsショットキー障壁高が広範囲に、しかも、精密に制御できることを示した。さらに、GaAs表面をフッ酸処理した後、低温でPCVD SiO_2膜を堆積すると、アニール時のSiO_2/GaAs界面反応が大幅に抑制されることを明らかにした。現在、工学的に重要な半導体自由表面、すなわち、エッチング、ビ-ム照射、リソグラフィ-工程などが加えられた表面や化学的表面処理が施された表面、結晶成長や再成長表面の表面準位分布を直接測定する手段は存在しない。本研究は、従来、定性的にしか用いられていなかったフォトルミネセンス(PL)の発光機構と測定法に詳細な検討を加え、(1)ルミネセンス測定により、半導体自由表面の表面準位分布を非接触・非破壊に測定する新手法を確立すること、さらに(2)新手法により、従来測定されていない各種自由表面の表面準位分布を明らかにし、表面準位発生機構と発生を工学的に抑制するための知見を得ることを目的とする。平成3年度には、このような新しい原理にもとづく測定法そのものの確立を目標に、研究を推進し次の成果を得た。(1)表面再結合に関する厳密な計算機シミュレ-ションプログラムを開発し、PLデ-タの定量的解釈の理論的基礎となるPL表面準位スペクトロスコピ-法を確立した。これにより、フォトルミネセンスの発光効率の照射光強度依存性から、表面準位の分布形状、表面準位密度、フェルミ準位のピンニング位置が決定される。(2)コンピュ-タ制御によりPL発光効率を自動測定するシステムを完成した。このシステムでは、既存のMBE/XPS/CVDシステムに接続されたPLチャンバにより、InーSitu測定が可能であると共に、PL測定中の表面の光化学変化が防止される。(3)種々の半導体自由表面の形成とRHEED,XPS評価を行なった。(4)CーV測定が可能な絶縁体ー半導体界面についてPL測定を行い、新しい測定法の妥当性を検討・確立した。(5)Si,GaAs,InP,InGaAsの種々の表面について、PL測定を行い表面準位分布を測定した。

本年度は、主として、代表者らが新たに開発したフォトルミネセンス表面準位スペクトロスコピー(PLS^3)法を用いて、従来測定されていない各種プロセス後の半導体表面・界面の準位密度分布を定量的に評価するとともに、表面の工学的制御手法を確立する研究を行い、以下の新たな知見を得た。(1)代表者らが確立したPLS^3法を用いて、自然酸化面、化学エッチング面、化学的処理面、アニール面など、これまで測定されたことがない、GaAs、InP、InGaAs「自由表面」の表面準位密度分布やMBE結晶成長、光CVD絶縁膜堆積など超高真空プロセス中の表面・界面の準位密度分布をはじめて明らかにした。(2)PLS^3法を適用することにより、種々の条件で形成した熱酸化、プラズマCVD SiO_2/Si界面およびSi自由表面における再結合速度の照射光強度依存性を明らかにした。これにより太陽電池の動作状態における表面再結合速度の評価がはじめて可能となった。(3)MBE GaAs成長中断界面の実効準位密度分布がPLS^3法を用いて測定可能であることを示すとともに、成長中断界面に見られるキャリア密度分布の異常性は、従来提唱されているモデルではなく、DIGSモデルの特性エネルギーE_<HO>に極小値をもつU字形の連続準位の形成によるものであることを明らかにした。(4)不純物をドープした、MBE Si超薄膜界面制御層(Si ICL)を金属/GaAs界面に挿入することにより、GaAsショットキー障壁高が広範囲にわたって、精密に制御できることを示した。(5)GaAs表面をフッ酸処理した後、低温でPCVD SiO_2膜を堆積すると、アニール時のSiO_2/GaAs界面反応が大幅に抑制されることを示した。
授業研究を通じたプロフェッショナル・キャピタルの構築に関する実証的研究

