hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘム結合型酸素センサーキナーゼの酸素センシングとリン酸化シグナリングの分子機構

これら変異体のうち、S18L、K104RとK104TはD54でのリン酸基結合が安定であり、結果としてDNA結合能をもつ2量体形成が優勢になっていることが示唆された。一方、A93VやT109Aはリン酸化していない単量体で標的DNAに強く結合することが判明し、レシーバードメインのα4、α5ヘリクスがDNA結合活性の制御に関与していることが示された。(論文印刷中)これら研究と平行し、我々はエフェクタードメイン(FixJc)の溶液中での構造をNMRによって決定した。FixJcは5つのαヘリクスからなり、NarLやGerEのDNA結合ドメインときわめて類似した構造であることがわかった。また、構造比較や変異体のDNA結合活性の測定により、α3とα4がDNA結合部位を形成していることがわかった。細菌や菌類、植物は光、酸素、栄養などの環境変化を感知するために「二成分情報伝達系」と呼ばれる情報伝達系を用いる。「二成分情報伝達系」はセンサーヒスチジンキナーゼ(HK)とレスポンスレギュレーター(RR)から成り、両者間のATP依存性のリン酸基転移反応を介して細胞内情報伝達が行われる。現在、数百種もの二成分情報伝達系遺伝子があきらかになっているものの、HKの環境因子(リガンド)結合に共役した自己リン酸化反応の制御やリン酸基受容によるRRの活性化といったタンパク質レベルでのスイッチングのメカニズムは依然不明のままである。我々はリガンド結合の研究に有利なセンサードメインにヘムをもつ根粒菌のヘム結合型酸素センサーFixL/FixJタンパク質を二成分情報伝達系研究のパラダイムとしている。我々は大腸菌内で、FixL/FixJ発現系とfixK-lacZレポーター系を構築し、FixLおよびFixJの機能変異体を単離し、変異体解析によって、両タンパク質の機能性アミノ酸残基を明らかにした。また、FixLが酸素によって自己リン酸化が抑制されるが、一酸化炭素、一酸化窒素では抑制されないことを明らかにした。我々はFixL/FixJにおける情報伝達のフィードバックを検証する過程で、ADPがFixLの酸素親和性をおよそ5倍低下させることを発見した。このアロステリック効果にはFixJを要求すること、また、ADP結合部位はリン酸化反応を行う時にATPが結合する部位と同じであることがわかった。これらを総合して、FixL/FixJのリン酸化反応の「2気筒レシプロエンジンモデル」を提案した。このモデルはHKの2量体の必然性を示し、また、リガンド感知に伴い、HKがRRを効率良くリン酸化することを矛盾なく説明している。さらに、ヘムが細胞に取り込まれる過程を蛍光類似体である亜鉛ポルフィリンを用いて観察し、ヘム受容体もしくはヘム輸送体タンパク質が細胞膜にあることを検証した。根粒菌のFixL・FixJタンパク質はそれぞれ二成分情報伝達系の酸素センサーヒスチジンキナーゼとレスポンスレギュレーターである。
ヘプタレン系化合物の立体配座、芳香族性ならびに電子授受性に関する研究

3-アシル-8H-3-アザヘプタレン-8-オン(1__-)の構造、立体配座および3-アゾニアヘプタレン誘導体4'__-の性質に関する知見を得るべく、それらの分光学的性質を検討した。1__-のNMRスペクトルにおける環水素間、環炭素間の結合定数は、トロポン、場体アゼピンの相当する水素間、炭素間の結合定数に近い値を示し、1__-がほぼ平面のトロポン環にボ-ト型配座アゼピン環が縮環した構造を有していることを示唆している。1__-にはアゼピン環窒素とアシル基CO炭素間の部分二重結合性に由来するアシル基の束縛回転[1__-【double half arrows】1__-′が見い出だされ、温度依存NMRスペクトルよりアシル基回転の活性化パラメ-タ-、1a__-:ΔG【thermodynamics】=14.4±0.1kcal/mol,ΔS【thermodynamics】=-0.80±0.4 e.u.,1b__-:15.4±0.1kcal/mol,ΔS【thermodynamics】=-1.1±0.4 e.u.(25°C)が得られた。1a__-のΔG【thermodynamics】は相当する母体アゼピン2a__-のΔG【thermodynamics】=13.3kcal/molより1kcal/mol程度小さい。芳香環のアゼピン環への縮環効果をN-CO結合の部分二重結合性より、より詳細に検討するため2b__-およびベンゾアゼピン3a__-、3b__-合成し、それらの熱力学的デ-タ-を得るべく、温度依存NMRスペクトルの測定を行っている。1a__-のプロトン付加体4__-のNMRにおける環水素の化学シフト値は、アゼピン環よりトロピリウムイオン環への分子内電荷移動を示す3-アゾニヤヘプタレン-8-オ-ル4′__-が、4__-に寄与していることを示している。3-アザヘプタレン合成の第一段階として、1a__-よりNaBH_4,CeCl_3還元によるジヒドロアザヘプタレン5__-への高収率変換反応を検討している。
フラクタル上のラプラシアンの構成と測度論的リーマン構造の研究

