hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学習者コーパスに基づいたCEFR準拠評価ルーブリックとCan-Doリストの開発

所属機関の2018年度新カリキュラムへの移行を踏まえて研究計画を立てていたが、カリキュラム開発に想定以上の時間と労力がかかり、パイロット調査等の負担も生じたため、新規のデータ収集等は行わず、これまでに収集したデータの整理と分析及びコーパス研究手法の調査を実施した。本研究では、ライティング及びスピーキング学習者コーパスを構築し、学習者の実際のパフォーマンスの基準特性に基づいたヨーロッパ言語共通参照枠(CEFR)に準拠した産出能力評価のためのルーブリックを開発することを目的とする。また、学習者コーパスデータに基づいて、学習者が目標とするCEFRレベルに到達する過程を段階的な能力記述文で示したCan-Doリストを記述的に開発し、それと連動させて自律学習支援のために学習者コーパスをポートフォリオ的に利用することも目的とする。最終年度の今年度はこれまでのデータを再度分析して、チェックリストやルーブリックとCEFRレベルとの関連づけを見直すとともに、新カリキュラムで21世紀型スキルに対応して作成されたスピーキング評価ルーブリックの評価データ(231名)を収集し、CEFRレベルとの関連を分析した。データでは中間評価[survey]と期末評価[presentation]のタスクタイプごとの分析も行った。本科研による学習者コーパス構築で、今後に予定されている改組に向けて、CEFRに準拠したカリキュラム改善・開発のための基盤を得ることができた。さらに最終年度にあたり、さらなる継続的なコーパス収集及びポートフォリオ評価促進のためのポータルシステム開発を行う予定であったが、学内環境が整わなかったことから、開発は見送りとなった。学内の予算等を確保しながら、本研究の知見を活かして、今後のカリキュラム開発において、ポートフォリオシステムの構築を計画していく予定である。同一個人による学習者データの継続的な収集は困難であることが予測されるものの、中間テストによるプロセスライティングと期末テストでの時間内でのライティングのデータを比較することは可能であり、横断的分析から得られた知見をもとにして試験的な分析を行う。また、CEFR指標に基づいて同一レベル間での音声及び作文データの比較を行う。これまでに収集したコーパスデータをもとにして、CEFRレベルごとの作文と音声データを再度統一ルーブリックをもとにして評価を行い、レベルを判別する基準特性の注釈付きのパフォーマンスベンチマークの作成を目指す。また、分析の結果をもとに統一ルーブリック及び到達目標Can-Doリストの改訂を行う。協力者の一人が進めているコーパスの自動分析・評価システムの応用可能性を探りつつ、CEFRのレベル別語彙や文法項目を参照して、ライティング及びスピーキング学習者コーパスのさらなる分析を行い、2019年度の新カリキュラム完成年度に向けたエビデンスに基づいたCEFR準拠のルーブリックとCan-Doリストの開発を行う。
ウシの皮下、腹腔内および筋肉内脂肪組織での遺伝子発現の定量的解析

本研究では、ウシの皮下、腹腔内および筋肉内の各肪組織の生化学的性質の違いを遺伝子発現の面から検討すること、これらの脂肪組織の形成に対するビタミンA作用の違いを明らかにすることを目的として、脂肪細胞分化に関与する因子のクローニングとその発現の半定量的解析を行った。まず、ビタミンA(レチノイン酸)の作用を仲介するレチノイン酸レセブター(RARα,β,γ,RXRoα,β,γの計6種類)のクローニングを行った。昨年既にウシ脂肪組織cDNAライブラリーよりRXRγを単離しているが、今年度は脂肪および肝臓より精製したRNAを用い、RT-PCR法により残りの5種類についてクローニングを行った。その結果、いずれも部分長ながら5種類全てについてcDNAが単離された。単離された6種のウシRAR・RXRはヒトやマウスのものアミノ酸配列においてと95%以上の高い相同性を示した。現在全長のcDNAのクローニングを続けている。また、脂肪細胞分化を促進する転写因子であり、RXRとヘテロ二量体を形成して機能することが知られているPPARγについて、ウシにおいて5'末端の配列のみが異なる3種類のアイソフォーム(γ1a,γ1b,γ2)が存在することを明らかにした。この3種のアイソフォームをモデルとしてRT-PCRを利用した半定量的な遺伝子の発現量の解析法について検討した。濃度既知のそれぞれのアイソフォームcDNAを鋳型として検量線を作製しPCR産物を定量した結果、腎周囲脂肪ではγ1aとγ1bが同程度に、γ2がその6割程度発現していることを明らかにした。