hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞間相互作用ネットワークによる維管束形成の制御機構

分子間相互作用の解析から、TIKは細胞膜近傍でTDRと相互作用すること、更には、遺伝学的アプローチからTDIF/TDRシグナルを仲介することを明らかにした(植物生理学会2012発表)。次に、TIKの活性が維管束幹細胞の分化に与える影響を考察するため、TIKの阻害剤を取り寄せ、生理学的解析をおこなった。興味深いことに、TIKの阻害剤を植物ホルモン処理条件下のシロイヌナズナ葉に投与すると、ほぼすべての細胞が維管束幹細胞を経て、最終的に木部細胞へと分化した。これらの結果は、TIKがTDIF/TDR依存的な維管束幹細胞の維持に重要であることを示唆している。このTIKの阻害剤を用いた新たな維管束分化系は、遺伝子操作の容易なシロイヌナズナを用いて、形質転換することなく維管束の細胞を分化誘導できるので、維管束形成に関わる因子群を単離する上で有効な手段になることが期待される(植物学会2011発表)。植物の肥大成長を支える分裂組織として、形成層が知られている。形成層は、維管束幹細胞を有しており、分化・分裂を繰り返すことで、維管束領域の拡大に貢献している。継続的な肥大成長の実現にあたっては、これら幹細胞が維持され続ける必要があり、そのためには幹細胞の分化・分裂の制御は極めて重要となってくる。維管束幹細胞の維持に関わる因子として、CLEペプチドの一種であるTDIFとその受容体TDRが知られている。TDIF-TDRは幹細胞の自己複製の促進と分化の抑制という二つの異なる生理的な機能をもつことがわかっているが、それらがどのようにして維管束幹細胞の維持に貢献しているのか、その詳しい分子メカニズムはよく分かっていない。そこで、本研究では、TDIF-TDRのシグナル伝達経路に着目をし、幹細胞の維持機構にせまることにした。まずはじめに、Y2Hスクリーニングより、あるキナーゼ群(TDR-Interacting-Kinases》がTDRと特異的に結合することを明らかにした。遺伝学的解析から、TIKがTDIF/TDRのシグナル伝達において、幹細胞の分化の抑制の経路にのみ関与し、自己複製促進の経路には関与しないことが示唆され、TDIFの二つの機能は下流経路に分けられる可能性が考えられた。これまでにTDIF下流の自己複製促進には、WOX4と呼ばれる転写因子が関わることが知られている。そこで、次にTIKとWOX4の遺伝学的解析を明らかにするため、TIKの阻害剤及びwox4変異体を用いて、胚軸の維管束の表現型を解析した。TIK阻害剤処理単独では、木部と節部の間に存在する幹細胞が維持されなくなるtdr表現型が約3割程度でみられるのに対し、wox4変異体背景でTIK阻害剤を処理すると、約8割程度の個体でtdr表現型が観察された。以上の結果から、幹細胞の維持においては、幹細胞自身の増殖の制御と分化の制御の両方が重要であることが示唆され、植物幹細胞維持の制御機構を分子レベルで明らかにしたはじめての例である。TDIF/TDRのシグナル伝達機構の解析に関しては、当初の計画通り順調に進展している。細かい部分での、TDIF/TDRによるTIKの制御機構に関しては、現在生化学的アプローチからも解析を進めているところである。
高キャリア移動度を有する配位高分子の合成と電界効果トランジスタへの応用

本研究ではこれまでジチオカルバミン酸を配位子とした銅二価単核錯体とハロゲン化銅を有機溶媒中で反応させることで種々の混合原子価配位高分子が合成できる事を見いだしてきており、本研究課題では特に高キャリア移動特性を示す配位高分子の合成と電界効果トランジスタ(FET)への応用を目指し研究を行ってきた。その結果、本研究で合成した強誘電性配位高分子CuBrBu2Dを半導体層に用いたFETが、通常の有機FETに比べて1桁以上低電圧で高出力駆動することを見出した。この出力特性からキャリア移動度μを見積もったところ、μ=30.1 cm2/Vsと極めて高い値を示し、なおかつこのFETは正孔のみならず電子も輸送可能な両極性を示すことが明らかになった。これまで合成した化合物のうち最も高い伝導性を示す配位高分子CuBrBu2Dに関してマイクロ波空洞吸収法(FP-TRMC)によりキャリア移動度を評価したところ、12.8 cm2/Vsとアモルファスシリコンを上回る高い値を示した。更にこの配位高分子は強誘電性を示し、室温での誘電率は65000と極めて大きいことがわかっている。本研究では平成23年度に電界効果トランジスタのデバイス作製および評価のための環境を整え、平成24年度には実際に上記配位高分子の単結晶を用いて電界効果トランジスタ(FET)を作製し、そのデバイス特性を評価した。その結果、通常の有機FETに比べ、強誘電性配位高分子を用いたFETが極めて低電圧駆動することを見出した。すなわち、有機トランジスタにおいて標準試料として利用されるペンタセンを用いたFETに対して、強誘電性配位高分子を用いることで1桁以上低電圧でトランジスタが高出力駆動した。この出力特性からキャリア移動度μを見積もったところ、μ= 513 cm2/Vsと単結晶シリコンに匹敵する極めて高い値を示した。また、ゲート電圧の走引に対してヒステリシスが観測され、このトランジスタが配位高分子の強誘電性に起因するメモリ効果を発現することを見出した。しかしながら、この出力特性は極めて異常でドレイン電圧がゼロにも関わらずソースードレイン間に電流が流れている。現在これは強誘電体の緩和に伴う過渡電流であると考えているが、その詳細は明らかになっていない。本研究ではこれまでジチオカルバミン酸を配位子とした銅二価単核錯体とハロゲン化銅を有機溶媒中で反応させることで種々の混合原子価配位高分子が合成できる事を見いだしてきており、本研究課題では特に高キャリア移動特性を示す配位高分子の合成と電界効果トランジスタへの応用を目指し研究を行ってきた。これまで合成した化合物のうち最も高い伝導性を示す配位高分子CuBrBu2Dに関してマイクロ波空洞吸収法を利用して移動度を評価(FP-TRMC)したところ、12.8 cm2/Vsとアモルファスシリコンを上回る高いキャリア移動度を有する化合物であることが明らかとなった。また、新たに合成したCuBrPen2Dは銅三価を含む混合原子価配位高分子であった。すなわち、系中に含まれるジチオカルバミン酸銅二価単核ユニットCu(Pen2dtc)2の一部が部分酸化され、正孔が注入された状態である可能性が示唆された。しかしながら、FP-TRMCの結果、この配位高分子もアモルファスシリコンを上回る高キャリア移動度(3.3 cm2/Vs)を示すものの、キャリア密度はCuBrBu2Dより低く、部分酸化されたジチオカルバミン酸銅三価単核ユニットは伝導に関与していないことが明らかになった。また、電界効果トランジスタに関しては測定系のセットアップは終了し、代表的な高キャリア移動度を示す有機半導体材料であるペンタセンに関して、本研究室の装置を用いて測定可能であることは確認したものの、配位高分子を用いた電界効果トランジスタの作製までには至らなかった。今回、新たにアモルファスシリコンを上回る高いキャリア移動度を示す配位高分子CuBrPen2Dの合成に成功した。ただし、このキャリア移動度は本研究室で以前合成した最も高いキャリア移動度を示す配位高分子CuBrBu2Dには及ばなかった。また、他にも種々のジチオカルバミン酸誘導体を用いて高キャリア移動度を示す配位高分子の合成を試みているが実現していない。一方、トランジスタに関しては、単結晶を用いたトランジスタの作製と評価には至っていないものの、最終年度で配位高分子のトランジスタ特性を評価するための測定系のセットアップは終了した。

