hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニトロアレーンの環日本海域における大気中挙動とその固気反応による無害化

本年度は、(1)昨年度に引き続いて環日本海域として富山市内、金沢市内、ロシアウラジオストク市内及び郊外を測定地点としてその季節変動挙動を解析し、(2)自動車排ガスのサンプリング条件を再検討し、そして(3)室温光照射条件下におけるニトロアレーンの反応性を調べる基礎実験を行った。(1)の実験より、交通量が少ない富山、ウラジオストク郊外において、2-ニトロピレン等の、発生源である排ガス口での濃度が低いニトロアレーンの濃度上昇が見られたことから、これらのニトロアレーンが大気中で二次生成している可能性が示唆された。また(2)の実験により、すすに付着せずに大気中を移動するニトロアレーン量は、従来考えられていたよりも多い可能性が見出された。また(3)より、ニトロアレーンの光分解反応は酸化チタン(IV)の存在により促進されることを見出し、反応温度の上昇と共に促進効果の増大が見出された。更にニトロアレーンの光分解性は照射光波長分布によっても異なる事を明らかにした。ディーゼル排ガス等から大気中に放出されるニトロ多環芳香族炭化水素(ニトロアレーン)は毒性が強く、更に内分泌撹乱作用物質である可能性も指摘されており、その大気中挙動の解明と、大気放出前の削減技術開発が早急に求められている。本研究では、ニトロアレーンの環日本海域における挙動解析と、その固気反応を用いる無害化反応を目的として実験を行い、本年度は、(1)ニトロアレーンのうち最も大気中排出量が多い1-ニトロピレンを反応物質として選び、その高効率分解固気反応条件の探求、(2)同じ材料による、ピレン等の芳香族炭化水素との反応性を検討し、更に、(3)高濃度条件で行う固気反応の追跡のための、液体クロマトグラフによらない簡易で高感度な分析手段としてのガスクロマトグラフによる分析条件についても検討した。室温で1-ニトロピレン分解性を示した酸化チタン(IV)等の金属酸化物を400°Cに昇温する事により、より高効率で1-ニトロピレンを分解する事を見出した。1-ニトロピレンと反応する固体材料には、酸化チタン(IV)のように触媒的に反応する物と、酸化鉄(III)の様に、固体の酸化還元反応を伴って反応する物の2グループがある事を見出した。反応材料によっては、1-ニトロピレンの分解後にピレンを生成する場合があった事から、ニトロ基の脱離により分解反応が進行している可能性が見出された。(2)の実験では、1-ニトロピレン分解固体材料のいずれもがピレンも分解する事を見出したが、その反応性は1-ニトロピレンの分解よりも低く、また、芳香族化合物の生成を伴わない分解である事を見出した。(3)の実験では、スピリット法を適用したキャピラリガスクロマトグラフにより、最小定量限界がlppmである事を見出し、反応の迅速な追跡が可能となった。
オートファゴソーム形成に着目した骨髄異形成症候群の予後解析と層別化

骨髄異形成症候群(MDS)は予後不良な骨髄増殖性腫瘍である。申請者はMDSの予後不良の要因として、細胞の自食作用であり、薬剤耐性にも関与するオートファジーに着目した。MDS患者骨髄ホルマリン固定パラフィン包埋切片を用いた免疫染色により、オートファゴソーム形成のある症例では有意に予後不良となる点を見出した。本研究では、MDS患者の予後を免疫染色により層別化できるか否かを明らかにするとともに、MDSにおけるオートファゴソームの形成が細胞増殖や悪性化に与える影響について検索し、これまでに関与の報告があるRNA splicing関連遺伝子変異についても検討を行う。
運動論的効果を含むプラズマ乱流混合過程の相図

本研究では、波数空間、実空間、速度空間における乱流の混合過程に着目し、流れを生み出す効果や2次的に生じた流れによるフィードバック機構の理解、実空間での輸送、特に非局所輸送への効果を調査することを目標とする。特に、速度空間を含めた乱流研究では、数値実験や物理実験での検証を念頭においたモデル導出を行い、速度空間自由度の効果を検討するための有用な指針を得ることを目標とする。本研究では特に非局所的な混合過程との関係について着目する。本研究では運動論的効果が顕著となる位相空間プラズマ乱流を対象とし、位相空間プラズマ乱流が引き起こす諸現象(不安定性、混合あるいは輸送、流れの駆動など)を定式化し、実証研究への礎を築くことを目標としている。今年度の実績として、i)位相空間乱流による亜臨界不安定性の駆動機構の定式化を行い、ii)平行流れと流体的乱流との研究を進め、運動論的乱流展開への一歩を踏み出した。i.)の研究では、磁化環状プラズマを対象とし、磁場に捕捉された粒子の歳差運動との共鳴に起因する位相空間乱流における亜臨界不安定性の定式化を行った。位相空間乱流が発達した場合に、線形安定なパラメタ領域で不安定性が亜臨界的に発生することを明らかにした。単一の位相空間構造が引き起こす不安定性との比較を行い、亜臨界不安定性の物理的機構として位相空間に生じた窪みが更に深まることが重要であることが明らかとなった。単一の構造による不安定性の方が乱流状態にある場合よりも亜臨界不安定性が発現しやすいことがわかり、数値実験での検証を行うための指針を得ることができた。ii.)の研究では平行流れが駆動する乱流による輸送へのインパクトに関する結果を得た。すなわち平行流れが発現する場合には密度勾配を遡る輸送成分を作り出す働きがあり、環状プラズマの周辺領域で重要となる可能性を指摘した。また渦粘性への効果を見積り、粒子分布と平行流分布に差異が生じる原因として重要となることを報告した。当初の計画として、初年度では単純なモデルとして捕捉イオン乱流を対象とし、流れや複雑な磁場形状を含まない解析を進めることになっている。本年での研究成果として、亜臨界不安定性に対するインパクトを調査することができた。単純化された系であるが、位相空間乱流が引き起こす亜臨界不安定性のエッセンスとして、異種粒子との散逸や、非相関過程による安定化などの効果を見出すことができている。数値実験を進めて行くための指針として単一の構造を初期的に与えることが重要なのではないかとの知見も得ることができた。また、次年度以降に予定をしている流れの効果についても、流体的乱流との相互作用に関する研究を始めている。次年度以降の研究への準備を進めることができた。これらの成果を受け、おおむね順調に進展していると判断した。本研究の目的は、乱流の非線形ダイナミクス、特に非線形混合過程に焦点をあて、流れの効果や運動論的効果を取り込んだ理論を構築することにある。今年度の研究で得られた主な成果として、i.)ドリフト波乱流が引き起こす運動量の混合過程において非局所効果の重要性を提唱したこと、ii.)平行流れを取り入れた乱流における非線形混合過程に着目し、波数空間におけるエネルギー移送のモデルを構築したこと、がある。まず、ドリフト波乱流による運動量の混合過程において成果を得ている。磁場閉じ込めプラズマの周辺領域において発達した強いドリフト波乱流の対称性がトロイダル流れのシアにより破られ、有限の運動量を持つようになる。この揺動の運動量が、非局所的に伝わることで炉心領域の流れを駆動しうることを理論的に見出した。核融合プラズマで報告されている実験事実との比較検討を進め、動的応答を含む実験提案を行うことができた。次に、平行流れが駆動する乱流における波数空間のエネルギー混合過程を解析した。非線形発展の結果、初期に駆動された不安定生がエネルギーをより大きなスケールの渦にエネルギーを移送することが明らかとなった。平行流れ乱流においても2次的な構造が生じることを理論的に予測し、輸送解析における重要性について指摘することができた。さらに、複数の2次構造が励起されうることを示し、構造形成の選択則まで踏み込んだ解析を行うことができた。これらに代表される成果を、計4編の学術論文として発表した。核融合学会最大規模のIAEA核融合エネルギー会議等の国際学会にて発表を行い、成果を発信している。全体計画として、プラズマ乱流の混合過程の解析に対して、磁場形状効果・流れ・運動論的効果を組み込むことを目標としている。今年度は流れに着目した解析において大きな進展を得ることができた。これを受け、概ね順調に進展していると判断した。昨年度までの研究から、ドリフト波乱流における位相空間構造の役割に着目した論文を出版し、位相空間構造が実験で報告されている非局所過程と関連している可能性について触れた。今年度の研究では、この中で得られている位相空間自由度を含んだ乱流の非相関時間を用いた解析を進めた。磁場方向の電子の運動(断熱電子)を取り入れたモデルから輸送束の時間発展を記述するモデルの導出を行い、従来の電子を含まない簡約化されたイオン温度勾配駆動乱流における熱輸送束の時間遅れモデルの拡張に成功した。非断熱電子の場合への拡張を行い、捕捉電子乱流における凹凸型密度分布構造の生成への応用に関する検討を行った。

