hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
職種間及び組織間ネットワークがソーシャルワーカーのコンピテンスに与える影響

これまでの研究で、サービス利用者・提供者の双方においてネットワーク性を重視していくパースペクティブ(ネットワーク・アプローチ)の提示を試みた。ただし、このアプローチは未だ抽象的な状況に留まっており、その具体的な介入戦略を描き出なさければどのようなコンピテンスが求められるかも見えてこない。今年度は、まずこの課題を果たすべく文献による理論モデル構築の作業を行った(平成12年12月まで)。その際に、ネットワークが活用される要因に「資源交換」の必要性があるという点に着目し、同様の視点から組織同士のネットワークを把握しようとする「資源依存パースペクティブ」を参考にしながら「資源調達モデル」の提示を試みた。このモデルに従えば、ネットワーク・アプローチで重視されるネットワーク性の各要素は、その幾つかの間で同時に達成することが困難な状況にあるという仮説が導き出された。もし、この仮説が正しいのであればネットワーク性の全てを最大化することではなく、むしろ各要素間のバランスを保ちながら「最適化」を図ることが重要な援助戦略になってくる。したがって、サービス利用者・提供者のコンピテンスの中でも、この意味で最適化を可能とする力量(コーディネーション能力)が、ネットワーク・アプローチの中では特に求められることを示唆してみた。同時にこのことは、サービス利用者・提供者のネットワークにおける最適化の具合がそれぞれのコンピテンス(コーディネーション能力)に影響を与えているという逆の可能性をも示すものでもある。以上の理論的検討を終えてその実証的な裏付けを得るために、「職種間ネットワーク」とワーカーの「コーディネーション能力」に絞って、平成12年12月にフォーカス・グループを実施して調査票作成の参考にした上で、平成13年2月より東京都の老人介護支援センターの職員を対象に調査を実施し、実態分析と仮説検証を行った。ソーシャルワークにおいて広く使われるようになったネットワークという用語は、そのあらゆる局面の実践活動において、とりわけ地域福祉において、その本質や固有性に迫り得る上で有用になるものと注目されてきた^<(1)>。しかし、この用語は非常に多義的に用いられており、これまではそれぞれの用語毎(例えば社会ネットワーク)に論じられてきた経緯がある。そのために異なる用い方の間に何らかの関連性があるのかどうか、あるとすればそれらが全体としてソーシャルワークに持つ意義は何か、及びその関連性を土台にして具体的にどのような介入方法が志向されているのか、という主に三つの点において曖昧さが残っていたと思われる。まず曖昧さの第一点については、社会福祉援助の中で異なる使い方がされているネットワーク用語群には共通する要素((1)成員の相互作用性、(2)成員の主体性、(3)成員の対等性、(4)成員の多様性、(5)資源交換性、の5要素であり、これらを「ネットワーク性」と総称する)がいくつか存在しているを示した。このことは、様々なネットワークを一体的・総体的に把握することが可能であることを表しているものと思われる。曖昧さの第二点ついては、総体的に把握されたネットワーク、すなわち「総合ネットワーク」という概念を用いることによって、(1)社会福祉援助全体が「ネットワーク性」へ傾斜していっていることが認識できること、(2)社会福祉援助を「ネットワーク性」に近づけていくことを目標に据えて、今後の理論的、実践的な課題を提示し、かつそれらを検討していく可能性を提示できること、以上の2点が意義として示された。曖昧さで残る第三点目については、ソーシャルワークを幾つかの要素からなる構造体として捉えるモデル(社会福祉援助構造モデル)を分析枠組みとして用いた結果、「サービスの対象」という要素において生じている「利用者本人への焦点化」から「関係性全体」への介入を重視する方向転換と、「サービスの源泉」要素における「単独職種・単独組織」ではなく「多職種・多組織」で関与していこうとする方向転換の2つが折り重なった形で描写できることが理解できた。

以上の理論的検討を終えてその実証的な裏付けを得るために、「職種間ネットワーク」とワーカーの「コーディネーション能力」に絞って、平成12年12月にフォーカス・グループを実施して調査票作成の参考にした上で、平成13年2月より東京都の老人介護支援センターの職員を対象に調査を実施し、実態分析と仮説検証を行った。
パイ中間子と軽い核の相互作用

1.パイ中間子と原子核の相互作用において、最も基本となるのは重陽子標的の場合である。本研究の第一の部分は、ガンマ線による重陽子反応の実験データの解析から、断面積σ(γd→元pp)を従来よりずっとよい精度で求めたことである。この断面積のふるまいの理論的分析を現在行っているところである。2.これと並んで、重陽子光反応より重陽子中のΔΔ状態の情報を得る分析を行い、ΔΔ状態は余り大きな確率で反応するとはいえず、一部研究者の主張する3%程度という値は大きすぎることがわかった。3.本研究の第二の部分は、ヘリウム核の光反応に関するものである。パイ中間子が核内での吸収を受けるとき、関与する核子の数は2である場合のみでないことが知られてきているが、こういうパイ中間子吸収と密接にかかわる情報を光吸収から得る目的で、ヘリウム核の光反応を分解した。この結果、従来光吸収で顕著であるとされていた二体吸収の特徴なるものが、必ずしもそうではないという新しい知見を得るに至った。現在、この点について最終的な詰めを行っている。4.上記3の結果を更に拡張し、ヘリウム核内での二核子短距離相関等についても検討するため、より測定精度を上げた実験を企画し、2、3ケ月以来にデータ取得に入る予定である。
いじめ場面における安心の提供問題に関する社会心理学的研究