高キャリア移動度を有する配位高分子の開発の点では、次年度は特にジチオカルボン酸置換基を有する配位高分子の合成を行う予定である。ジチオカルボン酸置換基を有する配位子はジチオカルバミン酸よりも高いHOMOレベルを有しているため、高キャリア移動度の配位高分子を合成する上では有利であると考えている。現在、ベンゼンジチオカルボン酸を配位子とした単核錯体を合成し、それを原料として配位高分子の合成に取り組んでいる最中である。また、配位高分子を用いた電界効果トランジスタを作製し評価するための準備は既に完了したため、今後実際に本研究室で合成した高キャリア移動度を示す配位高分子を用いて、そのトランジスタ特性を評価する予定である。次年度の研究費はかなりの部分を研究補助員雇用のための人件費として使用する予定である。当初は合成試薬やデバイス作製のための消耗品を購入し、研究を進めることを計画していたが、研究の進捗状況がおもわしくないため、合成およびデバイス作製が可能な研究補助員を雇用し、研究を推進する。残りの研究費は消耗品と研究発表のための旅費に使用する。
歯科用コーンビームCTの患者線量推定プログラムの作成

歯科用CBCTの線量データベースは、患者線量推定プログラムの基礎となる。DAPまたはDLPと患者実効線量Eを関連付ける変換係数E_DAP(μSv/mGycm^2)およびE_DLP(μSv/mGycm)をプログラムに組み入れることによって、Eを推定できる。そこでDAP、DLP、CTDIw、E、E_DAP、E_DLP、および各種撮影条件から構成される線量データベースを作成し、これを用いて機種と撮影条件を入力することでEを推定できる患者線量推定プログラムを作成することを目的とした。CTDIwとDLPは、CT用電離箱/線量計および頭部標準ファントムを用いて測定した。DAPはCTDIairとDLPairから導いたもの、半導体検出器とIPよるもの、および面積線量計による3種類である。線量測定を行った歯科用CBCT装置は、7メーカー、18台である。歯科用CBCTの撮影あたりのEは、文献検索によって評価した。採用したEはRANDOファントムと各種線量計を用いた実測で得られたものである。得られたEとDAPおよびDLPとの相関係数からE_DAPおよびE_DLPを評価した。Eは最小6、最大680、平均113、中央値76μSvであった。以上から歯科用CBCTの患者実効線量レベルは100μSv、範囲は5700μSvとした。DAPは最小90、最大7134、中央値361および平均984mGycm^2、Eは最小16、最大680、中央値53および平均125μSvであった。E_DAPは相関関係から0.106および平均0.172μSv/(mGycm^2)となった。DLPは最小7.8、最大184、中央値17および平均36.8mGycm、Eは最小21、最大603、中央値69.1および平均98.1μSvであった。E_DLPは相関関係から2.48および平均では3.39μSv/(mGycm)となった。【背景と目的】ICRPは、放射線診断における患者防護の最適化を促進するため、診断参考レベル(DRL)の利用を勧告しており、歯科用コーンビームCT(CBCT)のDRL線量の一つとして面積線量(DAP)が用いられている。また歯科用CBCT撮影時の患者実効線量Eが推定できるならば、他のモダリティや自然放射線等による被曝レベルと比較検討が出来、最適化の一助となる。そこで、歯科用CBCT撮影時におけるEを推定するプログラムを作成することを目的とし、今年度はDAPから患者のEを推定できる換算係数E_DAPを評価した。【線量測定】今年度は、プロトタイプCBCTを含む4台の歯科用CBCTについて、DAPを半導体線量計とIP、および面積線量計によって測定した。【文献検索】文献に報告されているRANDOファントムとTLD素子などによるE、およびこれに対して撮影条件が一致する実測DAPからE_DAPを評価した。EはICRP 2007年報告の組織加重係数を考慮している。【結果と考察】調査した22件の文献で取扱われている装置数は延べ42台、報告されているEは153であり、その内実測DAPと同じ撮影条件のデータ数は67であった。DAPは最小90 mGycm^2、最大7134 mGycm^2、中央値361 mGycm^2、平均984mGycm^2、およびEは最小16μSv、最大680μSv、中央値53μSv、平均125μSvであった。結果、E_DAPは0.106 μSv/(mGycm^2)となった。JJ Morantら(2013年)はICRPのボクセルファントムによるモンテカルロ法によってDAPとEをシミュレーションした。その結果ではE_DAPは0.125 μSv/(mGycm^2)であり、今回の結果より約18%大きかったが、この理由として研究者によってファントム内の線量計設置位置の違いなどが考えれる。平成28年度は、1DAPの測定をプロトコル装置1台を含む4台の歯科用CBCT装置について行ったが、変換係数E_DAPの精度を上げるために歯科用CBCT装置に種類と台数を増やす必要がある。また、2線量-長さ積(DLP)からEを推定するための変換係数E_DLPを得るために必要なDLPの測定がほとんど行われていない。さらに、3RANDOファントム等によるEに関する文献検索は22件であり、E_DAPおよびE_DLPの精度を上げるため文献検索数を増やす必要がある。【平成29年度の作業目的】歯科用CBCT撮影時における患者実効線量Eを推定するためのプログラムを作成することが最終目標である。そのための面積線量DAPや線量-長さ積DLP等の基礎データを収集し、エクセルファイルによるデータベースを作成することを平成29年度の作業目的とした。【DLPにによる変換係数E_DLPの評価】平成28年度はDAPによる変換係数E_DAPについて報告した。調査した22件の文献で取り扱われている装置数は延べ42台、報告されているEは153であり、その内実測したDLPと同じ撮影条件のデータ数は40であった。

