hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
増殖因子受容体の機能阻害による精子分化制御機構解析

cDNAを得ることによりアフリカツメガエル(Xenopus laevis)精巣での存在が明らかになった6種の増殖因子受容体(c-kit、IGFIR、PDGFRα、FGFR2、Xenopus eph receptorsubfamily、flk)のうち、マウスやラットでも精巣での存在が確かめられているc-kit、IGF1R.PDGFRαに着目し、これらの細胞外ドメインを認識する抗体を作成することにした。c-kitに対するcDNAは、タンパク質をコードする領域全体を含んでいなかったため、新たに作成したcDNAライブラリーより再選別を行い、新規のc-kitホモログ1種を含む計2種のcDNAクローンを得ることに成功した。2種ともほぼ全長を含んでいたので、これらcDNAを利用して細胞外ドメインを認識する機能阻害抗体を作成していく予定である。また、IGF1RとPDGFRαについては、既にcDNAの塩基配列についての報告があったので、この情報をもとに現在抗体作成中である。一方、イモリとウナギの精子形成において重要な役割が示唆されているactivinについても調べてみた。アフリカツメガエルのactivin受容体に対するcDNAは、初期胚cDNAライブラリーより得られており、この情報をもとにRT-PCRで検索した結果、acitivin R1とactivin R2Bの精巣での存在を確認することに成功した。これら2種についても、抗体作成中である。この研究と平行して、体細胞分裂期から減数分裂期への分裂様式変換に伴って発現調節を受ける遺伝子の検索を行っていたところ、新規の遺伝子pXTO-1Tを見い出すことに成功した。この遺伝子がコードするタンパク質に対する抗体を作成し、その存在場所を調べたところ、第一精母細胞と第一卵母細胞に最も多く存在しており、減数分裂において重要な働きをしていることが予想された。卵母細胞への抗体の顕微注入は容易であるので、この方法を用いて機能阻害実験を行いpXTO-1Tタンパク質の機能を明らかにしていく予定である。
神経芽種の癌遺伝子N-mycの増幅機構に関する研究

本年度は前年度に引き続き臨床手術材料の検討と基礎的研究を行った。また、平成2年度より補助を受けた一般研究(C)の3年目の最終年にあたるので過去3年間の研究成果の整理、分析、関連文献の収集と検討、以上をまとめての論文作成を行った。I)臨床手術材料によるN-myc増幅の検討本年度中に入手しえた手術材料は4例であった。そのうち、マススクリーニング症例が2例含まれていた。N-myc遺伝子増幅例は1例で約35コピーであった。DNA再編成は認められなかった。)基礎的研究A)パルスフィールドゲル電気泳動法による研究前年より引き続き酵母のベクターpYACそのものの改良を行っている。具体的には1)pYAC内において挿入する巨大DNA断片の結合(Ligation)効率の改良。2)pYACに結合した後それを酵母に導入し特殊培地にて発芽させるが、その発生効率の改善。3)前述の酵母を培養維持していると巨大DNA断片の一部の脱落や、self ligation、homologous recombinationなどを約20%の確率で起こすがそれの防止対策の確立の検討を行った。しかしながら、これらの検討項目は技術的に多くの解決すべき問題があり引き続き検討を必要としている。)まとめ過去3年間の基礎的、臨床的研究について研究成果の整理分析および関連文献の収集を行い、その結果「神経芽種におけるN-myc遺伝子増幅の検討」-培養細胞株8株と手術切除材料86例の検討-として論文を作成し投稿中である。申請書の研究実施計画にもとずき以下の研究を行いそれぞれの結果を得た。1)Nーmyc遺伝子増幅の検討(i)ヒト培養神経芽腫7株につき検討を行った。Nーmyc増幅は7株中5株(1MRー32、TGW、GOTO Nagai、YTーnuに認められた)残る2株(NBー1、SKNSH)は正常であった。また、Nーmyc増幅に伴うDNA構造異常は、7株中4株(GOTO Nagai TGW NDー1)に認められた。このうちTGWにおいて制限酵素EcoRIで消化したのちNーmyc遺伝子Exon IIIをprobeにサザンブロットを行った時認められる約11kbのバンドを解析した。その結果Nーmyc Exon IIIの3'側においてDNA再編成が起っており、そのDNA再編成にはAlu配例が関与している事を明らかとした。(日小外誌1990)(ii)手術切除材料の検討、現在までに手術切除材料を58例収集しDNAを抽出、検討を行った。その内Nーmyc増幅は5例に認められた。いづれも進行症例でStye IIIの2例Stye IV Aの3例であった。2)パルスフィ-ルドゲル電気〓動法(PFG)の検討申請書の研究実施計画にもとづき以下の研究を行い,それぞれの結果を得た。1)Nーmyc遺伝子増幅の検討平成3年度に収集した手術切除材料は合計31例(検体数35)あり,それぞれについて検討を行った。その内Nーmycの増幅は3例に認められた。いづれもstageIV Aの進行症例であった。2)パルスフィ-ルドゲル電気泳動法(PFG)による解析平成2年度の報告書に記載した如く,酵母のVector(pYAC)を用いてNeuroblastoma IMRー32の増幅したNーmyc遺伝子を含むDNA断片を入手した。しかし,その解析を進める段階において以下の問題点が明らかとなった。即ち,巨大DNA断片を含むpYACを培養維持していると,そのDNA断片の一部が脱落,self ligation,場合によってはhemologons recombinationを起こす。その結果,DNA断片の長さが短くなったり,あるいはDNA断片そのものが消失する事がある頻度で起こることが明らかとなった。これらの事実により申請者らは,pYACベクタ-そのものの改良が必要と考え,以下の検討を行った。ゲノムDNA全体を制限酵素Aで切断した後,両端をT_7gene6エキソヌクレア-ゼで消失し,一本鎖に変換する。

