hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家政学・生活科学へのライフマネジメントの導入-ライフマネジャーの養成に向けて-

また「相談教育の実際」では、生活設計、児童、夫婦、親、栄養、住居、消費者等の幅広い相談に関する科目があり、さらにはケアマネジメント論や社会福祉実践論といった相談の方法に関する科目が設定されている。結果的に、日本で家政学・生活科学領域でライフマネジャーを養成するためには、家政学・生活科学のカリキュラムの再検討が必要である。ただ、日本においては高齢者や障害者領域でケアマネジャーの育成が行われているが、家政学・生活科学がアドミッション・ポリシーとして家族を中心にしたライフマネジャーの養成を目指すためには、カリキュラムの再編成が不可欠であるが、こうした人材が養成されれば、ケアマネジャーより幅が広く、さらに深く支援できることになる。
細胞膜レベルからみた老化と小腸吸収機能に関する研究

〔グルコ-ス吸収能の加齢変化〕刷子縁膜ベジクルにおけるグルコ-ス輸送を^<14>Cをラベルしたdーグルコ-スを用い、急速濾過法にて検討した。対照群におけるグルコ-ス輸送は、Na^+イオン勾配下で反応開始後30秒に1000pmol/mg proteinを越えるピ-クを持つ、所謂オバ-シュ-ト現象を認めた。equilibriumにおけるグルコ-ス取り込み量は200pmol/mg proteinであった。K^+イオン勾配下ではこのようなオ-バ-シュ-ト現象は認められなかった。これに対して、老齢群のグルコ-ス取り込み曲線は、Na^+イオン勾配下においてもオ-バ-シュ-ト現象を示さず、ピ-ク値のグルコ-ス取り込み量は480pmol/mg proteinと対照群の半分にも満たない値をしめした。老齢群のK^+イオン勾配下におけるグルコ-ス取り込みは対照群と同様のパタ-ンを示したが、Na^+イオン勾配下と異なり対照群よりも取り込み量は高い値を示した。このことは、刷子縁膜においてNa^+イオンと共同輸送を行うグルコ-ス輸送担体が加齢にともないその機能に変調をきたすものと考えられた。K^+イオオノフォアのオリゴマイシンを用いたelectrogenesityに関する実験から、加齢にともない膜電位エネルギ-をグルコ-ス取り込みに利用できなくなる可能性が示唆された。従って、細胞膜のelectrogenesityが変化することがオ-バ-シュ-ト現象消失の原因と考えられた。さらに、輸送担体のキネティクスに関して現在実験を実施している。〔カルシウム吸収能の加齢変化〕刷子縁膜ベジクルにおけるカルシウム輸送を^<45>Caを用い、急速濾過法にて検討した。対照群、老齢群における経時的なカルシウム取り込み曲線は、対照群に比し老齢群で低値を示した。現在までに終了した実験結果は以上であるが、さらに検討を加える所存である。ベジクル作成方法をMg^<++>沈澱法から膜に付着したCytoskeletal materialを分離可能なThiocyanate処理法に変更すべく検討を重ねた。その結果、Purificationは向上するもののベジクルの獲得量が著しく減少することが判明した。予定した実験動物数と動物舎で飼育可能な実験動物数のいずれにも制限があるため、Thiocyanate処理法は今回の実験計画には不適当と考え従来のMg^<++>沈澱法で実験を進めることになった。ベジクルのValidationは細胞膜特異酵素測定および電子顕微鏡写真による形態学的検討の方法を用いて行なった。細胞膜特異酵素測定の結果各酵素活性値は小腸粘膜全体に比して以下のような結果を示した。【○!1】小腸粘膜細胞刷子緑特異酵素:ロイシンアミノペプチダーゼは12倍の活性値上昇を認めた。小腸粘膜細胞測定膜特異酵素:Na^+/K^+ATPase活性は1〉であり、各種細胞内小器管特異酵素もいずれも1〉の活性値減少を認めた。また、電顕写真では典型的な細胞膜ベジクルフォーメーションが確認された。以上より、今回作成したベジクルは以下の実験に使用可能であると判断した。老齢ラットを現在作成中で、1年間飼育を目標に飼育中である。

当初予定したSDラットを老化実験に適したFisher344ラットに変更している。これまでに予備実験として行なった、12ケ月飼育のWistar ratの実験結果は、dーグルコースの輸送担体の老化を示すものであり予備実験としては充分に満足のいく結果であった。dーグルコースの輸送担体の老化に関しては、これまでに幾つかの報告がみられるものの、未だに意見の一致が得られていない。我々の知見は輸送担体の老化説を裏付けるものではあるが、輸送担体の機能低下が数の減少によるものなのか、あるいは数己のものの減少ではなく、個々の能力の劣化にともなうものなのか等々今後の研究によりあきらかにしていきたい。刷子縁膜におけるd-Glucose輸送担体について、wistar系ラットを用い予備実験を行った。18ケ月令のWistar系ラットを実験に使用した。対照群に比して、18ケ月令のグルコ-ス輸送量は少なく、老化に伴う機能障害の存在が示唆された。本試験に使用する老化実験用のFisher344ラットを現在飼育中である。Fisher344ラットの実験を平成元年12年より開始の予定であったが、最近18ケ月令では老化実験に使用するのは疑問とする意見が多く、実験開始をさらに612ケ月延期している。本邦では、一定期間飼育済のラットを購入できないため、老化実験には飼育期間の時間を考慮する必要があった。このため、実験が予定より年の単位で遅れている。しかし、来月にはFisher344ラットが24カ月令に達するので一部の実験を開始できるものと考えている。したがって、平成2年度の研究期間内に予定したすべての実験を完了するのは困難になりつつあるが、刷子縁膜および細胞内小器官におけるイオン輸送については期間内に研究実績を得られるものと考えている。平成元年度に終了した実験のまとめとしてはFisher344ラット8週令のコントロ-ル群について、d-Glucose輸送担体のdataを取り終え、次いでカルシウム、Na^+/Ca^<++>exchangerの基礎data収集に取り掛かるところである。さらに、現在実験系のbiopsy sampleを用いたマイクロ化を検討中で、これに成功すればプロジェクトをラットからヒトへ拡大できるものと考えている。幸いにして、ヒト小腸のbiopsy sampleを集めやすい立場であり、老人の検査が多いので是非このマイクロ化を成功させたいと思っている。これまでの実験を通して実験から得た教訓は「老化実験は時間がかかる」という一言であり、これまでのところこれにつきると言わざるを得ない。〔グルコ-ス吸収能の加齢変化〕刷子縁膜ベジクルにおけるグルコ-ス輸送を^<14>Cをラベルしたdーグルコ-スを用い、急速濾過法にて検討した。対照群におけるグルコ-ス輸送は、Na^+イオン勾配下で反応開始後30秒に1000pmol/mg proteinを越えるピ-クを持つ、所謂オバ-シュ-ト現象を認めた。equilibriumにおけるグルコ-ス取り込み量は200pmol/mg proteinであった。K^+イオン勾配下ではこのようなオ-バ-シュ-ト現象は認められなかった。これに対して、老齢群のグルコ-ス
海洋有機物における糖ペプチドの構造解明および炭素循環に果たす役割の評価