本研究課題の主題の一つである測度論的Riemann構造の研究の一環として,Sierpinski gasket上の測度論的Riemann構造について前年度までの成果を受けさらに詳細な解析を行い次のことを証明した.(1)頂点xを中心とする半径rの測地球の体積をrで割った商が,rが0に近づく極限で(xに応じて決まる)正の定数に収束すること.(2)対応する拡散過程X(t)を頂点xから出発させるとき,X(t)の出発点xからの距離の平均は,時刻tを0に近づける極限において1次元Brown運動の場合と同様の挙動を示す.(3)対応するLaplacianの固有値の増大度がSierpinski gasketの(調和測地距離に関する)Hausdorff次元のべきで(修正項なしに)与えられる.(1),(2)により調和測地距離のより精密な漸近挙動が明らかになった.また(3)はLaplacianの固有値に関する基本的な問題意識であるWeyl型漸近挙動を考える上での大前提となる事実であり,今後の更なる研究の動機付けとして重要である.一方,当初の目標であるSierpinski gasket以外の自己相似フラクタルへの一般化については,京都大学の日野正訓氏との共同研究が進行中であるがまだ完成には至っていない.この他,フラクタル上の熱核の解析に関連して,nested fractal上の標準的な熱核p(t,x,y)について,p(t,x,x)のtを0に近づける極限での漸近挙動には,(古典的なRiemann多様体上の熱核とは異なり)一種の振動が見られることを証明した.Sierpinski gasketに対してはこの結果は平成20年度中に既に得られていたが,本結果はこれをより広くnested fractalの枠組みで(部分的に)一般化したものである.フラクタル上の熱核がこのように振動を有することの証明は当該分野における10数年来の未解決問題であったが,本研究はこれをnested fractalという一般の枠組みで肯定的に解決したことになる.研究題目の一つであるフラクタル上のLaplacianの構成に関連して、筆者は以前に修士論文及びそれに続く研究の中で、Slerpinski carpet等を含む広い範疇の自己相似フラクタルとその上で定義されたLaplacianに対し、parmion function(Laplacianの固有値の分布のLaplace変換)Z(t)のt↓0での漸近挙動の主要項の抽出と剰余項の大きさの評価に関する結果を得ていた。当該年度前半にはその研究を継続し、最も重要な(generahzed)Sierplnski carpet上の標準Laplacianの場合にはZ(t)のt↓0での漸近挙動が幾つかのtのべきの項と指数的に減衰する項との和の形に表現されるというより詳細な結果を得、またこの結果について海外を含む各地の研究会において数回の講演を行った。「より一般の自己相似フラクタルで類似の結果が成り立つか」というのは興味深い問題だが、これはより一般の自己相似フラクタルでのLaplacianの構成問題が解決されて初めて意味のある問いになる。その意味で、本結果はフラクタル上のLaplacianの構成問題の重要性を裏付けている。他方もう1つの研究題目である測度論的Riemann構造については、調和Sierpinski gasketについて、熱核のGauss型評価をはじめとするRiemann幾何的構造が見出せるという木上(2008)の結果を背景としてさらに詳細な解析を行い次の結果を得た:この場合の熱核p(t,x,y)に対し、xが調和Sierpinski gasketを囲む正3角形の頂点の場合には(√<t>)p(t,x,x)はt↓0のとき正の有限値に収束する。証明の鍵は熱核の漸近挙動の主要部が1次元区間上のLaplacianの熱核に一致することが示せるというもので、これにより短時間・短距離の範囲ではこの場合の熱核がRiemann多様体の場合と同じく「真にGauss型」の挙動を示すことも明らかになった。当該年度は主に調和Sierpinski gasket上の標準的な熱核の解析および関連するDirichlet形式の一般論について研究を行い,以下の事実を証明した.(1)一般の再帰的な局所正則Dirichlet空間において,(ある特殊な境界条件をみたす)調和関数のエネルギー測度による時間変更を考えることで自然に1次元区間上の反射壁Brown運動が得られる.(1)は「任意の1次元拡散過程はBrown運動の時間変更として表される」という古典的な事実のある意味での一般化になっておりこれ自身興味深いが,さらに上記の(2),(3)が本結果を適切に応用することで得られるなど応用上も重要である.(2)は前年度に得られていた,頂点における熱核の対角部分の短時間漸近挙動の結果を踏まえてさらに詳細な漸近挙動を求めたものであり,これにより対応する拡散過程の頂点の周りでの挙動が1次元Brown運動のそれに非常に近いことが分かったことになる.(3)に対応する結果はRiemann多様体上の標準的な熱核に対してはよく知られているが,(3)は同様の事実が(調和)Sierpinski gasketという「フラクタル」において成り立つということを言っており,非常に興味深い結果といえる.なおこれらの研究結果に基づいて,海外を含む各地の研究会で数回の講演を行い,また博士論文を執筆・提出し平成22年3月23日付けで京都大学博士(情報学)の学位を取得した.

本研究課題の主題の一つである測度論的Riemann構造の研究の一環として,Sierpinski gasket上の測度論的Riemann構造について前年度までの成果を受けさらに詳細な解析を行い次のことを証明した.(1)頂点xを中心とする半径rの測地球の体積をrで割った商が,rが0に近づく極限で(xに応じて決まる)正の定数に収束すること.(2)対応する拡散過程X(t)を頂点xから出発させるとき,X(t)の出発点xからの距離の平均は,時刻tを0に近づける極限において1次元Brown運動の場合と同様の挙動を示す.(3)対応するLaplacianの固有値の増大度がSierpinski gasketの(調和測地距離に関する)Hausdorff次元のべきで(修正項なしに)与えられる.(1),(2)により調和測地距離のより精密な漸近挙動が明らかになった.また(3)はLaplacianの固有値に関する基本的な問題意識であるWeyl型漸近挙動を考える上での大前提となる事実であり,今後の更なる研究の動機付けとして重要である.一方,当初の目標であるSierpinski gasket以外の自己相似フラクタルへの一般化については,京都大学の日野正訓氏との共同研究が進行中であるがまだ完成には至っていない.この他,フラクタル上の熱核の解析に関連して,nested fractal上の標準的な熱核p(t,x,y)について,p(t,x,x)のtを0に近づける極限での漸近挙動には,(古典的なRiemann多様体上の熱核とは異なり)一種の振動が見られることを証明した.Sierpinski gasketに対してはこの結果は平成20年度中に既に得られていたが,本結果はこれをより広くnested fractalの枠組みで(部分的に)一般化したものである.フラクタル上の熱核がこのように振動を有することの証明は当該分野における10数年来の未解決問題であったが,本研究はこれをnested fractalという一般の枠組みで肯定的に解決したことになる.
パーキンソン病の姿勢異常・姿勢反射障害の解明：脳深部刺激療法の効果からの検討

パーキンソン病において、四肢の症状に比べて姿勢異常や姿勢反射障害は薬剤抵抗性であることが多く、その治療にしばしば難渋する。この体幹機能障害について、様々な治療法が検討されているが、未だ明確な治療法を見出すことができていない。体軸症状の治療が困難である背景に四肢と体幹の運動制御の神経基盤の違いがあるのではないかと考えている。そこで本研究では、(1)体幹機能障害の多角的評価法の確立と、立位時および歩行時の足底圧の解析によるバランス障害の評価法の確立したのち、(2)脳深部刺激療法(DBS)前後での体幹機能の変化を確認し、それにより(3)姿勢・歩行に最適なDBS刺激条件を解明することにより、体軸へのアプローチを可能にすべく検討を進めていく。平成30年度は(1)について研究を実施し、主に足底圧測定機能付きトレッドミルでの足底圧記録をパーキンソン病患者133名において解析した結果、踵への荷重不足という特徴を見出した。平成31年度はさらにDBS前後において体幹機能の変化を捉えることを目指す。平成30年度の計画として予定された体幹機能障害の多角的評価法につき、スパイナルマウスでの計測が進んでいない一方、立位および歩行時の足底圧解析によるバランス障害の評価法の確立にてついては、足底圧測定機能付きトレッドミルでの評価が133名に上り、順調に評価が実施できた。平成30年度に進まなかったスパイナルマウスでの検討を進め、さらにDBS前後での体幹機能の評価に移っていく。前倒し支払い請求により若干の次年度使用額が生じたため。次年度にはこれまで収集したデータの解析のため統計ソフトの購入や、研究成果発表のための旅費などに充当する予定である。
複合材料中のパンチングによる構造変化