一方,目標とするDNAの両端を持つjumpingクロ-ンから,その二つのDNAを制限酵素Bを介した形でYACベクタ-に連絡する。このプラスミドDNAの制限酵素Bで切断した後,T_7gene6エキソヌクレア-ゼで消化し,一本鎖に変換する。上記処理したゲノムDNAの一本鎖部分とこのプラスミドDNAの一本鎖DNAの部分でhybridを形成させたのち,Yeastに導入すると,目的としたDNA断片を含むクロ-ンのみが形質転換株として得られる。我々は以上の方法を確立し,報告した。(Gene107(1991)p27ー35)本年度は前年度に引き続き臨床手術材料の検討と、基礎的研究を行なった。また、平成2年度より補助を受けた一般研究(C)の3年目の最終年にあたるので過去3年間の研究成果の整理、分析、関連文献の収集と検討、以上をまとめての論文作成を行なった。I)臨床手術材料によるN-myc増幅の検討本年度中に入手しえた手術材料は4例であった。そのうち、マススクリーニング症例が2例含まれていた。N-myc遺伝子増幅例は1例で約35コピーであった。DNA再編成は認められなかった。II)基礎的研究A)パルスフィールドゲル電気泳動法による研究前年より引き続き酵母のベクターpYACそのものの改良をおこなっている。具体的には1)pYAC内において挿入する巨大DNA断片の結合(Ligation)効率の改良、2)pYACに結合した後それを酵母に導入し特殊培地にて発芽させるが、その発生効率の改善、3)前述の酵母を培養維持していると巨大DNA断片の一部の脱落や、self ligation homologous recombinationなどを約20%の確率で起こすがそれの防止対策の確立の検討をおこなった。しかしながら、これらの検討項目は技術的に多くの解決すべき問題があり引き続き検討を必要としている。III)まとめ過去3年間の基礎的、臨床的研究について研究成果の整理分析および関連文献の収集を行い、その結果「神経芽腫におけるN-myc遺伝子増幅の検討」ー培養細胞株8株と手術切除材料86例の検討ーとして論文を作成し投稿中である。
対流圏イオンの化学過程:大気圧化学イオン化質量分析法への応用

対流圏イオン反応の解析を行うために新たに開発したドリフトチューブ型イオン移動度/質量分析装置について、実験室空気による試験測定を行った。正イオンでは反応時間30-500msの範囲で移動度スペクトルおよび質量スペクトルの測定を行った結果、NH_4^+(H_2O)_nからより陽子親和力の大きなピリジン類やアミン類へのプロトン移動反応が観測された。負イオンについては反応時間20-100msの範囲で測定を行い、NO_2^-(H_2O)_n、HCOO-(H_2O)_n、COOHCOO^-(H_2O)_n、NO_3^-(H_2O)_nの4種類のイオンを検出した。これらの負イオンは正イオンに較べて水分子が多く結合したイオンクラスターとして検出されるため質量スペクトルは複雑であった。しかしながら水分子の結合したクラスターは大気圧中では短時間で平衡状態に達するため、移動度スペクトル中ではそれぞれ1本のイオンピークとして現れ、したがって質量スペクトルではわかりにくいイオン種の変化も、移動度スペクトルでは容易に解析できる可能性が明らかとなった。以上の結果から、本研究で使用したドリフトチューブ型イオン移動度/質量分析装置は対流圏大気中における微量成分が関与するイオン反応過程を高感度で多面的に解析する基本性能を有することが確認できた。一方、水蒸気を含む空気を放射線源を用いて電離すると、水蒸気が関与する一部のイオンー分子反応によってOHが生成されることがわかった。このOHはドリフトチューブ内でサンプル空気中の微量成分を酸化し、アーティファクトを生成している可能性があることが明らかになった。
消化管粘膜下腫瘍の良・悪性の鑑別法の確立

平成11年から平成13年において超音波内視鏡ガイド下穿刺吸引法を施行した症例は42例で,その内訳は粘膜下腫瘍25例,消化管外腫瘤17例であった.粘膜下腫瘍に関しては,細胞診(FNAC)可能な年度別検体採取率は,57.1%(8/14例),83.3%(5/6例),100%(5/5例)で,組織診(FNAB)可能な年度別検体採取率は,0%(0/14例),50.0%(3/6例),100%(5/5例)と推移した.このように穿刺針及び穿刺装置の改良,穿刺技術の向上等により,手技的にはほぼ確実に病理組織検体が採取できるまでになってきた.尚,消化管外腫瘤に関しては,細胞診・組織診とも当初より比較的良好な結果が得られていた.組織検体が採取された粘膜下腫瘍8例中GISTが疑われた7例すべてにおいて,免疫染色が可能であった.残りの1例は異所性膵との診断が得られた,その結果はsmooth muscle type:4例,neural type:2例,combined type:0例,uncommitted type:1例であった.摘出された術後標本による最終診断による亜分類と比較すると,6/7例(85.7%)が術前診断と一致した.1例のみが,わずかな染色の違いによりuncommitted typeが術後smooth muscle typeと診断された.以上より現在の方法で,粘膜下腫瘍の亜分類に関する術前診断はほぽ可能であることが示唆された.粘膜下腫瘍25例の臨床経過および手術結果による良・悪性の内訳は,悪性(低悪性度も含め)4例,良性21例であった.組織診検体の核分裂像のみによる良・悪性鑑別の正診率は60%,組織診検体,細胞診検体による細胞異型も含めた場合の良・悪性鑑別の正診率は80%と比較的高率であった.しかし今回の対象には良性腫瘍が圧倒的に多く,感度は50%と低いことより,核分裂像や細胞異型のみでは良・悪性の術前診断には限界があると考えられた.しかし本年度,本法によって確実に得られるようになった組織検体にて,粘膜下腫瘍の増殖能を示すと考えられているki67のラベリングが可能なことが証明された.したがって,これにより術前に得られる組織検体のki67のlabeling indexによる粘膜下腫瘍の良・悪性の術前診断の確立の可能性が示唆された.平成11年から平成13年において超音波内視鏡ガイド下穿刺吸引法を施行した症例は42例で,その内訳は粘膜下腫瘍25例,消化管外腫瘤17例であった.粘膜下腫瘍に関しては,細胞診(FNAC)可能な年度別検体採取率は,57.1%(8/14例),83.3%(5/6例),100%(5/5例)で,組織診(FNAB)可能な年度別検体採取率は,0%(0/14例),50.0%(3/6例),100%(5/5例)と推移した.このように穿刺針及び穿刺装置の改良,穿刺技術の向上等により,手技的にはほぼ確実に病理組織検体が採取できるまでになってきた.尚,消化管外腫瘤に関しては,細胞診・組織診とも当初より比較的良好な結果が得られていた.組織検体が採取された粘膜下腫瘍8例中GISTが疑われた7例すべてにおいて,免疫染色が可能であった.残りの1例は異所性膵との診断が得られた,その結果はsmooth muscle type:4例,neural type:2例,combined type:0例,uncommitted type:1例であった.摘出された術後標本による最終診断による亜分類と比較すると,6/7例(85.7%)が術前診断と一致した.1例のみが,わずかな染色の違いによりuncommitted typeが術後smooth muscle typeと診断された.以上より現在の方法で,粘膜下腫瘍の亜分類に関する術前診断はほぽ可能であることが示唆された.粘膜下腫瘍25例の臨床経過および手術結果による良・悪性の内訳は,悪性(低悪性度も含め)4例,良性21例であった.組織診検体の核分裂像のみによる良・悪性鑑別の正診率は60%,組織診検体,細胞診検体による細胞異型も含めた場合の良・悪性鑑別の正診率は80%と比較的高率であった.しかし今回の対象には良性腫瘍が圧倒的に多く,感度は50%と低いことより,核分裂像や細胞異型のみでは良・悪性の術前診断には限界があると考えられた.しかし本年度,本法によって確実に得られるようになった組織検体にて,粘膜下腫瘍の増殖能を示すと考えられているki67のラベリングが可能なことが証明された.したがって,これにより術前に得られる組織検体のki67のlabeling indexによる粘膜下腫瘍の良・悪性の術前診断の確立の可能性が示唆された.消化管粘膜下腫瘍の良・悪性鑑別法の確立をめざし,まず平成11年度においては,超音波内視鏡ガイド下に粘膜下腫瘍を安全かつ確実に穿刺吸引し,組織学的,免疫組織学的,および染色体分析を行うに十分な量の細胞片もしくは組織片を得るために,穿刺針の選択および改良開発を行ってきた.

