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化学交換を伴う溶体中の位相及びエネルギー緩和

核磁気共鳴と同位体置換法中性子回折の核プローブ法を用いて,溶体中の化学交換反応の動的・平衡論的性質と原子配列様式を融合的・整合的に究明する.〔I〕核磁気共鳴法によって,化学交換反応を伴う溶体に対し,縦磁化回復の経時変化とNMRスペクトルを測定し,エネルギー緩和(縦緩和)と位相緩和(横緩和)の核ブロッホ方程式の一般解にもとづいてそれ等の観測量の理論的評価を行った.1)硫酸アルミニウム水溶液中での配位子交換過程による化学交換反応及び2)溶融クロロアルミナート内での異種多原子分子間交換過程による化学交換反応の動的・平衡論的性質を27AlNMRから決定した.3)生体系濃度でのATP+Mg^<2+>水溶液内での金属イオンの結合解離過程による化学交換反応を^<31>Pと^<25>MgNMR測定から提出し, Mg^<2+>の結合部位と反応機構を明らかにした.ATP(H_2O)・・・Mg^<2+>及びATP(Mg^<2+>)はそれぞれ外圏錯体と内圏錯体に対応している.〔II〕同位体置換法を多原子錯イオンを含むイオン性融体のLiAlCl4融体とLiNO_3融体に対して適用を試み,中性子回折実験による構造解析を行った.その結果,融体中の錯イオンの構造,金属イオンの錯イオンへの立体配座,さらに錯イオン間の空間配向に関する重要な知見を得た.本研究で,確立された溶液内化学交換反応の動的・平衡論的性質の決定と溶液の構造解析の手法は,水溶液内生体分子と金属イオンからなる複雑な系への応用発展が可能である.核磁気共鳴と同位体置換法中性子回折の核プローブ法を用いて,溶体中の化学交換反応の動的・平衡論的性質と原子配列様式を融合的・整合的に究明する.〔I〕核磁気共鳴法によって,化学交換反応を伴う溶体に対し,縦磁化回復の経時変化とNMRスペクトルを測定し,エネルギー緩和(縦緩和)と位相緩和(横緩和)の核ブロッホ方程式の一般解にもとづいてそれ等の観測量の理論的評価を行った.1)硫酸アルミニウム水溶液中での配位子交換過程による化学交換反応及び2)溶融クロロアルミナート内での異種多原子分子間交換過程による化学交換反応の動的・平衡論的性質を27AlNMRから決定した.3)生体系濃度でのATP+Mg^<2+>水溶液内での金属イオンの結合解離過程による化学交換反応を^<31>Pと^<25>MgNMR測定から提出し, Mg^<2+>の結合部位と反応機構を明らかにした.ATP(H_2O)・・・Mg^<2+>及びATP(Mg^<2+>)はそれぞれ外圏錯体と内圏錯体に対応している.〔II〕同位体置換法を多原子錯イオンを含むイオン性融体のLiAlCl4融体とLiNO_3融体に対して適用を試み,中性子回折実験による構造解析を行った.その結果,融体中の錯イオンの構造,金属イオンの錯イオンへの立体配座,さらに錯イオン間の空間配向に関する重要な知見を得た.本研究で,確立された溶液内化学交換反応の動的・平衡論的性質の決定と溶液の構造解析の手法は,水溶液内生体分子と金属イオンからなる複雑な系への応用発展が可能である.溶液(拡散係数【10^5】【cm^2】【s^(-1)】,粘性係数1cp前後。)内化学交換反応は、イオン自身の揺動運動、配位子置換、重合一解離に伴う化学環境の変化に起因する。エネルギー緩和と位相緩和の各ブロッホ方程式にもとづいて、化学交換反応を伴う溶液に対し、観測された縦磁化回復の経時変化とNMRスペクトルの理論的評価をすることによって当反応の動的・静的性質を明らかにする。同位体置換法による中性子回折から局所構造・立体構造を決定する。分子内構造・分子間配列状態と化学反応機構との相関を検討する。実験・理論両面からの当研究は、無機錯体溶液の比較的単純な系から生物無機系へと応用.展開される。溶液中の化学交換過程には、(a)拡散過程・(b)配位子交換過程・(c)互変異重合体過程・(d)互変異性体過程・(e)結合一解離過程がある。(b)の化学交換反応を示す系として硫酸アルミニウム水溶液を選び、アコ錯体の配位水とS【O(^(2-)_4)】との間での置換反応の動的・静的性質及びエネルギー緩和の化学交換効果を決定・究明した。(C)の化学交換反応として、溶融クロロアルミナート内(多種多様な機能を示す溶液として注目されている。)で起っている化学平衡に着目して同様な研究を行った。(e)の化学交換反応として、生体系濃度で高エネルギーリン酸化合物ATPとマグネシウムイオン共存系中で成立しているをとりあげた。前者の2つの系に対しては、【^(27)Al】核に注目し、最後の系に対しては【^(31)P】及び【^(25)Mg】核に注目した。(1)と(2)式に対しては、各サイトの寿命(交換速度の逆数)と分率、及び各々の温度依存性から(1)及び(2)の反応の動力学的パラメータと熱力学的諸関数を決定した。
先駆的研究者に焦点を当てた中心地理論の伝播と受容に関する研究