本研究は海洋有機物が糖ペプチドの働きによって分解から免れ海水中に蓄積しているとする仮説を立て、糖ペプチドの化学的性質の解明から本仮説の検証を目指すものである。海洋懸濁態有機物中の糖鎖について様々な抽出液や分解法を用いて試料から糖鎖を抽出・精製後、糖鎖を蛍光標識して電気泳動することで、糖鎖の分子量による分離に成功し、還元末端が未修飾のグルコースが3から13繋がった糖鎖と、連続的な幅広い移動度をもつ糖ペプチド鎖が検出された。しかしこれらの糖鎖は、同試料に含まれる全糖の1.6%にすぎず、多くの糖は本法では検出されない巨大な分子量をもつ糖鎖として存在し、有機物の蓄積に寄与する可能性が示唆された。本研究は、糖ペプチドの働きによって海洋有機物が分解酵素から保護され海水中に蓄積するという仮説を立て、糖ペプチドの化学的性質を明らかにすることで糖ペプチドが海洋有機物の蓄積に果たす役割の解明を行うことを目的としている。海洋有機物の分解過程の初期段階に位置する海洋表層懸濁態有機物に含まれる糖ペプチドの構造解明をおこなうため、平成26年度は分析に必要となる海洋表層懸濁態有機物を大量の海水から集め、濃縮・均質化を行った。研究計画では、懸濁態有機物の収集には海洋有機物濃度が高くサンプリングが容易であると予想された産総研阿賀臨海実験場(広島県呉市)の海水くみ上げ施設を利用することとしており、実際に採取した海水には粗い粒子が非常に多く含まれ濁りがみられた。しかし採水後数分で海水中の粒子は沈殿したことや色から、粒子は懸濁態の有機物ではなく、おそらく潮汐や風による攪乱およびくみあげポンプからの吸引によって巻き上げられた海底の砂粒と考えられる。また、海水の栄養塩濃度を測定したところ、無機窒素・リンともに沿岸域にしては低濃度であった(2 uM N、0.2 uM P)ことからも、それを利用するプランクトンを含む懸濁態有機物量はさほど多くないことが予想された。そのため阿賀臨海実験場で採取可能な海水からの糖ペプチド画分の濃縮は困難と判断し、計画を変更して伊勢湾および赤道域航海でフィルター上に採取した表層懸濁態有機物試料を名古屋大学より提供いただくことにした。今年度はこれらの試料についてフィルターごと凍結乾燥し、フィルター表面の表層懸濁態有機物試料の剥離を行った。剥離した有機物はまとめてめのう乳鉢で粉砕・均質化し、次年度以降糖ペプチドの精製、ペプチド鎖の定量に使用する海洋有機物試料の粉末ストックを作製した。これらの粉末試料について試料中の元素分析のための前処理を行った。海洋有機物の分解過程の初期段階に位置する海洋表層懸濁態有機物に含まれる糖ペプチドの構造解明をおこなうため、平成27年度は名古屋大学より提供いただいた伊勢湾および赤道域の表層懸濁態有機物試料を粉砕・均質化して得た海洋有機物試料の粉末ストックを全実験に使用した。粉末ストックを有機炭素および窒素分析および加水分解後の単糖組成分析に供し、海洋有機物含有量の基礎データを得た。続いて海洋有機物試料に含まれる糖鎖の検出方法に関する検討を行った。まず、界面活性剤や尿素などの抽出液をもちいて懸濁態有機物粉末試料から糖ペプチドを抽出し、濃縮・精製法の検討を行った。つづいて、精製した糖ペプチド試料について糖鎖の還元末端を8-Aminonaphthalene-1,3,6-trisulfonic acid(ANTS)により蛍光標識するとともに負の電荷をもたせることで、電気泳動による糖鎖の分離・検出を試みた。その結果、懸濁態有機物に含まれる糖鎖の可視化に成功し、懸濁態有機物の尿素で可溶化される画分にグルコースが3から13繋がった分子に相当するサイズの糖鎖が、何の修飾も受けず、糖のみで鎖をなして存在することが明らかになった。本研究によって得られた成果は2016年2月米国ニューオーリンズで開催された国際学会、Ocean Sciences Meeting 2016にて研究発表を行った。平成26年度に海洋表層懸濁態有機物の収集に時間を要し計画変更があったことで遅れがでたことから、今年度も引き続き申請時の計画からはやや遅れが生じている。しかし昨年計画変更により修正した平成27年度の計画はおおむね達成し、国際学会での研究発表を行うことができた。本研究は、海洋有機物が糖ペプチドの働きによって保護され、酵素による分解から免れ海水中に蓄積しているとする仮説を立て、海洋有機物に含まれる糖ペプチドの化学的性質を明らかにすることで仮設の検証、すなわち糖ペプチドが海洋有機物の蓄積に果たす役割の解明を行うことを目的としている。海洋有機物中に糖ペプチドが存在することはこれまでの研究から明らかとなっているが、糖ペプチドの糖鎖およびペプチド鎖部分の分子量や鎖長など構造は全く分かっていない。本研究では海洋有機物の分解プロセスのうち、初期に位置する表層懸濁態有機物試料を使用して、含まれる糖ペプチドの糖鎖の構造解析を試みた。