その一方で、波数空間におけるエネルギー移送の問題に着手した。これにより乱流がエネルギーを他のスケールへと移送する過程として変調不安定性が重要となることを導出し、この変調不安定性を制御する重要なパラメーターとして平行シア流れの存在について指摘した。シア流れが弱い場合にはドリフト波乱流が励起され非線形的に帯状流を生み出すのに対し、平行流れを強くすると径方向に伸びた対流胞の成長が卓越することを見出した。本研究では、波数空間、実空間、速度空間における乱流の混合過程に着目し、流れを生み出す効果や2次的に生じた流れによるフィードバック機構の理解、実空間での輸送、特に非局所輸送への効果を調査することを目標とする。特に、速度空間を含めた乱流研究では、数値実験や物理実験での検証を念頭においたモデル導出を行い、速度空間自由度の効果を検討するための有用な指針を得ることを目標とする。本研究では特に非局所的な混合過程との関係について着目する。今後の推進方策としては、実験による位相空間乱流効果の実証を目指す。特に、位相空間乱流と流れに着目した観測法を考案する。流体乱流の統計成分と流れとの結合が報告されている。これを位相空間乱流の場合に拡張し、レーザー蛍光誘起法で得られたデータの解析へと踏み込む。流れを含む乱流に対して、流体的解析を行い、大きな進展を得た。今後は運動論的乱流へと拡張していく予定である。プラズマ物理
腎及び肝薬物トランスポータの発現制御機構の解明と個別化薬物療法への応用

薬物トランスポータは薬物代謝酵素と共に様々な薬物の体内動態を制御している。近年、薬物トランスポータの発現量の個体差が、薬物の体内動態の個体差に関わっていることが明らかにされてきた。本研究では、薬物トランスポータの発現に影響を及ぼす因子を明らかにすることを目的として、肝有機アニオントランスポータ遺伝子のプロモーター領域の一塩基多型(regulatory SNP : rSNP)について検討を加えた。さらに、重回帰分析を用いて肝薬物トランスポータの発現に影響を及ぼす因子の探索を行った。肝がん患者の非腫瘍部より抽出したゲノムDNAを用いて、MRP2、OATP1B1、OATP1B3及びOATP2B1遺伝子のプロモーター領域(約1kb)のダイレクトシークエンスを行った。MRP2、OATP1B1、OATP1B3で同定されたrSNPはトランスポータのmRNA発現量に影響を及ぼさなかった。一方、OATP2B1で同定された7つのrSNPのうち、-282G>AはOATP2B1 mRNA発現量を有意に増加させた。従って、OATP2B1の-282G>Aは、OATP2B1発現の個体差を規定する要因の一つとなることが示された。年齢や性別、病態などの様々な要因の中から、肝薬物トランスポータの発現に影響を及ぼす因子を抽出することを目的として、重回帰分析を行った。17種の肝薬物トランスポータの中、最も予測精度の高かったMRP4に注目したところ、C型肝硬変でMRP4の発現量が上昇することがわかった。さらに、C型肝硬変では他の肝薬物トランスポータの発現も変動し、MRP4を含む一部の薬物トランスポータの発現は上昇したが、多くの薬物トランスポータの発現は減少することが明らかとなった。以上、重回帰分析によって、肝薬物トランスポータの発現に影響を及ぼす重要な因子としてC型肝硬変を同定することができた。腎近位尿細管上皮細胞に発現ずる有機アニオントランスポークOAT1-4及び有機カチオントランスポークOCT2は、薬物または老廃物の排泄に重要な役割を担っている。近年、薬物トランスポークの発現量の個体差が、薬物の体内動態の個体差に関わっていることが明らかにされてきた。本研究では、薬物トランスポークの発現に影響を及ぼす因子を明らかにすることを目的として、上記薬物トランスポーク遺伝子のプロモーター領域の一塩基多型(regulatory SNP:rSNP)の探索を行った。さらに、プロモーター領域のCpGメチル化か、OCT遺伝子の発現に及ぼす影響についても検討した。腎腫瘍患者の正常組織より抽出したゲノムDNAを用いて、各薬物トランスポータ遺伝子のプロモーター領域のダイレクトシーケンスを行った。その結果、OAT1-4の発現量を変化させるrSNPは見出されなかった。一方、OCT2で同定された3塩基欠失の変異(-578_-576delAAG)は転写活性を有意に低下させ、変異を有する群でmRNA発現量の減少傾向が認められた。従って、この変異がOCT2発現の個体差を規定する要因の一つとなることが示された。さらに、腎特異的に発現するOCT2遺伝子の近位プロモーター領域のCpGサイトの肝臓と腎臓におけるメチル化状態を比較した。OCT2の近位プロモーターのCpGサイトは、肝臓で高頻度にメチル化されていたのに対し、腎臓ではメチル化の程度は低かった。また、OCT2の近位プロモーター領域のメチル化により、転写活性の減少及び転写因子USF1の結合阻害が認められた。従って、肝臓ではOCT2の近位プロモーター領域が高頻度にメチル化されるため、転写が抑制されていること、一方腎臓の近位プロモーター領域は低メチル化状態にあるため、USF1が転写を活性化していることが示された。