市販ベースの穿刺針はFine Needle Aspiration Cytology(FNAC)用のオリンパス社製NA-10J-1(22G),Fine Needle Aspiration Biopsy(FNAB)用のHakko社製内視鏡下吸引生検針エンド・ソノプシー(21G)を用いた.症例数が少ないため,対象は消化管粘膜下腫瘍および粘膜下腫瘍様の縦隔腫瘤とし,計24例に対して穿刺を行った.前者は14例で,その内訳は食道3例,胃9例,十二指腸2例で,後者は10例であった.NA-10J-1を用いてFNACを試みた症例数は全例であり,組織採取率は粘膜下腫瘍で57..1%,縦隔腫瘤では80.0%であった.FNACで採取可能であった検体はパパニコロー,ギムザ両染色を行い,非上皮性腫瘍に対してのみ免疫染色を追加した.粘膜下腫瘍のFNAC診断は平滑筋腫6例,他2例で,正診率88%,縦隔腫瘤は肺癌6例,他2例で,正診率100%であった.組織採取率が粘膜下腫瘍で低かった原因として,腫瘤の硬さ,穿刺時の可動性などが挙げられた.FNABを試みた症例数は3例であり,その内訳は粘膜下腫瘍1例と縦隔腫瘤2例であり,組織採取可能であったものは縦隔腫瘤1例(肺癌)のみであった.現時点で,FNABで得られた組織は癌組織のみであり,十分な組織採取可能な穿刺針の改良に取り組んでいる.癌の診断は微量の組織量しか得られないFNACでも十分可能だが,非上皮性腫瘍(筋原性あるいは神経原性腫瘍など)ではFNABで十分な組織を採取する必要がある.今後は,十分な組織量を採取可能にするための穿刺針を含めた穿刺技術の早期確立に取り組んでいく予定である.平成11年度の本研究では、日常の臨床材料を用いて、超音波内視鏡ガイド下に消化管粘膜下腫瘍あるいは粘膜下腫瘍様の縦隔腫瘤を対象に、安全かつ確実に穿刺する方法の確立と、採取された細胞片および組織片の病理学的および免疫組織学的検討を行ったが、平成11年度までの組織採取率が粘膜下腫瘍で57.1%、縦隔腫瘤で80.0%であり、特に前者で極めて低いことが次年度への課題として残った。平成12年度では穿刺吸引方法と穿刺針自体の改良を行い、組織採取率の向上に努めた。平成12年度までに本法を施行した全症例の臓器別内訳は粘膜下腫瘍20例(食道5例、胃12例、十二指腸3例)、消化管外腫瘤13例(縦隔10例、膵臓1例、骨盤内2例)で、計33例である。このうち、平成12年度のみの症例は粘膜下腫瘍は6例(食道3例、胃2例、十二指腸1例、)、消化管外腫瘤は4例(縦隔1例、膵臓1例、骨盤内2例)であった。穿刺針は平成11年度まで使用したFine Needle Aspiration Cytology(FNAC)用のオリンパス社製NA-10J-1,Fine Needle Aspiration Biopsy(FNAB)用の八光社製エンドソノプシーに加えて、平成12年度はFNAB用のCOOK社製ECHO TIPを使用。平成12年度のみの粘膜下腫瘍のFNAC組織採取率、正診率は各々5/6例(83.3%)、5/5例(100%)であり、消化管外腫瘤のそれは各々4/4例(100%)、4/4例(100%)であった。一方、粘膜下腫瘍のFNABの組織採取率および正診率は3/6例(50%)、3/3例(100%)、消化管外腫瘤のそれは2/3例(66.7%)、2/2例(100%)であった。平成12年度の粘膜下腫瘍の組織採取率はFNACとFNABを併せて全体で90%、消化管外腫瘤の組織採取率は全体で100%であった。平成11年度までのFNACの組織採取率は粘膜下腫瘍で57.1%、消化管外腫瘤で80%で、FNABの採取率は粘膜下腫瘍で0%、消化管外腫瘤で50%であったことから、今年度の採取率に飛躍的な向上がみられた。その原因として、技術操作の向上(針先端が確認しやすくなったことによる狙撃性の向上)が主因と考えられる。
感染性心内膜炎起因菌の組織定着と病態形成の解明

