hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
理科教育における自然のモデル化・数学化能力育成の基礎的研究

本研究では、モデルの理論的な検討、子どもの自然のモデル化・数学化能力の認知的な特性の把握、諸外国の理科/数学カリキュラムの構造分析を踏まえた上で、理科教における自然のモデル化・数学化能力の育成方法の基本的な枠組みを構築することを目的とする。(1)文献調査として、平成29年度に引き続き調査を進め、科学論におけるモデルや数学化論、理科教育におけるモデル・アナロジー論、数学教育におけるモデル論、理科/数学教育における表象論に関して、文献・資料の収集・分析を行い、自然のモデル化・数学化に関する基本的な知見を整理・集約した。今日的な動向として、エージェントを基盤とするモデル論の興隆等があることを確認した。(2)国際比較調査として、アメリカ・ドイツ・日本の理科/数学教科書における自然のモデル化・数学化の記述を相互に比較した。特に、グラフの作成や測定に関するメタ的な知識に焦点を当てた。その結果、諸外国のカリキュラムでは、理科でも数学的な概念が広く扱われていることが分かった。(3)フィールド調査として、理科/算数・数学授業における小学生・中学生のモデル化・数学化能力に関する調査結果を分析・検討した。その結果、数学的な表現や概念と理科の学習内容の関連付けや認識的知識の習得が十分ではないことが明らかとなった。また、モデルのI表現としての図的表現については、小学生と中学生ともに、言語的表現よりも図的表現の方が取り組みやすい活動であると思っている一方で,自分自身の考えなどを表現することには慣れていないと感じていることが分かった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、モデルの理論的な検討、子どもの自然のモデル化・数学化能力の認知的な特性の把握、諸外国の理科/数学カリキュラムの構造分析を踏まえた上で、理科教育における自然のモデル化・数学化能力の育成方法の基本的な枠組みを構築することを目的とする。1文献調査を通じて、科学論におけるモデルや数学化論、理科教育におけるモデル・アナロジー論、数学教育におけるモデリング論に関して、文献・資料の収集・分析を行い、多様な表象(特に、グラフや物理的なモデル)の活用では、視空間認知能力の向上の重要性に着目されるようになってきている傾向を把握した。2アメリカに着目して、初等・中等学校の科学/数学スタンダード、科学/数学教科書を収集し、その内容構成を分析し、事実的・概念的な知識、手続き的な知識、メタ科学的な知識を統合的に活用する行為能力としてモデリング能力が捉えられていることを明らかにした。また、ドイツの研究協力者および理科・数学教師を訪問し、研究討議を通じて、同国の理科教育では、関数電卓を活用することが一般的となってきており、計算などの処理よりも、自然現象を理解する方法に重点が置かれていることが分かった。3教科間比較調査では、日本の小学校および中学校の理科/算数・数学教科書の調査から、理科と数学で、類似した内容が扱われているものの、学習成果として期待されているものが異なるため(例えば、グラフでの数式など)、双方の教科間の連携にはさらなる検討が必要であることが分かった。国内外の研究分担者と共同して、1文献調査(科学論におけるモデルや数学化論、理科教育におけるモデル・アナロジー論、数学教育におけるモデリング論の資料調査)、2国際比較調査(アメリカの科学スタンダードの分析、ドイツ訪問調査と研究協力者との研究討議)、3教科間比較調査(小学校・中学校の理科・数学の教科書の比較)を予定通りに実施することができた。(2)国際比較調査として、アメリカの理科教師団体であるNational Science Teachers Association(NSTA)でのSTEM Forum2016へ参加して、科学スタンダード(Next Generation Science Standards; NGSS)におけるモデル化や数学化の位置付けおよび統合的なSTEMアプローチの内容を把握した。具体的には、事物・事象のモデル化、科学的・数学的な知識の活用、工学的なデザインの観点からのものづくりのプロジェクト学習、定量的な評価などの要素が含まれていることが明らかになった。(3)日本の中学生を対象にしたモデル・モデル化の実態に関する調査を実施し、中学生は、モデルについて一定の考えをもっているものの、それには数学的なモデルが含まれていないこと、特定のモデルを学習する文脈を除くと、自然の事物・事象を対象として必ずしも自発的にモデルを使用する傾向があまり見られないことが明らかになった。国内外の研究分担者と共同して、(1)文献調査、(2)国際比較調査、(3)フィールド調査調査を予定通りに実施することができた。(1)文献調査として、平成28年度に引き続き科学論におけるモデルや数学化論、理科教育におけるモデル・アナロジー論、数学教育におけるモデリング論、理科/数学教育における表象論に関して、文献・資料の収集・分析を行った。(2)国際比較調査として、アメリカ・イギリス・日本の理科/数学教科書における自然のモデル化・数学化の記述を相互に比較した。特に、数学的モデル化の一つとして、グラフに着目して、教科書分析を行った。日本の小学校・中学校の理科教科書に見られるグラフについて、学年・内容領域とグラフ類型やグラフ化される変数の関係性に着目して、それらの頻度などを把握した。

校種間でグラフの種類や変数に違いが確認された。また、諸外国と比較して、グラフからの数式化への言及が見られないことが分かった。(3)フィールド調査として、理科/算数・数学授業の双方で、自然の数学化として、グラフ作成能力に関連する調査問題および試行授業を開発し、実践した。そこで得られた結果は、平成31年度に詳細に分析する予定である。また、小学生等を対象として、理科での図的表現についての認識(メタ認知)を探る調査問題を作成した。この結果についても、平成31年度に詳細に分析する予定である。ここまでの研究の成果を整理・集約して国内の関連学会もしくは国際学会で口頭および論文にて発表した。国内外の研究分担者と共同して、(1)文献調査、(2)国際比較調査、(3)フィールド調査を予定通りに実施することができた。本研究では、モデルの理論的な検討、子どもの自然のモデル化・数学化能力の認知的な特性の把握、諸外国の理科/数学カリキュラムの構造分析を踏まえた上で、理科教における自然のモデル化・数学化能力の育成方法の基本的な枠組みを構築することを目的とする。(1)文献調査として、平成29年度に引き続き調査を進め、科学論におけるモデルや数学化論、理科教育におけるモデル・アナロジー論、数学教育におけるモデル論、理科/数学教育における表象論に関して、文献・資料の収集・分析を行い、自然のモデル化・数学化に関する基本的な知見を整理・集約した。今日的な動向として、エージェントを基盤とするモデル論の興隆等があることを確認した。(2)国際比較調査として、アメリカ・ドイツ・日本の理科/数学教科書における自然のモデル化・数学化の記述を相互に比較した。特に、グラフの作成や測定に関するメタ的な知識に焦点を当てた。その結果、諸外国のカリキュラムでは、理科でも数学的な概念が広く扱われていることが分かった。(3)フィールド調査として、理科/算数・数学授業における小学生・中学生のモデル化・数学化能力に関する調査結果を分析・検討した。その結果、数学的な表現や概念と理科の学習内容の関連付けや認識的知識の習得が十分ではないことが明らかとなった。また、モデルのI表現としての図的表現については、小学生と中学生ともに、言語的表現よりも図的表現の方が取り組みやすい活動であると思っている一方で,自分自身の考えなどを表現することには慣れていないと感じていることが分かった。事前の研究計画に従って、国内外の研究分担者と共同して、1文献調査(モデリング論、視空間認知・グラフ認知関係資料の調査)、2国際比較調査(アメリカの科学・数学スタンダードと日本の学習指導要領との比較分析、ドイツ研究協力者との研究討議)、3教科間比較調査、4フィールド調査を実施する。特に、4フィールド調査として、小学生・中学生の自然のモデル化・数学化能力の評価方法(モデリング調査問題の作成)の開発・実施へ重点的に取り組む。
食品機能の系統的解析と展開