さらに、C型肝硬変では他の肝薬物トランスポータの発現も変動し、MRP4を含む一部の薬物トランスポータの発現は上昇したが、多くの薬物トランスポータの発現は減少することが明らかとなった。以上、重回帰分析によって、肝薬物トランスポータの発現に影響を及ぼす重要な因子としてC型肝硬変を同定することができた。
時間変化するマイクロ波定在波を用いた極性分子気体の減速と捕捉

本研究の目的は、共振器中で増強されたマイクロ波の定在波を時間的にスイッチすることで、その中を通過する極性分子気体を減速・捕捉して極低温分子気体を生成することであった。本報告書の提出時点において、減速を行うための円形導波管を使用した空洞共振器の作成及び性能評価を行った。また、その円形導波管共振器を用いて分子の並進運動を制御して分子ビームを「集光」させるという実験を現在進行中である。当研究は共振器中で増強したマイクロ波を用い、それを時間変化させることでマイクロ波電場中を通過する分子の並進運動を制御し、分子気体の減速と捕捉の実現を目標とするものである。本年度は計画の1年目であり、全く新しい実験装置を立ち上げる研究であるため、実験装置の作成と予備実験に終始した。当研究に最低限必要な、真空チャンバー、真空ポンプ、四重極型質量分析計、ファブリー・ペロー型共振器、マイクロ波発生源などについてすべて手配が完了しており、これらの組み立てが進行中で新年度早々には完了する見込みである。本年度夏にはブリティッシュコロンビア大の百瀬教授の研究室に3週間ほど滞在し、静電場を用いた分子ビームの運動制御の技術を習得させて頂いた。また、秋には日本物理学会におけるシンポジウム講演において、講演の一部で本研究計画を紹介し、導波管型共振器を用いた分子減速法のアイデアを新たに披露した。この新しい減速法は本研究計画段階で予定していたファブリー・ペロー型共振器の使用にくらべ、10倍程度減速の効率が良くなることが期待される。予備実験としては導波管型共振器を作成し、その性能評価を行い、分子減速実験を行うのに十分なマイクロ波の増強率が得られることを確認した。また、本研究課題とは異なるが、冷却Yb原子の光会合分光について、本年度ではPhysical Review Letter誌に1本、Physical Review A誌に1本、論文が掲載された。本研究の目的は、共振器中で増強されたマイクロ波の定在波を時間的にスイッチすることで、その中を通過する極性分子気体を減速し、そのまま定在波中に捕捉してミリケルビン領域の低温分子気体を得ることである。この方法では、マイクロ波によるacシュタルク効果を利用することで、静電場・静磁場と違って最低エネルギー状態にある分子に対しても真空中にポテンシャルの極小を提供することができる等の利点がある。本年度では、まず減速に使用するマイクロ波共振器として適した構造を比較検討し、共振器の開発を行った。最終的に作成した共振器は円形導波管の両端を金属メッシュで塞いだもので、導波管側面からアンテナを通じてマイクロ波を導入できる。この共振器の性能評価を行い、13-19 GHzの範囲で3000程度のQ値が実現できていることを確認した。また、真空チャンバー内にこの共振器を設置し、共振器に20Wのマイクロ波が問題なく導入できることを確認し、メッシュを通じて分子ビームが共振器を通過できていることも確認した。現在は、この共振器内で増強されたマイクロ波を用いて室温の分子ビームの運動方向を変化させ、その影響を質量分析計で観測する実験を行っている。また、減速・捕捉を行う上で必要な数Kまでの予備冷却を行うため、4K程度のヘリウムガスと衝突させて予備冷却を行う装置を作成中である。本年度での研究の完結には至らなかったが、今後も継続して分子ビームの減速・捕捉の実験を行っていく予定である。
格差社会の総合的評価方法の開発

格差社会を評価するために、経済的不平等について所得格差ではなく消費水準の不平等をもとに格差を評価する方法に関して改善を行い、その実証分析における有効性について検討した。さらには、消費水準では捉え切れない居住環境の格差について、住居の状況、医療機関へのアクセスといった面よりアンケート調査を行い、その需要要因について検討した。また、レジャーに関しても、特に旅行に関する質的な要求に関する分析を行った。本研究の目的は、格差社会を総合的に評価するため、個人のライフ・スタイルの多様化に対応した消費水準に基づく経済的な不平等の計測と住居から得られるサービスについてライフ・ステージによる変化を考慮した計測方法を開発することによって、格差社会と呼ばれるものを総合的に評価する方法を提案する。分析を通じて、従来提案された経済的な不平等尺度を修正し格差社会を総合的に評価するための新たな指標や評価方法について提案を行う。研究の目的において書いたように、家族構成やライフ・ステージの違いは、同じ金額の帰属家賃が発生している住居に住んでいても、更には同じ住環境にいても、実際に得ているサービスの価値が異なってくると考えるのは自然なことである。本年度は、まず帰属家賃の計測及びその元となる住居(土地と建物)をいかに評価するかという、理論的実証的な研究を行った。この成果は、大学院生との共同研究として国際学会において論文を報告した。また居住環境において見逃してはならない要素が、政府によって提供されている公的な資本と財政支出である。公的な資本に関しては主として生産活動を通じて、財政支出に関しては直接的に地域の所得の増加という形で居住環境の改善に対して影響を与えていると考えられる。この点に関して実証研究を行い、公的資本が各都道府県の生産に与える効果、政府支出については効果がより鮮明に表れると考えられる離島を対象とした実証分析を行い、居住環境に効果を持っていることを明らかにした。この研究成果については、現在印刷中である。さらに来年度以降の研究の準備として、分析方法の所でも書いたように、アンケート調査を行うことによって、家族構成やライフ・ステージの違いによって家計の消費水準が同一であっても、消費や居住環境から得られる効用水準が異なる場合、消費水準を家族構成や住環境でそのように補正し、ライフ・サイクルに置ける効用水準をより正確に計測することを目指しており、今年度において、アンケート調査のための調査票について検討し、来年度早々にはアンケートを実施する予定である。具体的なアンケート調査の内容としては、仮想的な家族状況や住環境を家計に提示して、消費水準をどの程度まで変化させることが出来るめか所得の将来的な予測についてどのように考えるのか、といった内容を検討した。第2年目となる本年度は、地域の政策が地価の変化を通じて地域住民に対してどのような影響を与えるのかについて、京都市における景観規制を例に地域政策の変更がどのような形で地価を変化させるのかについて実証的な研究を行った。この成果は、大学院生との共同研究として日本応用地域学会(釧路公立大学)において論文を報告した。申請書の分析方法の所でも書いたように、本年度はアンケート調査を行うことによって、家族構成やライフ・ステージの違いによって家計の消費水準が同一であっても、消費や居住環境から得られる効用水準が異なる場合についての調査を行った。具体的には、関東地域を対象として、住宅の状況及び住環境の中から特に土地と建物に代表される実物資産について所有有無を含めた格差の調査と、医療施設へのアクセスを対象とした住環境の格差の評価についてアンケートを行なった。アンケートの結果は、2000名を対象として郵送でアンケート調査を行い、1118名の回答を得ている。この調査に関して、単純集計は調査会社によってなされているが、具体的な有効回答数、アンケートの設問の事後的な評価を現在行っているところである。さらに、現在来年度に向け、このアンケートに対して住環境の格差を評価するため、具体的な分析に取り掛かっているところである。分析結果については、来年度中に論文にまとめるとともに、来年度関西地域で行う追加的な調査に関して設問の追加及び削除についても同時に検討している。第3年目となる本年度は、第2年目に実施した、関東地域を対象とする、住宅の状況及び住環境の中から特に土地と建物に代表される実物資産について所有有無を含めた格差の調査と、医療施設へのアクセスを対象とした住環境の格差の評価についてアンケートをを用いた実証分析を行なった。具体的な内容は、第1の成果は、住宅の広さに関する需要行動に関する分析を行い、現在提案されたいる住宅計画による居住面積について、比較的小家族では達成されているが、大家族では達成されていない可能性が明らかとなった。