感染性心内膜炎は心内膜に疣贅を形成する感染性疾患で、原因菌は主に口腔由来のビリダンスレンサ球菌と指摘されている。本研究では心内膜炎病巣部より分離されたStreptococcus oralis NS308株を用いて、非病原株とのゲノム比較を行い、病原性への関与について検討した。まず次世代シークエンサーを用いて解析したところ、完全長のゲノム配列を得ることができた。これを元に非病原株のS. oralis Uo5株とNS308株を比較すると、NS308株に特異的な遺伝子は340個あり、そのうち69個は外来遺伝子であった。これらは本菌の病原性獲得と関わりがあると思われ、さらなる検討が必要と思われる。感染性心内膜炎は心内膜に疣贅(血栓と細菌の塊)を形成し全身性の炎症を生じることから、多彩な症状を呈する疾患である。本疾患の原因菌は主に口腔由来のビリダンスレンサ球菌と指摘されているが、その関与については不明な点が多い。本研究では心内膜炎病巣部より分離されたStreptococcus oralisを用いて、非病原性株とのゲノム比較や宿主への影響を分子生物学的に解析し、発症メカニズムを検討する。まず本菌の病原性を検証するために、生化学的性状について解析を行ったところ、本菌はある細胞外基質に対し、非常に強い親和性を持つことが明らかになった。このことから、本菌の表面タンパクについて詳しく解析する必要性が示唆された。これまで行ってきた本菌の全ゲノム解読ではギャップが複数箇所残っていた。前述の通りギャップをなくし、全ゲノム解読することが望まれたため、まずはギャップクロージングに取りかかった。はじめにprimer walking法を行ったが、解析は不可能であった。そこですでにわかっている配列からプライマーを設計し、クローニングを行なった。これをベクター内に挿入しのちにサンガーシークンス解析を試みたが、解読が困難であった。一方で、ギャップの前後領域や得られたシークエンスの結果から、ギャップ内は繰り返し配列であることが予測された。そのため、Henikoffの方法およびYanisch-Perronらの方法に準じて、ギャップ領域を含むライブラリーを作成しシークエンスを試みたが、これも解読が困難であった。そこで、PacBio RSIIを用いたロンングリード解析を行なったところ、ギャップがない全ゲノム配列を得ることができた。このように、解読はきわめて難渋したが、完全長のゲノム情報を得ることに成功した。今後の解析を行うにあたり本菌の全ゲノム配列を知る必要がある。また表面タンパクの場合は繰り返し配列を持つものが多く存在するため、繰り返し配列を含む完全長のゲノム配列を得ることが望まれた。本年度はさまざまなアプローチからギャップがない完全長のゲノム情報を得ることができ、今後の解析の進展が期待される。感染性心内膜炎は心内膜に疣贅を形成し全身性の炎症を生じることから、多彩な症状を呈する疾患である。本研究では心内膜炎病巣部より分離されたStreptococcus oralis NS308株を用いて、非病原性株とのゲノム比較や宿主への影響を分子生物学的に解析し、発症メカニズムを検討する。昨年度は次世代シークエンサーを用いたロングリード解析を行ったところ、完全長のゲノム配列を得ることができた。ミスリードの部位を検出するために、これまでに得られていたショートリード解析の結果との重ね合わせを行ったところ、8箇所のエラーを検出した。エラーとしては7箇所がinsertion/delで、1箇所がmismatchであった。エラー箇所の修正をしたのちに、得られた全ゲノム配列にてアノテーションを行ったところ1828個のCDS、62個のtRNA、4個のrRNAオペロンと1箇所のCRISPRを含んでいた。これまでに全ゲノム配列が公開されているS. oralis Uo5株とNS308株を比較すると、アライメント比較ではゲノムアレンジメントはみられなかった。しかし、average nucleotide identityは90.8%であり、通常、同菌株間では95%以上の相同性を認めることから、NS308株はS. oralisの亜種の可能性が示唆された。より詳細に検討するために、両株間で保有する遺伝子の違いを検討したところ、NS308株では1488個(81.4%)のCDSが共通であった。一方でNS308株に特異的なCDSは340個あり、それらのうち69個はファージなどの外来遺伝子であることが明らかになり、これらの病原性への関与について今後の検討を要する。

ミスリードの可能性が高い箇所については、再解析の必要性について検討する必要があり、必要と判断された箇所についてはあらためてシークエンスを行う。その後、アノテーション作業を行ない、データベース登録を行う。2011年に非病原性であるS.oralis Uo5株の全ゲノム情報が公開されているため、保有する遺伝子の違いを比較する。現在、我々が解析を行っている病原株と前述の非病原株間でdot plot解析を行い、大きく異なる領域を6カ所同定した。そのなかでも308株がファージ由来の外来遺伝子を多数保有している領域が1カ所存在していることを明らかにした。しかし、このほかの部位についてもさらなる検討が必要である。病原遺伝子の探索に際してはin vitroの結果も参考に進め、病原遺伝子の獲得機構について考察する。小児歯科学ロングリード解析が想定していたよりも低予算でできたため。解析用ソフトのアップグレードし、作業の効率化をはかる。
スパース符号化を用いた大規模画像特徴量データベースの構築

スパースな一次結合で画像を表現できる特徴量を観測データから獲得する処理は一般に辞書学習と称されるが、その代表的な手法であるK-SVDを低次元空間への射影の反復に基づき近似的に行う高速化手法を開発した。この結果は情報処理学会の論文誌Journal of Information Processingに2016年5月に掲載された。提案手法を画像集合に適用することで画像特徴量のデータベース化を行った。また、スパース性を考慮したフィッシャーカーネルを使用して画像分類を行う手法を開発した。初年度はスパース符号化を利用した画像処理手法に関し、基礎となる研究を進めた。現在、様々な分野において注目を集めているスパース符号化は入力信号を少数のテンプレート信号の重ね合わせとして表す操作として捉えることができる。テンプレート信号の集合は「辞書」と呼ばれるが、入力信号の統計的性質に相応しい辞書を使用することで、スパース性の度合いを高めることができる、すなわち使用されるテンプレートの数を減らすことができる。画像処理で広く使用されているウェーブレット変換ではウェーブレット関数を離散化したものの集合を辞書として使用しているが、さらなるスパース化を実現するため、データを用いて最適な辞書を学習させる手法がいくつか提案されている。これらの手法では計算時間の大きさが問題となっているため、本年度はその高速化の研究を進めた。このような研究は画像処理にとどまらない一般的な応用可能性があり、非常に重要であると考えている。また、確率分布に対して定義されるカーネルであるフィッシャーカーネルを画像解析に使用する研究に取り組んだ。フィッシャーカーネルは理論的には興味深い手法であり、系列データなどに対しては効果的であることが知られていたものの、画像への応用は数少ないため、本研究によって新たな応用範囲を広げたいと考えている。フィッシャーカーネルではモデルとして仮定される確率分布によっては特徴ベクトルがスパースになるという性質があるため、これに適した変換と組み合わせたカーネルを提案し、実験を行った。本研究では画像認識のための特徴量データベースの構築を目的としている。これには多数の画像に共通するパターンをもとに特徴量を定義することが有効と考えられるため、スパース符号化のための辞書学習を用いてパターン発見を行う研究に取り組んだ。大規模データに対する辞書学習では計算時間が課題となるため、その高速化手法の開発を行った。この研究の成果は情報処理学会の英文論文誌Journal of Information Processingへの採録が決定している。現在は主に基礎的な辞書学習手法の研究に取り組んでいるが、実データとして画像を使った評価も行っており、今後の応用的展開には繋げられると考えている。機械学習合成データに対して高い圧縮率を実現する辞書学習手法が必ずしも画像データに対して同様の結果をもたらすとは限らないということが実験の結果明らかになったため、画像データの持つ統計的特性を反映させた形に手法を改良したいと考えている。また、画像認識に関して他のアプローチを用いている研究者との協力関係によって研究を加速したい。研究計画全体の基礎となる部分が進んでおり、順調であると考えている。これまでの成果に関し、2014年6月に行われる国際会議において発表を行う予定である。平成26年度末に行った出張が予定よりも少ない支出で済んだため、予算計画との相違が生じた。今後、提案手法に基づくソフトウェアを開発するにあたって、基礎的な理論に関わる部分をモジュールとして独立に利用できる形で開発することで、画像処理以外の応用への展開も可能とし、また他の研究者からの評価やフィードバックも得られるように工夫したいと考えている。平成27年度に研究発表が予定されているため、その出張費として使用する予定である。平成25年度末において、費用が未確定の出張があり、当初予定よりも少ない旅費で行うことができたため、支出が予定を下回り、その分を次年度使用とすることにした。本来旅費として計画していた額のため、平成26年度において旅費として使用する予定である。
分裂期キナーゼを介したシグナル伝達異常と疾患

