hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ビッグデータ利活用を促す高機能暗号・ゼロ知識証明の自動設計手法に関する研究

実際、これまでの構成法の多くを抽象化した単一の構成法(一般的構成)を設計し、これまで知られていた構成法の多くが、設計した一般的構成の具体例として得られることを明らかにした。上記の通り、本研究課題の重要な要素技術となる、否定に関するゼロ知識証明とその応用について一定の成果を得られており、実際に得られた成果の一部は査読付き国際会議に採録ともなっていることから、順調に進展していると判断する。次年度移行は、これまでに得られている否定に関するゼロ知識証明と、任意の論理回路を取り扱えるゼロ知識証明を組み込んだ、ゼロ知識証明の自動設計技術の実現に取り組む計画である。28年度が最終年度であるため、記入しない。次年度以降は、これまでに得られている否定に関するゼロ知識証明の技術を組み込んだ、ゼロ知識証明の自動設計技術の実現に取り組む計画である。
闘技民主主義の教育理論―クリティカル・ペダゴジーの再構築―

平成26年度は、熟議民主主義に基づく教育理論及びクリティカル・ペダゴジーにおける情念の扱いを検討した。熟議民主主義に基づく教育理論については、エイミー・ガットマンやアイリス・マリオン・ヤングらの著作を検討し、それらが情念に対して一定の意味を認めていることを確認した。とりわけヤングの論は、挨拶、レトリック、ナラティブといった概念を提示することで、情念を熟議と関連づける点において重要であることが分かった。同時に、熟議民主主義に基づく教育理論はあくまでも熟議を優先するため、理性的な語り以外の情念を用いた表現手段は補助的な役割にとどまることが明らかになった。クリティカル・ペダゴジーの理論については、ヘンリー・ジルーの著作を中心に検討した。その結果、クリティカル・ペダゴジーの理論研究において情念は重視されているものの、その役割が十分に明確になっていないことが問題として浮かび上がった。その一方、とりわけアートを用いたクリティカル・ペダゴジーの実践において、情念が独自の役割を果たしていることを発見した。これらの実践事例を検討した結果、クリティカル・ペダゴジーにおいて、1情念は不同意や批判的な態度を理性的な語り以外で他者に伝えたり、人々の理性的思考の方法を変え、それによって新たな対話を促したりしていること、2これらの役割は、理性的な語りを頂点とするヒエラルキーには回収されないことの2点を析出できた。研究成果については、クリティカル・ペダゴジーの実践と情念との関係を中心的に扱ったものを日本デューイ学会で発表し、論文を執筆した(学会誌に掲載決定)。加えて、チャップマン大学(アメリカ)を訪問し、クリティカル・ペダゴジーに関する資料収集を行うとともに、複数の研究者との討論を通して理論研究の最新の動向に関する知見を得た。26年度が最終年度であるため、記入しない。
英語基本動詞のコア・イメージを用いた句動詞による外国語学習の展開

本研究では、1年目にまず、学習課題の核となる句動詞を具体的に作成するための基本動詞と前置詞/副詞(particle)を選び出した。Kennedy(1920)、東・松本(1991)、田中・川出(1989)などの文献を手がかりに、基本動詞としては約20個の動詞を、また、particleとしては19個を選び出した。次に、それぞれの動詞やparticleの意味のコア分析を行った上で、学習者が視覚的にイメージしやすいように線画形式で画像化した。基本動詞に関しては、1年目はbreak,bring,callの3語だけの作成にとどまったが、2年目には比較的に句動詞の使用例が多いcome,get,giveについてデータを追加した。これに伴い、学習可能な句動詞の用例数は44個から約180個に増加し、より一層の学習効果を期待できるようになった。それぞれの句動詞について例文を作成し、それにあわせて、句動詞のイメージを表現する動画像を作成した。さらに、フィードバック情報として、英語例文の音声ファイルと各例文の文脈に応じた動詞とparticleの解説文を用意し、CALLソフトウェアとしての教育効果に配慮を行った。開発されたソフトウェアは、動詞の側面とparticleの側面の両面から学習を進められるように配慮されている。その結果、listening力とcomeに関する句動詞習得に統計的に有意な学習効果が明らかにされた。また、このソフトウェアをJACET(大学英語教育学会)第39回大会で報告した際に、音声フィードバックの提示法について有益な示唆が得られたため、音声情報提示の工夫と、正解時の句動詞の音声に関するファイルを追加した。一方、句動詞のコア・イメージを表現する動画像の作成に関しては、英語表現と日本語表現の質的な違いにより、充分な動画像作成の困難性が明らかになった。今後の課題として残される問題であると思われる。このCALLシステムについては、CIEC会誌『Computer & Education』第8巻に論文を掲載し、さらに、2000PCカンファレンスにおいて研究代表者と研究分担者とにより実践面での報告を行い、好意的な評価を得た。基本動詞に関しては、初年度はソフトウェアの試作版を開発したため、break,bring,callの3語だけの作成にとどまったが、動詞の側面からの学習と前置詞/副詞の側からの学習の両面から学習を進められるように配慮されている。それぞれの動詞について句動詞を用いた例文を作成し、それにあわせて、句動詞のコア・イメージを表現する動画像を作成した。さらに、句動詞を学習するためのKR(Knowledge of Result)情報や英文の音声ファイルを用意し、CALLソフトウェアとしての教育効果に配慮を行った。このCALLシステムについては、CIEC第20回研究会において研究代表者と第1研究分担者とにより、それぞれ理論面と実践面での報告を行い、好意的な評価を得た。平成12年度の研究では、初年度に学習課題の核として選び出した基本動詞と前置詞/副詞にしたがって具体的な句動詞学習ソフトを実装し、実地調査を行った。基本動詞としては、昨年度のbreak,bring,callの3語に加えて、比較的に句動詞の使用例が多いcomeとgiveについてデータを追加した。これらの動詞を、Kennedy(1920)や東・松本(1991)などの文献を手がかりに選び出した19個のparticleと組み合わせてできる、句動詞の意味分析を行った。

これに伴い、学習可能な句動詞の用例数は昨年度の44語から今年度は約180語に増加し、より一層の学習効果を期待できるようになった。昨年度に開発したソフトウェアの試作版をJACET(大学英語教育)第39回大会で報告したところ、音声KR(Knowledge of Result)の提示について有益なサジェッションが得られたため、課題提示時における音声情報の追加と、正解時の句動詞の発声パターンに関するKRを追加した。これに伴い、音声情報の学習効果とgetに関する句動詞学習に短期的な促進がみられることが明らかにされた。一方、句動詞のコア・イメージを表現する動画像の作成に関しては、英語表現と日本語表現の質的な違いにより充分な量の動画像を作成することが困難なことが明確になった。今後の、課題として残される問題であると思われる。このCALLシステムについては、CIEC会誌『Computer & Education』第8巻に論文を掲載し、さらに、2000PCカンファレンスにおいて研究代表者と研究分担者とにより実践面での報告を行い、好意的な評価を得た。
Holt-Winters法の統計的性質