ウシの皮下、腹腔内および筋肉内の各脂肪組織の生化学的性質の違いを遺伝子発現の面から検討することを目的として、まず脂肪細胞分化に関与する因子のクローニングを行った。レチノイン酸は脂肪細胞分化を抑制することが知られている。そこで、レチノイン酸の作用を仲介するレチノイン酸レセプターのクローニングを行った。レチノイン酸レセプターにはRARα,β,γ、RXRα,β,γの計6種類の遺伝子が報告されている。これらの多くが肝臓で発現していることから、ウシ肝臓よりcDNAライブラリーを作製しRT-PCRにより増幅したマウスPARγおよびRXRαをプローブとしてスクリーニングを行った。また、これと同時にウシ脂肪組織cDNAライブラリーについてもスクリーニングを行った。その結果、脂肪組織cDNAライブラリーからRXRγクローンが単離された。今後ウシRXRγの全塩基配列を決定するとともに、この他の5種類のレセプターのクローニングを進める必要がある。既にクローニングしている脂肪細胞分化を促進する核内レセプターPPARγについて、5'RACE法により5'末端領域の配列が異なるアイソフォームのクローニングを行ったところ、5種類のcDNAが得られた。マウスやヒトではγ1とγ2の2種類のアイソフォームのみが報告されているだけであり、今回得られた5種類のアイソフォームがウシに特異的なものであるかどうか検討が必要である。またこれらのアイソフォームの発言の組織特異性についてもRT-PCRにより検討を行ったが、それぞれのアイソフォームを明確に区別することができておらず、PCRに用いるプライマーの配列を含めさらに検討が必要である。脂肪細胞分化を制御する因子のクローニングは順調に進んでいる。また、いくつかの遺伝子については既にDNA配列のデータベースに登録されている。今後、これらの塩基配列を基にPCRプライマーを設定し、定量的なRT-PCR法によりウシの皮下、腹腔内および筋肉内の各脂肪組織での遺伝子発現の相違を検討していく。
マイクロ波/ミリ波エレクトロニクスのための非晶質酸化物半導体共鳴トンネル素子

本研究の目的は、移動度の小さい非晶質酸化物半導体を用いて高性能な共鳴トンネル素子(RTD)を作製し、マイクロ波/ミリ波エレクトロニクスの基礎を作ることにある。非晶質酸化物半導体は、散乱頻度が高いため、移動度が小さく、高周波トランジスタを作るのは難しい。しかし、有効質量は比較的小さく、量子効果の発現は可能である。特にRTDは、散乱頻度が高くても、逐次トンネルの効果により十分に高性能な素子が作製可能と考えられる。その動作速度は、移動度ではなく、有効質量、及び、それに依存する電流密度で決まるため、高周波動作も可能である。本研究では、非晶質酸化物半導体によるRTDを実現し、その高周波回路への適用性を実証する。本年は、昨年に引き続き、RTDの基盤となるバリア層の評価を行うためのnin型ダイオードの試作を行った。まず、昨年度に問題となっていた、下部電極の平坦性を解決するとともに、エッチング条件を改善し、良好なダイオード構造の作製を可能とした。このプロセスを用いて、Ga2O3、及び、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)をバリア層としたninダイオードを作製した。Ga2O3は半導体層として用いたIn2O3と同様な酸化物半導体であるが、バンドギャップが大きく、バリア層としての働きが期待できる。また、HMDSは自己組織化単分子膜を形成する有機物質であり、バリア層として用いることができれば、薄く、均一な構造が形成できる可能性がある。作製したninダイオードの電流-電圧特性を測定し、バリア層をトンネルする電流からなると考えられる非線形な特性を得た。特に原点付近の抵抗率はバリアのないダイオードに比較して明らかに増大しており、両者ともバリア層として機能することを確認できた。現在、RTD特性の確認を目指し、これを二重バリア層に拡張する方向で実験を進めている。本年は、まず本研究の基盤となる非晶質酸化物半導体の成膜技術について検討を行った。材料としては、比較的有効質量が小さく、大きな量子効果が期待できるIn2O3を用いた。硝酸インジウム溶液の多層スピンコート法による成膜条件を検討し、平坦な半導体薄膜の形成を可能とした。このとき、特に、スピンコート前のオゾンアッシングが表面平坦性に大きな効果があることを見出した。その条件を最適化することにより、一回のスピンコートあたり、7-8nmの平坦な薄膜形成を可能とし、RTD作製のための基本的な条件を明らかにできた。また、これを5層堆積した薄膜(厚さ約40nm)において、TLM測定を行い、シート抵抗650 kΩ/□を得た。これは十分なキャリア濃度を持つことを示しており、RTDのエミッタ、コレクタ層に使用できると考えている。