hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハイブリッドナノ粒子を用いたがん幹細胞を標的とする抑制効果とがん治療への応用

近年、がん組織中のがん幹細胞(Cancer Stem Cell:CSC)の存在が注目され、CSCはがん細胞であり幹細胞の性質(薬剤耐性能・自己複製能・多分化能)を持つため、従来の抗がん治療後も優位に生存する。一方、これまで申請者が、ナノ粒子であるハイブリッドリポソーム(HL)を用いたがん治療に関する基礎研究において、HLはがん細胞の細胞膜構造特性の違いを認識して、がん抑制効果を見出してきた。そこで、本研究では、これまで申請者らが行ってきた“HLを用いたがん細胞膜を標的とするがん治療に関する成果"を元に、「HLを用いたCSCの選択的抑制効果」に関する知見を得、新規がん治療薬への応用を目的とする。
ネズミ糞線虫第一期幼虫の分化発育に及ぼす脂質代謝の研究

ネズミ糞線虫(S.rと略)の分化発育は、第一期幼虫(L_1)の段階で温度や栄養条件などの環境因子の影響を受けることが従来知られていた。我々は、リノ-ル酸(C_<18:2>)、リノレン酸(C_<18:3>)などの必須不飽和脂肪酸を添加してL_1を培養すると、量に応じて感染型第三期幼虫が増加することを見出した。これは化合物レベルでS.rの分化発育に影響する因子を特定した最初の知見である(Minematsu et al.1989)。このメカニズムを調べるためS.rの各ステ-ジにおける脂質含量の分析を行なった。培養によって得たL_1ラブジナス型雌(F)、ラブジナス型雄(M)、感染型第三期幼虫(L_3)をショ糖密度遠心法などにより分離し、各々から脂質を抽出し、薄層クロマトとガスクロマトにより分析した。上記虫体の構成脂肪酸を比較すると、L_1から発育しF、M及びL_3に分化するに伴なってポリエン酸の含有率に著明な変化が起こっていた。すなわちL_1ではC_<18:2>が多いが発育に伴なって1/2以下に減少した。各虫体はいずれもC_<20:2>、C_<20:3>、C_<20:4>を比較的多く含んでいることから、発育に伴ないC_<18:2>からエイコサポリエン酸(C_<20:3>)とアラキドン酸(C_<20:4>)が生合成されることが予想された。又、W-3系列のポリエン酸であるエイコサペンタエン酸(C_<20:5>)はL_1発育に伴なって急激に増加していた。L_3とFの間でC_<20:5>/C_<18:3>を比べるとL_3の値が有意に高く、Fに比べC_<20:5>生合成はより活発であると考えられた。他方、F、M、L_3はともに極性脂質としてホスファチジルコリンとホスファチジルエタノ-ルアミンを多く含んでいた。エイコサポリエン酸は、生体内で多様な生理活性を示すエイコサノイド(プロスタグランディン、ロイコトリエンなどの前駆体)である。本研究は、S.r.L_1の分化発育のモ-ドを決める上でのエイコサポリエン酸の重要性を明らかにした。
太陽活動領域のビデオ観測および観測データの高校物理電磁気分野への教材化の研究

本研究では,太陽表面におけるダイナミックな電磁気現象としてプロミネンスを観測し,そのデータを物理の学習の教材として利用することで,授業で学ぶ物理の原理や法則が自然現象としてどのように現れてくるかを生徒に実感させたいと考え,勤務校の地学室にあった簡易型太陽観察用望遠鏡(PST)を利用した太陽観察と画像記録にとりくんだ.この望遠鏡は眼視による観察をメインとする安価な望遠鏡であり,これと普及型のコンパクトデジタルカメラを組み合わせて撮像に利用できれば,安価な太陽観察のためのシステムが組めると考えた.物理の授業の中で, Hα線による太陽像を生徒に実際に観察させるとともに,プロミネンスの撮影に取り組んだ.生徒たちは,初めて見る太陽表面の詳細な様子に感動していた.記録した動画データから,太陽表面を落下するガスの落下加速度を読み取り,太陽表面における重力加速度と比較をすることで,万有引力や電磁気現象の総合的な学習につなげることがねらいであったが,長期休業中の観測期間も含めて教材として適当な現象をとらえることができなかった.今後も引き続き観測を継続するとともに,太陽観測衛星のデータ利用の検討も進めている.8月にはノルウェーで開かれたGlobal Hands on Universe conferenceに参加し,筆者のこれまでの太陽や月の観測とその教育的成果について発表するとともに,他国の状況についての情報を得てきた. 10月には「最新の天文学の普及を目指すワークショップ」に, 1月には天体画像教育利用ワークショップに参加し,研究者,教育関係者等と情報交換ができた,また, 10月に勤務校において,生徒向けの芸術融合型科学教育ワークショップ(Global Science Opera workshop)を実施した際には,助言者として来校した天文学者から,本研究に関して観測方法や教材化についての有益なアドバイスをもらうことができた.本研究では,太陽表面におけるダイナミックな電磁気現象としてプロミネンスを観測し,そのデータを物理の学習の教材として利用することで,授業で学ぶ物理の原理や法則が自然現象としてどのように現れてくるかを生徒に実感させたいと考え,勤務校の地学室にあった簡易型太陽観察用望遠鏡(PST)を利用した太陽観察と画像記録にとりくんだ.この望遠鏡は眼視による観察をメインとする安価な望遠鏡であり,これと普及型のコンパクトデジタルカメラを組み合わせて撮像に利用できれば,安価な太陽観察のためのシステムが組めると考えた.物理の授業の中で, Hα線による太陽像を生徒に実際に観察させるとともに,プロミネンスの撮影に取り組んだ.生徒たちは,初めて見る太陽表面の詳細な様子に感動していた.記録した動画データから,太陽表面を落下するガスの落下加速度を読み取り,太陽表面における重力加速度と比較をすることで,万有引力や電磁気現象の総合的な学習につなげることがねらいであったが,長期休業中の観測期間も含めて教材として適当な現象をとらえることができなかった.今後も引き続き観測を継続するとともに,太陽観測衛星のデータ利用の検討も進めている.8月にはノルウェーで開かれたGlobal Hands on Universe conferenceに参加し,筆者のこれまでの太陽や月の観測とその教育的成果について発表するとともに,他国の状況についての情報を得てきた. 10月には「最新の天文学の普及を目指すワークショップ」に, 1月には天体画像教育利用ワークショップに参加し,研究者,教育関係者等と情報交換ができた,また, 10月に勤務校において,生徒向けの芸術融合型科学教育ワークショップ(Global Science Opera workshop)を実施した際には,助言者として来校した天文学者から,本研究に関して観測方法や教材化についての有益なアドバイスをもらうことができた.
工業系女子のキャリア形成にみる職業教育の現代的課題

