hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臍帯血移植後の血小板回復遅延に対する，巨核球前駆細胞を介した新規アプローチ

12と同時にトロンボポエチン(TPO)の発現を認めた.また骨組織をコラゲナーゼ処理して得られた,骨皮質近傍に存在するSca1-,PDGFRα+細胞にもTPOが発現していた.これらの細胞は,造血幹細胞のごく近傍においてTPO濃度を制御している可能性がある.巨核球前駆細胞の分化にはTPOが不可欠であることから,肝臓由来のTPOに加えて,骨髄局所において産生されたTPOが重要な役割を果たしている可能性を見出した.本研究では,骨髄微小環境において巨核球前駆細胞造血を促進する因子を探索した.その結果,骨髄中の間質細胞のうち,ICAM-1+,PECAM1-間質細胞には,造血幹細胞の維持に必要なSCF,CXCL12と同時にトロンボポエチン(TPO)の発現を認めた.また骨組織をコラゲナーゼ処理して得られた,骨皮質近傍に存在するSca1-,PDGFRα+細胞にもTPOが発現していた.これらの細胞は,造血幹細胞のごく近傍においてTPO濃度を制御している可能性がある.巨核球前駆細胞の分化にはTPOが不可欠であることから,肝臓由来のTPOに加えて,骨髄局所において産生されたTPOが重要な役割を果たしている可能性を見出した.また,本研究と関連する第I/II相臨床試験である「臍帯血移植後早期のTPO受容体作動薬投与」に関して,医薬品医療機器総合機構の事前相談,対面助言を終了し,またプロトコル作成を実施している.これまで巨核球は,巨核球・赤芽球共通前駆細胞を経て分化することが想定されてきた.これに対し,血小板需要が高まった状況では,全く新しい細胞分画である巨核球前駆細胞を経て巨核球への分化が生じることを,申請者らのグループは見出した.申請者は,臍帯血を骨髄内に移植する臨床試験において血小板回復が促進されることを既に示したが,この現象は骨髄内移植が巨核球前駆細胞の生着,増殖,分化に寄与したためという仮説を立てた.本研究の目的は造血幹細胞移植マウスモデルおよび臨床検体を用いて,その仮説を証明することである.また巨核球前駆細胞の分化にはトロンボポエチンが必要不可欠であり,更に骨髄間質細胞はトロンボポエチンの産生源のひとつであることを示す予備データを得たため,骨髄において造血幹細胞近傍で産生されるトロンボポエチンが巨核球前駆細胞の分化を制御しているという仮説を立て,それを分子学的に証明することを目的として実験を行った.髄微小環境において巨核球前駆細胞造血を促進する因子を探索した.その結果,骨髄中の間質細胞のうち,ICAM-1+,PECAM1-間質細胞には,造血幹細胞の維持に必要なSCF,CXCL12と同時にトロンボポエチン(TPO)の発現を認めた.また骨組織をコラゲナーゼ処理して得られた,骨皮質近傍に存在するSca1-,PDGFRα+細胞にもTPOが発現していた.これらの細胞は,造血幹細胞のごく近傍においてTPO濃度を制御している可能性がある.巨核球前駆細胞の分化にはTPOが不可欠であることから,肝臓由来のTPOに加えて,骨髄局所において産生されたTPOが重要な役割を果たしている可能性を見出した.また上記の理論的背景に基づいて,同種臍帯血移植後にトロンボポエチンを投与し血小板回復を促す医師主導治験(第1相試験)を実施中であり,現在までに1例のエントリーが得られた.本研究では,骨髄微小環境において巨核球前駆細胞造血を促進する因子を探索した.その結果,骨髄中の間質細胞のうち,ICAM-1+,PECAM1-間質細胞には,造血幹細胞の維持に必要なSCF,CXCL12と同時にトロンボポエチン(TPO)の発現を認めた.また骨組織をコラゲナーゼ処理して得られた,骨皮質近傍に存在するSca1-,PDGFRα+細胞にもTPOが発現していた.これらの細胞は,造血幹細胞のごく近傍においてTPO濃度を制御している可能性がある.
機能未知のロドプシン類を手掛かりとしたマウス脳内光受容能の解明

光受容タンパク質の候補分子であるエンセファロプシンのなかまは、脊椎動物や無脊椎動物の脳内にそのmRNAが同定されているので、それが実際に光受容タンパク質として機能しているのかが興味深い。試験管内実験により、エンセファロプシングループのタンパク質が光受容タンパク質として機能しうることを明らかにした。また、マウス脳において、エンセファロプシンを発現している細胞を単離するために、マウスエンセファロプシンの上流配列下で緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現したところ、マウス小脳内の細胞にGFPを発現する遺伝子導入マウスが得られた。(1)エンセファロプシンの分光学的解析:エンセファロプシン類は、3種類に分類できることを見出していた。2種類については既に培養細胞系による発現と分光解析に成功しているが、残りの1種類については同様の発現系では機能的なタンパク質を得ることは困難であることが分かった。ゼブラフィッシュ視細胞において、視物質ロドプシンのプロモーター下でエンセファロプシンを強制発現により、エンセファロプシンを比較的効率良く得られることが分かった。分光学的解析を行うために、発現量がさらに高い遺伝子導入ゼブラフィッシュの系統化を進めている。(2)遺伝子導入マウスの系統の確立:エンセファロプシン遺伝子の上流配列にGFP遺伝子を連結させた遺伝子を導入したTgマウスをすでに7系統作製していた。本年度は、それぞれの系統のGFPのmRNAの発現量をリアルタイムPCRで定量し、もっとも発現量が多い遺伝子導入マウスを選別し、それらを交配することにより、GFPを多く発現しているホモマウスを得ることが出来た。(3)ゼブラフィシュエンセファロプシンの解析:ゼブラフィシュはエンセファロプシン1種類とエンセファロプシンホモログ(TMTオプシン)3種類の遺伝子を持つ。今年度は、エンセファロプシン1種類とTMTオプシン類2種類の遺伝子上流配列の取得に成功した。現在、遺伝子導入を続けるとともに、局在の解析を進めている。(4)エンセファロプシンの局在の解析:ゼブラフィッシュのエンセファロプシン類について、RT-PCRにより解析したところ、エンセファロプシン類(TMTオプシン)の1種類は網膜に最も多く発現していた。抗体を作製しその局在を調べたところ、水平細胞に存在している可能性が示唆された。エンセファロプシンの分子特性の詳細を明らかにするとともに、エンセファロプシンの存在する細胞を特定し、GFP(緑色蛍光タンパク質)遺伝子導入マウスまたはゼブラフィッシュを用いて、エンセファロプシン細胞の光応答への関与を解析する。(1)前年度に引き続き、哺乳類エンセファロプシンに近縁なロドプシン類の発現・解析を試みた。ゼブラフィッシュの桿体細胞におけるロドプシン上流配列制御下での強制発現については、幼魚では比較的全ての視細胞で発現しているにも関わらず、成長にともない視細胞の外節が小さくなっていく現象が起こるが分かった。従って、眼のサイズが大きくなっても目的とするタンパク質の発現量は増加しないことがわかった。一方、培養発現を用いた発現において、エンセファロプシンのホモログのレチナール結合能にこれまで知られていなかったレチナール特異性を見出した。さらに、そのエンセファロプシンを発現する細胞は、光依存的に細胞内の環状ヌクレオチドの濃度が低下することを発見した。すなわち、培養細胞ではあるがエンセファロプシン類を含む細胞の光応答を検出できた。(2)前年度に確立したGFP遺伝子導入マウスのホモ系統について、GFPとエンセファロプシンの発現部位の関係を抗GFP抗体とエンセファロプシン抗体を用いて解析した。その結果、小脳に認められた緑色の蛍光は、自家蛍光と比較して有意ではないことが分かった。(3)エンセファロプシンに対する抗体を作製し、マウス脳におけるエンセファロプシンの検出を試みた。イミュノブロティングによる解析では、脳内の特定のタンパク質が検出された。免疫組織化学的解析により、マウス脳内のエンセファロプシンの染色は困難であったが、硬骨魚類の網膜内のエンセファロプシン類の染色には成功し、視細胞以外の特定の細胞にエンセファロプシンが存在していることが示唆された。
iPS細胞の歯周組織幹細胞への分化誘導機構の解明-幹細胞ニッチからのアプローチ