本特定研究総括班は、7つの計画研究班が行うべき研究の方向の示唆、班間研究連寛の調整、計画研究を補完する研究業務、成果の評価等々を含めた多面的な活動を行った。その主要な経過を次に記す。すなわち、昭和60年7月、京都において第1回総括班会議およびコロキウムを開催した。このコロキウムには7つの班の構成員(公募班員を含む)の全員81名が参加し、多田富雄教授(東大・医)および井村裕夫教授(京大・医)による基調報告に沿って「食品機能」に関する討論を行ない、計画班員・公募班員個々の分担研究の参考に供した。当日、総括班編集の班員連絡誌(各班員の所属・職、研究歴、分担課題、研究進捗状況を記載)を全員に配布した。昭和60年10月、京都にて班長会議を開き、61年度「研究計画調書」作製に向けて討論を行い、11月に文部省に提出された同「調書」の内容と今後の方針をめぐって討論をさらに深めるための第2回総括班会議を12月に広島で開催した。昭和61年2月、東京において第2回公開シンポジウム「食品機能の系統的解析と展開」を開催した。これには班員に一般参加者を加えた300名以上が出席し、6名の演者の提供した話題を中心に、食品の新しい価値基準に関する活発な討論がなされた。翌日、第3回総括班会議が開かれ、60年度各班研究成果がそれぞれの班長によって報告された。当日、全班員の成果をまとめた「昭和60年度研究報告集」を配布した。この「報告集」は文部省にも提出した。以上の主要活動のほか、総括班企画担当者らによる数回の研究打合せ会議を持ち、本特定研究全体の効率的な進捗を図った。また、東京大学農学部農芸化学科食品工学研究室に置かれた事務局は、総括班代表者(お茶の水女子大学長・藤巻正生)の意に従い、本特定研究にかかわる定常的事務活動を行った。
アスパラギン酸キナーゼの活性調節メカニズムに関する構造生物学的研究

これまでに決定に成功しているCorynebacterium glutamicum由来のアスパラギン酸キナーゼ(CgAK)のα_2β_2型の不活性型、阻害型での結晶構造を基に、昨年度から引き続き詳細な比較や変異体による解析を行った。昨年度までに、スレオニンの結合がαサブユニットの活性制御ドメインとβサブユニットのダイマー形成を安定化させ、その後にリジンが結合し、それによる構造変化によってαサブユニットとβサブユニットの間に相互作用が生じ、「閉じた」不活性型構造を安定化することを示している。それに加えて、リジンが結合することにより活性中心の基質であるアスパラギン酸結合部位のアスパラギン酸結合残基同士がイオン結合を形成し、「閉じた」構造を安定化すること、またこの構造変化によりアスパラギン酸の代わりにリジンが結合できるようになり、より不活性型構造を安定化していることを構造解析と変異体解析から明らかにした。また、高度好熱菌Thermus thermophilusにおける新規リジン生合成経路に関わる、アスパラギン酸キナーゼと相同性を示し、同じくアミノ酸キナーゼであるLysZと、この新規リジン生合成経路に関わるキャリアタンパク質LysWについての構造生物学的研究も昨年度に引き続き行っている。昨年度中にLysZとその基質であるLysWとAAAが結合したLysW-γ-AAAの複合体の結晶構造を決定しており、両者が静電相互作用で結合していることを明らかにしている。本年度はLysZ上のLysW-γ-AAAとの相互作用部位へ変異を導入し、LysZによるLysW本体部分(globular domain)の認識がLysZ活性発現に重要であることを示した。また、結晶構造では活性中心に向いていなかったLysZによってリン酸化を受けるLysWのC末端部位の活性中心への結合モデルを作製し、変異体解析によりそのモデルの妥当性を示した。以上からLysZの機能発現には、LysZによるLysW-γ-AAAの本体部分及びC末端部分の認識の両方が重要であることが示された。アミノ酸発酵菌であるCorynebacterium glutamicum由来のアスパラギン酸キナーゼ(AK)のα_2β_2へテロテトラマー型での結晶化に成功し、これまで私が決定したβサブユニットの結晶構造、および報告されているMethanococcus jannaschii由来AKの触媒ドメインの構造をモデルにした分子置換法により、2.5Å分解能で構造決定した。結晶構造中には阻害剤であるリジンおよびスレオニンが結合しており、活性中心を構成するアミノ酸残基が触媒に適した位置にないことから、この構造が不活性型を示しており、リジン、スレオニンによるシグナルが活性中心構造を不活性型に変化させるというアロステリックモデルを証明することができた。触媒ドメイン内にランダム変異を導入し、リジンアナログであるAEC(2-アミノエチルシステイン)を用いたフィードバック阻害耐性変異対をスクリーニングにより取得した。その結果触媒ドメインと活性調節ドメインの接触面に存在するアミノ酸残基が阻害剤結合シグナルを活性中心へと伝達する役割を担っていることを示すことができた。昨年度までに、アミノ酸発酵菌であるCorynebacterium glutamicum由来のアスパラギン酸キナーゼ(CgAK)のα_2β_2型の結晶構造を阻害剤であるリジン・スレオニン結合型(不活性型)、スレオニン結合型(活性型)、また、フィードバック阻害耐性を与える変異体Ser301Pheのリジン、スレオニン結合型の結晶構造を決定している。これらの結晶構造の詳細な解析や比較からCgAKのリジン・スレオニンによる協奏阻害のメカニズムが以下のようであることが明らかとなった。まず、スレオニンの結合によってαサブユニットの活性制御ドメインとβサブユニットのダイマー化が起こり、その後にリジンの結合による構造変化によってαサブユニットの触媒ドメインと活性制御ドメインやβサブユニットとの間に相互作用が生じるという二段階の構造変化があり、その結果、阻害剤の結合によって基質の出入りができない「閉じた構造」が安定化されることによって阻害型となるというメカニズムでフィードバック阻害が起こる。このCgAKの活性制御機構はこれまでに不活性型、活性型の結晶構造が決定されているEscherichia coliやMethanococcus jannaschii由来のホモオリゴマー型のAKで言われているような制御メカニズムとは異なるものであった。また、アスパラギン酸キナーゼと同じく、アミノ酸キナーゼファミリーの酵素である、高度好熱菌Thermus thermophilusのリジン生合成酵素LysZの構造機能解析を行っている。T.thermophilusのリジン生合成経路はこれまでにバクテリアで知られていた経路とは異なり、α-アミノアジピン酸(AAA)を経由して合成される。この経路の後半部分において、54アミノ酸からなるタンパク質LysWがAAAのα-アミノ基の保護基となり、その後の反応においてLysWがキャリアタンパク質として働くことが明らかとなっている。LysZはAAA以降の第二番目の反応であるLysW-AAAのリン酸化を担うアミノ酸キナーゼである。このLysZの基質認識機構を明らかにするため、LysZとLysW-AAAの共結晶化を試みた。現在までに、LysZとLysW-AAAの二者複合体の結晶構造が得られており、二つのタンパク質間の相互作用が静電相互作用によることを明らかにした。