現実の時系列の中には、トレンドや季節変動をもつものが多い。このような時系列を予測するためには、Holt-Winters法は応用上よく用いられている。時系列は季節成分を含まずトレンドのみをもつ場合、Holt-Winters法の変種としてHolt法がある。本研究では、これらの方法の性質を、特に頑健性に重点をおいて統計学の観点から調べた。まず、ある条件を満たす一般的な確率過程の下で、これらの方法による予測の誤差を統計推測理論の立場から示した。そして、得られた理論の結果に基づいて数値計算を行い、さらに、現実の時系列データ(沖縄県人口予測など)を用いて実証研究を行った。その結果、これらの方法が広い範囲の時系列の予測に適用できるという意味で良い頑健性をもつことが示された。Holt-Winters法は一種のノンパラメトリックな手法である。この方法以外には、幾つかのパラメトリックな手法、例えば、ARIMAモデル、状態空間モデル、多項式トレンドと季節ダミ-および定常な時系列残差を仮定した回帰モデルなどを用いて予測する手法があり、理論上および応用上では重要な方法である。本研究では、シミュレーションを用いて、Holt-Winters法による予測の良さをこれらのパラメトリックな手法と比較した。その結果、通常のパラメトリックな手法と比べ、Holt-Winters法が異常値や構造変化をもつ時系列を含む広い範囲の時系列の予測に対し、良い頑健性をもつことがわかった。パラメトリックな手法に頑健性を持たせるためには、通常の統計推測理論の枠を越えて、異常値、構造変化、さらに仮定したモデルがある程度間違ったなどの可能性を想定した時系列の頑健推測理論を用いて、モデルを同定、推定することが必要とされる。しかし、時系列の頑健推測理論の研究は、殆ど行われていないようである。この問題は、パラメトリックな手法の現実への応用において極めて重要であると思われる。これからは、この問題について研究したいと思っている。
溶液内における励起分子の反応ダイナミックス

溶液内における化学反応のダイナミックスを理解することは現在における理論化学の最も重要な研究課題の1つである。本研究では、溶液内での分子の電子構造を正確に記述するための方法としてRISM-SCF法、MOZ-SCF法を開発すると共に、分子動力学シミュレーションで溶質、溶媒分子内での電荷の分極効果を表現する方法としてcharge response kernel(CRK)法の提案を行った。これらの方法を用いて以下の問題に取り組んだ、・メタノール溶液中でのビラジニルラジカルの核酸定数を分子動力学法により求め、このラジカル種がビラジンに比べて遅い拡散を示す理由を明らかにした。・アジドアニオンの水溶液中での振動緩和の機構を調べるため分子動力学計算を行い、溶質分子の振動に伴う電荷の分極が極めて速い緩和速度の原因であることを明らかにした。また、重水の場合の緩和速度についての考察も行った。・溶液中における溶質分子の分極率をクラスターモデルを用いてab initio分子軌道法により求めた。溶液中で分極率が減少する理由についての考察を行った。・RISM-SCF法を用いて溶媒分子の熱揺らぎや電子揺らぎの効果を記述する新しい理論的方法を提案した。これらの方法を用いて吸収スペクトルの溶媒シフトや形状についての考察を行った。・spacerにより繋がれたポルフィリンとキノンの間での光誘起電子移動反応を記述するための理論的モデルをabinitio分子軌道法に基づいて構築した。更に、分子動力学計算により電子移動反応速度に対する溶媒の熱揺らぎの効果についての理論計算を行った。今年度は上記研究課題の下、次の研究を行った。(1)光科学反応中間体の拡散ダイナミックス分子間の静電相互作用による電荷の揺らぎを取り入れた理論モデルを開発し、それを用いて分子動力学法によりメタノール中でのピラジンとピラジニルラジカルの拡散速度の計算を行った。実験により測定されている拡散速度の違いを再現するとともに、それが電場の揺らぎに伴う電荷分布の揺らぎに起因することがわかった。(2)アジドアニオンの振動緩和ダイナミックス水中でのアジドアニオンの異常に早い振動緩和の機構を明らかにするため分子動力学計算を行った。結果、振動に伴う分子内電荷分布の変化により引き起こされる溶質・溶媒相互作用が重要な役割を果たすことがわかった。重水中での振動緩和速度も実験値がよく再現された。(3)ポルフィリン-キノン間の長距離分子内電子移動反応電子状態計算により得られた結合係数を用いてアセトニトリル中でのスペーサーで繋がれたポルフィリン-キノン間の長距離分子内電子移動反応の速度を分子動力学計算により求めた。溶媒の揺らぎが重要な役割を果たすことがわかった。今年度は、(1)分子内の電荷の分極を考慮に入れた分子動力学法を用いて水溶液中でのアジドアニオンの振動緩和の機構について研究を行うと共に、(2)RISM-SCF法による溶液内分子の光吸収スペクトルに対する、溶媒の熱揺らぎ、電子分極の影響について研究を行った。また、(3)時間に依存するRISM-SCF法を開発し、ダイナミックストークスシフトに対する溶質分子の電子状態変化の影響について研究を行った。(1)では、溶質分子の分子内振動に伴う電荷の分極と非調和性が振動緩和速度およびその同位体効果を明らかにする上で本質的であることを示した。また、(2)では、溶媒分子の電子分極の効果を考慮に入れる新しい方法を提案し、アセトニトリル、クロロフォルム、四塩化炭素、二硫化炭素溶媒中でのアセトンおよびピリジンの励起エネルギーのスペクトルシフトに対して適用した。さらに、(3)では、水、アセトニトリル、メタノール中でのペンゾニトリルの第2励起状態への電子遷移に伴う溶媒の緩和のダイナミックスについて理論計算を行い、シミュレーションの結果を良く再現することを示した。