第二次世界大戦終戦直後のポーランドでは,Christaller(1933)に忠実に従った中心地理論の実証研究ならびに応用研究が行なわれた.いずれの研究も,中央空間計画局立案の国土計画に盛り込まれた中心地配置計画に直接,間接関係するものであった.第二次世界大戦末期にエストニアからスウェーデンに亡命したEdgar Kantが1935年に母国で発表した中心地研究は,世界で最初に都市集落システムの研究に中心地理論を援用したものであった.そこで明らかにされた中心地勢力圏の階層構成は,アメリカ地理学界では機能地域論の実証例として評価された.今年度はまずBromek(1947)に目を通した。Bromek(1947)の前半では、Christaller(1933)に依拠しながら、ポーランド全土の中心地が9階層から成り立つとした上で、最上位の第IX階層第VI階層の中心地について具体的に列挙している。論文後半では、クラクフ県の中心地を7階層に区分している。Bromek(1947)の末尾で、以上の中心地の階層区分が国土計画に寄与し得ることを示唆していることからわかるように、実は第二次世界大戦直後のポーランドにおいて、空間計画中央局によって策定された国土復興計画中の集落ネットワーク構築案では、Christaller(1933)の中心地理論が参照されていたのである。Bromekはその立案に携わった一人であるが、中心人物は建築学出身の地理学者Dziewonskiであった。戦前までの都市・地域計画論をレビューしたDziewonski(1948)では、Christaller(1933)の中心地理論が詳しく内容紹介されており、空間計画中央局の国土計画に関する報告書中(Dziewonski and Wejchert, 1947a)では、国家首都ワルシャワを最上位集落とする九つの中心集落の理念型が示され、別の報告書においてそのうちの上位中心集落の分布図が示されている(Dziewonski and Wejcert, 1947b)。以上のポーランド語文献より得られた知見は、これまでポーランド以外では全く知られていない事柄である。ナチ・ドイツによる編入東部地域(ポーランド西部)の中心集落再配置計画に中心地理論が応用された事実にもかかわらず、第二次世界大戦直後のポーランドにおいて、国土復興計画中の集落ネットワーク構築案に、ナチスの御用計画論ともいえる中心地理論が参照されていた事実をほぼ明らかにし得た。しかし、国土復興計画に関する当時のポーランド語の文献・報告書の入手が不十分なため、完全な事実解明には至っていない。また、ナチ・ドイツの植民地的存在であったポーランド総督府領(ポーランド東部・南東部)の集落再配置計画にも中心地理論の応用が検討されていたとされるが(Rossler, 1990)、そのことを示す重要文献(Graul, 1941)も入手し得ていないので、ナチ・ドイツの中心集落再配置計画の、戦後ポーランドの集落ネットワーク構築案に対する影響の有無を十分に検討できていない。なお、以上の研究とは別に、地理学に限らず、ポーランドの学問分野はソ連の研究動向の影響を受けているため、ソ連の中心地研究の動向についても、英語論文を中心に文献研究を行なった。ソ連で中心地理論に対して関心が持たれ始めるのは、ポーランドよりはるかに遅く、スターリン体制が否定され、学問分野でも西側諸国との交流が再開する1950年代末のことである。中心地理論に対しては、当初、否定的評価が下されたが、1970年代になると一定の評価がなされるようになった。しかし、消費活動よりも生産活動をはるかに重視する国策とも関係して、ソ連での中心地研究は活発ではなかったようである。今年度の最大の収穫は、ポーランド科学アカデミー・Stanislaw Leszczycki (スタニスワフ・レシチツキ)記念地理学・空間組織研究所中央図書館のご厚意により、1947・1948年発行のStudiumplanu krajowego I・II (Studies for the national plan I・II)という冊子では入手困難なアトラスの電子版を閲覧でき、そこに掲載されているDziewonski(作製責任者)の理論的中心地配置図とKostrowicki(作製責任者)の理論的中心地影響圏設定図を見ることができたことである。これら二つの図ならびにそれらの注釈から、第二次世界大戦終結直後に策定されたポーランドの国土計画の中に盛り込まれた中心地配置案が、Christaller(1933)の中心地理論に忠実に従って作成されたことが確認できた。またこれらの中心地配置案は、Bromek(1947)の中心地研究とも階層構成の点である程度の整合性があることがわかった。こうした事実はポーランド国内も含めてこれまで詳しくは報告されたことがなく、ポーランドが完全に社会主義陣営に組み込まれる直前の時期とはいえ、また国土計画は中止されたとはいえ、最終的に社会主義国家の実現を目指す国においても資本主義国生まれの中心地理論が集落配置計画論として利用されていたことを明らかにすることができた(『都市地理学』12巻掲載予定)。これ以外には、昨年度発表したソ連の中心地研究の動向研究についてのフォローアップ論文を執筆し(『理論地理学ノート』19号掲載予定)、エストニアの中心地システムについて研究したKant(1935)の著書を精読した。ナチ・ドイツによる編入東部地域(ポーランド西部)の中心集落再配置計画に応用された過去を持つ中心地理論が、第二次世界大戦終結直後のポーランドの国土計画中の集落ネットワーク構築案に利用された事実は解明できた。

しかし、ナチ・ドイツの植民地的存在であったポーランド総督府領(ポーランド東部・南東部)の集落再配置計画にも中心地理論の応用が検討されていたことを示す重要文献(Graul, 1941)が依然として入手し得ていないので、上記の集落ネットワーク構築案に対するナチ・ドイツの中心集落再配置計画の影響の有無を十分に検討できていない。また、Kant(1935)の著書の精読を通して、Christaller(1933)以降の最初の本格的中心地研究であるとされてきたKant(1935)のエストニアを対象とした研究は、単なるChristaller(1933)の追試研究などではなく、都市の景観の形態学を克服すべく登場したBobekの機能論的都市地理学、ならびにその影響下で展開した都市勢力圏研究を継承した形で中心地研究を進めた点において、ドイツ都市地理学の健全な継承・発展例であり、それは当時のドイツ都市地理学者が誰もなし得ていなかった試みでもあったことがわかった。しかしながら、Kantの弟子のKrepp(1938)が中心地理論を参考にしつつ作成したと言われている、1930年代半ば過ぎのエストニアの自治体再編案に関する文献を入手し得ていないので、中心地理論のエストニアでの応用の実態を把握できず、そのためエストニアにおける中心地理論の受容については年度内に論文化するまでには至らなかった。2017年度は、エストニアにおける中心地理論の受容について明らかにするため、Edgar Kant(1935)を精読し、エストニアの中心地研究の特徴と概要を、影響や応用までも視野に入れて考察した。判明した事実は以下の通りである(詳細は『都市地理学』13巻掲載予定論文参照)。第二次世界大戦末期にエストニアからスウェーデンに亡命したEdgar Kantが1935年に母国で発表した中心地研究は、世界で最初に都市集落システムの研究に中心地理論を援用したものであった。そこで明らかにされた中心地勢力圏の階層構成は、アメリカ地理学界では機能地域論の実証例として評価された。そして、Kantの教えを受けてスウェーデンで中心地研究を行なったGodlundが提唱した中心地勢力圏画定モデルは、計量地理学の展開に少なからず影響を与えた。また、地理学の実践的応用にも熱心であったKantの薫陶を受けたエストニアでの弟子ならびにスウェーデンでの教え子は、中心地理論を念頭に置きながら、それぞれの国において自治体領域再編(方針)案の策定に取り組んだ。さらには、第二次世界大戦の戦局如何では、Kantがナチ・ドイツによるエストニアにおける集落再配置計画への協力を要請される可能性があったこともわかった。なお、2017年度に予定しておりながら着手できなかったカナダにおける中心地理論の受容に関する研究は、2018年度から新たに始まる課題で改めて取り組み続報として発表する。また、ポーランドにおける中心地理論の受容の全貌を解明するためには、19601970年代に展開する農村集落ネットワーク構築論に関する文献にも目を通す必要があることがわかり、こちらについても2018年度から開始される課題で取り上げ、杉浦(2017)の続報として発表するつもりである。
東アジア日本地域間産業連関表の構築と物流政策分析