Aurora-A, Plk1は分裂期で活性化するタンパク質リン酸化酵素(キナーゼ)として位置づけられてきたが、近年、分裂間期において一次線毛形成の抑制に重要な役割を担っていることが明らかになってきた。癌や一次線毛(シリア)病に分裂間期のこれらキナーゼの異常が関与しているのではないかと考えられているが、その詳細はわかっていない。本研究において、我々は、分裂間期におけるAurora-Aの活性化にNdel1が重要な役割を担っていることを明らかにした。Ndel1が機能低下したマウスでは、シリア病と似た病態を示すことから、この発見はシリア病の理解に役立つと考えられる。我々の研究グループは、これまで、分裂間期(特に、G1期)においてトリコプレインがAurora-Aと結合し活性化していること、この間期のAurora-Aの活性化によって分裂サイクルに入った細胞が一次線毛を形成しないことを報告してきた。この活性化過程が阻害されると、増殖培養条件にもかかわらず、一次線毛(シリア)を形成し、細胞周期がG1期で停止することも明らかにしてきた。本年度、ダイニン結合タンパク質の一つであるNdel1がAurora-A・トリコプレイン経路の上流に位置することを明らかにした。このNdel1は、トリコプレインのE3リガーゼであるKCTD17-CRL3 (Cul3-RING E3 ligase)複合体からトリコプレインをユビキチン化されないように保護していることが判明した。我々が見出したAurora-A・トリコプレイン経路を介した一次線毛(シリア)抑制経路は、細胞が増殖していくうえで必須の経路で、この経路が阻害されると一次線毛依存性の細胞周期停止を導く。しかし、この「一次線毛チェックポイント」についての分子機構はほとんど解明されていない。その中で、今年度、Aurora-A・トリコプレイン経路の上流にNdel1が位置し機能していることを明らかにした。細胞は、増殖停止に伴い、中心体が細胞表面に移動し、基底小体(中心体の母中心小体から変換された構造物)から一次線毛(シリア)と呼ばれる細胞外突起物を形成する。この一次線毛は、液流などの外界の環境を検知したり、形態形成因子(モルフォーゲン)、ホルモン、成長因子などの外界の信号を細胞内に伝達するアンテナとして機能したりしている。この一次線毛の形成および機能異常は、内臓逆位、多嚢胞腎などの先天性奇形、肥満、糖尿病などの種々の疾患の病因となっている。この一次線毛は、多くの場合、細胞が増殖を開始するとともに退縮する。つまり、一次線毛と細胞増殖には負の相関関係といえる。我々および他の研究グループは、分裂期キナーゼであるAurora-AとPolo-like kinase 1 (Plk1)が分裂間期においても弱く中心体で活性化することで、細胞増殖時に一次線毛の形成を抑制していることを明らかにした。しかし、分裂間期におけるAurora-AとPlk1のシグナル伝達経路はまだ不明な点が多い。本研究では、分裂間期におけるAurora-AとPlk1の機能解析を行うため、当初、CRISPR/Cas9をジーンターケット法で各キナーゼのアナログ感受性細胞の樹立を試みた。しかし、残念ながら、ヒト網膜色素上皮細胞(RPE1細胞)でヘテロ接合体は樹立できたが、ホモ接合体の樹立はできなかった。そのため、アッセイ系を変更し、auxin-inducible degron (AID)をそれぞれの遺伝子座に付加することで、各キナーゼの機能を抑制する細胞株の樹立を現在試みている。本年度は、分裂期キナーゼであるAurora-AおよびPlk1の分裂間期における新規の基質を検索するため、CRISPR/Cas9をジーンターケット法でこれらキナーゼのアナログ感受性細胞の樹立を試みた。この細胞が確立できれば、基質検索が容易になると考えられたが、アナログ感受性変異によってキナーゼ活性が低下するためか、正常2倍体細胞であるRPE1細胞ではヘテロ接合体までしか(つまり、ホモ接合体は)樹立できなかった。このような反省を踏まえ、薬剤を添加する前のキナーゼ活性が保たれると考えられるAIDのシステムの構築を開始した。上記の理由により、研究の進行が当初計画よりもやや遅れている。Aurora-A、Polo-like kinase 1(Plk1)は、分裂期の染色体分配などを制御する蛋白質リン酸化酵素(分裂期キナーゼ)として同定され、癌などの疾患でそのキナーゼ活性が亢進していることが知られている。近年の研究の蓄積により、これらの分裂期キナーゼは(分裂)間期においても重要な役割を担っていることが報告されてきたが、その詳細な分子機構については不明な点が多い。本研究では、間期におけるAurora-A、Plk1のシグナル伝達機構を解明することを通じて、間期におけるAurora-A、Plk1の制御異常が癌などの病態に及ぼす影響を明らかにすることを目的としてきた。Auxinの添加により、迅速かつ特異的に内在性タンパク質の分解が誘導できる(国立遺伝学研究所の鐘巻博士らが開発した)Auxin-Indusible Degron (AID)システムを培養細胞に応用することで、細胞の内在性タンパク質をを特異的かつ迅速に分解できるような細胞株の樹立を試みた。

具体的には、本年度、CRISPR/Cas9のゲノム編集技術を用いて、AURKA(Aurora-Aのヒト遺伝子座)およびPLK1の遺伝子座の最終エクソンのストップコドンを除去し、minimum Auxin-Inducible Degron (mAID)を付加した細胞株の樹立を目指した。大腸がん由来のHCT116細胞ではそのような細胞株を樹立できたが、正常2倍体細胞であるRPE1細胞では残念ながらうまくいかなかった。そのため、解析が順調に進まなかった面もある。現在も様々な工夫をしながら、上記のmAID細胞株をRPE1細胞で確立しようとしている。Aurora-A, Plk1は分裂期で活性化するタンパク質リン酸化酵素(キナーゼ)として位置づけられてきたが、近年、分裂間期において一次線毛形成の抑制に重要な役割を担っていることが明らかになってきた。癌や一次線毛(シリア)病に分裂間期のこれらキナーゼの異常が関与しているのではないかと考えられているが、その詳細はわかっていない。本研究において、我々は、分裂間期におけるAurora-Aの活性化にNdel1が重要な役割を担っていることを明らかにした。Ndel1が機能低下したマウスでは、シリア病と似た病態を示すことから、この発見はシリア病の理解に役立つと考えられる。「一次線毛チェックポイント」の全貌を解明していくためには、さらなる解析が必要である。そのため、Aurora-A・トリコプレイン経路に関与する分子群、特に、下流のAurora-A基質の解析を行っていく予定である。また、他のグループから、同じ分裂期キナーゼのグループに属するPlk1も増殖中の一次線毛抑制に絡んでいるとの報告がある。そのため、今後、Plk1の経路とAurora-A・トリコプレイン経路の関わりも明らかにしていきたい。AIDのシステムは、auxinの添加により、素早く蛋白質が分解される系であり、HCT116細胞を用い、他のキナーゼを標的にした系を確立することは我々の手でも成功している。もちろん、一次線毛を形成するRPE1細胞などで成功しないとAurora-AおよびPlk1の機能解析はしづらいので、今後も試行錯誤は必要と考える。しかし、予備実験段階では、少しずつ、状況が好転しつつあり、このまま、方向で研究を進めていく予定である。生化学、細胞生物学、病態医化学Aurora-Aの部分の研究に予想以上の時間が取られてしまい、Plk1の解析用にとっておいた資金を使わず、残す結果となった。当初の計画通りに進まなかった部分があり、新規基質の同定のための質量分析解析などの費用を次年度にまわすことにした。Aurora-Aプジェックトも少しずつではあるが、目処が立ったため、今後は、Plk1の解析も行っていく予定である。各キナーゼのAID細胞株を樹立し、新規基質の同定のための質量分析解析を行う。
精細管内フローと精子インテグリティ