溶液内反応のポテンシャル面とダイナミックスを明らかにする上で重要な役割を果たす溶媒の熱揺らぎとそれに起因する反応分子の電子揺らぎに注目し、反応過程を記述するための新しい理論的方法論の開発と具体的な反応過程のダイナミックスの解明を目的として研究を行った。今年度は、(1)溶液内での溶質分子の電子分極の機構についてのab initio分子軌道法による解析を行った。結果、水溶媒中では中性の溶質分子の分極率は気相での値に比べて1318%減少し、塩素アニオンの場合は37%減少することが分かった。また、アルゴン溶媒中では、水中より分極率の減少の度合いは小さく、中性の溶質で19%、塩素アニオンで18%となった。また、(2)積分方程式理論に基づく溶液内分子の新しい電子状態理論の開発を行った。先ず、溶質・溶媒間の短距離相互作用を記述するためエネルギー分割法により得られた交換エネルギーと電荷移動項の和を再現するように溶媒分子の有効ポテンシャルを決め、次に、この溶媒の有効ポテンシャルを用いてHNC近似に対する過剰自由エネルギーを求め、それに変分法を適用することにより溶質分子の電子状態に対する過剰自由エネルギーを求め、それに変分法を適用することにより溶質分子の電子状態に対するSCF方程式を導いた。この際、溶媒・溶媒および溶質・溶媒間の分布関数に対するOZ方程式はrotational invarianceを用いて表現した。更に、(3)QM-MM法に基づくシクロデキシトリンの触媒作用の解析を行った。計算により求められた反応の活性化エネルギーは実測値と良く一致した。計算結果の解析により、シクロデキシトリンの触媒効果は、反応進行に伴うシクロデキシトリンの脱溶媒和であることが分かった。
新教育職員免許法に基づく教職科目としての健康教育の理論と実践に関する基盤研究

健康教育は、現代的な教育課題であるいじめ、登校拒否、学級崩壊をはじめ、心の健康、性の逸脱行動、未成年の飲酒や喫煙、薬物乱用などの心身の健康に深く関わる課題をその内容とする。学校現場でこのような課題の解決が急務となっている昨今、教員養成段階での健康教育の充実が必要である。教育職員免許法は、これらの現代的課題はもとより社会の急激な変化に伴う国際化や情報化への対応の必要性から、これまでの教科科目重視の立場から教職科目を重視した教員養成カリキュラムへとその基本構造を転換した。本研究は、21世紀の教育を担う教員の養成を責務とする大学における健康教育の理論の再構築を図るとともに効果的な実践の在り方について考究を深め、今後の教員養成カリキュラムの改善と健康教育の充実に資することを目指して展開した。学校教育の成否は児童生徒の教育指導に直接かかわる教員の資質や能力に負うところが極めて大きいため、児童生徒の心身の健康に深く関わる健康教育の指導理念や指導法の基本は教員養成段階で最小限習得させておくべき基礎的事項といえる。本研究においては、研究分担者や研究協力者との共同研究により、健康教育を含む教職科目を教員養成カリキュラムに的確に位置付た基本的構造図の試案を示すとともに、実際の講義における実践を通じて、ライフスキル手法を取り入れた指導法の研究開発や講義用テキストの作成などにおいて成果をあげた。また、健康教育の理念、目的、内容などについてはへルスプロモーションの考え方を基本に据えてその解析を行うとともに、前述した多くの現代的健康課題やこれまで取組みの少なかった死の教育の実践の在り方などについても考察を深めることができた。本研究は,教員養成系等大学における健康教育の理論研究を深めるとともにその効果的な指導の在り方を明らかにし,教員養成カリキュラムの改善や健康教育の充実に資することを目的として,平成10・11年度の両年にわたり,研究分担者の皆川や研究協力者の木村等と取り組んでいる。10年度の研究実績の概要は概ね次のとおりである。園山は,最近の研究動向に基づきこれからの学校における健康教育の課題について考究し,それを踏まえた教員養成系大学における教育研究の在り方について探求している。皆川は,昨今世界的に注目されているヘルスプロモーション理念に基づく健康教育の在り方についての考え方を明らかにしつつある。WHOの研究者と連携を図りWHOから発信された最新のヘルスプロモーティングスクールの研究にも取り組んでいる。木村等は,教員を志す学生が健康教育にかかわる今日的課題について考究する際に役立つ知見を蓄積しつつある。木村は.昨今問題となっている心の健康について研究を深めたが,次年度においては具体的な授業場面における指導展開例の研究開発を目指して研究を継続している。井筒は,いじめ問題とも深くかかわる死の教育について,死と対極にある生の問題を基盤に死の教育についての指導の在り方について一定の見解をまとめるべく研究を継続している。中本は,児童生徒の健康事象として問題となっている生活習慣病やスポーツ障害を発育発達途上の重大な健康問題として捉え,この問題の指導の在り方についての研究を深めつつある。澤田は,環境教育重視の観点に立ち,地球的視野から人間の健康に環境の悪化が及ぼす影響等について研究を深めつつある。新学習指導要領に基づく健康教育がまもなく実施に移されるが,次年度はその展開に役立つ個別具体の学習内容や指導法を各研究者の研究成果を結集して明らかにしていく。大学における教員養成カリキュラムは、新教育職員免許法のもとに抜本的な構造改革が図られた。つまり、教科科目の修得単位を半減させる一方で教職科目の修得単位を増加させ、教職科目を重視したカリキュラムヘとその基本構造が変わった。このような折、最近の学校教育において重要な問題となっている心の健康、性の逸脱行動、飲酒や喫煙、薬物乱用などの現代的健康課題を内容とする健康教育は、教職科目の主要な科目としてカリキュラムに的確に位置付けることが極めて緊要である。

そこで、本研究はこれからの教育を担っていく教員の養成を責務とする大学における健康教育の理論研究の再構築を図るとともにその効果的な実践の在り方について考究を深め、今後の教員養成カリキュラムの改善や健康教育の充実に資することを目的として取り組んだ。主な研究内容は、健康教育の概念の整理、健康教育カリキュラムの研究開発、健康教育に関する教材の研究開発、健康教育の授業方法の研究開発、テキストの作成などである。健康教育は従前より重視されてきたものの個別の健康問題に対処してきた傾向が強い。本研究は、異なる専門領域の研究協力者の参加も求め、健康教育に総合的・横断的な視点を当てたことも特色となっている。健康教育は、子供たちが生涯を通じて健康に過ごせるよう今後さらに積極的に展開されなければならない分野であり、学校教育の中核に据えて展開されるべき分野である。これまで、保健、体育、安全、給食領域などの研究者が専門的に取り組んできたところであるが、本研究ではこれら専門家の研究成果の蓄積も参考としつつ、研究課題に相応しい新たな研究を展開し大学のカリキュラムヘの健康教育の位置付け、健康教育の指導法の改善、教材の研究開発等において成果をあげることができた。
コンテクストアウェアな空間構築のための基盤システムに関する研究