本研究では、日本を地域分割した上で東アジア諸国との産業構造、交易構造が分析可能な東アジア国際日本地域間産業連関表の作成手法を検討し、その国際・国内地域間産業連関表を基準均衡データとする応用一般均衡モデルを構築した。特に産業連関表の作成においては、日本を地域分割する手法と共に中国を地域分割する手法についても検討した。また、応用一般均衡モデルは汎用性のあるモデル構造とし、様々な政策分析に応用可能なモデルとした。本研究の目的は、日本を地域分割した上で、東アジア諸国との生産技術の連関構造、交易構造が分析可能な東アジア国際日本地域間産業連関表を作成し、それを用いた物流政策分析を行うことにある。初年度の研究としては、精度の高い産業連関表を作成するための手法を検討し、特に一国を複数地域に分割する際の手法の検討を行った。また、その一方で表が完成した場合を想定して、特に空港や港湾などの物流政策の評価が行える応用一般均衡モデルを構築した。当初は2005年を対象とした実際の産業連関表の作成まで実施する予定であったが、必要なデータが2010年度内に公表されなかったため、2000年対象の産業連関表の作成をベースに、その改善手法を検討した。日本を地域分割する際には、その対象地域を検討しなくてはいけないが、2010年度ではひとまず九州地域とその他地域に分割することとした。但し、年度末3月11日に発生した東日本大震災の影響が分析できるように、地域分割のあり方について再検討することとした。本研究は、日本を地域分割した上で、東アジア諸国との生産技術の連関構造、交易構造が分析可能な東アジア国際日本地域間産業連関表を作成し、それを用いて、日本と各地域の産業別交易構造の特性分析、応用一般均衡モデルを用いた物流政策分析を行うことを主な目的としている。平成23年度の研究としては、国間地域間連関関係の分析を行うこととしていたが、これについては、まず東アジア各国の相互依存関係を中間財投入と最終財貿易の観点から分析した。さらに、日本の九州地域とその他全国に2地域分割した産業連関表を用いて、中間財投入の寸断リスクを分析した。この分析に際しては新たに質的分析手法を検討した。また、平成23年3月の東日本大震災を踏まえ、日本を地域分割した産業連関表を用いて、発電所の被災がもたらす経済損失を分析可能な応用一般均衡モデルを構築した。以上のように、今年度では新たに作成される産業連関表の特徴を活かして、国内地域および近隣東アジア各国間の相互依存関係を考慮した各種分析を主に行った。さらに、統計データの少ない中国を地域分割した産業連関表を作成する可能性を検討するため、レオンテェフーストラウト型のグラビティモデルの検討を行った。産業連関表を用いた単純な国間あるいは国内地域間の相互依存関係だけでなく、東日本大震災やタイで生じた洪水など災害の観点からいくつもの分析ができたことが、平成23年度研究の大きな成果である。本研究では、日本を地域分割した上で東アジア諸国との産業構造、交易構造が分析可能な東アジア国際日本地域間産業連関表の作成を行うことを主な目的としたうえで、以下の実績を得た。また、これらの研究成果は2012年度応用地域学会において特別セッションを企画し成果報告を行った。1.日本を九州とその他地域に分割した産業連関表を作成する手法の精査を行った。既存の統計データを用いつつ精度の高い手法を構築することができた。また、更なる研究の拡張として九州地域を各県に分割する手法と試作表を作成した。また、この検討を踏まえ産業連関表作成の手順を検討した。2.東アジア日本地域間産業連関表の作成において、中国の地域間産業連関表は重要なパーツを占める。とくに、中国の産業連関表は計画経済という歴史的影響が反映しており、他国と違う特徴を持つ。そこで輸出入、GDPとの整合性、部門分類などといった点から考察を行った。3.本来ならばアジア経済研究所が2012年3月に公表する予定であった2005年アジア国際産業連関表を用いた分析が必要であるが、データの公開が遅れているために、2000年表を中心として分析を行った。4.国際間・国内地域間産業連関表を基準均衡データとすることを前提にした,国内・国際輸送のシステム改善の評価を整合的に分析可能な応用一般均衡分析モデルの標準形を構築した.構築したモデルに,日中地域間国際産業連関表のデータを適用し,国際物流政策および国内地域間物流政策による経済効果分析を行った.東アジア日本地域間産業連関表の作成手法は既に平成22年度中に検討済みであることに加え、今年度も追加的に交易モデルの検討を行っている。さらに、産業連関表を用いて、特に災害がもたらす物流寸断、エネルギー寸断の観点から時宜を得た分析を行っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまで東アジア日本地域間産業連関表の作成手法については十分検討できた。

主に九州に着目した地域分割を想定していたが、今後は日本の他地域に着目した分割が可能かを検討し、できるだけ一般化された作成手法を検討する。さらに、東日本大震災を受け、災害に着目した追加的な分析を新たに行うことを検討している。24年度が最終年度であるため、記入しない。
継承的アーカイブの活用と「次世代の平和教育」の構築

