hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘルスデータ統合インフラの開発による「幸せに老いるコミュニティ」の実現

日本老人福祉財団との共同研究にて、高齢者が自立期から入居する施設「京都ゆうゆうの里」をフィールドとして、高齢者の介護予防プロジェクトを進めている。施設内には、独立した生活を行う住居、運動設備、コミュニティセンター、レクリエーション設備、食堂、喫茶店、大浴場、診療所など、生活の要素が包含され、「高齢者の住まう町」と言える。本研究では、この「高齢者が住まう町」の中で、高齢者の活動量、生活範囲をIoTデータ化し、健康維持のためのフィードバックに活用する仕組みを設計している。2018年度中に、100名の参加者から研究参加への同意を得ることができた。参加者はカード型Beacon端末を外出時に持ち歩き、施設内に設置した30か所のBeacon受信スポットで受信スポットへの訪問記録を測定した。訪問記録として測定されるIoTデータは訪問時間、頻度、場所のデータで、これらから生活パターン(1日の中で交流スポットに滞在する時間の割合)や移動距離(Beaconを保持してスポット間を移動した距離)を推定する分析アルゴリズムを構築した。高齢者がプロジェクトに主体的に参加するためのコミュニケーションデザインの取り組みとして、京都市立芸術大学との連携にて、スポットに季節毎に変化するスタンプラリーを設置した。また、生活パターンと移動距離を対象者にフィードバックする際には、訪問頻度の高いスポットに花が咲くような振り返りシートをデザインした。高齢者がIoTをどのような形で技術受容できるかについても参加者からの質的な情報を基に検討を進めた。現在までに、Beaconによる生活データの測定基盤と、高齢者が参加しやすいプログラムを整備した。参加者のリクルートも目標の100名を達成した。IoTデータ取得基盤を強化し、Beacon受信スポットの増設(30か所)を行い、生活データを広く分析可能になった。フィードバックの仕組みも設計し、個人ごとの生活データ振り返りが可能になった。2019年4月には研究参加者対象に結果報告会を開催することができた。IoTデータの精緻化、利用データ種類の増加など、データ取得範囲を拡張しているので、データ基盤整備に必要な工程が増加している。データ拡張とフィードバック方法の複雑化に伴い、データ解析アルゴリズムも複雑化し、解析にかかる工程も増加した。データ取得基盤が整備できたので、今後は、取得データの解析アルゴリズム整備を推進する。そのために、非常勤研究員と研究補佐員によるデータ解析体制を強化する。個人ごとのデータをフィードバックする仕組みを効率化するために、生活サポート事業との連携、外部委託による一部システム化も進める。日本老人福祉財団との共同研究にて、高齢者入居施設「京都ゆうゆうの里」をフィールドとして、高齢入居者の介護予防プロジェクトを進めている。施設に存在する既存データをIoTで統合し、健康維持のためのデータ活用を行う仕組みの設計を行っている。現在までに、入居時の健康調査票、くらしぶりの記録、ケアスタッフのアセスメント記録、医療受診記録、入院等の健康変化に関する記録など、既存データの調査を進め、統合可能とするための標準化アルゴリズム設計を行っている。IoT機器としてビーコンを導入し、施設敷地内3か所にビーコン受信端末を設置している。検証期間中(2018年1月ー3月)にモデル対象者8名がビーコンを保持した生活を行った。ビーコン受信スポットへの訪問記録、および居室センサーによって、高齢入居者の暮らしを自動的にデータ化することに成功した。IoTによる行動ログをデータクリーニングし、分析することで、暮らしぶりの変化を把握することが可能になった。さらに、これらの行動ログ変化と既存データの組み合わせによって、健康状態悪化の危険予知を可能なアルゴリズムを構築中である。3月の検証期間終了後、追加検証期間を設定し、長期的な行動ログ変化をとらえる追加検証を進めている。2019年秋の本格導入に向けて、対象者数の増加(100名)、ビーコン受信スポットの増加(10か所)を想定した実行計画を作成した。さらに、ビーコンを保持する楽しみを高齢者コミュニティで設計するために、京都市立芸術大学との連携にて、ビーコン受信スポットのアートデザイン、ビーコン端末のアート・ワークショップなどの計画を開始している。高齢者入居施設に存在する既存データとビーコンにより取得される行動ログの統合を行うための基盤システム構築を完了した。高齢者健康コミュニティを設計するための京都芸大との連携も開始している。

高齢者がIoTをどのような形で技術受容できるかについても参加者からの質的な情報を基に検討を進めた。現在までに、Beaconによる生活データの測定基盤と、高齢者が参加しやすいプログラムを整備した。参加者のリクルートも目標の100名を達成した。IoTデータ取得基盤を強化し、Beacon受信スポットの増設(30か所)を行い、生活データを広く分析可能になった。フィードバックの仕組みも設計し、個人ごとの生活データ振り返りが可能になった。2019年4月には研究参加者対象に結果報告会を開催することができた。IoTデータの精緻化、利用データ種類の増加など、データ取得範囲を拡張しているので、データ基盤整備に必要な工程が増加している。データ拡張とフィードバック方法の複雑化に伴い、データ解析アルゴリズムも複雑化し、解析にかかる工程も増加した。既存データとIoTデータの統合を進める。ビーコン受信スポットを増設することで行動ログの測定密度を高め、参加者を増加させることでビーコン保持者間の接点も測定可能となる。プロジェクトを高齢者生活の中に浸透させるために、京都芸大と連携し、健康とアートのイベントを計画している。システム設計、プロジェクト運営を効率化するために、非常勤研究員を雇用しプロジェクト推進体制を強化している。また、自立期入所者と要支援以上の入所者、それぞれでデータ取得範囲を区別したコホート集団を設計し、健康アウトカムの追跡、検証を行っていく。データ取得基盤が整備できたので、今後は、取得データの解析アルゴリズム整備を推進する。そのために、非常勤研究員と研究補佐員によるデータ解析体制を強化する。個人ごとのデータをフィードバックする仕組みを効率化するために、生活サポート事業との連携、外部委託による一部システム化も進める。平成29年度に設計したヘルス統合インフラ上で、平成30年度よりビーコンを利用したモデルプロジェクトの本格導入を行う。さらに、IoT利用状況下における高齢者の健康維持評価を行う。平成30年度以降は、介入プログラムの実施、介入評価のためのデータ取得を中心に経費を使用する計画である。2019年度にIoTデータのバリデーションを行うため、施設スタッフの協力を得て模擬参加者になってもらい、活動量とIoTデータを測定し、移動距離推定アルゴリズムの検証を実施するための経費が必要である。高齢者の生活データが健康アウトカムに与える影響を検討するために、2019年度以降も対象者の追跡、周辺データ(健診記録、医療記録、介護記録)の整備を行うための経費が必要となる。フィードバックシステムの自動化は2019年度より行うために、システム化のための研究員人件費や外部委託費用が必要となる。
大気中二酸化炭素濃度変化に駆動される新生代後期の全球寒冷化メカニズムの解明