本研究は、主に日本の中等教育・中等後教育で工業教育カリキュラムを学ぶ(学んだ)女性に焦点を当て、彼女らのキャリア形成を検討することによって、工業分野における職業教育の今日的課題を明らかにすることを目的としている。具体的には、「女性活躍推進」政策や業界施策、学校の職業教育や就職などに関する動向を整理し、本研究の学術的・政策的な位置づけを明確にしたうえで、インタビュー調査を中心に、「工業系女子」に固有の学校経験や職業選択、キャリア形成を明らかにする。以上より、工業教育と女性のキャリアの関連を「学校から職業への移行」の文脈で考察し、今後の職業教育をめぐる理論的・実践的示唆を提示する。
人工オペロン創製に向けたオペロン構築原理に関する研究

人工的にオペロンを創製するための基礎研究として、大腸菌のゲノム上に分散して存在する解糖系遺伝子を様々な遺伝子順序で連結することでポリシストロン型オペロンを作成し、宿主の生育速度と遺伝子発現量を指標にオペロンの機能性と遺伝子連結順序との関係を調べた。その結果、プロモーターの近傍ほど遺伝子発現が高くなり、離れるに従って減少することを見出した。このオペロン構築原理に従い野生型大腸菌で発現量の多い遺伝子からプロモーターに近くなるように配置した人工オペロンは、調べた中で最も生育が良かった。様々な生物由来の遺伝子1個のレベルからつなぎ合わせて生物を作る「ゲノムデザイン」の実現には、人工的にオペロンを作るためにはどうしたらよいかという「オペロン構築原理」の解明は不可欠である。本研究では、大腸菌の解糖系に関わる10個の遺伝子を材料として、人工解糖系オペロンを構築することで、「オペロン構築原理」の解明を試みた。先ずこれらの遺伝子の断片を調製し、枯草菌の遺伝子集積法であるOGAB法により、人工オペロンをプラスミド中に構築した。この人工解糖系オペロンプラスミドの性能評価のためには、宿主となる大腸菌自身の解糖系の全遺伝子を欠損した株が必要となるが、作成した人工解糖系オペロンプラスミドを大腸菌に導入した状態で、宿主ゲノム中の本来の解糖系10遺伝子を全部削除することにより、解糖系遺伝子欠損株の構築に成功した。10遺伝子のオペロン内の遺伝子順序は、10!(=363万)通りの並びが可能であるが、このうち、野生型の大腸菌における遺伝子発現量の多い順番で遺伝子を連結した「mRNA量順」オペロンなどの100種類のオペロンを任意に選択して構築し、前述の解糖系遺伝子欠損株に導入してグルコース培地での増殖速度を指標に評価した。その結果、オペロン内の遺伝子の連結順序により増殖スピードが大幅に変化したが、特に、「mRNA量順」が最も増殖スピードが速いことを見出した。オペロン内のmRNAの分布をRT-PCR法を用いて調べたところ、遺伝子の連結順序に関係なく、プロモーターからmRNA存在量が減少してゆくという単調減少の傾向が確認された。これは、オペロン内のどの位置にどの遺伝子が存在するかによって各遺伝子発現量のバランスが変化するということを意味している。よって、各遺伝子の必要とされる発現量に基づいた遺伝子配列、即ちオペロン内の遺伝子の連結順序が人工オペロン内の構築に重要であることを示した。遺伝子を単位としてつなぎ合わせて生物を作る「ゲノムデザイン」の実現を目標に、本研究では人工的にオペロンを作るために必要な「オペロン構築原理」を解明することを目標とした。2年目となる本年度は、前年に作成した大腸菌解糖系の人工オペロンを用いてに以下の2点について検討を行った。1.人工オペロン内のmRNAの分布の原因の一つにRNAポリメラーゼの合成途上における鋳型DNAからの脱落が考えられたため、これを検討するために、ChIP法による人工オペロン内のRNAポリメラーゼの局在解析を行おこなった。その結果、オペロン内のRNAポリメラーゼ密度は、プロモーターからほぼ単調に減少する傾向を確認した。前年度にmRNAの存在量についても同様の単調減少傾向を確認したことから、mRNAのオペロン内の存在量の偏りの一因にRNAポリメラーゼ密度が関与する可能性を明らかにした。2.作成した人工解糖系オペロンの生物種を超えた汎用性の検討を行うために、異種生物の解糖系を置換可能かどうか検証した。対象に選んだ異種生物は、グラム陽性菌の枯草菌である。枯草菌中に、人工大腸菌解糖系オペロンプラスミドを保持した状態で、枯草菌ゲノム中の遺伝子の削除を行ったが、一部の遺伝子の欠損は可能であったが、最も主要な枯草菌の解糖系オペロンの削除は出来なかった。この結果により、現有の人工大腸菌解糖系オペロンは、枯草菌の解糖系を完全に相補出来ない、即ち異種生物における汎用性は低い可能性が考えられた。
東南アジアにおけるイネウンカ類の防除に関する研究

稲作のさかんな東南アジアにおいて、近年、イネウンカ類の中でもトビイロウンカによる大きな減収が問題視されている。特に、ウンカの殺虫剤抵抗性の発達がアジア各国で報告されている。東南アジアに位置するカンボジアにおいては、トビイロウンカによる被害の発生が認識されているにもかかわらず、その発生実態はほとんど把握されていない。同国で効率的・効果的な防除体制を確立するために、ウンカの発生源となる地域を把握することは急務である。本年度は、国内のウンカの地域個体群の差の有無を明らかにするために、稲作のさかんな雨季作の間に、主要稲作地域の3地点からウンカを採集し、ウンカの一塩基多型の比較を行った。その結果、採集地域ごとに個体群が異なる可能性が示唆された。また、農家による防除方法を検討するために、カンボジアにおけるウンカの殺虫剤抵抗性の発達の程度を把握し、使用可能な殺虫成分を明らかにする必要がある。同3地点から採集したウンカを用い、昨年度のインタビュー調査より明らかにした、稲作農家による散布が確認された殺虫成分に対して、殺虫試験を行った。殺虫試験の結果から、アバメクチン、MEP、シペルメトリンに対する感受性が高いことが明らかとなり、殺虫効果のある成分を示すことができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。稲作の盛んなアジア諸国において、イネウンカ類の中でもトビイロウンカは稲の発育や品質に大きな影響を与える重要害虫である。カンボジアおよびベトナム南部を含むメコンデルタ地域では、トビイロウンカが周年発生していることがわかっており、その発生を抑えることが急務である。本研究では、ウンカの発生実態の把握およびその防除体制が確立されていないカンボジアにおいて、カンボジア国内で発生するウンカの発生源の解明、個体群動態の把握、殺虫剤に対する感受性の低下および在来稲品種のウンカ耐性の程度の解明を網羅的に行うことで、効率的な防除体系を確立することを目指す。今年度は、カンボジア国内でのトビイロウンカの発生源を特定するために、国内の主要な稲作地帯においてウンカの採集・DNAの抽出を行い、分子生物学的手法を用いて地域個体群の差の有無を検出する方法を検討した。ウンカのDNA配列内のITS領域に着目し、差の検出を検討したが地域差は見出せなかった。また、ウンカの多発地域において稲作農家が行っている病虫害防除のうち、農薬の使用状況について社会科学的手法を用いた調査を行うことで、その現状を把握した。雨季作において、農薬の中でも主に殺虫剤と植物成長調整剤が使われており、殺虫剤の中ではカーバメイト系が多く使われていた。農家は水田で虫の発生を認識してから殺虫剤を散布する傾向があった。また散布された殺虫剤のうち主要な殺虫成分に対するウンカの感受性試験の方法を検討した。研究成果として、ウンカ多発地域の雨季作における農家の農薬散布状況について日本応用動物昆虫学会の年次大会でポスター発表を行った。現在論文として投稿中であり、書き直しを行っている。本年度はカンボジアにおいてウンカの飼育に問題が発生したことにより十分な個体数を得られなかったため、特に本年度大きな問題となった現地の飼育環境の改善を行い、安定した個体数を確保するためのさらなる工夫を行うとともに、日本へ輸入し実験を行う事も考慮しながら体制を整える必要がある。地域個体群の相違に関しては、解析方法の検討を進め、学会発表・論文投稿を目指す。
粉じんの種類・曝露状況と関連疾患の発症・転帰に関わる検証