比較のため、スパッタ法による薄膜体積も予定していたが、そちらは装置の故障により進んでいない。ただし、溶液プロセスに関しては、すでに、バリア層の実験も開始しており、順調に進んでいる。本年は、昨年に引き続き、In2O3の成膜技術の検討を進めた。また、RTDの基盤となるバリア層の評価を行うためのnin型ダイオードの試作を行った。ダイオード構造の作製には、酸化物半導体層の下部に電極層が必要となる。まず、下部電極としてエッチングに強い金を用いて試作を行ったが、その蒸着膜に平坦性の問題があり、作製したダイオードはほとんどショート状態であった。これを解決するため、比較的平坦な成膜が可能なTiを下部電極に用いることとした。しかし、この場合、酸化物半導体とのエッチング比が取れないと言うプロセス上の問題がある。これを解決するための検討を行い、バリア層評価のためのデバイス構造、プロセス条件を明らかにした。現在、その試作を行っている。一方、成膜技術に関しては、膜質評価用の電界効果型トランジスタを作製し、その移動度評価を行った。移動度としては0.4 cm2/(Vs)程度の値が得られ、溶液法としては良好な値が得られた。また、これから、電子濃度は10^18 cm-3程度の値が推定され、RTDの作製には問題ないと考えている。

デバイスプロセスに必須な装置である、レーザー露光装置、蒸着装置に不具合が生じ、その修理に時間がかかったため。本研究の目的は、移動度の小さい非晶質酸化物半導体を用いて高性能な共鳴トンネル素子(RTD)を作製し、マイクロ波/ミリ波エレクトロニクスの基礎を作ることにある。非晶質酸化物半導体は、散乱頻度が高いため、移動度が小さく、高周波トランジスタを作るのは難しい。しかし、有効質量は比較的小さく、量子効果の発現は可能である。特にRTDは、散乱頻度が高くても、逐次トンネルの効果により十分に高性能な素子が作製可能と考えられる。その動作速度は、移動度ではなく、有効質量、及び、それに依存する電流密度で決まるため、高周波動作も可能である。本研究では、非晶質酸化物半導体によるRTDを実現し、その高周波回路への適用性を実証する。本年は、昨年に引き続き、RTDの基盤となるバリア層の評価を行うためのnin型ダイオードの試作を行った。まず、昨年度に問題となっていた、下部電極の平坦性を解決するとともに、エッチング条件を改善し、良好なダイオード構造の作製を可能とした。このプロセスを用いて、Ga2O3、及び、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)をバリア層としたninダイオードを作製した。Ga2O3は半導体層として用いたIn2O3と同様な酸化物半導体であるが、バンドギャップが大きく、バリア層としての働きが期待できる。また、HMDSは自己組織化単分子膜を形成する有機物質であり、バリア層として用いることができれば、薄く、均一な構造が形成できる可能性がある。作製したninダイオードの電流-電圧特性を測定し、バリア層をトンネルする電流からなると考えられる非線形な特性を得た。特に原点付近の抵抗率はバリアのないダイオードに比較して明らかに増大しており、両者ともバリア層として機能することを確認できた。現在、RTD特性の確認を目指し、これを二重バリア層に拡張する方向で実験を進めている。まずは、溶液プロセスに注力し、特にバリア層に関して研究を進める。バリア層としては、同じ酸化物であるGa2O3、及び、自己組織化単分子膜であるHMDSを中心に検討を進める。まずは、バリア1層のninダイオードを試作し、その電子顕微鏡による構造評価や、電流-電圧特性、容量-電圧特性評価を行い、バリア高さや厚さに関する情報を得る。その後、これらを用いた二重量子井戸構造へ展開していく。装置の不具合も直ったので、計画通り、ninダイオードの試作を行い、バリア層の評価を行う。それに引き続き、RTDを試作する。スパッタ装置故障のため、年度途中で研究計画の見直しを行い、液相プロセス主体の研究に切り替えた。その結果、今年度は薄膜形成条件の検討が主となり、プロセス用材料、薬品の購入が必要なくなった。また、成果報告費についても来年度に繰り越した。(理由)装置故障のため、実験計画に遅れが生じたため。(使用計画)現在、装置修理も終わり、本格的なデバイスプロセスを開始する予定である。繰り越した助成金はこのための消耗品類、測定用備品類の購入に当てる。また学会参加費や論文投稿紐見込んでいる。
小学校低学年児童の捕球動作り発生と習熟のための教材づくり