過去1000万年間で地球の気候は温室地球から現在の氷室地球へと移行したことが知られている。この長期的な氷床発達の原因の理解は氷床の長期的な安定性を理解する上で重要であが、その原因は依然としてよくわかっていない。本研究では世界の各海域の海洋堆積物コアを用いて、過去1000万年間の古海洋変動及び、大気二酸化炭素濃度を復元した。その結果、北半球の著しい氷床発達が開始される時期よりも数百年万年先行して、全球的な寒冷化と大気CO2濃度の低下が起こっていたことが示され、大気CO2濃度の低下が過去1000万年間の気候変動に重要な役割を果たしていたことが示唆された。本研究は新たな古海洋記録と古気候モデルを統合することで後期中新世に引き起こされた地球寒冷化のメカニズムの実態を明らかにすることを目的とする。特にパナマ海峡の浅化が全球的な海洋循環の再編を促し、全球的な寒冷化を導いたとする作業仮説の検証を行う。初年度は海洋堆積物コアを用いた古水温の復元と予察的な古気候モデル実験を実施した。ODP堆積物試料は米国およびドイツのコアリポジトリにリクエストし入手した。北大西洋高緯度(ODP982)および、南大洋の大西洋(ODP704)と太平洋(ODP1123)セクターから採取されたODP堆積物コア中のアルケノン分析に基づく古水温推定と珪質鞭毛藻の群種組成の解析を行い、過去1000万年間の表層海水温の復元を行った。古水温指標であるアルケノンはODP982とODP1123において十分量検出されたが、ODP704では濃度が低く、精度の高い古水温復元が期待できないことが明らかになった。そのため、ODP704は珪質鞭毛藻の群種解析により水温の変化を推定した。その結果、全てのサイトにおいて約700万年前に著しい寒冷化が認められ、後期中新世における寒冷化が全球規模の現象であることが本研究によって明らかとなった。またODP704の浮遊性有孔虫と底生有孔虫の拾い出しを行ったが、安定炭素同位体比、Mg/Ca比を分析するために必要な数の有孔虫を回収することができなかった。パナマ海峡閉鎖の海洋循環や気候へのインパクトを検証するため、予察的なパナマ海峡の開閉実験を行った。しかし、パナマの閉鎖によって南半球は寒冷化するものの、期待される結果(北太平洋の寒冷化も起こる)は得られなかった。その原因として今回のモデル実験ではベーリング海峡が閉じていないなど、後期中新世の正確な境界条件を用いていないことが考えられた。本研究は新たな古海洋記録と古気候モデルを統合することで後期中新世に引き起こされた全球的な気候変動のメカニズムの実態を明らかにすることを目的としている。特にパナマ海峡やベーリング海峡などの海洋ゲートウェイ強制力がこの寒冷化に与えた影響と温室効果ガスの役割の評価に焦点を当てている。2年度目は新たに北太平洋の堆積物コア(DSDP296)からアルケノン古水温法を用いて過去1000万年間の表層水温を復元した。一方でアルケノンの存在量が少ないODP704(南大西洋)においては、浮遊性有孔虫のMg/Caから表層水温を復元した。またODP1123(南太平洋)の底生有孔虫のMg/Caから深層水温を復元を試みた。さらにODP704, 982(北大西洋), 11123およびDOSP296中のダストトレーサー(長鎖n-アルカン)も分析し、過去1000万年間のダスト変遷を復元した。また精密化された大気二酸化炭素濃度の復元手法をODP999/1000(カリブ海)のプランクトンの安定炭素同位体比データに適用し、過去1000万年間の大気二酸化炭素濃度を復元した。その結果、著しい寒冷化が世界各地で起こっていることが示された。さらに後期中新世の寒冷化は鮮新世から更新世にかけて北半球の氷床が著しく発達する期間の寒冷化に匹敵するものであることが明らかになった。また氷期におけるダスト飛来量の著しい増大は更新世よりずっと以前の後期中新世から開始されていたことが明らかになった。さらに、より精密な手法で復元された大気二酸化炭素濃度は後期中新世で400ppm高く、後期中新世の寒冷化と同調して著しい低下を示した。これらの結果から、過去1000万年間においてダストと気候、炭素循環は密接に関連しており、後期中新世の全球的な寒冷化には大気二酸化炭素濃度の低下が重要な役割を果たしていた可能性が示唆された。アルケノン分析に関しては当初予定の3サイト(ODP704, 982, 1123)に加え、新たに北太平洋のDSDP296サイトの分析を行った。さらに当初の予定にはなかったダストの復元も行い、長期的なダストの変遷の知見を新たに得ることができた。また、精密化したプランクトンの安定炭素同位体比による大気CO2濃度復元手法を適用し、過去1000万年間の大気CO2濃度復元を行った。このようにバイオマーカー分析に関しては当初の計画以上の進展が見られた。しかしながら、有孔虫の分析に関しては、実験補助員が年度の途中で辞めてしまったのと、分担者の1人が学内業務などで極めて多忙であったため、当初の予定通りには進んでいない項目もある。