DLPは最小7.8 mGycm、最大184 mGycm、平均37mGycm、およびEは最小21μSv、最大603μSv、平均98.1μSvであった。E_DLPは0.827μSv/(mGycm)となった。【データベースの作製】データベースを構成する撮影条件は、機種、センサー、焦点、整流方式、kV、mA、照射時間、、回転角度、総濾過、HVL、FOV、拡大率、DAP、DLP、E_DAP、E_DLPである。(理由)1.歯科用CBCT撮影時の患者実効線量Eの精度を向上させ、推定するために入力する撮影条件の幅を広げるための基本的な方法は、面積線量DAPまたは線量-幅積DLP、およびEに関するデータ数を増やすことであるが、まだ十分ではない。2.平成29年度に作成したデータベースはデータ数が少ないだけでなく、各種撮影条件の見直しが必要と考えられる。3.エクセルによる歯科用CBCTにおける患者実効線量推定プログラム作成が未着手である。歯科用CBCTの線量データベースは、患者線量推定プログラムの基礎となる。DAPまたはDLPと患者実効線量Eを関連付ける変換係数E_DAP(μSv/mGycm^2)およびE_DLP(μSv/mGycm)をプログラムに組み入れることによって、Eを推定できる。そこでDAP、DLP、CTDIw、E、E_DAP、E_DLP、および各種撮影条件から構成される線量データベースを作成し、これを用いて機種と撮影条件を入力することでEを推定できる患者線量推定プログラムを作成することを目的とした。CTDIwとDLPは、CT用電離箱/線量計および頭部標準ファントムを用いて測定した。DAPはCTDIairとDLPairから導いたもの、半導体検出器とIPよるもの、および面積線量計による3種類である。線量測定を行った歯科用CBCT装置は、7メーカー、18台である。歯科用CBCTの撮影あたりのEは、文献検索によって評価した。採用したEはRANDOファントムと各種線量計を用いた実測で得られたものである。得られたEとDAPおよびDLPとの相関係数からE_DAPおよびE_DLPを評価した。Eは最小6、最大680、平均113、中央値76μSvであった。以上から歯科用CBCTの患者実効線量レベルは100μSv、範囲は5700μSvとした。DAPは最小90、最大7134、中央値361および平均984mGycm^2、Eは最小16、最大680、中央値53および平均125μSvであった。E_DAPは相関関係から0.106および平均0.172μSv/(mGycm^2)となった。DLPは最小7.8、最大184、中央値17および平均36.8mGycm、Eは最小21、最大603、中央値69.1および平均98.1μSvであった。E_DLPは相関関係から2.48および平均では3.39μSv/(mGycm)となった。1.平成29年度はの研究計画は、1平成28年度と同様にできる限り仕様の異なる歯科用CBCT装置の線量-長さ積(DLP)と面積線量(DAP)の測定および2患者実効線量(E)に関する文献検索を引き続き行い、3このことによって変換係数E_DAPおよびE_DLPの精度を上げる。2.E、DAP、およびDLPを中心とした歯科用CBCTのデータベースそ作成するために以下のパラメータの情報も収集する。3.EXELによる歯科用CBCTにおける患者線量推定プログラムの概要を作成する。(今後の推進方策)1.平成29年までは、面積線量DAPおよび線量-幅積DLPは我々の実測データのみを採用していたが、平成30年度は文献検索によってデータの増加を図る。2.歯科用CBCTの撮影あたりの患者実効線量Eは、文献検索によって評価した。
ヒマラヤを越え河西回廊に伝わった密教的造形と表現,その表象芸術に関する研究

本研究は,中国甘粛省の敦煌から蘭州に通じる河西回廊とよぶ地域を対象に,ヒマラヤ山脈を越え河西回廊で受容されたチベット密教の造形,表現の基層的な内容を研究する目的である。いままで河西回廊の研究指向は,漢族の視点にたつシルクロードの文化に偏りがあった。本研究は,河西回廊が西方の他民族と漢族進出で曖昧な国境と文化地帯という視点から現地調査を通じて基層的な密教芸術の内容を明示する。河西回廊の顕著な文化的変容は,まず騎馬民族国家の五胡十六国の樹立で騎馬民族の文化流入がある。その文化的な影響は、敦煌(瓜州)から蘭州の河西回廊が,中原へと寺院の信仰拠点と巡礼路が整備されるなかで,石窟寺院の壁画や塑像の仏像,弥勒仏が交脚弥勒座像(例ー敦煌莫高窟275洞)や菩薩思惟倚座像(例ー柄霊寺169洞)の表現がある。後に吐蕃古道沿い同仁県(レゴン地方)から蘭州にいたるアムド東端のラブラン寺,柄霊寺上寺など信仰拠点の寺院と巡礼路が今日まで中央チベットの基層文化を断続的に引き継いできた。今日の密教文化の現状は、漢民族の社会進出にともなう都市化,道路網の発達にともなう近代化によりチベットの密教芸術の伝統が続々と変容と衰退の現状がある。その典型的な内容は,信仰の拠点寺院の衰退,巡礼路の変容、ならびに面的にひろがる文化圏でチベットの伝統の衰退がある一方で,漢族の文化の浸透がある。特に芸術では,チベット密教の基層をなす造形(壁画、彫刻,工芸美術)と表現(法舞、行道、モンラムの諸行事、法舞)が変容し,伝統表現を支える人的資源(技能,伝統職人,秘伝)が文化大革命以後に復興の兆しがあるが,伝統技術(製作材料,顔料,品質)が工業製品になり芸術が近代的模倣と化し,文化の継承と修復などの問題が顕在化している。本研究の目的は,密教文化の現地調査をすすめることで,インド仏教が密教へ変化をとげた後のヒマラヤを越え中国甘粛省・河西回廊に到達し中原,内蒙古へと伝播・変容をとげた表象芸術の解明にある.班究の意義は,24年度にかけ信仰の点(信仰拠点)-線(経路・巡礼路)および面(文化圏)にある「場」から有形の造形と無形の表現の表象芸術にある基層の文化を統合的に把握できる意義がある.具体的調査の内容は,21年度の第一次調査(8中9月上旬)で河西回廊の蘭州-祁連山脈-河西回廊に至る間の密教信仰拠点(蘭州・炳霊寺石窟敦煌莫高窟)および仏教伝播前の信仰拠点(雷台漢墓,魏晋六朝墓)をむすびつける巡礼・交易路(西域難道・吐蕃古道から河西回廊)を結ぶ表象芸術を調査した.調査の行程は,甘粛省蘭州を起点に炳霊寺石窟-祁連山脈にそって甘粛省河西回廊に至る経路を東西にたどる間の有形・無形の表象芸術を調査した.