また第2の成果としては、医療機関へのアクセスとかかりつけ医の選択に関する分析において、必ずしも近接性が選択理由として選ばれていないことが明らかとなった。第3の成果としては、高齢化に伴う転居希望要因について、住環境要因の中でも生活の利便性が重視されていることが明らかとなった。これらの研究は、ソウル大学、神戸大学、山形大学で行った報告論文に対応する。申請書の分析方法の所でも書いたように、本年度は関西地域より、大阪市、京都市及び神戸市を対象としてアンケート調査を行った。具体的な内容は、昨年度のアンケートにより、充分明らかにできなかった、医療機関へのアクセッシビリティによる不平等を明らかにするために、かかりつけ医のみならず、救急医療に関するアクセスについても質問を行った。現在、この調査に関して、アンケートの設問の事後的な評価を現在行っているところである。最終年度である現在来年度に向け、このアンケートに対して住環境の格差を評価するため、具体的な分析に取り掛かっているところである。最終年度として、アンケートによって収集されたデータの分析を進め、研究成果を論文の形にまとめた。具体的には、昨年度、ソウル大学で報告した住宅に関する不平等の分析については、"Tatgeted Standard for Floor Space in Government's Housing Plan"という論文にまとめ現在海外の雑誌に投稿中である。また、医療に関するアクセスの不平等に関する分析は、"How do people choose their primary care doctor?"、住宅の転居希望から見た不平等の分析は、"Wish for moving in an aging society"というタイトルの論文にまとめ、現在海外の雑誌に投稿準備中である。昨年度実施したアンケート調査については、"Factors Affecting Access to Emergency Medical Service"という論文にまとめ、現在海外の雑誌に投稿準備中である。この昨年度実施したアンケートについては、上記の論文に加え、住宅の不平等についても分析を進めている。これらの分析を通じて、経済格差を総合的に評価するためには、統計調査によって把握されている消費支出だけでなく、現在居住している住宅から直接受けているサービスや、救急医療体制やかかりつけ医といった、病気やけがといった事態にのみ消費する環境から受けるサービスについても、現実には不平等が存在し、これら統計では把握されない不平等を総合的に評価すべきであることが明らかとなった。以上の成果を踏まえ、現在、研究成果を報告書としてまとめている。また、今後の研究課題として、一つの指標として経済格差を評価するのではなく、複数の指標を基に総合的に経済格差を評価してゆくことの重要性が明らかとなった。この点については、今後の研究課題としたい。
高信頼性分散ネットワーク計算の研究

本研究では、ネットワークで結ばれた計算機群で構成される分散システムにおける耐故障を有するアルゴリズムの基礎的な研究を行なった。特にメッセージ消失やメモリ内容消失などの故障からの自動回復、ならびにネットワーク形状や参加ノードの動的な変化に自動追従する仕組みを中心に研究を進めてきた。中でも、Peer-to-Peer型のネットワークに焦点を当て、その特性に合致する耐故障分散アルゴリズムを研究した。発表論文では、Peer-to-peer型のネットワークにおける共有オブジェクト検索方式を提案し、その故障耐性ならびに動的ネットワークでの性能を理論的な側面より示した。提案手法は、従来手法のDHT方式やGnutella方式とも異なる第三の方式であり、今後大きな進展が期待できる方式である。発表文献では、Peer-to-peer型ネットワークのような動的ネットワークにおける故障耐性を有する分散アルゴリズム(特に自己安定アルゴリズムと呼ばれる)に注目し、故障からの高速な回復手法の概念の提案、および故障回復速度の評価方法を提案した。本研究においては、分散システムにおける耐故障性を有する基本アルゴリズムに関する研究を行った。主に3つの方向から研究を行い、いくつかの成果を得た。成果の概要は以下のとおりである。1自己安定に基づく耐故障性の実現最適マルチキャスト通信を実現するにはスタイナー問題を分散システムで解く必要があるが、本研究では解のよさを最適解とのある一定の比率内に収まるような近似分散アルゴリズムを提案した。また提案アルゴリズムはどのような一時故障が発生しても自動的に正常な状態に回復する、自己安定アルゴリズムでもある。2コーラムによるPeer-to-Peer環境向け分散通信構造Peer-to-Peer分散システムの一部が故障しても、残った計算機で通信を行うことで情報交換が可能な仕組みを提案し、オブジェクト検索用のプロトコルを提案した。3アドホックネットワーク向けの分散アルゴリズム研究ネットワークトポロジが動的に変化しても、どの程度の変化量ならプロトコルが対応できるかを定量的に評価する理論的枠組みを考案した。そしてトークン巡回問題を例にして、トークン巡回に要するコストとネットワークの変化量との関係を理論的に保障した、アドホックネットワーク向けの自己安定分散アルゴリズムを提案視した。本年度は分散システムの信頼性/耐故障性を向上させる手法を、以下のアプローチで研究を行なった。1.サーバーなしの動的な分散システム(Peer-to-Peerシステム)において、共有資源を探索するアルゴリズムの提案。とくにその性能を数理的に保証するため数理モデルを新たに考案し、その解析を行なうとともにシミュレーションによる評価を行なった。2.Peer-to-Pcerアドホックネットワークにおける、耐故障性(自己安定性)のあるトークン巡回アルゴリズムとくに動的なアドホックネットワークでの動的変化に対応する通信プロトコルの形式的なモデルを考案した。3.耐故障性(自己安定性)をもつ、分散近似グラフアルゴリズムを考案した。分散環境ではネットワーク全体の状況を把握することは通信コスト上困難であり、性能の良いグラフ問題を解くアルゴリズムの設計は困難である。しかし本研究では、近似アルゴリズムを設計することで、通信コストと解の良さのバランスをとっている。4.信頼性の高い並行/分散プログラム開発を行なう人材育成をめざした、教育支援環境を開発した。学習者にマルチスレッドプログラムを記述させ、その誤りを自動的に検出し、提示するシステムを開発した。
損失影響を考慮したモバイル無人観測飛行機の開発