いじめが生じる際、そこには必ずコミットメント問題(Schelling,1960)が伴っている。すなわち、被害者はいじめが生じていることを通報したいが、通報した結果、担任が不適切な介入を取ることで事態が悪化することを恐れている。担任は介入したいが通報がない限りうまく介入できない。この問題の解決においては被害者のもつ通報の効果への期待を高めることが必要である。この点について本研究で行った通報の期待の効果と関連する、生徒の心理的変数について報告する。質問紙調査から得られた生徒の心理変数に関する項目23項目に対して主成分分析を行った結果、4主成分が抽出された。各主成分をそれぞれ、担任に対する一般的期待、担任のいじめに対する強い否定、担任の保護者の重要視、担任が他の先生と行動する傾向と解釈した。いじめの有無を独立変数とし、各主成分を従属変数とした一元配置の分散分析を行った結果、担任に対する一般的期待、担任のいじめに対する強い否定とに、有意な差が得られた。すなわち、いじめのないクラスの担任は、いじめのあるクラスの担任よりも、生徒から期待・信頼されており、また、いじめを強く否定している先生だと生徒から認識されている傾向があることが明らかになった。次に、通報の効果への期待に関する項目を従属変数とし、4つの主成分を独立変数として、重回帰分析を行ったところ、4主成分のうち、第1主成分である、担任に対する一般的期待のみで有意な効果が得られた。つまり、この結果は、信頼している担任ならば通報の効果があるが、そうでなければ通報しても効果がないと生徒は考えていることを意味している。興味深いのは、第2主成分が有意でないことである。つまり、このことは担任がいじめを強く否定していることを生徒が知っていたとしても、そのことだけでは、通報に効果があると生徒は考えていないということを意味している。つまり、担任がいじめを強く否定しているかどうかと、その担任に通報して効果があると生徒が考えているかどうかは別のことなのである。全体的な結果として、担任のいじめに対する考え方と実際のいじめ解決能力について、所属する生徒は極めて厳格に評価をしていると言える結果が得られた。この間題の解決においては被害者のもつ通報の効果への期待を高めることが必要である。この点について本研究で行った質問紙調査の再分析結果について報告する。再分析の結果、数ある担任教師の対策のうち唯一、担任教師がクラスの生徒たちの前でいじめの加害者には罰を与えると話したことがある場合の方が通報の効果への期待が高いことが示された。この結果は、これまでの実証研究から2通りの解釈が可能である。1つの解釈は担任による罰の公言自体が人質の供出(Hostage posting)方略という形でコミットメント問題を解決しているとする合理主義的解釈である。つまり、担任教師は、クラスの生徒に公言することで被害者に公言通りに罰が履行されない場合にはクラスの生徒たちからの非難に甘んじるという言質(人質)を与えることで問題を解決しているのではないか。もう一つの解釈は、コミットメント問題解決装置としての感情の存在論(Frank,1988)に基づくポスト合理主義的解釈である。つまり、罰を公言するような教師はいじめに限らず事あるごとに怒りやすい人物であると推測される。この怒りやすいこと自体が、介入することが教師にとって不利益な状況であっても、怒りにかられて不利益を度外視しても介入に踏み切るというシグナルとなっているため被害者は通報が効果をもつと考えるのではないだろうか。以上の点について、さらにインタビューおよび調査、実験によって考察を深めるとともに、今後、罰の公言といった個人的資質に左右されない、多くの人々にとって使用可能なコミットメント方略を生み出す制度、そしてその制度成立の条件について理論的考察を深めることにしたい。

つまり、この結果は、信頼している担任ならば通報の効果があるが、そうでなければ通報しても効果がないと生徒は考えていることを意味している。興味深いのは、第2主成分が有意でないことである。つまり、このことは担任がいじめを強く否定していることを生徒が知っていたとしても、そのことだけでは、通報に効果があると生徒は考えていないということを意味している。つまり、担任がいじめを強く否定しているかどうかと、その担任に通報して効果があると生徒が考えているかどうかは別のことなのである。全体的な結果として、担任のいじめに対する考え方と実際のいじめ解決能力について、所属する生徒は極めて厳格に評価をしていると言える結果が得られた。
グルタチオンは農作物中のカドミウム含量を低減する土壌改良剤になりうるのか

アブラナの各部位(最大展開葉、未展開葉、根)に部位特異的に生理活性物質のグルタチオンを与え、カドミウムの吸収・蓄積を調べた。その結果、根に与えたグルタチオンは植物体の地上部へのカドミウムの移行と蓄積を選択的に抑制した。ポジトロン放出核種画像化システム(PETIS)用いることで、根に与えたグルタチオンが植物体の地上部へのカドミウムの移行と蓄積を抑制する様子を可視化することに成功した。本研究の目的は、生物界に広く分布する生理活性物質であるグルタチオンを利用して植物体内に蓄積するカドミウムの量を低減する技術を確立することである。平成19年度は主にアブラナを用いて、グルタチオンが植物体のカドミウムの蓄積に及ぼす影響を検討した。植物体の様々な部位(根、新葉(シンク葉)、古葉(ソース葉))に部位特異的にグルタチオンを投与してカドミウムの吸収・蓄積を調べた。カドミウムの吸収・蓄積を抑制するのは根にグルタチオンを与えた場合のみであることを確認した。今回のカドミウム処理条件(10μMのカドミウムを水耕液に添加、2日間処理)では植物体の地上部に蓄積するカドミウムの濃度は対照区の約20%になっていた。この時、根におけるカドミウム蓄積濃度はグルタチオン処理区、対照区ともほぼ同じであり、地上部へのカドミウムの移行がグルタチオンによって抑制されていることが示唆された。グルタチオン処理によって植物体の地上部へのカドミウムの移行が抑制されることは導管液中のカドミウム濃度がグルタチオン処理区では対照区の約40%になっていることからも確認できた。アブラナの体内を移行するカドミウムの動態をポジトロン放出核種画像化システム(PETIS)によって非侵襲な状態で可視化することを試みた。その結果、グルタチオン処理によって植物の地上部へのカドミウムの移行が抑制されている様子を撮像することに成功した。本研究の目的は、生物界に広く分布する生理活性物質であるグルタチオンを利用することにより、植物体内に蓄積するカドミウムの万量を低減し、安全な農作物を持続的に生産する技術を確立することである。平成20年度は、グルタチオンが植物体のカドミウムの蓄積に及ぼす影響について引き続き、検討した。グルタチオン以外のチオール基を有する化合物(システインやジチオトレイトール)を根に投与することにより、カドミウムの植物体の地上部への蓄積に及ぼす影響を調べた。いずれの物質もカドミウムの地上部への移行を抑制したが、その効果がグルタチオンとは異なっていた。実際の生産現場でのグルタチオンの使用を考え、様々な濃度のカドミウムやグルタチオンを植物の根に投与して、吸収実験を行った。根に与えたカドミウム濃度が低くなるとグルタチオンによるカドミウムの地上部への抑制効果が低くなることがわかった。また、グルタチオンがカドミウムの地上部への移行を抑制するメカニズムを解明することを目指して、根におけるカドミウムの挙動を調べた。その結果、グルタチオンの存在が根の細胞質に存在するカドミウムの濃度を低く抑えていることを確認した。また、イネやダイズを用いて、根に与えたグルタチオンによるカドミムの地上部への蓄積制の抑制効果を調べたところ、アブラナと同様に地上部へのカドミウムの蓄積が抑制されていた。ポジトロン放出核種画像化システム(PETIS)を用いて、アブラナ体内のカドミウムの動態を非侵襲な状態で可視化する実験では、グルタチオンによってカドミウムの地上部への移行が抑制されている様子を再現性よく、撮像することができた。本研究の目的は、生物界に広く分布する生理活性物質のグルタチオンを利用することで、植物体の地上部に蓄積するカドミウムの量を低減し、安全な農作物を持続的に生産するための技術を確立することである。平成21年度は、グルタチオンが植物体の地上部へのカドミウムの移行と蓄積に及ぼす影響について引き続き、検討を重ねた。カドミウムは植物にとって栄養上は必要のない元素である。そのため、カドミウムは植物にとっての必須重金属元素の移行経路を利用することで、植物め体内に吸収され、移行・蓄積すると考えられている。そこで、グルタチオンを植物の根に与えた場合のカドミウム以外の重金属元素の植物体の地上部への移行と蓄積についてICP発光法を用いて調べた。今回め実験では亜鉛、鉄、マンガンに注目した。その結果、根に施用したグルタチオンはこれらの重金属元素の地上部への移行や蓄積を抑制しないことが明らかになった。この結果は、この抑制効果がカドミウムにのみ特異的であるごとを示している。