本研究は、金属基複合材料中の転位パンチング機構、およびパンチングによる材料の形状変化について理論および実験から検討したものである。研究成果は、以下のように3つに分けられる。1粒子分散金属基複合材料の転位パンチング(多体問題への拡張)実用材料を想定して、これまでの1体問題の解析を、強化相を多数含む多体問題に拡張した。解析には、Eshelbyの介在物法を使い、パンチング距離に対する粒子の弾性定数や体積率の影響を詳しく検討した。転位パンチン前後での材料の密度変化を測定することにより、緩和現象を定量的に検討した。材料は粒子分散のSiC/Al複合材料を用い、500°Cから炉冷(-10°C/h)および急冷(水焼き入れ)の一連の熱処理を施し、複合材料の密度変化を測定した。その結果、母相のみでは密度変化は観察されず、複合材料では、炉冷材料を急冷することにより、粒子の体積率が20%の材料で、0.15%程度の密度の上昇が観察された。これは、パンチングによる効果であり、前項の理論解析の予測と定量的にもよい一致を示した。3長繊維金属基複合材料の熱応力緩和強化相が長繊維形状の場合の熱応力緩和機構について理論的に解析した。これまで考慮されてこなかった、繊維径方向の転位パンチングの効果を検討し、繊維軸と径方向の混合した緩和機構を提案した。本モデルは、従来のモデルよりも複合材料中の残留応力を小さく予測する。また、W/Cu複合材料の熱膨張の実験結果をよく説明することができた。
効率的発酵性能を有する担子菌を利用したバイオマスからの直接的アルコール類生産

木質系バイオマスからの第二世代バイオエタノール生産をより効率的に進めることを目的とし、C5・C6糖を発酵可能な新たな担子菌のスクリーニングを行った結果、白色腐朽菌Trametes versicolorと褐色腐朽菌Neolentinus lepideusに顕著なキシロース発酵性を見出した。両菌とも単糖類、二糖類のみならず、デンプンや稲ワラなどからも直接的にエタノール生産が可能で、未利用バイオマスを原料とした効率的なバイオエタノール生産への応用が期待される。石油の代替エネルギーとしてバイオエタノールが注目される中で、穀物原料や食料と競合しないリグノセルロース系バイオマスからのエタノール生産技術の開発が急務となっている。木材腐朽能を持つ担子菌は自然界において木質資源のリサイクルに貢献している代表的な微生物であることから、特にバイオマスの糖化ならびにその前処理段階(脱リグニン等)への応用が期待される。本研究では、酵母に匹敵するアルコール発酵性を有する担子菌に着目し、当該担子菌の物質変換能を活用したエタノール生産をはじめとするバイオリファイナリー実現に向けた新たな潜在能力の発掘と機能解明を目的とする。初年度である本年度は、セルロース分解酵素の生産、糖化、エタノール発酵までを一貫した統合バイオプロセス(CBP)に利用可能な担子菌の探索と発酵特性について検討した。その結果、新たに担子菌Peniophora cinerea、Trametes suaveolensにおいて効率的なエタノール生産能を見出した。すなわち、グルコース、マンノースなどのヘキソース(6炭糖)をはじめ、二糖類のマルトースやセロビオースに対しても高い変換能(収率80%以上)を示し、またセロオリゴ糖やデンプン、さらにはバイオマスである小麦フスマからも直接的にエタノールを生産した。よって、これら担子菌はリグノセルロース系バイオマス中に存在する糖に対して、幅広い資化性およびエタノール発酵性を有していることが明らかとなり、持続可能なバイオマスの利活用に貢献できる有望な微生物であることが示唆された。石油の代替エネルギーとしてバイオエタノールが注目される中で、穀物原料や食料と競合しないリグノセルロース系バイオマスからの第2世代バイオエタノール生産技術の開発が急務となっている。木材腐朽能を持つ担子菌は自然界において木質資源のリサイクルに貢献している代表的な微生物であることから、バイオマスの糖化ならびにその前処理段階(脱リグニン等)への応用が期待される。今年度は、統合バイオプロセス(CBP)に利用可能な新たなセルロース分解酵素の精製と諸性質の把握、有望な発酵担子菌の探索とその特性を中心に進めた。まず、褐色腐朽菌Fomitopsis palustristにおいて新規な酸性β-glucosidaseを精製し、諸性質を明らかにした。また本菌がエタノール生産能を有していることも新たに見出した。さらに、白色腐朽菌Trametes hirsutaにおいてバイオマス(小麦ふすまや稲わらなど)からの直接的エタノール生産性があることを明らかにした。その一方で、リグノセルロースのヘミセルロース成分中に多く存在するキシロースを効率的に発酵可能な白色腐朽菌と褐色腐朽菌を単離することにも成功した。キシロースからのエタノール変換率は代表的なキシロース発酵酵母Pichia pastrisに匹敵することが示唆されている。真菌類の中で一部の酵母やカビを除き、キシロースの効率的な発酵を示す担子菌類の報告はこれまでになく、大変興味深い。今後、これら担子菌の発酵特性を解明し、リグノセルロースをはじめとする未利用バイオマスを原料とした効率的なバイオエタノール生産への応用を目指す。近年、化石燃料の使用に伴い発生する二酸化炭素など温室効果ガスによる地球温暖化が問題となっており、一方で、世界的な需要と消費の増加によるピークオイルの懸念も取り沙汰されてきている。そういった背景から、カーボンニュートラルな再生可能エネルギーとして、穀物原料や食糧と競合しないリグノセルロース系バイオマスなどからのバイオエタノール生産技術の開発が急務となっている。担子菌は自然界にて木質資源のリサイクルに貢献している代表的な微生物であることから、バイオマスの糖化ならびにその前処理段階(脱リグニン等)への応用が期待される。本研究では、顕著なアルコール発酵性を有する担子菌に着目し、当該担子菌の物質変換能を活用したエタノール生産をはじめとするバイオリファイナリー実現に向けた新たな潜在能力の発掘と機能解明を目的とした。統合バイオプロセス(CBP)において、リグノセルロース資源を有効に活用するためには、ヘキソースとペントースを同時に利用可能な発酵菌が望ましい。今年度は、C5・C6糖を発酵可能な担子菌について詳細な特性解明を行った。その中で、白色腐朽菌Trametes versicolorと褐色腐朽菌陥Neolentinus lepideusにおいて、顕著なキシロース発酵性を見出した。

T.versicolorはリグニン分解菌、N.lepideusはセルロース分解菌に分類され、担子菌としての性質はそれぞれ異なるものの、キシロースの発酵に対してはほぼ同様の傾向であった。特に、T.versicolorは代表的なキシロース発酵酵母Pichia pastrisに匹敵もしくはそれ以上のキシロースからのエタノール収率を示した。また、両菌とも単糖類、二糖類をはじめ、多糖類のデンプンや稲ワラなどからも良好なエタノール生産が可能で、未利用バイオマスを原料とした効率的なバイオエタノール生産への応用が期待される。
ヘムオキシゲナーゼ遺伝子基本転写因子USFに対するカドミウムの影響