本研究では昨年度まで開発してきた,Bazaarと呼ぶ物理空間情報を抽象化する基盤システム上に,より高い抽象度のレベルで直感的に物理空間に存在するデバイスを組み合わせたシステムを構築する基盤機能を実現することを目的とする.この基盤機能は1)時間・空間の関係を明示的に扱うフレームワーク,2)サービス提供現場に赴き開発するという「現場指向開発」の支援機能,に分けることができる.1)に関しては,時相論理からヒントを得て,コンテクストの変化を表すイベントの発生パターンをもとに新たなコンテクストを記述するための高位API(Application Programming Interface)を定義するとともに,意味的に等しい領域を統合して一つの仮想的な領域を定義するための高位APIを定義した.これにより,従来開発者が個別に実装をする必要があった時間や場所の関係を用いたコンテクストのモデル化を基盤部分で共通化することが可能になり,開発効率の向上とともにアプリケーション間で意味や品質に一貫性が取れたコンテクストの抽出が可能となった.また,2)に関しては開発端末に取り付けられた位置センサを用いて,その付近に存在する物理オブジェクトの情報を確認したり,ライトのようなアクチュエータの動作を確認しながら該当する物理オブジェクトを扱うためのプログラムコードを出力する開発支援ツールをオープンソースの統合開発環境であるEclipseのプラグインとしてBazaar上に開発した.このため,物理オブジェクトのメタ情報として,計算機と人間の双方に可読な情報を持たせた.これには,取得コンテクストのタイプや意味,アクチュエータの引数名やその意味といったものが含まれる.そして空間内に遍在しているデバイスを用いたアプリケーション開発を通して,アクチュエータの動作をその場で確認できることの有用性,プログラムコードの自動出力による開発効率の向上を確認した.身の回りの環境に埋め込まれたセンサから得られた情報をもとに,人間や所有している計算機の状況(コンテクスト)に応じて振る舞いを変更するシステムを構築する際に,多様性・大規模性・複雑性といったユビキタス環境の特徴を考慮する必要がある.特に物理環境に存在するシステムが共有可能なモデル(世界モデル)について,その表現・構築・利用方法についての検討を行い,基盤システムとしてBazaarと呼ぶミドルウェアを実装した.世界モデルでは,物理環境を構成するオブジェクトの位置惰報を中心にそのオブジェクトの様々な属性を扱うことで,アプリケーショシが要求する多様なコンテクスト情報を提供可能となる.また,コンテクスト情報自身のみならず,品質やフォーマットといった情報を明示的に扱うことでシステムのポータビリティが向上することも可能となる.このため柔軟で拡張性が高い表現方法が求められ,本研究ではW3Cにおいて次世代ウェブコンテンツ記述方式として検討されているResource Description Framework(RDF)を適用した.また,膨大なオブジェクトの位置情報を低コストで取得するために無線タグ方式を採用した.無線タグ付けされたオプジェクトとRDFにより表現された自己に関する情報を関連づけ,.読み取り器による検出を契機としてその設置位置がさらに関連づけられることで半自律的に世界モデルが構築される.なお,RDFでは各属性を単純な三つ組により表現することが可能であるため,属性の追加や変更が容易となり多様性や複雑性に対処可能である.世界モデルの利用に関しては,物理空間に存在する概念(場所・オブジェクト・状態・センサ等)を用いたプログラミングモデルをBazaarにて実装し,直感的なプログラミング環境を実現した.世界モデルの複数アプリケーション間での共有の有効性検証と非統一的な属性表現の扱いは今後の課題である.本研究では昨年度まで開発してきた,Bazaarと呼ぶ物理空間情報を抽象化する基盤システム上に,より高い抽象度のレベルで直感的に物理空間に存在するデバイスを組み合わせたシステムを構築する基盤機能を実現することを目的とする.この基盤機能は1)時間・空間の関係を明示的に扱うフレームワーク,2)サービス提供現場に赴き開発するという「現場指向開発」の支援機能,に分けることができる.1)に関しては,時相論理からヒントを得て,コンテクストの変化を表すイベントの発生パターンをもとに新たなコンテクストを記述するための高位API(Application Programming Interface)を定義するとともに,意味的に等しい領域を統合して一つの仮想的な領域を定義するための高位APIを定義した.これにより,従来開発者が個別に実装をする必要があった時間や場所の関係を用いたコンテクストのモデル化を基盤部分で共通化することが可能になり,開発効率の向上とともにアプリケーション間で意味や品質に一貫性が取れたコンテクストの抽出が可能となった.また,2)に関しては開発端末に取り付けられた位置センサを用いて,その付近に存在する物理オブジェクトの情報を確認したり,ライトのようなアクチュエータの動作を確認しながら該当する物理オブジェクトを扱うためのプログラムコードを出力する開発支援ツールをオープンソースの統合開発環境であるEclipseのプラグインとしてBazaar上に開発した.このため,物理オブジェクトのメタ情報として,計算機と人間の双方に可読な情報を持たせた.これには,取得コンテクストのタイプや意味,アクチュエータの引数名やその意味といったものが含まれる.そして空間内に遍在しているデバイスを用いたアプリケーション開発を通して,アクチュエータの動作をその場で確認できることの有用性,プログラムコードの自動出力による開発効率の向上を確認した.
福島原発事故発生後の森林資源をめぐるコミュニティ・ガバナンスに関する実証的研究

福島原発事故前後の地域コミュニティにおける森林資源の管理と利活用に係るガバナンスの実態と課題を明らかにするとともに、研究的側面からガバナンスの再構築を支援することを目的とする。具体的には(1)事故前後の地域コミュニティにおける森林資源に係る団体・組織間の利害調整と、森林資源の管理・利活用の状況を明らかにしたうえで、森林資源に係るステークホルダーの課題認識とニーズを抽出する。さらに(2)森林資源の管理と利活用をめぐるステークホルダーの多様な価値とニーズをふまえ、住民・行政・事業者等が協働して、ステークホルダーが共有しうる森林資源の管理と利活用にむけた目標の設定を支援する。
準粒子ミキサの量子効果による周波数変換利得を用いたマイクロ波低雑音増幅器の研究

電波天文用受信機のさらなる機能拡張を目指し、研究代表者および研究分担者は超伝導体-絶縁体-超伝導体(SIS)周波数変換素子(ミキサ)を2つ用いた新しい原理のマイクロ波増幅器を考案した。事前検討により、当原理に基づく増幅器の利得を確認し、極めて低消費電力で動作することを実証している。本研究では、当増幅器の研究を進め、回路の理論的検証と実験的最適化を進め、高性能な超伝導増幅器の実現を目指す。また、既存のマイクロ波帯低雑音増幅器と比較した有用性を明らかにすることを目的として研究する。
血液透析時の血圧低下に対する一酸化窒素と酸化ストレスの関与