また、長期間(2週間)のカドミウム処理実験(10uM)を行ったところ、対照区の植物では、葉にクロロシスが発生し、明らかな生育阻害が見られた。その一方で、グルタチオン添加区の植物は外観上の変化もなく、カドミウム処理を行わない通常の条件で、水耕栽培した植物と同等(有意差なし)の生育量であった。ポジトロン放出核種画像化システム(PETIS)を用いて、アブラナ体内のカドミウムの動態を非侵襲的な状態で可視化する実験では、新たな実験装置を作成ナることで、根圏(水耕液)から植物の根にカドミウムが吸収される様子を撮像することができた。
小胞体ストレス応答制御の分子メカニズム

小胞体ストレスが、糖尿病、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症などの発症や病態進行に関わることが明らかにされている。小胞体ストレスを感知するセンサーのうち、IRE1とPERKは、膜貫通型のプロテインキナーゼで、活性化に分子間自己リン酸化が必要である。活性化されたこれらのセンサーは、転写因子を介して適応反応を誘導し、小胞体の恒常性を保つよう働く。本研究課題では、小胞体ストレス応答制御におけるプロテインホスファターゼの役割について検討を行い、これまでに小胞体に存在するPP2Cε(PPM1L)が、哺乳動物に存在する3種類の小胞体ストレスセンサーのうちIRE1を特異的に脱リン酸化することを見出した。また、PP2Cεは小胞体に局在するscaffoldタンパク質であるVAPAを介してIRE1に結合することも見出した。プロテインホスファターゼ2C (Protein phosphatase 2C, PP2C)ファミリーは、真核生物のセリン・スレオニンホスファターゼで、哺乳動物においては、14種類のPP2C遺伝子が同定されている。それぞれのメンバーは、ユニークな非触媒ドメインを持ち、異なった基質特異性や細胞内局在を示す。PP2CのメンバーであるPP2Cεは、膜貫通ドメインを持つ膜タンパク質で、細胞質側に触媒ドメインを配した形で小胞体膜に局在するという、セリン・スレオニンホスファターゼとしては、大変ユニークな存在様式を持っている。これらの知見に基づき細胞レベル、動物個体レベルでの意義をさらに深く明らかにすることは、小胞体ストレスの制御メカニズムを明らかにする上で意義があると考えられた。24年度が最終年度であるため、記入しない。小胞体に局在するPP2Cεが、小胞体ストレスセンサーであるIRE1およびPERKの脱リン酸化を介して小胞体ストレスシグナルを制御するとの仮説を検証するために実験を行い以下の知見を得た。(1)HeLa細胞にIRE1をPP2Cα・PP2Cβ・PP2Cδ,PP2Cεと共発現させ、phos-tagアクルリアミドゲルを用いてIRE1のりん酸化を泳動度の違いで検討したところ、IRE1をPP2Cεと共発現させたときのみ脱リン酸化が観察された。一方、同様の実験をPERKを用いて行ったところ脱リン酸化は観察されなかった。また、PP2Cεに対するsiRNAを用いてPP2Cεの発現を抑制したところ、IRE1の活性化の結果起こると考えられるXBP1のスプラィシングが亢進していた。以上の結果からIRE1がPP2Cεにより特異的に脱リン酸化されていることが示唆された。(2)われわれは以前、PP2CεがVAPA依存性にセラミド輸送タンパクCERTを脱リン酸化、活性化することを見いだしていた。この知見を踏まえ、HeLa細胞にIRE1、PP2Cε、VAPAを共発現しIRE1とPP2Cεの会合を検討したところ、両者の会合がVAPA依存性に観察された。VAPAの各種欠失変異体を用いて会合部位を検討したところ、VAPAとIRE1の会合部位はPP2Cεとの会合部位とは異なっていることが明らかとなった。以上の知見はPP2CεがVAPAを介して様々な基質を脱リン酸化することを示唆している。
粒子画像を用いた風速・濃度の高解像度同時測定手法の開発

本研究は粒子画像を用いた風速・濃度の測定手法を開発し、風洞実験における風速および濃度分布計測値の高解像度化を目指すものである。本開発手法を用いた風洞実験により、従来の熱線風速計や高応答炭化水素濃度計による点計測では取得が困難であった環境情報の面データをもとに、都市空間における汚染物質の高濃度域の検出、拡散経路の追跡などを実現する。これまでに、特に下記の課題に取り組んだ。1粒子画像流速測定法を用いて境界層風洞に設置された単体建物モデル周辺の流れの計測を行った。都市気流の計測に同手法を適用する際の計測条件とその課題を整理するとともに、瞬時速度の面データが得られることを活かしたデータ分析手法の提案を行った。2境界層風洞において、都市キャニオン空間での拡散現象を対象とした粒子画像の計測を行った。トレーサー粒子の安定的供給方法に関する検討を行った他、得られた粒子画像から輝度値を取得し空間中の粒子濃度を評価するシステムを構築した。3同都市キャニオン空間でのトレーサーガスの拡散実験を行い、高応答炭化水素濃度計による濃度計測を行った。そのデータを基に粒子画像から得られた濃度計測値の妥当性評価を行った。4粒子画像のバックグラウンド・ノイズの影響を低減する方法など濃度分析手法の改善に関する検討を行った。5データ容量の制限から一回の粒子画像の計測は比較的短いサンプリング時間となってしまうため、有限のサンプリング時間における濃度計測値の不確かさ評価を行った。本研究は粒子画像を用いた風速・濃度の高解像度同時測定手法を開発し、風洞実験における風速および濃度分布計測値の飛躍的な高解像度化を目指すものである。まず、風洞実験における濃度測定に粒子画像流速測定法(PIV)で用いられる粒子画像を活用し、高解像度な濃度測定手法の開発を行う。さらに本濃度測定手法とPIVを組み合わせることにより、風速、濃度の高解像度同時測定手法の開発を行う。本年度は、特に下記の課題に取り組んだ。1境界層風洞において、粒子画像の試計測を行った。また、そこで得られた粒子画像から輝度値を取得し空間中の粒子濃度を評価するプログラムを開発した。2境界層風洞において、都市空間内での汚染物質の拡散現象に関する実験を行った。同実験では、従来型の高応答炭化水素濃度計を用い計測点ごとの平均濃度および濃度変動の標準偏差を計測した。ここで得られたデータは、今後本研究で開発する濃度計測手法の精度評価に用いられる予定である。3本開発手法を適用し、都市気流およびその中での汚染物質濃度の計測を行う予定であるが、風洞実験において適切に都市気流をモデル化するため、接近流の平均風速やその他乱流統計量を計測し、ラフネスやスパイアなど境界層生成装置の調整を行った。計測手法の開発およびシステム構築を進めている。また、計測対象とする実験条件に関しても検討を進めている。粒子画像による濃度の高解像度計測手法のプロトタイプを開発し、それを用いた試計測を行ったが、実験データの分析によりトレーサー粒子の粒径のばらつきが大きく、測定データの不確かさが想定よりも大きいことが明らかとなった。粒子の生成法の改善も含め、計測手法の高精度化を行っていく予定である。