昨年度までに、スレオニンの結合がαサブユニットの活性制御ドメインとβサブユニットのダイマー形成を安定化させ、その後にリジンが結合し、それによる構造変化によってαサブユニットとβサブユニットの間に相互作用が生じ、「閉じた」不活性型構造を安定化することを示している。それに加えて、リジンが結合することにより活性中心の基質であるアスパラギン酸結合部位のアスパラギン酸結合残基同士がイオン結合を形成し、「閉じた」構造を安定化すること、またこの構造変化によりアスパラギン酸の代わりにリジンが結合できるようになり、より不活性型構造を安定化していることを構造解析と変異体解析から明らかにした。また、高度好熱菌Thermus thermophilusにおける新規リジン生合成経路に関わる、アスパラギン酸キナーゼと相同性を示し、同じくアミノ酸キナーゼであるLysZと、この新規リジン生合成経路に関わるキャリアタンパク質LysWについての構造生物学的研究も昨年度に引き続き行っている。昨年度中にLysZとその基質であるLysWとAAAが結合したLysW-γ-AAAの複合体の結晶構造を決定しており、両者が静電相互作用で結合していることを明らかにしている。本年度はLysZ上のLysW-γ-AAAとの相互作用部位へ変異を導入し、LysZによるLysW本体部分(globular domain)の認識がLysZ活性発現に重要であることを示した。また、結晶構造では活性中心に向いていなかったLysZによってリン酸化を受けるLysWのC末端部位の活性中心への結合モデルを作製し、変異体解析によりそのモデルの妥当性を示した。以上からLysZの機能発現には、LysZによるLysW-γ-AAAの本体部分及びC末端部分の認識の両方が重要であることが示された。
高緯度北極における土壌炭素の放出・流出プロセスの広域評価と将来予測

本研究は、高緯度北極を対象に、現地における生態系からの土壌炭素の放出・流出プロセスの調査と、衛星リモートセンシングおよび炭素循環モデルとを組み合わせることで、生態系からの炭素放出・流出を広域かつ長期的に評価・予測することを目指したものである。調査対象地域はスピッツベルゲン島のブレッガー半島で、衛星画像の解析により主要な植生の面積を求めた。現地調査は、これまで情報がほとんどない湿地生態系を中心に行い、有機炭素蓄積速度、CO2・CH4フラックス、水による炭素流出量を測定した。これらの結果をもとに、調査地における炭素動態全体の評価を行った。本研究は、近年大きな土壌炭素ストックがあることが明らかになってきた高緯度北極を対象に、陸域生態系からの有機炭素の放出・流出プロセスを定量的に調査し、衛星リモートセンシングと炭素循環モデルとを組み合わせることで、生態系からの炭素放出・流出を広域かつ長期的に評価することを目的としている。調査地をスピッツベルゲン島のブレッガー半島(北緯79度、東経12度)とし、1)現地観測による炭素放出・流出速度の測定とその変動要因の解明、2)室内実験、分析による有機炭素の起源とその動態の解明、3)モデル解析と衛星リモートセンシングによる炭素放出・流出量の広域評価と将来予測をめざす。研究初年度にあたる本年は、分担研究者(内田)(旅費は別経費)が夏期の約55日間現地に滞在し、野外調査を行った。主な成果は以下のとおりである。1.ブレッガー半島の北西に位置する湿地(Stuphallet)に調査ポイントを設け、土壌温度データや水温・水量・水位調査のためのセンサー付きロガー(平成24年度購入)を設置した。湿地から流出する水量は雪解け時期に多く、その後減少する傾向が認められた。一方水温については、2-5°C程度の日変化が認められた。2.系からの炭素の流出量を明らかにする一環として、約1週間間隔で河川水の採取を行った。その際、可溶性と非可溶性物質を分別するために、GF/Fフィルターでサンプルを濾過した。非可溶性物質量の季節的な変化は認められなかった。一方、水サンプルは日本に持ち帰り、分析の準備を進めている。3.湿地における有機物の堆積量および堆積速度の推定を行うために、活動層部分の土壌層を採取し、持ち帰った。活動層の厚さが場所により異なっていたために、採取できた深さは異なるものの、5-9kgm^<-2>の炭素が活動層に蓄積していることが明らかとなった。一部のサンプルは、炭素年代の測定を行っており、その結果を用いて、今後炭素の蓄積速度を明らかにしていく予定である。4.湿地の植物相を解明するため、同定作業を行った。本年は、3名が夏期の約3週間現地に滞在し、野外調査を行った。1.ブレッガー半島の北西に位置する湿地に調査ポイントを設け、気温、風向・風速、降水量等のセンサーを設置した。水溶性の炭素濃度は概して低いという結果が得られつつある。3.湿地における温室効果ガスフラックスを明らかにするために、密閉法を用いて、二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素のフラックスを測定した。二酸化炭素については、7月の測定期間中はコケにより固定される量が、分解による放出量を上回っていたため、炭素の吸収源となっていることが明らかとなった。一方、メタンや亜酸化窒素フラックスは空間的不均一性が高いことが判明しつつある。また、二酸化炭素フラックスの空間変動は、地形や水位よりも、コケ表面付近の温度や水分、コケの現存量に影響されることが明らかとなった。本年は、2名が夏期の約2週間現地に滞在し、野外調査を行った。1.湿地の有機物分解解明の一環として、前年設置したコットンおよび温度計を回収した。