血液透析膜の素材は高分子材料が主流となったが生体適合性・血液適合性が十分とはいえず、また、血液回路も血液適合性が不十分であり、ローラーポンプによる機械的な刺激により血液が溶血を起こすことも報告されている。これらのことが複合的な要因となり患者に対し酸化ストレスを与えることになる。このため本研究では、動物実験用に透析器を小型(ミニモジュール)化し小動物レベルで透析実験を行う系を確立し、透析治療による酸化ストレスがNO動態や生体に及ぼす影響を検討した。機械的刺激が血液・生体に及ぼす影響を検討することは、血液透析療法のQuality of Life (QOL)を高めるために重要であると考える。膜素材の異なる中空糸を用いてミニモジュールを作製し透析実験を行い、その時のNO動態の変化、酸化ストレスの変化を計測し、各種透析膜の生体に及ぼす影響を評価した。膜素材としては、再生セルロース(RC)、セルロースアセテート(CA)、ポリスルホン(PS)、ポリエステル系ポリマーアロイ(PEPA)、エチレンビニルアルコール(EVAL)等を比較・検討した。また、実際に現場で使用される血液回路、血液透析膜素材、血液透析器の中空糸以外の部分やローラーポンプによる酸化ストレスやNO動態に及ぼす影響を検討した。実際の透析器、血液回路、血液ポンプを使用するため、牛血液を使用した実験も試みた。透析治療による酸化ストレスがNO動態や生体に及ぼす影響には、様々な要因があり、どの要因がどのぐらい影響を及ぼしているのかといった具体的な結論を得るには至らなかったが、今後の研究の足がかりとなる研究手段の確立はできたと考える。このため本研究では、動物実験用に透析器を小型(ミニモジュール)化し小動物レベルで透析実験を行う系を確立し、透析治療による酸化ストレスがNO動態や生体に及ぼす影響を検討する。機械的刺激が血液・生体に及ぼす影響を検討することは、血液透析療法のQuality of Life(QOL)を高めるために重要であると考える。本年度は、動物実験による血液透析法の確立と、その透析中におけるNOや酸化ストレスのマーカ物質の計測法の確立を目的とした。血液中のNO濃度の計測方法として、電極型のNOセンサを用いてきたが、ルミノール化学発光法を用いた血液中NOモニタリングシステムを新たに開発した。これにより、NO濃度の微小な変化をリアルタイムに計測できるようになった。実験動物としてウサギを用いた。まず、使用する動物の循環血液量を考慮したプライミングボリュームになるよう、血液透析器のミニモジュールを作製した。また、血液回路のチューブも内径、長さを調節した。次に、尿素や、クレアチニン等のクリアランスを指標に至適血液側流量、透析液側流量を決定した。ウサギにおける血液透析法を確立できた。今後は、酸化ストレスのマーカである酸化LDLや、NO産生量のマーカであるNO_2/NO_3等のマーカ物質を抽出し、血液透析時の濃度変化を計測し、生体内での酸化ストレス、NO動態の変動を評価していく。
超共形代数の表現論と超弦模型

素粒子物理学に由来するVirasoro代数・Kac-Moody代数の表現論は,数学・物理学の両分野においてそれ自体興味ある研究テーマである。本研究課題では,特に,その表現論の成果が超弦模型の構築とそのコンパクト化の考察および臨界現象の可解模型の一般的考察に極めて重要な役割を担うことに着目し,研究を遂行した。具体的には,超電荷Nの超形型代数のVerma module中のnull states構築の一般的処分(加藤-松田の方法)を与えることにより,超共形代数の表現論の数学的解明を行った。まず,平成2年度・3年度の研究成果によって,SU(2)Kac-Moody代数を含むN=4超共形代数の非ユニタリーな表現を許すクーロンガス表現(Feigin-Fuchs表現)の構築に成功した。平成4年度は,その成果を受けて研究を更に発展させた。N=4のクーロンガス表示のVertexop-eratorsを構成し,N=4代数の表現論の展開に是非とも必要なカイラルおよび非カイラルな遮蔽演算子(Screening operators)を全て同定することに成功した。これによりN=4 Kac行列式の厳密証明を試みる基盤が得られた。これらの成果から,N=4代数の表現論におけるBRScohomologyの研究も進めて来た。更に,当該研究との連関において,背後に2次元高度対称性を共通の性質とする可解模型・2次元量子重力等の研究も,新しい展開を期待して押し進めてきた。これらの研究遂行において,物理・数学の研究者との研究成果交換・研究討論を積極的に実行した。これらの研究成果は,欧文学術論文として欧文雑誌に公表され,同時に,科学研究費補助金研究成果報告書にまとめた。素粒子物理学に由来するVirasoro代数、KacーMoody代数を含むリ-マン面上の表現論は数学・物理学の両分野に於て興味ある対象である。その表現論の成果は、超弦模型の構築とそのコンパクト化及び種々の統計モデルを含む臨界現象の一般的考察に極めて重要な役割を果たす。本研究は、超電荷Nの超共形代数の表現論の数学的解明を一般的に行うと同時に、その成果を超弦模型のコンパクト化・2次元量子重力理論等を含む2次元系の物理の問題の研究に適用し、その分野の発展に貢献することを目的とする。初年度は、N=0,1,2,4の超共形代数の数学的構造を総括し、かつFeiginーFuchs流のCoulomb gas表示に基づく加藤ー松田の方法の再検討を行った。5月には、一連の研究の成果として、超シュヴァルツ微分の研究を雑誌に発表した。また、Felderによる加藤ー松田の方法のBRS cohomologyへの応用も詳細に検討した。2次元量子重力理論の代数構造についても、当該研究の関連課題として研究中である。以上の研究を強力に押し進めるため、8月に東大理に出張し、最近の量子群の研究発展について研究討論を行った。また、研究遂行・研究発表の為に是非必要なラップトップ型NECパ-ソナルコンピュ-タ-を購入した。次いで、9月に東大教養に出張し、超共形代数の表現論についての研究討論・今後の研究打ち合せを行った。10月には、コンピュ-タ-使用のマニュアルを購入した。翌年1月に、東大教養で行われた「駒場集中セミナ-」に出席し、座長を務めた。次いで、2月に北大理で開催された「場の理論とその応用」研究会に出席し、座長を務めた。現在、FeiginーFuchs流のBRS遮蔽演算子が代数構造においてどの様な現れ方をするのか、またその役割と構成法の一般論を研究中である。平成2年度の研究テ-マのひとつであった非ユニタリ-なCoulomb gas