都市気流の計測に同手法を適用する際の計測条件とその課題を整理するとともに、瞬時速度の面データが得られることを活かしたデータ分析手法の提案を行った。2境界層風洞において、都市キャニオン空間での拡散現象を対象とした粒子画像の計測を行った。トレーサー粒子の安定的供給方法に関する検討を行った他、得られた粒子画像から輝度値を取得し空間中の粒子濃度を評価するシステムを構築した。3同都市キャニオン空間でのトレーサーガスの拡散実験を行い、高応答炭化水素濃度計による濃度計測を行った。そのデータを基に粒子画像から得られた濃度計測値の妥当性評価を行った。4粒子画像のバックグラウンド・ノイズの影響を低減する方法など濃度分析手法の改善に関する検討を行った。5データ容量の制限から一回の粒子画像の計測は比較的短いサンプリング時間となってしまうため、有限のサンプリング時間における濃度計測値の不確かさ評価を行った。粒子画像の輝度値から濃度を評価する手法の高精度化を行う。濃度と流速の同時計測手法の開発を行う。本開発手法を用いて境界層風洞において都市空間モデル内での気流および濃度分布の計測を行う。粒子画像の輝度値から濃度を評価する手法の高精度化と不確かさ評価を行う。粒子生成法の改善や濃度と流速の同時計測手法の開発を行う。本開発手法では、多量の画像データの取得とその解析が必要となるため、大容量のデータストレージと解析用のワークステーションの購入を予定していた。しかし、今年度は基本的なアルゴリズム開発と試計測を行っていたため、データ量も抑えられ、既存の計算機資源で十分に解析を実施できた。平成29年度に上記の大容量データストレージおよび解析用ワークステーションを購入し、高速な粒子画像解析システムを構築する予定である。
優れた外国語授業創出のためのネイティブ／ノンネイティブ教員の連携・協働

調査研究1:海外(韓国・タイ・ベトナム)の日本語教育で求められるネイティブ/ノンネイティブ教員の資質・能力及び両者の連携・協働による「優れた」日本語授業の創出について:アンケートを主体とした調査研究を実施し、成果を国内外(日本、中国、ベトナム)で口頭発表(ベトナム・ハノイ大学国際シンポジウム(10月)、中国・上海外国語大学国際シンポジウム(11月)等)、論文発表(京都外国語大学『研究論叢』、『無差』、『日本語・日本文化研究』、ハノイ大学紀要等)を行った。昨年度実施した中国でのアンケート結果との比較による「海外の日本語教育におけるネイティブ/ノンネイティブ教員の資質・能力」について、データ整理中である。調査研究2:京都外国語大学外国語学部スペイン語学科、ブラジルポルトガル語学科、イタリア語学科において、求められるネイティブ/ノンネイティブ教員の資質・能力に関するアンケート調査を実施し、目下データの整理中である。昨年度までに実施した、英米語学科、フランス語学科、ドイツ語学科、中国語学科のアンケート結果とともに、「外国語教育において求められるネイティブ/ノンネイティブ教員の資質・能力と連携・協働、役割分担」の大綱を取りまとめ作業中である。調査研究3:2017年度より継続中の「国内外の日本語教員が用いる教室活動」調査研究については、成果報告とともに、日本語教育指導マニュアルとして近く刊行予定である。調査研究4:中国・浙江万里学院外国語学院では、「教室活動を楽しくする工夫」について、教員・学習者対象の講演を行った(11月)。当初の計画では、昨年度までに、当該対象国・地域において、アンケート調査のみならずインタビュー調査をも終えているはずであったが、雑務・学務のため、当該国への出張ができなかった。また研究分担者が全員学内役職に就いたため、調査の進行を遅らせていることも考えられる。京都外国語大学学部卒業生、大学院修了生のネットワークを最大限に活用し、本調査研究への協力を得て、本研究最終年度における研究成果の公表と調査協力者へのフィードバックに努める。具体的には、次の公表を目指す。1)国内外学会・シンポジウムにおける成果の口頭発表(日本、中国、ベトナムを予定)。2)国内外学会誌、大学紀要等への論文投稿と発表。3)「最終成果報告書」の作成(2020年3月)。4)最終成果報告にかかる「優れた外国語授業創出のためのネイティブ/ノンネイティブ教員の役割分担と連携・協働」シンポジウム(2020年1月を予定)の開催。2017年度には、次の調査研究を遂行し、その成果の一部を公表した。1調査研究:(1)ネイティブ/ノンネイティブ教員に求められる資質・能力に関するアンケート調査(京都外国語大学スペイン語学科・フランス語学科・ドイツ語学科・ブラジルポルトガル語学科・イタリア語学科、韓国の日本語学習者、タイの日本語学習者、アンケート結果は漸次統計分析中)、(2)ネイティブ・ノンネイティブ教員が用いる教室活動2論文発表及び研究発表・講演:(1)論文発表:(中川良雄・岡本俊裕・倉田誠)「ネイティブ/ノンネイティブ教員に求められる資質・能力ー中国語学科と英米語学科の学生が求める資質・能力ー」(京都外国語大学『研究論叢』第90号)、(中川良雄)「日本語教師の教室活動を問う」(京都外国語大学『研究論叢』第89号)、(中川良雄)「日本語教師の教室活動」(『日本語教育与日本学研究』大連理工大学出版社)、(2)研究発表:(中川良雄・岡本俊裕・倉田誠)「ネイティブ/ノンネイティブ教員に何を求めるかー英米語学科と中国語学科の学生が求める外国語授業ー」(第5回国際言語文化学会、2017年6月24日、京都外国語大学)、(中川良雄・王尤)「中国人日本語学習者が求める母語話者/非母語話者教師の資質・能力」(第5回日中韓朝言語文化比較研究国際シンポジウム、2017年8月19日、中国・延辺大学)、(3)講演:(中川良雄)「もっと楽しく、ワクワク、イキイキ教室活動」(第2回ハノイ日本語教育研究会、2017年11月21日、ベトナム・ダンロン大学)上記により、京都外国語大学を例とした外国語教育のモデル・ケースを模索すると同時に、海外における日本語教育のネイティブ/ノンネイティブ教員の連携・協働について考察し、教員養成の益に供すべく、調査研究を継続中である。調査研究は、ほぼ順調に進んでいるが、次の理由により、やや遅れが生じている。1アンケート調査における質問紙回収において、予想外に多くの協力者が得られたため、データ入力に時間を要している。2研究分担者が学内役職に就き、研究時間の確保が難しくなっている。3研究成果の公表(殊に研究発表)において、雑務に追われ、学会・研究会等への参加が困難な状況にある。しかし上記は、鋭意克服・改善中であり、今年度以降遅れの回復が見込まれる。調査研究

