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東アジアにおける性教育の特徴とそれをふまえた性教育教材開発および授業研究

(3)東アジアにおける性教育の課題を踏まえ、学校現場の教員と協力し、教材および教育方法の開発、授業研究を行い、日本の子ども・若者の現実と要求に即した性教育実践の具体的課題と展望を明らかにすることである。研究実施計画に従い、本年度においては次の成果をあげることができた。第1の目的に関しては、これまでの収集してきた教材の翻訳および、特に来年度調査を計画している中国に関しては、ネットによるテキストの収集を実施した。加えて、韓国への現地調査を実施し、保健教育フォーラム(保健教師のグループ)、人口保健福祉教育の教材開発研究所、青少年性文化センター、学校を訪問し、情報交換および資料収集、性教育実践見学等を実施した。また、その成果の一部について『季刊Sexuality』に報告した。第2の目的と関わり、上記の取り組みで明らかになりつつある韓国の性教育の内容および現状については、まず、日本との比較検討をおこない、さらに研究分担者のフィンランド調査との比較をすすめている。第3の目的と関わって、これまでの実績をふまえながら、M中学校の養護教諭の協力により、性教育の指導計画、指導案、教材等を共同で作成し、それによる実践の記録、観察、その実践を受けた生徒への、事前・事後調査などを実施し、その分析を継続的に進めている。M中学校との継続的な共同研究は、事前・事後調査および生徒たちのインタビュー結果を次の実践にいかすことで、より具体的な実践研究を実施することに成功している。23年度の報告書作成時点での24年度の計画では、1中国への現地調査を含め、23年度数周した資料、教材の分析を進めること、2学校現場との協力体制のもと、性教育の指導案、教材の作成を進めること、3日本の性教育の課題について東アジアとの比較および国際的な視点から課題を検討すること、413を進めるために、定期的に研究会を開催し、また成果について学会等で発表することを目標とした。1の現地調査に関しては、中国への調査が外的な条件により実施困難となったが、25年に予定していた台湾調査の準備に切り替え、新年度の実施に向けての準備が順調に進められた(本報告書作成段階ですでに調査は実施済みであり、予想以上の成果を得ることができている)。2に関しては、これまで5年にわたって授業実践研究を続けて来たM中学校だけでなく、新たなフィールドとして、東京都内のA中学校の協力を得られることになり、授業研究を集中的に実施することができた。その成果を授業案を中心とする冊子にまとめた。また、青年を対象とする教材CDを作成することができ、頒布した。3についても、特に国際的な観点からの分析を進めている。4について、実践研究(授業案作成、授業実践、授業観察、検討会、生徒への調査と聞き取り)の取り組みは、M中学校、A中学校の両校において実施することで、より授業案や教材の有効性や方法についての検討を深めることができた。また、その成果を性教育関連セミナーで報告した。協力教員との打合せも合計年10数回に及んだ。海外情報やこれらの実践に関する成果を教員に還元するために、『季刊セクシュアリティ』にも発表した。以上の点からも、24年度の実績はおおむね順調に進行したといえる。23年度の研究計画として、以下3点の課題を設定した。
「没落都市」の再生と景観保存―政策の移転可能性の日米比較

都市空間の変化は,どのような過程を経てコントロールされているのか。それは日本とアメリカでどのように異なるのか。これが本研究を主導する問いである。その問いに解答するため,日本では小樽運河保存運動を,アメリカではセントルイス市の再開発問題で生起した景観保存運動を取り上げて分析する。この2つの事例は,どちらも30年以上の長期にわたって保存論争が続いたもので,事例の中に問題の変化・変遷が凝縮されて現れている希有なものである。2018年度の研究実績は,以下の通りである。日本の小樽の事例については,今までの調査研究の中間報告として,2018年2月に単著『町並み保存運動の論理と帰結ー小樽運河問題の社会学的分析』(東京大学出版会)を刊行し,いくつかの書評へのリプライを執筆した。本書は,なぜ小樽運河を残せと言ったのか(保存の論理),なぜ運河問題は10年近くも続いたのか(対立の構造),小樽の景観は「運河論争」を経てどのように変化したのか(景観変容の実態)の3点を,33年間の徹底的なフィールドワークで解明したものである。セントルイスの事例に関しては先行研究が見当たらないことに鑑み,本研究は基礎的な事実関係の究明に重点を置いている。2018年度は現地調査を実施し,事例初期の展開過程を示す一次資料の複写を,ミズーリ歴史協会,ミズーリ州立歴史協会およびセントルイス景観協会の3ヶ所で行った。1960年代の歴史的事実自体がほとんど埋もれている現状を考えれば,運動参加者自身の手書き記事録や手紙類は,極めて資料価値が高い。そうした資料を4,000枚近く入手できたことが,2018年度の研究実績であるということができる。2018年度はアメリカ現地調査において貴重な一次資料を複写・入手することができた。現在はその整理を行い,基礎的な事実関係の解明のための文献解読作業を順次進めてきている。既存の研究がなく,まずは資料がどこに,どれだけあるのかという事項の探索からしなければいけない状況下では,このような地味で時間のかかる作業こそが大切である。こうした作業は,埋もれているが研究する価値のある事例を掘り起こしていくための,基礎的データベースを作成していると言っても過言ではない。しかし,今回複写(撮影)した資料群の多くは手書き議事録や手紙といったもので,その解読はなかなかに困難である。タイプライターで作成された文書であっても,多くは書簡のカーボンコピーで,経年劣化によって判読にはかなりの時間を要する。当初計画よりはやや遅れている状況である。一方の国内事例である小樽については予定通りに現地調査を実施し,研究成果を公刊することができた(東京大学出版会,2018年)。現在はその成果を英語で世界に向けて発信すべく,研究成果の核心部分を英訳して欧州にて刊行する努力をしているところである。このような状況であるため,当初計画よりもやや遅れているものの,おおむね順調に進展していると判断される。第3年目の主要な課題は,昨年度同様,アメリカでの事例研究であり,ミズーリ州セントルイス市内の事例調査である。問題の初期,すなわち1960年代,セントルイス市中心部は,「旧郵便局舎」の保存で揺れ,市の世論は二分された。粘り強く闘った保存運動は旧郵便局舎の全面保存を勝ち取り,連邦所有物件の商業的利用を認めるという画期的な法律(通称「セントルイス法」〔Public Law 92-362〕,1972年)をも生み出した。この「セントルイス法」によって,その後のアメリカの公共建築の保存・再生への道筋が出来たと言っても過言ではない。にもかかわらず,管見の限り,先行研究は見当たらない。今年度も,昨年から進めているミズーリ州立歴史協会所有のアーカイヴスに眠る史料発掘を進め,その解読を急いでいく予定である。また,運動初期の展開に関する文書調査については,メリーランド州立大学,ハーバード大学,コロンビア大学等の図書館・アーカイブスも利用して分析を進める。北海道小樽市での運河保存運動の事例研究・定点観測のフォローアップも行う。278棟の定点観測を継続して実施する予定であるが,これについては小樽の建築史,都市史の泰斗・駒木定正氏の助言を仰ぎながら進める予定である。英文書籍の刊行については,必要に応じてシアトル市在住の翻訳者との打ち合わせ会合も持ちながら,鋭意,進めていきたい。これが,本研究を主導する問いである。2017年度の研究実績は,以下の通りである。日本の小樽の事例については,今までの調査研究の中間報告として,2018年2月に単著『町並み保存運動の論理と帰結ー小樽運河問題の社会学的分析』(東京大学出版会,全504頁)を刊行した。本書は,なぜ小樽運河を残せと言ったのか(保存の論理),なぜ運河問題は10年近くも続いたのか(対立の構造),小樽の景観は「運河論争」を経てどのように変化したのか(景観変容の実態)の3点を,33年間の徹底的なフィールドワークで解明したものであった。