調査内容は,1)無形の表現および有形の造形が年に一度介する信仰・祭祀の「場」である蘭州・炳霊寺石窟,張液(民楽県童子寺石窟,粛南裕固族自治県・金塔寺石窟,馬蹄寺石窟,大仏寺博物館,黒水城,酪駝城遺跡),高台県(博物館),文殊山石窟,嘉峪関(長城,魏晋〓画墓博物館,許三湾城遺跡),瓜州(鎖陽城趾,東千仏洞(5,2,7窟他))において魏晋-吐蕃-西夏-元時代の造形・表現を調査した.つぎに2)甘粛省・敦煌の調査は,敦煌の吐蕃期図像(敦煌莫高窟:第9,156窟-晩唐;吐蕃期,第332,465窟-唐元)を核に,西・北千仏洞(西千仏洞:15,16窟-中唐五代(11,18,20),安西楡林窟:19窟,32窟),並びに敦煌博蔵品(金銅仏,護符,荘厳具),五個廟を調査した.第二次現地調査(3月)は,敦煌莫高窟,楡林窟,東西千仏洞,五個廟石窟の調査をすすめた.現地調査の成果としてヒマラヤを越え伝播した密教の造形と表現が点-線-面で広域的な影響を五涼時代から清時代まで約1500年の長期間維持され,今も信仰が継続し基層の文化となっていることを解明した.本研究の目的は,インドに誕生した仏教の密教化にともないヒマラヤを越え中国の河西回廊に伝播した後に中原や内蒙古へ流入する経由路に沿って密教芸術の基層文化の把握と信仰が栄えた「場」の解明にある。この目的にそった現地調査は,平成21年度にヒマラヤ北縁部中国側の河西回廊にある信仰の「場」=河西回廊の石窟寺院の調査,平成22年度にヒマラヤ南麓とインド側山岳部のスピティ渓谷のチベット寺院の調査をすすめた。平成22年度の成果は,中央アジアやヒマラヤに至るまえの北西インドに通じるスピティーラル渓谷沿いに伝わる密教的造形と表現,その表象芸術に関する内容が把握できた。その具体的な意義は,密教美術の一大盛行の地,北西インドのスワートからカシミールに通じる「点-線-面」の信仰の場のなかで11世紀建立なるタボ,ナコ僧院に密教の基層文化が今も息づき,一方で,ヒマラヤの北側-グゲ王国より上記のタボ,ナコ僧院に伝わった密教的造形と表現の相互の芸術に流出/入の文化径路が確認できた。改めてヒマラヤにおける密教美術の造形と表現にかかわる「点-線-面」の位相と文化流出/入の一端を現地調査で確認できた。こうした文化流出/入の様相は,中国に伝播した密教美術について大多数の研究がシルクロード(交易路)と西域の文化圏に偏るあまり,敦煌を代表に吐蕃の影響を局部的に捉えてきた偏りが硬直的である事を示唆する。すなわち敦煌莫高窟から蘭州柄霊寺石窟に至るまで21年度の石窟調査により吐蕃の密教文化が西安-中原,内蒙古に一方的に流入した内容とスピティ渓谷にのこされたタボ,ナコといった渓谷沿いの密教寺院の比較調査により,ヒマラヤ北縁の密教文化圏がインドと吐蕃,中央アジアの文化的な流出/入が頻繁,かつ継続的に影響しあい,チベットの文化圏に偏ることのない,いわばヒマラヤの文化圏を形成したとする研究視点をえた。本研究の目的は,信仰の「場」の現地調査を通して密教芸術の基層文化の把握にある。すでに実施した平成23年度夏の一次調査は,中国側への流入口となった河西回廊東南端にあたる青海省(東チベット・旧アムド)の黄南チベット族自治州同仁県から海東地区,及び冬の二次調査で同仁県の密教寺院における新年のモンラムを調査した。その結果,インドで誕生した原始仏教が密教へと変容する過程のなかで吐蕃時代より現在にいたるまで信仰の「場」がいまも点(信仰拠点)-線(経路・巡礼・交易路),ならびに面(文化圏)を形成し持続していることが確認できた。本研究がすでに実施した調査は,ヒマラヤ北縁部中国側の河西回廊の甘州・敦煌莫高窟から蘭州・柄霊寺石窟に至る石窟寺院調査(平成21年度),およびヒマラヤ南麓・インド側山岳部スピティ渓谷の寺院調査(平成22年度)により今もヒマラヤの巡礼路沿いに密教美術の造形と表現が息づき文化流出/入の一端が確認できた。このことから従来の敦煌を代表にした河西回廊に関する多くの研究が,交易路としてのシルクロードと西域の断片的な把握にもとづいてきた文化観に偏りあることを見いだすことができ,そのためにヒマラヤを超えて吐蕃時代に各地に拡散したインドや中央アジアの文化的影響を見直しを可能としている。
問題解決的な学習と体験的な学習を導入した道徳授業の指導法と評価法に関する研究

平成30年度は、小学校と中学校での道徳授業を中心にして問題解決的な学習や体験的な学習を用いた道徳授業の指導法と評価法を開発・実践して研究成果を発表することができた。特に研究協力校の筑波大学附属小学校および岐阜大学教育学部付属小・中学校、岐阜県内外の先進的な道徳授業の実践を指導訪問した上で、問題解決的な道徳学習の学習指導過程について詳しく探究し、その研究成果を論文や著書として発表することができた。具体的な研究実績として、問題解決的な学習の発問とその授業展開を検討して『「問題解決的な学習」をつくるキー発問50』を刊行した。また、筑波大学附属小学校及び岐阜大学附属小中学校の先生方と協力して、現代的な課題に取り組む道徳授業の研究成果を刊行した。この研究では、価値判断力・意思決定力を育成する社会科と道徳科のコラボレーションを図ったもので、平成30年8月に研究発表会を行った。中学校では、東京都をはじめ、岐阜県や愛知県などと協働して問題解決的な道徳授業を開発・実践し、その成果を刊行した。この他、道徳科の評価に関する研究として編著で『道徳の評価』を刊行した。こうした道徳教育の理論的・歴史的な考察として『プラグマティズム、公共、道徳』も刊行している。小学校だけでなく中学校においても道徳科における問題解決的な学習と体験的な学習のあり方を検討し、実際にその理論に基づいた授業実践を開発・実践して、当初の計画以上の研究成果を発表し刊行することができた。具体的には、上述した「研究実績の概要」に示した通り、研究成果を著書、論文、学会発表など多方面で示すことができた。計画の当初では、今年度は中学校の道徳授業を中心に行う予定であったが、前年度より継続して小学校の道徳授業も行うことで、相乗効果を発揮することができた。筑波大学附属小学校や岐阜大学教育学部附属小学校・中学校をはじめ、多くの小・中学校で道徳の授業実践を行い、研究協議会を行うことで、その量的・質的な充実を図ることができた。また、相互の研究内容を活用・応用する形で、現代的な課題(情報モラルや環境倫理など)に対応した発展的な研究にも取り組めている。また、海外の道徳教育との比較研究も継続して行うことができた。我が国の道徳授業は国内で閉鎖しており発展性や実効性に乏しいが、諸外国の道徳教育と比較検討することで国内の道徳授業実践に刺激を与えることができている。特に、デューイのプラグマティズムを活用した問題解決的な道徳学習を開発して、諸外国の道徳教育と比較検討することで、根本理論とその実践的応用の在り方も提示することができた。その成果を当初の計画より1年前倒しでまとめ、『プラグマティズム、公共、道徳』という研究書で刊行することができた。本研究においては、小学校と中学校の研究協力校を中心に、問題解決的な学習や体験的な学習を用いた道徳授業の指導法と評価法を開発・実践しているが、それらの研究成果を全国の学校現場に報告して普及させることは十分にできていない。今後はこうした研究成果をいかに全国の小・中学校や教育委員会等に紹介・説明していくかが課題となる。我が国の道徳授業は、古くから登場人物の心情を読みとる形式が固定化しているため、本研究で取り扱っている「考え議論する道徳」や問題解決的な学習等を活用した道徳授業を理解してもらうには、まだ時間がかかると思われる。また、問題解決的な学習や体験的な学習を用いた道徳授業のやり方は、学校現場の教師の方でも、慣れやテクニックの習得が必要であるため、熟達するためには時間をかけて丁寧に伝える必要がある。来年度は最終年度となるため、できるだけ学校現場の指導訪問回数を増やし、研究授業や研修会等で直接指導をしたり、メール等で授業事前に間接指導したりして、教師の実践的な指導力を高めるよう努めたい。来年度も引き続き研究成果を論文や書籍や学会発表などで積極的に報告することで、学校現場の授業実践をサポートできるようにしたい。さらに、道徳科における問題解決的な学習だけでなく体験的な学習の改善・充実にも力を入れ、単なる役割演技や動作化ではない豊かな体験型の道徳授業を開発・実践したいと考える。そのために、引き続き筑波大学附属小学校や岐阜大学附属小・中学校では創造的・挑戦的な研究開発に取り組む。平成27年度は、国内外の基本的な文献(特に道徳授業に関する副読本とその教師用指導書、参考図書、論文等)を収集して比較検討してまとめた。小中学校の道徳授業が「特別の教科」となることで、それに関連した文献も追加で収集した。外国ではアメリカの人格教育(キャラクターエデュケーション)とフランスの道徳・公共の授業に関する資料を収集し、我が国の道徳授業と比較検討した。これらの研究成果に関しては、日本道徳教育方法学会と日本デューイ学会のシンポジウムで発表すると共に、複数の教育関連論文で紹介し、著書『問題解決的な学習で創る道徳授業超入門』でも取り上げた。また、問題解決的な学習や体験的な学習を取り入れた道徳授業の具体的な指導内容、指導法、評価法などの理論と実際を構成した。それによって国内外の道徳授業の比較考察をすると共に、多様で効果的な道徳授業のあり方を実際の授業実践と共に紹介した。こうした平成27年度の教育実践研究は、主に小・中学校を対象とした。