2:京都外国語大学外国語学部スペイン語学科、ブラジルポルトガル語学科、イタリア語学科において、求められるネイティブ/ノンネイティブ教員の資質・能力に関するアンケート調査を実施し、目下データの整理中である。昨年度までに実施した、英米語学科、フランス語学科、ドイツ語学科、中国語学科のアンケート結果とともに、「外国語教育において求められるネイティブ/ノンネイティブ教員の資質・能力と連携・協働、役割分担」の大綱を取りまとめ作業中である。調査研究3:2017年度より継続中の「国内外の日本語教員が用いる教室活動」調査研究については、成果報告とともに、日本語教育指導マニュアルとして近く刊行予定である。調査研究4:中国・浙江万里学院外国語学院では、「教室活動を楽しくする工夫」について、教員・学習者対象の講演を行った(11月)。当初の計画では、昨年度までに、当該対象国・地域において、アンケート調査のみならずインタビュー調査をも終えているはずであったが、雑務・学務のため、当該国への出張ができなかった。また研究分担者が全員学内役職に就いたため、調査の進行を遅らせていることも考えられる。今後、次の調査研究の遂行が見込まれる。1上記「研究実績」で示したアンケート調査について、データ分析を進めると同時に、京都外国語大学における外国語教育の「ネイティブ/ノンネイティブ教員の役割分担と連携・協働」について、授業モデルを示す。2海外の日本語教育について、「ネイティブ/ノンネイティブ教員の連携・協働」において、国や地域ごとの共通点と相違点を探り、「超言語的」観点から、日本語教育のあり様を探る。またその結果を日本語教員養成の参考に資する。3外国語教育で求められる教員の資質・能力について考え、ネイティブ/ノンネイティブ教員の連携・協働による「優れた外国語授業」のモデル化を図る。4今後目指される調査:ベトナム、オーストラリア、台湾等におけるネイティブ/ノンネイティブ教員に求められる資質・能力、外国語教育におけるネイティブ/ノンネイティブ教員の連携・協働による授業例の収集。京都外国語大学学部卒業生、大学院修了生のネットワークを最大限に活用し、本調査研究への協力を得て、本研究最終年度における研究成果の公表と調査協力者へのフィードバックに努める。具体的には、次の公表を目指す。1)国内外学会・シンポジウムにおける成果の口頭発表(日本、中国、ベトナムを予定)。2)国内外学会誌、大学紀要等への論文投稿と発表。3)「最終成果報告書」の作成(2020年3月)。4)最終成果報告にかかる「優れた外国語授業創出のためのネイティブ/ノンネイティブ教員の役割分担と連携・協働」シンポジウム(2020年1月を予定)の開催。2017年度には、次の理由により多くの予算額を2018年度に繰り越す結果となった。アンケート質問紙への回答協力者が予想外に多く、統計分析に時間を要していること、分担者が学内役職に就き、研究に割く時間が制限されたこと。
ピエゾ薄膜複合によるスマートFMAの試作研究

本研究の目的は,近年,医療・福祉分野をはじめ,ロボティクス・メカトロニクスの分野で注目を集めているソフトアクチュエータの知能化である.ソフトアクチュエータへの搭載に適した柔軟な構造を持つ柔軟変位センサに着目し,ソフトアクチュエータの一種であるFMA(Flexible Microactuator)と呼ばれるアクチュエータ表面に搭載可能な柔軟センサを作成し,ソフトアクチュエータの知能化を実現することを目標とした.本研究においては,ペースト状の材料を用いることによる形状の自由度の高さに着目し,二種類のソフトアクチュエータ用変位検出センサの試作・評価を行った.導電性塗料を用い,変形時に発生する導電性の変化を通して変位を検出するセンサについては,平板型のセンサの試作,センサパターンの最適化,FMA駆動への適用を行った.圧電性高分子の変形時に生じる発生電荷量により変位を検出するセンサでは,試作したセンサによる屈曲量の検出,伸長量検出センサの試作・評価,FMA変位量検出への適用を実現した.いずれの方式のセンサでも,FMAをはじめとするソフトアクチュエータへ十分利用可能であることを確認した.また,これらのセンサを作製するために,ペーストインジェクションシステムを利用した.パターニングにこのペーストインジェクションシステムを使用することで,作成プロセスの簡略化と3次元曲面へのパターニングを実現した.この手法は今回の材料・用途に限らずセンサ・アクチュエータの作成方法として広く応用可能と考えられる.また,水熱合成法による圧電薄膜を用いた振動子を接触検出に用いる.アクチュエータ先端の曲面に対応する接触検出センサを試作し,接触検出が可能であることを示した.本研究の目的は,近年,医療・福祉分野をはじめ,ロボティクス・メカトロニクスの分野で注目を集めているソフトアクチュエータの知能化である.ソフトアクチュエータへの搭載に適した柔軟な構造を持つ柔軟変位センサに着目し,ソフトアクチュエータの一種であるFMA(Flexible Microactuator)と呼ばれるアクチュエータ表面に搭載可能な柔軟センサを作成し,ソフトアクチュエータの知能化を実現することを目標とした.本研究においては,ペースト状の材料を用いることによる形状の自由度の高さに着目し,二種類のソフトアクチュエータ用変位検出センサの試作・評価を行った.導電性塗料を用い,変形時に発生する導電性の変化を通して変位を検出するセンサについては,平板型のセンサの試作,センサパターンの最適化,FMA駆動への適用を行った.圧電性高分子の変形時に生じる発生電荷量により変位を検出するセンサでは,試作したセンサによる屈曲量の検出,伸長量検出センサの試作・評価,FMA変位量検出への適用を実現した.いずれの方式のセンサでも,FMAをはじめとするソフトアクチュエータへ十分利用可能であることを確認した.また,これらのセンサを作製するために,ペーストインジェクションシステムを利用した.パターニングにこのペーストインジェクションシステムを使用することで,作成プロセスの簡略化と3次元曲面へのパターニングを実現した.この手法は今回の材料・用途に限らずセンサ・アクチュエータの作成方法として広く応用可能と考えられる.また,水熱合成法による圧電薄膜を用いた振動子を接触検出に用いる.アクチュエータ先端の曲面に対応する接触検出センサを試作し,接触検出が可能であることを示した.本研究は,フレキシブルマイクロアクチュエータ(FMA)の表面に水熱合成法によりピエゾ薄膜を形成してセンサ/アクチュエータを作りこみ,(1)接触検出,(b)力検出,(c)表面摩擦係数制御の3機能を有した高機能のFMA(スマートFMAと呼ぶ)を試作し,その有用性と可能性を実験を通じて実証することを目的としている.これにより,高性能のロボット指や,挿入性のよい医療機器の実現につながることを期待している.平成15年度はシリコーンゴムへのピエゾ薄膜形成技術の確立を主たる研究目的とし,平面上のシリコーンゴムを対象に,その表面にピエゾ薄膜によるアクチュエータ/センサを形成するべく研究を進めた.ピエゾ薄膜とシリコーンゴムの密着強度の確保が最大のポイントとなるが,これは両者の間に形成されるチタン層とシリコーンゴムの密着強度に依存する.本研究では,密着強度を上げるために,シリコーンゴムの表面処理のほか,シリコーンゴムにチタンフィラを分散させる手法を試みた.その結果は以下にまとめられる.(a)チタンフィラを分散し,かつ,チタンの真空蒸着の際のガス発生の原因となる添加剤を除去したシリコーンゴムを製作した.(b)このゴムを用いて真空蒸着法によりチタン膜形成を試みた.しかしながら,温度上昇によるゴムの変質が生じ,水熱合成法に耐えうる強靭なチタン薄膜の形成はできなかった.今後はプロセス条件を調整するとともに,スパッタ法によるチタン薄膜形成を行う.(c)チタン薄膜単体の表面に水熱合成法によりピエゾ薄膜を形成することに成功した.(d)この上に,電極を形成し,パターニング等のプロセスを確立した.(e)このデバイスを用いて,センサおよびアクチュエータとして機能することを確認した.本研究は,フレキシブルマイクロアクチュエータ(FMA)の表面にピエゾ薄膜を形成してセンサ/アクチュエータを作りこみ,(1)接触検出,(b)力検出,(c)表面摩擦係数制御などの機能を有した高機能のFMA(スマートFMAと呼ぶ)を試作し,その有用性と可能性を実証することを目的としている.