セントルイスの事例に関しては先行研究が見当たらないことに鑑み,本研究は基礎的な事実関係の究明に重点を置いている。2017年度は諸般の事情で現地調査は実施できなかったが,事例初期の展開過程を見通す上で重要な文献を発見することができた。1983年に地元の建設業界紙に掲載された論稿ではあるが,当時の内部事情を知る者の手になるもので,資料的価値は極めて高い。こうした文献資料の解読と基礎年表の作成が,2017年度の研究実績であるということができる。2017年度は諸般の事情でアメリカでの現地調査は実施できなかったが,国内事例である小樽については現地調査も実施し,研究成果を公刊することができた。アメリカの事例については基礎的な事実関係の解明のための文献解読作業を順次進めてきている。このような状況であるため,当初計画よりもやや遅れていると判断される。都市空間の変化は,どのような過程を経てコントロールされているのか。それは日本とアメリカでどのように異なるのか。これが本研究を主導する問いである。その問いに解答するため,日本では小樽運河保存運動を,アメリカではセントルイス市の再開発問題で生起した景観保存運動を取り上げて分析する。この2つの事例は,どちらも30年以上の長期にわたって保存論争が続いたもので,事例の中に問題の変化・変遷が凝縮されて現れている希有なものである。2018年度の研究実績は,以下の通りである。日本の小樽の事例については,今までの調査研究の中間報告として,2018年2月に単著『町並み保存運動の論理と帰結ー小樽運河問題の社会学的分析』(東京大学出版会)を刊行し,いくつかの書評へのリプライを執筆した。本書は,なぜ小樽運河を残せと言ったのか(保存の論理),なぜ運河問題は10年近くも続いたのか(対立の構造),小樽の景観は「運河論争」を経てどのように変化したのか(景観変容の実態)の3点を,33年間の徹底的なフィールドワークで解明したものである。2018年度は現地調査を実施し,事例初期の展開過程を示す一次資料の複写を,ミズーリ歴史協会,ミズーリ州立歴史協会およびセントルイス景観協会の3ヶ所で行った。1960年代の歴史的事実自体がほとんど埋もれている現状を考えれば,運動参加者自身の手書き記事録や手紙類は,極めて資料価値が高い。そうした資料を4,000枚近く入手できたことが,2018年度の研究実績であるということができる。2018年度はアメリカ現地調査において貴重な一次資料を複写・入手することができた。現在はその整理を行い,基礎的な事実関係の解明のための文献解読作業を順次進めてきている。既存の研究がなく,まずは資料がどこに,どれだけあるのかという事項の探索からしなければいけない状況下では,このような地味で時間のかかる作業こそが大切である。こうした作業は,埋もれているが研究する価値のある事例を掘り起こしていくための,基礎的データベースを作成していると言っても過言ではない。しかし,今回複写(撮影)した資料群の多くは手書き議事録や手紙といったもので,その解読はなかなかに困難である。
Rap1シグナルと哺乳類Hippoによる細胞接着と増殖の統合的制御

Hippo経路は形態形成や細胞増殖の調節に重要な役割を果たしている。今回の研究で免疫系における新たな役割がみいだされた。マウスおよびヒトについて調べた結果、Rap1-RAPL -Mst1 /Mst2(哺乳類Hippo)のシグナル経路は、1.自己反応性の未熟リンパ球を排除する過程、2.末梢のリンパ球おける異物(抗原)の認識に必要な細胞接着過程、3.制御性T細胞では抗原に特異的抑制過程、4.細胞障害性T細胞においては抗腫瘍効果を負に制御する働きがあること、などが明らかになった。これらの成果は炎症・自己免疫・腫瘍免疫の病態理解や創薬開発などの疾患克服に向けて重要な知見を与えると考えられる。Rap1シグナルによるRAPLとMst1/Mst2の相互作用によるインテグリンを介する接着動態と増殖・細胞死の統合的調節過程を明らかにするため、接着構造の可視化と追跡法の樹立と解析を検討した。LFA-1細胞内領域にhalotagを付加したコンストラクトをレンチウイルスに組み込み、LFA-1欠損マウス骨髄に感染導入後、LFA-1欠損マウスに導入した結果、30%程度のリンパ球がLFA-1陽性であった。また、人工膜にICAM-1とMHC分子、CD80分子を組み込み、免疫シナプスを確立した。MOT-IIマウス由来正常およびMst1欠損T細胞における免疫シナプスの形成を比較検討した。正常ナイーブT細胞と比較し、Mst1欠損T細胞は接着領域が減少し、SMACの形成が著しく障害されていた。また、アポトーシスを可視化・追跡するため、SCAT3可視化プローブを発現したマウスとOT-IIマウスを交配し、OT-II/SCAT3胸腺細胞を得たたのち、RIP-OVAマウス由来胸腺組織による選択過程の2光子イメージング法を樹立した。リンパ球にHippo経路の関与を調べるため、YAP, Mob1a/Mob1b, Lats, WW45, NDR1/NDR2の発現を調べたところ、AP, Lats, WW45の発現は検出できなかったが、Mob1a/Mob1b, NDR1/NDR2が発現していた。Mst1およびMst2欠損T細胞の免疫シナプス形成を調べた結果、cSMAC(TCR/ペプチドMHC), pSMAC(LFA-1/ICAM-1)の形成が著しく障害されていた。またLFA-1/ICAM-1結合の一分子解析法を樹立し、解析した結果、高親和性結合の低下が明らかになった。リンパ球におけるHippo経路分子の発現を調べた結果、アダプター蛋白質Mob1a/Mob1b、NDR1/NDR2の発現が高いことから、Rap1シグナルによるRAPLとMst1/Mst2によるインテグリンを介する接着、移動、抗原認識にNDR1/NDR2が関与するか検討した。RAPL、Mst1, Mob1a/Mob1b, NDR1/NDR2は複合体を形成することが免疫沈降法によってあきらかになった。RAPL/Mst1複合体とMob1/NDR1またまはNDR2の複合体の相互作用の結果、NDRカルボキシ末端のリン酸化が亢進し、Mst1によるNDRキナーゼの活性化が起こっていた。また、TCRおよびケモカイン刺激によるNDRの活性化がおこっていたが、Mst1欠損T細胞ではNDRカルボキシ末端リン酸化が低下していた。shRNAによるNDR1およびNDR2のknockdownによってケモカインによるT細胞の先端膜およびuropodの形成が障害され、接着も低下した。また、Rac/CDC42の活性化異常が起こっていた。NDRの下流ターゲット分子としてRab8交換因子Rabin8およびRab8を解析した。Crisper/Cas9によるRabin8欠損したリンパ球細胞株ではケモカインによる接着移動の異常は見られなかったが、Rab8欠損ではLFA-1の前方への集積が低下していた。胸腺細胞の選択にはRap1シグナルが必要であり、Rap1欠損、Mst1/Mst2欠損によって胸腺上皮細胞との相互作用、免疫シナプス形成が低下し、正および負の選択、制御性T細胞の産生が障害された。また選択過程ではplexinD1が胸腺細胞に発現し、そのRap1GAP活性によってRap1シグナルを抑制、胸腺細胞の移動および免疫シナプス形成を負に調節していることが明らかになった。末梢リンパ球について、細胞障害性T細胞(CTL)の分化・機能にMst1-Foxo1/3のシグナルが負に調節していることが見出された。Mst1/Mst2シグナルの解析からNDR1/NDR2のリン酸化による活性化にRap1シグナルが関与していることが明らかになった。NDRの障害はMst1/Mst2欠損同様に免疫シナプスの形成を阻害し、高親和性LFA-1/ICAM-1結合を阻害したことからNDRとLFA-1の関連を今後、解析する必要がある。以上の結果より、ショウジョウバエで見出されたHippo経路は哺乳類免疫系では動態調節を介して増殖・分化、また成熟CTLの機能に関与していることが明らかになった。