従って、トータルで見た場合には概ね順調に進呈していると評価できる。過去1000万年の間に地球の気候は現在よりも暖かく北半球に氷床が存在しない温室地球から北半球に氷床が存在する現在の氷室地球へと移行したことが知られている。この長期的な氷床発達の原因の理解は氷床の長期的な安定性を理解する上で重要である。その原因とメカニズムに関してこれまで様々な仮説が立てられているものの、依然としてよくわかっていない。本研究では世界の各海域から採取された海洋堆積物コアを用いて、過去1000万年間の古海洋変動及び、大気二酸化炭素濃度を復元した。その結果、北半球の著しい氷床発達が開始される時期よりもさらに数百年万年前に、より著しい全球的な寒冷化が起こっていることを見いだした。より精密化したCO2プロキシを用いて新たに大気二酸化炭素濃度を復元した結果、この時期に著しいCO2の低下が起こっていたことが明らかになった。この結果はこれまでの仮説とは異なり大気CO2濃度の低下がこの寒冷化に重要な役割を果たしていた可能性を示唆するものである。さらに大気二酸化炭素濃度の低下の原因を調べるために、海洋堆積物コア中のダストと生物生産プロキシを分析した。その結果、全球寒冷化と同期して、南大洋や北大西洋高緯度海域でダスト供給の著しい増大が認められた。さらに、ダストの増大と同調して生物生産も著しく増大していたことが明らかになった。このことは、当時の大気二酸化炭素濃度の低下の原因としてダスト鉄による生物ポンプの増大が重要な役割を果たしていた可能性を示唆する。過去1000万年間で地球の気候は温室地球から現在の氷室地球へと移行したことが知られている。この長期的な氷床発達の原因の理解は氷床の長期的な安定性を理解する上で重要であが、その原因は依然としてよくわかっていない。本研究では世界の各海域の海洋堆積物コアを用いて、過去1000万年間の古海洋変動及び、大気二酸化炭素濃度を復元した。その結果、北半球の著しい氷床発達が開始される時期よりも数百年万年先行して、全球的な寒冷化と大気CO2濃度の低下が起こっていたことが示され、大気CO2濃度の低下が過去1000万年間の気候変動に重要な役割を果たしていたことが示唆された。初年度で予定通り3サイト(ODP704, 982, 1123)のアルケノン水温の分析とODP704の珪質鞭毛藻の群種組成解析を終了させることができた。有孔虫の拾い出し作業に関してはODP704は全て終了し、ODP1123の拾い出し作業に移行した。またモデルによるパナマ海峡の開閉実験を開始し予察的な結果を得た。このように概ね順調に進展している。以下の分析を行う。追加リクエストしたODP1123試料のバイオマーカー(アルケノン、アルカン)分析(関)。追加リクエストしたODP1123有孔虫のMg/Ca分析、ODP704およびODP982のMg/Ca分析(堀川、関)。追加リクエストしたODP1123有孔虫の安定同位体比分析、ODP704およびODP982のMg/Ca分析(岡崎、関)。ODP704の微化石追加分析(小野寺)これらの追加分析により、過去1000万年間にわたる北大西洋および南大洋の太平洋と大西洋セクターの表層と底層水温の復元を完成させ、有孔虫のMg/Caと安定酸素同位体比から氷床量の変動を復元する。5月に開催される地球惑星科学連合大会で最終的な打ち合わせを行う。得られたデータを古気候モデル(阿部)にどのようにインプットするか議論する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
トレハロースとLEAタンパク質の機能から探る生物の極限乾燥耐性の分子機構

ネムリユスリカをはじめとする生物の極限乾燥耐性の分子機構として、1) LEAタンパク質の乾燥誘導構造化(αへリックスコイルドコイル形成)とガラス化状態におけるトレハロースとの相乗効果(鉄筋コンクリートモデル)、2) LEAタンパク質のイオンスキャベンジャー効果とタンパク質凝集抑制効果、が重要であることが判明した。また、トレハローストランスポーターの立体構造モデリングを実行し、輸送機構について知見を得た。LEAタンパク質は水溶液中ではランダムコイルであり結晶化が困難である。それゆえ、乾燥状態での高次構造を解明するおそらく唯一の手段は、in silicoシミュレーションである。そこで、LEAタンパク質の11-mer繰り返し配列を2回繰り返した22merモデルを複数本含む系を用意し、レプリカ交換分子動力学シミュレーションを実行した。すなわち、コンホメーション空間の中でのランダムウォークを行い、最頻出構造からエネルギー最安定の会合構造(例えば、αヘリカルコイルドコイル)を探索した。また、コントロールペプチド(アミノ酸組成は同一であるが配列をランダムにしたもの)についても同様の計算を行い、会合体形成が配列特異的かどうかも調べた。以上の結果より、1)コンセンサス配列から成る22merモデルは、真空中(乾燥状態)においてαヘリカルコイルドコイルを形成すること、2)これは親水性の側面同士が、双極子モーメントを反平行型にして向かい合った構造をしていること、を明らかにした。一方、コントロールペプチドでは、αヘリカルコイルドコイルを形成するものの割合はごくわずかであり、このような乾燥時おける構造化はLEAタンパク質に特異な現象であることが判明した。上の22merのLEAモデルとコントロールを化学合成し、以下の実験を行った。FTIR測定により、LEAモデルペプチドは水溶液中ではランダムコイルであるが乾燥するとコイルドコイルを形成することを明らかにした。また、DSC測定により、LEAモデルは乾燥すると100°C付近でガラス化することを示した。以上の構造化とガラス化はトレハロースとの混合系に対しても観測された。以上を総合することにより、LEAタンパク質の作用機構モデルの一つである鉄筋コンクリート仮説の妥当性を裏付けた。昨年度G3LEAタンパク質のモデルとして、11-mer繰り返し配列を2回繰り返した22merモデルを合成し構造特性を調べたが、今年度はこのペプチドに天然G3LEAと同等程度のタンパク質凝集抑制機能があることを乾燥→再水和過程の濁度変化の測定の実験から実証した。また、この凝集抑制のメカニズムを調べるため、リゾチームとこのペプチドを共存させた水溶液及びこのペプチドだけを含む水溶液に対し、分子動力学シミュレーションをおこなった。その結果、前者では時間の進行とともにリゾチームとペプチドが接近し、ついには会合することが見出された。それに対し、後者ではペプチド同士の会合は起こらなかった。詳細な解析によると、ペプチド分子は単独で存在するときは、疎水基が水に露出しないように分子内で折りたたまれているが、リゾチームなどの相互作用相手が存在すると進展構造に変化した後、相手の表面に結合することが判明した。また、リゾチームやこのペプチドを複数個含む系に対し、祖視化MDシミュレーションを実行したところ、リゾチーム表面に複数個のペプチドが次々と結合し、その表面をカバーしていくことがわかった。以上より、このLEAペプチドモデルは他のタンパク質分子の表面をシールディングし、直接の接触を防ぐことにより、凝集を抑制していると解釈された。言い換えると、このペプチドは"分子シャペロン"として働くことがわかってきた。その他、今年度はこのペプチドのイオンスキャベンジャー機能と二次構造の間の相関関係やDSC測定によるガラス転移の解析等に成功した。天然G3LEAタンパク質の特質である11-mer繰返し配列を2回繰返した22merペプチドモデルが、細胞膜の乾燥誘導凝集・融合に対してどの程度抑制効果を示すかを調べた。本研究では通常の細胞膜と同程度のサイズをもつ巨大単一層リポソーム(GUV)を細胞膜モデルとして用いた。調製直後のGUV溶液は45μm付近にピークをもつ粒径分布をもつが、保護物質を添加せずにそのまま乾燥→再水和すると、ほぼ完全にピークがつぶれた。一方、LEAペプチドやトレハロースを添加した系では、4.5μm付近のピークは保持され、しかも保護物質の濃度依存的にピーク面積(保持される粒子数)が増加し乾燥前の値に近づいた。また、LEAペプチドとトレハロースの効果を比較したところ、両者は添加重量換算で同程度の効果を示した。これらの結果を原子レベルで解釈するため、MDシミュレーションを実行した。その結果、LEAペプチドが脂質二重膜表面を覆うように結合する様子が見出された。詳細な解析により、LEAペプチドに存在するLys残基側鎖のアミノ基と脂質二重膜のリン酸部が特に分子間水素結合に関与していることがわかった。すなわち、Lys側鎖が膜表面に“アンカーを下ろした"かのように結合していた。これらのことからLEAペプチドは細胞膜の表面をシールディングすることにより、細胞同士が直接接触して融合や凝集することを防ぐ働きをもつものと考えられる。言い換えると、このペプチドは“分子シャペロン"として働くことが示唆された。