本研究では、ほ乳類の精子形成を支持する生体内環境のひとつである組織液流(精細管内フロー)の再現が体外精子形成に及ぼす影響の解明を目的とし、1精細管内フローを再現するマイクロ流体デバイスの開発(H31)、2精細管内フローがウシ・マウスの精子形成へ及ぼす影響の解析(H32)を行う。本研究開発は、ウシ体外精子形成を促進する新技術となることが期待され、動物生産の高度化に資するものである。
持続可能な地方財政の構築に向けた財政社会学的視点にもとづく比較研究

国内の原子力関連施設の立地自治体の財政動向および、英国における電力市場改革についての研究を行った。財政動向については、原発の立地前の時点を起点した長期的なデータの収集と分析を行い、原発の運転開始翌年に固定資産税により財政力指数が従前の2倍を超える水準に達すること、この時点がピークとなり以降は漸減していくこと、2基目、3基目を受け入れることによって再度、極めて高い水準に回復するなどの傾向がみられることを明らかにした。英国電力市場の分析では、同国の電力市場改革(EMR)の特徴を示しながら、自由化の進む市場では原発の建設が難航しがちであることを明らかにした。平成24年度は、「How do social systems treat and dispose nuclear waste?-A comparison of general and radioactive wastes-」(『関東学院大学文学部紀要』第127号、39-54)を執筆、公表した。本論文は、高レベル放射性廃棄物処理に焦点を当て、一般廃棄物処理の事例と比較しながら、社会システムの視点から分析を行ったものである。日本国内に限ったことではないが、使用済み核燃料やガラス固化体という高レベル放射性廃棄物の最終処分場は、候補地を探しても周辺住民や自治体の反対が強く、建設地が確保できない状態にある。この事態に対し政府は、補助金のメニューを充実させることで、受け入れ自治体を探そうとしている。受け入れ第一段階である文献調査の手続きにまで進んだ自治体はないが、過疎化と高齢化、財政難に苦しむ複数の自治体が関心を示している。こうした自治体の動向の背景には、周辺部に位置する自治体の財政にとって地域の運営や活性化が重荷となるという、旧産炭地における財政破綻と同じ社会的メカニズムの作用がある。このメカニズムは、本研究が一貫して研究対象としてきたものである。本論文ではこの点をふまえ、かつて「東京ごみ戦争」と呼ばれた一般廃棄物処理をめぐる紛争から「自区内処理の原則」という規範が形成され、各地に処理施設が設置されたことに注目し、高レベル放射性廃棄物の処理においても、自治体の財政難に可能性を見いだすような候補地探しでなく、新たな規範の形成を含めた施策が必要であると指摘した。このほか、各地の原発立地自治体などにおいて、研究計画に記載した調査活動を行った。これらの調査によって得られたデータの解析を、とくに自治体の財政状況の変遷と地域社会への影響に焦点を合わせながら進めている段階である。平成25年度は、英国での長期在外研究中に、「英国電力市場の現状と行方-自由化された市場における原発と再生可能エネルギー」『関東学院大学文学部紀要』(第129号)を執筆した。この論文では、世界で最も早く電力市場の民営化と自由化を進めた英国で行われているEMR(Electricity Market Reform)=電力市場改革を軸として、英国電力市場の現状に対する考察を行った。英国政府は、既存発電施設の老朽化に対処するため、EMRによって、原子力と再生可能エネルギーによる新規発電施設の建設を進めようとしている。英国では、原子力と風力はともに固定価格買取制度の対象となっており、双方が推進の対象となっている。この点は、原子力か再生可能エネルギーかという二者択一的な論調が強く、固定価格買取制度の対象も再生可能エネルギーのみに限定されいるわが国の現状や制度とは大きく異なる。EMRの成否は、英国のエネルギー供給体制、ひいては経済社会に対して大きな影響を与えるが、見通しは予断を許さないものとなっている。とりわけ原子力については、一部の施設で建設計画が進んでいるものの、参入を計画していた企業が相次いで撤退するなど、全体的には厳しい状況にあると判断できる。この論文では、こうした状況が生じている原因として、原子力エネルギーと民営化・自由化された電力市場との不適合性を指摘した。原子力発電所は、巨大かつ予測困難なリスクと向き合いつつ、極めて巨額の資金と超長期に渡る事業計画を必要とすることから、民営化と自由化の進んでいる電力市場では、採算性を確保することが難しいのである。平成25年度は、この論文の執筆に加え、英国内の原子力や再生可能エネルギー関連施設や地域での調査を実施した。平成23年度は、本研究の目的と研究実施計画に基づき、北海道での調査と2度の青森県での調査をそれぞれ実施した。北海道調査では、公共政策学会(調査実施者は非会員)において、夕張市などの旧産炭地域の振興に関する複数の研究者による講演・報告を聴取し、合わせて、図書館等での資料の収集を行った。研究者による報告の聴取では、旧産炭地の活性化に向けた民間団体による取り組みの状況を確認した。また、資料の収集においては、昭和30年代に遡ったものも含め、夕張市の財政関連データの収集を進めた。青森県の調査では、県議会関係者や県庁関連部局などへの聞き取り調査を行い、合わせて、図書館等での資料の収集を行った。聞き取り調査では、核燃サイクル関連施設の立地自治体である青森県の原子力事業に対する姿勢、および青森県の財政状況に関する情報の収集を進めた。