研究協力校である岐阜県多治見市立陶都中学校(研究協力者・丹羽紀一教諭)、岐阜県岐阜市立長良中学校(研究協力者・加納一輝教諭)、熊本県熊本市立西山中学校(研究協力者・竹上明日香教諭)、東京学芸大学附属竹早小学校(研究協力者・竹井秀文教諭)、愛知教育大学附属名古屋小学校(研究協力者・水野晋吾教諭)、武蔵野市立第八小学校(研究協力者・嶺井勇哉教諭)において問題解決的な学習と体験的な学習を取り入れた道徳授業を開発・実践した。こうした問題解決型の道徳授業に関する実践研究は、各学校の中間発表会(愛知教育大学附属小学校は平成27年6月、武蔵野市立第八小学校は平成28年2月)などで研究協議された。平成27年度は、動作化、役割演技、スキル学習、アサーションやコミュニケーションに関わる所作などを取り入れた学習指導過程を創意工夫した。当初の予定通り、平成27年度は国内外の道徳授業に関する基本的な文献を収集して比較検討することができた。当初の予定よりも多くの刊行物が出たため、その都度追加で購入して検討してきた。こうした研究成果は、多くの教育雑誌や著書で公表できた点で、順調に進展していると言える。また、問題解決的な学習や体験的な学習を活用した道徳授業やアクティブ・ラーニングに対応した道徳授業を複数の小・中学校で数多く開発し、多くの研究授業を実践することができた。また、こうした教育実践研究を二つの学会のシンポジウムで発表したり、著書や論文にまとめることができた点でも、おおむね順調に進展している。第三に、多くの学校や教育委員会が主催する研究会や研修会で講演や講習を行い、授業研究を現場の教師と行うことができたことも大きな成果である。学校現場の中にはまだ十分な理解に至っていないところもあるが、平成28年度も継続して研究支援をすることで徐々に理解が進むと考えられる。ただし、平成27年度は主に日本語で学術研究や教育実践研究の成果をまとめて発表したため、十分に英語論文で公表できなかった点では課題が残る。現在の研究成果を英語論文にする作業を引き続き行い、平成28年度に国内外で研究発表を行う予定である。平成28年度は、主に小学校と中学校で問題解決的な学習と体験的な学習を導入した問題解決型の道徳授業の指導法と評価法を開発・実践した。研究協力校として、筑波大学附属小学校、武蔵野市立第八小学校、名古屋市立大府北中学校、川口市立榛松中学校などの各校において学校現場の教師と協力・連携して、多くの道徳授業を開発・実践した。この研究成果として以下のものを刊行した。小学校版と中学校版の『子どもが考え、議論する問題解決型の道徳授業事例集』、『アクティブ・ラーニングに対応した道徳授業』(授業実践のDVD付)、小学校版と中学校版の『問題解決的な学習で創る道徳授業パーフェクトガイド』、DVD『子どもが考え、議論する問題解決的な学習で創る道徳授業小学校』。次に、我が国の道徳科の指導法と評価を検討する論考として、日本道徳教育学会の紀要『道徳と教育』334号に「『考え、議論する道徳』の可能性と課題ーアクティブ・ラーニングの視点からー」を発表し、日本道徳教育方法学会の紀要に「道徳科の充実に向けた評価を考える」を発表した。第三に、国外研究としては、アメリカではニューヨーク州の人格教育(キャラクター・エデュケーション)と比較し、子どもの生活経験との関連した道徳教育のあり方を検討した。特に、役割演技(ロールプレイ)や討論(ディベート)を道徳授業に取り入れる方法とその効果を検証した。
ヒト上皮培養細胞を用いた多能性幹細胞の樹立と組織構築の研究