多種多様にある「捕る」ことから、両手で、しかも移動して「胸で抱え込むようにして捕る」動きを取り上げ実践的に考察をすすめ、運動指導の改善に向けた基礎資料を提供することを目的とした。具体的には、移動して「胸で抱え込むようにして捕る」動きの発生を意図して、3つの教材(対象物の動きに合わせて、自分も動くという経験をさせることを意図した「トンネルコロコロゲーム」、胸に抱え込むようにして捕るのと類似した動きを経験させることを意図した「エプロンキャッチゲーム」、「エプロン」のように〓助具を用いずに,しかも空中を飛んでくるボールを移動しながら捕る動きの発生を意図した「ロケット投げキャッチゲーム」)づくりを行った。実践においては、上記で述べた3つの教材を小学校1年生の7時間の単元に位置づけ、児童の動きをVTRで記録し分析考察を行った。「トンネルコロコロゲーム」では、転がってくるボールの軌道を先読みして動けるようになった。「エプロンキャッチゲーム」では、「胸で抱え込む」動きを動感化することができ、エプロンなしでも捕れるようになった。「ロケット投げキャッチゲーム」では、自分の体幹より前に落ちるボールについては、ボール軌道の先読みをしながら、移動してボールを捕れるようになった。このように、単元前には移動しながら「胸で抱え込む」ような捕りかたができなかった5名の子どもが、不安定さはあるものの全身を関与させながらできるようになった。ボールを捕る動きの研究が、動作分析研究にとどまっている現状において、本研究はボールを捕る動きの発生を意図した指導法の研究に寄与するとともに、ボールが捕れない、捕れないために実質的なボールゲームへの参加ができない子どもの解消が期待できる。また捕る動きは、バレーボールのレシーブ・アタックの動きやボールを打つ動きと類縁性があり、これらの動きの発生・習熟研究にも寄与できると考える。
LB法を利用した無機・有機ハイブリッド薄膜の製造と光エネルギー変換機能の開発

本研究では、新規な光機能界面の構築のために以下のテーマを進めた:(1)粘土鉱物等の層状酸化物を剥離して得られる単一層膜を修飾膜に用いて機能性電極を開発する;(2)光機能を有するキラルな金属錯体を用いてコレステリック液晶相の光誘起構造変化を実現する;(3)粘土鉱物とキラル錯体との付加物を吸着剤とした不斉反応の開発を行う。物質問に形成される界面では、ナノメートルスケールでの構造制御が物性と機能の発現に本質的重要性をもつ。以上のことを研究目的として研究を行った。(1)粘土薄膜と(Δ-[Os(phen)_3]^<2+>)との複合膜で修飾したITO電極で溶液中の1,1'-ビナフトールをその絶対配置を含めて検出できた。さらに、両親媒性白金錯体(II)(第4班:加藤昌子氏との共同研究)と我々の研究室で合成した両親媒性Ru(II)錯体との交互積層膜を製造し、可視光を照射して光エネルギーから電気エネルギーへの変換を行うことを試みた。(2)アゾ基を有するRu(II)錯体を合成し,金属錯体のΔΛ異性とアゾ基によるシスートランス光異性化を組み合わせることによって新規な光機能性材料を開発した。(第3斑:栄長泰明氏との共同研究)ピッチ長の変わる液晶相に対して円二色性振動スペクトル(VCD)測定を行い、ピッチ長変化の直接追跡を試みた。(3)粘土鉱物とキラルな光増感錯体([Ru(bpy)_3]^<2+>)との複合体を用いて、これに吸着した有機分子(不斉炭素を有するフェニルスルフィド誘導体)の対応するスルフォキシドへの光酸素化反応をおこなった。錯体が粘土に吸着し不均一化した系で初めてスルフォキシドが不斉に合成された。本研究では、金属錯体をテンプレートにしたラングミュア・ブロジェット(LB)法を行い、機械的に強固な有機・無機ハイブリッド薄膜を製造し、それを用いた光感応性センサを開発することを目指した。すなわち単層剥離した粘土分散液上にRu(II)ポリピリジル錯体からなる陽イオン性両親媒性金属錯体の単分子膜を形成させ、粘土粒子(陰イオン)を静電相互作用により下層から吸着させた。その結果、粘土1層に裏打ちされた粘土・金属錯体ハイブリッド膜が形成されることがわかった。得られたハイブリッド膜を水面上から固体基板に累積し、その構造を各種分光法(AFM、外部反射赤外分光法、in-plane XRDおよび鏡面X線反射法)によって解析した。さらに、機能性分子(金属錯体)を任意の順序で積層した層状化合物を形成した。この方法によって製造した膜を電極基板上に累積し、機能性修飾電極として用いた。特に、光イオン化によって生じたRu(III)錯体の再還元を効率的に行う条件を確立した。また、同じ修飾電極を光照射し、得られた光電流の大きさによってキラル分子の検出を試みた。その結果、Ru(II)ポリピリジル錯体と粘土薄膜との複合膜で修飾したITO電極はキラル分子として1,1'-ビナフトールの絶対配置を含めて検出できることが解った。すなわち、Δ-Os(phen)2+/粘土単一層膜で修飾したITO電極は、0.1MNaClO4水溶液中のR-1,1'-ビナフトール(0.1mM)を同じ濃度のS-