様々な抽出法を用いて懸濁態有機物試料分画し、トリフルオロメタンスルホン酸を用いて化学的に糖ペプチドから、N-結合型およびO-結合型糖鎖を遊離させて精製後、糖鎖を蛍光標識して電気泳動することで、糖鎖の分子量による分離に成功し、グルコースが3から13繋がった多糖の移動度とそれぞれ一致した移動度をもつ糖鎖を検出することができた。これらの糖鎖は実験条件と移動度から酸性糖などで末端が修飾されていない糖鎖であることが考えられる。検出できた全糖鎖を炭素量に換算したところ、同海洋有機物試料に含まれるすべての糖の炭素量のうち1.6%に相当することが見積もられた。したがって海洋有機物に含まれる多くの糖は本法では検出できていないことが明らかとなったが、適用した実験条件からこれらの未検出糖は本電気泳動法で検出されない単糖もしくは電気泳動されない程巨大な分子量をもつ糖鎖として存在しているものと予想される。しかしながら懸濁態有機物に存在する多くの糖が単糖として蓄積していることは考えにくく、本結果は巨大糖鎖が懸濁態有機物の中に多く存在する可能性を示唆している。本研究は海洋有機物が糖ペプチドの働きによって分解から免れ海水中に蓄積しているとする仮説を立て、糖ペプチドの化学的性質の解明から本仮説の検証を目指すものである。海洋懸濁態有機物中の糖鎖について様々な抽出液や分解法を用いて試料から糖鎖を抽出・精製後、糖鎖を蛍光標識して電気泳動することで、糖鎖の分子量による分離に成功し、還元末端が未修飾のグルコースが3から13繋がった糖鎖と、連続的な幅広い移動度をもつ糖ペプチド鎖が検出された。しかしこれらの糖鎖は、同試料に含まれる全糖の1.6%にすぎず、多くの糖は本法では検出されない巨大な分子量をもつ糖鎖として存在し、有機物の蓄積に寄与する可能性が示唆された。平成26年度の計画では、まず海洋表層懸濁態有機物の濃度が比較的高くサンプリングが容易な沿岸海洋水を使って糖ペプチドを集めることと、分析手法の検討を行うこととしていた。産業技術総合研究所阿賀臨海実験場(広島県呉市)に設置されている沿岸海水くみあげ装置を利用して沿岸海水を大量採水することで懸濁態有機物の濃縮は容易に達成できるものと予想していたが、実際に大量採水を試みたところ、得られた海水は懸濁態有機物に乏しく懸濁態有機物の濃縮には適さない海水であった。採取した海水には粒子が非常に多く含まれ濁りがみられたが、粒子は採水後即座に沈降したこと、粒子の色、そして栄養塩が低濃度あったことなどから総合して判断すると、粒子の多くは海底の砂粒が巻き上がったものであり懸濁態の有機物ではないものと考えられた。したがって阿賀臨海実験場の試料から糖ペプチド画分の濃縮は困難と判断し、計画を変更することとなったため、遅れがでている。計画していた試料の代替試料として、伊勢湾および赤道域航海でフィルター上に採取した表層懸濁態有機物試料を名古屋大学より提供いただけることになったので、今年度はこれらの試料をフィルターごと凍結乾燥し、フィルター表面の表層懸濁態有機物試料を剥離した。剥離した有機物はまとめてめのう乳鉢で粉砕し、均質化された海洋有機物試料の粉末ストックを作製した。現在これら試料について試料中の有機炭素量・窒素量の測定を進めている段階であり、当初の予定からは幾分か遅れている。次年度以降はこの粉末試料を使用して糖ペプチドの精製、ペプチド鎖の定量へと実験を進めていくこととする。引き続き同海洋有機物の粉末ストックを用いて糖鎖の分析を進める。
脊柱靱帯骨化症の発生に関与する骨増殖因子の解明と臨床応用のための基礎的研究

脊柱靱帯骨化症の成因を検索するにあたり、以前より我々は、培養脊柱靱帯細胞を用いたin vitroでの検討を行ってきた。その結果、骨化症由来脊柱靱帯細胞は、比較的高いALP活性を持ち、PTHに応答して細胞内cAMP量が上昇することから、骨芽細胞あるいは成長軟骨細胞といった骨形成系細胞としての性格を有していることが判明している。一方、近年TGF-β1やBMP-2等の細胞成長因子が、脊柱靱帯骨化症の発生、進展に関与しているといわれている。昨年度より、我々はヒト培養脊柱靱帯由来細胞に対するTGF-β1、BMP-2の作用を細胞増殖能(DNA合成量)、細胞外基質合成能(I型コラーゲン合成量)、骨形成系細胞としての分化能(ALP活性)について検討してきた。そこで今年度は、その症例数を増やすと同時に、もう1つの骨形成系細胞の分化の指標である、PTH応答性細胞内cAMP量に関しても検討した。非骨化症由来細胞では、TGF-β1添加(0.01-10ng/ml)により、細胞増殖能、細胞外基質合成能が亢進した。骨化症由来細胞における細胞増殖能は、今回の濃度のTGF-β1添加では、変化しなかった。また、細胞外基質合成能は、TGF-β1添加により亢進するが、非骨化症由来細胞における変化と比較して反応性に乏しかった。また、骨化症由来細胞におけるALP活性およびPTH応答性細胞内cAMP量は、TGF-β1添加により低下した。一方、添加したBMP-2(1-500ng/ml)に対して、非骨化症由来細胞は、反応性を有さなかった。しかし、骨化症由来細胞では、ALP活性およびPTH応答性細胞内cAMP量が増大した。以上より、骨化症由来細胞において、BMP-2は、骨形成系細胞としての分化を促進させ、TGF-β1は、基質合成を促進させることが判明した。この結果は、骨芽細胞や成長軟骨細胞に対するin vitroでの報告と一致する。したがって、骨化症由来脊柱靱帯細胞は、何らかの全身的骨化素因によって骨形成系細胞としての性格を有していると考えられた。
蛍光性温度センサータンパク質の開発と細胞内熱産生の可視化