ヒト正常消化管上皮の培養継代可能なヒト食道上皮細胞株を9株樹立し、ヒト胃上皮細胞の培養では1症例で継代が可能であった。胆嚢上皮細胞では継代可能細胞株1株が作成可能であった。京大にて食道上皮TYE-1よりiPS細胞を1株作製したが感染で失った。一方、組織構築のために各種消化管の間質細胞の作成に取り組み、食道線維芽細胞株2株、胃線維芽細胞株2株、胆嚢線維芽細胞1株、胆道線維芽細胞1株、平滑筋腫2株などの樹立に成功した。今後の組織構築に応用予定である。ヒト正常消化管上皮の培養では21症例に対して食道上皮の培養に取り組み継代可能なヒト食道上皮細胞株を3株樹立した、またヒト胃上皮細胞の培養では50症例中33症例で、1症例で継代が可能であった。胆嚢上皮細胞では13症例中9症例で初代培養に成功してきた。その他、小腸上皮および大腸上皮の培養ではそれぞれ1症例で初代培養が可能であったが、数日でアポトーシスに陥りそれ以上の増殖は得られなかった。京大にて食道上皮TYE-1よりiPS細胞を1株作製したが、感染のために廃棄した。その後、食道上皮TYE-2および胃上皮からのiPS細胞樹立を試みたがまだ成功していない。現在、食道上皮TYE-3よりのIPS細胞樹立の準備中である。現在まで消化管上皮培養ではコラーゲンおよびマトリゲルを基質に使用しているが、正常上皮細胞の継代培養は食道上皮以外は成功しておらず、培養基質の改良が不可欠であり数種類の基質を試用中である。また培養液は種々の無血清培地を試用したが、ケラチノサイトSFM以外に適したものがまだ見つかっていない為に、今後も改良に取り組む予定である。一方、組織構築のために各種消化管の間質細胞(主に線維芽細胞)の作成に取り組み、現在まで食道線維芽細胞株2株、胃線維芽細胞株2株、胆嚢線維芽細胞1株、胆道線維芽細胞1株を樹立し、今後の組織構築に応用予定である。組織構築についてはバイオプリンターによる数層の細胞の立体構築が可能となりつつあり、上皮細胞の培養と間質細胞の培養が軌道に乗れば多層の組織構築を試みる予定である。昨年度に続き、ヒト正常消化管上皮の培養では13症例に対して食道上皮の培養に取り組み継代可能なヒト食道上皮細胞株を6株樹立し、貴重な上皮細胞であるBarrett上皮細胞も現在樹立に向けて培養中である。またヒト胃上皮細胞の培養では9症例について培養を行ったが継代可能株の作製は困難であり、培養条件の見直しを行っている。胆嚢上皮細胞では4症例で初代培養に成功して1例で継代可能細胞株が作成可能であった。現在まで消化管上皮培養ではコラーゲンおよびマトリゲルを基質に使用しているが、正常上皮細胞の継代培養は食道上皮以外は成功しておらず、培養基質の改良が不可欠であると考え、数種類の基質を試用したがまだ絞り込めていない。これらの正常上皮細胞は凍結保存を行った。京大におけるiPS細胞樹立は初代細胞からの樹立が困難であったことから、継代可能細胞よりの樹立に切り替え、凍結保存細胞からの樹立を目指すこととなり準備中である。またips関連因子である山中4因子とNanogの各種癌における関与を検討し、これらの因子の破綻が癌細胞の悪性化に繋がることが示唆されている。組織構築のために各種消化管の間質細胞(主に線維芽細胞)の作成では昨年度の繊維芽細胞株に加えて平滑筋腫2株(TYLEIO-2,TYLEIo-3),神経鞘腫細胞株(NSWN-1)の樹立に成功した。組織構築についてはバイオプリンターによる数層の細胞の立体構築が可能となりつつあるが、正常上皮細胞は単細胞となると増殖が極端に低下することから、細胞集塊による多層の組織構築を試みているが、まだ成功していない。
霊長類の夫婦の絆を制御する脳部位探索：脳深部電気刺激と薬理遺伝学的手法による解析

夫婦の絆(ペアボンド)は、家族の絆を形成する上で重要な役割を果たすが、その脳内基盤には依然不明な点が多く、特に霊長類ではペアボンド制御をつかさどる脳部位がほとんど明らかにされていない。そこで本研究では一夫一妻制をとる小型霊長類顧問マーモセットを対象として、c-Fos発現解析を通じてペアボンド形成・維持と関連して活性の変化する脳部位を探索する。この結果を受けてペアボンド制御をつかさどる脳部位の候補を選出し、当該脳部位の神経活動を高頻度電気刺激や薬理遺伝学的手法(DREADD法)により抑制・活性化した上で、ペア個体に対する各種社会行動の変化を評価することで、霊長類のペアボンドに寄与する脳部位の特定を試みる。
災害廃棄物を受け入れた埋立地の環境リスクの評価

本研究課題は、迅速かつ円滑な災害廃棄物処理の実現とともに災害廃棄物を受け入れた埋立地が将来負の遺産にならないことを目指し、その環境リスクを定量的に評価し、リスク低減対策を提案することを目的としている。平成30年度は,全国の産業廃棄物処理業者のうち,埋立処分場を有する業者を対象にアンケート調査を行い,災害廃棄物の受け入れ実態調査を行った。本アンケート調査は2019年2月に送付され,3月中旬までに回収した。送付件数517件に対し,231件の回答(有効回答率45%)が得られた。このうち,災害廃棄物の受け入れを行ったのは31件,依頼はあったが受け入れなかったのは17件,受け入れを行ってないのは183件であった。管理型,安定型ほぼ半数ずつを占めている.主に東日本大震災,熊本地震,平成30年7月西日本豪雨による災害廃棄物の受け入れを行っており,水処理施設への影響があったのは3社,水質やガスの変化が見られたのは,全体の15%程度である。また熊本地震の災害廃棄物を受け入れた公共関与による産業廃棄物管理型処分場を対象に,災害廃棄物の試料を提供してもらい,強熱減量や溶出試験などによる基礎性状を明らかにした。アンケート調査結果によれば,COD,NH4+-N,Cl-などの上昇傾向などがみられるが,溶出試験の結果や該当処分場の現場データからは必ずしもその要因とみられる廃棄物種は特定されなかった。なお,強熱減量については従来法の800°C2時間のものだけでなく既往研究より400°C2時間についても分析を行ったが,いずれも30数%程度の高い値を示しており,有機物含有量が高いことは確認できた。当初は処分場管理担当者に対するインタビューを中心に調査を進めており,該当処分場から詳細なデータが得られている。とはいえ,実試料の採取は必ずしも容易ではなく,またボーリング調査等の実施も慎重な検討と交渉が求められる。平成29年度までの結果を踏まえ,平成30年度の時点で改めて全国規模のアンケート調査を実施することにした。水質変化,ガス性状変化の結果を踏まえれば,「有害性評価」については一定の知見が得られている。同時に,埋立廃棄物の種類・量の推移についてのデータも得られているが,いくつかの処分場で水質変化等がみられるものの,その主要因については必ずしも特定できていないため,「用量ー反応関係評価」については,まだ十分な検討が進められているとは言えない。溶出試験等の基礎データを得られた廃棄物種も数種に限られていることから,これらを進めるための基礎データの収集も今後必要である。平成30年度調査により産業廃棄物処分場の受け入れ実態を把握することはできたが,一般廃棄物処分場の受け入れ実態についてはまだ明らかになっていない。令和元年度においては,主に一般廃棄物処分場を対象に同様なアンケート調査を行い,受け入れ実態の網羅的な把握を行う。現時点でその影響の有無が十分に確認できていない廃棄物種は焼却残渣である。産業廃棄物処分場であれば,災害廃棄物のみの焼却残渣が該当するが,一般廃棄物処分場においては災害廃棄物の可燃物も含んだ通常廃棄物の焼却残渣が搬入されることになる。これらは通常時と異なる廃棄物を焼却することから,薬剤使用量含めた運転管理条件が異なる可能性がある。そのため実試料の採取が可能であれば実試料を採取し,それができなくても焼却処理施設の運転管理月報等の記録をもとに,災害時における運転管理状況の確認を行う。土砂に関しては、本来は廃棄物に分類されるものではなく「災害副産物」などとして扱うべきものである。一部廃棄物の混入が見られること、被災の過程で何らかの汚染が生じる可能性などから埋立処分場に持ち込まれるケースが多い。本研究課題において、BMP試験やRA試験を行う予定であるが、それらの試験によって微生物活性の違いなどを考察することが可能と思われるため、これら汚染等による環境安全性への影響を総体的に評価することが可能になると思われる。熊本地震によって被災した自治体の管理型処分場、公共関与による産業廃棄物管理型処分場を対象に、災害廃棄物の受入れ実態調査を行った。文献調査ならびに処分場管理担当者にインタビューを行い、震災直後から現在に至るまでの災害廃棄物の埋立処分量の推移、受け入れた廃棄物の種類をまとめた。平成29年7月九州北部豪雨の発生に伴い、水害被災地の現地視察も合わせて実施する旨研究内容を変更したこともあり、研究計画調書に記載の「有害性評価」については、十分に実施できなかった。「用量ー反応関係評価」の予備調査についても、OxiTop等による微生物培養器、振とう恒温水槽をもとに、その実験条件の最適化に関する検討を行うにとどめられた。とは言え、調査結果として、家屋解体過程では一定量の土砂が廃棄物と混在した状態で二次仮置場に持ち込まれること、水害の場合には災害廃棄物のみならず、必然的に流木、土砂が大量に堆積し、災害廃棄物と混合することで災害廃棄物量を増大させること、流木と土砂の混合物の対応も必要で自治体担当者の頭を悩ませること、流木として二次仮置場に持ち込まれるものであっても、重量ベースで50%程度は土砂が占めていることが明らかにされた。