マウスおよびヒトについて調べた結果、Rap1-RAPL -Mst1 /Mst2(哺乳類Hippo)のシグナル経路は、1.自己反応性の未熟リンパ球を排除する過程、2.末梢のリンパ球おける異物(抗原)の認識に必要な細胞接着過程、3.制御性T細胞では抗原に特異的抑制過程、4.細胞障害性T細胞においては抗腫瘍効果を負に制御する働きがあること、などが明らかになった。これらの成果は炎症・自己免疫・腫瘍免疫の病態理解や創薬開発などの疾患克服に向けて重要な知見を与えると考えられる。Rap1活性化によっておこるリンパ球における接着、移動の制御と抗原認識過程、アポトーシスへのHippo経路の関与について、遺伝子改変マウス、胸腺組織内2光子イメージング、人工膜による免疫シナプスを樹立し、Rap1によるMst1活性化がインテグリンLFA-1による接着・移動の制御、免疫シナプスの形成に重要であることを明らかにできた。特にLFA-1/ICAM-1一分子解析樹立からMst1による高親和性LFA/ICAM-1結合の障害が初めて明らかになった。また、Rap1シグナルとHippo経路とのクロストークが生化学的、イメージング手法によって明らかになりつつある。特にMst1/からNDR1の活性化がT細胞の細胞極性、接着動態に重要であることが示唆された。また、NDR1の下流分子としてRab8が関与し、LFA-1の先端膜輸送に関与していることが明らかになりつつある。胸腺細胞のアポトーシスをSCAT3を用いて2光子イメージングにより追跡可能になり、胸腺髄質の選択環境において胸腺上皮細胞との接着・アポトーシスの解析のためにマウス交配が進行中である。総じて26年度に計画したことはほぼ達成できている。27年度が最終年度であるため、記入しない。免疫学Hippo経路に関して、Mob1/NDR1・NDR2の下流分子としてRab8およびそのエフェクター分子の解析をおこなっていく。NDR1の優性活性化型の効果、Rac/Cdc42活性化異常の詳細を検討する。また、Mst1/Mst2以外にMst3の関与を検討する。接着動態解析については予定どおり、免疫シナプス系、2光子イメージングによる一分子解析、リンパ節、胸腺組織内の動態解析を行い、in vitroで得られたRap1シグナルからHippo経路のクロストークの生体内機能を明らかにする。リンパ球における接着の可視化についてレンチウイルスによるLFA-1欠損骨髄細胞への感染、移植の系を確立できた。人工膜による免疫シナプスの観察系が確立され、免疫シナプス形成過程のLFA-1/ICAM-1の結合動態を可視化追跡することが可能になり、Mst1欠損による障害過程が明らかになりつつある。また、胸腺細胞のアポトーシスをSCAT3を用いて2光子イメージングにより追跡可能になり、胸腺髄質の負の選択環境において胸腺上皮細胞との接着過程におけるアポトーシス過程が解析できるようになった。Rap1シグナルとHippo経路とのクロストークが生化学的手法によって明らかになりつつある。総じて初年度に計画したことはほぼ達成できている。予想外であった点としてβ2インテグリン欠損マウスについては免疫不全の程度が重度のため、繁殖および骨髄移植のキメリズムが良好なマウスをえることが難しかったこと、およびHippo経路になるYAP, WW45, Latsの発現が検出感度以下であった点である。これらについては方針を修正してRap1シグナルとHippo経路の関連を解析を行う。
マテリアルフローを考慮に入れた物質・エネルギー統合モデルの構築に関する研究