1.対象と目的大手耐火物製造業に昭和11年以降に入社した従業員195名を対象として、曝露粉じんの種類、曝露程度、喫煙習慣、その他の作業場における環境因子(特定化学物質)と呼吸器疾患の発生、じん肺の進展との関連を検証した。2.方法当該対象者について、胸部X線写真を含むじん肺健康診断結果個人票、職歴票(職場名、職種名、作業期間、取扱い原材料などについて記載)の記録を統合し、電子化したデータベースを作成した。このデータベースを用いて、粉じんの種類・曝露状況と関連所見の発症・進展について検討した。3.結果(1)珪石を取扱った経歴があり、かつじん肺有所見の作業者について、珪石取扱期間と胸部X線写真所見の進展について検討を行った結果、有意な正の相関関係が認められた。(2)従事した作業の種類により、じん肺有所見者の発生数には差が認められた。それらは、成形、管理業務、粉砕の3種であった。このうち、成形については負の関係、管理業務、粉砕については正の関係が認められた。(3)喫煙習慣については、全体に高い喫煙率及び詳細な把握が困難であったことから、疾患発生との関連を十分検討するには至らなかった。4.考察詳細な職歴を把握し、じん肺健診結果などの健康管理情報と統合することにより、取扱い物質、従事期間などの情報から、健康障害との関連を検討することができ、労働衛生管理において活用できることが示唆された。しかし、観察が数十年の長期間におよび、また情報量がかなり多くなることから、保存性、利便性、有益性の点から電子化を行っていくことは必須と思われた。今後もより効率的なシステムの構築を目指して改善していく必要がある。初年度は、粉塵作業場従事者の肺機能をデータベース化し、粉塵作業と喫煙が肺機能障害を引き起こすか、両者が相乗的に増悪作業を引き起こすかを検討した。対象と方法;某大手窯業企業勤務の45歳以上男性を対象に、本年度は1995年から1997年の定期健康診断の際に実施していた既存の肺機能検査結果の比較を行った。各労働者の粉塵曝露評価は、現在従事している作業場の粉塵作業環境を、作業環境測定結果および安全衛生担当者と産業医の職場巡視結果より、A:高粉塵作業場従事B:低粉塵作業場従事C:非粉塵作業場従事と分類した。また、喫煙歴の情報は健康診断の結果より、A:現喫煙B:既喫煙C:非喫煙と分類した。これら2つの因子による分類によって、簡易曝露マトリックスを作成した(9群に分類)。そのマトリックスにより分類された9群間で、FVC(努力性肺活量)とFEV_<1.0>%(1秒率)の変化率を比較検討した。結果;現在解析が終了しているデータにおいて、2年間の経年的変化の中で、"高粉塵作業場従事+現喫煙者"群と"低粉塵作業場従事+非喫煙者"群を比較した場合、FVCの変化率が、有意に前者の低下率が高いという結果が得られ、粉塵作業と喫煙が協調的に肺機能障害を起こす可能性が示唆された。次年度は、これまでの累積曝露の評価も実施するために、現在職歴原簿の作成をする。その職歴原簿には、これまでの作業場の推移・その作業場の作業環境測定結果・その他の有害作業物質使用の有無・マスク着用状況・同作業所において一緒に作業していた労働者・作業場簡易平面図を記載する予定である。

2.方法当該対象者について、胸部X線写真を含むじん肺健康診断結果個人票、職歴票(職場名、職種名、作業期間、取扱い原材料などについて記載)の記録を統合し、電子化したデータベースを作成した。このデータベースを用いて、粉じんの種類・曝露状況と関連所見の発症・進展について検討した。3.結果(1)珪石を取扱った経歴があり、かつじん肺有所見の作業者について、珪石取扱期間と胸部X線写真所見の進展について検討を行った結果、有意な正の相関関係が認められた。(2)従事した作業の種類により、じん肺有所見者の発生数には差が認められた。それらは、成形、管理業務、粉砕の3種であった。このうち、成形については負の関係、管理業務、粉砕については正の関係が認められた。(3)喫煙習慣については、全体に高い喫煙率及び詳細な把握が困難であったことから、疾患発生との関連を十分検討するには至らなかった。4.考察詳細な職歴を把握し、じん肺健診結果などの健康管理情報と統合することにより、取扱い物質、従事期間などの情報から、健康障害との関連を検討することができ、労働衛生管理において活用できることが示唆された。しかし、観察が数十年の長期間におよび、また情報量がかなり多くなることから、保存性、利便性、有益性の点から電子化を行っていくことは必須と思われた。今後もより効率的なシステムの構築を目指して改善していく必要がある。
広塩性魚テラピアの胚仔魚期の海水適応における浸透圧調節ホルモン受容体の発現動態