温度は様々な生体反応にとって重要な因子のひとつである。1細胞の温度状態をモニタリングする技術はその熱がいつどこで生じているかを知るうえで重要である。我々は様々な蛍光タンパク質の蛍光強度の温度依存性を測定し、蛍光強度の温度依存性が大きい蛍光タンパク質と小さい蛍光タンパク質を組み合わせることにより、細胞の形態変化に影響を受けないレシオメトリック型温度プローブタンパク質を開発した。このプローブを細胞に発現させ、細胞外液の温度を変化させたところ2つの蛍光タンパク質の蛍光強度比が温度によって変化することを確認した。そして、このタンパク質を用いてミトコンドリアでの熱産生の可視化に成功した。本研究では1細胞内の温度を高い時間・空間分解能で可視化する技術を開発し、これまで不可能であった細胞内熱産生を直接可視化することを目的としている。そのために以下の3つの課題を遂行している。1)蛍光性温度センサータンパク質の改良・開発、2)細胞の熱産生の可視化、3)神経細胞の発火に伴う熱産生の定量化(ジュール熱仮説の検証)1)前年度までにレシオメトリックな蛍光性温度プローブを大腸菌からタンパク質を精製し、20°Cから50°Cに対する温度変化に対する繰り返し性を確認した。今年度は20°C以下の低温領域での蛍光のレシオ変化率を測定した。その結果、5°Cから20°Cでも有意な蛍光のレシオ変化を観測した。また5°Cから50°Cに対する温度変化に対する繰り返し性も確認した。これにより植物やメダカなどの1細胞の温度イメージングも期待できる。また本センサーはマグネシウムイオンやカルシウムイオンの濃度により蛍光のレシオ値が変化しないことを確認した。2)赤外光で1細胞を温めることにより遺伝子発現をコントロールする技術を蛍光性温度プローブと組み合わせて使用することで、入力する赤外光の強さに依存して株化培養細胞に発現した蛍光性温度プローブの蛍光のレシオが変化することを確認した。3)神経細胞の発火に伴う熱産生を可視化するために、チャネルロドプシンと蛍光性温度センサーを発現した細胞を使って実験を行ったが、有意な温度変化を観察することができなかった。そのために以下の3つの課題を遂行する。1)蛍光性温度センサータンパク質の改良・開発、2)細胞の熱産生の可視化、3)神経細胞の発火に伴う熱産生の定量化(ジュール熱仮説の検証)、本年度は主に項目1と2について研究を行った。1)レシオメトリックな蛍光性温度プローブを大腸菌からタンパク質を精製し、温度に対する蛍光のレシオ変化率を測定した。その結果、多くの生物種の至適温度である30°Cから40°Cの範囲において約40%の蛍光レシオ変化率を観測した。また20°Cから50°Cに対する温度変化に対する繰り返し性も確認した。以上より細胞内温度変化・熱産生を可視化する遺伝子にコードされた蛍光性温度プローブの作製に成功した。2)作製した温度プローブをHeLa細胞などの株化培養細胞の細胞質、ミトコンドリア、核、及び細胞膜に発現させる系を構築し局在を確認した。これにより1細胞内の細胞内小器官局所的な温度変化や熱産生が可視化できるようになった。更に本プローブを株化培養細胞のミトコンドリア内に発現させ脱共役剤であるFCCPを加えたところ、蛍光レシオ値の変化からミトコンドリア内の温度が上昇していることが示された。他の研究でFCCP添加によるミトコンドリア周辺の温度上昇が報告されているが、実際に1細胞ミトコンドリア内の温度上昇の直接可視化に成功した。1)蛍光性温度センサータンパク質の改良・開発、2)細胞の熱産生の可視化、3)神経細胞の発火に伴う熱産生の定量化(ジュール熱仮説の検証)今年度は以下の結果を得ることができた。1)前年度までにレシオメトリックな蛍光性温度プローブを大腸菌からタンパク質を精製し、20°Cから50°Cに対する温度変化に対する繰り返し性を確認した。

2)本温度プローブを細胞のミトコンドリアに発現しミトコンドリア膜の脱共役阻害剤であるFCCPを添加することにより、ミトコンドリア内の温度が上昇することを観測した。また細胞質と核内の温度が異なる様子も本温度プローブを用いて観測できた。さらに赤外光で1細胞を温めることにより遺伝子発現をコントロールする技術を本温度プローブの観測系に新たに組み込んだ。これにより赤外光照射でどの程度細胞内の温度が上がるか観測できるようになった。3)神経細胞の発火に伴う熱産生を可視化するために、チャネルロドプシンと蛍光性温度センサーを発現した細胞を使って実験を行ったが、有意な温度変化を観察することができなかった。活性の異なるチャネルロドプシン変異体も使用したが、有意な温度変化を観察できなかった。補助事業期間延長承認:平成26年3月26日細胞生物学蛍光性温度プローブの5°Cから50°Cに対する温度変化に対する繰り返し性も確認した。また陽イオンに対する感受性もないことを確認でき、本プローブの有用性を示すことができた。また、赤外光で1細胞を温め蛍光性温度プローブと組み合わせて使用することで、入力する赤外光の強さに依存して株化培養細胞に発現した蛍光性温度プローブの蛍光のレシオが変化することを確認した。一方、神経細胞の発火時の温度変化を本プローブではまだ観測することができていない。TRPチャネルタンパク質を基にした蛍光性温度プローブの開発は遅れているが、別の方法を用いた温度プローブについては30°Cから40°Cの間で約40%の変化量を示した。また本センサーをミトコンドリア、核、細胞膜などの細胞内小器官に発現することに成功した。これにより細胞内小器官局所的な温度変化、熱産生を可視化できる基盤ができた。開発した蛍光性温度プローブの有用性を示すデータをさらに取得する。また赤外光で1細胞を温めるシステムと組み合わせた実験系を用いて、定量的なデータ(温度とレシオ値の関係)を取得する。さらに神経細胞の発火によるジュール熱仮説の検証を進めていく。作製したプローブを用いて脱共役剤添加などによる脱共役時の熱産生の可視化、膜電位と熱産生の関係、及び神経細胞の発火によるジュール熱仮説の検証を進めていく。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額が異なったため。研究計画に大きな変更はないが、温度プローブの蛍光検出で使用する顕微鏡システムや遺伝子導入系の改善などを行うための試薬を購入する。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
周期的断続磁場を用いた磁気クロマトグラフィーの開発

周期的断続磁場を利用して流れの中で磁性粒子をその磁気特性によって分離する磁気クロマトグラフィーを開発してきているが、これまで100mm径の小型電磁石の鉄心の周縁部にテフロンチューブを巻き付け、オープンチューブ型分離カラムを用いてマグネタイト(Fe_3O_4)粒子とヘマタイト粒子(αーFe_2O_3)の分離に成功している。しかし、これまでの小型電磁石で達成できる最大磁束密度はコイル電流4Aで170mTであったが、本研究で電磁石および電源のスケールアップを図り、短辺2.2mmおよび長辺3.2mmの平角銅線を880巻にした250mm径の電磁コイルによって、最大電流30A、最大磁束密度は1200mmTまで増加し、より効果的な磁場を発生させることを確認した。また、テフロンチューブを巻き付ける鉄心形状の検討を行ったところ、磁極先端部の断面積が小さい条件と逆に磁極先端部を広げた条件とでは、断面積が小さい方が磁束密度が高く、より大きな保持時間が得られると予想されたが、逆の結果となった。これは、同じ分離カラム長さの場合、磁場勾配が最も有効に働く周縁部を長く利用できる先端部を広げた条件の方が、少しの磁束密度向上よりも保持時間には有効に働くためであると思われた。これまでは、コイル電流を一定にした条件での周期的断続のみでクロマトグラフィーの制御を行っていたが、コンピュータからのDA制御により、コイル電流を連続的に変化できるように改良を行った。その結果、磁場のこれまで分離の難しかった、磁気特性の異なる3成分の磁性粒子マグネタイト、へマタイト、そしてマグへマイト粒子(γ-Fe_2O_3)の分離の可能性が見いだされた。液体クロマトグラフィーの物理化学的相互作用を利用した分離カラムの代わりに、外部からの周期的な断続磁場を用いて、流れの中で磁性粒子をその磁気特性によって分離する磁気クロマトグラフィーを開発しているが、これまでに大きな磁場勾配が生じる電磁石の鉄心の周縁部にテフロンチューブを巻いた、オープンチューブ型分離カラムによって磁化特性の異なるマグネタイト粒子とヘマタイト粒子の分離に成功している。これまで用いていた小型電磁石(10cm径)によって発生した磁場の最大磁束密度は2kGであったが、本研究では大型電磁石(40cm径)の利用によって最大7.5kGの磁場が最大磁束密度が発生し、これまでより大きな保持容量を得ることが確認できた。また、鉄心の形状や磁極の対向方式などによって、磁気クロマトグラフィーに効果的な磁場勾配についてマグネタイト粒子を用いて比較検討した。磁極先端部の断面積が小さいものの方が、その周縁部で高い磁場勾配を発生させることができることが確認されたが、周縁部の長さが制限され、分離カラムの有効な長さを狭める結果となる。また、磁極を対向させる場合の方が、大きな磁束密度と磁場勾配を発生し、大きな保持容量を得ることができたが、この場合は電流の遮断時に大きな誘導電流が残留し、磁場が働く有効な時間が結果として増えたことが影響していると思われた。周期的断続磁場を利用して流れの中で磁性粒子をその磁気特性によって分離する磁気クロマトグラフィーを開発してきているが、これまで100mm径の小型電磁石の鉄心の周縁部にテフロンチューブを巻き付け、オープンチューブ型分離カラムを用いてマグネタイト(Fe_3O_4)粒子とヘマタイト粒子(α-Fe_2O_3)の分離に成功している。