今後、埋立処分場に持ち込まられた廃棄物の環境リスク評価を中心に評価を行う予定であるが、同時に埋立廃棄物の埋め戻し材などへの活用の可能性について、再検討を進めることが有効と判断した。当初は処分場管理担当者に対するインタビューを中心に調査を進める予定であった。その結果、埋立廃棄物の種類・量の推移については、処分場によっては詳細なデータが得られている。ただし、平成29年7月九州北部豪雨の発生により、その被災現場の視察を同時に進める必要があると判断し、予定を変更した。地震と水害による災害廃棄物対応の違い等の考察を加えることに変更し、現地視察を徹底することとした。その結果、家屋解体過程で一定量の土砂が廃棄物と混在した状態で二次仮置場に持ち込まれること、水害の場合には災害廃棄物のみならず、必然的に流木、土砂が大量に堆積し、災害廃棄物と混合することで災害廃棄物量を増大させること、流木と土砂の混合物の対応も必要となること、流木として二次仮置場に持ち込まれるものであっても、重量ベースで50%程度は土砂が占めていることが明らかにされた。以上の経緯により、埋立廃棄物の種類・量の推移については、網羅的なデータ収集にまでは至っていない。特に、当初予定していた「有害性評価」、「用量ー反応関係評価」の予備調査については、十分に進めることは出来なかった。OxiTop等による微生物培養器、振とう恒温水槽をもとに、その実験条件の最適化に関する検討を行うにとどめられた。とは言え、当初の想定よりも埋立処分場への土砂の搬入が多いと判断されることから、その埋立可否に対する性状判定ならびに埋め戻し材等への有効利用への検討が必要と判断された。本研究課題は、迅速かつ円滑な災害廃棄物処理の実現とともに災害廃棄物を受け入れた埋立地が将来負の遺産にならないことを目指し、その環境リスクを定量的に評価し、リスク低減対策を提案することを目的としている。平成30年度は,全国の産業廃棄物処理業者のうち,埋立処分場を有する業者を対象にアンケート調査を行い,災害廃棄物の受け入れ実態調査を行った。本アンケート調査は2019年2月に送付され,3月中旬までに回収した。送付件数517件に対し,231件の回答(有効回答率45%)が得られた。このうち,災害廃棄物の受け入れを行ったのは31件,依頼はあったが受け入れなかったのは17件,受け入れを行ってないのは183件であった。管理型,安定型ほぼ半数ずつを占めている.主に東日本大震災,熊本地震,平成30年7月西日本豪雨による災害廃棄物の受け入れを行っており,水処理施設への影響があったのは3社,水質やガスの変化が見られたのは,全体の15%程度である。また熊本地震の災害廃棄物を受け入れた公共関与による産業廃棄物管理型処分場を対象に,災害廃棄物の試料を提供してもらい,強熱減量や溶出試験などによる基礎性状を明らかにした。アンケート調査結果によれば,COD,NH4+-N,Cl-などの上昇傾向などがみられるが,溶出試験の結果や該当処分場の現場データからは必ずしもその要因とみられる廃棄物種は特定されなかった。なお,強熱減量については従来法の800°C2時間のものだけでなく既往研究より400°C2時間についても分析を行ったが,いずれも30数%程度の高い値を示しており,有機物含有量が高いことは確認できた。当初は処分場管理担当者に対するインタビューを中心に調査を進めており,該当処分場から詳細なデータが得られている。
新世代中性子構造生物学の開拓