USFは現在までにヘムオキシゲナーゼを始めとする30種類以上の蛋白質をコードする遺伝子においては転写においては転写調節に重要な働きをしていることが判っている。私共はカドミウムによるラットヘムオキシゲナーゼ遺伝子の転写調節研究を行う中で、本遺伝子上流域約50bpにある結合サイトへ結合するUSFの挙動がカドミウムにより変化を受けていることを示唆する結果を得た。そこで、ラットヘムオキシゲナーゼ遺伝子上流域変異体をCAT遺伝子の制御領域に組み込んだプラスミドをC6グリオーマ細胞に導入し、カドミウムによる転写調節の変化の程度を観測した。その結果カドミウム処理により約4-5倍程度の転写活性の上昇が見られた。私共を含め従来の手法ではこの転写活性の増大は観測されてこなかった。それが今回観測可能となったのは、プラスミドの翻訳開始点上流にあったATGを削除したことによる。また亜鉛、錫、銅、ニッケル、マンガン等の金属イオンではカドミウムのような顕著な転写の増大は観測されなかった。さて、このカドミウムによる転写増大の効果の原因は一体何によるのか、を調べるためにすでにキレート剤、脱リン酸化酵素処理などを行ったが変化は認められていない。また結合領域を調べても差は見い出されていない。そこでUVクロスリンキング法でUSF領域に結合する蛋白質の分子量を検討したところ、カドミウム処理した核抽出液を使用した場合、コントロールに比べ分子量が小さくなることを示唆する結果を得た。本研究はカドミウムにより生じた転写因子の構造変化によるUSF制御遺伝子群への群特異的転写調節機構の存在を示唆している。
北方森林群集における空間構造のダイナミクスとその時系列変動

本研究では北海道の針広混交林の6年間にわたる空間構造と林木の成長動態データを明らかにした。林木の成長動態における密度効果の制限は小さく、初期の更新動態が林分の構造を規定している可能性が示唆された。またギャップの空間的波及効果が、一部の構成種の共存に重要な影響を与えていることが明らかになった。これらの結果から、針葉樹林冠と広葉樹林冠がモザイク上に混交した林木群集では、撹乱体制が決定論的要因と確率的要因の組み合わせによって変動することが予想された。針葉樹と広葉樹の2タイプが林分でどのように共存するのかを便宜的に考えた場合、針葉樹林冠と広葉樹林冠の初期分布に関係なく針葉樹と広葉樹の共存が維持される条件は、針葉樹林冠のギャップ波及速度と広葉樹林冠の撹乱率、針葉樹更新率と広葉樹更新率の4パラメータの組み合わせによって表現できると考えられる。すなわち決定論的あるいは確立論的ギャップ形成過程や、更新ニッチの幅(更新サイトのcanopy edge依存性やギャップ依存性等)が針葉樹・広葉樹の共存状態に影響を与えていると思われた・自然条件下の様々な空間スケールで観察される針葉樹と広葉樹のパッチモザイク構造の生成には、針葉樹に特異的な空間的波及効果を伴う枯死パターンが重要な役割を果たしていることが考えられた。本研究では北海道の針広混交林の6年間にわたる動態データを解析した。解析視点は1)ギャップ形成と林冠の空間構造動態の関係、2)ギャップ形成が群集構成種の更新動態に与える影響である。これらの解析結果を基に、ギャップパラメータが針広混交林の動態や多様性に及ぼす効果を考察した。広葉樹および針葉樹林冠をそれぞれcanopy,canopy edge,gapの3x2=6タイプに類型し、各タイプのギャップ形成率やリクルート率を解析した。その結果、針葉樹であるトドマツと広葉樹種の林冠は撹乱体制が異なっていた。針葉樹はcanopy edgeやgapでの枯死率が高く、ギャップの波及効果によるdeterministicな撹乱体制を示した。一方、広葉樹は林冠タイプに依存しない空間的にランダムな枯死パターンでstochasticなギャップ形成を示した。林冠タイプ別にリクルート率を比較すると、針葉樹は空間的に均一な更新、広葉樹(数種)はcanopy edgeに依存した更新を示した。これらの結果から、針葉樹林冠と広葉樹林冠がモザイク上に混交した林木群集では、撹乱体制が決定論的要因と確率的要因の組み合わせによって変動することが示唆された。針葉樹と広葉樹の2タイプが林分でどのように共存するのかを便宜的に考えた場合、針葉樹林冠と広葉樹林冠の初期分布に関係なく針葉樹と広葉樹の共存が維持される条件は、針葉樹林冠のギャップ波及速度と広葉樹林冠の撹乱率、針葉樹更新率と広葉樹更新率(canopy edgeにおける)の4つのパラメータの組み合わせによって表現できると考えられる。すなわち決定論的あるいは確率論的ギャップ形成過程や、更新ニッチの幅(更新サイトのcanopy edge依存性やギャップ依存性等)が針葉樹・広葉樹の共存状態に影響を与えていると思われた。
行動科学に基づく大学生の自己成長を促す独創的体育プログラムの開発と検証