従来トップダウン的視点から構築されてきた応用一般均衡モデルに、エネルギー多消費産業である鉄鋼業などの工学プロセスを詳細に整合的に考慮し、経済の均衡条件のみならず、産業プロセス技術の制約の考慮を可能とした新しい多部門経済モデルを構築した。分析結果から、日本の過度なCO2制約は国内鉄鋼生産の大幅な減少と、海外からの鉄鋼輸入量の増加を促し、日本の経済成長を大幅に低下させる可能性があり、日本の気候変動対策を考える上で、示唆のある結果を得ることができた。従来の応用一般均衡モデルはトップダウン型のモデルであり,一般均衡理論に基づいて産業構造の整合性を保った均衡解を求めることが可能で,実証分析においても数多くの実績がある.しかし一方で,企業に関するモデルは部門によらず一律に同じ分析手法が適用されており,各部門の技術的要素を記述するのが困難である.またボトムアップ型のモデルは技術的要素を詳細に記述することが可能であるが,他の産業,ひいては経済全体への波及効果を議論することが困難である.そこで本研究では,従来トップダウンの視点から構築されてきた応用一般均衡モデルにエネルギー多消費産業である鉄鋼業のボトムアップ的な視点を加え,市場競争のみならず設備や技術の制約を考慮した新しい計算モデルを構築した.本研究では特に鉄鋼部門を詳細にモデル化した.鉄鋼業の製鋼法には鉄鉱石を原料とする高炉・転炉法と,スクラップを原料とする電気炉法があり,鉄鉱石の還元剤として石炭を用いる高炉・転炉法に比べて電気炉法の所要エネルギーははるかに少ない.また,圧延や鋳造の工程においても鉄鋼業は多量のエネルギーを消費するため,エネルギーの回収・再利用や工程の省略・連続化のための努力が続けられてきた.このような背景から,鉄鋼業においてボトムアップ的に工学的プロセスを詳細化し,それぞれの環境負荷や設備制約などの要素を考慮可能にすることは,エネルギー・環境・経済を整合的に考慮できるエネルギーモデルにとって重要であると考えられる.上記のモデルを用いて分析した結果,日本の過度なCO2制約は,国内鉄鋼生産の大幅な減少と,海外からの鉄鋼輸入量の増加を促し,結果的に日本の経済成長を大幅に低下させる可能性のあることが分かった.本数値シミュレーション結果より,日本の温暖化政策を考える上で,示唆のある結果を得ることができた.従来トップダウン的視点から構築されてきた応用一般均衡モデルに、エネルギー多消費産業である鉄鋼業などの工学プロセスを詳細に整合的に考慮し、経済の均衡条件のみならず、産業プロセス技術の制約の考慮を可能とした新しい多部門経済モデルを構築した。本研究の交付申請時の研究目的は、鉱物資源等の物質需給やその国際貿易等のマテリアルフローを考慮し、世界のエネルギー、物質全体を総合的に分析する物質・エネルギー統合モデルを構築することにある。そこで本年度は、各産業の物質フローを産業連関表を元に考慮した上で、さらに、工学的要素と経済学的要素を整合的に分析可能な新しい物質・エネルギーモデルのプロトタイプを開発した。具体的には、従来の応用一般均衡モデルに対して生産者サイドを中心とした独自の定式化を行い、工学的プロセスを考慮可能なボトムアップ型の多部門経済モデルの簡易版を開発した。本研究では、世界を対象にした分析を目的としているが、国際的な応用一般均衡モデルのデータベースとして知られるGTAPデータベースを用いることで、世界を3地域に分割し、世界の物質フローを考慮できるようにモデルを開発した。また上記のモデルを用いて、原子力発電への依存度や、CO2排出量に上限制約を課したシナリオの下で、世界の各産業の物質生産や物質フロー、さらには経済成長へ与える影響を予備的に評価した。その結果、原子力発電低減による短期的な影響評価では、原子力発電100%低減時に名目GDPが約2%減少する結果となった。また、CO2排出量を25%削減させた際、GDPは約7%低下し、電力価格は約50%上昇する結果となった。本研究の当初の目的では、技術のみに着目したモデルの開発を行う予定であったが、物質フローや産業活動は経済にも大きく依存する。そこで本年度は、技術のみならず、経済も考慮に入れたモデル開発に取り組んでおり、当初の研究目的を超えうる物質・エネルギー統合モデルの開発に着手している。また、現在、日本においてエネルギー政策の改定作業が行われているが、本研究では、予備的評価ではあるが、原発依存度が物質フローや経済に与える評価をタイムリーに実施した。本研究の研究目的は、鉱物資源等の物質需給やその国際貿易等のマテリアルフローを考慮し、世界のエネルギー、物質全体を総合的に分析する物質・エネルギー統合モデルを構築することにある。本年度は、世界の各産業の物質フローを産業連関表を元に考慮した上で、工学的要素のみならず、経済学的要素も考慮した物質・エネルギーモデルのプロトタイプを開発した。そのため、本研究の進捗状況としては、概ね実施計画書に基づき、順調に進展していると考えられる。本研究の研究目的は、鉱物資源等の物質需給をモデル化することに主眼を置いている。そのため、物質需給の中でも最も世界のエネルギー消費や経済に影響度の大きい鉄鋼部門に特に着目し、当該部門の物質フローに関するデータやモデルの詳細化を実施する予定である。

鉄鋼部門等の物質フローとそれが経済、産業に与える影響に関してデータやモデルの詳細化を実施するため、鉄鋼部門や経済、産業組織等に係る学術図書の購入経費や、本研究の学会発表を行うための学会参加費等の出張経費、また、開発したモデルによる計算処理能力を向上させる必要が生じた場合は、サーバ等の購入経費として、研究費を使用する予定である。
ナノヘテロ構造におけるスピン注入とスピン蓄積の理論