昨年度得られた、広塩性魚テラピア(Oreochromis mossambicus)のコルチゾル受容体のホルモン結合部位のcDNAを用い、卵発生におけるmRNAの動態を明らかにした。テラピアは、ホルモン産生器官の形成以前である受精直後の時期に、すでに高い梅水適応能力を有する。ステロイドホルモンの一種コルチゾルは、魚類の海水適応に必須であるが、母親由来として未受精卵中にも含まれていることが知られている。そこで、卵期の海水適応に母親由来のコルチゾルが関与し得るかを、受容体の存在を調べることで検討した。淡水中で産卵されたテラピア受精卵(受精後1時間以内に採取)より調整した全RNAを、淡水中で飼育していた成魚のエラの全RNAと共にノーザンブロットを行うと、RNAの単位重量あたりでは、エラよりも強いコルチゾル受容体mRNAのシグナルが観察された。コルチゾル受容体のシグナル強度は、卵発生が進むにつれて単位全RNAあたりでは減少していたが、卵中全RNA含量より計算すると、卵一個あたりのシグナル強度では増加がみられ、胚自身のホルモン産生器官が形成される以前よりホルモン受容体の産生が行われていることが強く示唆された。このことは、母親由来のコルチゾルがこの時期に作用していることを推測させる。一方、受精卵を海水に移行しても、卵中のコルチゾル受容体mRNAの発現には影響がなく、この時期のホルモン受容体量の調節が成魚とは異なり環境の塩分濃度に依存していない可能性が示された。今後は、卵中のコルチゾル受容体mRNAがタンパクに翻訳されており、機能的な受容体として卵中に存在しているかを、標識ホルモンとの結合実験等により明らかにし、母親由来のコルチゾルの生理的な意味を検討する予定である。
完全重水素化基質を用いたイソプレノイド類の代謝反応機構化学の解明およびその応用

本申請者らは、完全重水素化メバロン酸を化学的に調製し、その取り込み実験を行い、生合成過程で導入される軽水素を^1H-NMRで解析するという独自な方法論を開発してきた。これらの成果を背景として、本研究ではこの手法を幅広くイソプレノイド化合物に応用し、イソプレノイド化合物生合成機構解明、生理活性天然物の作用機作解明のためのプローブ調製への展開へと応用することを目的とした。まず、これまで開発した方法ではラセミ体の完全重水素化メバロン酸を用いていたため、生物はその半分しか利用できず効率が悪かった。そこでラセミ体合成を基盤としてSharplessの不斉エポキシ化反応を鍵とする光学活性な(R)-完全重水素化メバロン酸の合成法を開発した。イソプレノイド化合物生合成機構解明では、環化機構が未知のであったジテルペン抗腫瘍活性化合物のTerpentecinにつき、完全重水素化メバロン酸の取り込み実験を行い、得られた生成物を^1H-NMRで解析し、その環化機構が椅子型-舟型の立体配座を取り、環化反応が進行し、ヒドリドおよびメチル基の転位を経て、トランス-デカリン環が形成されることを明らかにした。さらに、非メバロン酸経路の遺伝子を破壊し、メバロン酸経路の遺伝子を導入した大腸菌に、さらにカロテノイド生合成の遺伝子群を有するプラスミドを組み込み、完全重水素化メバロン酸を添加して培養を行った。その結果高度重水素化β-カロテン、リコペン、ゼアキサンチンを得ることが出来た。得られた高度重水素化カロテンの物理化学的な性質を調べたところ、非標識体と比べて、クロマトグラフでの挙動、紫外可視吸収スペクトルが異なるなど興味深い結果が得られた。本申請者らは、完全重水素化メバロン酸の取り込み実験を行い、生合成過程で導入される軽水素を^1H-NMRで解析するという独自な方法論を開発した。これらの成果を背景として、本研究ではこの手法を幅広くイソプレノイド化合物に応用し、イソプレノイド化合物生合成機構解明、生理活性天然物の作用機作解明のためのプローブ調製への展開へと応用することを目的としている。本年度では、まずこれまで開発した方法ではラセミ体の完全重水素化メバロン酸を用いていたため、生物はその半分しか利用できず効率が悪かった。また、イソプレノイド化合物生合成機構解明では、環化機構が未知のであったジテルペン抗腫瘍活性化合物のTerpentecinにつき、完全重水素化メバロン酸の取り込み実験を行い、得られた生成物を^1H-NMRで解析し、その環化機構が椅子型-舟型の立体配座を取り、環化反応が進行し、ヒドリドおよびメチル基の転位を経て、トランス-デカリン環が形成されることを明らかにした。さらに、抗真菌活性を有する四環性ジテルペングリコシドZofimarinについても同様な実験を行い、ゲラニルゲラニルニリン酸が、一度5-8-5縮環系を構築し、その後炭素-炭素結合の酸化的切断が起き、分子内Diels-Alder反応により、四環性骨格が構築されることが示唆された。

まず、イソプレノイド化合物生合成機構解明では、抗真菌活性を有する四環性ジテルペングリコシドZofimarinについても完全重水素化メバロン酸の取り込み実験を行い、ゲラニルゲラニルニリン酸が、一度5-8-5縮環系を構築し、その後炭素-炭素結合の酸化的切断が起き、分子内Diels-Alder反応により、四環性骨格が構築されることが示唆された。さらにその生合成途中段階と考えられたP_<450>酸化酵素が関わると考えられたので、その阻害剤と知られているウニコナゾールの投与により、生合成中間体の検出に成功した。さらに、非メバロン酸経路の遺伝子を破壊し、メバロン酸経路の遺伝子を導入した大腸菌に、さらにカロテノイド生合成の遺伝子群を有するプラスミドを組み込み、完全重水素化メバロン酸を添加して培養を行った。その結果高度重水素化β-カロテン、リコペン、ゼアキサンチンを得ることが出来た。得られた高度重水素化カロテンの物理化学的な性質を調べたところ、非標識体と比べて、クロマトグラフでの挙動、紫外可視吸収スペクトルが異なるなど興味深い結果が得られた。本申請者らは、完全重水素化メバロン酸の取り込み実験を行い、生合成過程で導入される軽水素を^1H-NMRで解析するという独自な方法論を開発した.これらの成果を背景として、本研究ではこの手法を幅広くイソプレノイド化合物に応用し、イソプレノイド化合物生合成機構解明、生理活性天然物の作用機作解明のためのプローブ調製への展開へと応用することを目的としている。まず、イソプレノイド化合物生合成機構解明では、抗真菌活性を有する四環性ジテルペングリコシドZofimarinについて完全重水素化メバロン酸の取り込み実験を行った。また、その生合成中間体もP_<450>酸化酵素の阻害剤と知られているウニコナゾールおよび完全重水素化メバロン酸の投与により、重水素化生合成中間体のを調製し、その中間体が真の生合成中間体であることをその取り込み実験により明らかにした。その結果、Zofimarinはメバロン酸経路により生成したゲラニルゲラニルニリン酸から、一度5-8-5縮環系を構築し、その後炭素-炭素結合の酸化的切断が起き、分子内Diels-Alder反応により生合成されることを明らかにした。また、前年度に調製した高度重水素化β-カロテン、リコペンを同位体希釈の方法で内部標準として、培養植物細胞及びその抽出物中の種々のカロテノイドの分布をMALDI-TOF/MSで分析した。その結果、通常の分析で必要とされる前処理無しに、種々のカロテノイドをピコモルレベルの高感度で分析できることを明らかにした。本手法による高度重水素化イソプレノイド調製法の有用性を示している。
Revascularization Syndromeの機構解明ー培養血管内皮細胞,心筋細胞に対する細胞毒性による解明ー