その他、今年度は昨年度に引き続きこのペプチドのタンパク質凝集抑制機能についても調べたが、リゾチームに対しては天然のLEAタンパク質より優れた抑制能を示すことが実証された。この結果の主たる原因は、LEAペプチドのPIが中性付近にあるため、パートナータンパク質のPIによらずに効果を発揮できるためである。
日本の外国籍小学生、成人日本語学習者をめぐる双方向的社会文化的認識の検討

本研究は、今日の日本の国際化、多文化化状況の中での異文化児を巡る社会文化的認識の変化と、その中での異文化及び日本の子どもの社会的認識発達を明らかにすることを目的にしている。先行研究の発展として、小学校の日本語教室を巡る社会的ネットワークの中で、教師、在日異文化児、日本児、保護者、さらに帰国異文化児とその両親、及び、日本の地域の日本語ボランティア教師とその外国籍成人日本語学習者を対象とする観察、質問紙調査を行い、社会文化的認識の変容の方向性と、相互交渉行為の上での作用の方向性の関わりを検討した。研究方法は社会的関係分析法と認知過程分析法を併用した。1、定期行動観察結果:毎月1回の1公立小学校の日本語教室および、日本語教師宅での少人数の日本語指導のビデオ観察データは、日本語教師と異文化児の関係のみならず、異文化児と保護者(主に母親)、異文化児同士、異文化児と日本児の関係を、言語及び非言語的働きかけの方向性と頻度、内容の観点から分析し数量化を行っている。2、インタビュー結果:異文化児とその両親、日本児、教師、成人日本語学習者などへの2回の質問紙調査結果は集計し、数量化および内容分析を行っている。3、1、2のデータを突き合わせることによって、社会文化的認識変容と相互交渉行為の方向性の関わりを分析している。結果から一例をあげれば、日本語学習過程で見られる相互交渉行為の方向性は、日本語教師が一方向的に能動的な役割を果たす傾向から、異文化児者が母語を教示するなどの双方向的交渉へと早い時期に変容し、それには、日本語学習以外(食事、バースデ-の祝いなど)の多様な場面での相互交渉が寄与している。この行為の双方向性は、個別社会文化の認識上の双方向性、相互性の認識と切り放し難く、ハイブリッドな社会文化的認識を促進する。
光誘起磁気相転移と緩和現象の研究

本課題では主に以下の3つのテーマの研究を行った。(1)光誘起低スピン(LS)-高スピン(HS)転移におけるドメイン形成:[Fe(2-pie)_3]Cl_3EtOHの低温LS相に光をあてると、HS状態に相転移的に変化する。照射強度に閾値がある、転移発生に時間的遅れ(incubation time)がある、LS-HS相の巨視的共存状態を経由して、終段に階段状の急激な転移が生じる、ことが特徴である。モンテカルロ法や、解析的方法によりこの転移と通常の熱的1次転移との、差異と類似性を調べた。自由エネルギーに似た量が定義出来ること、励起と緩和のくり返しによる揺らぎがドメイン核形成の際の有効温度となることを示した。相共存の起源としてスピン状態と弾性歪モードとの結合の効果を指摘した。階段状の変化には体積膨張にたいするピン止めが外れる効果の可能性を指摘した。(2)磁性半導体におけるキャリヤー誘起の磁気相互作用:磁性半導体に光照射や化学ドープによりキャリヤーを生成すると、強磁性が発生する。このような低濃度キャリヤー系では、局在スピンの強磁性クラスターと電子が互いに束縛しあう、磁気ポーラロン(MP)の形成が期待される。モンテカルロ法及解析的近似計算により、MPの磁性の特徴を調べた。自発磁化が温度上昇にたいし低温から減少を開始する等の特徴を明かにした。また、CdSe(Mn)糸のL2と呼ばれる発光過程で、励起子磁気ポーラロン効果の見出されていることを解明した。(3)光誘起低スピン-高スピン転移を示す物質のバンド構造論的研究、FLAPW法によりKCo[Fe(CN)_6]の光誘起磁性状態に対応するフェリ磁性状態の自己無撞着バンド計算を行った。励起状態に対応するようCo-N間隔を伸ばすとCoのdγ軌道がフェルミエネルギー付近まで下がり、励起がFeからCoへの電荷移動によるとする解釈と整合することを示した。GaAs表面のMnドープInAsに光を照射してキャリヤーを生成することにより強磁性が発生する。このような低濃度のキャリヤー媒介による磁性においては局在スピンの強磁性クラスター等の形成により、キャリヤーは大きな摂動効果をうけ、その場所に局在する。これによるキャリヤースピン分極の増加はさらに強磁性クラスターの安定性を強め、いわゆる磁気ポーラロンの形成が期待される。本年度はこの磁気ポーラロンにつてモンテカルロ法や解析的手法など、様々な方向から研究を行った。化学ドープの場合の自発磁化は温度上昇にたいし、一旦急激に減少し、その後緩やかに減少した後、キュリー温度で消失する。この様子は低濃度キャリヤー磁性半導体の磁化の振る舞を再現することを示した。光励起に場合には格子緩和との結合によるトラップの効果等を取り入れるよう、モデルを拡張する必要がある。ある種の有機化合物で、低温スピンの消失した状態(low-spin,LS状態)に光をあて続けるとスピンの発生した状態(high-spin,Hs状態)に相転移的に転移する。この時、照射強度に限界値のあること、転移発生に時間的遅れのあること等が特徴である。格子歪みにともなうHuang-Rhys因子が周囲のイオンのスピン状態に依存して、緩和が急激に変化することに原因があるとする理論が以前に提唱されていた。