本研究では,知識と技能の獲得をとおして大学生の自己成長促すために,認知的社会理論やトランスセオレティカル・モデルなどの理論・モデルに準拠した独創的な体育授業プログラムを開発するとともに、介入効果を検証することを目的としている。多くの独創的プログラムが開発され、その妥当性が認められた。また、体育実技授業における心理社会的要因を媒介変数とするメンタルヘルス改善・向上効果モデルと社会的スキルとソーシャルサポートの互恵関係に着目したメンタルヘルスの改善・増強の理論モデルが構築された。本研究は、近年の学生にみられるコミュニケーションスキルの低下、メンタルヘルスの悪化、体力の低下等々の心身の健康問題に対処する大学体育授業プログラムの開発(平成21-23年度)から、さらに自己成長を促し,人間力を高めるための体育実技授業プログラムの開発へと発展させ、実証的研究を行っていくことを目的としている。具体的には,体育実技授業に行動理論・モデルに基づく行動変容技法を用いて,受講生自身が設定する挑戦的課題(心理・社会・身体的側面)に取り組ませる授業を展開し,プログラム評価・プロセス評価・アウトカム評価を通じて,簡便かつ汎用性のある自己成長(人間力の向上)を促す独創的体育実技プログラムと介入法の開発を行うことにしている。初年度は、大学における授業研究はどうあるべきか、自己成長(人間力)をどのように捉えるか、体育実技授業でどのような方法を用いれば自己成長に繋がる授業が展開できるか等々、合計4回の研究打ち合わせ会を通じて大いに議論を重ねることができた。また,各研究者はパイロットスタディとして、自己成長・人間力に関連する情報を収集するとともに、心理社会的変数(コミュニケーションスキル,社会的スキル,自己効力感,社会性,自尊感情,ポジティブ特性など)の向上を促す体育実技授業プログラムを作成し,授業を評価した。これらの授業研究の方法論を各自で探り、これらの知見を共有することができた。よって次年度は、さらにプログラムおよび介入法を精緻化して本格的な授業研究が推進できるようになった。具体的には,体育実技授業に行動理論・モデルに基づく行動変容技法を用いて,受講生自身が設定する挑戦的課題(心理・社会・身体的側面)に取り組む授業を展開し,プログラム評価・プロセス評価・アウトカム評価を通じて,簡便かつ汎用性のある自己成長(人間力の向上)を促す独創的体育実技プログラムと介入法の開発を行うことにしている。2年目の平成25年度は、各研究者が担当する体育実技授業で、心理社会的変数(コミュニケーションスキル,社会的スキル,自己効力感,社会性,自尊感情,ポジティブ特性など)の向上を促す体育実技授業プログラムを作成し,プログラムの効果を評価した。また、共同研究者全員で授業評価を行うツールとして、包括的な大学体育実技効果尺度とささやかな自己成長尺度の開発に着手した。このことによって次年度は、さらに授業プログラムおよび介入法を精緻化して効果検証するとともに、どのような独創的な授業プログラムであっても、共通する尺度で体育実技授業の成果と自己成長の効果を調べることができるようになる。人は困難な状況に身をおき課題解決に向けて努力すれば、さまざまな心理・社会・身体的スキルが獲得され、一皮向けた自己成長がみられると考えられる。そこで本研究では,大学体育実技授業でこのような場を設定し、自己成長を促す独創的な体育授業プログラムの開発とその検証を行うことを目的とした。このテーマに迫ることによって,初めて大学体育授業における身体活動をとおした教育が成立すると思われる。また、プロジェクト研究は各人の研究成果の寄せ集めというモザイク的な研究になりがちであるので、最終年度は共同研究者はそれぞれの課題に挑戦するとともに、全体でシステマティックな研究を行うことにした。つまり、授業効果のメカニズムの研究を推進するために、尺度作成というツール開発を全員で行い、体育実技授業の恩恵尺度(独立変数)、体育特有のささやかな自己成長尺度(媒介変数)、包括的な自己成長尺度(従属変数)の3つの尺度開発にも挑戦した。このことによって、体育実技授業による自己成長のメカニズムを明らかにすることができる。結果、平成26年度は大学体育授業の効果を測定する尺度を一部開発し、自己成長を促す大学体育実技授業のメカニズム研究のフレームワークを構築した。また、メンバー各人は社会的スキル、ライフスキル、チームワーク、人間関係、社会性、レジリエンスなどをキーワードとする体育授業の効果を調べ、効果検証の研究を行った。これらの研究成果は研究報告書としてまとめられている。この研究を通じて、「予習型体育実技授業」が考案された。授業で教える内容をあらかじめ予習し、レポートを提出させるものである。この予習型授業は技術指導や習得に非常に役立ったようである。このように、平成26年度は今後の研究に繋がるさまざまな研究成果が得られ、プロジェクト研究の意義は高く評価できると考える。

26年度が最終年度であるため、記入しない。スポーツ心理学26年度が最終年度であるため、記入しない。自己成長(人間力)をどのように捉えるかについて十分な議論ができた。また、各研究分担者はそれぞれの実技授業を通じてパイロットスタディを始め、自己成長を図るプログラム作成に着手し、介入の方法論を検討した。研究代表者および研究分担者はそれぞれが担当する体育実技授業で目的に沿ったプログラムを開発し、効果検証を行った。また、全員で体育実技授業の効果を調べるために尺度作成に着手することにし、合計5回の打ち合わせ会を持つことができた。このことによってどのようなプログラムであっても、同一次元で体育実技授業の効果(授業の効果とささやかな自己成長)を測定することができ、引いては、実技授業による自己成長へのメカニズムを明らかにできる可能性が高まった。大学体育授業研究に教科教育の視点および認知行動療法の視点を導入するため、共同研究者として堤氏と谷本氏の2名を追加し、研究の内容の充実を図った。本研究の目的を達成するために、共同研究者は過去2年間の成果を踏まえ、各自の研究課題に対する体育実技授業プログラムをさらに精度を高め、ささやかな自己成長を促す授業を展開するとともにその効果検証を行う。また、自己成長を図るための汎用性のある簡易なモニタリングカードを作成する。さらには、大学体育実技授業に伴う効果尺度(包括的な実技授業の効果とささやかな自己成長尺度)を精緻化し、完成させる。過去2回報告書を作成しているが、本研究の集大成として3か年間の報告書を作成し、研究成果を広く公開する。平成24年度は授業研究の原点に立ち返り、授業研究、自己成長、チャレンジングな授業等々に関して議論を行うことにした。このことによって、使用する予定の予算額に若干の変更が生じ、平成25年度に二人の共同研究者を追加することから、この人たちの研究費として配分することにした。次年度は大学体育実技授業の効果を測定する尺度の完成を図るために、研究打ち合わせ会議を開催する必要がある。また、研究分担者の中に関東地区と関西地区に移籍したメンバーが二人おり、交通費がかさむ可能性がある。そのための経費を残すことにした。研究打ち合わせ会を下記の通り計画している。平成26年6月、8月、10月、12月、2月の5回開催する。また、これ以外に尺度作成の中心者会議を数回開催する予定である。
Ti_3Al基金属間化合物の変形挙動に及ぼす非化学量論組成と添加元素の効果

本研究では、Ti-25mol%Al(以下、%はmol%)を中心としてTi過剰側ではTi-21Al%、Al過剰側では28、33.5及び36%Alの組成の化合物について-196°Cから900°Cの温度範囲で3種の軸方位を持つ単結晶を圧縮試験することにより、Ti_3Alの変形に及ぼすAl濃度の影響を調べた。試片の圧縮軸方位は、c軸に平行(A)、交角45゚(B)、垂直(C)とし、活動したすべり系とその降伏応力の温度依存性の決定、透過電顕(TEM)による変形組織の観察、変形を律速する転位の性格の決定を行った。以下、Ti-25%Al化合物に関する結果とAl濃度の影響について述べる。A方位の試片は、試験した全ての温度で{1121}<1126>錐面すべりで変形する。この結果は化合物の組成に依存しない。B方位の応力-歪曲線は、初めに2度、折れ曲がりを示す。第一の折点は{1100}<1120>柱面すべりによる降伏、第二の折点は(0001)<1120>底面すべりによる降伏に対応する。C方位では、単一の柱面すべりのみが活動する。錐面すべりによる降伏応力は-196°Cから室温までは急激に減少するが、室温以上では温度上昇と共に増加し、約700°Cで最大値をとり、以後、急減する。このいわゆる異常降伏現象は、組成により降伏強度が異なるものの、いずれの化合物でも観察された。柱面すべりによる降伏応力は、温度と共に単調に減少する。底面すべりは、柱面すべりに似た変化を示すが、室温から200°Cの間に平坦部を持つ。これらのすべりの降伏強度とAl濃度の間には単純な関係がない。TEM観察によると、錐面すべりは-196°Cではらせん転位、他の温度では刃状転位により律速され、柱面と底面すべりはらせん転位により律速されている。異常降伏現象の起こる温度範囲で変形した試片中の転位を電顕弱ビーム観察した結果、錐面上の1/3<1126>超格子転位は逆位相境界を挟んで2本の1/6<1126>超部分転位に分解し、これらの超部分転位の刃状部分は更に複合積層欠陥を挟んで1/6<1013>型の部分転位に分解することを見出した。この観察結果に基づき、異常降伏現象を説明する新しいモデルを提案した。
損傷消化管粘膜上皮における塩基性アミノ酸ヒスチジンの機能性研究