1,1'-ビナフトールよりも光照射下で約1.5倍大きな速度で酸化することがわかった。本研究では、層状無機酸化物と金属錯体との複合膜を用いて、光機能性センサー膜の構築をめざした。そのためにまず、粘土粒子が水中で無限膨潤することを利用したラングミュア・ブロジェット法による粘土単一層超薄膜および人工積層した粘土多層膜の製造を行った。つぎに、そのようにして製造された構造規則性を有する粘土層積膜を用いて、電気化学測定によって電流値の大きさからキラルな有機分子の同定を行った。行った実験は以下のとおりである。有機長鎖アルキルアンモニウムの単分子膜を水相上に形成した。水相中には、単層剥離したナトリウムモンモリロナイトが含まれる。これをシリコン基板にZ膜として積層した後、メタノール中に浸し有機層を取り除いた。その後あらたに、水溶性のRu(II)錯体([Ru(phen)_3](ClO_4)_2)を含む水溶液に漬けこの錯体を吸着させた。これら各段階で得られた薄膜をAFM、外部反射赤外分光法、in-plane XRDおよび鏡面X線反射法によって解析した。その結果、シリコン酸化膜上に形成されたモンモリロナイト単一層膜の上に水溶性の金属錯体が吸着し単分子層を形成することが確認された。また、同様な修飾電極を光照射し、得られた光電流の大きさによってキラル分子の検出を試みた。その結果、Ru(II)ポリピリジル錯体と粘土薄膜との複合膜で修飾したITO電極はキラル分子として1,1'-ビナフトールの絶対配置を含めて検出できることが解った。(宮下)金属ナノ粒子・高分子ナハイブリッドナノシート集積体の構築を目指した。そのために、ルテニウム錯体やフェロセン等を含有する高分子ナノシートをラングミュアー・ブロジェット法により作製し、方向制御された光電子移動システムの構築を行った。さらに、このようなナノ領域での光機能界面での光機能発現のため、金、銀などのナノ粒子系とナノシートのハイブリッド系を構築し、表面プラズモンを利用した効果的な光励起法について検討した。本予算で偏向顕微鏡を購入し、膜表面の観察を行った。(山岸)本研究では、水中に分散した粘土粒子と両親媒性分子とのハイブリッド膜をラングミュア・ブロジェット法によって製造し、光電流をモニターする電気化学測定によって溶液中のキラル分子の検出を行うことを第一の目的とした。これについては、前年度の成果をもとにより広範囲の分子について、検出感度、不斉識別能の検討を行うことができた。第二の試みとしては、粘土鉱物とキラル錯体との付加物を光増感時として有機分子の不斉合成を行うことを目指した。本年度は、2個の不斉中心を有するスルフォキシドの合成を試みた。その結果、最高で50%程度の光学収率で光不斉酸素化を実現できた。これは無機担体を用いた初めての光不斉合成である。第三の試みとして、キラルな金属錯体をドーパントに用いて、光応答するキラルネマチック相の構築を行った。このために光ラセミ化するCr(III)錯体を合成し、光照射によってキラルネマチック相の螺旋ピッチが大きく変化することを見出した。今後はこれを用いた光メモリーへの応用を目指している。(宮下)ITOガラス基板上にルテニウム錯体と銀ナノ粒子を有するハイブリッド高分子ナノシート集積体を構築し、ルテニウム錯体励起による光電流の大幅な増加が観察された。銀ナノ粒子近傍に発生する表面プラズモン共鳴による電場増幅効果を達成することができた。銀ナノ粒子のみの場合では光電流が検出されず、銀ナノ粒子直接の光電流の寄与はないことがわかった。
ひく行為が対人関係に与える影響についての重層的集団構造と比較文化的研究

集団の中の人間関係において、従来、受動的行動として取り扱われてきた同調行動を、本研究では、人間が対人関係を円滑にするため能動的に選択する主体的な行動(能動的同調と呼ぶ)として捉えた。平成8年度は、比較文化的研究として、イギリスと日本での能動的同調についての調査を行った。その結果を踏まえて、平成9年度は、このような対人関係方略のメカニズムをしらべるため、集団心理実験装置を用いて小集団実験を行った。そして、意見対立の中で人が、あえて能動的同調を行う条件を調べた。さて、能動的同調は対人関係を重視して選択される行動であるので、周りの集団や他者の意見の変化に応じて生じると考えた。そこで、集団内の他者の意見が時間的に変化していくパターンを2条件設定し、能動的同調の出現率を調べた。5人集団の中の自分以外の4人が徐々に意見を一致させていく実験操作を行う。その一致パターンに一貫性があり、この先の集団意見が一致していく方向が予測される条件、2)他者4人の動きに一貫性がないため、集団意見の一致していく方向が予測されにくい条件。