そこでは時間、空間的な揺らぎが無視されていたが、モンテカルロ法により、これらを取り入れ、転移の核生成を調べる計算法を開発した。以前の結果は、定量的には大幅な修正が必要であるが、定性的な点では余り変更しなくとも良いことを示した。実際に見られる階段状の不連続な変化の再現には、体積膨張の競合など、さらに複雑な過程を取り入れる必要のあることを示唆した。磁性半導体に光を照射してキャリヤーを生成することにより強磁性が発生する。このような低濃度キャリヤー系では、局在スピンの強磁性クラスターが形成されるとその上にキャリヤーは局在する傾向を持つ。これによるキャリヤースピン分極の増加はさらに強磁性クラスターの安定性を強め、いわゆる磁気ポーラロンの形成が期待される。第一のテーマとして、この磁気ポーラロンについてモンテカルロ法や解析的手法などにより研究を行った。化学ドープの場合の自発磁化は、温度上昇にたいし低温から減少を開始し、キュリー温度で急激に消失する。この様子は低濃度キャリヤー磁性半導体の磁化の温度依存性を再現することを示した。また、光励起された励起子の緩和に際しトラップの効果と、磁化の揺らぎを取り入れる理論形式を発展させた。第二のテーマについては光誘起low-spin high-spin転移を調べた。ある種の有機化合物で低温でスピンの消失した状態(low-spin状態)に光をあて続けるとスピンの発生した状態(high-spin状態)に相転移的に転移する。この時、照射強度に臨界値のあること、転移発生に時間的遅れ(incubation time)のあること、終段に階段状の急激な転移の生じること等が特徴である。格子緩和の速さが量子力学的遷移因子をとうして周囲のイオンのスピン状態に依存し、集団的転移の生じる可能性が指摘されていた。しかし、終段の階段状の急激な転移については、その原因が解明されていなかった。時間、空間的な揺らぎの効果を見るため、モンテカルロ法により、転移の核生成課程を調べた。実験に見られる階段状の不連続な変化の再現には、体積膨張によるドメイン成長の抑制と、体積膨張にたいするピン止めが外れる何らかの機構を取りれる必要のあることを示唆した。本課題では主に以下の3つのテーマの研究を行った。(1)光誘起低スピン(LS)-高スピン(HS)転移におけるドメイン形成:[Fe(2-pic)_3]Cl_3EtOHの低温LS相に光をあてると、HS状態に相転移的に変化する。照射強度に閾値がある、転移発生に時間的遅れ(incubation time)がある、LS-HS相の巨視的共存状態を経由して、終段に階段状の急激な転移が生じる、ことが特徴である。モンテカルロ法や、解析的方法によりこの転移と通常の熱的1次転移との、差異と類似性を調べた。自由エネルギーに似た量が定義出来ること、励起と緩和のくり返しによる揺らぎがドメイン核形成の際の有効温度となることを示した。相共存の起源としてスピン状態と弾性歪モードとの結合の効果を指摘した。階段状の変化には体積膨張にたいするピン止めが外れる効果の可能性を指摘した。(2)磁性半導体におけるキャリヤー誘起の磁気相互作用:磁性半導体に光照射や化学ドープによりキャリヤーを生成すると、強磁性が発生する。このような低濃度キャリヤー系では、局在スピンの強磁性クラスターと電子が互いに束縛しあう、磁気ポーラロン(MP)の形成が期待される。モンテカルロ法及解析的近似計算により、MPの磁性の特徴を調べた。
繰りこみ群と双対変換による多重臨界点の正確な位置の予言

統計力学の一手法である,双対変換と繰りこみ群を合わせた手法を,古典情報,量子情報の両面と関連したスピングラス模型の特殊な相転移点、多重臨界点周辺で展開させる.物理学の観点から情報理論の根幹を見直す事に通じている.(1)多重臨界点の正確な導出法の確立(2)量子情報の誤り訂正限界との関係(3)分配関数の対称性を利用した解析以上の三点を中心に解析的な研究を行ってきたが、最終年度までに予想を大幅に超える成果を得ることが出来た.(1)多重臨界点の正確な導出法の確立(2)量子情報の誤り訂正限界との関係(3)分配関数の対称性を利用した解析以上の三点を中心に解析的な研究を行ってきたが、最終年度までに予想を大幅に超える成果を得ることが出来た.統計力学の一手法である,双対変換と繰りこみ群を合わせた新しい手法を,古典情報,量子情報の両面と関連したスピングラス模型のタ重臨界点周辺で展開させる.応用的にも,物理学の観点から情報理論の根幹を見直す事に通じており,重要である.(1)多重臨界点の正確な導出法の確立(2)量子情報の誤り訂正限界との関係(3)分配関数の対称性を利用した解析以上の三点を中心に解析的な研究を行ってきた.統計力学の一手法である,双対変換と繰りこみ群を合わせた手法を,古典情報,量子情報の両面と関連したスピングラス模型の特殊な相転移点、多重臨界点周辺で展開させる.物理学の観点から情報理論の根幹を見直す事に通じている.(1)多重臨界点の正確な導出法の確立(2)量子情報の誤り訂正限界との関係(3)分配関数の対称性を利用した解析以上の三点を中心に解析的な研究を行ってきたが、最終年度までに予想を大幅に超える成果を得ることが出来た.(1)多重臨界点の正確な導出法の確立(2)量子情報の誤り訂正限界との関係(3)分配関数の対称性を利用した解析以上の三点を中心に解析的な研究を行ってきたが、最終年度までに予想を大幅に超える成果を得ることが出来た.物理学において重要な視点を与えた繰り込み群と,特に古典スピン模型の対称性に注目した双対変換を利用したランダムスピン系の相転移点に関する理論の基礎を与え,その応用に関する研究を遂行した.ランダムスピン系の相境界はランダムネスの強さと系の温度からなる2次元平面上の曲線で描かれるが,この詳しい形状を調べることは数値計算でしか行えなかった.しかし本研究課題の遂行により,部分的に極めて精度良く求めることの出来る世界初の解析的計算方法を発展させることが出来先.また欲しい精度に応じて解析手法を工夫することで系統的に転移点の位置の精度を上げることも出来ることがわかった.この基礎的な貢献により,量子情報理論と呼ばれる他分野における応用を考えることが出来る.特に量子情報のエラー訂正の限界点を定量的に評価することができる.この古典スピン系の相転移との対応はいくつか最近になって指摘されており,本研究課題の応用として格好の舞台である.まだこの理論は解析的にアプローチすることが不可能に近い状態であったスピングラス相への相転移点,存在,非存在証明に関しても言及可能であることが分かり,次年度以降での思わぬ方向での発展が期待できる.本研究課題により提案される相転移に関する理論はレプリカ法による拡張も行えるため,生物系や非平衡系との対応で注目を集めるPartialAnnealing系についてもその応用範囲を持つので,この点に関しても次年度以降研究を行いたい.本研究機関2年目に当たる今年度は、これまでの双対変換の解析的な枠組み意を利用して応用に終始した研究を行った.大きな成果として以下の2点を挙げる.(1)量子情報理論で最近注目を集めているトーラス符号やカラー符号といった量子情報における誤り訂正符号の問題に双対変換を利用して,その具体的で非常に正確な修正限界を定めるという性能評価をおこなった.本研究は周辺分野の研究者の注目を集めて共同研究となり発展している.(2)スピングラス現象を記述する最小模型のひとつであるランダムボンド型のイジング模型に対して,2次元におけるスピングラス相の安定存在可否について,解析的に世界で始めて,その存在を否定した.これは双対変換のスピングラス模型に対する応用的な成果として非常に顕著な例である.前年までの基礎的研究を大きく発展させて以上のような発展的成果をあげることができた.また次年度以降においても引き続き発展の可能性を秘めた基礎的な研究が萌芽している.具体的には今年度末に公表した成果であるが,スピングラス模型の中で重要となるランダムネスの影響がどのように効果をもたらすのかを極めて正確に調べ上げた.これまでの既存の研究の結果の不正確な部分を指摘しており,次年度以降の本研究課題の完成へ向けて中核をなす成果のひとつを挙げたといえる.他にも研究成果を広く公表するために多くの学術会議へと参加して発表を行い,共同研究に発展する議論を活発に行ってきた事も特筆しておく.双対変換は分配関数の対称性を利用した平衡状態における特異性の発現を検出する枠組みである.一方非平衡状態と平衡状態の間に成立するJarzynski等式も数理構造の中に分配関数をその中に包含する新規概念として最近注目されている.これを利用して本年度は平衡状態だけでなく非平衡状態の性質に関する解析及び産業的応用として、最適化問題への利用を考察した.最適化問題への応用に関しては熱アニーリング、及び量子アニーリングに対する適用の両者を考えた.