電子は電荷とスピンと呼ばれる角運動量を持っている。前者は半導体エレクトロニクスの基礎であり,後者は磁性の起源であり,磁石としての応用分野がある。通常の金属や半導体中ではスピン角運動量は平均としてゼロであるが,強磁性物質中ではスピン角運動量はゼロではなく,その中を流れる電流はスピンの流れ(スピン流)も持っている。本研究では,スピン流のもたらす新しい現象-スピンホール効果-が金属において非常に大きくなることを理論的に予言した。さらに,半導体・グラフェンと強磁性金属との接合において,電流注入により半導体(グラフェン)中にスピン流が存在すること,その結果,電流による磁場の効果が非常に大きくなることを見いだした。このことは,半導体・グラフェン/強磁性金属接合を新しいデバイスとして応用できる可能性を示すものである。磁性と伝導に関わるスピントロニクス分野における重要なキーワードは,「磁場よる電流制御」と「電流による磁性制御」である。本研究では,スピン偏極電流(スピン流)注入によるスピン制御効果の理論的解明を目的とし,次の研究遂行を計画する。(1)強磁性体/GaAsトンネル接合におけるスピン注入の計算を実行し,高効率のスピン注入が実現される条件を明らかにする。(2)大きなスピン軌道相互作用を有する金属におけるスピンホール効果の機構を解明する。(3)新奇な物質であるグラフェンを用いた強磁性接合における伝導現象の特徴を明らかにする。(4)強磁性トンネル接合におけるスピン注入トルクの計算を行い,TMRとの関連を明らかにする。スピントロニクス分野における重要課題である「スピンを導入した半導体素子における磁場制御」を実現するために,半導体へのスピン注入およびスピンフィルター効果の効率向上が望まれている.この課題に対して,本研究では,ショットキー障壁が存在するFe/GaAs接合におけるスピン注入・スピンフィルター効果に関して詳細な計算を行なった.その結果,界面においてショットキー障壁内に形成される界面共鳴状態が,スピン注入効率に大きな影響を及ぼすことが明らかになった.すなわち,GaAs側界面の下向きスピン電子状態に共鳴状態が出現し,このためショットキー障壁を流れるトンネル電流のスピン分極率が負となることが理論的に示された.この計算結果は光励起電子のスピンフィルター効果に対する実験結果と矛盾しないことが示された.もう一つの研究課題は,内因性スピン軌道相互作用によるスピンホール効果の理論,である.スピン軌道相互作用は,電子のスピンと軌道運動とが結合しているため,電場による磁性制御,または磁場による電流制御が可能となる.これに関わる重要な現象がスピンホール効果である.本研究では,遷移金属におけるスピンホール効果を,現実的強結合模型と原子内スピン軌道相互作用を取り入れて計算を行なった.その結果,原子間の電子の異方的な飛び移り係数と遷移金属原子の大きなスピン軌道相互作用を反映して,半導体で見いだされているスピンホール伝導度と比較して桁違いのスピンホール伝導度が得られた.現在,軌道ホール効果との関連を検討している.磁性と伝導に関わるスピントロニクス分野における重要なキーワードは,「磁場よる電流制御」と「電流による磁性制御」である。半導体スピントロニクスにおいて前者を実現させるために,半導体へのスピン注入効率の理論的解明が重要である。金属スピントロニクスにおいて後者を実現させるためには,スピン流やスピン軌道相互作用の効果を明らかにする必要がある。平成20年度において以下の研究を遂行した。(1)強磁性体/半導体接合,とくにFe/GaAs接合におけるスピン注入効率を,ショットキー障壁のある現実的模型を用いて計算した。その結果GaAs側ショットキー障壁内に形成される界面共鳴状態の効果がスピン注入効率の大きな効果をもたらすこと,特にGaAs側からFe側に電子が移動する際のスピン分極率が負となることがあることを明らかにした。(2)遷移金属のスピンホール効果を,現実的電子構造を取り入れて計算を行った。半導体と比較して桁違いのスピンホール伝導度が得られており,これらの値は実験から推定される値を説明するものとなっている。また,軌道のダイナミクスが重要となることも指摘した。(3)新しい物質としてグラフェンを取り上げ,スピンホール伝導度および接合系の磁気抵抗効果の計算を行った。第一の研究結果は,強磁性体/半導体接合作製に対して大きな指針を与えるものである。第二の結果は,スピンホール効果の本質を明らかにするきっかけを与えるものである。第三の研究は,グラフェンという新物質の特性を明らかにすることにより,応用への可能性を検証するものである。

平成21年度において以下の研究を遂行した。(1)強磁性体/半導体接合,とくにショットキー障壁のあるFe/GaAsとFe/GaAs/Fe接合におけるトンネル電流のスピン分極率の電圧依存性を計算した。その結果,電圧によりスピン分極率が大きく変化し,電圧によるスピン分極率の制御が可能であることを明らかにした。(2)遷移金属のスピンホール効果および異常ホール効果について,得られた研究成果の総合報告を行なった。(3)強磁性とグラフェン接合系における磁気抵抗効果を計算し,その効果が,強磁性層とグラフェン層の接合によるディラック点のシフトによって出現することを明らかにした。また,強磁性体としてFeCoやFeCr合金を用いると,磁気抵抗効果が非常に大きくなることを示した。(4)ハーフメタルであるCo2MnSi(CMS)からなる3層膜CMS/Cr/CMSにおける電子状態と磁気状態を第一原理計算手法により計算した。その結果,CoとCrの磁気モーメントは平行に,MnとCrの磁気モーメントは反平行に配列するため,接合界面の乱れにより特異な層間交換結合が可能となることを指摘した。磁性と伝導に関わるスピントロニクス分野における重要なキーワードは,「磁場よる電流制御」と「電流による磁性制御」である。半導体スピントロニクスの分野において,前者の手法を用いる新奇デバイスであるスピンFETが期待されている。その実現に向けて,半導体へのスピン注入効率の理論的解明,および強磁性体/グラフェン/強磁性体接合における磁気抵抗効果の数値シミュレーションを実行した。具体的研究成果を以下に記す。1)強磁性体/半導体接合におけるスピン注入:ショットキー障壁を介して流れるトンネル電流のスピン分極率に対して,界面電子状態が重要となることを指摘してきたが,特にショットキー障壁内の共鳴準位が決定的役割を果たすことを確認した。このことは,スピンFET実現において,接合界面の構造制御が重要であることを示唆するものである。2)グラフェンを用いた強磁性接合系における磁気抵抗効果:強磁性金属/グラフェン/強磁性金属接合における磁気抵抗効果を,現実的電子状態と現実的接合構造を用いて計算した。その結果Ni合金において大きな磁気抵抗効果が得られることを示した。その発現機構として,接合界面における電子状態の変化が重要な役割を担うことを明らかにした。また,「電流による磁性制御」と密接に関係する現象であるスピンホール効果に関してこれまで行なってきた研究の成果を総合報告として発表した。なお,本特定領域内の実験グループとの連携を図るため,研究課題として加えた「ハーフメタルを用いた強磁性接合系の層間交換結合の解明」に対する研究成果の論文発表を行なった。
損傷脊髄の機能再建について(脊髄および馬尾神経再生について)

ラット8匹、ウサギ1羽、犬1匹から座骨神経を採取し、シュワン細胞の分離、培養を試みた。1.ラットから座骨神経を採取し、whole mount標本とperineuriumを除き細かく刻んだ標本(分離用標本)を作成した。whole mount標本はただちにHank's Balanced Salt Solution(HBSS)で培養した(EX-1)。分離用標本は、Rinaldin's solutionに0.25%コラゲネースのみ、0.25%トリプシンのみ、0.25%コラゲネースと0.25%トリプシンを加えたものの3群に分け、それぞれで36度C、30分かけてシュワン細胞の分離を行いHBSSで培養を行った。whole mount標本では位相差顕微鏡で細胞の増殖が認められたが、分離用標本ではいずれの場合も培養細胞は認められなかった。2.シュワン細胞を分離するための酵素の作用が強すぎたためと考え、分離させる時間を30分から5分に短縮させて同様の実験を行ったが、培養細胞は認めなかった。3.次に若いウサギを使用し、分離用標本の量を増やし、酵素濃度を0.25%から0.05%に減少させ同様の実験を行ったところ、紡錘状の濃染する培養細胞が認められた。この方法では若いラット、犬の標本でも培養細胞が確認された。4.現在シュワン細胞のより確実で長期培養の方法を探索中である。成犬2頭を用いて一側の第6、7腰椎神経および第1仙骨神経を硬膜内で切断し、第7腰椎神経の再吻合を行った。手術後1カ月および6カ月の標本を採取し、現在標本固定中である。
糸状菌アクレモニウム・セルロリティカスの糖化酵素遺伝子の発現制御機構の解析