被害者54名。5人1集団。コンピュータによるクラッチフィールド型実験装置。その結果、自分以外の他者の意見の一致からくる社会的圧力が同じであるにも関わらず、集団意見が一致していく方向が予測されやすい1)の条件では、2)の条件より能動的同調が早くから始まることが見られた。集団の中の人間関係において、従来受動的行動として取り扱われてきた同調行動を、本研究は人間が対人関係において、能動的に選択する主体的な行動としてとらえる。そして、長期的な関係の続く集団において、このような、ひく行為がどのように生じるか、また、ひく行為がどう受け取られるかについて、検討する。本年度は、まず、このような能動的ひく行為が、日本特有のものか、あるいは他国でもみられるものかについて、検討した。被験者277名(イギリス103名、日本174名)による質問調査。結果は、次の通り。1。複数の意見がでて、まとまらないとき、ひく行為は、イギリスにおいても、日本同様、出現する。2。ひく行為をどう受け取るか:ひく行為は、協調的、ポジティブ、能動的、快であると認知される。この傾向は、状況の時間的な緊急度が高くなると、さらに高まる。年齢が高くなると、より、ひく行為は、能動的な行為と受け取られる。さらに、ひく行為をすると、長期的にはメリットもあるとの予測も、日本同様、イギリスにおいても、見られた。このような対人関係方略のメカニズムをしらべるため、来年度は、実験室に小集団を作り、集団心理実験装置を用いて、意見対立の中で人が、あえて自己意見をひく状況についての実験を行う予定である。被害者54名。5人1集団。
格子上の非摂動論的な繰り込みの実践

非摂動論的な繰り込みをキーワードとして格子QCDにおける各種パラメータの決定と、有限温度密度QCDにおける相転移現象への応用について研究を行った。特に以下の5テーマについて研究を行った。1.stepscaling functionの格子間隔依存性を小さく保つ性質の良い格子作用の探索。2.smearingを導入したクォーク作用における改良項に対する非摂動論的な補正の調査。3.格子上のNf=2+1 QCDにおける非摂動論的な繰り込み。4.Nf=2 QCDにおけるU(1)A対称性の有限温度における回復とそれに伴う相転移次数の変化。5.カノニカル法を用いた有限密度格子QCDにおける相転移現象の研究。今年度は、step scaling function (SSF)の格子間隔依存性が小さく保たれる、性質の良い格子作用の探索を行った。検討すべき項目としては次の二つを設定した。●強結合領域におけるSSFの格子間隔依存性の大きさ。●弱結合領域におけるSSFの格子間隔依存性が摂動のone-loopで記述できているか。格子作用としては、改良されたゲージ作用とclover項を含むWilsonフェルミオン作用を基本として、次の3点に対する比較検討を試みた。●ゲージ作用の改良を摂動論的に行うか、tadpole近似で行うか?●clover項を摂動論的に与えるか、tadpole近似、または非摂動論的に与えるか?●ゲージ場に対してsmearingを行うか?比較対象は、この研究以前に採用された、くりこみ群によって改良されたゲージ作用と非摂動論的なclover項の組み合わせである。今年度はこれらの組み合わせのうち、摂動論的に改良されたゲージ作用と、摂動論的なclover項の組み合わせに対して、調査を行った。その結果、弱結合領域における振る舞いは非常に良いものの、強結合領域における格子間隔依存性は、かえって悪化することが判明した。次のテーマとして、ゲージ場に対するsmearingの効果を調べることが考えられる。Schroedinger functional schemeにおいては、step scaling functionを用いて、各種の物理量の繰り込み群の流れを非摂動論的に追跡できるのであるが、このstep scaling functionを格子上で求めることから、その格子間隔依存性を小さく保つ必要がある.本研究では、格子上で採用する作用の改良により、この要求に応えようと目論んでいる。作用の改良に関しては従来からのO(a)改良に加えて、近年ではsmearされたgauge linkを持つDirac operatorが注目を浴びている。格子間隔依存性を小さく保つという本研究の目的に対してもうまく働くのではないかと期待されている。昨年度は、smearingを導入したクォーク作用の予備的な調査を行った.特にsmearされたgauge linkを持つDirac operatorに対して、本研究に用いるべきO(a)改良されたクォーク作用の具体的な形を求めることをまず第一の目標とした。