採取地点により、重量減少率は異なっていたが、土壌表面温度にあまり違いは見られなかった。今後、重量減少率と設置場所、温度および微生物との関係を継続して調査する。2.系からの炭素の流出量を明らかにする一環として、河川水の採取を行った。河川下流ほど溶存炭素中の難分解成分比が上昇することから,湿地から溶出する炭素はより難分解性であること,また,融雪期から高温期に向かうほど溶存炭素濃度は減少するが、難分解性成分比が増加することから湿地凍土の融解に由来する溶存炭素はより難分解性であることが推察された。また,難分解性の溶存炭素と各種溶存元素の関係を調べたところ,コバルト,臭素,リンとの相関関係が認められた。3.湿地の優占植物であるコケの光合成特性を調査し、純生産量を推定したところ、乾燥地のコケと比較して数倍高くなると推定された。湿地のコケには水分が常に供給されており、高い光合成活性を維持できるため、純生産量が両地点の間で大きく異なっていることが考えられた。本研究は、近年大きな土壌炭素ストックがあることが明らかになってきた高緯度北極を対象に、陸域生態系からの有機炭素の放出・流出プロセスを定量的に調査し、衛星リモートセンシングと炭素循環モデルとを組み合わせることで、生態系からの炭素放出・流出を広域かつ長期的に評価することを目的としている。調査地をスピッツベルゲン島のブレッガー半島(北緯79度、東経12度)とし、1)現地観測による炭素放出・流出速度の測定とその変動要因の解明、2)室内実験、分析による有機炭素の起源とその動態の解明、3)モデル解析と衛星リモートセンシングによる炭素放出・流出量の広域評価と将来予測をめざす。本年は、2名が夏期に現地滞在し、野外調査を行った。主な成果は以下のとおりである。1.ブレッガー半島に位置する湿地(Stuphallet)において温室効果ガスの発生吸収量を調べるため閉鎖チャンバー法での測定を行うとともに、酸化還元電位の測定を各所で行った。Stuphalletでのコケ群落下の土壌を日本に持ち帰り、ガス交換量の測定を行った。還元状態でのメタン発生を調べるため窒素ガス条件下での実験を行った。酸素消費を加速させるためブドウ糖の添加なども行ったが実験室ではメタンは発生しなかった。2.融雪期6月4週目から降雪期8月3週目にかけて、Stuphalletにおいてピート試料ならびに水試料の採取を行い、各水試料のDOC量と難分解性DOC量を測定した。加えて、現地に設置した流量計のモニタリングデータを併せて、湿地帯から海域に流出するDOC総量の概算をおこなった。その結果、DOCの流出量は生物呼吸量やバイオマス固定量と遜色ないレベルで重要なマスを示すことが明らかになった。さらに,水試料中の50%近くが難分解性DOC量であることがわかった。本年度までで、本研究課題の柱の一つである湿地からの有機炭素流出を推定するための基礎データをとることができた。また、湿地における二酸化炭素、メタンフラックスに関するデータもほぼ予定通りに得ることができたので、この評価とした。本研究は、近年大きな土壌炭素ストックがあることが明らかになってきた高緯度
発達に課題がある子どもへのチームスポーツ指導プログラムの開発とその評価

地域スポーツを担うボランティアの指導者は、発達的視点や教育学的視点などを学ぶ機会が保障されておらず、スポーツへの熱意が行き過ぎた指導であるスポーツハラスメントにつながりやすい。特に、不器用さや集団へのなじみにくさの特徴を持つ子ども達は、ハラスメントの被害に遭いやすい。現在教育現場では「合理的配慮」の必要性が指摘されているが、地域スポーツにおいてはその視点は弱い。また地域スポーツは親の関与が不可欠であり、チームの保護者もスポハラの加害者、容認者、被害者にもなりえるため、親を対象に「合理的配慮」の必要な子どもの理解を促す必要がある。そこで、本研究では、はじめに地域スポーツにおける、発達障害児への運動指導の実態と支援ニーズを発達障害児、指導者および保護者を対象として明らかにすることを目的とした。まず初めに、2018年夏に8名の発達障害児の親を対象としたインタビュー調査を実施したところ「受け入れてくれる場所が少ないこと」「他児とのトラブル」「上達しないことによるジレンマ」という状況が示された。その後、対象を広げ自由記述による質問紙調査を20名の発達障害児の親に実施した。親自身への子ども理解を促すために、2018年12月にバスケスクールの保護者を対象にペアレント教室を実施し、その成果をまとめた。次に指導者の困り感を明らかにするために、21名の地域スポーツの指導者を対象にオンライン調査を実施したところ、指導者も発達障害児への指導に困り感を頂いていることが示された。次に、指導者を対象にインタビュー調査を実施し、自由記述では確認できなかった指導の困り感と指導の工夫点を明らかにした。さらに、特別支援や地域スポーツが充実しているフィンランドとドイツでのインタビュー調査を実施し、合理的配慮を伴った運動プログラムの開発に必要な要素を取り出した。これらの結果を現在まとめている。今年度は、1特別ニーズ児の親、指導者それぞれにインタビューを実施し、2その結果に基づいた尺度開発を行うこと、および3海外視察を踏まえた特別ニーズ児に必要な要素抽出を行う予定であった。1のインタビューは、地域スポーツの種類や形態を特定種目ではなく、幅広く検討したことから予定以上にサンプリングに時間がかかり、インタビューの日程調整が難しかった。そのため、インタビュー結果に基づいた尺度開発までは時間的な関係上難しかった。その他の部分においては、順調に研究は進んでいる。特に運動プログラム開発の前提となる、指導者へのアプローチと親へのアプローチとして、実際に親向けのペアレンティング教室を実施し、親のニーズ把握や勝利至上主義に傾かない価値形成について一定の効果を得られたことは成果に値する。具体的な成果としては、特別ニーズ児への親に対するインタビューを実施し、2019年度の日本心理学会にて成果を発表予定である。指導者インタビューについては、現在分析を開始し始めた。また、特別ニーズ児への支援が充実しているフィンランド、および地域スポーツが盛んであるドイツでのインタビュー調査や視察を踏まえ、現在論文を執筆中である。そして昨年度、保護者を対象に2回ペアレント教室を実施しており、その成果は2019年度こども環境学会にて発表予定である。4年を見通しての研究であるために、昨年度の遅れは今年度でおおよそキャッチアップできる予定でいる。今年度の計画は、2019年夏までに特別ニーズ児の保護者対象、および地域スポーツの指導者を対象としたインタビュー結果の分析を行い、論文として投稿する。2019年夏以降は、インタビュー調査から得られた項目を基に、保護者および指導者を対象としたオンライン調査を実施する。オンライン調査の内容は、特別ニーズ児のスポーツハラスメント、スポーツペアレンティングなどに関して調査を行いスポーツペアレンティングとスポーツハラスメントに関連するモデルを作成する。2020年度に向けて、これらのモデルを踏まえた運動プログラム案を作成する予定である。