H30年度は研究計画に沿い「試料調製」に関しては「調製環境」「必要な測定機器の整備」「調製条件の検討・予備発現」、「中性子溶液散乱」に関しては「MurD・Hefを用いた測定条件確認のための試験中性子溶液散乱測定」、「計算機解析法」に関しては「計算機環境の整備」「ソフトウェア開発」「試験解析」を行った。以下、具体的に記載する。【試料調製】MurDはドメインライゲーション法の確立を進めている。ライゲーションのためには変異導入が必要となるが、この変異導入によるダイナミクスの変化は起こらない事をNMRを用いて確認した。Hefはスプリットインテイン法を用いて3つのドメインライゲーションに成功した。これは世界的に見て非常に価値が高い成果である。Tr-Ubもユビキチン結合酵素を用いてドメインライゲーションに成功した。更に4つのドメインを持つPDIファミリー蛋白質のER-60の高純度精製に成功した。今後はこの蛋白質も研究対象に加える予定である。必要機器として質量分析器の導入を行い、既に重水素化蛋白質の重水素化率検定に利用している。【中性子溶液散乱測定】J-PARCのBL02を用いて、MurDおよびHefの必要濃度・測定時間等の予備検討実験を行った。濃度50mg/mLの試料の場合、6時間程度で内部ダイナミクスが測定可能であることを確認した。この成果は論文に公表予定である。また、Hefはドメイン蛋白質であるMurDとは異なったIDP特有の運動が観測された。【計算機】専用の計算環境確立のために機器導入を行い、免疫に関する蛋白質を用いたMD計算により動作確認を行った。更に今後の大きな蛋白質に対応するために租視化MD法の確立を進めている。以上より、H30年度は今年度以降の研究に必要となる技術の確立・装置の導入を滞りなく進めた。また、それらを用いた予備実験の中から公表に値する成果も創出できた。平成30年度は研究の基礎技術の確立に研究を注力して進め、予定通りの成果(一部は予定以上)が得られている。「試料調製」では特に今後の基礎となる蛋白質におけるマルチドメインライゲーション技術の開発に注力した。ライゲーションには種々の手法が存在しており、ライゲーションを成功させ、中性子散乱が要求する大量発現を可能にするためには系に応じて最適な手法を選択する必要がある。また、ライゲーション自身が系の動的な性質に変化を与えていないかについても確認する手法の確立が必要である。本研究ではドメイン連結蛋白質とランダムコイルを仲介した蛋白質(天然変性蛋白質:IDP)と言った特徴的な構造を持つ4つの蛋白質を取り上げ、そのドメインライゲーションを進めている。現在ドメイン蛋白質では「MurD」がライゲーション手法の検討終了、「Tr-Ub」はライゲーション手法確立・大量発現開始、「ER-60」が高純度試料調製手法確立・ライゲーション手法の検討開始と言った状況であり、一方、IDPであるHefはライゲーション手法確立・大量発現準備段階である。Tr-Ubは2019年度前半、MurD・Hefは2019年度後半から2020年度前半にはライゲーション試料を用いた実験開始予定である。中性子準弾性散乱実験は、予備検討実験を既に開始し、解析に耐えうるデータの取得のための条件検討は終了している。しかしながら、測定時間・濃度の削減のための試料セルを改良は重要であると認識し、2019年度以降、セルの開発を研究課題に追加する。MDをはじめとする計算機手法開発に関しては装置導入・調整が終了し、実際の系での計算を開始段階まで進展した。更に租視化MDのための条件検討にも着手した。本研究の成功ためには「試料調製手法の開発」「中性子を初めとする溶液ダイナミクス測定手法の開発」「分子動力学計算による測定データ解析手法の開発」の各研究項目が綿密に連携して進めていく必要がある。そのため2018年度は代表・分担・連携の研究者全員が集合しての会議を2回、テーマを絞ったTV会議を2回、学会等での参加者のみの会議を2回行った。2019年度も同様に綿密な連携のもとに進めていく予定である。各研究テーマごとの研究推進方策を述べる。「試料調製手法の開発」では現在進めているドメインライゲーションの開発をより一層発展させ大量発現を目指し、更に重水素化技術とリンクさせることで、ヘテロドメイン重水素化試料の調製法の確立を行う。「中性子散乱手法」では準弾性散乱測定データの取得を進め、ドメインダイナミクスの測定技術の確立を進める。また、小角散乱では、SAXS・SANSさらに質量分析・超遠心分析・NMRとの連携測定を行い、MDと合わせたダイナミクス解析手法へと展開を進める。「計算機技術開発」では大型蛋白質や多分散平衡系の解析も見据えて租視化MDを進めるとともに、カスケードMD法の開発を進めていく。問題点としては中性子準弾性散乱における必要試料量が多いことである。上述の通り各試料の大量発現法を目指すが、装置側からもJ-PARCの強度増強に合わせて、J-PARCの装置スタッフとともにより最適な試料量を検討する。さらに、現在使用している試料セルは主として固体試料や試料量に制限が少ない高分子用に開発されたものである。そこで、溶液散乱に最適化した試料セルの開発にも取り組む。

H30年度は研究計画に沿い「試料調製」に関しては「調製環境」「必要な測定機器の整備」「調製条件の検討・予備発現」、「中性子溶液散乱」に関しては「MurD・Hefを用いた測定条件確認のための試験中性子溶液散乱測定」、「計算機解析法」に関しては「計算機環境の整備」「ソフトウェア開発」「試験解析」を行った。以下、具体的に記載する。【試料調製】MurDはドメインライゲーション法の確立を進めている。ライゲーションのためには変異導入が必要となるが、この変異導入によるダイナミクスの変化は起こらない事をNMRを用いて確認した。Hefはスプリットインテイン法を用いて3つのドメインライゲーションに成功した。これは世界的に見て非常に価値が高い成果である。Tr-Ubもユビキチン結合酵素を用いてドメインライゲーションに成功した。更に4つのドメインを持つPDIファミリー蛋白質のER-60の高純度精製に成功した。今後はこの蛋白質も研究対象に加える予定である。必要機器として質量分析器の導入を行い、既に重水素化蛋白質の重水素化率検定に利用している。【中性子溶液散乱測定】J-PARCのBL02を用いて、MurDおよびHefの必要濃度・測定時間等の予備検討実験を行った。濃度50mg/mLの試料の場合、6時間程度で内部ダイナミクスが測定可能であることを確認した。この成果は論文に公表予定である。また、Hefはドメイン蛋白質であるMurDとは異なったIDP特有の運動が観測された。【計算機】専用の計算環境確立のために機器導入を行い、免疫に関する蛋白質を用いたMD計算により動作確認を行った。更に今後の大きな蛋白質に対応するために租視化MD法の確立を進めている。以上より、H30年度は今年度以降の研究に必要となる技術の確立・装置の導入を滞りなく進めた。また、それらを用いた予備実験の中から公表に値する成果も創出できた。平成30年度は研究の基礎技術の確立に研究を注力して進め、予定通りの成果(一部は予定以上)が得られている。「試料調製」では特に今後の基礎となる蛋白質におけるマルチドメインライゲーション技術の開発に注力した。ライゲーションには種々の手法が存在しており、ライゲーションを成功させ、中性子散乱が要求する大量発現を可能にするためには系に応じて最適な手法を選択する必要がある。また、ライゲーション自身が系の動的な性質に変化を与えていないかについても確認する手法の確立が必要である。本研究ではドメイン連結蛋白質とランダムコイルを仲介した蛋白質(天然変性蛋白質:IDP)と言った特徴的な構造を持つ4つの蛋白質を取り上げ、そのドメインライゲーションを進めている。現在ドメイン蛋白質では「MurD」がライゲーション手法の検討終了、「Tr-Ub」はライゲーション手法確立・大量発現開始、「ER-60」が高純度試料調製手法確立・ライゲーション手法の検討開始と言った状況であり、一方、IDPであるHefはライゲーション手法確立・大量発現準備段階である。Tr-Ubは2019年度前半、MurD・Hefは2019年度後半から2020年度前半にはライゲーション試料を用いた実験開始予定である。中性子準弾性散乱実験は、予備検討実験を既に開始し、解析に耐えうるデータの取得のための条件検討は終了している。