しかし、これまでの小型電磁石で達成できる最大磁束密度はコイル電流4Aで170mTであったが、本研究で電磁石および電源のスケールアップを図り、短辺2.2mmおよび長辺3.2mmの平角銅線を880巻にした250mm径の電磁コイルによって、最大電流30A、最大磁束密度は1200mmTまで増加し、より効果的な磁場を発生させることを確認した。また、テフロンチューブを巻き付ける鉄心形状の検討を行ったところ、磁極先端部の断面積が小さい条件と逆に磁極先端部を広げた条件とでは、断面積が小さい方が磁束密度が高く、より大きな保持時間が得られると予想されたが、逆の結果となった。これは、同じ分離カラム長さの場合、磁場勾配が最も有効に働く周縁部を長く利用できる先端部を広げた条件の方が、少しの磁束密度向上よりも保持時間には有効に働くためであると思われた。これまでは、コイル電流を一定にした条件での周期的断続のみでクロマトグラフィーの制御を行っていたが、コンピュータからのDA制御により、コイル電流を連続的に変化できるように改良を行った。その結果、磁場のこれまで分離の難しかった、磁気特性の異なる3成分の磁性粒子マグネタイト、ヘマタイト、そしてマグヘマイト粒子(r-Fe_2O_3)の分離の可能性が見いだされた。
正則化パラメトリック射影フィルタ族の構築に関する研究

画像処理の関数解析論的研究は,主に東工大,東海大とノースウェスタン大において研究され,射影フィルタ族,パラメトリック射影フィルタ族等の各種の復元フィルタが提案されている。しかし,復元フィルタの安定性が復元画像の忠実性に大きな影響を与えるので,復元フィルタの頑健性を高めた新しいフィルタ群の構成が応用には不可欠である。本研究は,応用上,計算量が少なく高精度な復元が可能なパラメトリック射影フィルタ族に対し,劣化作用等の摂動に対して頑健な復元フィルタを実現する頑健な復元フィルタの構成を目的とした。第一年次は理論構成を中心に摂動の影響を射影フィルタ族とパラメトリック射影フィルタ族の各種のフィルタについて劣化作用素の乖離による復元フィルタの忠実度の評価,摂動法と正則化手法との影響を考察した。また,正則化パラメトリック射影フィルタ族を構成し,新たな研究の方向性として,劣化作用素等の乖離を表す摂動パラメータやパラメトリックパラメータと正則化パラメータ等の各種パラメータの選択方法に新たな研究の展開に関しての検討も行った。第二年次は,第一年次に得られた知見を踏まえ,画像空間に計量を導入したM-N-ノルムパラメトリック射影フィルタ族と信号適応型パラメトリック族射影フィルタ族を提案し,その有効性を明らかにした。また,二つの射影フィルタ族に関し,劣化作用素等の乖離を表す摂動パラメータやパラメトリックパラメータと正則化パラメータ等の各種パラメータの選択方法に関しての検討を行い,パラメータ選択のための修正SIC基準を導入し,その有効性を検証し,パラメトリック射影フィルタ族に対して,ある意味で最適なパラメータの選択を可能にし,画像復元精度の向上に資することが出来た。これらの成果は,電子情報通信学会論文誌等に10編の関連論文が掲載され,国際学会等に発表された。第一年次は理論構成を中心に摂動の影響を射影フィルタ族とパラメトリック射影フィルタ族の各種のフィルタについて劣化作用素の乖離による復元フィルタの忠実度の評価を行い、併せて、摂動法と正則化手法との影響を考察した。また、射影フィルタ族とパラメトリック射影フィルタ族の各種理論式に含まれるMoore-Penrose一般逆をTikhonov正則化で置き換えた正則化パラメトリック射影フィルタ族を構成し、そのフィルタ族の個々の未知なる真の復元フィルタへの収束性について検討し、新たな研究の方向性として、劣化作用素等の乖離を表す摂動パラメータやパラメトリックパラメータと正則化パラメータ等の各種パラメータの選択方法に関しての検討も行い、上記の成果を国際学会や国内シンポジウムに発表し、電子情報通信学会論文誌に2編の関連論文が掲載される予定である。平成14年度は、平成13年度に得られた射影フィルタ族とパラメトリック射影フィルタ族の各種のフィルタについての摂動法と正則化手法との影響に関する知見を踏まえ,画像空間に計量を導入したM-N-ノルムパラメトリック射影フィルタ族と信号適応型パラメトリック族射影フィルタ族を提案し,画像評価実験によりその有効性を明らかにした。また、射影フィルタ族とパラメトリック射影フィルタ族に関し、劣化作用素等の乖離を表す摂動パラメータやパラメトリックパラメータと正則化パラメータ等の各種パラメータの選択方法に関しての検討を行い、パラメータ選択のための修正SIC基準を導入し,その有効性を評価実験により検証し、パラメトリック射影フィルタ族に対して,ある意味で最適なパラメータの選択を可能にし,画像復元精度の向上に資することが出来た。また、各種の制約付き最小自乗フィルタ族とパラメトリック・ウィナーフィルタを始めとするパラメトリック射影フィルタ族の間の相互関係を明確にした。これらの成果は、電子情報通信学会論文誌等の学会論文誌に4編の関連論文が掲載され、他に国際学会や国内シンポジウムに発表された。
組み合せ論的手法による配置空間のトポロジーの研究とその応用