生体内におけるヒスチジン欠乏状態は、透析を必要とするような糖尿病腎症などの病態を悪化させるのみならず、褥瘡などの創傷治癒の遅延や、非ステロイド抗炎症薬(NSAID)起因性消化管粘膜傷害の原因ともなりうる。本研究は,粘膜上皮修復機序におけるヒスチジンの機能性を明らかにすることを目的としている。ラット小腸上皮細胞による円形上皮欠損モデルを用いて、各種アミノ酸を個別で欠落させた培養液を用い、修復速度の違いを検討したところ、ヒスチジンが欠乏した状態において、小腸粘膜上皮の修復過程に著しい障害をきたすことを見いだした。以上のことは、粘膜上皮修復機序において、必須アミノ酸であるヒスチジンが重要な役割をしていることを示しており、病的状態におけるヒスチジン欠乏が、消化管粘膜障害を増悪させる可能性を示唆している。すでに我々は予備的検討において、粘膜上皮の創傷修復機序における各種アミノ酸の機能性を検討したところ、塩基性アミノ酸の一種であるヒスチジンが欠乏した状態では修復機序に影響を及ぼすことを見いだしている。本研究は,粘膜上皮修復機序におけるヒスチジンの機能性を明らかにし、ヒスチジンを標的とした栄養療法を確立させ,今後激増すると思われる慢性腎臓病患者のNSAIDによる消化管合併症予防のための基礎データを収集することを目的としている。本年度は、ラット小腸上皮細胞による円形上皮欠損モデルを用いて、各種アミノ酸を個別で欠落させた培養液を用い、修復速度の違いを検討したところ、ヒスチジンが欠乏した状態において、小腸粘膜上皮の修復過程に著しい障害をきたすことを見いだした。かつその原因としそ、ヒスチジン欠乏による細胞増殖の抑制、熱ショック蛋白の誘導、アポトーシス、増殖因子の関与などが示唆された。同時に、消化管合併症の予防にヒスチジンなどの栄養学的アプローチが重要な役割を果たすことを示している。今後は、ヒスチジン欠落時の創傷治癒遅延の機序を、より詳細に明らかにするとともに、ヒスチジンが前駆体となるヒスタミンやカルノシンとの相互作用を中心に,創傷治癒におけるヒスチジンの重要性を証明する。また、ラット小腸上皮細胞に様々なストレスを与えたときの創傷治癒におけるヒスチジンの役割を明らかにする予定である。昨年度に引き続き本年度は、ラット小腸上皮細胞による円形上皮欠損モデルを用いて、各種アミノ酸を個別で欠落させた培養液を用い、修復速度の違いを検討したところ、ヒスチジンが欠乏した状態において、小腸粘膜上皮の修復過程に著しい障害をきたすことを見いだした。かつその原因として、ヒスチジン単独欠乏による細胞増殖の抑制、熱ショック蛋白の誘導、アポトーシス、増殖因子の関与などが示唆された。

すでに我々は予備的検討において、粘膜上皮の創傷修復機序における各種アミノ酸の機能性を検討したところ、塩基性アミノ酸の一種であるヒスチジンが欠乏した状態では修復機序に影響を及ぼすことを見いだしている。本研究は,粘膜上皮修復機序におけるヒスチジンの機能性を明らかにし、ヒスチジンを標的とした栄養療法を確立させ,今後激増すると思われる慢性腎臓病患者のNSAIDによる消化管合併症予防のための基礎データを収集することを目的としている。昨年度に引き続き本年度は、ラット小腸上皮細胞による円形上皮欠損モデルを用いて、各種アミノ酸を個別で欠落させた培養液を用い、修復速度の違いを検討したところ、ヒスチジンが欠乏した状態において、小腸粘膜上皮の修復過程に著しい障害をきたすことを見いだした。かつその原因として、ヒスチジン単独欠乏による細胞増殖の抑制、熱ショック蛋白の誘導、アポトーシス、増殖因子の関与などが示唆された。以上のことは、粘膜上皮修復機序において、必須アミノ酸であるヒスチジンが重要な役割をしていることを示しており、病的状態におけるヒスチジン欠乏が、消化管粘膜障害を増悪させる可能性を示唆している。同時に、消化管合併症の予防にヒスチジンなどの栄養学的アプローチが重要な役割を果たすことを示している。創傷治癒における損傷部位への細胞遊走、細胞増殖、アポトーシスに対する、必須アミノ酸ヒスチジンの重要性については、その機序も含めてほぼ明らかになっているが、ヒスチジン欠乏下におけるヒスタミンやカルシンとの関連や、他のアミノ酸との相互作用についての詳細な研究が今後の課題である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、ヒスチジン欠落時の創傷治癒遅延の機序を、より詳細に明らかにするとともに、ヒスチジンが前駆体となるヒスタミンやカルノシンとの相互作用を中心に,創傷治癒におけるヒスチジンの重要性を証明する。また、ラット小腸上皮細胞に様々なストレスを与えたときの創傷治癒におけるヒスチジンの役割を明らかにする予定である。
サンドイッチ型人工ピン導入法による高温超伝導多層膜の高臨界電流密度化