本研究はiPS細胞を歯周組織幹細胞へ導くために、歯周組織幹細胞ニッチとして考えられる歯周組織由来細胞とiPS細胞を共培養することを試みた。まず、骨分化刺激したマウスiPS細胞をラットの歯周組織欠損モデルへ移植したところ、新生骨と、新生セメント質様組織が形成された。次に、歯根膜由来細胞とiPS細胞を共培養した。遺伝子発現を網羅的に解析したところ、骨形成関連遺伝子の発現が上昇すると同時に、そのシグナルが抑制されるような遺伝子発現の変化を認めた。本年度は、骨分化誘導したマウスips細胞を免疫抑制ラットの歯周組織欠損部への移植の結果が得られたため、その解析を行った。また、in vitroにおいてマウスips細胞の歯周組織細胞への分化を立証するために、マウスips細胞と歯周組織由来細胞の共培養系を確立した。まず、骨分化誘導したマウスips細胞をラット歯周組織欠損部へ移植し,組織学的評価を行った結果であるが、ラット歯周組織欠損モデルにおいて、ips細胞移植は皮質骨上の骨形成を増加させるのみならず,一部セメント質の形成を伴った組織像が観察された。このことから、歯周組織再生における細胞ソースとしてips細胞の可能性が示唆された。なお、本研究では、iPS細胞移植によるテラトーマの形成は認められなかった。次に、マウスips細胞とラット歯根膜細胞の共培養を行った。264種類の遺伝子発現の変化をリアルタイムPcR法にて解析した。興味深い結果として、未分化iPs細胞と比較したとき、BMP-2の遺伝子は約20倍の発現亢進を認める一方、BMP-2のアンタゴニストであるNoginの遺伝子発現が9.44倍、BMPレセプター1bの遺伝子発現が0、34倍、BMPシグナルの伝達分子であるSmad8の遺伝子発現が0.37倍となり、BMPのシグナルが抑制されていた。歯根膜組織はセメント質と歯槽骨という2つの石灰化組織の間に存在する非石灰化の結合組織であり、生理的状態では石灰化しない。すなわち、マウスips細胞とラット歯根膜細胞の共培養により、ips細胞が歯根膜と同様な特性を持った可能性が考えられる。今後は、間葉系幹細胞のマーカーについても検索を行い、歯周組織幹細胞の幹細胞ニッチの解明を進めていきたい。前年度にマウスiPS細胞とラット歯根膜細胞の共培養を行った結果、iPS細胞が歯根膜と同様な特性を持った可能性が考えられたため、本年度はさらに歯根膜細胞のマーカーとして考えられている遺伝子の発現解析を進めていった。しかしながら、歯根膜細胞と共培養したiPS細胞からはPeriostinの発現は確認されるものの、その他のマーカーであるPLAP-1やS100A4の発現を認めることはできなかった。条件を変えながらiPS細胞から歯根膜細胞への分化を試みたが、現時点においてはin vitroの系で分化誘導することは困難であることが分かった。そこで、歯の発生期や歯周組織の再生において重要な役割を担っている間葉系幹細胞に着目し、まずはiPS細胞を間葉系幹細胞へ分化させることとした。iPS細胞から分化させた間葉系幹細胞の分化能を確認するために脂肪分化刺激と骨分化刺激を加えた。脂肪分化をOil Red O染色で確認したところ、Oil Red O染色陽性の脂肪細胞分化が確認された。また、骨分化を骨分化のマスター遺伝子であるCbfa1をリアルタイムPCR法で確認したところ、時間依存的(110日)にCbfa1の発現が上昇していることが確認された。高純度の間葉系幹細胞への分化誘導を行うために、脱分化脂肪細胞(dedifferentiated fat cell : DFAT)作製技術を応用することとした。DFATとは、成熟脂肪細胞を天井培養という方法で培養することにより、生じてくる線維芽細胞の様な形態をした細胞群で、高い増殖能と多分化能を有し、DFATの細胞表面抗原は、培養骨髄間葉系幹細胞にほぼ一致した発現プロファイルを示すことが知られている。iPS細胞から脂肪細胞への分化にROCKInhibitor(Y-27632)を使用することで高効率で脂肪細胞が得られた。しかしながら、生体内での成熟脂肪細胞のような大きな脂肪滴をもった細胞を得るには至っていない。現在、大きな脂肪滴を有する成熟脂肪細胞への分化を試みているところである。
知的撮像・プリプロセス