胞体複体は,空間を様々な次元の球体と同相な空間に分割したものであり,トポロジーや関連した分野で重要な役割を果している。本研究では,その一般化であるcellular stratified spaceの概念を導入し,その基本的な性質を研究した。その最大の成果は,ある条件をみたすcellular stratified spaceに対しface categoryと呼ばれるtopological categoryが構成され,その分類空間が元の空間とホモトピー同値になることを証明したことである。そして,これを用いてグラフの配置空間の基本群などを調べた。平成24年度は,まず前年度に導入したcellular stratified spaceの理論を一般化し,適用範囲を広げることを行なった。最も重要な性質である, face categoryからのホモトピー型の復元を証明するために本質的な性質を考察した結果, cellular stratified spaceをtopological category上の関手とみなし,そのホモトピー極限を考えるという発想を得た。そして,ホモトピー極限に関する一般的な事実を用いることにより, cellular stratified spaceのホモトピー型が, face categoryの分類空間として得られることの証明を大幅に簡略することに成功した。また,前年度までに得ていた証明は,具体的なホモトピーを構築することによるものだったため, PL条件などが必要であったが,このホモトピー極限を用いた証明により,その条件も不要になった。次に,そのcellular stratified spaceの応用として,グラフの配置空間の基本群,およびcellular stratified space上のファイバー空間のホモロジーを考えた。グラフの配置空間については,修士課程の学生であった向山貴志君との共同研究で,頂点が高々2個のグラフの2点配置空間のホモトピー型を決定し,その基本群の表示を求めた。Cellular stratifiedspace上のファイバー空間のホモロジーについては,ファイバー束の場合に,従来のSerreスペクトル系列を精密化するスペクトル系列を構成した。それにより,例えば球面の自由ループ空間のホモロジーの新しい計算法を得た。まず,一般化としては, Basabe氏らとの共同研究でcylindrically normalでも扱えない例が発見されたので,それを取り扱うための圏論的構造としてparametrized functorという概念を導入し,そのホモトピー極限などの理論を開発した。応用としては,グラフの2点配置空間のホモトピー型,そしてその基本群の決定にtotally normal cellular stratified spaceを用いることを考えた。グラフの本質的な頂点の数が2個以下の場合については,古瀬氏と向山氏との共同研究でそのホモトピー型のモデルが得られていたが,それを一般の場合に拡張した。これらの結果については,三ヶ所の国際会議(ポーランド,島根大学,北京)で発表した。グラフの配置空間の結果については,論文としてまとめ学術雑誌に投稿済みである。本研究は,超平面配置に対するSalvetti複体の構成を一般化することが,一つの目的である。そのために, cellular stratified spaceの概念を, Basabe, Gonzalez, Rudiyakとの共著で平成22年度に導入し,正則な場合にhigher symmetric topological complexityへの応用を得た。平成23年度は, cellular stratified spaceの理論を正則でない場合に発展させることを主目的に研究をすすめた。その結果として,正則の条件を弱めた条件として, cylindrically normalという条件そしてlocally polyhedralという条件を得た。そしてそれらの条件の下に, Basabeらとの共著で得られた結果を拡張することに成功した。具体的には, cylindrically normal cellular stratified space Xに対し, topological category C(X)を構成し,その分類空間BC(X)がXに埋め込めることを示した。また,更にlocally polyhedralの条件をみたせば, BC(X)がXの変異レトラクトになることも示した。結果は,二つの論文としてまとめarXivで公開している。また学術雑誌にも投稿済みである。この結果は, Salvetti複体の構成の大幅な一般化になるもので,様々な分野に応用できる可能性を秘めている。実際,グラフの配置空間への応用が得られ,その結果は平成23年9月に博多と神戸で行なわれた応用トポロジーの国際会議で招待講演として発表した。本研究課題の申請時には10の課題を挙げた。その内理論面の課題が5,応用面の課題が5であったが,理論面での課題は既に前年度までで解決済みである。応用面の5つの課題の内,平成26年度は,球面の配置空間への応用と離散モース理論との関係について主に研究した。まず,球面の配置空間については,前年度までに開発した理論では不十分であることが判明したので,新しいアイデアを導入する必要があった。そこで,フランスのパリ第7大学からRicardo Andrade氏を招聘し,配置空間のホモトピー型の研究手法について議論した。Andrade氏は,申請者とは異なる独自の方法で配置空間を研究している研究者であり,球面の配置空間にも興味を持っていることが分っていた。その結果,球面の配置空間については,申請者とAndrade氏の予想する結果が一致することが判明した。

そこで,申請者がRudyak氏, Gonzalez氏と行なってきた球面の配置空間の研究プロジェクトにAndrade氏にも参加してもらい,共同研究を始めた。そして,議論の結果,球面の配置空間のホモトピー型を完全に決定することに成功した。この結果については,現在論文を執筆中である。離散モース理論については,信州大学の田中康平氏とペンシルベニア大学のVidit Nanda氏との共同研究である。田中氏の研究により,可微分多様体の上のMorse-Smale関数については,そこから得られる胞体分割から,前年度までの研究により構成されるface categoryとCohen-Jones-Segalの理論により得られるtopological categoryが一致することが分かっている。その離散版を田中氏とNanda氏との共同研究により得ることに成功した。この結果についても,論文としてまとめているところである。トポロジー交付申請書の研究計画には10個の課題を挙げた。その中で, 5つの課題,「cellular stratified spaceのface categoryを定義する」「face categoryの分類空間と元のcellular stratified spaceのホモトピー同値を示す」「cellular stratified spaceの補集合がcellular stratified spaceになる条件を求める」「face categoryの定義ををtopological categoryに拡張する」「拡張されたface categoryでホモトピー同値を示す」が解決された。また2番目の課題については,平成23年度に解決していたが,平成24年度に別証が得られ,そのことにより結果が大きく改良された。残る5つの課題の内,「多項式の成す空間への応用」と「実射影空間の配置空間への応用」は, cellular stratified spaceの一般論が応用できるであろう具体的な課題として挙げたものであるが,これらの2つの課題の代わりに,グラフの配置空間を具体的な課題として考え,頂点が2個以下のときにそのホモトピー型を決定した。
ビデオマススコープによる細胞ナノ分子動態解析