本研究では、糸状菌Talaromyces cellulolyticus (旧称Acremonium cellulolyticus)の糖化酵素遺伝子の発現機構に着目し、(1)他の糸状菌で糖化酵素遺伝子を制御することが知られている転写因子の解析、(2)新規な転写因子の検索およびその機能解析、を試みた。その結果、tacA遺伝子やtctA遺伝子、Hap complex遺伝子などが本菌の糖化酵素遺伝子の発現に寄与することを見出した。また、新規な転写因子の単離には至らなかったが、その過程で、相同組み換え能が飛躍的に向上した株の取得や、糖化酵素遺伝子の発現に重要なプロモーター領域の特定といった成果を得た。本研究では、糸状菌タラロマイセス・セルロリティカス(旧称アクレモニウム・セルロリティカス)が生産する糖化酵素群について、その遺伝子発現機構の解析を試みる。1)新規な転写因子の検索本解析に先立ち、本菌の糖化酵素遺伝子のプロモーター領域を用いたレポーター解析を行った。その結果、エンドグルカナーゼ遺伝子の転写に重要な領域を見出した。現在、特定した領域に結合する核タンパク質の探索を試みており、新規な転写因子の取得が期待される。さらに、他の糖化酵素遺伝子についてもレポーター解析を進めている。また、本レポーター解析を行う宿主株の作製を通じて、1ligD遺伝子の破壊による相同組み換え効率の向上、2生育マーカー遺伝子のリサイクル技術の開発、にそれぞれ成功した。本技術は、本菌の遺伝子発現機構を解析する上で非常に有用であり、今後の解析に大きく貢献すると考えられる。2)他の糸状菌で知られる転写因子の解析他の糸状菌で糖化酵素遺伝子の転写に寄与することが知られる転写因子に相同性を示す7遺伝子を、本菌のゲノム情報から選抜した。これらの遺伝子について遺伝子破壊株を作製し、糖化酵素遺伝子の生産への影響を調べた。その結果、tacAおよびtctA遺伝子が本菌の糖化酵素生産に重要な役割を有することが明らかとなった。これらの遺伝子が糖化酵素生産を正に制御するという報告は本研究が初めてである。また、Hap complexやAreAといった、糖化酵素遺伝子を含む広範な遺伝子を制御することが予測された転写因子について、遺伝子破壊株を作製した。現在、これらの生理的意義の解明を試みている。1)新規な転写因子の検索昨年度までに、相同組み換え能が劇的に上昇した宿主株の作製に成功し、これを用いてエンドグルカナーゼ遺伝子の転写に重要な領域(約300 bp)を見出した。今年度は、まず始めに、当該領域をさらに200 bpまで絞り込んだ。次に、この200 bpを数十bpずつ分割し、これらに結合する核タンパク質を探索した。その結果、12種類のタンパク質を同定することに成功した。現在、これら12種類のタンパク質のうち、糖化酵素遺伝子の転写に関連性があるものを探索している。2)他の糸状菌で知られる転写因子の解析昨年度までに、tacAおよびtctA遺伝子が本菌の糖化酵素遺伝子の発現に重要な役割を持つことを明らかとした。さらに、Hap complexやAreAといった、糖化酵素遺伝子を含む広範な遺伝子を制御することが予測された転写因子について遺伝子破壊株を作製した。今年度は、これらの遺伝子破壊株の各種表現型を解析した。その結果、Hap complex、AreAともに酵素および遺伝子レベルで糖化酵素の生産に影響を及ぼすことが明らかとなった。さらに、AreA遺伝子破壊株は様々な条件下での生育が野生型株のそれよりも悪く、糖化酵素生産だけでなく様々な遺伝子の発現に寄与していることが示唆された。昨年度に得られた計画への基礎データを更に発展させ、さらに新規転写因子の候補となるタンパク質を12種類同定したため。また、新たに2つの転写因子が本菌の糖化酵素生産に関与することを明らかとしたため。本研究では、糸状菌タラロマイセス・セルロリティカス(旧称アクレモニウム・セルロリティカス)が生産する糖化酵素群について、その遺伝子発現機構の解析を試みた。昨年度末より、研究代表者が海外の大学へ1年間研究留学へ出かけていたため、最終年度は研究成果の公表を中心に、科研費活動を行った。具体的には、昨年度までに得られた研究データをまとめ、海外英文誌へ論文を投稿した。現在、そのリバイス対応を行っており、近日中に国際英文誌へ掲載される予定である。さらに、海外留学中の留学先でのミーティングや、帰国後の国内の学会といった複数の会議で科研費成果を発表した。本研究の全期間を通じて得られた成果の概要は、以下の通りである。(1)他の糸状菌で糖化酵素遺伝子を制御することが知られている転写因子の解析:tacA遺伝子やtctA遺伝子、Hap complex遺伝子などが本菌の糖化酵素遺伝子の発現に寄与することを見出した。これにより、新たに複数の転写因子が本菌の糖化酵素の発現に寄与することが明らかとなった。これらの転写因子を改良することにより、本菌の酵素生産性の向上が期待される。(2)新規な転写因子を検索:新規な転写因子の単離には至らなかったが、その過程で、相同組み換え能が飛躍的に向上した株(YDLP株)の取得に成功した。

これは、本菌の遺伝子組み換え技術が飛躍的に進歩したことを意味し、今後の様々な解析に応用されると期待される。さらに、YDLP株を用いた解析により、糖化酵素遺伝子の発現に重要なプロモーター領域を特定した。今後、本菌の糖化酵素遺伝子の発現メカニズムが更に明らかとなることが期待される。本研究では、糸状菌Talaromyces cellulolyticus (旧称Acremonium cellulolyticus)の糖化酵素遺伝子の発現機構に着目し、(1)他の糸状菌で糖化酵素遺伝子を制御することが知られている転写因子の解析、(2)新規な転写因子の検索およびその機能解析、を試みた。その結果、tacA遺伝子やtctA遺伝子、Hap complex遺伝子などが本菌の糖化酵素遺伝子の発現に寄与することを見出した。また、新規な転写因子の単離には至らなかったが、その過程で、相同組み換え能が飛躍的に向上した株の取得や、糖化酵素遺伝子の発現に重要なプロモーター領域の特定といった成果を得た。新規な転写因子の単離には至っていないが、計画に向けた基礎データを蓄積できている。さらに、研究開始年度に英文誌および国際会議での成果発表を達成したため。新規な転写因子の単離・解析および、既に糖化酵素遺伝子への発現を明らかとしている転写因子の機能解析を引き続き進める。また、得られた成果の対外発表を行う。応用微生物学新規な転写因子の単離・同定、既に遺伝子破壊株を取得している転写因子の機能解析を進める。研究計画の変更はない。年度末に外注分析を依頼することにより残額を0円と予定していたが、分析後に一部解析不能なサンプルが存在することが明らかとなり、予定金額よりも低くなったため。分析不能となったサンプルの再解析や対外発表の費用として使用予定。
人口減少時代における地域価値向上に向けた地域メディアの利活用に関する実証的研究