特に格子上のDirac operatorの内、・hopping termのgauge linkのみをsmearしたクォーク作用・hopping termとclover termの両方をsmearしたクォーク作用について、O(a)改良のためのclover項の係数及び、零質量に相当する質量パラメータの測定を行った.その結果、後者の作用においては、二つのパラメータに対する非摂動論的な補正の効果が小さく抑えられることが判明した.その一方でHMCに用いられるクォークForceの大きさは期待したほど小さくは抑えられていないことが判った。この点からはsmearingの種類を変えた調査の必要性が示唆される。また、これと並行してΔS=-1、ΔI=1/2 4フェルミ演算子の摂動論的なくりこみを完了された.特に4フェルミ演算子のon-shell O(a)改良のための係数を世界で初めて計算した.本研究の目的は、Schrodinger functionalを主軸にして、格子上の非摂動論的な繰り込みと、非摂動論的な繰り込み群の流れを用いた有限温度QCDの相転移次数の研究という二つのテーマに取り組むことにある。第一の目標は、三つのクォークを含んだ格子上のNf=2+1フレーバーQCDにおける各種の重要な物理量をSchroedinger functional処方を用いて非摂動論的に繰り込むことにある。こちらのテーマに関して昨年度はsmearされたgauge linkを持つDirac operatorによるQCDにおいて繰りこみスケールの導入に着手した。具体的にはこの理論におけるSchrodinger functional schemeで繰り込まれたゲージ結合定数の導出に着手した。第二の目標は、QCDの低エネルギー有効理論である中間子有効理論の繰り込み群の流れを調べることにより、QCDの有限温度相転移の次数を決定することにある。こちらに関しては、2個のクォークを含むNf=2 QCDにおいて、SU(2)xSU(2)のカイラル対称性の他にアノマリーで破れていたU(1)A対称性も有限温度で回復する可能性が高いことが、我々の研究から明らかになった。

昨年度はQCDの低エネルギー有効理論の中でorder parameterによるU(1)A対称性の回復を与えるものの具体形を定めて、その相転移の次数を調査した。具体的には摂動展開とε展開を用いて繰り込み群の安定な赤外固定点の存在の有無を調査した。その結果安定な赤外固定点は存在せず、Nf=2 QCDの相転移の次数は一次であることが強く示唆されることが判明した。本研究の目的は、Schrodinger functionalを主軸にして、格子上の非摂動論的な繰り込みと、非摂動論的な繰り込み群の流れを用いた有限温度QCDの相転移次数の研究という二つのテーマに取り組むことにある。第一の目標は、三つのクォークを含んだ格子上のNf=2+1フレーバーQCDにおける各種の重要な物理量をSchroedinger functional処方を用いて非摂動論的に繰り込むことにある。こちらのテーマに関して昨年度は、step scaling function (SSF)の格子間隔依存性が小さく保たれる、性質の良い格子作用の探索を目的として、smearingを導入したクォーク作用におけるclover項に対する非摂動論的な補正の調査を行った。その結果、格子間隔を約1 fmに保った状況で、smearingの回数を変化させた時の、clover項の係数の値を非摂動論的に求めることができた。第二の目標は、QCDの有効理論である中間子理論の繰り込み群の流れを調べることにより、QCDの有限温度相転移の次数を決定することにある。こちらに関しては、2個のクォークを含むNf=2 QCDにおいて、SU(2)xSU(2)のカイラル対称性の他にアノマリーで破れていたU(1)A対称性も有限温度で回復する可能性が高いことが、昨年度の我々の研究から明らかになった。有限温度において回復する対称性の種類は有限温度相転移の次数に強い影響を与え、我々の結論からはNf=2 QCDの相転移の次数は一次であることが強く示唆される。平成25年度までに行った、smearされたgauge linkを持つDirac operatorの非摂動論的な改良の具体的な適用先として、有限密度格子QCDにおける相転移現象の研究を行った。特にsmearingを行ったことの意義としては、従来の数値計算では到達困難であった低温側の領域において安定した計算を行えるようになったことがある。このため低温側において特に顕著となるクォークの閉じ込め-非閉じ込め相転移をはっきりと捉えることができる可能性が高まった。有限密度格子QCDには複素作用の問題、及びその派生としての符合問題と呼ばれる未解決の問題がある。
細胞質表層微小管を制御する情報伝達因子の検索