1)細胞表面刺激1分子イメージング追跡法の開発光ファイバー等を用い、検出部に昨年購入したイメージインテンシファイアにEB-CCDカメラ(購入)を結合し、1分子検出光学系を完成させた。HeLa細胞表面を照射し、細胞膜を捉えながら、細胞内に導入したGFPコードシグナル伝達分子の挙動を追跡した。刺激に応じて、細胞質に存在するCKIT分子が、細胞膜に移動し、リセプターに1分子あるいは2分子接合し始め、やがて消えて、核に移行する様子を可視化することに成功した。これらの可視化は世界初であり、現在論文投稿準備中であり、日本薬学会第124年会他において発表する。2)細胞・組織の分子群一斉解析-質量分析法(ビデオマススコープ法)の開発今年度は細胞外に分泌した分子種と量を、連続的に一斉解析出来るよう、ビデオマススコープを開発完成させた。(1)ナノエレクトロスプレーチップの開発細胞外液に放出された分子を前処理・脱塩濃縮できる、樹脂充填型ナノスプレーチップを開発し、それによりはじめて、細胞外放出分子が、TOF型質量分析法で検出できる様になった。(2)TOF型質量分析器によるビデオマススコープ法の確立LC-MSに良く利用されるESI-TOF型質量分析計により、肥満細胞のアレルギー反応における分子放出を検出することに世界ではじめて成功し、2報の論文と日本薬学会第124年会他において報告する。1)細胞表面刺激1分子イメージング追跡の開発光ファイバー等を用い、検出部に購入したイメージインテンシファイアにSITカメラ(現有)を結合し、1分子検出光学系を形成した。まず金コロイドのミクロブラウン運動を捉える、さらにDNA1分子の可視化に成功した。また、Hela細胞表面を照射し、細胞膜を捉えながら、細胞内に導入したGFPコードシグナル伝達分子の挙動を現在追跡している。これらの一部は論文に発表し、日本薬学会第123年会においても発表する。2)細胞・組織の分子群一斉解析-質量分析法の開発まず細胞外に分泌した分子種と量を、連続的に一斉解析を可能にする為に、(1)MALDI-TOF質量分析による、1細胞内外分子群一斉分析の条件検討を行った。現有のMALDI-TOF質量分析法で、マスト細胞を直接測定し、塩などの除去と同時に捕捉できる分子種とそれぞれの検出条件を設定した。これにより、1ケの肥満細胞の抗原刺激における、細胞内の分子検出能と必要細胞数(感度)を明確にする事に成功した。この研究も論文発表した。(2)エレクトロスプレーイオン化TOF型質量分析装置の自作MALDI-TOF法では、定量性も分子のフラグメント化も弱く、オンライン化も出来ない為、LC-MSに良く利用されるESI-TOF型を高感度仕様に自作した。TOF質量分析アタッチメントやイオントラップ部、検出器の半完成品を購入し、システムとして組み上げ、質量分析部を完成させた。現在、イオンの透過と定量性を検討しており、本格的な稼働を来年度に計画している。そのイオン光学系のシミュレーション結果とそこまでのアプローチの仕方を、日本薬学会第123年会において報告する。
現在および古代の地球型惑星ダイナモにおけるＣＭＢ熱的不均質構造の影響の解明

磁気流体力学的ダイナモおよび回転磁気対流に関する数値実験により、以下を明らかにした。(1)内核成長が始まる前の古代期の地球および火星ダイナモでは、コア・マントル境界(以下、CMB)における熱的水平不均質構造がより強い影響をもっていた。(2)内核成長が進行している現在の地球コアでは、CMB水平不均質構造が固体内核表面の構造に及ぼす影響は、先行研究で考えられていたほど大きくなりえない。(3) CMB不均質構造と内核表面構造との水平位置関係は、磁場強度および対流の発達度によって異なる。ただし、現在の地球コアのように活発な対流運動が起こっている場合、両者の位置関係はほぼ一致すると考えてよい。磁気流体力学的(以下MHD)ダイナモ数値シミュレーションにより、古代地球または火星ダイナモでは、コア・マントル境界(以下CMB)における熱的水平不均質構造がより大きな影響をもっていただろうことを明らかにした。現在の地球コアのように内核の固化が進行しているとき、内核・外核境界(以下ICB)から潜熱や化学的な軽元素が放出され、これが外核における対流やダイナモの主な駆動源となる(以下ICB駆動型)。一方、初期地球や火星のコアのように、内核成長が始まっていないときには、コア全球での永年冷却が主な駆動源となる。このような駆動源の違いが及ぼす影響を評価するために、平成24年度は、マントル対流等によってコア表面に熱的な水平不均質性が生じている場合に注目した。様々な水平空間構造をCMBにおける熱的境界条件として仮定し、永年冷却型ダイナモの場合とICB駆動型ダイナモの場合でそれぞれ数値シミュレーションを実施、両者間のCMB熱的不均質性に対する応答の差異を調査した。それぞれのCMB水平空間構造の場合で、空間構造の定性的な観察を基にして、運動エネルギーにおける空間スペクトル、磁気エネルギーや軸双極子成分がもつ相対磁気エネルギー等を計測し、コア内の流れ構造、磁場強度や構造の変化を定量的に解析した。それらの変化率を比較した結果、永年冷却型ダイナモがより大きい変化率を示すことがわかった。これは、古代地球または火星型のダイナモの方が、CMB熱的水平不均質性に対してより敏感に応答することを意味する。本成果は、コア表面に熱的不均質構造がある場合、内核成長の有無が本質的な差異を生むことを示すものであり、今後の古地磁気学や火星磁気学、熱史理論の各研究分野にわたるインパクトが期待される。平成24年度研究成果を基に、CMB不均質構造がICB構造または内核成長に対し及ぼす影響を調べた。まず、永年冷却型ダイナモモデルとICB駆動型ダイナモモデルとで、どの程度ICBにおける熱的水平不均性の見積もりに差異をもたらすかを評価した。下部マントルにおける地震波速度異常分布を模倣したCMB不均質構造を仮定し、MHDダイナモシミュレーションを実施した。そこでICBから放出される熱フラックスの水平分布を求め、両モデルを比較した。その結果、永年冷却型モデルでは、ICB駆動型モデルに比べてCMB不均質構造のICB構造への影響が過大評価されることがわかった。この結果は、CMB不均質構造による内核不均質性の形成を提唱した先行研究の数値計算が不適切であったことを示唆する。次に、CMB不均質構造とICB構造との位置関係を精査するため、非磁場下または強磁場下の対流(以下、磁気対流)に関する数値実験を実施した。その結果、対流の発達度によって、CMB不均質構造のコア対流およびICB構造に対する影響が異なることがわかった。対流運動が弱いとき、自転の効果により、CMBから流出する熱フラックスが最大値をとる位置とコア対流の下降流の位置とに位相のずれが起こる。これは線形解析による示唆と整合的である。しかし、対流運動が強くなるにつれ、CMB不均質構造とコア対流の下降流の位置とが再び一致するようになることがわかった。この傾向は、強磁場が存在する磁気対流の場合でもおおむね同様である。強磁場の存在はコア対流の下降流の位置とCMB不均質構造は位相のずれを解消するように働き、両者間の位相関係はより一致するようになる。これは、活発な対流運動が起こっている地球コアではCMB不均質構造とコア対流構造との位置関係はほぼ一致すると考えてよいことを意味する。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度における結果をうけ、CMB不均質構造がICB構造または内核成長に対し及ぼす影響を調べる。まず、永年冷却型ダイナモとICB駆動型ダイナモとで、どの程度、ICBにおける熱的水平不均性の見積もりに差異をもたらすかを評価する。