平成15年度は,チタン薄膜単体の表面に水熱合成法によりピエゾ薄膜および電極を形成するプロセスを確立し,センサおよびアクチュエータとして機能することを確認した.平成16年度は,前年度の結果に基づいて,ゴム上へのチタン膜形成を試みるとともに,圧電高分子材料および導電性高分子材料の利用についても併せて検討した.水熱合成法によるゴム上へのPZT成膜にっいては,昨年度開発したチタンフィラ含有エチレンプロピレンゴム(EPT)を中心に検討を進め,スパッタリング条件の工夫により温度上昇を押さえ,チタン薄膜を形成することに成功した.しかし,PZT水熱合成プロセス時にEPTおよびTi薄膜が受けるダメージを十分に抑えることができず,PZT薄膜形成にまでは至っていない.圧電高分子としては,P(VDF/TrFE)(ポリビニリデンフルオライドトリフロロエチレン共重合体)を溶媒に溶かして成形することに成功し,動作を確認した.今後,分極処理,電極パターン成形等の条件をつめる必要があるが,溶液状の圧電高分子をFMA表面にインジェクションによりパターニングできる可能性が広がった.また,併せて導電性樹脂をFMA表面にパターニングするインジェクションシステムを開発し,パターン成形に成功した.FMAの動作に伴って上記パターンの抵抗値変化を利用して,FMAの姿勢サーボ実験にも成功した.本研究は,フレキシブルマイクロアクチュエータ(FMA)の表面にピエゾ薄膜を形成してセンサ/アクチュエータを作りこみ,各種センシング機能を有した高機能のFMA(スマートFMAと呼ぶ)を試作し,その有用性と可能性を実証することを目的としている.平成15年度は,チタン薄膜単体の表面に水熱合成法によりピエゾ薄膜および電極を形成するプロセスを確立し,センサおよびアクチュエータとして機能することを確認した.平成16年度は,前年度の結果に基づいて,ゴム上へのチタン膜形成を試みるとともに,圧電高分子材料および導電性高分子材料の利用についても併せて検討した.平成17年度は,P(VDF/TrFE)(ポリビニリデンフルオライドトリフロロエチレン共重合体)を溶媒に溶かし,開発したインジェクションシステムを用いて,FMAの表面にパターンを形成する技術を開発した.各種波型のパターンの作成,および,分極処理,電極パターン成形等のプロセス条件を明らかにすることにより,良好なセンシング機能が実現できることを実験で示した.
公共圏の中の科学技術に関する科学論的・政治哲学的研究