1.3次元計測センサの研究を行い、実時間高精細3次元画像取得システムを構築した。CMOSAPS画素回路、独自の時間領域AD変換回路、サブピクセル検出による高精度距離計測を実現した。640×480画素および1024x800画素の最初の実時間3次元イメージセンサを実現し、1200mmの距離にある対象に対して誤差0.1%以下の距離精度を、最大23.3 range maps/sで実現した。また相関センサを開発し-22.8dB SBRの高感度変調光検出を実現した。2.知的ビジュアルフィードバックシステムの研究を行い、従来アーキテクチャを改良し64×64画素を集積した汎用ビジョンチップの試作を行った。従来のアナログ法に比べて柔軟性を高め,初期視覚処理を数数十μsのオーダで実現した。さらに複数のPEを結合するビジョンチップを試作し、高速ビジュアルフィードバックを実現した。またターゲットトラッキング用に高画素化と高速化を実現し民間企業によって製品化を進めた。可変焦点レンズの開発も行った。3.空間可変サンプリングイメージセンサのシステム化研究を行い,高速ランダムアクセスを行うメージセンサ(SVS)を多数用いて機能拡張を実現した。具体的にはSVSを密にアレイ状に配置し仮想視点位置からの画像を実時間で取得表示するIBRシステムと、SVSを広域に配置し動領域だけを検出しサーバーに転送するネットワーク化センサの検討を行った。また可変閾値・広ダイナミックセンサと可変容量・広ダイナミックレンジセンサの実現性を検証した1.3次元計測センサの研究を行い、実時間高精細3次元画像取得システムを構築した。また可変閾値・広ダイナミックセンサと可変容量・広ダイナミックレンジセンサの実現性を検証した本研究では画像情報撮りこみの初期段階で情報処理行う機能を持った高速撮像素子の研究を行った。まず、将来の3次元画像情報を高速に取り込むためのシステムでは、レーザ走査と輝点高速ポジションセンサーとの組み合わせて、撮像対象の3次元座標座標情報を高速に取得する手法を研究した。256x256の解像度を持つ高速ブロックアクセス機能を有するCMOSポジションセンサーチップを設計試作し、プロトタイプシステムを構築し、実際に対象画像の撮りこみを行ったところ、対象までの距離を基準として1%以下の精度で座標撮りこみが可能なことを実験的に示した。また、実時間3次元撮像のための高精度かつ超高速ポジションセンサーの回路構造について検討を行い、行並列高速アドレスエンコーダ方式を考案し、回路設計を行った。今後は高速化システムを実験的に構築検証していく。高速処理にターゲットをおいた完全デジタル方式の画素並列高速センサーの研究では、センサと汎用プロセッシングエレメントを一体化した64×64画素(0.35μmルール、画素面積:105μm×105μm)のビジョンチップを開発した.さらにビジョンチップにモーメント抽出の機能を付加するためのコンパクトな回路方式を提案し、この回路も含めてターゲットトラッキングに特化することにより高分解能化を図った新しいビジョンチップの設計を行った.この設計では、モーメント情報を10μsのオーダーで計算可能となっている.さらに、ビジョンチップの高機能化を目指した新しいアーキテクチャの検討を行った.高解像と多機能画像センサーを目標にしたアナログ方式併用高解像度センサーの研究では、多重解像度イメージセンサの設計、試作、検証を行った。またセンサ面上で撮像対象物体の移動速度を見積もる平均フィルタリングを行う高機能センサーについても設計、試作を行いその動作を確認した。本研究で開発した撮像素子ではフィルタサポートの大きさを局所的に自由に制御できるため、解像度を動物の網膜のように対象に応じて適応的に制御することが可能である。さらに多重解像度空間可変サンプリングイメージセンサの設計、試作を行い、イメージセンサに空間可変サンプリングの機能を合わせもたせることに成功した。本センサを設計、試作した結果、画像処理に必要とされる画素を自在に高速に読み出すことができることを実証した。これらを有機的にネットワークプラットホーム上に配置結合し、機能的空間情報の取得を可能とするために、高機能センサネットワーク化を試作した。専用ネットワークプラットホームを設計、構築し、ポータブルな実験系を構成しネットワークに接続できるようになっている。今後はネットワーク実験により機能の実証実験を進める。石川はこれまで開発した汎用ビジョンチップの性能向上を目指しアーキテクチャを改良し、特徴量フィードバックを行う機構を備えたビジョンチップを設計した。

また、これまで提案・試作してきたビジョンチップコントローラのアーキテクチャに基づき、評価用ワンボードシステムの開発を行った。さらに、コンパイラ・アセンブラ・リンカ・シミュレータからなるソフトウェア開発環境の整備を行った。ビジュアルフィードバックの応用として、ビジョンチップを搭載したアクティブビジョンを二台用いてそれぞれ高速なターゲットトラッキングを行ない、独立に抽出される画像特徴量を統合し3次元情報を再構成する手法を提案した。相澤はこれまで検討を進めてきているランダムアクセスを高速に行う高機能イメージセンサ(空間可変サンプリングイメージセンサ以下SVSセンサと略す)を用いたシステム構築を進めた。2つの応用のためのシステムを検討し、一方は、SVSセンサのネットワーク化、もう一方はSVSセンサのアレイ化による実時間イメージベースレンダリングシステム(IBR)の構築である。前者のネットワーク化に関しては、TCP/IPネットワークに多数のカメラをつないで広域のモニタリングをする研究である。そのためのSVSセンサをネットワークにつなげるためのプラットホームを試作し、10台程度を建物内に設置し実験を試みた。画像データをセンサでの取得時に効率よく削減し、多数のセンサがあった場合も各センサ上の有意画素情報を効率よくサーバへ送る仕組みを検討した。時間-空間的に分散する類似イベントの検出の試みを行った。後者の実時間IBRシステムの検討では、SVSセンサを密にアレイ状に配置し、取得画像から所望の仮想視点画像を生成する。通常のカメラを用いる従来方式では、アレイ画像すべてをリアルタイムに読み込めないため、実時間での仮想視点画像の取得と生成は困難であった。SVSセンサを用いることで、仮想視点画像の生成に必要な画素だけをアレイから読み込むシステムを作ることができ、4x4の16眼のアレイを構成し実時間動作を検証した。浅田は昨年度基本設計したスマートアクセス機能を有するイメージセンサを設計・試作し、その基本動作特性を確認するとともに、シート状レーザを用いた光切断法による動体高速3次元計測の予備的実験を行った。128x128画素のイメージセンサを用い、毎秒10フレーム以上の撮像速度で3次元距離画像取得を実現した。また全方位型3次元計測フレームを設計し、高精度キャリブレーション手法を開発し、最終年度の3次元動体計測実験の準備を行った。同時に、センサ感度とダイナミックレンジを改善するため、フォーカス面上相関検波法によるセンサ画素回路を設計・試作し、3次元距離計測上の雑音となる背景光信号を14dB以上の比で抑圧できることを確認した。
イオン交換樹脂相中における官能基間相互作用の解明