1)血管内皮細胞の機能障害を示す指標として、犬由来の血管内皮細胞に関するFuraー2AMの吸収とその結果産生されるFuraー2の排泄を測定した。その結果、Furaー2AMの吸収には培養dish中の細胞数、Furaー2AMの濃度、培養液量が関係し、排泄には温度及び血清の存在などが関係することがわかった。そして、一定条件下で、一定の排泄をさせることができた。すなわち、22mm径のdishに約2×10^5個の細胞を培養し、4μMのFuraー2AMを0.8ml加え、120分incubateした後、培養液のみで排泄を行うと約60%排泄した。またFBS存在下では、75%の排泄があった。2)上記系に血管内皮細胞障害物質として、過酸化脂質である15sHPETEを加え、その濃度と排泄の関係をみた。5μg/mlという低濃度の障害物質は、排泄を抑制し90分間で30%の排泄であった。更に15sHPETEを20μg/mlに増量すると90分で約90%の排泄となった。3)次の上記系にMNMS犬より得られた血清を加え、排泄の違いを検討した。しかし、血清による排泄の違いを見いだせなかった。4)そこで、MNMS犬より得られた血液から顆粒球を遠心勾配法により分離し、2×10^5個の血管内皮細胞に対し、2×10^6個の顆粒球の割合で加え排泄の変化をみた。虚血前、再還流直後の顆粒球では変化がないのに対し、再還流後3時間の血液より得られた顆粒球では、有意に排泄を抑制した。5)同時に培養液中のLDH濃度を酸素法で測定したが、違いはみられなかった。第一に実験モデルを作成した。犬の腎動脈下大動脈を6時間遮断すると、遮断解除後、血中GOT、GPT、CPKの上昇が認められ、その後、心拍出量低下をきたし犬は死亡した。8頭に施行し、全例死亡した。その経過中の循環動態をモニタ-すると共に、静脈血を採取した。最後の2例については、外頸静脈を採取し、そこより得られた血管内皮細胞を初代培養した。その際、死亡時の腎・肝・心・肺を組織学的に検討したが、違いを見いだせなかった。次に骨格筋完全虚血モデルとして、犬の薄筋で6時間完全虚血を加え、遮断解除後の還流静脈血を採取した。血管内皮細胞に与える影響を形態的、機能的にみるため、第一に培養血管内皮細胞に、虚血後再還流静脈血の血清を加えた。光顕レベルでの形態変化を検討したが、違いはみられなかった。次に機能変化をみるため、血管内皮細胞に螢光発光物質であるfura-2をとりこませた後、その排泄を測定した。犬の正常血管内皮細胞での、fura-2の吸収、排泄は、現在まで調べられていないため、現在は、取り込ませる際のfura-2の適切濃度、及び時間を決定している途中である。4μM/lの濃度が適当と考えられ、また、取り込み時間は2時間が適当であると考えられた。今後、これらの濃度を使用し、還流静脈血血清を加えた際の変化をとらえることで、血清中の毒性を測定していく予定である。さらに還流静脈血の血球成分を分離し、それらを血管内皮細胞と接触させることにより、血球成分の血管内皮細胞機能への影響も調べる予定である。
建物換気口のためのニューラルネットワークを用いたアクティブ騒音制御手法

静けさは快適な居住空間のための必要条件である。建物の遮音性能のボトルネックになりやすいのは換気口である。本研究では,換気口から透過する騒音をアクティブ制御するために,NNを応用した制御アルゴリズムを提案した。数値シミュレーションにより,従来の手法であるLMSアルゴリズムとANC効果の比較を行い,NNアルゴリズムは,制御対象となる騒音を十分に学習させることでLMSアルゴリズムよりも高い効果を発揮することを示した。本研究は,騒音に弱い建物換気口に対してアクティブ騒音制御(以下ANCと略す)技術を適用して,換気口から室内へ侵入する騒音を防止する手法を提案するものである。生活音などのノイズの影響を排除して,安定して騒音制御できるANCシステムを考案することを目的としている。本年度は,「屋外騒音と生活音の判別アルゴリズムの考案」が主たる課題である。この課題の解決は,制御対象ではないノイズが常に存在する建物外周部にANC技術を適用するために必須である。研究内容の概要は次のとおりである。騒音と生活音の周波数特性の相違に着目することで制御対象騒音の判別が可能であると考え,判別対象音の周波数特性をバンド分析して,その特徴を自動車騒音の周波数特性モデルと比較し,類似性を評価するという判別手法を検討した。結果として,判別の際に必要となる,分析手順(自動車騒音の特徴が現れる56Hz3,550Hzの周波数特性を16バンドに分類),自動車騒音に関する5つの周波数特性モデル,類似性を評価するための尺度および閾値を提案した。そして,提案した手法が,実空間の道路沿道の騒音(約400分)に対して90%以上の正答率があること,また,主に人の声(生活音)で構成されるテレビの音(約60分)に対して84%の正答率があることを確認した。さらに,換気口におけるANCの数値シミュレーションを行い,騒音と生活音が混在する場合でも,提案した判別手法を組み込むことで生活音によるANCの誤動作を抑制することが可能であることを確認した。この判別方法を,ニューラルネットワークを用いた手法に拡張することで,制御空間に存在する騒音を予め学習することが可能な,より正答率の高い判別手法として提案することができると考えている。生活音などのノイズの影響を排除して,安定して騒音を制御できるANCシステムを考案することを目的としている。本年度は,「ニューラルネットワーク(以下NNと略す)を応用した制御アルゴリズム」を提案した。まず,NNにおける音響信号の取扱いを決定した後に,純音・狭帯域ノイズ・広帯域ノイズに対するNNの学習能力を検討した。剛は,いずれの音響信号に対しても高い学習能力があるという結果が得られた。次に,換気口のANCにNNを適用できるかどうか検討したところ,換気口を透過する限られた帯域の自動車騒音に対して,NNは非常に高い学習能力があることが分かった。最後に,交通量が少なく単体走行している自動車騒音や,交通量が多く定常走行している自動車騒音など,いくつかの騒音を対象に,従来のLMSアルゴリズムとNNアルゴリズムの制御効果を比較した結果,NNは長時間学習させることでLMSよりも325dB高い効果が得られることを明らかにした。なお,提案手法で使用したNNは3層の階層型とし,各層を構成するユニット数は,入力層80,隠れ層13,出力層1とした。昨年度に考案した「屋外騒音と生活音の判別アルゴリズム」と,本年度の「NNを応用した制御アルゴリズム」を組み合わせて動作させることで,本研究の目的である,ノイズに影響されない建物換気口のためのアクティブ騒音制御技術が実現される。
水輸送の分子機構-脳浮腫の解明と治療-