青森県の関係者については、原子力発電や核燃サイクル事業の推進に肯定的な見解を持つ人が多いことが確認された。研究の成果については、「原子力発電所の立地が生む相反関係ー電力システムと地域社会システムの関係性ー」『関東学院大学文学部紀要』第124号:1-36を公表した。本研究では、従前から、電源三法交付金などエネルギー関連の助成金が自治体財政および地域社会に対して与える影響を研究対象として組み入れている。本論文では、近年における電力の生産と供給の在り方への関心の高まりをふまえつつ、電力に関わる諸主体や諸制度によって構成される電力システムと、原子力発電所などを受け入れる地域社会のシステムとの関係について、電源三法交付金などの助成金の機能を中心に検討した。その結果、電源三法交付金などは、当該自治体の財政の長期的な安定性をもたらすものではなく、さらには、むしろその不安定さゆえに、地域社会システムが電力システムに従属せざるを得なくなることを指摘した。6月に福島県、8月に英国での調査を実施した。福島での調査では、双葉町・大熊町・富岡町・楢葉町の財政データを昭和40年代以降から収集した。これらの自治体は、福島第一原発の立地もしくは隣接自治体であり、財政や地域の経済・社会について、原発の影響を強く受けてきている。本研究計画では、原発などの施設立地が自治体の財政や地域社会の在り方に対して与える影響の分析を主要課題としている。上記四自治体の長期にわたる財政データの分析は、この課題達成のための一環である。英国での調査においては、英国の電力市場と政策に関するデータを、原子力と再生可能エネルギーを中心に収集した。合わせて同国における高レベル放射性廃棄物処理をめぐる政策に関するデータも収集した。英国は、現在日本が進めようとしている電力市場の自由化を世界に先駆けて実施しており、自由化が、原子力エネルギーなど与える影響についての豊富な経験を有している。また、7月には、横浜で開催された国際社会学会(ISA)の大会において、原発から生じる高レベル放射性廃棄物の処分場の建設に関する報告を行った。高レベル放射性廃棄物を何らかの形で処理することは不可避であるが、そのための施設の建設地探しが難航している。この施設の立地においても、原子力発電所の立地と同様に、地方財政に多額の税収をもたらすことを誘因とする手法が用いられている。報告では、いずれの自治体もこの施設の受け入れを拒否してきたという経過を踏まえつつ、これらの手法の問題点などを指摘した。環境社会学、財政社会学平成24年度は、佐賀県玄海町や、福井県敦賀市、大飯町、高浜町、美浜町、茨城県東海村といった原発立地自治体について、立地の受け入れ前後から今日に至るまでの財政情報を収集し、合わせて現地の踏査を行った。平成23年度に引き続いて、財政データの収集と分析は着実に進んでおり、以下に示すように分析の第一段階は完了しつつある。
褐色脂肪不活性による安静時代謝低下は骨格筋の食事誘発性熱産生亢進で補えるか

ヒトの褐色脂肪組織は新生児に多く,加齢に伴い減少し,成人では褐色脂肪組織量に個人差がみられることが組織解剖学的にも示されている.本研究では褐色脂肪組織量減少と骨格筋量減少の両者により全身の食事誘発性熱産生(以下DIT)が減少するために,肥満が助長されるのではないかという仮説を検証し,褐色脂肪組織量が減少していても骨格筋のDITを増加させることで安静時エネルギー消費量の低下を抑制し,肥満を予防できる可能性について明らかにすることを目的とした.本年度は「褐色脂肪組織量の個人差と骨格筋DITおよび全身DITとの関連性の解明」をテーマとし,生活習慣病などの既往歴のない健康な大学生を対象とする.褐色脂肪組織は,時間分解近赤外分光装置(浜松ホトニクス製TRS-20,以下NIRTRS)を用いて,安静室温環境下で鎖骨上窩の吸収係数(μa),μs',光路長,酸素化ヘモグロビン(以下Hb),脱酸素化Hb,総-Hbを測定する.骨格筋DITは,近赤外連続光分光装置(浜松ホトニクス製NIRO-200,以下NIRCWS)を用いて,前腕屈筋群にNIRCWSのプローブを,上腕部に加圧帯を装着し,一時的動脈血遮断法(Hamaoka et al.1996)にて行う.安静時および実験食摂取後の筋酸素消費量を測定し,両者の差から骨格筋DITを算出する.全身DITは,呼気ガス分析装置にて安静時と実験食摂取後の酸素摂取量,呼吸交換比を測定し,全身DITとエネルギー基質(糖質と脂質)割合を求める.食事前後の血液検査は,安静時および実験食摂取後(1時間,2時間後)に,指先より微量採血し,小型迅速生化学測定装置にて,血糖値と血中中性脂肪濃度を測定する.現在,予備実験を終了し,今後本実験を遂行する予定である.血中指標の測定装置の購入,実験用のリクライニングベッドの手配等,実験室の環境整備が遅れたことと,学内の研究倫理審査への申請,承認を得るのが遅れたことが主な理由である.研究倫理審査については,学内でヒトを対象とした採血に関する事例が少なく,審査書類の作成や審査過程に時間を要したが,本研究課題に関して来年度以降に予定している実験内容全てについて一括申請し,承認を得ることができたので,今後は順次実験を遂行することができる.ヒトの褐色脂肪組織は新生児に多く,加齢に伴い減少し,成人では褐色脂肪組織量に個人差がみられることが組織解剖学的にも示されている.本研究では褐色脂肪組織量減少と骨格筋量減少の両者により全身の食事誘発性熱産生(以下DIT)が減少するために,肥満が助長されるのではないかという仮説を検証し,褐色脂肪組織量が減少していても骨格筋のDITを増加させることで安静時エネルギー消費量の低下を抑制し,肥満を予防できる可能性について明らかにすることを目的とした.本年度は「褐色脂肪組織量の個人差と骨格筋DITおよび全身DITとの関連性の解明」をテーマとし,生活習慣病などの既往歴のない健康な大学生を対象とする.褐色脂肪組織は,時間分解近赤外分光装置(浜松ホトニクス製TRS-20,以下NIRTRS)を用いて,安静室温環境下で鎖骨上窩の吸収係数(μa),μs',光路長,酸素化ヘモグロビン(以下Hb),脱酸素化Hb,総-Hbを測定する.骨格筋DITは,近赤外連続光分光装置(浜松ホトニクス製NIRO-200,以下NIRCWS)を用いて,前腕屈筋群にNIRCWSのプローブを,上腕部に加圧帯を装着し,一時的動脈血遮断法(Hamaoka et al.1996)にて行う.安静時および実験食摂取後の筋酸素消費量を測定し,両者の差から骨格筋DITを算出する.全身DITは,呼気ガス分析装置にて安静時と実験食摂取後の酸素摂取量,呼吸交換比を測定し,全身DITとエネルギー基質(糖質と脂質)割合を求める.食事前後の血液検査は,安静時および実験食摂取後(1時間,2時間後)に,指先より微量採血し,小型迅速生化学測定装置にて,血糖値と血中中性脂肪濃度を測定する.現在,予備実験を終了し,今後本実験を遂行する予定である.血中指標の測定装置の購入,実験用のリクライニングベッドの手配等,実験室の環境整備が遅れたことと,学内の研究倫理審査への申請,承認を得るのが遅れたことが主な理由である.研究倫理審査については,学内でヒトを対象とした採血に関する事例が少なく,審査書類の作成や審査過程に時間を要したが,本研究課題に関して来年度以降に予定している実験内容全てについて一括申請し,承認を得ることができたので,今後は順次実験を遂行することができる.研究倫理審査の承認を得るのに時間がかかり,予定より実験の実施が遅れたために,人件費・謝金等で次年度使用額が生じた.研究倫理審査では既に承認が得られたので,次年度速やかに実験を遂行する予定である.
幼児・児童における未来型能力育成システムならびに指導者教育システムの開発