イオン交換樹脂の架橋度は交換に利用可能な空間の独立性を支配し、交換速度・飽和交換率・選択性の交換率依存性に著しい違いを生ずることを明らかにした。ODSシリカへの有機化合物の保持で、分配と吸着の寄与を定量的に示すとともに、濡れ性との関係で残存シラノールの重要性を指摘した。Zr-ポルフィリン錯体による三リン酸イオンの液液イオン交換では、生成物間の分子間相互作用が選択性発現に寄与することを明らかにした。また、交換容量を下げた樹脂では、濡れ性低下のために実質的にイオン交換が起こらなかった。(1)通常の官能基密度を有する市販の弱塩基性陰イオン交換樹脂に対する酸の共吸着について評価した。疎水性の高い陰イオンを含む酸の場合ほど共吸着定数の値が大きいことを明らかにした。また、これまでバラツキの多かった過塩素酸イオンに対する選択係数はイオン選択電極を用いることで適切に評価できることを示した。低交換容量の樹脂については誘導体化が終わって性能評価が始まっている。(2)交換基密度の異なる一連のイミノ二酢酸型キレート樹脂の酸解離平衡を解析した結果、交換容量が小さいものほど塩基性が高くなったことから、当初に期待した官能基間の相互作用の消失による酸型の不安定化は起こっておらず、むしろ支持母体全体の極性が下がることによって酸型の安定化が起こっていることが明らかになった。また、支持電解質濃度が高くなると解離型の化学種が安定化を受けるために、金属イオンの吸着能力が低下することを明らかにした。(3)イオン交換樹脂中における空隙体積については、陰陽いずれの樹脂についても評価を終えた。ゲル型の樹脂では、浸透圧に差がないような等張状態ではイオンの種類によらず一定の内部体積を示した。一方、共存する水溶液の濃度が低いと、交換したイオンの水和力を反映して樹脂が膨潤し、空隙体積が増加するとともに内部溶液の濃度が下がることを見出した。これに対して、マクロポーラス型樹脂では、マクロポアの緩衝作用のために内部体積は塩濃度に依存せず、内部には潮が濃縮される傾向があるのを見出した。(4)上記と比べて、交換基が固定されていないという利点を考慮して、新たにオクタデシルシリル基を有する固相に脂溶性試薬を物理的に担持した交換体について、評価を始めた。その結果、含窒素試薬の担持には、単純な分配の他に、残存するシラノールとの水素結合による化学的吸着も寄与していることを明らかにした。(1)交換容量の小さい3種類の弱塩基性陰イオン交換樹脂を合成し、その性能を評価した。遊離塩基量が1 mmol/gの樹脂ではいずれの酸も全く吸着しないのに対して、2-3 mmol/gの樹脂では過塩素酸を除く無機酸は、時間を要するものの完全に吸着した。過塩素酸イオンと塩化物イオンの間の選択係数の差は、遊離塩基量の小さい樹脂ほど高いことが明らかとなった。また、従来は信頼性の高い選択係数が得られていなかった過塩素酸イオンの選択係数を適切に測定する方法を創案し、強塩基性樹脂の性能とともに論文として投稿中である。(2)陰イオン交換樹脂の内部体積の推定が完了したのを踏まえて、比較的大きい陰イオンによる交換の速度と平衡を解明している。疎水性の高い陰イオン(フェノール系およびスルホン酸系)ほど交換の速度が遅く、飽和交換率が低下する一方で、その親和性は高くなることが明らかになってきた。(3)オクタデシルシリルシリカゲル(ODS)への有機試薬の保持を検討した結果、残存するシラノール基が1水素結合によってヘテロ原子を含む有機化合物を吸着する2シラノール基が酸解離して生ずるアニオンサイトがイオン対抽出の対イオンや空配位座への配位子として機能する3細孔径が小さいとODSの導入が困難となるために残存するシラノール基の量が増えて細孔中への水溶液の浸入を助けるために、実質的に稼働するODSを増加させ、見かけ上の分配が向上する4シラノール基が残っているとトリメチルシリル化をした場合に比べてODSの極性が高くなり、極性化合物の分配にも有利に働く、などが明らかになった。(1)については、既に研究の結論を得て、論文を投稿中である。(2)については、既に内部体積の見積もりを既に終えて、より詳細な形状の影響を検討する段階に達している。(3)については、液体クロマトグラフィーの研究者の間でデメリットしか認識されてこなかった残存シラノールが、金属イオンの分離・濃縮を目的とする固相抽出法ではむしろ決定的な役割を果たしていることを見出している。以上を総合して、当初の予定以上に進展していると判断した。(1)陰イオン交換樹脂における比較的大きな芳香族陰イオンの交換について基礎的な検討を行った。架橋度2および4 %では、交換速度が比較的速く、飽和交換率はほぼ100 %に達し、選択係数は交換率に依存して増加した。それに対して、架橋度8 %の樹脂では、交換が遅く、100 %未満で飽和に達し、選択係数の交換率依存性は低かった。架橋度2および4 %ではサイトの独立性が低いのに対して、架橋度8 %の樹脂ではサイトの独立性が高くまたそのサイズに分布があるとすることで、これらの挙動の差異を合理的に説明することができた。これらの成果については、投稿準備中である。(2)残存シラノールの量が異なる一連のオクタデシルシリル(ODS)シリカに対する有機化合物の保持挙動を検討した。

保持にはODS相への分配と残存シラノールへの吸着が寄与すること、シラノールの量が多いほど固相の水による濡れ性が向上してODSの利用率が高まるために分配も吸着も有利になることを明らかにし、固相抽出に適したODSの設計指針を提案した。これらの成果は、現在、投稿中である。(3)ジルコニウム(IV)ーポルフィリン錯体上における三リン酸イオンによるイオン交換により、4:2の組成を有する疎水性の高い複合体が生成することを見出し、これをキャリヤーとするイオン選択電極を作成した。テトラフェニルポルフィン錯体ではZrの反応性が高いために難溶性の1:1錯体も生成して速やかに応答が消失するのに対して、オクタエチルポルフィン錯体では三リン酸イオンに対する選択的なネルンスト応答が得られ、リン酸や二リン酸イオンの妨害を受けることなく三リン酸イオンの加水分解反応を追跡することができた。これらの成果については、発表済みである。イオン交換樹脂の架橋度は交換に利用可能な空間の独立性を支配し、交換速度・飽和交換率・選択性の交換率依存性に著しい違いを生ずることを明らかにした。ODSシリカへの有機化合物の保持で、分配と吸着の寄与を定量的に示すとともに、濡れ性との関係で残存シラノールの重要性を指摘した。Zr-ポルフィリン錯体による三リン酸イオンの液液イオン交換では、生成物間の分子間相互作用が選択性発現に寄与することを明らかにした。また、交換容量を下げた樹脂では、濡れ性低下のために実質的にイオン交換が起こらなかった。(1)弱塩基性陰イオン交換樹脂については、通常の樹脂の評価が終わっているのに対して、低交換容量樹脂の合成に手間取ったために予定よりは遅れている。しかしながら、既に合成を済ませているので、比較的短時間で評価し、結論を出せる見込みである。(2)イミノ二酢酸型キレート樹脂については、当初の予想と異なり、官能基間相互作用は観測されなかったが、代わりに、支持体の極性が及ぼす影響を明らかにすることができた。以上の結果について論文投稿の準備中である(3)イオン交換樹脂中でイオン交換に利用可能な空隙体積については、陰陽いずれについても評価を終わり、合理的な解釈に達しており、論文投稿の準備中である。(4)この他に、逆相樹脂を用いる固相抽出系で残存シラノールが重要な役割を果たすことを見出したので、この点について系統的な研究をスタートさせることができた。以上の理由から、おおむね順調に進展していると判断した。(2)については、理論計算や物理化学的計測法などの独立の手段を用いて、これまでにえられた結論を補強していく。(3)については、細孔径、修飾率、修飾材の種類(モノメリック、ポリメリック)などの異なる一連のODSについて系統的な測定を行って、その影響を定量的に示す。その上で、金属イオンの分離・濃縮を茂木とする固相抽出に最適なODS相を明確にして、提案する。その有用性を実際の応用例を確立することでを示す。分析化学上述したように、(1)については合成が終了して解析が始まっており、近々に結論が得られるものと考えている。(3)については、一連の形状の異なる大きな陰イオンによるイオン交換を検討し、既に得られている空隙体積との整合性について検討する。
fMRIを用いた発声障害患者における高次脳機能の研究