表現を許す超場形成を使ってVertexoperatorsを構成することを本年度前半に試みたが、超場形成に基づく構成は難しいことが判明した。そこで視点を変え超場形成をひとまず離れて(これは後で組み込むことが可能なはずである)、ともかく、N=4の超共形代数のCoulomb gas表現を構成することを試み、見事にそれに成功した。更に、このCoulmb gas表現を使って、N=4超共形代数の表現論の考察及びKac行列式の厳密証明に必要なカイラル及び非カイラルなScreening operatorsを全て同定した。この成果に基づいたN=4のKac行列式の厳密証明は今後の研究テ-マである。本年度は、以上の研究実積をあげるため、9月に当核研究者(松田)の研究室の植松助教授・青山助教授と共に北大理に出張し、「N=4超共形代数」(松田)・「サイン・ゴ-ドン方程式」(植松)・「スファレロン」(青山)等についての研究討論・打ち合わせをそれぞれ行った。11月には広大理に出張し、また、11月末に高エネルギ-研究所に松田・青山共ども出張し、「超共形代数の遮蔽演算子の構成」(松田)・摂動効果と非摂動効果の関連」(青山)についての研究討論を行った。その成果は、2次元超弦模型の摂動的考察及びその共形対称性の研究に極めて有用であった。次いで2月には東北大理に出向き、「N=4超共形代数のCoulmb gas表現と遮蔽演算子」についてのこれまでの研究成果の情報交換と議論をした。また、当核研究の初年度研究実施計画の一部として購入したラップトップコンピュ-タ-は、研究遂行に充分役立っている。平成2年度・3年度の研究計画・方法により、またその研究成果によって、SU(2)Kac-Moody代数を含むN=4超共形代数の非ユニタリーな表現を許すCoulomb gas (Feigin-Fuchs)表現の構築に成功した。平成4年度は、その成果を受けて研究を更に発展させた。すなわち、N=4のCoulomb gas表示のVertex operatorsを構成し、N=4代数の表現論の展開に是非とも必要なカイラルおよび非カイラルなScreening operatorsを全て同定することに成功した。これによりN=4 Kac行列式の厳密証明を試みる基盤が得られた。これらの成果から、N=4代数の表現論におけるBRS cohomologyの研究も進めて来た。更に、当該研究との連関において、背後に2次元高度対称性を共通の性質とする可解模型・2次元量子重力等の研究も、新しい展開を期待して押し進めてきた。これらの研究遂行において、物理・数学の研究者との研究成果交換・研究討論を積極的に実行した。本年度は、7月に高エネルギー研究所に出張し「量子重力の数学的方法」について討論、9月に東北大理に出張し「N=4超共形代数の表現論」について研究・討論、10月に富山大理に出張し「N=4特異ベクトル構築」について研究・討論、12月には東大理で「量子重力の数学的方法」について討論、学習院大理で「共形代数」について研究討論・打ち合わせ、東大教養で「BRST作用素」について討論・研究打ち合わせ、等をそれぞれ実行した。
表記活動・配記知識の初期発達とその規定要因の分析

本研究では表記活動・表記知識の初期発達とその規定要因を26歳で描画・文字の産出課題・絵本理解課題・選択分類課題・ひらがな文字の書字・読字課題を用いて検討した。その結果、以下の研究成果がえられた。1.これまで4歳以上の子どもを対象として表記知識が検討されてきたが、本研究では4歳以下の子どもを対象に描画・文字の産出課題を課して検討した。結果から2歳児においてもすでに描画と文字書字間を区別でき、また、それぞれの領域に関する知識を持っていることが明らかにされた。本結果は発達早期にすでに領域固有な知識が理解されていることを示し、領域固有説の見解を支持している。しかしながら、描画は文字よりも産出活動において発達的に先行すること、また、描画と文字書字課題の問に相関が認められたことから、領域固有説のみからこれらの結果を説明することができず、領域普遍なシンボル・記号機能の発達を考慮に入れたモデルを想定する必要性が指摘された。2.絵本理解課題は、就学児を対象にClay(1979)によって作成されたプリント概念テストを参考に、筆者が4歳以下の対象児向けに作成した課題である。本課題では26歳を対象に年少・年長児用の2種類の課題を作成したが、これらの課題には絵本に関する手続的知識・文字読みの手続き的知識・文字表記知識・絵本の意味内容理解の4側面を吟味するための項目が含まれていた。その結果、絵本理解課題では3段階の発達過程が見出された。すなわち、2歳代ですでに絵本に関する手続的知識・意味内容の理解が見られたが、文字読みの手続き的知識・文字表記知識の理解に関しては年齢にともなって増加が見られた。しかし、文字読みの手続き的知識における文字読みの始点に関しては4歳以降で年齢に伴って増加した。文字読みの手続き的知識・文字表記知識が書字・読字課題と相関が見出された。絵本課題は年長児において表記知識と関連することが明らかになった。3.選択分類課題では表記知識の形式知覚的特徴、要素的特徴、綴りの特徴を取り上げて、書字・読字課題との関連を検討した。その結果、形式知覚的特徴が最も早期に成立したが、要素的特徴は年齢に伴って発達した。しかし、綴りの特徴は6歳でも困難で、表記知識理解の発達に3段階が見出された。偏相関の結果は5歳で要素的特徴と読字課題の関連を明らかにしているが、各年齢で理解可能な表記知識が異なることが判明した。本研究では表記活動・表記知識の初期発達に焦点を当て、その規定要因を検討したが、産出課題・理解課題で結果が異なるものの、4歳以上では表記知識の発達は絵本課題・選択分類課題等の理解課題・書字・読字課題と、また、23歳では絵本課題との関連が明らかになった。今後は課題間の関係を詳細に分析する必要があろう。本研究では表記活動・表記知識の初期発達に焦点を当て、その規定要因を検討したが、産出課題・理解課題で結果が異なるものの、4歳以上では表記知識の発達は絵本課題・選択分類課題等の理解課題