まず、継承的アーカイブについては、特に広島市「被爆体験伝承者」と長崎市「家族証言者」「交流証言者」に注目し、直接秋田大学にお呼びして講話の実施を試みた。次に、「次世代の平和教育」については、特に平和教育の先駆的取り組みを続けてきた広島市、長崎市、那覇市を取り上げ、その教員研修における平和教育の位置付けや内容構成、カリキュラムや教材に注目し、調査・分析を試みた。最後に、授業実践の構築については、特に、秋田県の花岡事件を取り上げ、授業を実施した。今回は初めて小学校で実施し、また再び中学校でも実施した。本年度は、まず「次世代の平和教育」実践の調査・研究としては、広島の「平和教育プログラム」の実践を取り上げ、2015年度の広島市教育センター研修「平和教育研修(平和教育プログラム実践の充実)」の内、川内小学校の実践を調査した。また、継承的アーカイブの研究として、戦争体験の「語り」については、2012(平成24)年度から取り組まれている広島の「被爆体験伝承者」について、第一期修了生の髙岡昌裕氏による初めての講話を、秋田大学において開催した。また、戦争遺跡については、全国の戦争遺跡の文化財としての指定・登録状況、また秋田県下の戦争遺跡の抽出リストを作成・報告するとともに、戦争体験「語り」の継承として広島・長崎・沖縄、そして秋田県下の事例をまとめ報告した。これらの調査・研究は、研究論文としては、秋田大学教育文化学部教育実践研究紀要編集委員会編『秋田大学教育文化学部教育実践研究紀要』第38号、秋田大学教育文化学部編集委員会編『秋田大学教育文化学部研究紀要教育科学』第71集、学会発表としては、秋田県歴史研究者・研究団体協議会第21回記念講演、日本社会科教育学会第65回全国研究大会自由研究発表(宮城大会)、第4回東北アジア歴史認識研究会全体研究会指定報告、また報告書としては、今年度の取り組みを含めて改めて編集した『2009-2011年度科学研究費補助金(基盤研究(C))研究成果報告書地域における戦争遺跡の複合的・総合的アーカイブと学習材としての活用』としてまとめ、公刊している。先述したように、まず広島における授業実践、継承的アーカイブとしての被爆伝承者の講和、土崎空襲関連戦争遺跡である「被爆倉庫」へのフィールドワーク等、予定通りに進行している。平成27-29年度の科学研究費助成金(基盤研究(C))「継承的アーカイブの活用と『次世代の平和教育』の構築」の研究推進計画に基づき、研究を推進した。特に今年度は、長崎を中心的対象とし、実際に長崎を訪れ、「家族証言者」や平和教育の実践を調査した。長崎市被爆継承課平和学習係では、2014(平成26)年度より長崎市「『語り継ぐ家族の被爆体験(家族証言)』推進事業」を開始している。こうした長崎市「家族証言者」は、昨年に引き続き広島市「被爆体験伝承者」とともに秋田大学にお呼びし、学生・院生、一般市民を対象にして講和会を実施した。また、平和教育実践では、2015-2016(平成27-28)年度長崎市平和教育指定校の山里小学校、そして2014-2015(平成26-27)年度グループ指定の城山小学校の実地調査を実施した。長崎市において、爆心地に最も近い小学校は城山小学校であり、次いで山里小学校である。山里小学校は、爆心地から北方約600mの地点にあり、人員の被害は、当日の在校者32人のうち、校長以下職員26人、用務員2人が死亡し,生存者はわずか4人であった。こうした山里小学校は、戦後70年に当たる昨年度と今年度にわたり、長崎市教育委員会から平和教育の研究指定を受けている。一方、爆心地から西方約500mと最も爆心地に近い国民学校であった城山小学校は、当時学校にいた教職員31人の内28人が亡くなり、約1,500人の児童の内約1,400人が家庭で亡くなった。この他にも、三菱重工業株式会社長崎兵器製作所の一部が疎開して学校を使用していたため、その所員58人、挺身隊員12人、学徒報告隊員42人、庁務員3人の計115人が亡くなっている。生き残ったのは、わずか教員3人、家庭にあった児童約50人、三菱兵器製作所員9人、挺身隊員2人、学徒報告隊員4人であった。こうした城山小学校も、やはり長崎市教育委員会より2014-2015年度のグループ指定を受けている。昨年度の広島に引き続き、今年度の長崎の調査も順調に進んでいる。まず、戦争体験の「語り」の継承について、本年度は3年連続で広島市「被爆体験伝承者」養成事業の第1期生をお呼びし(藤井幸恵氏)、そして長崎市から初めて「交流証言者」の松野世菜氏を招き、講話を実施した。次に、「次世代の平和教育」については、広島市、長崎市の取り組みを踏まえて、那覇市を中心とした沖縄の「次世代の平和教育」実践を取り上げた。具体的には、まず那覇市の平和教育研修を取り上げ検討した。次に、各学校における平和教育実践として、まず「平和旬間」を中心とした那覇市の代表的事例として那覇市立真嘉比小学校。次に特に「総合的な学習の時間」において地域との連携と戦争体験の「語り」を活用している事例として浦添市立港川小学校、そして、同じく特に「総合的な学習の時間」において身近な戦争遺跡を活用している事例として南風原町立南風原中学校、最後に、社会科において個別教員の積極的取り組みの事例として那覇市立石嶺小学校の下地治人氏の実践を取り上げた。

これらの調査・研究は、研究論文としては「戦争体験『語り』の継承とアーカイブ(5)ー広島市『被爆体験伝承者』と長崎市『交流証言者』を事例としてー」秋田大学教育文化学部編集委員会編『秋田大学教育文化学部研究紀要教育科学』第73集、(秋田大学教育文化学部、2018年)、53-78頁、「継承的アーカイブの活用と『次世代の平和教育』(3)ー沖縄の実践を事例としてー」秋田大学教育文化学部教育実践研究紀要編集委員会編『秋田大学教育文化学部教育実践研究紀要』第40号、(秋田大学教育文化学部附属教育実践総合センター、2018年)としてまとめ公刊している。また、学会発表としては、「戦争体験『語り』の継承と『次世代の平和教育』(2)ー沖縄の実践を事例としてー」日本社会科教育学会第67回全国研究大会自由研究発表(千葉大学)として発表している。まず、継承的アーカイブについては、特に広島市「被爆体験伝承者」と長崎市「家族証言者」「交流証言者」に注目し、直接秋田大学にお呼びして講話の実施を試みた。次に、「次世代の平和教育」については、特に平和教育の先駆的取り組みを続けてきた広島市、長崎市、那覇市を取り上げ、その教員研修における平和教育の位置付けや内容構成、カリキュラムや教材に注目し、調査・分析を試みた。最後に、授業実践の構築については、特に、秋田県の花岡事件を取り上げ、授業を実施した。今回は初めて小学校で実施し、また再び中学校でも実施した。今年度は、まず「次世代の平和教育」の教育実践の調査・研究として長崎の事例を取り上げる予定である。また、継承的アーカイブとしての被爆体験伝承者の講和も、土崎空襲関連戦争遺跡である「被爆倉庫」へのフィールドワークも今年度も引き続き実施したいと考えている。また、花岡事件についても、「社会科巡見」においてフィールドワークを実施するとともに、岩手大学、弘前大学とも連携して、共同研究を進めていきたい。今年度も、引き続き広島市「被爆体験伝承者」、長崎市「家族証言者」の方を秋田にお呼びし、学生や一般市民を対象に講和を実施する予定である。また、「次世代の平和教育」実践の取り組みの現状については、今年度は沖縄をフィールドに計画している。また、今年度が最終年度にあたるため、これまでの成果を報告書としてまとめ、公刊する予定である。社会科教育学備品の購入で、本来購入する計画だったものを見送ったためパソコンや記録機器など、購入予定の物品を次年度に回したため。また、予定した出張が、身内の法事により中止になったため今年度もしくは来年度以降購入する予定である。今年度は最終年度であるので、予定した物品を購入したい。
中学校社会科歴史的分野における地域の博物館などを活用した教材の開発と実践

学習指導要領には、中学校社会科歴史的分野において地域の博物館などを活用するようにとあるが、小学校に比べて中学校での活用は少ない。そこで、中学校での活用のあり方を整理し教材の開発や実践を行う目的で、本研究課題を設定した。まず、地域の博物館などを活用した歴史教育・歴史研究の現状を整理した。これまでの学習指導要領の考察では、古代の単元のみでの取り扱いから身近な歴史や文化での取り扱いへと変化してきたことが分かった。現行の中学校社会科歴史的分野の教科書の考察では、調査・見学、インターネットでの活用の記述がほとんどで、出前授業や実物を借りてきての活用の記述は見られないことが分かった。活用の取り扱いについては、先行研究をもとに学習方法と学習過程に分けて類型化を行った。学習方法では、(1)博物館で実物資料に接する、(2)学校で博物館に依頼した出前授業を受ける(移動博物館を含む)、(3)学校で博物館から借りた実物資料に接する、(4)学校で博物館の展示資料を撮影したりコピーしたりした資料に接する(インターネットの資料を含む)の4つに類型化した。学習過程では、A導入段階での課題発見型(事前段階の資料収集を含む)、B追究段階での調査活動型(問題解決を含む)、Cまとめの段階での学習整理型、D発展段階での発展学習型の4つに類型化した。次に、近世の富山売薬に焦点を当てた教材の開発と実践を行った。上の活用の類型では、(1)Bで実践を行った。「なぜ、富山の薬は江戸時代に全国に広がるほどさかんになったのか」を予想し、学校の図書室、コンピュータ室で調査した後、博物館へ行って調査した。その結果、問題解決に博物館などへ行く必要があると感じる生徒の割合が、行く前よりも行った後の方が増えた。生徒の一人は、課題に必要な資料が豊富でいろいろな視点から考察できるからだという。今回は選択教科での実践だったが、今後は必修教科での実践を試みたい。また、他の時代や類型での実践も試みたい。
潜在的な数学的能力の測定用具の活用化に向けた開発的研究