本研究の目的および学術的独自性と創造性は、高次脳機能が関与するとされるあらゆる発声障害に対し、その責任病巣の特定、および治療方法の確立に至る方向性を見出すことである。また本研究の特色と独創性は当院、および共同研究施設は全国から多数の発声障害患者が受診するため、大規模な患者を対象とし研究することが出来た。声帯筋のジストニアである痙攣性発声障害や、心因性発声障害、あるいは吃音はその病態に高次脳機能の障害が関与していると考えられているが、責任病巣などその詳細な病態は未だ解明されていない。我々が行ってきたfMRIを用いた痙攣性発声障害に対する高次脳機能の研究において、その責任病巣が脳の特異的部分に局在している可能性を示唆する結果を得た。また我々は、本研究において発声時の条件を変えて高次脳機能画像を撮影することで、前研究で得た責任病巣に変化が起きるか否かを検討し、よりその部位の病態への関与を証明した。初年度に正常者と比較するための被検者となった発声障害患者の中で、ボツリヌス注射、や手術治療により発声障害が治癒または症状が改善した症例に対して、術後に再度fMRIの撮像を行い治療前と比較した。その結果を統計解析し病態そのものの賦活部位、あるいは発声動作の制御機構の同定など、病態生理に関わる脳機能部位の特定を試みた。研究開始時に計画した発声障害患者に対するfMRIの撮影、およびその結果の統計解析は予定通り遂行されているため。最近、いくつかの非侵襲的脳機能計測法が開発されてきているが、その中でも機能的MRI(functional magnetic resonance imaging:以下fMRI)は最も注目されている。なぜなら通常のMRIと同様の方法で、被検者(患者)に侵襲を加えず脳機能を画像として見ることができるからである。見たり、聞いたり、話したり、手足を動かしたりすると、それに対応する脳の部位が賦活する。賦活化した脳の部位では神経細胞の酸素消費量が増加するため、2次的にMR信号が増強する。本研究では、痙攣性発声障害患者の脳賦活部位を正常者と比較することで痙攣性発声障害患者における異常な脳活動を特定した。我々はこれまで正常者と比較するための被検者となった発声障害患者の中で、ボツリヌス注射、や手術治療により発声障害が治癒またはきわめて劇的に改善した症例に対して、術後6カ月目に再度fMRIの撮像を行い、治療前と比較した。このことにより、病態そのものの賦活部位、あるいは上述の、制御機構の同定など、他にもきわめて興味深い情報が得られた。発声障害の病態は痙攣性発声障害だけではなく、吃音や喉頭振戦、過緊張性発声などいまだ病態が十分に解明されていない疾患が存在する。我々は今年度までに得られた結果をもとに、来年度は前述の痙攣性発声障害以外の発声障害疾患の病態を解明するために新たに患者群を収集しfMRIを撮像しそれぞれの賦活部位を比較する予定である。当初に予定していた痙攣性発声障害の病態を解明するための脳賦活部位を特定することがができ、今後さらに他の発声障害について、研究を発展することができたため。我々は今年度までに得られた結果をもとに、来年度は前述の痙攣性発声障害以外の発声障害疾患の病態を解明するために新たに患者群を収集しfMRIを撮像しそれぞれの賦活部位を比較した。本年度は前年度までに得られた発声障害の研究結果を元に、音声障害の病態生理を解明すべく考察を重ね、痙攣性発声障害の病態生理に関与していることが疑われる高次脳機能障害の局在を特定した。そしてこれらの研究成果を国内外で学会発表し、論文作成を行った。当初に予定していた痙攣性発声障害の病態を解明するための脳賦活部位を特定することがができ、それらを学会発表、論文作成できているため。正常群、患者群ともに症例数をさらに増やし、統計解析の精度を向上させる。また、得られた解析結果をもとに発声障害の病態生理に関係する高次脳機能障害検索していく。まだ病態が解明されていない発声障害に対し、今まで得られた解析結果をもとに病態に関与すると思われる高次脳機能の働きについてその病態の解明を検討していく。まだ病態が解明されていない発声障害に対し、今まで得られた解析結果をもとに病態に関与すると思われる高次脳機能の働きについてその病態の解明を更に検討していくとともに、研究成果を論文にまとめる。

本年度はfMRIの画像データの集積が中心となり、本格的な画像解析まで進まなかったため画像解析ソフト、およびパソコンなどの必要物品の購入を見送ったため物品費に余剰が生じた。また、具体的な研究成果がまだ出なかったため海外での学会発表がなかったため出張費に余剰が生じた。予定していた国際学会への参加ができなかったことと、パソコンなど既存の物品で研究が進められたため。(理由)予定していた国際学会への参加ができなかったことと、パソコンなど既存の物品で研究が進められたため。(使用計画)来年度の学会参加費に充てる。解析を開始するにあたって、解析ソフト、パソコンなどの購入を計画している。また、研究成果が出次第、海外の学会発表を予定していく。来年度の学会参加費、および新たな物品購入費用に充てる。
高校数学におけるメディアインテグレーション化されたコンピュータの活用