本研究では、21世紀に生き、開拓する21世紀型能力を中核に、幼児・児童における未来型能力、幼児・児童における未来型能力の育成、未来型能力を指導できる指導者の育成の3段階にわたる研究を、既存研究の検討整理、独自の調査、研究を踏まえて、社会貢献する成果としてまとめた。初年度から2年度にかけて21世紀型の幼児像を様々な能力領域で明らかにし、2年度から3年度にかけて、各領域で、これらの能力を育成するシステムを設計試行評価し、さらに、能力育成を指導する指導者の教育システムを検討、整理、設計、試行実施した。21世紀に要求される未来型の幼児・児童の新たな能力の分析をし、その達成基準を設定し、育成カリキュラム、指導ガイド、マルティメディア教材の制作、ならびに、試行、実践、形成的評価、改善を行い、保護者、保育者・教員、保育者・教員志望者向けの教育システムを構築することを大目的として、並行して研究を行う研究班を構成し、それぞれの目的に応じて研究を進め、定期的に総括しながら進めてきた。本研究は、(1)子どもの能力育成(未来型幼児・児童の能力育成)についてと、(2)指導者(保護者、現職保育者・教員)の能力や資質を対象とした指導能力育成教育システムの構築についての2側面を持つ。これらの2側面を踏まえて、6分野にわたる研究班(A異文化理解・ことば、B創造的活動・表現力・問題解決能力、Cこころと体の健康・安全、D情報教育・ICTモラル、E教育メディア・ICT活用、F地域連携)を組織した。1本年度は、(1)を中心に取り組みながら、(2)の準備を進めるものとしてスタートしたが、その一方で学士課程教育の確立に向けての本学の教育目標(学士力)の検討などが行われる中、むしろ、(2)の側面についての研究を先行させる必要が生じ、各研究班毎に指導者養成にむけての資質や能力についての研究を進めた。2指導者の資質や能力についての研究準備前述のとおり、(2)については、未来型の幼児・児童の能力育成を指導する指導者の指導能力の分析、達成標準の設定、マルティメディア教材の設計の準備に取りかかり、保護者、現職保育者・教員、保育者・教員志望者を対象とした調査を一部進めつつ、平行してその資質や能力の指標の策定に向けた研究を先行させた。3調査研究基礎資料収集のため、既存の文献、国内国外の研究事例についての調査をすすめた。さらに、足立区を中心に、保護者や現職の保育者・教員に対して、アンケートや訪問面接を実施し、未来型の幼児・児童に期待する人間像について調査分析も行った。平成21年度は、最終研究目的達成に向かって、ことば・異文化理解、情報教育・情報モラル、教育情報活用、創造・表現、こころとからだの健康・安全(地域連携)、こどもの世界観の6班に分かれて、幼児の心とからだの発達の様相を探った。一部は、能力育成の構成要素の研究開発にまで進んだ。主な成果は、167ページに及ぶ「こどもがみ・え・る」という表題の単行本として、19種類のこどもの認知、ルール理解、道徳、運動、集団活動などの発達基準にかかわる考えや振る舞いの特徴について、実験、観察、アンケート調査、ヒアリング等による知見を整理し、さらに最近の喫緊の課題である、幼児の安全、幼児とメディア、家庭環境の実情に関する調査結果等を加えて公刊した。主な実験観察については、3,4,5歳の発達による特徴を、前後の位置関係、部分全体関係、時間経過等の理解、行動空間の記憶、模倣行動、身体、絵画、制作による表現、絵本の理解、見る・聞くの差、道具の使い方、ごっこ遊びのルール、奇数と序数、遊びの役割等の観点から調べ、整理しまとめた。そのほか、各班は、それぞれの分担するこどもの能力の発達に関して、調査研究をし、報告書、雑誌、学会等で発表した。多くの保育園、幼稚園、学校、幼児、児童、保護者、教員、行政、大学の協力が得られ、円滑に研究を進行することができた。最終年度におけるまとめの課題である、未来の子ども像を目指す指導力養成、未来型子ともの表現能力、ことばの発達、外国語能力、異文化理解能力、情報モラル、情報メディアの活用能力、学習能力等の諸能力の育成法、ならびに、これらの能力を備えた指導者能力の養成プログラムの構想の基礎となる成果を上げることができた。本研究では、21世紀に生き、開拓する21世紀型能力を中核に、幼児・児童における未来型能力、幼児・児童における未来型能力の育成、未来型能力を指導できる指導者の育成の3段階にわたる研究を、既存研究の検討整理、独自の調査、研究、を踏まえて、社会貢献する成果をまとめた。最終年度の本年度は、前年度までに文献、実験、調査により明らかになった幼児・児童における未来型能力の構造を踏まえ、これらの能力の育成方法や、それらの育成方法を指導する指導者の育成システムの構築、提案並びに実践や効果評価を行い、その成果を報告書にまとめた。

発達心理学、認知心理学、学習心理学、臨床心理学、犯罪心理学、社会心理学、評価研究、メディア研究、幼児教育、保育、教科教育、情報教育、表現研究、コミュニケーション研究、など多様な専門領域の研究者が連携し、研究テーマに沿った数々の興味深い成果が得られた。取り上げた代表的な能力は、思考力および想像力をはぐくむことば、コミュニケーション能力の基礎となる自己認識力と他者認識力、物語理解、情報処理力、空間認知能力、感受性、自然理解、形の切り抜き、粘土遊びなどの技能、外国語理解、異文化理解、数の理解、身体表現力、善悪判断能力などであった。それぞれの能力、技能について、なぜ大切であるかの理由を明らかにしたうえで、上述の3段階にわたる研究成果を報告書にまとめた。加えて、大人の目線から、子どもを取り巻く能力技能をはぐくむ環境、教育機関、地域の働きを分析している。最近大きな関心を集めている、メディア環境、ICTを巡る環境、情報モラル、未来に生きる子どもへの期待についても取り上げ、研究開発の現状把握、新たな指導者育成システムの提言、構築、試行実施し、成果を上げた。