本研究においては、筆者らの先行研究を踏まえて、潜在的な数学的能力(以下、潜在力と記す)を規定する枠組みを提起した。それに基づいて研究を進め、次のような成果を挙げることができた。(1)信頼性を有する小学校4年生用の潜在力の測定用具(調査問題)最終版を開発した。(2)信頼性を有する中学校2年生用の潜在力の測定用具(調査問題)最終版を開発した。(3)測定用具の算数・数学教育における活用方法として、学力と潜在力の差に着目した成績比較、学力と潜在力の2視点からの成績のグループ化、等を開発した。(4)活用方法を活かして潜在力と算数・数学達成度との関係を調査・分析し、潜在力の構成要素のうち「パターン認識」「操作」「思考の柔軟性」については比較的強い相関があること,他方で「論理的推論」については相関の程度が弱いことなどを示した。(5)活用方法を活かして,潜在力育成の指導を行うことによって潜在力が向上することを示した。(6)さらに、潜在力の向上が数学的思考力の向上に効果があることを示した。本研究は、イギリスのBurghes教授らが提起した、知能と数学達成度の中間に位置付くと考えられる、数学的な潜在力(以下、潜在力)に着目した取組で、大きくは以下の2つのことを計画している。(1)算数・数学教育の改善につながる「潜在力」を測定する用具の開発これについては、筆者らの先行研究を踏まえて、潜在力の理論的な研究を深めるとともに、そこで開発した潜在力の測定用具を再検討し改善を加え、信頼性・妥当性等の観点から実用化が可能な、小学4年生と中学2年生用の測定用具を開発する。(2)開発した測定用具を算数・数学教育の改善に活用する具体的な方法の研究これについては、全国的あるいは国際的な学力調査の実施や学習指導要領の改訂等を踏まえて、そうしたこれまでの視点に潜在力という新たな視点を加えた、算数・数学教育の改善に寄与する、測定用具の具体的な活用方法を開発する。平成19年度においては申請書に記載した事項について研究を進め、次のように結果を得た。1.潜在力の理論的な研究これについてはこれまでの我々の先行研究において含めていた、「適用」問題を含めることの是非ついて研究した。その結果、「適用」は既習事項の活用という面が強く、潜在力に含めることは妥当でないとの結論に達した。2.潜在力の測定用具の第1次案の開発上記の結果に基づいて、潜在力の測定用具の問題は「論理」「パターン認識」「操作」「数学的な考え方」の4領域で各5問、計20題作ることとした。そして、先行研究で開発した問題を再検討し、新たに開発すべき問題や修正すべき点を検討し、0次案を作成した。その0次案について、必要な予備的調査を行った。そして、その結果に基づいて問題の修正を行い、測定用具の第1次案を作成した。3.第1次案による潜在力の調査的研究第1次案について、広島、福岡、愛知の小学校4年生243名、中学校2年生428名を対象として調査研究を行った。その調査結果を、各問題の正答率、誤答、学校間格差、信頼性等の観点から分析・検討した。大きな問題点はないと判断されたが「論理」の問題や「パターン認識」の問題で正答率の開きや学校間格差などが見られた。その点を再度検討し、測定用具をさらに修正することとした。平成20年度においては申請書に記載した次の研究を進め、以下のような結果を得た。(1)潜在力の理論的な研究これについては、潜在力と知能、数学達成度との違いについてさらに検討を加えた。そして、潜在力は知能ほどの生得性はなく、他方で達成度ほどの学習性は有していないことなどその特性を一層明確にした。またこのことから、子どもの潜在力が低い場合にその要因が何によるのかを明らかにすることが課題として指摘された。(2)潜在力の測定用具の第2次案の開発・調査研究昨年度開発した第1次案には「論理」の問題や「パターン認識」の問題で学校間格差などが見られた。

その点を再度検討し測定用具をさらに修正し、第2次案を作成した。その問題を用いて、小学4年生と中学2年生を対象にして調査を行い、正答率や項目分析等を行った。その結果を測定用具には内的一貫性や信頼性があることが示された。(3)測定用具の活用方法の基礎的研究これについては、主として潜在力と数学達成度との関係を分析検討した。その結果、潜在力と達成度得点には比較的強い相関があること、対潜在力達成度差などの指標から算数教育の成果を相対的に特徴付けることができること、操作と論理的推論が達成度に与える総合的的影響が大きいことなどの結果が得られた。平成21年度においては申請書に記載した次の研究を進め、以下のような結果を得た。(1)潜在力の理論的な研究これについては、知能、潜在力、数学達成度の違いについてさらに検討を加えた。そして本研究においては生得性、後天性のそれぞれへの寄与を、知能については大:小、潜在力については中:中、達成度については小:大の割合と、また学習内容のそれぞれへの影響度については小:中:大の割合と位置づけることで特色づけた。このことから、潜在力を如何にして育成していくかが新ためて課題として指摘された。(2)潜在力の測定用具の第3次案の開発・調査研究昨年度開発した第2次案の小学校版の「思考の柔軟性」の問題は正答率が低く、そのことから妥当性・信頼性にも検討すべき点があることが指摘された。その点を再度検討し、新しい問題を開発し、調査を行った。分析の結果、改善が認められたので、新しい問題を用いた測定用具の第3次案を作成した。それを用いて小学4年生を対象にして調査を行った。なお、その分析は平成22年度に行うこととした。(3)測定用具の活用方法の理論的・実践的研究これについては、「達成度の高低×潜在力の高低」の2次元枠で潜在力の指導の効果を検証することとした。そのために潜在力の育成指導に使用する教材を開発した。そして広島、福岡、愛知において小学生及び中学生を対象にして、測定用具活用の実践的な研究を行った。その結果の一つとして潜在力は指導により伸びることが示された。平成22年度は本科研の最終年度であり、申請書に記載した次の研究を進め、以下のような結果を得た。(1)潜在力の理論的な研究と測定用具の最終案の作成潜在力の理論的な研究については、知能、潜在力、数学達成度の違いについてさらに検討を加え、三者の位置づけをより明確にした。小学4年生用の測定用具についてほ平成22年3月の調査結果に基づいて通過率の低い1問題を変更し、最終調査を経て、測定用具の完成版とした。中学2年生用の測定用具については、平成20年の調査結果で信頼性が確認されたので、その調査問題を最終の測定用具とした。(2)測定用具の活用方法の理論的・実践的研究測定用具の活用については、「対潜在力」による学力比較、「学力-潜在力」による2視点分析、測定用具を活用した潜在力育成調査等の活用方法について理論的な検討を行った。それらの実践的研究として、潜在力と達成度との関係を調査研究し、対潜在力による達成度比較から調査対象の小学校の算数教育の成果を特微付けるとともに、潜在力と達成度に比較的強い相関があること、「操作」と「論理的推論」が達成度に与える総合効果が大きいことなどを明らかにした。また、中学2年生を対象として潜在力育成の可能性を調査し、指導によって一定の伸びが認められること、さらに、潜在力指導の数学的思考力に対する影響を検討し、思考力の向上に寄与するというデータを得た。なお、3年間にわたる研究成果を集約して研究成果報告書を印刷媒体で発行した。
外国語学習方略の指導効果に学習者要因が及ぼす影響：長期的な学習支援モデルの構築