本研究では,数学の問題解決に必要な戦略的知識の獲得を支援するシステムの研究を行った.ここでいう戦略的知識とは,定義・定理・公式と言った数学的知識に対するもので,与えられた問題に対して,既得の数学的知識をどのように適用するかという問題解決の本質的な部分に関する知識である.これは,学習者に於てきわめて個人差の大きな部分であるため,従来の集団授業をベースとした教授形態の中では,積極的な指導が困難であった.しかしながら.高度情報化社会に於て,氾濫する情報の中から,適切な情報を戦略的に選択・活用し,問題を解決する能力を持つ人材の育成は強く求められている.このような現状を踏まえ,本研究では,コンピュータの持つ対話性を活用し,論理的・分析的態度と創造的意欲をもった問題解決者の育成の一助となるシステムのプロトタイプの構築を試みた.研究の目的は,1.問題解決過程の分析,2.教材分析,3.学習支援方法の研究,4.具体的システムの試作,5.システムの評価であった.1,2に於ては,単なる公式適用型の教材ではなく,問題解決戦略の立案及び,それに沿った数学的知識の適用を必要とする教材を開発・収集を行った.並行して3に於て,戦略的知識の獲得に対する支援方法の研究を行った.戦略的知識の獲得に於ては,一方的な教授よりも,学習者の自発的思考と,それに基づく問題解決経験を与えること,また戦略的知識の有効性を実感させることが重要である.その意味で,過度の学習誘導は好ましくなく,コンピュータを用いた学習支援に於ても,学習進行を常に学習者主導に保つように留意する必要がある.この点は従来のCAIシステムに於て十分に実現されていない点であり,適切なコンピュータ活用の方法を模索することは有意義であると考える.3の考察を受け,4で具体的システムの構築を試みた.ここでは,新しい形態のマルチメディアの活用に重点を置いた.従来マルチメディアシステムと呼ばれていたものは,教材提示用の各種周辺機器をコンピュータ制御する形態のものが多かったが,技術進歩により,テキスト・音声・静止画像・動画像等をコンピュータ・データとして統合的に管理・再生することが可能になりつつあり,メディア・インテグレーションという用語で従来のマルチメディアとは区別している.問題解決に於て学習者に与えられるべき支援は,過度に論理的な解説よりも,適切な知的刺激となる直観的・感覚的な情報である.その観点から,この種の新技術の教育活用の可能性をも探って行く.5では試作したシステムの評価手法の開発を行った.本研究では,数学の問題解決に必要な戦略的知識の獲得を支援するシステムの研究を行った.ここでいう戦略的知識とは,定義・定理・公式と言った数学的知識に対するもので,与えられた問題に対して,既得の数学的知識をどのように適用するかという問題解決の本質的な部分に関する知識である.これは,学習者に於てきわめて個人差の大きな部分であるため,従来の集団授業をベースとした教授形態の中では,積極的な指導が困難であった.しかしながら.高度情報化社会に於て,氾濫する情報の中から,適切な情報を戦略的に選択・活用し,問題を解決する能力を持つ人材の育成は強く求められている.このような現状を踏まえ,本研究では,コンピュータの持つ対話性を活用し,論理的・分析的態度と創造的意欲をもった問題解決者の育成の一助となるシステムのプロトタイプの構築を試みた.研究の目的は,1.問題解決過程の分析,2.教材分析,3.学習支援方法の研究,4.具体的システムの試作,5.システムの評価であった.1,2に於ては,単なる公式適用型の教材ではなく,問題解決戦略の立案及び,それに沿った数学的知識の適用を必要とする教材を開発・収集を行った.並行して3に於て,戦略的知識の獲得に対する支援方法の研究を行った.戦略的知識の獲得に於ては,一方的な教授よりも,学習者の自発的思考と,それに基づく問題解決経験を与えること,また戦略的知識の有効性を実感させることが重要である.その意味で,過度の学習誘導は好ましくなく,コンピュータを用いた学習支援に於ても,学習進行を常に学習者主導に保つように留意する必要がある.この点は従来のCAIシステムに於て十分に実現されていない点であり,適切なコンピュータ活用の方法を模索することは有意義であると考える.3の考察を受け,4で具体的システムの構築を試みた.ここでは,新しい形態のマルチメディアの活用に重点を置いた.従来マルチメディアシステムと呼ばれていたものは,教材提示用の各種周辺機器をコンピュータ制御する形態のものが多かったが,技術進歩により,テキスト・音声・静止画像・動画像等をコンピュータ・データとして統合的に管理・再生することが可能になりつつあり,メディア・インテグレーションという用語で従来のマルチメディアとは区別している.問題解決に於て学習者に与えられるべき支援は,過度に論理的な解説よりも,適切な知的刺激となる直観的・感覚的な情報である.その観点から,この種の新技術の教育活用の可能性をも探って行く.5では試作したシステムの評価手法の開発を行った.問題解決戦略の多くは,高校数学の諸単元に含まれる教材に横断的に適応可能である.しかし,問題解決に直面している学習者にとって,それらの問題解決戦略が一般的な言い回しによって与えられたとしても,与えられた問題に対しての適用方法を直接連想することは困難である.平成5年度までの研究によって,問題解決戦略をそのような一般的なものと,各単元への関連づけによって表現することが適当なものとに分類することの必要性が示唆された.

また,初期状態において自然言語で記述されている問題を数学的表現に翻訳する過程における学習支援の重要性も認識された.この問題把握のための過程において,ある程度の学習支援を行うことは,学習者の思考経路,問題解決経路をシステム側で把握するためにも必要となる.このために,学習者に大して,着想のキーとなる問題文中の部分を自己申告させ,その入力情報によって学習者の問題把握時における思考をシステムの動きに反映させる方法がとり得る.具体的なシステム上では,問題把握過程,問題戦略立案過程,問題解決戦略適応過程,問題解決実行過程のそれぞれにおける学習支援形態に関して,利用者インターフェースを中心とした基本設計が概ね完了し,各教材に依存する学習支援用データの内部表現に関して現在検討を進めている.平成5年度の成果は次のように纏めることができる.まず,メディアインテグレーション化の進んだコンピュータシステウの教育活用可能性についての分析を進めることができた.また,教材の分析に関しては,試作システムの実現に伴う問題解決戦略との関連づけ,その支援方法に関して,きめの細かい分析が進捗している.この教材分析の結果,学習者の戦略的な問題解決の過程を1つのモデルとして得ることができた.今後,この問題解決過程のモデルをベースとして,モデルそのものの改訂をも含めた,教材および支援方法を拡充,強化を進める.平成6年度は,前年度までの予備実験の結果を踏まえ,更なる教材と充実とシステムの機能面での向上,及び実験計画の立案,実施及び評価を行った.平成5年度と同様,教材の分析は寺田及び山下が,システムの機能向上は釈氏及び松居が担当した.今後も本研究の継続にあたっては,教材の充実に伴って,試作システムのデータ収容能力の向上が必要となるであろう.本研究で扱うシステムは,数学的知識やその理論的背景を初学者に対して指導することを目的としたシステムではないので,実験に当たっては,必要な数学的知識の一通りの獲得が終了した学習者を対象とすることになる.ここでの実験及び評価では,被験者の本システムでの学習前後の意識の変化に着目した.数学に苦手意識を持つ学習者は,数学の問題解決の本質を把握せずに.数学的知識の盲目的な蓄積という誤った学習方法による悪循環に陥っている場合が多いとの知見を得た.このシステムでは,問題解決の成功経験を与えることによって,そうした学習者の問題解決に対する態度の改善を促し,戦略的知識の獲得と共に問題解決能力の育成を目標としている.その意味で,ここでの評価は,学習者の意識調査結果の数理的な分析を中心とする.これは,松居を中心として推進した.特に,本研究では,この目的のための評価の手法の開発までを推進した.以上の内容を平成5年度の実績と併せて,実績報告に纏めた.
十八世紀フランスにおける奢侈論争