前者に関しては非常に長い緩和時間を要するスピングラス相における最適解探索に利用できる新しいスキームを提案するに至った.後者に関しては最適化問題の難しさに依存せず実行可能であることを示した.共に最適化問題に対して、非平衡過程を利用した新しい手法として今後の注目を集めると期待できる.非平衡状態の解析としても重要であり、古典・量子多体系の非平衡過程に対する厳密解をいくつか得ることに成功している.これは将来の実験時に実験精度チェック等に使えることが期待できる.双対変換と繰り込み群の整備に関してはレヴュー記事を執筆して、次年度の発展に向けての準備を整えている.議論の厳密性についてもいくつか進展があり、それらを先んじて紹介している.ひとつは階層格子と呼ばれる繰り込み群による解析が有効な系で、本課題の中心的な手法である双対変換による予言の精度について議論して、従来より知られている厳密解との対比により系統的に精度を高める事が出来ている事を定量的に確認している.スピングラス模型に備わっている対称性を駆使して、相転移にまつわる現象を解析すること、また非自明な計算方法を確立することを本研究課題では目指している.最終年度である本年度は、双対変換と繰り込み群を駆使した解析方法に加えて、非平衡過程を通じた平衡状態の解析手段としてJarzynski等式の利用法の両者を実践的に応用する研究を行った.前者については、近年盛んに研究が行われているカラー符号の誤り訂正限界に加えて、キュービットの欠損に対応した誤り訂正方法が提案された事を受けて、その限界について議論をする事に成功した.量子情報の分野では、この性能限界を議論する理論手法は確立しておらず、数値計算による評価でするほかなかった.異分野である物性基礎論、統計力学側からこの問題に関する解析的解決法を提案した事の意義は非常に大きい.また様々な訂正方法に対して、網羅的に結果を短時間で導出できるというのも強みである.量子情報分野での急速な発展のスピードに追いつける解析手段としても非常に強みがある.今後量子情報分野からの接近により、理論の背後に隠されている構造を掴み、より応用に利いた発展方向を確立できる可能性が非常に大きい,後者についてはポピュレーション型のモンテカルロ法を利用する事により、実際の運用にまで発展させて、その困難な部分と解決方法について現段階で研究続行中である。ポピュレーション型の数値計算方法に関しては、最近の数値計算環境の変化に対応して並列計算機の利用をもってすれば容易いこともあり、大規模化によるブレークスルーも期待できる.理論の本質部分に関しては、スピングラス理論独特の配位平均の性質に関係しており、数十年の間、考えてこられなかった部分の再考を促している.そのためこの解決による分野全体のパラダイムを変化させる可能性がある.
酸化発酵における固定化菌体バイオリアクターの開発

本研究は、好気的な微生物の培養に適した固定化菌体バイオリアクターの開発を目的に、固定化担体の選択、酸素供給を効率良く維持出来るプロセスの設定を試み、酸化醗酵の一つである酢酸醗酵に適用しその有用性を検討した。1).高濃度菌体を付着保持しうる固定化担体としてコーディオライトを材料とするモノリス型焼結体を選びその有用性を明らかにした。すなわち、この担体は多孔性に富み、かつ均一に配置された平行チャネルを持つため液の流動性に加え供給ガスの圧力損失も少なく好気培養系への固定化担体として高密度で菌体を付着保持でき、かつ通気性に優れていた。2).上記の柱状担体をカラム内部に装着し、下部には供給ガスの液中への分散・細分化への効率を良くするためエジェクターを組み込んだ液循環型のカラムバイオリアクターを開発・試作した。3).試作したリアクターを用いて、繰返し回分および連続操作による酢醗醗酵を試みた結果、繰返し回分操作では回収酢酸濃度4%で2.7g/l/h,連続操作では酢酸濃度2.5%で3.6g/l/hのそれぞれ優れた生産性を示した。また高密度で担体に保持された高濃度菌体に対しても充分な酸素供給を維持できた。4).上述の如く開発・試作したバイオリアクターは好気培養系への適用性に優れていたが、繰返し回分操作では78回、連続操作では300時間の安定な酢酸醗酵後、それ以上の操作に対して付着菌体の産生するポリサッカライド物質により担体内の平行チャネルが閉塞される場合が生じた。これは担体の形状、微生物の種類等による問題と考えられるが、長期安定操作への検討は今後の課題である。
第３のレプリコンを保有する新奇なコレラ菌Ｏ１株のゲノミクス解析