本研究の目的は、地質学研究者や自治体職員が単独で火山や峡谷等の危険な地域を調査する時の補助ツールとしてのパーソナルな無人観測飛行機SKY-1を開発することである。本年度は、実証・展開研究を行った。まず、草津白根火山での実証試験を行った。この試験で、機体3機分の機材を一人で徒歩で山頂まで運べることや、標高2000mを超える高山でも飛行性能に影響が出ないこと、山頂の風や地形においても問題なく運用できることを実証した。また、空撮カメラ、測位装置(GPS)、ガス濃度測定装置などを搭載しての飛行も行い、科学的に意義のあるデータが得られることも確認した。次に、モニタ希望者に対する、SKY-1組立・飛行講習会を開催した。京都大学、熊本大学、桐蔭高校から3組のモニタ希望者が大阪大学に集まり、自分達の機体を製作し、京都模型飛行場にて飛行訓練を行った。参加者は長時間の講習にも耐え、みごと自分の機体を飛行させるに至った。これで、SKY-1を道具として配布するための教育システムの目処が付いた。さらに、SKY-1で長距離運用するためにはGPSによる自動飛行システムが必要であるという将来展望に基づき、GPS航法の基礎研究を行った。試作として、プログラムされた航路を自動走航するロボット船を製作した。性能試験のために、第12回びわ湖クルーレスソーラボート大会先端技術部門に出場し、準優勝することができた。これで、SKY-1の自動操縦化計画にも目処が付いた。今年度は複数の学会で情報交換を行い、SKY-1が火星探査飛行機の搭載観測機器の試験台としても有効であることや、GPSロボット船が、火山湖の研究に役立ちそうであることがわかった。今後は、無人飛行機・無人船の活躍の場をさらに展開させていく予定である。研究の成果はウェブサイトにて公開しており、今後も新たな成果を追加公開していく予定である。本研究の目的は、地質学研究者や自治体職員が単独で火山や峡谷等め危険な地域を調査する時の補助ツールとしてのパーソナルな無人観測飛行機を開発することである。既存の無人機が見落としている「墜落の問題」すなわち、危険性、景観損害の可能性、研究費損失の可能性、を極力排除し、「運用上の問題」を調査者が操縦できるようにし、かつ、車がなくても運用できるようにすることで解決し、調査者が単独で運用する"道具"として完成度の高い無人観測飛行機とする。18年度は機体の製作と試験飛行を行った。JSPモールディング社に黒色の発泡ポリプロピレンの板を特注し、研究期間(3年間)の機体作成に十分な量の機体材料を確保した。発泡ポリプロピレンの板を主な材料として機体を製作し、遠隔操作に必要な機器を搭載した。当初計画していたプロペラを機体上面に装着する方式をやめ、ダックテッドファンと呼ばれる胴体内蔵タイプの高速回転プロペラ推進方式に変更し、当初計画以上に安全性が高ぐ飛行性能に優れた機体を完成させることができた。完成した機体は軽量で柔らかいため、墜落して人に衝突しても怪我をおわせる心配がなく、また火山地質に似た色の素材であるため、墜落しても景観を壊さない。また、可搬性も高いコンパクトな機体である。大阪大学運動場で飛行試験を行い、最大300gの観測機器を搭載しても飛行可能であることを確認した。搭載機器としては、空撮用の電送カメラとメモリカード記録式のカメラを試し、使えることを確認した。「火山学会年会」と、「火山爆発のダイナミクスシンポジウム」において機体の紹介とモニタ募集を行い、次年度にむけて3件のモニタ候補が集まった。SKY-1の基本設計は18年度に完成し、当初19年度は火山フィールドにおける試験飛行を行う予定であった。しかし、プロのラジコン飛行機テストフライヤーの協力が得られることになり、さらなる性能の向上が可能になった。そこで、19年度は関西模型飛行場での飛行試験を重点的に行い、さらなる性能の向上を図ることにした。2007年度F3D(ラジコン飛行機パイロンレース)日本選手権第三位の中西信昭選手にお願いし、機体の試験飛行や、機体設計の改良に関する協力体制を整え、試験・改良を繰り返した。結果、当初予定よりも運動性能と強度がはるかに高い機体に改良された。また、最大の特徴である安全性をアピールするために、空中撮影飛行中のSKY-1を素手で受け止めて回収する様子や、SKY-1で曲技飛行する様子など、性能を実証するビデオ映像を多数撮影した。これらの映像は現在投稿中の論文が受理された時点で、SKY-1の活動公開用ホームページにて公開する予定である。現在、SKY-1は5機が完成し、量産用の型枠も完成した。また、当初設計想定よりもはるかに悪条件下(風速10m程度)でも飛行できる、重量級のSKY-1Bも1機製作した。さらに、将来のGPSによる自動操縦への対応を考え、準備研究として、ラジコンボートをGPSで制御する装置の試作も開始した。来年度の準備として、SKY-1の使用を検討してくれている、東北大学、京都大学、東京工業大学、富士常葉大学の火山研究者にラジコンフライトシミュレータを提供して使用してもらいながら、来年度の火山観測実証試験の打ち合わせを行っている。20年度は、可能な限り多くの火山での実施試験飛行を試みる計画である。

本研究の目的は、地質学研究者や自治体職員が単独で火山や峡谷等の危険な地域を調査する時の補助ツールとしてのパーソナルな無人観測飛行機SKY-1を開発することである。本年度は、実証・展開研究を行った。まず、草津白根火山での実証試験を行った。この試験で、機体3機分の機材を一人で徒歩で山頂まで運べることや、標高2000mを超える高山でも飛行性能に影響が出ないこと、山頂の風や地形においても問題なく運用できることを実証した。また、空撮カメラ、測位装置(GPS)、ガス濃度測定装置などを搭載しての飛行も行い、科学的に意義のあるデータが得られることも確認した。次に、モニタ希望者に対する、SKY-1組立・飛行講習会を開催した。京都大学、熊本大学、桐蔭高校から3組のモニタ希望者が大阪大学に集まり、自分達の機体を製作し、京都模型飛行場にて飛行訓練を行った。参加者は長時間の講習にも耐え、みごと自分の機体を飛行させるに至った。これで、SKY-1を道具として配布するための教育システムの目処が付いた。さらに、SKY-1で長距離運用するためにはGPSによる自動飛行システムが必要であるという将来展望に基づき、GPS航法の基礎研究を行った。試作として、プログラムされた航路を自動走航するロボット船を製作した。性能試験のために、第12回びわ湖クルーレスソーラボート大会先端技術部門に出場し、準優勝することができた。これで、SKY-1の自動操縦化計画にも目処が付いた。今年度は複数の学会で情報交換を行い、SKY-1が火星探査飛行機の搭載観測機器の試験台としても有効であることや、GPSロボット船が、火山湖の研究に役立ちそうであることがわかった。今後は、無人飛行機・無人船の活躍の場をさらに展開させていく予定である。研究の成果はウェブサイトにて公開しており、今後も新たな成果を追加公開していく予定である。
時間を考慮したｉｎ　ｓｉｌｉｃｏ動解析による破壊現象予防法の確立