本研究では,超伝導単層と超伝導・不純物混合層を様々に挟み合わせて高温超伝導体YBa_2Cu_3O_y多層膜を作製するサンドイッチ型人工ピン導入法により,磁場中の高臨界電流密度化(電気抵抗零で流せる電流密度の最大値)を試みた.不純物にBaZrO_3を用いて,層厚(YBCO1層の厚さ)と成膜温度により多層膜内のBaZrO_3ナノ粒子の空間分布制御を行い,様々な臨界電流密度の磁場方向依存性を示すことを明らかにした.本研究では,超伝導単層と超伝導・不純物混合層を様々に挟み合わせて高温超伝導体YBa_2Cu_3O_y多層膜を作製するサンドイッチ型人工ピン導入法により,磁場中の高臨界電流密度化(電気抵抗零で流せる電流密度の最大値)を試みた.不純物にBaZrO_3を用いて,層厚(YBCO1層の厚さ)と成膜温度により多層膜内のBaZrO_3ナノ粒子の空間分布制御を行い,様々な臨界電流密度の磁場方向依存性を示すことを明らかにした.本研究では,パルスレーザー蒸着(PLD)法におけるターゲット切替法を用いて,(1)超伝導層(超伝導性を維持し超伝導電流を流す層)と(2)ピン導入層(高臨界電流密度を実現する層)の2種類の層を様々に挟み合わせデザインした高温超伝導体YBa_2Cu_3O_y(YBCO)多層膜を作製するサンドイッチ型人工ピン導入法により,磁場中の高臨界電流密度化を図ることを目的としている.平成21年度では,導入するピン物質にBaZrO_3を用いて,1層あたりの導入量m,および多層膜の層数nを変化(YBCO層の厚さを変化)させて,ピン導入層にあたるYBCO多層膜の最適化を行った.これまでに,BaZrO_3を用いてPLD法でYBCO薄膜を作製すると,薄膜中にBaZrO_3が自己組織化して柱状に析出することが知られている.今回BaZrO_3とYBCOの擬似多層膜化においては,BaZrO_3は粒子状に析出することを明らかにした.柱状(1次元)に析出したBaZrO_3では特定の磁場方向のみピンニング作用するのに対し,BaZrO_3が粒子状(3次元)で析出したことで,全磁場方向で作用するピンニングセンターとして作用していることを臨界電流密度の磁場角度依存性において確認した.また,一定のBaZrO_3の総導入量m×nの下で多層膜を作製した場合,nが大きい,すなわちYBCO層の厚さが薄くなると,急激に磁場中の臨界電流密度が高くなることを確認した.臨界電流密度の磁場角度依存性においては,c軸方向に中心をもつ広範囲にわたるブロードなピークが現れた.これは,YBCO層が薄くなることで各層のBaZrO_3の位置が相関して,厚さ方向に連なるようにBaZrO_3が薄膜内に導入されたためと考えられる.このことより,特定の磁場方向しか作用しないが強いピン力を示す1次元と,1次元ピンに比べると弱いピン力であるが全磁場方向で作用する3次元ピンの中間の特徴をもつようなピンニングセンターの導入がBaZrO_3では可能であることを明らかにした.本研究では,パルスレーザー蒸着(PLD)法におけるターゲット切替法を用いて,(1)超伝導層(超伝導性を維持し超伝導電流を流す層)と(2)ピン導入層(高臨界電流密度を実現する層)の2種類の層を様々に挟み合わせデザインした高温超伝導体YBa_2Cu_3O_Y (YBCO)多層膜を作製するサンドイッチ型人工ピン導入法により,磁場中の高臨界電流密度化を図ることを目的として研究を行った.平成22年度では,ピン導入層におけるピンの空間分布の制御を行うために,導入するピン物質としてBaZrO_3を用いて1層あたりのBaZrO_3の導入量を固定し,層厚(YBCO 1層の厚さ)と成膜温度により,BaZrO_3/YBCO擬似多層膜内における導入されるBaZrO_3ナノ粒子の空間分布制御を試みた.低い成膜温度で作製した場合,層厚に関わらず,空間的にランダムに分布した球状ピンに特徴的な臨界電流密度J_cの磁場方向依存性を示し,導入したBaZrO_3が球状ピンとして作用することを確認した.成膜温度が高い場合では,YBCOの層厚が厚いとB || abを除く磁場方向で同値のJ_cを示した.一方YBCOの層厚が薄い場合には,c軸方向に平行に磁場を印加したときにJ_cがピークを示し,層厚が薄いほどより顕著になる.また,成膜温度が高いとB ||abを除く磁場方向で,J_cが大幅に増加した.これらの原因として,(1)成膜温度が低い場合には,BaZrO_3付着原子の表面拡散距離が抑制されるために,BaZrO_3ナノ粒子の空間分布はランダムになりやすい,(2)YBCOの層厚が薄くなると各層のBaZrO_3ナノ粒子が膜厚方向に相関して配列しやすくなることが考えられる.よって,層厚や成膜温度を制御することで,ピン導入層となる擬似多層膜内のナノ粒子の空間分布の制御でき,これによりJ_cを改善できることを明らかにした.
血栓止血におけるラミニンの役割の解明

我々は血管基底膜の構成物質であるラミニンが血小板接着を支持し、コラーゲン刺激による血小板活性化と類似したメカニズムで活性化シグナルを惹起することを明らかにしてきた。今回の研究課題では、ラミニンへの血小板接着とこれに惹起される血小板活性化が生理的にどの様な役割を演じうるのか検討している。平成18年度はラミニンへの血小板接着が、生体内で、特に血管傷害部位などで見られる高ずり応力の存在下でも認められる事を確かめ、このような状況下ではラミニンへの血小板接着に血中蛋白von Willebrand Factor(VWF)と血小板膜上のglycoprotein(GP)Ibの存在が重要であることを、患者血液などを用いて解明した。平成19年度はこの知見を確認すべく、ラミニンとVWFの結合解離定数を、BIAcoreを用いて測定した。また現在、VWFを蛋白分解酵素で断片化し、VWF上のラミニン結合部位の特定を試みている。今回の一連の研究により血小板がコラーゲンとラミニンという共に血管壁に豊富に存在する細胞外物質にVWF, GPIb等の共通した分子を介して接着する事、そして共に血小板膜上の受容体GPVIによって活性化されるというredundantな機構が存在することが明らかになた。この成果は2007年7月にスイス・ジュネーブで開催された国際血栓止血学会で一般演題の口述発表に選ばれた。英文専門誌にも投稿し、revision中である。我々は血管基底膜の構成物質であるラミニンは血小板接着を支持し、コラーゲン刺激による血小板活性化と類似したメカニズムで活性化シグナルを惹起することを明らかにしてきた。今年度はラミニンへの血小板接着が、生体内で、特に血管傷害部位などで見られる高ずり応力の存在下でも認められるかを検討した。ラミニンを固相化したガラスキャピラリー内に血液を流し、ラミニンに接着する血小板の様子を蛍光顕微鏡下に観察した。血小板は静脈レベルの低ずり速度(300/s)から血管傷害部位でも認められる高ずり速度(1500/s)下でラミニンに接着することを確認した。次に、高ずり応力下での血小板接着に注目し、接着メカニズムの解明を行った。高ずり応力下での細胞外物質への血小板接着メカニズムでは主にコラーゲンへの接着モデルが研究され、その詳細が解明されている。すなわち高ずり応力下では粘着蛋白von Willebrand Factor (VWF)が露出したコラーゲンに粘着し、血流中の血小板はglycoprotein (GP) Ibを介してVWFに粘着することでコラーゲンに間接的に粘着し、引き続きコラーゲン受容体GPVIとintegrin α2β1がコラーゲンに結合することで血小板が活性化され、強固な接着が起こる。このモデルを参考にラミニンへの血小板接着におけるVWFの関与についてVWF欠損患者血液を用い検討したところ、驚くことに高ずり応力下でのラミニンへの血小板接着にもこれらVWFとGPIbの関与が必要であることが判明した。コラーゲンは比較的血管壁深層に存在するのに対し、ラミニンは血管内皮直下という血流に暴露されやすい部位に存在している。ラミニンが血流に暴露された場合も、コラーゲンが暴露された場合も、類似したメカニズムにより血小板が血管壁に接着することを発見した。この研究結果は2006年日本血栓止血学会で口述発表した。現在英文専門誌に投稿準備中である。
学習空間の比較研究--10年間の生態継続分析