現代社会における科学技術が、知的、物質的威力としてのみではなく、権力や権威を伴う政治的威力として機能していることの分析を行い、科学者共同体において確保される知的「正当性」と、科学技術が関連する社会的意思決定において科学知識が果たす「正統性」提供機能の錯綜した関係を解明し、論文集を出版した。また、このような状況における科学技術のガバナンスのあり方として、科学技術の専門家や行政関係者のみならず、広く一般人を含む多様なステークホルダーの参加の元での合意形成や意思決定様式の可能性を探求した。特に、科学者共同体内部で作動する合意形成様式の社会学的分析に関する著作、幅広いステークホルダー参加の元手の合意形成の試みのひとつであるコンセンサス会議の分析に関する著作が、その成果である。さらに具体的な事例分析のために、参加型のテクノロジーアセスメントにおける多様な試みを集約するワークショップを開催し、現状の成果と今後の課題を明らかにした。課題としては、全国的なテーマと地域的なテーマで参加手法はどういう違いがあるべきか、参加型手法の成果を政策決定とどのように接続する課などである。同時に、「もんじゅ裁判」を事例に、科学技術的思考と法的思考、そして一般市民の視点のずれと相克を記述分析し、社会的紛争処理一般にかかわる問題点や課題を明らかにした。本研究の結果到達した結論は、人々の現在及び将来の生活に大きな影響を与える科学技術のあり方に関しては、政治的な捕捉と検討という意味での公共的討議が必要であり、そのための社会的仕組みを構想していく必要があるということである。こういった活動の成果は、最終年度にパリで開催された4S(Society for Social Studies of Science)国際大会でセッションを組んで報告された。本研究は、公共圏の中の科学技術のガバナンスの解明を目的としている。ガバナンスという概念は、従来の統治者-被統治者の対抗的、権力的関係に依拠したパターナリスティックな構造から、開かれた公共圏を媒介とした多様なステークホルダーの対話と協調を中心とした共治とも言うべき構造を表現するもので、近年の政治哲学で注目されているものである。本年度は、小林傳司編『公共のための科学技術』を出版し、現時点での、科学技術の公共的ガバナンス論の成果をまとめ、これを叩き台に、政治学者を中心に活発に活動を続けている公共哲学研究会との共同研究会を開催し、以下の基礎視角の共有と深化を試みた。基礎視角(1)社会における科学技術をその知的、物質的威力としてのみならず、権力や権威を伴う政治的威力として分析すること。リサーチクエスチョン:科学者共同体において確保される知的「正当性」と、科学技術が関連する社会的意思決定において、科学的知識が果たす「正統性」提供機能との関係はどのようなものか。基礎視角(2)社会における科学技術のガバナンスを、科学技術者だけではなくより広い範囲のステークホルダーを含めて考察すること。リサーチクエスチョン:科学技術が関連する社会的意思決定に「市民」が参加する場合、専門家の役割とは何か。基礎視角(3)社会における科学技術のあり方を、研究者集団内部の、及びその外部とのコミュニケーション構造として把握し、政治学的概念である、公共圏、ガバナンスの科学技術への適用の可能性を検討すること。リサーチクエスチョン:アカデミックジャーナル共同体における知識の妥当性水準と公共圏におけるそれとの関係は何か。科学のからむ意思決定における、deliberate democracyの可能性。本年度は、以下の問題群について検討した。基礎視角「社会における科学技術のガバナンスを、科学技術者だけではなくより広い範囲のステークホルダーを含めて考察すること。」を手がかりに、コンセンサス会議の可能性と課題に着目し、科学技術が関連する社会的意思決定に「市民」が参加する場合、専門家の役割とは何か、をめぐって検討を行った。

そして、日本で行われたコンセンサス会議の詳細な記録とその理論的意義についての書物が成果として出版された。また、この検討の過程において、近年、日本で盛んに議論されている、科学技術の倫理および工学の倫理、研究の自由は産学連携のなかでどうとらえなおされるかといった問題群の重要性が浮かび上がり、これらの分野の研究者との協力関係の構築に取り組み始めた。基礎視角「社会における科学技術のあり方を、研究者集団内部の、及びその外部とのコミュニケーション構造として把握し、政治学的概念である、公共圏、ガバナンスの科学技術への適用の可能性を検討すること」を手がかりに、「アカデミックジャーナル共同体における知織の妥当性水準と公共圏におけるそれとの関係は何か」をめぐって理論的検討を行い、その成果もまた書物という形で公刊された。この検討を通じて、民主主義という思想と現代の科学技術の存立様式の関係をめぐって検討することの重要性が浮かび上がり、いわゆる「討議型デモクラシー」の意味と射程に着目した研究を開始することになった。特に、科学技術をめぐる紛争処理の一形態としての司法手続きが科学技術的争点をどのように扱っているかを示す、生きた事例としての「もんじゅ裁判」の分析も同時に行うことにし、着手している。本年度は、研究の取りまとめの一環として、参加型テクノロジーアセスメントに関するワークショップを、2004年6月にセミ・クローズドの合宿形式で開催した。そこでは、名古屋のごみ問題をめぐるハイブリッド型フォーラム、六ヶ所村における原子力に関する対話、安間川河川改修計画に関するコンセンサス会議などの実例報告と、討議を行い、今後とも研究者のネットワークを維持し研究を発展させることにした。これはおそらく、日本で最初の、参加型テクノロジーアセスメントに関する研究集会であったと思われる。今後の課題として確認された事項は以下のとおり。(1)全国的課題と地域的課題で、参加型手法にどのような工夫が必要か。(2)「参加」の手法としてどのようなものがありえるかをさらに検討し開発、実践してみること。(3)参加型手法により生まれた成果を政策決定に結びつけるための手法およびその理論的根拠の解明。また、研究計画に予定されていた事例研究のひとつ、「もんじゅ裁判」の分析を通じて、法的思考と科学技術の海面に重要な問題が存在することが明らかになり、今後の研究課題として取り組むことにした。
クォーク閉じ込めに支配的な役割を果たす位相的配位の研究

研究成果の概要(和文):クォーク閉じ込めの双対超伝導描像において必要不可欠な磁気的モノポールをゲージ不変に見出すための解析的及び数値的手法を確立し,それに基づいて磁気的モノポールに関する新たな知見を得た。インスタントンは閉じ込めに寄与しないとする従来の見方に反して,4次元SU(2)ヤン・ミルズ理論ではJackiw-Nohl-Rebbi型の2インスタントンを起源としてループ状の磁気的モノポールが生じることを発見すると同時に,その極限として得られる't Hooft型の2インスタントンや1インスタントンからはそれが生じない理由も明確にした。また,SU(3)ヤン・ミルズ理論では,従来の可換射影とは異なる,U(2)に基づく非可換磁気モノポールが閉じ込めに支配的な役割を果たしていることを示した。量子色力学(QCD)において最も重要なクォーク閉じ込め/非閉じ込めとカイラル対称性の破れ/回復との2つの問題を,同時にかつ同等なレベルでQCDの第一原理から議論し得る枠組みを構築することは重要な課題である。従来のハドロンのモデルにおいては,カイラル対称性の破れか,閉じ込めのどちらか一方のみが正確に扱われ,両者を同時に有効に扱えるモデルは存在しない。我々が従来から発展させてきた新しい場の変数を用いるQCDの再定式化が原理的にこれを可能にし,事実この目的を果たすひとつの低エネルギー有効理論を導出できることが判明した。ただし,実際に,これらの非摂動的問題を解く上で最も重要なインプットとなるのはゲージ結合定数のスケール依存性である。この10年来,九後-小嶋のカラー閉じ込め判定基準と両立すると信じられてきたグルーオンとゴースト伝播関数に対するスケーリング解の他に,デカップリング解がごく最近発見され,それが格子ゲージ理論の大規模数値計算等で支持されるに至り,赤外領域でのゲージ結合定数の振る舞いを再検討する必要が生じた。これに関して,赤外領域の違いはグリボフコピーを避けるために導入された非摂動的なゲージ固定処方箋に依存しており,グリボフホライズンを規定するホライズン関数の撰択の違いに起因して,2つの解が導けることを厳密に示した。グリボフホライズンをシュウィンガーダイソン方程式に取り入れる方法を提唱し,2つの解がグリボフホライズンを考慮したシュウィンガーダイソン方程式の厳密解であることを示した。今後,これらの方法論をQCD相図の解明などに適用できると期待される。1:クォーク閉じ込めの双対超伝導描像に基づけば,4次元ユークリッド空間では閉じたループ状の磁気モノポールの存在がクォーク閉じ込めに不可欠である。我々の提唱するゲージ不変な磁気モノポールの定式化を用いて,ヤンミルズ場の古典解のうち,従来調べられた位相的配位である1インスタントン解と2メロン解を越えて,Jackiw-Nohl-Rebbiの2インスタントン解として知られるSU(2)ゲージ場から,4次元ユークリッド空間でループ状の磁気モノポールカレントが存在することを実際に数値計算で示した。2インスタントン解は閉じ込めに効く位相的配位の候補と考えられる。2:有限温度における閉じ込め/非閉じ込めとカイラル対称性の破れ/回復のクロスオーバー相転移をQCDの第1原理から導出することを目指し,そのための低エネルギー有効理論をQCDから出発して直接得るための理論的枠組みを与えた。実際,この有効理論は,元々のポリャコフループ拡張された南部-Jona Lasinio模型(PNJL模型)を改良することで最近提唱された非局所的PNJL模型を更に変更・拡張したものと等価であり,簡単な近似を用いるだけで両相転移を同時に対等に扱うことを可能にする。得られた新しい側面は,非局所的南部-Jona Lasinio結合定数がポリャコフループと温度にあらわに依存することであり,従来のPNJL模型において共変微分を通じて導入された交差項に加えて,閉じ込めとカイラル対称性の破れの絡み合いに影響を及ぼす。カイラル対称性の破れ/回復相転移が非局所的南部-Jona Lasinio相互作用によって制御され,閉じ込め/非閉じ込め相転移は最近得られたポリャコフループに対する非摂動的有効ポテンシャルで特定される。ここで用いられる基本的な方法は,新しい変数を用いるQCDの再定式化とウィルソン流くりこみ群におけるWetterich型方程式である。1,ゲージ群がSU(3)のヤン・ミルズ理論において,ウイルソンループの期待値を格子上でモンテカルロシミュレーションを用いて計算した。磁気モノポールを,カラー対称性を破るような可換射影に依らずに,カラー対称性を保持する我々のグループが開拓した方法を用いて評価した。その結果,ウイルソンループが面積則を示すSU(3)の基本表現に属する場合に,U(2)に制限された成分だけで,弦定数を再現することを示した。