これらの結果を現在まとめている。今年度は、1特別ニーズ児の親、指導者それぞれにインタビューを実施し、2その結果に基づいた尺度開発を行うこと、および3海外視察を踏まえた特別ニーズ児に必要な要素抽出を行う予定であった。1のインタビューは、地域スポーツの種類や形態を特定種目ではなく、幅広く検討したことから予定以上にサンプリングに時間がかかり、インタビューの日程調整が難しかった。そのため、インタビュー結果に基づいた尺度開発までは時間的な関係上難しかった。その他の部分においては、順調に研究は進んでいる。特に運動プログラム開発の前提となる、指導者へのアプローチと親へのアプローチとして、実際に親向けのペアレンティング教室を実施し、親のニーズ把握や勝利至上主義に傾かない価値形成について一定の効果を得られたことは成果に値する。具体的な成果としては、特別ニーズ児への親に対するインタビューを実施し、2019年度の日本心理学会にて成果を発表予定である。指導者インタビューについては、現在分析を開始し始めた。また、特別ニーズ児への支援が充実しているフィンランド、および地域スポーツが盛んであるドイツでのインタビュー調査や視察を踏まえ、現在論文を執筆中である。そして昨年度、保護者を対象に2回ペアレント教室を実施しており、その成果は2019年度こども環境学会にて発表予定である。4年を見通しての研究であるために、昨年度の遅れは今年度でおおよそキャッチアップできる予定でいる。今年度の計画は、2019年夏までに特別ニーズ児の保護者対象、および地域スポーツの指導者を対象としたインタビュー結果の分析を行い、論文として投稿する。2019年夏以降は、インタビュー調査から得られた項目を基に、保護者および指導者を対象としたオンライン調査を実施する。オンライン調査の内容は、特別ニーズ児のスポーツハラスメント、スポーツペアレンティングなどに関して調査を行いスポーツペアレンティングとスポーツハラスメントに関連するモデルを作成する。2020年度に向けて、これらのモデルを踏まえた運動プログラム案を作成する予定である。昨年度実施予定のオンライン調査を今年度実施するため
アコースティックエミッションを利用したコンクリートの劣化の評価に関する研究

本研究は,劣化したコンクリート供試体の圧縮載荷時におけるアコースティックエミッション(AE)特性を調べる事によって,コンクリートの内部構造の状態を明らかにし,健全なコンクリートと比較し,さらに,従来から行われてきた実験室での劣化の進行試験における膨張量,動弾性係数,ひびわれ特性といった評価パラメータと対応することによって劣化の評価を行っていく方法の確立を目的としている.本年度は,昨年に引き続き,凍結融解作用の繰り返しおよびアルカリ骨材反応がコンクリートのAE発生特性に与える影響について実験を行った.その結果,6%程度の空気を導入したAEコンクリートでは,凍結融解作用を相当回数繰り返しても,AE発生挙動にほとんど変化が認められず,昨年度行ったプレーンコンクリートのように載荷初期に大量のAEが発生する現象は見られなかった.アルカリ骨材反応においても劣化が進行するにつれて載荷初期に多くのAEが発生する同様の現象が認められた.以上のことからコンクリートの劣化が進行した場合,非常に低応力状態で多くのAE発生が見られることから,内部に非常に不安定な領域が形成されていくことが推測される.この領域は低応力で一通りの破壊が終了し,応力再分配を経て最終的に破壊に結びついていくひびわれの連鎖過程は同程度の強度を有するコンクリートとほぼ同じであると考えることが出来る.このようにAE発生挙動を測定することによって,コンクリートの劣化のメカニズムがある程度把握,推定できることが明らかになった.今後,さらに多くの劣化要因におけるデータ,さらにより精度の高いAE観測によってより具体的な劣化の評価手法として発展させられる可能性がある.本研究は,劣化したコンクリート供試体の圧縮載荷時におけるアコースティックエミッション(AE)特性を調べる事によって,コンクリートの内部構造の状態を明らかにし,健全なコンクリートと比較し,さらに,従来から行われてきた実験室での劣化の進行試験における膨張量,動弾性係数,ひびわれ特性といった評価パラメータと対応することによって劣化の評価を行っていく方法の確立を目的としている.本年度は,昨年に引き続き,凍結融解作用の繰り返しおよびアルカリ骨材反応がコンクリートのAE発生特性に与える影響について実験を行った.その結果,6%程度の空気を導入したAEコンクリートでは,凍結融解作用を相当回数繰り返しても,AE発生挙動にほとんど変化が認められず,昨年度行ったプレーンコンクリートのように載荷初期に大量のAEが発生する現象は見られなかった.アルカリ骨材反応においても劣化が進行するにつれて載荷初期に多くのAEが発生する同様の現象が認められた.以上のことからコンクリートの劣化が進行した場合,非常に低応力状態で多くのAE発生が見られることから,内部に非常に不安定な領域が形成されていくことが推測される.この領域は低応力で一通りの破壊が終了し,応力再分配を経て最終的に破壊に結びついていくひびわれの連鎖過程は同程度の強度を有するコンクリートとほぼ同じであると考えることが出来る.このようにAE発生挙動を測定することによって,コンクリートの劣化のメカニズムがある程度把握,推定できることが明らかになった.今後,さらに多くの劣化要因におけるデータ,さらにより精度の高いAE観測によってより具体的な劣化の評価手法として発展させられる可能性がある.本研究は、劣化したコンクリート供試体の載荷時におけるアコースティックエミッション(AE)特性を調べることによって、コンクリートの内部構造の状態を明らかにし、健全なコンクリートと比較し、さらに従来から行われてきた実験室での劣化の進行試験における膨張量、動弾性係数、ひびわれ特性といったパラメーターと対応することによって劣化の進行程度の位置づけを行い、残存耐力特性あるいは今後の劣化の進行量を予測する方法を確立することを目的としている。現在まで、研究はほぼ当初の研究計画通り順調に進行している。すなわち、試験室においてアルカリ骨材反応および凍結融解作用による促進劣化させたコンクリート供試体について圧縮載荷試験を行い、その際のAE特性を測定し、健全なコンクリートと比較し、劣化の進行の力学的機構について検討している。これらの実験を通して現在までに以下の知見が得られている。凍結融解作用で劣化したコンクリートは、同程度の強度を有する劣化していないコンクリートと比較して、破壊に結びついていくAE発生過程はほぼ同じと考えられるが、載荷初期に大量のAE発生がみられる。このような載荷初期におけるAE発生傾向は、劣化によって動弾性係数が当初の60%程度にまで低下し、圧縮強度が10%程度低下しはじめるあたりから顕著になる。また、アルカリ骨材反応による劣化の場合には、AEの発生状況が非常にバラついており、内部構造が不安定になっているものと推測される。さらに、AE発生状況の把握に関して、終局状態の90%までの発生数で相対化する、発生数の経時的な変化を把握するには変動を2次曲線等で近似し、その接線勾配で表現する、等が有効であることが明らかとなった。本研究は,劣化したコンクリート供試体の圧縮載荷時におけるアコースティックエミッション(AE)特性を調べる事によって,コンクリートの内部構造の状態を明らかにし,健全なコンクリートと比較し,さらに,従来から行われてきた実験室での劣化の進行試験における膨張量,動弾性係数,ひびわれ特性といった評価パラメータと対応することによって劣化の評価を行っていく方法の確立を目的としている。本年度は,昨年に引き続き,凍結融解作用の繰り返しおよびアルカリ骨材反応がコンクリートのAE発生特性に与える影響について実験を行った。その結果,6%程度の空気を導入したAEコンクリートでは,凍結融解作用を相当回数繰り返しても,AE発生挙動にほとんど変化が認められず,昨年度行ったプレーンコンクリートのように載荷初期に大量のAEが発生する現象は見られなかった。アルカリ骨材反応においても劣化が進行するにつれて載荷初期に多くのAEが発生する同様の現象が認められた。