本研究は、これまで過去十年余にわたって取り組んできた、学校を中心とした「学習空間」に関する基礎研究で得られた理論的な成果と、同課題にかかわる映像収集分析実績をふまえ、学習環境の変化を実証的に比較分析することにより、学習環境の在り方の規定する指標を動態的に把握して、一連の研究の収斂を図ることをねらいとしている。この趣旨に即し、2年間にわたり、以下の方法、手順により取り組みを行った。1既収録校を対象として、既存映像資料の点検、整理前回収録以来、一定年数を経過している、学校および地域映像について、既存映像資料を総点検し、必要に応じて補習版、再構成版を制作した2再収録の実施過去10年間で収録の対象とした学校、地域から数件を選び、学校運動会・体育大会、合唱関連行事について、過去の収録諸条件を再現して撮影した3収録素材映像の整理と編集これまで蓄積してきた技法を駆使し、素材の整理と編集を行う。主要場面(キーシーン)のCRVディスクへの整理保存についても、過去の例を踏襲して処理した4過去の編集映像との比較分析と「総合編集版」の制作既存映像(ベータカム版)およびディスク(静止画像)と、再収録の映像を繰り返し比較分析し、学習環境規定要因の分析枠ごとにデータ化(カード作成を経てコンピュータ入力へ)するとともに、新たな視点から、のべ25編の「総合編集版」を制作した。なお、本研究の成果は、すべてビデオ記録によりまとめ、文書、写真記録とともに、広く研究者、関心をもつ実践者などに公開する体勢を整えてある。この趣旨に即し、2年計画の初年度として、以下の各項目における取り組みを行った。なお、本研究で使用した収録・編集用機器は、すべて既存のものを充てたため、配分経費の大半を実質的な調査活動に振り向けることができた。1既収録校を対象として、既存映像資料の整理と再構成版の制作前回収録以来、一定年数を経過している、学校および地域映像について、既存映像資料を総点検し、新たな視点から再構成版を制作した2再収録の実施対象校から数校を選び、学校運動会・体育大会、合唱関連行事について、過去の収録諸条件(カメラ台数、位置など)を再現して撮影した3収録素材映像の整理と編集これまで蓄積してきた技法を駆使し、素材の整理と編集を行う。主要場面(キーシーン)のCRVディスクへの整理保存についても、過去の例を踏襲して処理した4過去の編集映像との比較分析既存映像(ベータカム版)およびディスク(静止画像)と、再収録の映像を繰り返し比較分析し、学習環境規定要因の分析枠ごとにデ-タ化(カード作成を経てコンビュータ入力へ)した本研究は、これまで過去十年余にわたって取り組んできた、学校を中心とした「学習空間」に関する基礎研究で得られた理論的な成果と、同課題にかかわる映像収集分析実績をふまえ、学習環境の変化を実証的に比較分析することにより、学習環境の在り方の規定する指標を動態的に把握して、一連の研究の収斂を図ることをねらいとしている。1既収録校を対象として、既存映像資料の点検、整理前回収録以来、一定年数を経過している、学校および地域映像について、既存映像資料を総点検し、必要に応じて補修版、再構成版を制作した2再収録の実施過去10年間で収録の対象とした学校、地域から数件を選び、学校運動会・体育大会、合唱関連行事について、過去の収録諸条件を再現して撮影した3収録素材映像の整理と編集これまで蓄積してきた技法を駆使し、素材の整理と編集を行う。

主要場面(キーシーン)のCRVディスクへの整理保存についても、過去の例を踏襲して処理した4過去の編集映像との比較分析と「総合編集版」の制作既存映像(ベータカム版)およびディスク(静止画像)と、再収録の映像を繰り返し比較分析し、学習環境規定要因の分析枠ごとにデータ化(カード作成を経てコンピュータ入力へ)するとともに、新たな視点から、のべ25編の「総合編集版」を制作した。なお、本研究の成果は、すべてビデオ記録によりまとめ、文書、写真記録とともに、広く研究者、関心をもつ実践者などに公開する体勢を整えてある。
In situ ナノチューブ生成・観測用の電気炉レーザー蒸発質量分析装置の開発

本研究では、SWNTsの生成のための、゙高温電気炉レーザー蒸発装置"と、生成したSWNTsのサイズ分布をin situで検出・観測するための゙高質量TOF質量分析計"を組み合わせた新しいタイプの「In situナノチューブ生成・観測用の電気炉レーザー蒸発・質量分析装置」の設計・開発を行った。また、カーボンナノチューブ研究の急激な進展に対処するために、専門のメーカー(真空冶金株式社)と協力して、本装置の実用化に向けての開発を推進した。本高温電気炉レーザー蒸発装置部は、(i)1,200°Cまで昇温可能な特殊な電気炉を用いた、(ii)高精度のマスフロー制御装置でバッファーガス(通常,アルゴン)の流速を精密に制御する、(iii)新たに金属を内包したSWNTs(ナノワイヤ)の生成を行うために、Fe(Co,Ni)含有の炭素ロッドと純金属ターゲットロッドの二つを同時にレーザー蒸発させる、(iv)生成したSWNTsを質量分析装置部でin situに観測するためのトランスポーターを内蔵する、などの大きな特徴を有する。また、高質量域質量分析装置部はMALDI(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization)リフレクトロン飛行時間型質量分析計である。本実験で観測対象にする゙短い"SWNTsは炭素原子数が千1万前後(質量数10万程度まで)のチューブである。これらのサイズ領域(高質量域)のSWNTsを質量分析装置で観測するために、本装置では以下の工夫がなされている:(i)30万程度の質量数の物質を効率良く、脱離・イオン化することが知られているMALDIを用いる、(ii)高質量のイオンを高分解能で分離・検出できる、直線型イオン反射鏡を内蔵した飛行時間型(TOF)質量分析計を用いる、(iii)質量数10万程度までのイオンを効率良く検出できる後段加速を内蔵したタンデム・チャンネルプレートを検出器に用いる。本研究により、ナノチューブの生成には、触媒金属・炭素の前駆体が存在し、これらはアルゴン雰囲気かでは、秒オーダーの寿命もつことが世界に先駆けて、初めて実験的に確認された。初年度は、「In situナノチューブ生成・観測用の電気炉レーザー蒸発・質量分析装置」の設計・製作を行った。本装置は、"高温電気炉レーザー蒸発装置"と"高質量域質量分析装置"の二つの装置を融合させたものである。SWNTsの生成は、Fe(Co,Ni)含有の炭素ロッドの炭素直流アーク放電で初めて生成が確認されたが、収率が低いのが欠点であった。高温レーザー蒸発法はアーク放電法に比べ高純度のSWNTが得られる。本高温電気炉レーザー蒸発装置部は、(i)通常より400度高い、1,600°Cまで昇温可能な特殊な電気炉を用いる、(ii)高精度のマスフロー制御装置でバッファーガス(通常、アルゴン)の流速を精密に制御する、(iii)新たに金属を内包したSWNTs(ナノワイヤ)の生成を行うために、Fe(Co,Ni)含有の炭素ロッドと純金属ターゲットロッドの二つを同時にレーザー蒸発させる、(iv)生成したSWNTsを質量分析装置部でin situに観測するためのトランスポーターを内蔵する、などの大きな特徴を有する。