・書字・読字課題と、また、23歳では絵本課題との関連が明らかになった。今後は課題間の関係を詳細に分析する必要があろう。本研究では年少幼児を対象として描画(絵)・文字表記領域に焦点を当てて、産出課題・絵本課題・分類課題・読字数テスト(ひらがな文字と数字)を使用して表記知識・表記活動の発生過程を分析した。産出課題では果物・人物の対になった対象(トマト・みかんならびに親・赤ん坊)の描画と書字を求め、その表記知識と産出活動を調べた。絵本課題ではClayの「プリント概念テスト」を年少幼児向けに改変した課題を考案して「絵本知識テスト」を作成し、絵本読解と表記知識に関する質問項目を尋ねた。結果は産出課題で発達早期に描画に関して対象の形・色・大小の知識が見られ、また、文字に関しても線描に方向性・分節・単位のいわゆる擬文字が認められ、年少幼児がすでに知覚的・形式的知識を理解していることが示された。しかし、描画と文字を比較すると、これらの表記知識は描画で年齢に伴う増加が見られたのに対して、上記の文字の書字では人数の10%程度しか認められず、年齢に伴う増加も見出されなかった。ただし、名前の書字では3040%が擬文字を示し、その割合は高かった。これらの結果から表記知識は描画や文字が成立する以前にすでに領域固有な知識として理解されており、また、文字に比べて描画で発達的に早期に理解されると共に産出活動にも影響を与えることが判明した。絵本知識テストでは年齢に伴って得点の増加が見られて絵本理解が進展したが、しかし、それは描画(絵)と関連しており、文字に関する質問項目とは関連がなかった。絵本知識テストと描画産出課題の間に傾向による相関が得られたが、文字産出課題との間では有意な相関が見出されなかった。年少幼児では絵本知識テストにおいて文字に関連した項目は理解されていないが、描画・絵に関連する項目は理解され、それらの描画・絵を通じて意味理解も可能であることが判明した。また、分類課題では描画・文字・数字に関するカードを用意して、この3種のシンボル・表記に分類することを要求したが、これらの3種の分類に年齢に伴う大きな差異は見られなかった。以上から、年少幼児はすでに領域固有の知覚的・形式的表記知識をもっており、描画は文字よりも表記知識ならびに産出活動において早期に発達することが明らかにされた。なお、家庭におけるインフォーマルな教授の実態調査に関しては現在調査・処理中である。本年度は描画(絵)・数字・文字領域における表記知識・表記活動に関する初期発達の様相とその発達への影響要因を検討するために以下の2つの研究ならびに園児の保護者に対する質問紙調査をおこなった。1.表記知識の特徴と表記活動を検討するために分類課題と絵本課題(絵本知識テスト)を用いて形式的側面・表記の要素的側面・綴り・意味的側面の特徴に関してその発達過程を検討した。分類課題では2肢選択課題を用いて知覚的形式的特徴(スクリブル・絵・文字様・線形・間隔・多数)・表記要素的特徴(文字の多様性・上下・方向・逆向き)・綴り(拗音・長音・カタカナ表記)の理解に関して検討し、表記知識が上記の特徴の順序で発達することを明らかにした。知覚的形式的特徴ではスクリブル・絵・文字様表示と多数が早期に理解されたが、これと比較して線形と間隔は表記要素的特徴と同様に4歳で5060%の正答率でやや発達的に遅かった。
耐震性能向上を目指した高靭性複合材料の解析モデルの開発

ECCの力学挙動のモデル化と解析手法の構築ひびわれが局所化する前の複数ひびわれ状態にある材料は、ひびわれの開口量と密度を反映した付加的なひずみを有する連続体とモデル化し、その構成式を弾塑性理論を適用して導いた。複数ひびわれにおいて伝達される応力がある限界値に達すると、ひびわれの挙動は軟化挙動に変化し、ひびわれの開口は一本のひびわれに局所化する。この軟化領域におけるひびわれの挙動を離散的な変位場の不連続面とモデル化し、繊維によるブリッジングの効果はひびわれ表面に作用する直応力によって表した。その解析モデルにより梁の曲げ試験、梁のせん断試験、ECCを用いた耐震補強パネルの解析を行い、既存の実験結果と比較し、解析手法の妥当性を検証した。
トリム曲面接続の理論解析と計測点群データからの高品質トリム曲面の生成

自動車の外装設計に用いられている自由曲面には滑らかで美しく高品質であることが要求される.実車のCADモデルには,4辺形パッチをパラメータ空間で切り抜いたトリム曲面が使われている.しかしながら,実務でのニーズが強いにもかかわらずトリム曲面に関する理論的研究はほとんどなされていない.そこで,本研究ではまず,実車外装をレーザスキャナで計測し,それらの曲率分布等の特徴を分析することで実務に使えると判断するための「品質基準」を確立する.次に,トリム曲面を滑らかに接続する理論を構築し,研究代表者が開拓してきた美的曲線・曲面理論をトリム曲面に拡張して「品質基準」を満たすトリム曲面を生成する手法を確立する.自動車の外装設計に用いられている自由曲面には滑らかで美しく高品質であることが要求される.実車のCADモデルには,4辺形パッチをパラメータ空間で切り抜いたトリム曲面が使われている.しかしながら,実務でのニーズが強いにもかかわらずトリム曲面に関する理論的研究はほとんどなされていない.そこで,本研究ではまず,実車外装をレーザスキャナで計測し,それらの曲率分布等の特徴を分析することで実務に使えると判断するための「品質基準」を確立する.次に,トリム曲面を滑らかに接続する理論を構築し,研究代表者が開拓してきた美的曲線・曲面理論をトリム曲面に拡張して「品質基準」を満たすトリム曲面を生成する手法を確立する.
生体材料としての表面・界面特性評価

歯科鋳造で作製したタイプ4金合金(キャスティングゴールドM.C.),金銀パコジウム合金(キャストウエルM.C.)ならびにチタン合金(Ti-Al-Nb)のバフ研磨鏡面仕上げ試料に対して,分光測色計により分光反射率を測定し,各合金の色差(△E^*),明度指数(L^*),知覚色度指数(a^*,b^*)を決定した。さらに,37°Cに保持した0.1%硫化ナトリウム水溶液中に1,2,3,7,14,30日間浸漬した際の変色性を評価した。主な結果は次のとおりである。(1)浸漬時間が増加すると共に,分光反射率が低下傾向を示し,その程度は金合金では非常に小さく,チタン合金,金銀パラジウム合金の順に大きくなった。チタン合金では低波長側が,金銀パラジウム合金では高波長側での低下が顕著であった。(2)浸漬後の△E^*は金合金(2.2),チタン合金(10),金銀パラジウム合金(19.3)の順に大きくなり,耐変色性の良否を判断することができた。初期段階の変色速度も金合金,チタン合金,金銀パラジウム合金の順に大きくなった。変色傾向は金合金では7日で,チタン合金では30日浸漬で停止し,金銀パラジウム合金では30日でも増加傾向が認められた。肉眼的には金合金の変色は確認できない程度であった。(3)L^*は減少傾向を示した。30日浸漬において金合金では1.9%,チタン合金では8.5%,金銀パラジウム合金では23.2%の減少があった。a^*はその変化が非常に小さかった。b^*については金合金でわずかな増加,金銀パラジウム合金でわずかな減少,チタン合金で大きな増加傾向を示した。浸漬に対する変色性にはL^*とb^*の影響が大きいことが明らかになった。(4)変色の大きい金銀パラジウム合金に対して850°Cで溶体化処理を行うと,3日浸漬後においても分光反射率曲線には全く変化が認められず,組織依存性が大きいことを明らかにした。生体材料としての表面・界面特性評価の手始めとして、歯科で使われる合金に近い試料における表面変色挙動をJIS規格で指定された溶液を使って確認した。白金を10at%に固定した3種類のAg-Au-Cu-Pt四元系合金を作製し、Arガス中で溶体化処理(850°C×30分)した後、鏡面仕上げした試料に対して、360-740nmの波長領域における分光反射率を測定し、CIE1976L^*a^*b^*表色系における明度指数L^*、知覚色度指数a^*、b^*を分光測色計にて求めた。さらに、37°Cの0.1%硫化ナトリウム水溶液中に24、48、72時間浸漬し、その変色性を評価した。また、浸漬に伴う合金表面形態変化を走査型顕微鏡で観察した。低波長領域の分光反射率は浸漬初期段階で大幅に低下し、その後の変化は小さかった。長波長領域の反射率は初期段階での低下は少なく、浸漬時間の増加とともに変化が大きくなった。この分光分布と等色関数から導かれる三刺激値に関して、変色初期段階ではX(赤)よりY(緑)の減少が多少大きくなるため、a^*がわずかに増加し、Y(緑)よりZ(青)の減少が大きいため、b^*が増加し、さらに、Y自体が減少したために、L^*が減少している。浸漬後は合金表面に粒状Ag_2Sの生成が観察された。浸漬時間の増加とともに、粒成長が起こり、サイズとその分布が分光反射率の変化に影響を及ぼしたと考えられる。すなわち、粒径が小さい初期段階では低波長領域の反射率が低下し、生成物の成長とともに長波長領域の反射率が徐々に低下してきた。