我々は本研究においてコレラ菌が保有する二つの環状染色体[Ch1(3.0 Mb)とCh2(1.0 Mb)]に加えて、0.9 Mbのレプリコン(Ch3)を保有するコレラ菌O1を3株見出した。Ch3を保有するTSY216株のゲノムと流行型コレラ菌O1株のものを比較した。両株の染色体は高く保存されていた。一方でCh3は両染色体と共有する領域が存在しなかった。Ch3には1031個のORFと全20種類のアミノ酸に対応するtRNA遺伝子がコードされていたが、Ch3の起源や機能については不明である。本研究で示した大規模遺伝子セットの獲得は、新型のコレラ菌O1の出現の機会を与えるかもしれない。TSY216株の全ゲノム解読の結果、3つの環状レプリコン(3.05 Mb, 1.05 Mb、0.90 Mb)を保有することが明らかとなった。GC含量は第1、第2染色体が47%程度で他のコレラ菌O1のゲノムと特に相違はなかったが、第3レプリコンのGC含量は37%と低かった。TSY216株とハイチの流行株2010EL-1786との比較ゲノムの結果、第1染色体のSXT領域に違いが認められ、薬剤耐性パタンに相違があることが示唆されたが、その他の大部分の領域は一致し、TSY216株も、ハイチ流行株と同様、第7次世界流行株であることが示唆された。一方で、第3レプリコンは第1、第2染色体と相同な部分はなく、最近獲得されたレプリコンであることが示唆された。このレプリコンの大部分のORFsは機能未知であり、由来がわからないゲノム配列であった。また、tRNAは66個確認され、20種類のアミノ酸に対応していた。また、グローバルな転写抑制因子であるヒストン様タンパク質H-NSはVibrio属菌種のものと高い相同性が認められた。第3レプリコン上に染色体・プラスミドの分配に関与するparA/B遺伝子が認められた。TSY216株を30日間、毎日継代培養し、第3レプリコンの消失を調べたが、全てのクローンで保持されていた。増殖曲線も第3レプリコンの有無で違いが認められないことから、安定に保持されていた。しかし、42°Cのストレス条件下で30日間継代培養することで、一部のクローンから第3のレプリコンの消失を確認した。この第3のレプリコンの保有の有無で、表現型の変化について解析を進めた。一定の条件下ではコレラ毒素産生量の差異は認められなかった。この様な大規模遺伝子セットの獲得により、第7次世界流行型のコレラ菌のゲノムも劇的に変化を遂げ、抗原型や病原性を変えた新型コレラ菌を生み出すリスクがあると考えられた。コレラ菌TSY216株からの調製ゲノムをRoche GS FLX Titanium(8 kbのペアエンドライブラリ)を用いてシークエンスを行った。Newblerによるアセンブル後、3.07 Mb、1.06 Mb、0.9 Mbの大きなスキャッフォールドを得た。ギャップの配列未決定領域はPCRやクローニング、トランスポゾン等を用いた方法で抽出し、その部分をサンガーシークエンシング法により配列決定をし、ギャップクローズをした。次に、Illuminaシークエンサーの100 bpペアエンド解析データを用いて、GS FLXにおいてエラーが生じやすいホモポリマーサイトの修正と全配列の確認を行った。TSY216株のゲノム配列をコレラ菌参考株N16961のそれとドットマトリックスシークエンスアライメントを行う事により比較した。TSY216株の大染色体及び小染色体はそれぞれ、N16961株の大及び小染色体と高い相同性を示した。一方で、パルスフィールドゲル電気泳動法で示された巨大レプリコンは、896 Kbのサイズであり、コレラ菌の大小染色体と相同な部分を示さなかった。尚、TSY216株のGC含量は大小二つの染色体が、約47%でN16961株と同じであるのに対し、この第3のレプリコンは約37%と極めて低かった。外来から獲得されたレプリコンであることが示唆された。5 Kbに渡るタンデムリピート配列や35個の連続したtRNA群は配列決定を困難にさせた領域であった。第3のレプリコンにtRNAが47個確認されており、20種類のアミノ酸に対応していた。rRNAは見出されていない。

RASTにより遺伝子領域を推定した結果、1000近くのORFsが検出されたが、これらはデータベース上の既知の配列との相同性が低く(アミノ酸レベルで30%程度)、それらの由来と機能を推定し得ないゲノム構造を有することを示した。1.TSY216株の全ゲノム塩基配列を決定したこと。2.大小二つの染色体の他に896 Kbの超巨大レプリコンを保有することを確認したこと。3.大小二つの染色体はコレラ菌が本来保有するものと相同であるが、第3のレプリコンについては、他株のコレラ菌ゲノムと特に相同な部分を示さなかったこと。4.第3のレプリコンは外来由来と思われ、由来と機能を推定し得ないゲノム構造を有することを示したこと。TSY216株の保有する大、小染色体が既知のどのコレラ菌株のものに近いかどうか系統解析を行う。第3のレプリコンの獲得機構、複製機構、起源及び役割の理解を目指す。そのために、推定遺伝子領域の機能予測・パスウェイ解析を進める。メタゲノムデータベースも活用し、起源由来を考察する。TSY216株の第3のレプリコンの脱落株の作製を試みる。TSY216株を多様な条件下で培養し、表現型の特徴・変化を他株と比較しながら観察する。遺伝子発現データ解析を行う。多様な条件下でのTSY216の培養及び観察、生化学的性状試験、遺伝子組み換え実験、遺伝子発現解析などの試薬購入費等。
日本人ボランティアと外国人学習者の教室におけるコミュニケーションの研究

本研究では,日本語学習支援の活動に対する日本語ボランティアの意識を明らかにすること,ボランティア教室における教育方法の改善策を探ることを目的として,(1)ボランティアが運営する地域の日本語教室におけるコミュニケーションは,外国人の日本語学習,日本語習得にどのような効果をもたらしているか,(2)そのコミュニケーションは,日本人ボランティアにとってどのような学びの場になっているか,という二つの研究課題を設定した。この研究課題に沿って,1年目には愛知県下の日本語ボランティアおよそ1000名にアンケート調査票を配付し,475名分の有効回答を得た。2年目に調査票の量的分析を行い,3年目は自由記述欄の分析を行った。その結果,50代の主婦が全体の23%(107名)とボランティアの主力であること,ボランティアの約1割は420時間の日本語教師養成講座修了生など教師の卵であること,クラス形式の活動に従事するボランティアがもっとも多く,ボランティアの26%は日本語がほとんど分からない入門レベルの指導に当たっていることなどが明らかになった。ボランティア活動の意義として,外国人から感謝されることにやりがいを感じる(182名),外国人の日本語が伸びるのを見ると嬉しい(157名),外国人との交流で自分の世界が広がった(123名)など,日本語ボランティア活動の意義を示す自由記述が見られた。一方,外国人の多様性に対応するのが難しいという回答が多かった。1年目と2年目は日本語教室を合計36回見学し,2年目に16回分の授業を録音,録画し,7回分を文字化した。3年目は,談話資料をもとに授業展開の記述および日本人ボランティアの教授行動の分析を行い,さらに教室でのコミュニケーションを通して外国人学習者が定型表現を獲得していく過程の一端を明らかにした。1.教室アンケート調査計画当初は愛知県下の日本語教室約50箇所に教室活動の実態調査を行う予定であったが、日本人ボランティア一人一人の活動状況を尋ねるアンケート調査を行うほうがより的確に状況が把握できると判断し、平成18年1月に愛知県下の日本人ボランティア1000名に23項目からなるアンケート調査票を配布し、2月末までに郵送により約500名から回答を得た。この高い回収率は本調査に対する日本人ボランティアの関心の高さをうかがわせるものである。調査票のうち選択肢のある設問の回答は既にエクセルに入力し、自由記述欄の入力作業は6月に終了の予定である。本調査により愛知県下で活動する日本人ボランティアの活動状況がかなり明らかになるものと期待される。なお、実支出額で「その他」の項目の経費が増えたのは返信用切手代のためである。2.聞き取り調査愛知県下の「保見ヶ丘日本語教室」「ことばの会」「愛知県国際交流協会日本語教室」の3カ所に調査協力の打診を行い、最終的に愛知県国際交流協会日本語教室をデータ収集のフィールドに選定した。3.パイロット・スタディの実施平成17年10月29日から平成18年3月25日まで、金曜日の夜と土曜日の午後、合計26回愛知県国際交流協会日本語教室を訪問し、授業見学を行うとともに参加ボランティアとの交流を深め、データ収集の環境作りに努めた。愛知県国際交流協会、日本人ボランティア、外国人学習者から調査の承諾を得て、予備調査として平成18年2月から3回にわたり日本語ボランティア1名と外国人学習者2名の活動状況を録音、録画することができた。広い研修室で8組ほどのグループが同時に授業を行っているので、雑音が問題であることが分かった。この問題を解消した上で、平成19年度には、本格的なデータ収集を始める。平成18年度の調査研究活動は以下の3つに大別される。1.アンケート調査票のデータ処理(4月-7月)平成18年2月に実施した日本語ボランティアに対するアンケート調査では496名から回答があった。