グリア存在する水チャネルAQP4について、網膜のグリアであるミュラー細胞を用いて発現様式を検討した。単離し培養化したミュラー細胞ではAQP4が細胞内に発現し、細胞膜上の発現は認められなかった。ミュラー細胞をラミニンコートしたディシュで培養するとAQP4は細胞膜上に存在した。この細胞をチロシンキナーゼ阻害薬であるハービマイシンで処理すると、再びAQP4は細胞内に存在するようになった。以上のことからAQP4の細胞膜上での発現は細胞外マトリックスによって影響されており、チロシンリン酸化機構がAQP4の膜発現に重要であることが判明した。このことは組織障害時に、細胞外マトリックスとの接触が損なわれAQP4の局在が変化して水輸送が損なわれ、結果として脳浮腫に結びつく可能性が示唆された。虚血や組織障害時に開口するKチャネルとしてATP感受性Kチャネルがある。水輸送には必ずイオン輸送による浸透圧変化が大切であることから、組織障害時に開口するATP感受性Kチャネルに注目した。まず、このチャネルcDNAサブユニットをRT-PCRでクローン化し、さらに抗体を作成した。抗体による脳組織の染色ではATP感受性Kチャネルは神経細胞に発現していること、海馬に強い発現が見られること、SUR1サブユニットは細胞体に存在するのに対してSUR2サブユニッドはアクソン末端に発現することが見い出された。この現象はPC12細胞に強制発現させたSUR1が細胞体に、SUR2AとSUR2Bがneurite末端に発現することと一致した。水輸送ではSUR1を構成成分とするATP感受性Kチャネルが関与する可能性が考えられた。脳に発現するカリウムチャネルを明かとする目的でATP感受性カリウムチャネルについて検討した。ATP感受性カリウムチャネルはチャネル(Kir)サブユニットとスルフォニル尿素受容体(SUR)サブユニットからなっている。このうち、SURサブユニットはチャネル活性を直接制御すると考えられ、SUR1とSUR2の2つの遺伝子が存在し、さらにSUR2についてはdifferential splicingによってできると考えられるSUR2AとSUR2Bの2つのisoformが存在している。どのようなSURがどの時期に脳のどの部分でどのように発現しているかを調べるため、SUR1,SUR2AとSUR2Bの特異抗体の作成を試みた。培養細胞に発現させたSURサブユニットを用いて抗体の特異性を検討したところ、SUR2Bの抗体はSUR1も認識したが、SUR2AとSUR2B両者を認識する抗体を併用するとSUR1、SUR2A、SUR2Bの3つのサブユニットを区別することが可能となった。これらの抗体を用いて脳のSURの分布を調べたところ、特に、SUR2Bについては、海馬歯状回の顆粒細胞からのaxon(mossy fiber)を受けるCA3領域のstratum lucidumに強い発現がみられ、この発現はsynaptophysinの発現領域に一致しており、presynaptic terminalにSUR2Bは発現している可能性が示唆された。このことはATP感受性カリウムチャネルがシナプス伝達に何らかの役割を果たしている可能性が示唆された。一方、グリア細胞にはATP感受性カリウムチャネルの明かな発現は認められず、水輸送系との関連は現在のところ深くないと考えられた。しかし、引き続き、培養アストロサイトを使って検討している。グリア細胞に発現する水チャネルAQP4 cDNAをPCR法によってマウス脳cDNAより単離した。AQP4はそのC末端にPDZドメインを持つPSD95等の結合が可能となるSer-Ser-Val配列を持っていた。この配列に結合する可能性のあるPDZ蛋白質のdlg, PSD-95についてGST fusion蛋白質を作成して検討したが、いずれも結合するものを見い出すことができなかった。一方、AQP4のC末端部分のオリゴペプチドを合成し、このペプチドに対する特異的抗体をウサギおよびモルモットで作成した。

これらの抗体はWestern blotによってGST fusion蛋白質としたAQP4を認識し、さらに、培養細胞に発現させたAQP4も認識することを確認した。免疫組織化学法によってAQP4の脳での局在を調べ、AQP4がアストロサイトに発現していることを確認した。また、網膜における分布を調べ、網膜グリアであるミュラー細胞にAQP4の発現を見い出した。ミュラー細胞を単離して、ポリリジンでコートしたガラスディスク上で培養をおこなったところAQP4の発現は検出されず、down regulationされている可能性が考えられた。ところが、ラミニンでコートしたガラスディスク上で培養するとAQP4の発現は持続していた。AQP4の発現制御に細胞外マトリックスが関与している可能性が高いと考えられた。これは、網膜に穴があき、障子体液が網膜下に侵入し、色素上皮細胞層と網膜の間が剥離する網膜剥離の際にも、ミュラー細胞でのAQP4の発現が低下し、余分の水を十分には吸収できないことが病態に関与する可能性が考えられた。ダリアにはすでにAQP4が発現していることが報告されている。AQP4以外の新規水チャネルがダリアに発現していないかどうかを調べるために、ダリア細胞に発現する水チャネルAQP4 cDNAをRT-PCR法によって単離したあと、これをプローブとして、E18.5のマウス胎児から分離したアストロサイトのprimary cultureより単離したmRNAから作成したcDNAライブラリーをスクリーニングし、AQP4ホモログcDNAの単離を試みた。約25万個のライブラリーをスクリーニングして、30個の陽性クローンを単離したが、AQP4以外のクローンは存在しなかった。水輸送は必ずイオンの輸送にカップルすると考えられている。そこで、カリウムチャネルの関与について、すでに我々が網膜ダリアでその存在を報告しているKir4.1が発現しているかどうかをやはり一次培養したアストロサイトを使ってRT-PCRにより検討した。その結果、Kir4.1が強く発現していることを確認した。Kir4.1についてRT-PCRを使ってクローン化し、さらに特異抗体をモルモットを使って作成した。細胞免疫染色によって、1型アストロサイトと2型アストロサイト両者にその発現が見られた。Northern blotによってもその発現を確認した。2型アストロサイトではその発現が細胞質にあり、膜上の発現は少ないことが考えられた。この膜上での発現が何らかのシグナルによってコントロールされている可能性について現在検討をおこなっている。一方、このKir4.1がAQP4と共存しているかどうかについて、免疫沈降法を用いて検討したが、両者の結合は証明できなかった。これはKir4.1が細胞骨格に強く結合しており、十分な可溶化が行えていなかった可能性が考えられ、現在、各種可溶化剤を用いて検討を加えている。
ミズクラゲ型大環状分子フラスコの創製とその分子フラスコ内における高効率反応