学習者がメタ認知方略を習得する際、自身の英語学習を何とかしたいという強い情意を有し、さらに、メタ認知方略の有用性を再認識する足場を複数回踏む可能性のあることがわかった。同時に、習得を妨げる要因として、他者からの強制(他律的学習)の欠落や、方略使用時に感じる心理的負荷(コスト)が関与する可能性も明らかとなった。これらの仮説を検証したところ、外発的動機や自己効力感がメタ認知方略習得にある程度まで影響するものの、情意よりもむしろ、他者からの強制(他律的学習)のある環境の方が、影響が大きいという知見が得られた。この知見をもとに、他律的学習の一環として授業内での協働学習を提案し、その有用性を検証した。昨年度に引き続き、英語学習者(大学生)に対して授業中に、メタ認知方略および認知方略、社会感情方略の指導を約3ヶ月間実施し、方略(特にメタ認知方略の指導)を授業外での自己学習で使用するようになったかを調査するためのデータ収集を実施した。併せて、学習者の情意要因(動機や不安、自己効力感など)が、方略の指導効果にどのような影響を及ぼしているのかについてのデータ収集もおこなった。分析の結果、情意要因の中でも特に内発的動機の強さがメタ認知方略の指導効果に影響を及ぼしていることが明らかとなった。こうした結果を、学会で発表した。また、内発的動機を高めるための方法や理論的枠組みについても考察を重ね、論文にまとめた。さらに、自己効力感や動機を高める授業内活動(協働学習など)について検討を進め、来年度に繋げるための予備実験を進めた。英語学習者(大学生)に対して授業内において、メタ認知方略および認知方略、社会感情方略の指導を約3ヶ月間実施し、方略(特にメタ認知方略)を効果的に使用できるようになったかを調査するためのデータ収集を実施した。そして、学習者が持つ動機や不安、自己効力感といった情意面での学習者要因により方略指導の効果に違いが見られるかを分析した。その結果、学習不安や動機がメタ認知方略の指導効果に大きな影響を与える可能性のあることがわかり、その結果を学会で発表し、論文としてもまとめた。加えて、動機や不安以外の情意要因との関係性についても分析を進めている。さらに、学習方略の理論的基盤や動機モデルの確立に寄与する研究などについても、成果を学会で発表するとともに論文としてまとめた。メタ認知方略の指導効果に関する研究は、国際的にも複数報告されているものの、まだ信頼性を担保できるほど報告されておらず、昨年度実施した研究の意義は大きい。また、昨今では外国語教育における情意面の役割があらためて着目されており、方略指導研究において情意面との関係性を探る本研究の寄与するところは大きいといえる。研究期間全体を通して、授業外での学習者の自己調整学習を促進するために、授業中に学習方略指導を実施した際、学習者のどのような情意要因が影響するのかを明らかにしようとした。そのために、まず、英語学習者(大学生)に対してメタ認知を中心とした方略指導を実施し、その効果に及ぼす学習者の情意要因(動機や不安、自己効力感)の影響を、質問紙などの量的な側面および学習記録などによる質的な側面の両方の分析により探った。その結果、学習不安や動機、中でも内発的動機の強さがメタ認知方略の指導効果に大きな影響を与える可能性のあることが明らかとなった。メタ認知方略指導の効果は、リスニングやライティングなどの単発的な1タスクの遂行においては先行研究でも報告されているが、より継続的な自己調整学習における効果の報告は、まだ十分になされていない。特に、外国語として英語を学習する日本のようなEFL環境では、自己調整学習の継続の難しさが昨今着目されており、方略指導の効果に影響を及ぼす要因を探求した本研究の意義は大きいと言える。この成果に加えて、研究期間全体を通して、学習方略の理論的基盤や動機モデルの確立に寄与するような研究成果を、学会で発表したり論文としてまとめたりし、分析データの考察をより科学的に進められるようにした。最終年度には、内発的動機を高め、授業外での自己調整学習を継続する足場掛けの一つとして、授業内での協働学習の可能性を探り、予備的調査を実施した。また、これまでの研究成果を国際大会で発表するとともに、協働学習の自己調整学習への足場掛けの可能性についてなどを論文にまとめた。なお、研究期間終了後には、上述の予備的調査をもとに本調査を展開する予定である。英語教育学当初の予定通り、方略指導の効果と学習者の情意要因の関係性をある程度まで明らかにすることができた。