この回答をコンピュータに入力する作業を7月末に完了し、データのチェックを行った。2.授業見学(4月-7月)と研究計画の修正昨年度に引き続き愛知県国際交流協会主催の日本語教室をフィールドとして、平成18年4月14日から7月21日まで金曜日の夜に10回授業見学を行った。この時期に教室活動の様子をビデオ録画する計画であったが、日本人ボランティアで授業の録画に協力してくれる方がみつからなかった。やはり自分の授業をビデオに撮られることに対する抵抗感が強いことを実感した。そこで、9月からの学期に筆者も授業に参加し、その授業を録画するという新たな提案を行い、愛知県国際交流協会と日本人ボランティアの双方から了承を得た。3.授業録画と教室談話の文字化平成18年9月から平成19年3月までの半年間に21回授業に参加し、このうち16回の授業を録音、録画した。11月からは録画した授業の文字化作業に取り掛かった。9月から12月までに録画した8回分の授業(1回90分)のうち4回分は文字化を終了し、残りの4回分についても文字化をほぼ終了した。平成19年度は残りの文字化作業を行い、8回分の教室談話データを基礎資料としてボランティア日本語教室のコミュニケーションについて分析、考察を行う。アンケート調査の分析結果と合わせて、調査研究報告書をまとめる。今年度は3年目の最終年度なので,新たなデータ収集は行わず,これまでに収集した2種類のデータを整理し,分析作業を進めた。1.アンケート調査票のデータ処理と分析アンケート調査票の記載内容は昨年度にコンピュータへの入力作業を終えていた。今年度は選択肢を選んで回答する設問(問1問21)に関してはクロス集計を含む量的分析を行った。その結果,回答してくれたボランティア475名のうち,約1割は日本語教師養成講座を修了した日本語教師の卵であること,50代の主婦が日本語ボランティアの主力であることなどが明らかになった。自由記述欄の記載件数延べ1733件について,書き込まれた意見,感想,報告などの意味内容を分析し,その分析結果をコンピューターに入力し,日本語ボランティアが何に困っているか,外国人学習者の支援を通じてボランティア自身が何を感じ、何を考えているのかを分析した。その結果,ボランティア日本語教室では外国人学習者の多様性に対応するのが難しいということがもっとも大きな問題の一つであることが分かった。2.ボランティア教室談話の分析昨年度はボランティア教室の授業7回分を文字化した。今年度は文字起こしデータのチェックと修正を行い,文字化の精度を上げる作業を進めた。平成18年9月から12月まで日本語教室に参加した二人の外国人学習者(モンゴル人女性と中国人男性)の発話に焦点をあて,この二人の初級日本語学習者と二人のボランティア(1名は日本語教育経験者,もう1名は日本語教育未経験者)との接触会話を分析した。この短い期間でも中国人学習者の日本語が滑らかになったこと,マンツーマンの場合とグループの場合では外国人学習者の会話姿勢に違いが見られることなどが分かった。
癌間質相互作用と癌組織の多様性を標的とした進行膵癌に対する分子治療法開発の試み

膵癌の治療の困難さの要因の主なものとして、1)豊富な間質との相互作用による強力な癌進展促進と2)癌組織の多様性が挙げられる。そこで、進行膵癌症例に対する画期的な治療法の確立を最終目標に、1膵癌幹細胞と非癌幹細胞の両者共通となる治療標的分子を同定し、2その分子治療がPeriostinの直接的な膵癌細胞への進展促進的な作用とともに、間接的なTumor associated macrophageの誘導などを介した癌進展機構を誘導しないか検証することが本研究の目的である。本年度は、膵癌幹細胞と非膵癌幹細胞に対する治療効果のある物質や分子の同定するために、Patient-derived xenograft(PDX)の作製を行った。膵癌手術検体の一部を細切し、免疫不全マウス(NOD/Shi-scid, IL-2γnull, NOGマウス)の皮下に移植する。PDX腫瘍は継代可能であり、NOGマウスの数だけ、PDX腫瘍を得ることが可能である。5代以上継代を経ても同様の組織系を呈することを確認している。現在継代を続けている段階である。これらのPDX細胞にPKM2のショートヘアピンRN(shRNA)を導入し、PKM2発現抑制細胞を作成し、その抑制細胞をNOGマウス皮下に移植して増殖した細胞を膵癌幹細胞として実験に用いる予定としている。現在膵癌細胞の増殖を最も効率よく抑制するショートヘアピンRNAを作製するための基礎実験を行っており、ショートヘアピンンの配列を検証しているところである。現在まで、膵癌細胞を移植したマウス上での腫瘍生育が確認されたマウスが少数であり、解析に必要なPDXの作製に時間を要しているために、やや遅れている。細胞株を用いた実験に関しては予定通りに進んでいる。免疫不全マウス皮下での移植癌細胞の生育が予定通りに進まないために、移植する検体の数を増やしたり、移植片を増やすなどの工夫を行いPDX作製をすすめる。同時に細胞株を用いた実験を行っていく。予定した数のPDXが作製できなかったことから、本年度の支出が少なかった。来年度はスピードアップをして、多くのPDXを作製する。