生体内のタンパク質上で行われている高効率型化学合成を、人工的に作った分子フラスコ(=カゴ状大環状化合物)内でも効率的に行なわせることができるかという発想の基に、この申請研究を提案した。生体内のタンパク質合成反応場は三次元的な空間であり、水素結合やπ電子相互作用および空間的立体反発などをうまく利用した生体フラスコを提供している。そこで、我々が開発した酢酸マンガン(III)を用いる分子間および分子内ラジカル環化反応を利用した大環状化合物の合成反応を用いて、オリジナルのカゴ状大環状化合物の合成を試みた。我々は酢酸マンガン(III)の分子間および分子内ラジカル環化反応に基づく大環状化合物の合成を完成し、報告してきた。現在のところ、本方法によりジヒドロフラン環を縮環した50員環までのシクロファン型マクロジオリド類がよい収率(60-80%)で合成できる。ラジカル環化反応で大環状化合物を合成するという方法は他に類を見ないが、大変収率がよいのは驚くべき特徴である。そこで、独創的とも言える本方法を用いて新規カゴ状大環状化合物の合成を試みた。次に、合成されるカゴ状大環状化合物を用いて、1)カゴ状大環状化合物空隙内への有機ゲスト分子の包接、2)水素結合やπ電子相互作用および空間的立体反発などの内的要因による有機ゲスト分子および試薬類の空隙内固定化、3)空隙内における有機ゲスト分子および試薬類の高効率的反応、4)反応後、有機溶媒による洗い出し、続いてのクロマト分離による生成物の単離、および5)カゴ状大環状化合物の回収および再利用を予定した。本研究では残念ながらカゴ状大環状化合物の合成までは行えなかった。しかし、連続分子間および分子内マクロ環化を用いた65員環までのシクロファン型大環状化合物の合成に成功した。また、同様の分子内マクロ環化を用いて、9員環から18員環までのマクロジオリド類の合成が達成できた。その他、カゴ状大環状化合物の合成が達成された際のゲスト化合物を多数合成できた。今後、合成できた新規シクロファン型大環状化合物が分子フラスコとして機能するかを検討する予定である。また、最終的には新規カゴ状大環状化合物の分子フラスコとしての機能性を充分踏まえた上で、立体選択的な有機合成と不安定化合物の合成を検討し、生物模倣的反応を超分子化学を用いた精密化学へと発展させることを将来の目標としている。そこで、生体内のタンパク質上で行われている高効率型化学合成を、人工的に作った分子フラスコ(=カゴ状大環状化合物)内でも効率的に行なわせることができるかという発想の基に、平成15年度は我々が開発したオリジナルの合成法で分子フラスコに当たる大環状化合物の合成を検討するために、以下の実験を行った。

1.原料の芳香環を含むメチレン鎖およびメチレンエーテル鎖で末端の1,3-ジカルボニル基をつないだトリス(1,3-ジカルボニル)化合物を、相当するフェノール類とクロロアルカノール類やクロロアルキルアミン類とジケテンとの反応から合成した。また、反応基質である1,ω-アルカジエン類は、アリールマグネシウムブロミドと脂肪族飽和ジカルボン酸エステルとの反応から合成した。エーテル結合を持つ末端ジエン類は相当するケトン類のReformatsky反応によりβ-ヒドロキシエステルを合成し、LAH還元、引き続いての加熱脱水により合成した。その他市販の試薬・有機溶媒は必要に応じて精製したものを用いた。2.我々が開発した1,3-ジカルボニル化合物と末端ジエン類の酢酸マンガン(III)による分子間および分子内ラジカル環化反応を利用した大環状化合物の合成反応は、反応温度や圧力、溶存酸素などの反応条件が生成物の収率に大きく影響するので、次のような反応条件を検討し、カゴ状大環状化合物生成の最適条件を検討した。(1)反応温度はマンガン(III)錯体のラジカル反応を考慮し、高温(140,100,80°C)と室温(20,30°C)を設定した。(2)本反応ではアルゴン雰囲気下を用いた。(3)カゴ状大環状化合物の生成に関してtemplate効果と外気圧の関係を調べるために、オートクレーブ(15kg/cm^2200kg/cm^2)中での反応を検討した。(4)この反応の濃度依存性を検討した。3.トリス(1,3-ジカルボニル)化合物のスペーサーの長さとカゴ状大環状化合物生成の関係を詳しく検討し、最大何員環までのシクロファン型マクロジオリド類が本ラジカル反応で合成可能かを調べた。4.以上の実験から、合成された1,3-ジカルボニル化合物と末端ジエン類の反応の条件はアルゴン雰囲気下、希釈条件で100°Cが最も良く、最大で50員環までの大環状化合物が収率良く合成できた。また、いずれの反応からも二倍体に相当する化合物が副生することもわかった。生体内のタンパク質合成反応場は三次元的な空間であり、水素結合やπ電子相互作用および空間的立体反発などをうまく利用した生体フラスコを提供している。そこで、生体内のタンパク質上で行われている高効率型化学合成を、人工的に作った分子フラスコ(=カゴ状大環状化合物)内でも効率的に行なわせることができるかという発想の基に、平成15年度に続き平成16年度も我々が開発したオリジナルの合成法で分子フラスコに相当する大環状化合物の合成を検討した。1.原料の芳香環を含むメチレン鎖およびメチレンエーテル鎖で末端の1,3-ジカルボニル基をつないだビスおよびトリス(1,3-ジカルボニル)化合物を、相当するフェノール類とクロロアルカノール類やクロロアルキルアミン類とジケテンとの反応から合成した。2.我々が開発した1,3-ジカルボニル化合物と末端ジエン類の酢酸マンガン(III)による分子間および分子内ラジカル環化反応を利用した大環状化合物の合成反応は、反応温度や圧力、溶存酸素などの反応条件が生成物の収率に大きく影響するので、平成15年度に続き次の反応条件を検討し、カゴ状大環状化合物生成の最適化を検討した。
サイエンスコミュニケーションを指向した歴史をたどる力学教育