本研究においては、人口減少が進みつつある今日の状況を踏まえて、地域価値向上に向けて地域メディアが果たしうる役割に関して考察を行った。これまで地域メディアの役割は地域住民のニーズによって規定されてきたが、今後は地域メディア自身が地域振興の主体となり、地域の発展に結びつくのではないかとの問題意識の元、資料調査、現地調査を行い、比較分析を行った。本研究における地域価値については、先行研究を踏まえて、経済的価値に限定せず、「地域の持続性を向上させること」を目的として、経済、環境、自然、人等の多様な価値を含むこととし、価値の創造で終わるのでなく、価値の伝達・提供まで目標とすべきものであると設定した。複数事例の調査を行ったが、例えば、ハッピーロード大山商店街(板橋区)におけるインターネットを活用した地域の動画放送番組である「ハッピーロード大山TV」の取り組みでは、商店街内外のキーパーソンを軸として、継続的に商店街の情報を発信することで、地域価値を高めるためのコミュニケーションと情報の還流に寄与していることが明らかになった。また、FMよみたんや明石ケーブルテレビ等におけるメディアと住民との連携では、メディア側が住民と対等な関係での連携を意識しつつ、住民が継続して参加しやすい仕組みを構築することで、定着に至っていることが明らかになった。すなわち、住民との関係性の構築により、メディア自らの価値を高めることに繋がり、ひいては地域価値向上に資することとなると考えられる。以上を踏まえると、今日の地域メディアは、地域情報の送り手としての活動のみならず、地域振興の主要な担い手となっており、地域価値の創造及び伝達・提供に対して多様な役割を果たしている。特に、1地域資源の発掘・再発見、2メディアを通じた地域内外の関係性の構築・拡大、3外部からの情報の還流等において果たす役割が大きいことが明らかになった。今日、コミュニティの持続可能性が問われており、各地域において定住人口拡大を最大の目標としつつ、まずは交流人口増加に向けた取組みが必要不可欠である。そこで、本研究においては、人口減少が進みつつある今日の状況を踏まえて、地域価値向上に向けて地域メディアが果たしうる役割に関して考察することを目的とした。地域メディアに着目した理由は、地域住民のニーズに応えるメディア媒体であると同時に、地域振興の主体としても果たす役割が大きいと考えられるからである。平成27年度は、主に1.基礎資料収集・分析(1先行研究の整理・評価分析/2調査対象事例の抽出にかかる資料収集)、2.分析枠組みの構築、3.パイロット調査(訪問調査)を実施した。地域メディアは、従来「一定の地域社会を情報エリアとするコミュニケーション・メディア」と定義され、地域新聞、CATV、コミュニティFM等に代表されるように、その機能は、1地域関連情報の提示、2地域社会の統合性の推進、3地域争点の提示による住民の問題関心の提起/住民の要望・意見の交流等が中心であった。しかしながら、近年のデジタル技術の普及により、その担い手が多様化しており、地域住民への情報提供にとどまらずに、これまでとは異なる役割を果たす可能性が生まれている。そこで、これまで地域メディアの役割は地域住民のニーズによって規定されてきたが、今後は地域メディア自身が地域振興の主体となる可能性があるのではないかという問題意識の元、伝統的地域メディア及び従来型ではない地域メディアの取組みの2つをパイロット調査の対象として選定して実際に調査を行った。前者は、桐生タイムス社(群馬県)で実施された地域紙協議会実務者会議であり、後者はハッピー大山TV(東京都)である。これらの訪問調査で得られた結果をさらに精査し、2年目以降の調査枠組みの作成及び修正に活用していく。これまでの研究成果及び資料調査を踏まえて、実際に訪問調査を行い、2年目に向けた有益な示唆を得ることができた。今日、コミュニティの持続可能性が問われており、各地域において交流人口拡大に向けた取組みが必要不可欠である。そこで、本研究においては、地域価値向上に向けて地域メディアが果たしうる役割に注目した。平成28年度は、昨年度実施したパイロット調査の結果を踏まえて、地域価値向上に資する地域メディアの役割について考察を深めるため、複数地域を対象とした現地調査を行った。沖縄調査では、CATV、コミュニティFMを対象とした聞き取りを行い、離島出身者を取材対象とした番組制作により地域イメージの再構築に結びついた事例や、コミュニティFMがインターネットTVを活用し、島外に向けた観光情報の発信を行っている事例などを発掘した。また、秋田調査では、広告会社・地方出版社・コミュニティFMの聞き取りを行ったところ、地域広告会社が中心となった地域振興の取り組みや、地方出版社を取り巻く外部環境の変化等が明らかになった。その他、名古屋調査では、フリーペーパーによる地域の食の再発見の取り組みや、インターネットTVと地元アイドルのコラボレーションなどの地域活性化の取り組みの経緯と現状・課題の聞き取りを行うことができた。また、京都調査では、地域紙とコミュニティFMの密接な連携において地域の活性化を進めている事例などを発掘することができた。これらの調査を行ったことで、各々の地域特性を踏まえた地域メディアの現状と課題が明確化されてきており、今後の研究とりまとめに関する有益な示唆が得られたと考えている。今年度計画していた複数地域の訪問調査を実施し、有益な示唆を得ることができた。

平成29年度は、昨年度実施した現地調査結果を踏まえて、「地域価値」の再定義を行った上で、事例調査・分析の継続及び学会発表を行い、最終分析に向けた研究活動を行った。地域価値に対する考え方は一定ではなく経済的価値とほぼ同義で捉えられることもあるが、本研究においては、地域価値を経済的価値に限定せず、「地域の持続性を向上させること」を目的として、経済、環境、自然、人等の多様な価値を含むこととした。その上で、地域情報伝達媒体の多様化を検討した上で、具体的な事例を元に、地域価値の向上との関係性を考察した。考察の対象とした事例は、あやべ市民新聞、FMちゅーピー、To Magazine、ぶらり港まち新聞、北近畿経済新聞、カウテレビジョン、みんなで作る横濱写真アルバム、中海テレビ放送、岡谷市民新聞、上越タイムス、宮古テレビ、明石ケーブルテレビ、FMよみたん、十勝毎日新聞、天草TV、ハッピーロード大山TVである。分析の結果、1地域価値の創造、2地域価値の伝達・提供の各々の過程において、地域メディアの活動が大きく寄与していることが明らかになった。特に、1地域資源の発掘・再発見、2メディアを通じた地域内外の関係性の構築・拡大、3外部からの情報の還流等において果たす役割は大きいと考察した。よって概ね計画通りに進んだと言える。本研究においては、人口減少が進みつつある今日の状況を踏まえて、地域価値向上に向けて地域メディアが果たしうる役割に関して考察を行った。これまで地域メディアの役割は地域住民のニーズによって規定されてきたが、今後は地域メディア自身が地域振興の主体となり、地域の発展に結びつくのではないかとの問題意識の元、資料調査、現地調査を行い、比較分析を行った。本研究における地域価値については、先行研究を踏まえて、経済的価値に限定せず、「地域の持続性を向上させること」を目的として、経済、環境、自然、人等の多様な価値を含むこととし、価値の創造で終わるのでなく、価値の伝達・提供まで目標とすべきものであると設定した。複数事例の調査を行ったが、例えば、ハッピーロード大山商店街(板橋区)におけるインターネットを活用した地域の動画放送番組である「ハッピーロード大山TV」の取り組みでは、商店街内外のキーパーソンを軸として、継続的に商店街の情報を発信することで、地域価値を高めるためのコミュニケーションと情報の還流に寄与していることが明らかになった。また、FMよみたんや明石ケーブルテレビ等におけるメディアと住民との連携では、メディア側が住民と対等な関係での連携を意識しつつ、住民が継続して参加しやすい仕組みを構築することで、定着に至っていることが明らかになった。すなわち、住民との関係性の構築により、メディア自らの価値を高めることに繋がり、ひいては地域価値向上に資することとなると考えられる。以上を踏まえると、今日の地域メディアは、地域情報の送り手としての活動のみならず、地域振興の主要な担い手となっており、地域価値の創造及び伝達・提供に対して多様な役割を果たしている。
近位尿細管エンドサイトーシスによる新規レニン・アンジオテンシン系活性化機構の解明