以上のことからコンクリートの劣化が進行した場合,非常に低応力状態で多くのAE発生が見られることから,内部に非常に不安定な領域が形成されていくことが推測される。この領域は低応力で一通りの破壊が終了し,応力再分配を経て最終的に破壊に結びついていくひびわれの連鎖過程は同程度の強度を有するコンクリートとほぼ同じであると考えることが出来る。このように,AE発生挙動を測定することによって,コンクリートの劣化のメカニズムがある程度把握,推定できることが明らかになった。今後,さらに多くの劣化要因におけるデータ,さらにより精度の高いAE観測によってより具体的な劣化の評価手法として発展させられる可能性がある。
構造をモデル化しない分散構造のベイズ推定

回帰モデルにおける誤差項の不均一分散を推定・検定する分野の既存の文献は、例外なく分散構造をモデル化してきた。これに対し本研究では、分散構造を全くモデル化をしないでノンパラメトリックに推定する方法を開発した。本研究では主に二つの方法で、この困難な問題を解決した。推定すべき不均一分散パラメタ-は標本の大きさに従って増加し、通常なら識別不能であるが、これを回帰モデルの中で解決した。次に標本理論で有名なホワイトの一致性を持つ回帰係数の推定分散を利用して、ベイズ計量経済学の枠組みでマルコフ連鎖モンテカルロ法を設計し、これが実際に使えることを示し良好なパフォーマンスを実証例でも確認した。計量経済学を用いた実証研究において、誤差項の分散が観測値毎に一定ではないことがよくある。我々が本研究で提唱しているのは、分散構造を一切モデル化しないでその分散を推定する枠組みである。平成19年度は、「研究の目的」で指摘した我々のモデリングの3点の特徴を備えたモデルの推定方法を確立した。具体的には、線形回帰モデルを考えその誤差項の分散の推定を行った。誤差項の分散パラメーターは標本と同じ数だけあるので通常はそこに何らかの構造(例えばARCH等)を課して推定するが、我々は何の構造も仮定しない。このように分散に構造を仮定しないと、分散パラメーターの識別ができなくなるが、我々はそれに適切に対処する方法を提案した。そして、構造ではなく分散パラメーターの値の範囲に制約を置き、その制約をベイズ的事前情報として推定の枠組みに取り入れることで推定の確度を増した。この推定法を人工的に生成したデータでの実験と実際のデータ(製薬会社の株価データ)に適用し、我々の方法が適切に機能することを確かめた。成果の発表に関しては、既に日本語(『一橋経済学』所収)と英語(Hi-Stat DP #185)で段階を追って行ってきた。さらに平成19年度は下記の論文を公表し、手法的には一応の完成を見ている。なかでも理論面では、条件付きベイジアンの枠組みを完全なベイジアンの枠組みへ発展させた点は大きな前進である。現在、この成果を主要な学会で発表すべく投稿中であり(すでに受理され発表することになった)、別途計量経済学の査読制度付きの主要なジャーナルに投稿中でもある。もしも従来の枠組みで全く分散構造をモデル化しなければ、推定すべき分散構造のパラメーターの数が標本の大きさと同じ速度で増加してしまうので、推定はできない。これが分散構造パラメーターの識別不能性である。この理由から既存の分散不均一性に関する研究は検定であれ、不均一分散構造の推定であれ、何らかの構造を仮定している。これに対し我々の提唱する枠組みは、分散構造を一切モデル化しない。では、なぜ我々の枠組みでこれが可能になるのだろうか?第一点は、標本理論において非常に有名なホワイトの回帰係数の最小二乗推定量に関する頑健推定量(以下HCCMと略)を分散構造推定に使用できる回帰モデルと見た点にある。第二点は、回帰モデルの中の全ての変数(従属変数を含む)に直交する変数を生成することで、識別性の問題を克服した点にある。第三点目は、ベイズ的枠組みを使用する点にある。我々の提唱するベイズ的不均一分散推定方法は、以上の3点からしても画期的な方法である。我々は、以上のような特徴を備えたモデルの推定方法を確立した。この論文をより完成度の高いものにするには、海外の学会で成果を発表しコメントを得て、日本語と英語で既にDiscussion Papersの形で公表している本論文をさらに高度化し、計量経済学の査読制度付きの主要なジャーナルへの掲載をねらうこととする。
動き補償と波形符号化を統合した動画像符号化方式に関する研究