昨年度は研究の2年目として、国内の授業研究事例をプロフェッショナル・キャピタルの枠組みで分析した。初年度は授業研究の指導者を対象に調査し、授業研究の焦点が指導者により異なること、それをプロフェッショナル・キャピタルの枠組みで説明できることを示したが、学校で行われている授業研究も同様の分析が可能であることが示された。日本の授業研究は伝統的に教材研究を中心にした指導法の検討を行ってきた。それに対し近年は、授業における子どもの学びに焦点をあてた分析を行う傾向がある。子どもの学びに焦点をあてるとき、指導法の観点が弱くなる場合と指導法の観点と子どもの学びの双方に焦点をあてる場合がある。現実的には、1旧来型の指導法のみに焦点をあてた授業研究、2子どもの学びのみに焦点をあてた授業研究、3子どもの学びの姿を見取り、指導法の改善を考える授業研究の3パターンに分類できると思われる。授業研究において目指している教師の力量(ヒューマン・キャピタル)、個々の教師の内省や独自の判断をどの程度認めるか(ディシジョナル・キャピタル)、教師間の信頼や相互研鑽の密度(ソーシャル・キャピタル)が相互に影響し合う関係を、13のパターンを代表する学校を事例として分析した。1のパターンの学校では教師の知識を外部に求める傾向(ディシジョナル・キャピタルの低下)、教師間の関係(ソーシャル・キャピタル)が希薄になる傾向が見られた。3を目指す学校では、結果として2のパターンにとどまることがあること、それでもディシジョナル・キャピタルとソーシャル・キャピタルは増加する様子を見ることができた。2年目の事例分析は、分析対象の学校数が4校と限られた事例であったが、それぞれの学校の歴史的経緯を踏まえた分析を行うことができた。分析を通じて、日本の文脈に即した我々独自の枠組みを構築する必要性が認識されてきているが、それを生み出すまでに至っていない(現状はハーグリーブスの枠組みを追認し、それをもとに授業研究の多様性を分析するにとどまっている)。3年目は質問紙調査を予定している。そのためにも分析枠組みの練り上げが急務である。今後は質問紙調査を予定しているが、そのための分析枠組みを見直す必要がある。ハーグリーブスがプロフェッショナル・キャピタルの概念を構築したのは、シンガポールやカナダ、フィンランド等の教育行政や学校運営の状況を観察した上でのことである。本研究は、日本の授業研究の多様性を解明するだけでなく、それを改善する方向性を示すことを意図しており、ハーグリーブスの枠組みを超えた独自の枠組みを構築する必要がある。昨年度は研究の初年度として、プロフェッショナル・キャピタルの文献研究と授業研究に取り組む研究者を対象にした調査を実施した。自由記述で行われた研究者調査の回答内容をキーワードを元に分析したところ、ペダゴジー重視対子ども重視、教師の成長重視対組織重視などの対立軸が浮かび上がった。この対立軸は、ヒューマン・キャピタル、ソーシャル・キャピタル、ディシジョナル・キャピタルという本研究の枠組みに添うものである。ヒューマン・キャピタル重視の授業研究は授業者の指導力量向上、ソーシャル・キャピタル重視の授業研究は組織開発を目的にしたワークショップ式授業研究や学校全体で取り組む校内研究、ディシジョナル・キャピタル重視の授業研究は子どもの実態に応じた授業構築などが考えられる。研究者調査により、授業研究の指導者はプロフェッショナル・キャピタルの一部の要素に焦点を当てた指導や考察を行っていることが示された。次年度以降はこの枠組みを使って学校の授業研究体制の分析を行っていく予定である。初年度の進展は順調だったと言える。ただし、予定していた授業研究の事例収集が不十分となっているため、次年度以降の調査計画を若干修正しながら進めたい。

分析を通じて、日本の文脈に即した我々独自の枠組みを構築する必要性が認識されてきているが、それを生み出すまでに至っていない(現状はハーグリーブスの枠組みを追認し、それをもとに授業研究の多様性を分析するにとどまっている)。3年目は質問紙調査を予定している。そのためにも分析枠組みの練り上げが急務である。2年目は初年度に不十分だった事例調査を継続し、事例調査の成果を元にプロフェッショナル・キャピタルの枠組みとその構築状況を測る指標を開発する。この指標を活用して学校の授業研究実態を調査する調査票を作成する。今後は質問紙調査を予定しているが、そのための分析枠組みを見直す必要がある。ハーグリーブスがプロフェッショナル・キャピタルの概念を構築したのは、シンガポールやカナダ、フィンランド等の教育行政や学校運営の状況を観察した上でのことである。本研究は、日本の授業研究の多様性を解明するだけでなく、それを改善する方向性を示すことを意図しており、ハーグリーブスの枠組みを超えた独自の枠組みを構築する必要がある。