今年度の研究では、奢侈を経済学的な観点から擁護する議論よりも、むしろ伝統的な奢侈批判論の根強さに焦点をあてる方法を取った。それにより、のちの思想史の流れを知ったうえで形成されている現代のわれわれの価値観を一旦離れ、十八世紀の思想状況の実態を啓蒙思想という呼称に囚われずより正確に把握できると考えたからである。このため、まず一六九九年に発表されて以来、革命までの九〇年間に二〇〇もの版を重ねたフェヌロンの『テレマックの冒険』に見られる奢侈批判を分析し、一八世紀になぜこの作品がそれほどの影響力を持ちえたのか考察することにした。フェヌロンの奢侈批判は以下の諸要因から説明可能である。まず、私的な快楽を目的とした冨の蓄積や消費を戒めるキリスト教倫理、次に古代共和制国家を範とし冨と徳の対立を主張するいわゆるシヴィック・トラディション、最後に経済力を増した平民による奢侈的消費を身分秩序への挑戦と見る貴族主義である。こうした要素は極めて伝統的なものでその限りではフェヌロンの独自性は見られない。しかし、十八世紀を通じて彼の作品が圧倒的な人気を誇っていたという事実は、こうした伝統的な奢侈批判の議論が保っていた強い生命力を示している。現に一七六九年になってもアカデミー・フランセ-ズは「奢侈の弊害について」を懸賞論文のテーマに選んでいるし、革命の六年前でもブザンソン・アカデミーは「奢侈の致命的効果について」を懸賞論文のテーマとした。フェヌロンの思想自体はフィロゾ-フたちにより戦略的に読み替えられ、彼の熱心な神学者としての側面は意図的に抹殺されているが、奢侈批判はこうした作為の対象とはなっていない。このようにフェヌロンがどのように読まれたかを問うことは十八世紀の思想を理解するうえで重要なヒントを与えてくれた。
テトラサイクリン排出蛋白の分子構造と機能に関する研究

1990年以後、細菌において薬剤排出蛋白が続々と発見されるようになり、薬剤排出蛋白の中で唯一分子機構の解析が進んでいるテトラサイクリン排出蛋白のモデルとしての意義が急速に高まっている。本研究においては、主として遺伝子工学的方法により、テトラサイクリン排出蛋白の輸送機構の解明を行った。糖やアミノ酸などの栄養物質の輸送系から、薬剤の排出蛋白にいたるまで、広く保存されている配列モチーフの存在が知られていた。これは、GXXSDRXGRRと表される。このモチーフの役割は不明である。本研究では、テトラサイクリン排出蛋白を素材として初めてこのモチーフの部位特異変異導入による解析を行った。その結果、モチーフ5番目のAsp66と、9番目のArg70のそれぞれ正負両荷電が輸送機能に必須であることがわかった。Arg70については、Lys変異体が輸送活性を野性型の1/3程度残しているのにたいし、中性や産生残基への置換体がすべてほとんど輸送活性を消失していた中で、Cys変異体はLys変異体と比較できる程度の輸送活性を残存していた。これは、Co^<2+>のような2価カチオンがCysとメルカプチドを形成して正荷電残基として働くためであることが証明された。このモチーフのある細胞質側ループ_<2-3>の10残基それぞれのCys置換体の中で、活性の無いCys62とCys66を除き、SH試薬NEMで阻害されるのはCys65およびCys70のみであった。これらへのNEMの結合は基質の存在により促進された。つまり、細胞質側ループの露出度が基質により高まることが示された。逆に、ペリプラズム側Leu97→Cys変異体へのNEM結合は基質により阻害され、露出度が低下することがわかった。これは、テトラライクリン排出蛋白が基質により、inside-open/outside-closedの構造になることを示している。テトラサイクリン排出蛋白推定膜貫通領域にただ一つ存在するHis257残基の役割について、部位特異変異導入法を用いて研究を行った。まず、His257をHis以外の19種類の全てのアミノ酸残基に置換した19種類の変異体を作成し、その性質を詳しく解析した。その結果、全ての置換体において、テトラサイクリン輸送活性は野性型の1/3以下に低下しており、257位残基がHisであることが湯粗鵜機能に重要であることが確認された。また、いくつかの変異体において、プロトンとの輸送共役が失われた脱共役変異体が得られたことから、この残基がプロトンとテトラサイクリンの輸送共役に関係する残基であることが示された。しかし、チロシンやメチオニンなどへの変異体がテトラサイクリン輸送能は低下するものの、共役の効率に有意の変化が無かったことから、イミダゾール環によるプロトンリレー機構の関与は否定された。また、トリプトファンおよびイソロイシン置換体のみ疎水性テトラサイクリン誘導体特異的輸送体に変化していたことから、この残基が基質の認識に関与することが示された。テトラサイクリン排出蛋白は分子内に全部で5個のHis残基を持っている。そこで次に、これらのHis残基を一つずつAla残基に置換した変異体5種類を作成した。その結果、テトラサイクリン輸送活性をほとんど失っていたのはHis257→Ala変異体のみであった。他の4変異体の輸送活性は野性型のものと変わらなかった。このことから、輸送機構に関与するHis残基は膜貫通領域のHis257のみであることが明らかになった。

1990年以後、細菌において薬剤排出蛋白が続々と発見されるようになり、薬剤排出蛋白の中で唯一分子機構の解析が進んでいるテトラサイクリン排出蛋白のモデルとしての意義が急速に高まっている。本研究においては、主として遺伝子工学的方法により、テトラサイクリン排出蛋白の輸送機構の解明を行った。糖やアミノ酸などの栄養物質の輸送系から、薬剤の排出蛋白にいたるまで、広く保存されている配列モチーフの存在が知られていた。これは、GXXSDRXGRRと表される。このモチーフの役割は不明である。本研究では、テトラサイクリン排出蛋白を素材として初めてこのモチーフの部位特異変異導入による解析を行った。その結果、モチーフ5番目のAsp66と9番目のArg70のそれぞれ正負両荷電が輸送機能に必須であることがわかった。Arg70については、Lys変異体が輸送活性を野性型の1/3程度残しているのにたいし、中性や産生残基への置換体がすべてほとんど輸送活性を消失していた中で、Cys変異体はLys変異体と比較できる程度の輸送活性を残存していた。これは、Co^<2+>のような2価カチオンがCysとメルカプチドを形成して正荷電残基として働くためであることが証明された。このモチーフのある細胞質側ループ_<2-3>の10残基それぞれのCys置換体の中で、活性の無いCys62とCys66を除き、SH試薬NEMで阻害されるのはCys65およびCys70のみであった。これらへのNEMの結合は基質の存在により促進された。つまり、細胞質側ループの露出度が基質により高まることが示された。逆に、ペリプラズム側Leu97→Cys変異体へのNEM結合は基質により阻害され、露出度が低下することがわかった。これは、テトラサイクリン排出蛋白が基質により、inside-open/outside-closedの構造になることを示している。
経験的分子運動学ポテンシャルの世界標準規格の構築とデータベース化への戦略的展開