イラスト作成の取り掛かりが遅れ、教材作成が遅れた。イラスト完成を待つ間に、資料や講義に関して以下のような整理を行った。研究者の師弟関係に着目して研究内容の継承がどのようになされたのかを整理した。この内容を「サイエンスコミュニケーションを指向した力学の歴史ー師弟関係による研究継承の整理ー」と題して第66回工学教育研究講演会において口頭発表した。科学コミュニケーションにおける共感・共有の重要性が一般的に指摘されている。ここで、共感は感情について、共有は規範・価値観に関する「こころのコミュニケーション」を意味している。また、価値観の共有は「同じ価値観を共有すること」ではなく、「価値観が伝わる、感じる、分かること」である。講義では「情報のコミュニケーション」が主題になる点に違いがある。著者が講義している「力学の歴史」(本研究課題の基になっている授業)において「こころのコミュニケーション」がどのように現れているか検討した。この内容を7th Asian Conference on Engineering educationにおいて'On Sympathy and Shared Values in Science Communication'の表題で口頭発表した。イラストレーターが決まらなかったことから、イラストの作成依頼が遅れ、教材の作成が遅れた。3月末でイラストについては残りおよそ10点と他については修正段階になった。残りのイラストを完成させ、追加のイラストを依頼する予定である。これらのイラストを含め、若年層向けの教材を完成させる。教材の試供版を作成し、学生や高校教員の意見を聞きながら最終的な教材を作成する。○大学1,2年生を対象とした教材の整備共通教育科目として「力学の歴史」を開講し,教材の改善を図った.講義で出題した力学のクイズについて,第63回工学教育研究講演会と5th Asian Conference on Engineering Educationにおいて発表を行なった.これらの中で,実際の問題をモデル化する難しさ,力学法則を知っているがために誤解する問題,慣性モーメントのように日常生活で体験するが高校教育までに学習しない問題,高校で学習するが知識の定着率の悪い問題などを紹介した.また,簡単な数値計算問題により,日常生活の現象を定量的に評価することが科学的な思考へつながることを示した.○高校生を対象とした教材の原稿作成高校生向けの教材を作成し,その一部を研究室に来た附属高校生に紹介した.次年度の「サンプル教材作成」に活かしたい.平成27年度に「イラストレーターとの意見交換」を予定していたが,イラストレータを探すことができていない.「イラストを誰にどのように依頼するか」について迷ったため遅れている.イラスト依頼が随意契約の問題となる可能性があるので,事務手続きを含めて関係者と協議をして進めたい.イラストは教材の印象に大きな影響を与えるので慎重に決める予定である.他は概ね順調に進んでおり,研究遂行上で問題になるような事項は見当たらない.研究計画では平成28年度は「高校生を対象としたサンプル教材の作成」を計画していたが,教材に使用するイラストの著作権問題について照会に時間を要したため,他の事柄について研究を進めた.共通教育科目として開講している「力学の歴史」において,受講者が共感を受けやすい内容として「研究者の背景に関するエピソード」と「研究者が残した有名な言葉」がある.人物を通して歴史的に力学を解説する手法は共感を得やすく,次の段階に必要な知識の共有に対する心理的な障壁を下げる効果がある.この講義科目はサイエンスコミュニケーションに応用しやすいものと位置付けている.これらのことを第64回工学教育研究講演会において発表した.また,クォーター制により従来より講義回数が減ったので短縮版の教材に変更した.このことにより,より教材のバリエーションが増した.教材に利用するイラスト作成に関わる著作権について印刷会社への照会・回答などに時間を要してイラストの発注が遅れている.「歴史的な芸術作品・建築物などの模写」や「発注時の仕様書における既出の画像使用」などが主な懸念事項である.研究計画では「前年度までに完成したサンプル教材を愛媛県内の高校に送付しアンケート調査する」計画であったが,イラスト作成が遅れ教材が未完成である.遅れていたイラストは3月末に全体の1/3程度完成した.主として教材作成に直接的な関わりのないことを中心に研究を進めた.現在,中・高校において使用されている教科書において取り上げられている人物・教科・内容を調査した.中学校での歴史は大部分が日本史であるため,力学の発展に貢献した人物は理科・数学を中心に取り上げられている.高校では,理科・数学において人物に関する記述が大幅に減り,世界史・倫理において記述が非常に多い.したがって,高校の理系コースの生徒は選択科目によっては人物名を学校教育で聞いたことがない可能性がある.一方,文系コースの生徒は人物名を知っていても力学への貢献や内容に関心がない可能性がある.また,複数の分野で学習することにより,複数の業績が同一人物によるもであったりすること(例えばフックの法則と細胞の発見者,パスカルの法則とパンセの著者など)のように関連性を認識しにくい状況にある.人物に焦点を当て歴史的に解説するとこれらの問題点を克服し易いと考えられる.大学生対象の共通教育科目において,教材で取り挙げる予定の人物に関して知名度を調査したところ,高校までに教科書で学習する事柄と強い相関が認められた.これらの調査内容は「「歴史をたどる力学教育」の構想ー中・高校の教科書における物理学者の記述ー」と題して第65回工学教育研究講演会において口頭発表した.イラストの描画作業開始が遅くなり,結果としてイラストを含めた教材作成が遅れている.予定しているイラスト147点は既に依頼済みで,うち44点は3月末までに完成した.イラスト作成の取り掛かりが遅れ、教材作成が遅れた。

イラスト完成を待つ間に、資料や講義に関して以下のような整理を行った。研究者の師弟関係に着目して研究内容の継承がどのようになされたのかを整理した。この内容を「サイエンスコミュニケーションを指向した力学の歴史ー師弟関係による研究継承の整理ー」と題して第66回工学教育研究講演会において口頭発表した。科学コミュニケーションにおける共感・共有の重要性が一般的に指摘されている。ここで、共感は感情について、共有は規範・価値観に関する「こころのコミュニケーション」を意味している。また、価値観の共有は「同じ価値観を共有すること」ではなく、「価値観が伝わる、感じる、分かること」である。講義では「情報のコミュニケーション」が主題になる点に違いがある。著者が講義している「力学の歴史」(本研究課題の基になっている授業)において「こころのコミュニケーション」がどのように現れているか検討した。この内容を7th Asian Conference on Engineering educationにおいて'On Sympathy and Shared Values in Science Communication'の表題で口頭発表した。イラストレーターが決まらなかったことから、イラストの作成依頼が遅れ、教材の作成が遅れた。3月末でイラストについては残りおよそ10点と他については修正段階になった。研究分担者を追加して研究の進捗を図る.学内の研究分担者を予定しており,連絡がとり易く進捗状況の改善が期待できる.また,文理融合型の社会共創学部の教員であることから,工学部とは異なるバックグラウンドの学生に接しており,このような学生は科学コミュニケーションを実践対象に適している.イラスト発注に必要な仕様書を作成し,手続きに移す予定である.イラストに関係しない作業を前倒しして研究の遅れを取り戻したい.また,イラストレータと十分打ち合わせる必要がある.未完成のイラストを急ぎ,教材の完成を急ぐ.イラストは3月末までに全体の1/3程度が完成したが,イラストの趣旨などの打ち合わせと修正はこれからの作業となる.また,残りのイラストは分納して,教材作成と並行作業を予定している.教材作成後のアンケート調査と教材の改善を考慮すると,残り1年で全てを終わることは困難と思われるので,1年の延長を含めて計画を修正する予定である.残りのイラストを完成させ、追加のイラストを依頼する予定である。これらのイラストを含め、若年層向けの教材を完成させる。教材の試供版を作成し、学生や高校教員の意見を聞きながら最終的な教材を作成する。教材にイラストを多用する計画であるが,イラストレーターを選ぶ作業が遅れている.イラストレータとの打ち合わせ,サンプル画等に要する費用が未使用となった.