具体的には、メタ認知方略指導(特に「学習目標を立てる」方略の指導)の効果には、学習者の情意要因の中でも特に、動機づけの影響が大きいことがわかり、その結果を学会で発表することができた。また、学習者の動機を高める方法についても論文にまとめたりすることもできた。さらに、昨年度に引き続き方略指導を実施して、追加のデータ収集および分析を進めることができた。また、メタ認知方略の指導効果を高める活動の1つとして協働学習に着目し、予備実験をおこない、本研究の最終年度に向けて新たなモデル構築のための検討も進めることができた。当該年度の研究では、当初の予定通り方略指導を実施してデータ収集および分析を進め、指導効果と学習者の情意面(不安や動機)の関係性を、ある程度まで明らかにすることができた。なお、さらに多くの情意要因との関係性についても明らかにすべく、引き続き分析をおこなっている。また、当該年度中に明らかになった研究結果は、途中経過として国際大会にて発表するとともに論文としてまとめるに至った。加えて、学習方略の理論的基盤や動機モデルの確立に寄与するような研究を、学会で発表したり論文としてまとめたりし、今後の分析データの考察をより科学的に進められるようにした。本年度収集したデータの解析をさらに進め、動機以外の学習者情意要因が、メタ認知方略の指導に関与しないかを研究し、方略指導と学習者の情意要因の関係性をより明確にする。そして、その結果を学会の国際大会で報告するとともに論文としてまとめる。また、このようにして明らかとなった結果をもとに、新たな学習支援モデルを構築・提案する。現段階では、メタ認知を駆使して授業外での学習を自律的に進める高い動機を維持するために、授業内外の活動を有機的に結びつけること、そしてその方策として授業内で協働学習を取り入れることについて有効性を検討している。引き続き、メタ認知方略指導の効果と学習者の情意面(複数要因)との関係性を明らかにするための分析をおこなう。そして、その結果を学会(全国大会および国際大会)で発表するとともに、論文としてまとめる。また、指導終了後も継続的にメタ認知方略を使用するための足場の掛け方についても、データ収集・分析をおこない、新たな方略指導モデルおよび学習支援モデルを構築する。さらに、その一環として教材開発もおこない、研究最終年度のモデル検証へとつなげる。海外での学会開催が当該年度にはほとんど開催されず、むしろ次年度に複数開催され、そのうちの1つでは発表することも確定したため、次年度使用額が生じた。主に、国内および海外で開催される学会への参加費および渡航費として使用する計画である(なお、豪州での国際応用言語学会the 2014 International Applied Linguistics Association Conferenceでは、発表予定。採択済)。また、それ以外の使用計画としては、データの入力作業の謝金、関連図書の購入、論文の校正依頼などを予定している。該当なし
非帰結主義の行動的分析

本研究の目的は非帰結主義に基づく意思決定モデルに「公理的基礎づけ」を与えることである。規範的分析では非帰結主義は「より大きな選択肢の集合への選好」によって表現されてきた。一方で、意思決定理論では「より大きな選択肢の集合への選好」は意思決定主体が主観的不確実性に直面していることとして解釈されてきた。本研究の遂行を通じて、ある状況下においては、「より大きな選択肢の集合が望ましい」という行動は非帰結主義を表現するのにはふさわしくないかもしれないということに気づいた。特に「意思決定権」に注目する。本研究では意思決定権への選好がより狭い選択肢の集合への選好によって表現される公理的モデルを導出した。本研究の目的は非帰結主義に基づく意思決定モデルに公理的基礎付けを与えることである.非帰結主義に基づいて行動しているのかどうかということは意思決定主体の心の中にあるため,分析者が直接観察することはできない.これを原理的に観察可能である選択行動あるいは選好から,非帰結主義とはなにかを特徴付けるのが本研究の目的である.特に社会選択理論の文脈において非帰結主義はより大きな選択肢が望ましいという形で議論されてきた.一方で意思決定理論においてもKreps (1979, 1991)およびDekel, Lipman, and Rust ichini (2001)(以下,DLRと呼ぶ.)以降,多くの論文でメニュー上の選好が分析されている.しかしながらほとんどの文献では非帰結主義ではなく選好の不確実性によってこのpreference for flexibilityが生じるモデルが議論されてきた.本年度はさらなる文献の整理と非帰結主義と呼べる行動(公理)の考察およびモデルの構築を試みた.具体的には「達成感」が意思決定に与える影響などの分析を試みた.いくつかの特徴的な行動およびそれを捉えるモデルについては分析が進んだが,特徴付けは完成ていない.本研究の目的は非帰結主義に基づく意思決定モデルを公理的に特徴付け理論的基礎付けを与えることである.意思決定主体がどのような基準に基づいて行動を行っているのかを,分析者は直接観察することはできない.しかし,選択行動は直接観察可能であり,顕示選好の弱公準を仮定するならば,原理的には選好も観察可能であると言ってもよい.直接観察可能である選好の分析を通じて,非帰結主義とはどのような選択基準であるのかを理解しようというのが本研究の目的である.規範的分析にはおいては「より大きな選択肢の集合が望ましい」ということが非帰結主義と結びつけられてきた.意思決定理論においても,Kreps (1979,1991)およびDekel, Lipman, and Rustichini (2001) (以下,DLRと呼ぶ)以降,「より大きな選択肢の集合への選好」が分析されるようになった.しかし,この「より大きな選択肢の集合への選好」は選好の不確実性によって生じるモデルのみが分析されてきた.本年度はDLRのモデルでは無視されている「より大きな選択肢の集合への選好」を分析することで,選好の不確実性以外の要因によって生じる「より大きな選択肢の集合への選好」のうち非帰結主義に基づいた選択の分析を行った.次年度は文献の整理を行い成果をまとめる予定である.本研究の目的は非帰結主義に基づく意思決定モデルに「公理的基礎づけ」を与えることである。本研究の目的は非帰結主義に基づく意思決定モデルに公理的基礎付けを与えることである。人間が帰結主義に基づいて行動しているのか、非帰結主義に基づいて行動しているのかを、我々分析者が直接観察することはできない。しかしながら、選択行動あるいは選好は原理的に観察可能である。本研究の目的は、非帰結主義的意思決定はどのような選択行動によって特徴付けられるのかを明らかにすることである。より大きな選択問題が好まれることをPreference for flexibilityと呼ぶ。Kreps (1979, 1991)およびDekel, Lipman, and Rustichini (2001)(以下、DLRと呼ぶ。)以降、多くの論文でメニュー上の選好が分析されている。これらの論文ではPreference for flexibilityが主観的な不確実性の存在によって生じる状況が分析されている。彼らのモデルは帰結主義的意思決定のモデルであると言える。Preference for flexibilityは非帰結主義的要因のみによって生じるものではなく、帰結主義的意思決定によっても引き起こされることがわかる。いったいどのような選択行動を観察すれば、非帰結主義的意思決定を行っていると考えることができるのであろうか。本研究の目的はPreference for flexibilityがKreps/DLRタイプのモデルで扱われている主観的不確実性によって生じるのではなく、非帰結主義によって生じる状況を特徴付けることにある。初年度はさらなる文献の整理と基本となるモデルの構築を試みた.