本研究では,動き補償予測と波形符号化アルゴリズムをシームレスに統合した新しいタイプの動画像符号化方式を提案し,その有効性を示した.以下に本研究の主たる成果を概説する.上記の目的に合致した波形符号化アルゴリズムを実現するため,非直交な基底関数群を用いて波形を反復近似するmatching pursuitsの原理に着目し,レート・歪特性の改良を行った.2.反復型動き補償方式の開発前フレームの再生画像を初期値とし,位置とサイズが可変の矩形ブロック単位で局所的な動き補償予測を繰り返し実行するアルゴリズムを考案し,その効率的な実装法について検討を加えた.上記2つのアルゴリズムを同一の反復処理の中で適応選択する手法を開発した.その際,レート・歪勾配に基づいたコスト関数を導入することで,動き補償と波形符号化それぞれに要する符号量を画像の性質や所望の画質に応じて適切に分配することが可能となった.4.符号化効率の改善に関する検討非可分型基底関数の採用,オーバラップ動き補償や非整数精度の動き検出による動き補償の効率化,算術符号に基づいた適応的エントロピー符号器の導入など,様々な工夫により符号化効率の改善を図った.5.ソフトウェアコーデックの実装と性能評価最終的な符号化アルゴリズムをソフトウェアで実装し,各種のテスト画像を対象として性能評価のための実験を行った.これにより,提案方式が最新の国際標準方式であるH.264/AVCを上回る優れたレート・歪特性を有していることが実証された.本研究では,動き補償予測と波形符号化アルゴリズムをシームレスに統合した新しいタイプの動画像符号化方式を提案し,その有効性を示した.以下に本研究の主たる成果を概説する.上記の目的に合致した波形符号化アルゴリズムを実現するため,非直交な基底関数群を用いて波形を反復近似するmatching pursuitsの原理に着目し,レート・歪特性の改良を行った.2.反復型動き補償方式の開発前フレームの再生画像を初期値とし,位置とサイズが可変の矩形ブロック単位で局所的な動き補償予測を繰り返し実行するアルゴリズムを考案し,その効率的な実装法について検討を加えた.上記2つのアルゴリズムを同一の反復処理の中で適応選択する手法を開発した.その際,レート・歪勾配に基づいたコスト関数を導入することで,動き補償と波形符号化それぞれに要する符号量を画像の性質や所望の画質に応じて適切に分配することが可能となった.4.符号化効率の改善に関する検討非可分型基底関数の採用,オーバラップ動き補償や非整数精度の動き検出による動き補償の効率化,算術符号に基づいた適応的エントロピー符号器の導入など,様々な工夫により符号化効率の改善を図った.5.ソフトウェアコーデックの実装と性能評価最終的な符号化アルゴリズムをソフトウェアで実装し,各種のテスト画像を対象として性能評価のための実験を行った.これにより,提案方式が最新の国際標準方式であるH.264/AVCを上回る優れたレート・歪特性を有していることが実証された.本研究の目的は,従来個別に扱われてきた動き補償予測とその残差信号に対する波形符号化を統合し,両者を適応的に実行することで符号化性能の向上を図ることにある.このような目的に合致した波形符号化アルゴリズムとしてmatching pursuitsの原理に基づいた波形符号化方式に着目し,その改良を行った.matching pursuitsは冗長性を持たせた非直交な基底関数の線形結合によって波形を近似する手法であり,これまでは近似誤差のエネルギーが最小となる基底関数を繰り返し探索することで,より少ない基底で効率の良い近似を実現していた.しかし,これを波形符号化に応用する場合は,近似誤差だけではなく符号量の削減も重要なポイントとなる.そこで,近似誤差のエネルギーの変化量を符号化レートで正規化したレート・歪勾配を新たなコスト関数として基底関数を探索する手法を開発し,その有効性を確認した.2.反復型動き補償方式の開発Matching pursuitsと同様な反復的な処理で構成され,特定の領域に対して優先的に動き補償を実行可能な新しいアルゴリズムを開発した.このアルゴリズムは前フレームの再生画像を初期値とし,位置とサイズが共に可変な正方ブロックに対して局所的な動き補償を繰り返し実行するものであり,反復型動き補償方式と名付けられた.一回の動き補償に必要なパラメータである動ベクトルおよびブロックの位置,サイズは上記のmatching pursuits符号化の手法と同様にレート・歪勾配をコストとして探索される.これにより,matching pursuitsと動き補償を同一のコストに基づいて評価することが可能となり,両者の適応選択を効果的に実行できるようになった.また,選択可能なブロックサイズを4,8,16...と2のべき乗に制限し,これらを階層的に配置するといった工夫により,上記パラメータの探索に要する演算量を大幅に削減できることを示した.本年度は,提案方式の核となる符号化技術の改良を中心に検討を加え,総合的な符号化性能の改善を図った.以下に主な検討項目とその成果を示す.1.反復型動き補償予測の効率化前年度に開発した反復型補償方式は,局所的な動き補償の反復によって予測画像の品質を徐々に改善する手法であり,後述のmatching pursuitsと共に提案方式の中核をなす技術である.本年度は動き補償が適用されるブロック境界で発生する歪の除去を目的としたオーバラップ動き補償や,複数の参照フレームを適応選択することで予測効率を改善するマルチフレーム動き補償の技術を導入し,再生画像の品質を1dB程度改善することに成功した.Matching pursuitsは,反復的に選択される基底の線形結合によって信号を近似する手法である.

動画像符号化に応用する場合,動き補償の残差信号の性質に適合した基底関数を用意することが,符号化効率の観点から重要となる.本年度は,これまで一般的に用いられたGabor基底のパラメータをフレーム毎に修正する方法や,斜めの輪郭成分に適した基底の導入について検討を加え,符号化効率の更なる改善を図った.3.任意形状領域動き補償に関する検討被写体の形状に即した領域単位に動き補償を適用する技術が近年注目を集めているが,一般には領域形状の伝送レートが増大するという問題があり,符号化効率の点で既存方式を上回る性能は得られていない.本検討では符号化済みの参照画像を領域分割の対象とし,更に反復型補償の技術を組み合わせることで符号化性能を大幅に改善できることを示した.本年度は,これまでに開発してきた基本アルゴリズムに改良を加え,総合的な符号化性能の改善を図った.以下に主な検討項目とその成果を示す.提案方式の波形符号化部を構成するmatching pursuitsでは,符号化対象となる信号の性質に適合した基底関数を用意することが重要となる.本年度は斜め方向のエッジ成分にも表現可能な非可分型基底の導入に関して検討を加えた.また,非可分型基底を採用した際に問題となる演算量の増加を抑えるため,符号化パラメータを効率的に探索するアルゴリズムも開発した.その結果,従来の可分型Gabor基底を用いた場合と同程度の演算量で,符号化レートを822%低減することに成功した.2.算術符号を用いたエントロピー符号器の改良これまで,動き補償およびmatching pursuitsに必要なパラメータの符号化には静的な可変長符号を使用してきた.これに対し,非ブロック符号の一種である算術符号はビット割り当ての自由度が高く,コンテクスト(文脈)モデルに基づいた適応エントロピー符号化の実装が容易であるという特長を有している.本年度は提案方式のエントロピー符号器を,高速な多値算術符号器として知られるレンジコーダに変更すると共に,各パラメータの特性に応じた確率モデルやコンテクストモデリングの方法について検討した.これにより符号化レートを更に415%削減することが可能となり,最終的な符号化性能も最新の国際標準方式であるH.264と遜色ないレベルに達していることが符号化実験より確認された.本年度は,符号化アルゴリズムの細部について最終的なチューニングを施すと共に,新たに4:2:0フォーマットのカラー動画像信号への拡張等について検討を加えた.以下に主要な検討項目とその成果を示す.1.符号化アルゴリズムの効率化前年度に導入した多値算術符号器の性能を更に改善するため,各符号化パラメータの確率分布をコンテクストモデリングに基づいて適応的に推定する手法を開発した.特にmatching pursuitsの係数値の確率分布を反復処理の過程で連続的に変化させる手法を導入することにより,パラメータ探索時に用いるレート・歪コストの信頼性も向上し,最終的な符号化レートを従来に比べて13%削減することに成功した.
小児重粒子線治療における2次粒子線の曝露による発がんリスクの推定