歯科材料の進化に伴い、欠損部分を修復する治療の短期的臨床成績は大きく向上した。そして、これらの治療に関して重視されているのが長期耐久性の評価と予測である。しかしながら、応力が負荷された条件下での耐久性を簡便で正確に評価する方法はない。そのため、臨床予後に関連する要因が多岐にわたる歯科インプラント治療の長期耐久性は予測不可能である。また、高齢者の歯の破折が頻発するようになり、各々の歯の状態に応じた耐久性予測に基づいて破折予防法を策定する必要がある。そこで本研究では、歯や歯槽骨、ならびに歯科修復材料の破壊現象を、コンピュータシミュレーションを用いて精密かつ簡便に解析できる新規システムを構築した。歯根破折、歯と修復物の接着界面の剥離、インプラント周囲の骨吸収に見られる破壊現象の動解析をin silicoでシミュレーションし、新しい予防、あるいはlongevityを延ばすための方法論を確立するために、段階的に研究を遂行した結果、本年度は以下の成果が得られた。1.エナメル小柱、エナメル小柱鞘とエナメル小柱間質からなる、エナメル質のミクロ構造CADモデルの作製に成功した。2.シリカとジルコニアの配合割合を変化させたコンポジットレジンのナノ構造CADモデルの作製に成功した。3.1と2で作製したCADモデルの3次元粒子生成に成功した。1.う蝕歯のマイクロCTデータから、エナメル質、象牙質、歯髄領域を領域抽出ソフトを用いて抽出し、その結果を組み合わせることにより、複層構造からなるう蝕歯モデルを作製した。さらに、う蝕部を取り除いた複層構造からなる天然歯モデルの作製に成功した。2.う蝕部をコンポジットレジンなどの修復材料により修復したことを想定した修復歯モデルの作製に成功した。3.連結様式の異なる2種類(エクスターナル、インターナル)のインプラントモデル(アバットメント、アバットメントスクリュー、フィクスチャー)を作製し、これらのモデルと同形状のインプラントを用いた模型実験に成功した。4.13で作製したモデルを皮質骨、海綿骨からなる顎骨モデルに各々埋入した動的破壊解析用モデルの作製に成功した。5.メッシュ生成を全く必要としない「粒子法」を新たに破壊解析に応用することを発案し、歯質ミクロ構造を対象に、引張解析の結果を有限要素法と比較し、動的破壊解析における粒子法の有効性を検証した。その結果、今回新たに導入した粒子法が、動的破壊解析において有限要素法よりも有益であり、その拡張性も含めて、歯質硬組織のような複合構造をした組織の動的破壊解析に有用となる可能性が示唆された。1.連結様式の異なる2種類(エクスターナル、インターナル)のインプラントモデル(アバットメント、アバットメントスクリュー、フィクスチャー)を作製し、3次元有限要素解析によりインプラントモデルに生じる変位分布を明らかにした。2.1で作製したモデルと同形状のインプラントを用いた疲労試験を実施し、インターナルタイプのインプラントの方が疲労寿命が長いことを明らかにした。3.疲労試験により生じたインプラント体の亀裂と、亀裂が生じた部位に対応する3次元有限要素解析により求めた変位ベクトルの方向が有意に相関することを明らかにした。歯科医用工学・再生歯学当初の計画では平成25年度に「有限要素法による破壊(破折、剥離、吸収)シミュレーションの実施と評価」を行う予定であったが、平成24年度の実施状況報告書に記述したとおり、粒子法が有限要素法よりも動的破壊解析において有益であることが分かった。そこで、平成25年度は、粒子法ソフトウェア「SPHinx-SOLID」を新たに導入し、平成24年度に作製に成功した天然歯モデル、修復歯モデルとインプラントモデルを用いて破壊シミュレーションの実施と評価を試みた。しかしながら、一度に生成できる粒子数に制限があり、これらのモデルを十分に表現できる粒子数で入力データを生成するのは困難であった。そこで、破壊メカニズムの解明に特に重要であると考えられるナノとミクロスケールに焦点を絞ることとした。天然歯モデルについてはミクロ構造のみ、修復歯モデルについては修復材料(コンポジットレジン:CR)のナノ構造のみに着目し、粒子化を行ったところ十分な解像度で入力データを生成できた。

インプラントモデルについては、当初の計画通り、骨リモデリングソフトウェア「V-BoneRemodeling」を利用したが、一度の解析で同時に取り扱えるモデルの数に制限があり、インプラントモデル(アバットメント、アバットメントスクリュー、インプラント体)、皮質骨と海面骨からなる複数のモデルを用いた解析は困難であったことから、マルチスケール解析と組み合わせることでインプラント体と骨の界面のみにモデル数を減らして解析が可能かどうか検証を進める必要がある。当初の目的では、平成24年度内に、1.歯や骨のX線マイクロCTあるいはCT画像からの領域抽出、2.1の結果をもとに複層構造からなる解析用の3次元CADモデルの作製を実施する予定であったが、1、2ともに既に達成しており、さらに、インプラントについては模型実験にも成功しており、当初の計画以上に進展している。本研究の遂行にあたり、以下の構成で効率的な研究推進を目指す。1.粒子法で破壊をシミュレーションするのに必要な最大主ひずみの閾値を検証するにあたり、ベンガジ大学歯学部から海外招へい研究員として受け入れているIdris M. Mehdawi助教にコンポジットレジンの破壊試験についての情報を提供してもらう。3.研究代表者の海外研修先であったニューヨーク大学歯学部の歯科医師であるPaulo G. Coelho准教授から、破壊試験や疲労試験に関する情報を引き続き提供してもらう。1.当初の計画で研究分担者である寺岡文雄准教授が平成25年3月31日をもって定年退職となり、その役割を担う研究分担者の追加が必要となったため、解析用モデルの妥当性の検討や、破壊試験、疲労試験のデザインに同見識を持つ、佐々木淳一助教に平成25年4月1日より参画してもらう。2.研究協力者として歯科医師である山西康文医員に加えて、同歯科医師である大学院生の森脇大善氏にも協力してもらい、解析用のCADモデルのデザイン、破壊試験や疲労試験の実施を担当してもらう。3.研究代表者の海外研修先であったニューヨーク大学歯学部の歯科医師であるPaulo G. Coelho助教から、破壊試験や疲労試験に関する情報を提供してもらう。当初の計画では破壊シミュレーション用のソフトウェアとしてANSYS LS-DYNAの年間レンタルライセンス料に研究費を使用する予定であったが、平成24年度の実施状況報告書に記述したとおり、粒子法が有限要素法よりも動的破壊解析において有益であることが分かった。そこで、平成25年度は、粒子法ソフトウェア「SPHinx-SOLID」を新たに導入することとし、これに伴い使用計画を変更したため、次年度使用額が生じた。平成26年度に実施予定の破壊試験や疲労試験の試料作製用のモールド製作費、材料費、疲労試験機用の治具製作費や試験機の利用料などの一部として使用することを予定している。今年度の成果より、粒子法が有限要素法よりも動的破壊解析において有益であることが示唆されたため、これ以降の解析には粒子法を採用予定である。また、今年度実装を行った
癌細胞集積特性を有する金属クロロフィルとDNAの相互作用