前者に関しては予定通り進んだが,モデルの構築は必ずしもAnscombe-Aumann actのメニューに限定する必然性はないのではないかという問題を解決できず,計画通りに進んでいるとは言い難い.本研究の目的は非帰結主義に基づく意思決定モデルに「公理的基礎付け」を与え,理論的分析の枠組みを構築することにある.意思決定主体がどのような基準に基づいて意思決定をしているかは直接観察可能ではない.しかし,意思決定主体の選択は観察可能である.公理的基礎付けとは,直接観察可能な選択を分析することにより,その背後にある非帰結主義に基づく選択基準を理解するということである.規範的分析においては「より大きな選択肢の集合が望ましい」ということが非帰結主義と結びつけられてきた.平成26年度においては「選択する権利の価値」の含意を意思決定主体の選択を通じて理解することに努めてきた.これまで「選択する権利」あるいは「選択の自由」は「選択肢の集合の大きさ」で表現されることが多く,「選択する権利に対する選好」は「より大きな選択肢への選好」であると考えられることが多かった.しかしながら,平成26年度の分析を通じてわかったことは,「選択する権利」とはむしろ「特定の選択肢を選ぶことができる権利」,つまりその選択肢にコミットすることができるかどうかと考える方が自然ではないかということである.他者やnatureの影響を受けて自分の望む意思決定を行うことができない可能性がある場合,「選択する権利」を望む意思決定主体はより大きな選択肢の集合を望むよりは「自分にとって最適な行動にコミットする」ことを望むであろう.平成26年度は,従来の文献とは異なり「より狭い選択肢への選好」によって「選択する権利」を表現する新しいモデルを構築した.意思決定理論初年度は計画通りに進まなかったため,分析のアプローチを変えて,様々な場面で帰結主義とは呼べないような意思決定の過程が選択に影響を与えるような意思決定を分析することにした.特に,まず最初のステップとして「達成感」が意思決定に影響を与えるモデルを考察し,それを表す行動とは何かを分析した.当初の計画を変更したために予定よりも進行が遅れている.2012年9月より2013年8月まで龍谷大学国外研究員としてボストン大学に滞在する機会に恵まれたため,別の研究課題を同時に進めることになり当該研究の推進がやや遅れた.初年度の計画はさらなる文献の整理と分析の基本となるモデルの構築であった.文献の整理は計画通り進んだが,それに伴い,計画の段階で考えていた選択対象は限定的すぎるのではないかという疑問が生まれてきた.それを解決できないために,まだ基本となる理論モデルの構築は完成していない.
３Ｄモデルで解明する管状組織の捻じれを生み出す細胞動態

ショウジョウバエの後腸は左ネジ捻転して左右非対称化するが、この現象は、繊毛に依存した脊椎動物の左右非対称性形成とは異なる機構で起こる。後腸上皮細胞が後腸捻転を誘発することがわかっていたが、その機構は不明であった。三次元(3D)モデル後腸での捻転のシミュレーションから、個々の3D細胞の頂端面と基底面の間の「ねじれ」と後腸捻転が連動することが計算で示された。さらに、現実の後腸でも、このねじれが観察できた。しかし、細胞のねじれが形成され、それが後腸の捻転に変換されていく、ねじれによる後腸捻転の機構は不明である。本研究計画では、これまでの遺伝学的手法に加えて、in vivo 3Dライブイメージングと3Dシミュレーションを併用することで、後腸の左ネジ捻転を誘発する細胞レベル、分子レベルの機構を理解することを目的とする。この目的を達成するために、平成30年度において次の(1)、(2)の研究を実施し、それぞれで述べた成果を得た。(1)後腸上皮細胞のねじれを定量的に解析する平成29年度までの研究において、野生型胚の後腸上皮の3Dタイムラプスイメージをもとにして、後腸上皮細胞のねじれを定量的に解析する方法を確立していた。平成30年度の研究において、得られたデータを統計的に解析した。その結果、現在の細胞のねじれの計測・計算法では、後腸上皮細胞のねじれの値にばらつきが大きく、統計的に有意なデータが得られていないことがわかった。一つの原因は、3Dタイムラプスイメージから得た細胞形態の座標データの誤差が大きいことであった。(2)個々のモデル上皮細胞のねじれによって3Dモデル後腸の捻転を誘発する3D後腸コンピュータ・モデルにおいて、モデル上皮細胞にねじれを導入することで、3Dモデル後腸をin vivoと同程度に捻転させる各種条件を明らかにした。これまでの研究で、後腸の捻転が誘発される機構を理解するために、3Dモデル後腸で捻転を再現し、それに必要な上皮細胞の挙動の予測を試みた。その結果、後腸の捻転は、円柱上皮細胞のねじれとして検出される細胞キラリティによって起こっている可能性が示唆された。平成30年度の研究では、次の(1)、(2)の研究を実施し、それぞれで成果が得られたが、問題点も見いだされた。問題解決の方針は立ったが、研究の進展はやや遅れることとなった。その判断の根拠を以下に示す。(1)後腸上皮細胞のねじれを定量的に解析する後腸捻転の過程で起こる後腸上皮細胞のねじれを、3Dタイムラプス撮影することで解析した。後腸上皮細胞の頂端面はDE-cadherin-GFP、側面と基底面はDiscs large-GFP用いて可視化することで、明瞭な3Dタイムラプス映像を取得した。平成28年度において、3Dタイムラプスのデータから細胞のねじれを算出する方法を開発し、平成29年度に多量のデータを取得し、統計的解析を実施した。その結果、3Dタイムラプス映像から得た細胞の座標データの誤差が大きく、細胞のねじれデータが統計的に有意でないことが判明した。(2)個々のモデル上皮細胞のねじれによって3Dモデル後腸の捻転を誘発する3D後腸コンピュータ・モデルにおいて、細胞のねじれによってモデル後腸の捻転を駆動させる条件を検討した。付加条件として、モデル細胞の体積を捻転前後で20%増加させることや、細胞の高さを小さくすることによって、3Dモデル後腸の捻転を誘発すことができた。このような細胞体積の増加、高さの減少はin vivoでも観察されている。また、3Dモデルから、時計、反時計方向にねじれた細胞が混在する場合、多数を占める細胞によって後腸捻転の方向が決まることがわかった。これは、in vivoの状況により近いシミュレーションである。後腸上皮細胞のねじれが後腸の管の左ネジ捻転を誘発する機構を、in vivo三次元(3D)ライブイメージングと3Dシミュレーションを用いて解析する。この目的を達成するために、令和元年度に以下の(1)-(3)研究計画を実施する。(1)ライブイメージングによる後腸円柱上皮細胞のねじれの定量的解明平成30年度までに実施したライブイメージングによる後腸円柱上皮細胞のねじれの経時変化の解析から、野生型胚の後腸上皮細胞は、後腸の左ネジ捻転にともなって、基底膜(消化管を外から)からみて時計方向にねじれていくことが示された。しかし、誤差が大きく、後腸上皮細胞のねじれを定量的に理解するには至っていなかった。令和元年度には、細胞のねじれの定量的、経時的パターンを統計的に解析できる計測法を開発する。(2) 3D後腸上皮コンピュータ・モデルによる後腸上皮細胞のねじれの再現令和元年度では、(1)の研究で見出したin vivoでの上皮細胞のねじれの定量的、経時的パターンをモデルに反映させる。例えば、上皮細胞の体積変化、異なるねじれ方向を示す細胞の割合などをパラメータとして取り入れ、3D後腸上皮コンピュータ・モデルで捻転を誘発できる至適条件との整合性を検討する。(3)後腸円柱上皮細胞のねじれを誘発する機構の解析後腸円柱上皮細胞のねじれを誘発する機構を明らかにする。