近年、粒子線治療は良好な治療成績を収めているが、治療時に発生する2次粒子線の曝露によるがんの発生が報告されている。しかしながら特に2次がんが問題になる小児においては炭素線治療の2次がんの評価は実施されていない。本研究は炭素線治療における2次がんリスクを評価し陽子線治療等と比較することで、小児炭素線治療の推進に資することを目的とする。本研究はモンテカルロシミュレーションコードPHITS上に炭素線治療を詳細に再現する。これを用いて小児炭素線治療における2次粒子線の被ばくの評価を行なう。線量の計算結果とがん発生のリスクモデルを用いて炭素線治療時に発生する2次粒子線の発がんリスクを評価する。
ハイスループット系によるリンパ腫・骨髄腫の成立機構の解明

悪性リンパ腫・多発性骨髄腫の発生に必要な遺伝子異常を、レトロウイルスによる遺伝子導入法とイン・ビトロでの分化誘導法、マウスへの移植を組み合わせたハイスループットな評価系を用いて探索したところ、び慢性大細胞型B細胞性リンパ腫で見出された遺伝子異常のうち、活性型CARD11とBCL6、あるいはMycとBcl2の2者で腫瘍発生に十分であることが明らかとなった。予後不良なリンパ腫の治療法開発に資するモデルになる可能性がある。一方で、多発性骨髄腫モデルの作成は期間内に達成できなかったが、Cre-LoxPシステムをレトロウイルスベクターに応用する手法を開発したので、達成に向けて努力したい。悪性リンパ腫・骨髄腫は、血液系腫瘍の過半数を占め、近年の治療法の進歩にもかかわらず、予後不良である。近年の遺伝子解析技術の進歩により、申請者らの報告も含め、悪性リンパ腫・骨髄腫において高頻度で起きる遺伝子異常が、数多く報告されている。しかし、このように多くの異常遺伝子のうちでどの組み合わせが腫瘍の発生や維持に重要なのかは不明で、今後この点を明らかにすることが求められている。現状でこの点を明らかにするには、各々の遺伝子異常を有する遺伝子改変動物を作成して交配することにより複数の遺伝子異常を有する動物を作成する方法がとられているが、労力・費用・時間の点で難しい。私たちはレトロウイルスによる遺伝子導入法とイン・ビトロでの分化誘導法、マウスへの移植を組み合わせて、迅速に多数の組み合わせを可能にするハイスループットシステムを独自に開発して報告した。本研究は、独自のハイスループットシステムを応用することによって難治性の悪性リンパ腫・骨髄腫の成立・維持機構の解明を目指すものである。本年度は予後不良の悪性リンパ腫である、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫について、CARD11遺伝子変異による悪性リンパ腫の成立機構を解析した。その結果、CARD11遺伝子変異単独では腫瘍は発生せず、他の遺伝子との協調が必要であると考えられた。そこで、公開されている臨床検体データを調べることで、CARD11変異にはBCL6やBCL2の発現異常が伴う場合が多いことがわかった。そこで、CARD11変異・BCL6・BCL2の3者の協調作用を私たちの系で調べると、3者協調により迅速に悪性リンパ腫が発生することが明らかとなった。さらに、悪性リンパ腫発症にはCARD11変異・BCL6の2者導入で十分であり、BCL2は不要であることが示唆された。CARD11変異・BCL6・BCL2の3者の協調作用を私たちの系で調べた結果、3者協調により迅速に悪性リンパ腫が発生することが明らかとなった。興味深いことに、悪性リンパ腫発症にはCARD11変異・BCL6の2者導入で十分であり、BCL2は不要であることが示唆された。しかし、DNA解析を詳細に行うと、発生した腫瘍はポリクローナルではなく、モノクローナルあるいはオリゴクローナルであることからCARD11変異・BCL6以外の、予期しなかった遺伝子異常が自然に起きてリンパ腫発症に至った可能性がある。しかし、体細胞高頻度突然変異は起きておらず、その機構は現時点では不明であり、今後の課題であるものの、研究自体はおおむね順調に進展している。悪性リンパ腫・骨髄腫は血液系腫瘍の過半数を占め、治療法の進歩にもかかわらず予後不良である。近年の遺伝子解析技術の進歩により、高頻度で起きる遺伝子異常が数多く報告されているが、その中でどの遺伝子異常のどの組み合わせが腫瘍の発生や維持に重要なのかは不明で、今後この点を明らかにすることが重要である。私たちはレトロウイルスによる遺伝子導入法とイン・ビトロでの分化誘導法、マウスへの移植を組み合わせて、迅速に多数の遺伝子異常の組み合わせの機能評価を可能にするハイスループットシステムを独自に開発した。この方法では、マウスの脾臓細胞からナイーヴB細胞を採取し、CD40LとBaffを発現させた3T3細胞とサイトカイン(IL4, IL21)存在下で培養することによって胚中心B細胞を誘導する。こうして誘導した胚中心B細胞に、レトロウイルスベクターによって任意の遺伝子を発現させて、マウスに移植しリンパ腫の発生の有無をモニターする。その結果、び慢性大細胞型B細胞性リンパ腫で見出された遺伝子異常のうち、活性型CARD11とBCL6の2者で腫瘍発生に十分であることが明らかとなった。免疫グロブリン遺伝子のシークエンス解析ではsomatic hypermutationは起きておらず、したがって導入した遺伝子以外の腫瘍化への寄与は少ないことが示唆された。本法で見いだされた遺伝子異常の組み合わせによる腫瘍化機構をさらに詳細に解析するために、B細胞特異的にCre-Loxシステムによって遺伝子を発現させるシステムをあらたに構築し、応用した。その結果、上記の胚中心細胞に直接遺伝子を導入した場合と同様の結果が観察され、この新たなシステムの有用性が示された。今後はこの新しいシステムもリンパ腫・骨髄腫の発症機構解析に応用することで、ハイスループットな研究が可能であると考えている。私たちが確立した、胚中心B細胞を誘導し応用するハイスループット系により、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫の発症に必要な遺伝子異常の組み合わせの一つを明らかにすることができ、論文発表に至った。さらに、Bリンパ性腫瘍研究のための方法を別途新規に開発できた。