そのうちで,弦定数に効く最も支配的なトポロジカルな配位は,U(2)の非可換磁気モノポールであることを示した。これは,従来の可換射影に基づく考察では,最大トーラス部分群U(1)xU(1)に起因する可換磁気モノポールが閉じ込めに支配的であるという通説とは異なる,新しい結果である。2,伝播関数をU(2)に制限された成分とそれ以外に分けて計算し,長距離では,U(2)に制限された成分が支配的になることと,それ以外の成分は長距離では急速に減少することを示した。ちなみに,その減少率は質量1.1GeVに対応すること得た。3,次に,静的クォーク・クォーク対から生成するカラーフラックスは,両者を繋ぐ直線上にチューブ状に絞られ,その電場成分のみが消えないで残り,閉じ込めに支配的な寄与をもたらしいていることを示した。これにより,U(2)の非可換磁気モノポールを起源とする双対マイスナー効果を検証し,SU(3)のヤン・ミルズ理論において非可換磁気モノポーに基づく双対超伝導描像を裏付けることに成功した。
遺伝子ネットワークにおける確率ダイナミクスと揺動散逸関係の破れ

胚発生における遺伝子発現の時空間的制御の理解は、発生・分化の仕組みを理解するための根本的課題の一つである。本研究では、ショウジョウバエ初期胚における2つの代表的モルフォゲン、Bicoid(Bcd)とHunchback(Hb)の濃度パターンを対象とし、それらの空間的正確さを保証する機構を理論的に解明することに取り組んだ。方法としては、BedとHbの1次元及び3次元の反応拡散モデルを構築し、それらの確率過程をモンテカルロ・シミュレーションによって計算するというものである。ここで、本研究で特徴的なのは、高効率の計算モデルの設計によって、1次元モデルでは多次元のパラメータ空間における網羅的計算を可能にしたこと、また、計算コストの多い3次元モデルについても現実的な時間内での計算を可能にしたことである。解析の結果、これまで実験的に説明が困難であった2つの謎に対して、以下のように理論的な説明を与えることができた。◆謎1.繰り返し核が分裂するシンシチウムにおいて、Bcdの濃度勾配はどのようにして正確に形成されるのか?→部位依存的な調和のとれた拡散によってBcdがコア、表層部、核の各部にバランスよく分布することが、Bcdの正確な濃度勾配の形成に必要な条件であることが分かった。◆謎2.Bcdのランダムな拡散に起因する大きな内因的ゆらぎにも関わらず、Bcdの濃度勾配はどのようにして正確にHbに読みだされているのか?→Hbは拡散による自己平均化機構をもっており、Hbの遅い拡散によってHbの濃度が局所的に平均化されることで、Hbの濃度勾配はシヤープネスを保ちながらもゆらぎが抑制されていることが分かった。生命現象は様々な生体分子の働きによって引き起こされるが、そのシステムが安定な振る舞いを実現・維持するためには、遺伝子発現が適切に制御される必要がある。すなわち、適切な時期に適切な種類の遺伝子から適切な量のタンパク質が合成される必要があるのであるが、この制御は曖昧で確率的に起こることが実験的に知られている。本研究では、そのような遺伝子発現における反応のノイズやそれに伴う生体分子の個数の揺らぎについて、どのような機構や原理によって制御されているのかを解明することを目的とする。当該年度においては、まず、前年度までの2件のプロジェクトの成果をそれぞれまとめ、論文として発表した。1件は、細胞周期に関わる遺伝子とタンパク質の制御ネットワークについての研究で、そのダイナミクスが確率的揺らぎの中でも安定した周期性を維持できる仕組みを数値シミュレーションによって解析した。もう1件は、1細胞における遺伝子発現の確率的ゆらぎと応答を記述する理論的手法の開発に関する研究で、この手法を用いて、カップルした複数の反応の頻度の違いが遺伝子発現のシステム全体の振る舞いにどのような影響を及ぼすかを解析した。さらに、次のプロジェクトとして、遺伝子発現の空間的パターンの形成とその揺らぎに関する研究を開始した。双翅類の胚発生においては、胚先端部で合成された転写調節タンパク質(Bcd)が細胞質内を拡散し、胚表層部の核に入ってhbなど標的遺伝子の発現を制御する。本プロジェクトでは、これらの遺伝子発現の空間的パターンが胚のサイズでスケーリングされる機構や、空間的パターンが正確に形成される機構を理論的に解明することを目的としている。当該年度においては、1次元および3次元の反応拡散モデルを構築し、モンテカルロ法を用いた確率数値シミュレーションを行った。