下部マントルにおける地震波速度異常分布より推定されるCMB不均質構造を仮定し、ダイナモ数値シミュレーションを実施する。そして、ICBから放出される熱フラックスの水平分布を求め、永年冷却型ダイナモにおける値とICB駆動型ダイナモにおける値を比較する。ICB駆動型ダイナモの場合は、仮定する基礎パラメータによって、より敏感にCMB不均質構造のICBへの達しやすさが変化すると予想されるため、パラメータサーベイも合わせて行う。次に、強磁場の存在がどのように対流構造やその配置に影響を及ぼすのかを明らかにする。このためには、非磁場下または強磁場下での対流(以下、磁気対流)に関する数値実験が有効である。MHDダイナモではself-consistentに流れ構造や磁場が決まり、それらのどの要素が主要原因であるかを特定することが難しいためである。磁気対流についての数値実験では、双極子型の磁場をある強さで外的に与え、その強制磁場の強さに対する流れ構造やその空間配置の変化を明らかにする。その流れ構造は、運動エネルギー、空間スペクトルにおける卓越波数、空間構造の時間的変化を調べることで、特徴づけていく。このようにして磁気対流の性質を明らかにした後、MHDダイナモにおける結果と比較し、外核内の対流構造とICB不均質構造がCMB不均質構造に対してどのように配置している可能性が高いかを評価する。25年度が最終年度であるため、記入しない。
WEBベースの語学教材をワープロで作成可能とする教育支援システムの開発

本研究では一般的に利用されているワープロMicrosoft Word(以下Wordと呼ぶ)に語学教育に関する様々な機能を組み込み、語学教員が教材開発に関する一連の作業の多くをWord上で行えるソフトウェアを開発した。例えばCNNなどのサイトから教材となるテキストをWord上に直接インポートし、メニューとして組み込まれた難易度解析機能を利用してその教材の難易度を解析し、自分のクラスのレベルに適した教材を探しだし、小テストを含む教育用サイトを構築することが可能となる。本研究の目的は「普段文書作成に利用しているワープロでWEBベースの語学教材を手軽に作成可能とするシステム」を開発することである。この目的達成のために、以下の研究実施計画をたて研究を進行中である。なお、本研究は3年計画であり、平成21年度はその初年度に当たる。[3年間の研究計画]1.英語教材開発支援機能の開発:ワープロ上で動作(一部外部プログラムと連携)1)教材テキスト解析機能の開発2)コロケーションリスト表示機能の開発3)演習問題作成支援機能の開発2.受講者管理機能の開発1) USBサーバー(USBメモリ等で動作するポータブルサーバー)の管理機能の開発[21年度の研究成果]平成21年度はマイクロソフト社のワープロWORD2007を対象に、上記の計画のうち、1-1)の機能設計を行うとともに、2.の受講者管理機能の開発を行った。1-1)の機能設計では、WORD2007の「リボン」と呼ばれるメニュー機能の中から、a)英語教材の素材サイトのURLを指定すれば、b)そのサイトのテキストを抽出しワープロに取り込み,c)テキストの難易度の解析も行えるように設計した。この機能が完成すれば、教員は講義の対象とするクラスのレベルに合わせた教材の作成が可能である。また、2.の受講者管理機能ではUSBサーバーを利用した受講者管理機能を試作し、その問題点の洗い出しを行った。平成21年度は研究計画全体の基礎部となる重要な部分を設計・開発できたのでこの成果を平成22年度に繋げたい。本研究の目的は、「普段文書作成に利用しているワープロでWEBベースの語学教材を手軽に作成可能とするシステムを開発する」ことである。具体的に述べると、一般的に利用されているワープロMicrosoft Word(以下Wordと呼ぶ)に語学教育に関する様々な機能、例えば自動採点機能付きのテスト問題作成機能や英語テキスト教材の難易度解析機能等を組み込み提供する。これらの機能により、教員は普段利用しているWordで単なるホームページではなく高機能の教育用サイトを構築することが可能となる。本研究に取り組むにあたって当初計画した研究の概要は以下の通りである。1.英語教材開発支援機能の開発1)教材テキスト解析機能:主な機能は、語学(英語)教材で使用されている単語を基に教材の難易度を算出する機能、使用されている単語の頻度をカウントする機能、単語のコロケーションリストを表示する機能。2) Webとの連携機能:CNNなどの素材サイトからワープロに教材をインポートする機能。当然のことながら、インポートした教材は1)で述べた教材テキスト解析機能で解析可能となる。3)テスト問題作成機能:自動採点可能なWEBベースのテスト問題をワープロ上で生成する機能。2.受講者管理機能の開発受講者の学習履歴等についてデータベースを用いて管理する。受講者の登録作業は結構手間がかかるので一括登録機能を提供し、できるだけ簡単に登録できるようにする。本年度は、上記計画のうち、1-1)と1-2)を中心に開発した。この部分については、利用希望者がいれば提供可能である。本研究では一般的に利用されているワープロMicrosoft word(以下wordと呼ぶ)に語学教育に関する様々な機能、例えばCNNなどのサイトからテキストをWordに直接インポートし、その教材の難易度を解析する機能などを組み込み語学教員に提供することを目的とする。これらの機能により、教員は普段利用しているWord上で自分のクラスのレベルに適した教材を探しだし、単なるホームページではなく高機能の教育用サイトを構築することが可能となる。本研究に取り組むにあたって計画した研究の概要は以下の通りである。このうち、1-1)、1-2)についてはすでに終えており、本年度は1-3)及び2について中心に研究・開発した。2)Webとの連携機能:CNNなどの素材サイトからワープロ教材をインポートする機能。2.受講者管理機能の開発1-3)のテスト問題作成機能については現在のところ穴埋め問題、並び替え問題、多岐選択問題について開発を行った。

また、2の受講者管理機能については本研究を開始後にさまざまなクラウド関連の新技術が開発されたこともあり再検討の結果、管理運営の面からも当初の計画を変更してクラウドベースのGoogle Appsを利用したほうがいいと判断した。このためこの部分を現在修正中であるが教材テキストの解析機能部は希望があれば提供可能である。