植物の葉緑素より導かれる金属クロロフィルは、人工光合成の捕獲中心モデルやレーザーによる癌の光化学治療(PDT)において重要な役割を果たす色素として注目されている。癌の光化学治療には皮膚透過性の高い長波長域のレーザー光が使用されるため、金属クロロフィルのように可視部の長波長域に強い吸収を有することが光増感色素としてより有効となる。水溶性金属クロロフィルの癌細胞への集積特性、特に金属クロロフィルとDNAの相互作用の研究が、癌の光化学治療を分子レベルで理解していく上で必須となる。本研究では、次世代の光化学治療用の光増感色素として注目される水溶性金属クロロフィル誘導体について、電子スペクトル、円偏光二色性、DNAの融解温度の測定などによりDNAへの集積特性を検討した。癌の光化学治療用の光増感色素として有望視されているクロリンe_6およびその金属錯体とDNAとの相互作用は、中心金属種やマクロ環構造の影響を受けやすい静電的な結合あるいは水素結合によるものであり、従来のカチオン性ポルフィリンとは異なる結合様式であることが分かった。また、レーザーによる癌の光化学治療用の光増感剤として注目されている両親媒性の非イオン性亜鉛(II)ピロフェオホーバイド-グルコースアミン複合体は、結合様式において従来のカチオン性ポルフィリンとは異なるが、ct-DNAと比較的強く相互作用することが分かった。さらに、クロリンe_6トリメチルエステルおよびピロメチルフェオホーバイドaの2a位にトリメチルアンモニウムメチル基を導入した一連のカチオン性金属クロロフィルを合成し、それらのDNAとの相互作用を調べた。その結果、それらの相互作用は中心金属種やマクロ環の構造にあまり影響を受けない静電的なものであり、カチオン性ポルフィリンにおけるものとは結合様式が異なることが分かった。癌の光化学治療に適用できる光増感色素を設計合成するためには、色素分子である金属クロロフィルの分光学的性質やDNAへの集積特性についての基礎的知見が必要不可欠となる。そこで本研究では、クロロフィル誘導体であるクロリンe_6トリメチルエステル及びピロメチルフェオホーバイドaの2a位にトリメチルアンモニウムメチル基を導入した一連のカチオン性クロロフィル誘導体及びその金属錯体(主として亜鉛(II)及びニッケル(II)錯体)を合成した。これらカチオン性金属クロロフィル誘導体(例えば、nickel(II)-2-devinyl-2-[3-(N,N-dimethyl-amino)prop-1-enyl]chlorin e_6trimethyl ester,zinc(II)2-devinyl-2-[3-N,N-dimethylamino)prop-1-enyl]pyropheophorbidea methyl esterなどのトリメチルアンモニウム塩)の分光学的性質をNMR、紫外・可視吸収スペクトル、円偏光二色性(CD)スペクトル、蛍光スペクトルなどにより検討した。ここで合成したカチオン性クロロフィル誘導体及びその金属錯体と子牛胸腺DNA(CT-DNA)との相互作用を紫外・可視吸収スペクトルやCDスペクトルの変化に基づいて検討した。その結果、一連のカチオン性クロロフィルは全てCT-DNAの添加に伴って吸収スペクトルの変化を示し、CT-DNAへの集積能を有することが分かった。また、Poly(dA-dT)及びPoly(dG-dC)_2との相互作用を調べたところ、合成したカチオン性クロロフィルはDNAの塩基対への選択性は示さないことが分かった。以上により、合成したカチオン性クロロフィル誘導体及びその金属錯体とDNAとの相互作用形態は中心金属種、マクロ環の構造にあまり影響を受けない弱い静電的な結合であり、既存のカチオン性ポルフィリン誘導体とは異なるものであることが判明した。癌の光化学治療用の光

増感色素として有望視されているクロロフィル誘導体の一つであるクロリンe_6及びその金属錯体に着目し、それらのDNAとの相互作用を検討した。まず、クロリン系増感色素の両親媒性を改良する目的で、親水性を付与するためにクロリンe_6の3個のカルボキシル基をナトリウム塩とし、より強いπ-πあるいはd-π疎水性相互作用を発現させるために中心金属(亜鉛(II)あるいは銅(II))を導入した。これらアニオン性クロロフィル誘導体(例えば、chlorin e_6、zinc(II)chlorin e_6、copper(II) chlorin e_6などのナトリウム塩)の分光学的性質をNMR、紫外・可視吸収スペクトル、円偏光二色性(CD)スペクトル、蛍光スペクトルなどにより調べた。ここで調製したアニオン性クロロフィル誘導体及びその金属錯体と子牛胸腺DNA(CT-DNA)との相互作用を紫外・可視吸収スペクトル、CDスペクトルおよびDNAの熱変成温度(T_m)の変化により調べた。その結果、一連のアニオン性クロロフィル誘導体は全てCT-DNAの添加に伴って吸収スペクトルに減色効果を示し、CT-DNAへの集積能を有することが示唆された。また、亜鉛(II)クロリンe_6(9.09×10^4M^<-1>)あるいは銅(II)クロリンe_6(6.71×10^4M^<-1>)の相互作用の結合定数は、中心金属をもたないクロリンe_6(2.58×10^4M^<-1>)のそれよりも大きいことが分かった。以上より、合成したアニオン性クロロフィル誘導体及びその金属錯体とDNAとの相互作用は中心金属種やマクロ環構造の影響を受けやすい静電的な結合であり、従来のカチオン性ポルフィリン誘導体とは異なる様式であることが判明した。レーザーによる癌の光化学治療用光増感色素として注目されている金属クロロフィル誘導体の一つであるアニオン性銅(II)クロリン誘導体および両親媒性の中性亜鉛(II)ピロフェオホーバイド-グルコースアミン複合体を合成し、それらのDNAとの相互作用を検討した。前者のアニオン性銅(II)クロリン誘導体については、より強いπ-πあるいはd-π相互作用を発現させるために中心に銅(II)を導入し、また、後者の中性亜鉛(II)ピロフェオホーバイド-グルコースアミン複合体では、親水性を付与するために亜鉛(II)ピロフェオホーバイドにグルコースをアミド結合で化学修飾した。それぞれの金属クロロフィル誘導体と子牛胸腺のDNA(CT-DNA)との相互作用を紫外・可視吸収スペクトル、円偏光二色性スペクトルおよびDNAの熱変性温度(T_m)の測定により調べた。アニオン性銅(II)クロリン誘導体として、銅(II)フェオホーバイドa、銅(II)ピロフェオホーバイドa、銅(II)クロリンe_6、銅(II)クロリンe_4などのナトリウム塩を調製し、それらのうちリン酸緩衝液に溶解するものについて、光度滴定法によりDNAへの結合定数を測定した。この時の結合定数の値は、銅(II)フェオホーバイド
Ca^<2+>/カルモデュリン依存性微小管付随蛋白質燐酸化反応の分子細胞生物学的研究