本研究は、アモルファス金属や化合物半導体等の高度な分子動力学計算に不可欠な高精度な経験的分子動力学ポテンシャルの標準規格の構築を行った後、ポテンシャル開発ソフトをインターネットのWebを通じて公開し、利用ユーザの結果をデータベースとして蓄積して共有することにより、世界標準のデータベースを作成することを目的とする。平成19年度は開発プログラムの発表と情報収集、及び戦略的委員会の組織立ち上げのための準備を行った。作成したポテンシャル開発ソフトは完成の域に達しており、金属ガラス(Zr-Nu系)、電子デバイスの界面(Cu-Ru系)、ダイヤモンドライクカーボン、化合物半導体(AlGaN)へと適用され、その有効性を十分に検証することが出来た。今後は、これを日本材料学会分子動力学部門委員会の活動を通じて、産業界に頒布し、活用範囲を広げたいと考えている。また、HPからの無償公開によって、米国MITなど海外の大学との連携をさらに進めたい。ポテンシャルの標準規格化のため、現在提案されているポテンシャルの調査を行い、物理的な概念・関数形(例えば二体・三体・イオン・ボンドオーダー・電荷移動ポテンシャル)により分類した。有名なEAMポテシシャルやTersoffポテンシャルなどから派生した最新のモデルの調査を重点的に行った。調査したポテンシャルにより関数形のデータベースを作成した。次に、上記データベースを用いて、ポテンシャルの標準規格化を行う。すべでの要求に応えるポテンシャル作成は不可能であるため、分類に応じて同時に複数のレベルのポテンシャルを作成する。つまり、例えば鉄などの金属結合では、モース型の二体、ボンドオーダー(EAM)、半経験的EMTポテンシャルの3つのレベルを、シリコンなどの共有結合では、三体、ボンドオーダー(Tersoff)、電荷移動ポテンシャルの3つのレベルを作成する。ユーザは要求される精度に応じてポテンシャルを選択できる。ポテンシャルのあわせ込みはユーザが表現したい目的物性値(ユーザが選定)に対して行う。これにより、個々のユーザの目的にあった精度のポテンシャル開発が可能となる。機能を実現するポテンシャル作成ソフトは専用計算機において自主開発した。手法を単元系(シリコン)及び多元系(シリコンーボロン)に適用し、その有効性を示した。本成果は、雑誌論文に投稿し、掲載可となっている。ポテンシャル作成において最も大きな課題となる、最適なパラメータの探索手法についての開発を行った。第三者にポテンシャル作成が可能なような汎用性のある手法が必要であると考えられる。申請者らの研究により、遺伝的アルゴリズム(GA)が効果的であることがわかったため、これをポテンシャルフィッティングに特化した形に改良し、上記作成ソフトに組み込んだ。開発したソフトウェアのために、GUIに優れたシステムを作成し、公開用プログラムを作成した。ユーザは、使用したいポテンシャル関数形、合わせ込みたい構造をGUIによって入力すれば、本ソフトウェアがポテンシャルを作成することができる。また、すでに計算されて利用可能になっているポテンシャルに関してはリストを公開し、常に利用可能な状態にした。これにより、分子動力学に関して知識のなかったユーザも簡便に分子動力学シミュレーションを出来るようになった。本年度は手法を多元系金属(Zr-Ni)に適用し、その有効性を示した。
幼児期における規範意識の形成に関する研究

平成26年度は以下の内容を中心に研究を進めた。(1)幼児の規範意識の実態については、継続的に幼稚園での観察調査を行った結果を論文にした。具体的には、『保育学研究』日本保育学会,第53号3,「幼児のゲーム遊びに生じる“ずる"の実態と仲間との相互交渉による意識の変容縦断的観察からのエピソード分析から」に掲載される。この論文により、幼児がルールのある遊びを展開する中で経験する葛藤及び、葛藤解決方略としての“ずる"の実態を示すことができた。そして“ずる"に起因する意見の対立が善悪に対する認識の変化を促し、規範意識の形成へと影響していくことを指摘することができた。また、全国の幼稚園教諭を対象に「幼児の規範意識の形成に関する調査」を質問紙形式で実施した。幼児の規範意識が顕在化する場面の記述回答について、テキストマイニングによる形態素分析を行った。結果、日常生活場面では一斉活動に関連するキーワードが多く挙がり、遊び場面では、公平性や公正観に関わる内容が多く挙がった。日常生活上と遊び場面では表出する規範意識が質的に異なるものとして捉えられていることが示された。(2)幼児の規範意識の形成を促す保育者の具体的なかかわり方については、質問紙調査及びインタビュー調査を実施した。質問紙調査の結果、規範伝達の実践において重視する事項は7つの因子で説明された(1.個の発達と充実2.子ども同士の調和的関係・クラス集団の秩序維持3.経験値4.年齢5.ルール生成・自己抑制6.自己主張7.自主性・見守り)。そして保育者の経験年数や園の組織の違いによって実践上の重視事項が異なることが示された。当初予定していたよりも1年早く研究を終了することになったが、研究の目的は概ね達成することができた。今後は、本研究成果が保育実践に寄与するものとなるよう広く結果を開示していくことに努めたい。25年度には主に次の4点について実施した。1保育者を対象とした質問紙調査及びインタビュー内容を設定するため、予備調査(24年度に実施した質問紙調査)及び観察記録を分析ソフト(SPSS Text Analytics for Surveys Ver.4、SPSS Categories Ver.22、MaxQDA.11)により再分析した。これにより数量的な結果と併せて、自由記述内容や観察記録の質的分析を深めることができた。本調査ではこの結果を反映した質問紙を作成することができ、調査の精緻化へと繋がった。2本研究に関連する国内外の論文を収集し、文献研究を実施した。既存の研究では1)認知発達研究、2)子ども同士の相互作用に関する研究3)子どもの実態に関する研究、4)子どもを取り巻く大人を対象とした研究、5)教育実践に関する研究、6)教育理念に関する研究が行われている。本研究の調査内容は既存の研究において殆ど扱われていない現状にある。しかし現在の幼児の実態からに内容を検討したものであることから、本研究の新規性及び既存の研究との関連性、保育実践への有用性を確認することができた。3道徳的規範意識に関する幼児の認識を明らかにする為、観察事例から得られた場面を例題化し、インタビューを実施した。この調査は23年度より継続的に実施しており、毎年同時期(2月3月)に実施している。今年度は調査3年目となる為、幼児の認識の発達プロセスを分析することができた。4保育者を対象に子どもの実態と指導・援助についてインタビュー調査を実施した。幼児の遊びの中で見られる規範意識と日常生活に見られる規範意識は関連性があると捉えている保育者が多いことが明らかとなった。そして、子どもの規範意識の形成には自尊心、承認欲求、身近な大人の示す価値などが密接に関わっていると捉えられていることが明らかとなった。