本研究の主目的は、腎近位尿細管細胞に発現するエンドサイトーシス受容体メガリンを介する新しいレニン-アンジオテンシン系の活性化機構を明らかにすることである。アンジオテンシンIIの前駆タンパクであるアンジオテンシノゲンは、糸球体を濾過した後、メガリンを介して近位尿細管上皮細胞に取り込まれることが知られている。本年度は、InvitrogenのFreeStyle MAX 293 Expression Systemを用いて、浮遊・高密度培養可能なHEK293細胞に、ヒトアンジオテンシノゲンおよびヒトプロレニンcDNA(Hisタグ付き)を組み込んだ発現ベクターをトランスフェクションし、無血清培地中にそれらの組換えタンパクを発現させた後、コバルトカラムで精製することにより、それらのタンパクを大量に精製することに成功した。上記の方法で作製した組換えヒトアンジオテンシノゲンとヒトプロレニンを、培養ラット近位尿細管上皮細胞(IRPTC)に添加したところ、細胞内に取り込まれたヒトアンジオテンシノゲンがヒトプロレニンにより切断されることを見出した。すなわちこれは、細胞内でヒトプロレニンが活性化されたことを示す。さらに、試験管内の反応において、酸性pH条件下でヒトプロレニンが活性化することを確認しており、IRPTC内のエンドソームの酸性pHによりプロレニンが活性化したものと考えられた。さらに、私が所属する新潟大学大学院医歯学総合研究科機能分子医学講座では高効率の腎特異的メガリンノックアウトマウスの作出に新たに成功した。このマウスの尿には大量のアンジオテンシノゲン(レニン未切断型)が存在することから、糸球体を濾過したアンジオテンシノゲン(レニン未切断型)が、メガリンを介して近位尿細管上皮細胞に取り込まれることが示唆された。
没入型簡易バーチャルリアリティ提示装置を用いたSTSP教材の開発と評価

STSP教材については,長崎原爆を題材として取り上げ,浦上天主堂の被爆前と後をコンピュータグラフィックスで再現した。そして,コンピュータグラフィックスによる仮想空間内を自由に探索できるよう,3次元立体視可能なバーチャルリアリティ教材として完成させた。この教材では,学習者がコントローラーを操作することによって仮想空間内を自由に移動できる。また,学習者はボタンを操作することによって,原爆投下前と後の様子を切り替えられる。続いて,先の教材を4つのクライアント・コンピュータと1つのホスト・コンピュータから構成される簡易式没入型バーチャルリアリティ提示装置(P-IPTS)で提示できるよう開発を進めた。P-IPTSは,5m×2mの大型スクリーンに液晶DLPプロジェクター4台を使って仮想空間を投影することができ,かつ,移動設置することが可能な装置である。設計時に,教材に取り入れることになっていた被爆者の映像については教材化することができなかった。評価については,P-IPTSを特別教室に設置し提示実験を行った。高等学校の生徒を対象に調査を実施した結果,視覚的な効果が学習者の興味を喚起していたことが明らかになった。一方で,P-IPTSをより実用的なものにするため,教員を対象にアンケート調査を実施し,大型スクリーンとは別に,より小型のスクリーンも開発した。そして,教員が実際に授業で活用するために必要な条件を明らかにした。現職教員は,通常の授業での利用を想定した場合は,教卓より少し大きめのスクリーンがよいこと,3分程度で設置できるものがよいことがわかった。また,大人数では大きなスクリーンがよいことが明らかになった。今年度は,主に,簡易式没入型提示システムを使ったコンピュータグラフィックスによる仮想空間の構築を行い,スクリーンの提示方法に関する評価実験を行った.まず,STSP(科学・技術・社会・平和)教材として,長崎に投下された原子爆弾の爆心地の近くにある浦上天主堂をCGで構築した.現在の浦上天主堂は,被爆後に再建されたものである.外壁の画像をテクスチャとして使用し,地面データを地図から引き起こして仮想空間を構築した.続いて,長崎大学医学部附属原爆後遺障害医療研究施設が所有するデータを用いて,原爆投下直後の浦上天主堂を再現した.この作業は,写真データを基に行った.ただし,瓦礫等については,現在のところ,テクスチャを張ってある程度のものとなっている.次に,仮想空間提示ソフトウェア(CubicWorld)を用いて,仮想空間のプログラミングを行った.本システムを用いることで,CG仮想空間をインタラクティブに移動可能で,かつ3次元立体視が可能になる.仮想空間は,2面スクリーンで3次元立体視するため,4台のPCを同期させて仮想空間をリアプロジェクションシステムに提示された.ネットワークで接続した4台は,1台のサーバマシンによって統括されている,また,デバイス(ゲーム用のコントローラ)の設定もこのソフトウェアを用いて行った.本システムを用いることで,CG仮想空間をインタラクティブに移動可能で,かつ3次元立体視が可能になる.なお,天主堂内部については,撮影禁止のため,構築することができなかった.一方で,仮想都市を使って,中学生を対象に,スクリーンの提示方法について調査を行った.2面スクリーンは60度から180度まで条件を設定することが可能である.実験の結果,180度条件と比較して90度条件のほうが,都市内の移動肯定をよく把握できることが明らかになった.STSP教材については,長崎原爆を題材として取り上げ,浦上天主堂の被爆前と後をコンピュータグラフィックスで再現した。