ネオマイシン耐性遺伝子とCaMキナーゼIIアルファ-サブユニットに対するcDNAを有する発現ベクターを作成した。本発現ベクターをPC12細胞に導入し、G418処理により、CaMキナーゼIIアルファ-サブユニットを大量に発現する複数の安定なクローン細胞の確立に成功した。得られたクローン細胞を用いて、以下の実験を行なった。1)CaMキナーゼIIアルファ-サブユニットに対するcDNAを用いて、ノーザンブロツトを施行した。クローン細胞では、CaMキナーゼIIアルファ-サブユニットのmRNAの発現が確認された。野生型PC12細胞のCaMキナーゼIIのmRNAは本プローブでは検出されなかった。2)脳のCaMキナーゼIIに対する抗体を用いてイムノブロツトを施行した。クローン細胞ではCaMキナーゼIIアルファ-サブユニットの発現が確認された。野生型PC12細胞では抗体との反応性が弱く、PC12細胞内に、脳とは異なるアイソザイムの存在が示唆された。3)細胞内カルシウム濃度を増加させる刺激により、発現したCaMキナーゼIIが活性化されることが確認された。4)クローン細胞では微小管付随蛋白質2(MAP2)の燐酸化反応が増強された。本反応は、細胞内カルシウム濃度の増加により著しく促進された。5)細胞に分化刺激を与えた場合の神経突起伸展がクローン細胞では著明に抑制された。この抑制は酵素の発現量と相関した。以上の結果より、過剰発現されたCaMキナーゼIIが細胞骨格蛋白質の燐酸化反応を増強させ、神経細胞の形態変化に影響を与えることが明らかになった。これらの研究成果は本酵素の神経細胞分化に果たす役割を解明するうえで重要な知見を与えるものと考えられる。
明治期におけるドイツ科学教育の導入と変容の研究-独創性育成の失敗原因を探る-

周知のように日本の科学研究の最大の問題点として指摘されるのが、独創性の不足である。これはノーベル賞受賞者数を他の先進国と比べてみると一目瞭然である。その原因が何処にあるのか。これについてはいろいろな観点から述べられている。しかし、明治期の科学教育の導入という観点からはほとんど論じられてこなかった。我が国は、明治10年代から、特にドイツの科学教育を導入した。当時のドイツは、独創性で群を抜く、いわゆる「ドイツ科学」を生み出していた。それにもかかわらず、なぜ我が国の科学研究が「ドイツ科学」のように独創性を発揮することができなかったのか。この原因を明治期のドイツ科学教育の導入の様態を詳細に分析することによって解明する必要があると思われる。そこで、3年間を通して明治10年代以降に始まったドイツ科学教育の導入の実態およびその特質と問題点を解明することを目的とする。平成16年度も、昨年度の成果を踏まえ、明治に導入されたドイツ科学教育思想・システムは、どのような経路でどのように我が国の理科教育界に普及し、我が国の理科教育の原型を形成するに至ったか、そのプロセスの解明につとめた。特に、今まで着目されてこなかったクリューガーの物理教育思想に関する文献を収集し、明治初期の理科教育の典型である『物理階梯』とは、異なる理科教育思想の存在を確認した。これまで、ケールの『平民学校論略』の「理科」への影響は論じられたが、本書の理科の部分がクリューガーによることは新しい発見である。またクリューガー及びドイツの関連文献、樋口勘治郎、『普通教育理科教授資料』、大島鎮治、『理科教授の原理』等の資料を収集した。これについてはいろいろな観点から述べられる。特に、14年度は、明治10年代以降、ドイツのいかなる科学教育思想・システム(教科書、教材、教授法、カリキュラム等々)が導入され、その思想・システムの特質はどのようなものであったかを解明することを主目的とした。(1)ドイツの科学教育改革の動向と中等理科教育の特徴を文献資料から分析した。(2)ドイツにおける科学教育の目的論を代表的な科学教育論者の言説から分析した。(3)内容領域が拡大された日本の総合的な学習と理科との関連性の議論に見られる日本の理科の特質の一端をドイツとの比較を通して明らかにした。(4)ドイツ科学教育論に関する資料を収集し、データベース化した。(5)科学教育の成果をはかる評価の観点から日本の科学教育に潜在する科学教育の理念の一端を解明した。特に平成15年度は、昨年度の成果を踏まえ、明治に導入されたドイツ科学教育思想・システムは、どのような経路でどのように我が国の理科教育界に普及し、我が国の理科教育の原型を形成するに至ったか、そのプロセスの解明につとめた。特に、日本の「理科」成立に影響を与えたとされるユンゲの科学教育思想をとりあげ、それが、理科の規定、「理科の要旨」(明治20年)の内容や成立どのようにかかわっているかを解明につとめた。ドイツの関連文献、山形県の理科数育史、神戸伊三郎の日本理科教育発達史等を収集し、また、教材史研究の方法についてのセミナーを開催した。

当時のドイツは、独創性で群を抜く、いわゆる「ドイツ科学」を生み出していた。それにもかかわらず、なぜ我が国の科学研究が「ドイツ科学」のように独創性を発揮することができなかったのか。この原因を明治期のドイツ科学教育の導入の様態を詳細に分析することによって解明する必要があると思われる。そこで、3年間を通して明治10年代以降に始まったドイツ科学教育の導入の実態およびその特質と問題点を解明することを目的とする。平成16年度も、昨年度の成果を踏まえ、明治に導入されたドイツ科学教育思想・システムは、どのような経路でどのように我が国の理科教育界に普及し、我が国の理科教育の原型を形成するに至ったか、そのプロセスの解明につとめた。特に、今まで着目されてこなかったクリューガーの物理教育思想に関する文献を収集し、明治初期の理科教育の典型である『物理階梯』とは、異なる理科教育思想の存在を確認した。これまで、ケールの『平民学校論略』の「理科」への影響は論じられたが、本書の理科の部分がクリューガーによることは新しい発見である。またクリューガー及びドイツの関連文献、樋口勘治郎、『普通教育理科教授資料』、大島鎮治、『理科教授の原理』等の資料を収集した。