a^*はその変化が非常に小さかった。b^*については金合金でわずかな増加,金銀パラジウム合金でわずかな減少,チタン合金で大きな増加傾向を示した。浸漬に対する変色性にはL^*とb^*の影響が大きいことが明らかになった。(4)変色の大きい金銀パラジウム合金に対して850°Cで溶体化処理を行うと,3日浸漬後においても分光反射率曲線には全く変化が認められず,組織依存性が大きいことを明らかにした。
細胞質表層微小管を制御する情報伝達系:Cdc42 GTPase様タンパク質の関与と微小管配列異常突然変異体の分離

細胞質表層微小管は、細胞壁へのセルロース繊維の沈着方向を制御し、それにより植物細胞の成長方向を規定している。したがって、細胞質表層微小管を制御する情報伝達機構を明らかにすることは植物細胞の形態形成を理解する上で極めて重要である。本研究課題代表者は、これまでに、酵母や動物細胞においてアクチン骨格系を制御することが知られている低分子量GTP結合タンパク質Cdc42に対する抗体を用い、この抗体と交叉反応を示すタンパク質がトウモロコシ等の植物細胞に存在し、微小管に局在するという知見を得ている。また、細胞質表層微小管の配列に異常を呈する温度感受性型突然変異体のシステマティックな分離に向け、EMSで化学的に突然変異を誘発したシロイヌナズナのM2種子種子ライブラリーの作製も行っている。本研究課題では、(1)抗Cdc42抗体と交叉するタンパク質をコードするcDNAをλ発現ライブラリーからクローニング、塩基配列の決定を行うとともに、(2)温度感受性突然変異体を効率よく得るための温度サイクル型スクリーニング法を検討し、細胞質表層微小管突然変異体分離の第一段スクリーニングを行った。これらの結果、(1)に関しては、cDNAにコードされるタンパク質として銅結合型オキシダーゼに相同性を示す推定分子量57kDaの新規のタンパク質が同定された。また、(2)に関しては、各ステップ180分または90分で15°C→23°C→31°C→23°Cと温度を繰り返し変化させる温度サイクル条件により形態異常の変異体を容易に得る方法を確立し、微小管に変異が見られると期待される個体を複数得ることができた。今後、(1)で同定された銅結合型オキシダーゼ様タンパク質が微小管に存在するか否か蛍光抗体法などで確認するとともに、(2)のスクリーニングをもとに実際に微小管構造に異常のある変異体を取得してゆく予定である。課題1年目の本年度は、細胞質表層微小管を制御する情報伝達系の解明に向けて行う2つのアプローチにつき、実験を進めた。1.抗ヒトCDC42抗体と交叉反応を示す植物タンパク質をコードする遺伝子の解析:これまでにλgt11ファージを用いた発現ベクター上に構築されたトウモロコシのcDNAライブラリーから抗ヒトCDC42-C末端抗体と反応するクローンを免疫ブロット法により複数選抜してきている。これらのクローンにつき、一部塩基配列を決定したが、全長を解読するにいたっておらず、ヒトCDC42と相同性のあることが確認できたクローンは、まだ見いだされていない。2.細胞質表層微小管突然変異体の分離:一次選抜としてシロイヌナズナの芽生えを高温条件下で栽培し、温度感受的に根の成長や細胞の配列に異常の見られる個体をスクリーニングした。しかし、当初の予想以上にM2個体間で、発芽、成長速度に個体差が大きく、目的とするような温度感受性の異常個体を芽生え段階で識別することは困難であった。いくつか細胞配列の異常な個体も見いだされたが、次世代が得られなかったため、詳しい解析はできなかった。上記の一次選抜の方法が非効率的であることが判明したので、別のスクリーニング法として、栽培温度を周期的に変えながらシロイヌナズナを栽培し、個体の成熟段階で茎および葉の表面の細胞の配列等に異常の見られる個体を探すこととした。現在、温度条件と周期について検討中である。以下の2つのアプローチで実験を行った。1.抗ヒトCdc42抗体と交叉反応を示す植物タンパク質をコードする遺伝子の解析:Cdc42タンパク質は、動物や酵母細胞でアクチン細胞骨格系の制御に関わるRho型のsmall GTPaseである。

本研究では、λgt11ファージを用いた発現ベクター上に構築されたトウモロコシのcDNAライブラリーから抗ヒトCDC42抗体と反応するクローンを免疫ブロット法により選抜し、挿入cDNA断片の塩基配列の決定を試みた。しかし、現状でヒトCdc42と相同性の高いアミノ酸配列を示す塩基配列は見いだされていない。2.温度感受性細胞質表層微小管突然変異体の分離:細胞質表層微小管は、植物細胞の形態形成に密接に関与するので、その異常変異植物は器官や細胞の形態に異常を生じる可能性が高い。そこで、一次選抜としてシロイヌナズナの芽生えを高温、低温、中温と温度を循環させる温度サイクル条件下で栽培し、形態異常を示す個体をスクリーニングした。ここで温度を循環させたのは、温度感受性の変異体のうち低温感受性と高温感受性の両方を検出可能とし、かつ、中温で正常な成長をサポートすることで変異個体の生存を促し、後代の種子採取を容易にするためである。変異体の親株であるColumbia株を用い温度条件を種々検討した結果、15°C→23°C→31°C→23°C(各ステップ1.5から3時間)の温度サイクルで野生株は良好に生育し、一方、EMSで変異を誘発したM2個体では形態異常やアルビノ等の変異形質を示す個体が高率で現れることがわかった。現在までに温度感受的に、矮性を示した株を4ライン、葉柄と節間が短い株とこれらが逆に長い株をそれぞれ1ライン、根が伸長しない株を2ライン、根毛の短い株を2ライン分離し、後代の種子を得ている。今後これらの株について蛍光抗体法等を用いて微小管に変異があるか確認する予定である。