本研究は、1)細胞質表層微小管に異常をきたした突然変異体の分離と、2)細胞質表層微小管に局在する情報伝達因子の免疫学的同定を目的として行った。前者については、シロイヌナズナで温度感受性変異体のライブラリーを作製し、現在この中から微小管に異常をきたした株をスクリーニング中である。後者に関しては、情報伝達因子の候補としてCdc42タンパク質に関する検討を加えた。Cdc42タンパク質は、細胞極性の制御に関与する分子量約25kDのras類縁の低分子量GTP結合タンパク質である。酵母からほ乳類にいたる広範囲の生物群に存在するが、植物での存在は報告されていない。まず、抗ヒトCdo42抗体を用いウェスタンブロット法により、トウモロコシにこの抗体と反応するタンパク質が存在するか否かを調べた。その結果、2つ(約50kDと約25kD)のバンドがこの抗体に反応することがわかった。蛍光抗体法によりトウモロコシの根端細胞を観察したところ、サイトソルと微小管構造とに蛍光が見られた。微小管に沿う蛍光は細胞周期を通じていずれの微小管構造にも観察され、レーザー顕微鏡により詳細に観察すると、微小管自体の蛍光と異なり、微小管に沿って点在するパターンを示した。Cdc42タンパク質はチューブリンおよび微小管結合タンパク質として知られるEFlαと弱い相同性を示すが、二次元電気泳動-ウェスタンブロット法により、抗ヒトCdo42抗体で認識されるスポットは、抗α、抗βチューブリンおよび抗EF1αいずれの抗体で認識されるスポットとも異っていた。さらに、トウモロコシのcDNA発現ライブラリーから本抗体を用いて25kDと50kDのタンパク質をコードする遺伝子のクローニングを行い、17クローンの候補DNA断片を得ることができた。これらのクローンについて塩基配列を決定しているが、現在までのところヒトのCdc42遺伝子と相同性の高い塩基配列を確認するに至っていない。本研究は、細胞質表層微小管に異常をきたしたシロイヌナズナの突然変異体の分離と細胞質表層微小管に局在する情報伝達因子の免疫学的固定を目的として行っている。前者に関しては、現在、変異体を作製中であり、まだ具体的な成果は得られていない。一方、後者については、微小管にヒトのCdc42タンパク質に対する抗体が反応することを見いだした。Cdc42タンパク質は、細胞極性の制御に関与する分子量約25kDのras類縁低分子量GTP結合タンパク質である。酵母から線虫、ショウジョウバエ、ほ乳類にいたる広範囲の生物群に存在するが、植物での存在は報告されていない。市販の抗ヒトCdc42抗体を用いウェスタンブロット法により、トウモロコシにこの抗体と反応するタンパク質が存在するか否かを調べた。その結果、2つの(約50kDと約25kD)のバンドがこの抗体に反応することがわかった。微小管に沿う蛍光は細胞周期を通じてどの微小管構造にも観察され、レーザー顕微鏡により詳細に観察すると、微小管自体の蛍光と異なり、微小管に沿って点在するパターンを示した。次に、抗体に反応するタンパク質がいかなるものであるかについて検討した。分子量的に25kDのタンパク質は、植物のCdc42タンパク質である可能性がある。一方、50kDのタンパク質は、Cdc42タンパク質がチューブリンと弱い相同性を示すことから、分子量50kDのチューブリンがこの抗体に反応している可能性が考えられた。

しかし、二次元電気泳動ウェスタンブロット法によりこの抗体が認識するのは、α、βいずれのチューブリンとも異なることが明らかとなった。現在、トウモロコシのcDNA発現ライブラリーから本抗体を用いて25kDと50kDのタンパク質をコードする遺伝子をクローニングしている。本研究は、(1)細胞質表層微小管に異常をきたした突然変異体の分離と、(2)細胞質表層微小管に局在する情報伝達因子の免疫学的同定を目的として行った。前者については、現在シロイヌナズナで変異体を作製・スクリーニング中である。後者に関しては、情報伝達因子の候補としてCdc42タンパク質に関する検討を加えた。Cdc42タンパク質は、細胞極性の制御に関与する分子量約25kDのras類縁の低分子量GTP結合タンパク質である。酵母からほ乳類にいたる広範囲の生物群に存在するが、植物での存在は報告されていない。まず、抗ヒトCdc42抗体を用いウェスタンブロット法により、トウモロコシにこの抗体と反応するタンパク質が存在するか否かを調べた。その結果、2つ(約50kDと約25kD)のバンドがこの抗体に反応することがわかった。蛍光抗体法によりトウモロコシの根端細胞を観察したところ、サイトソルと微小管構造とに蛍光が見られた。微小管に沿う蛍光は細胞周期を通じていずれの微小管構造にも観察され、レーザー顕微鏡により詳細に観察すると、微小管自体の蛍光と異なり、微小管に沿って点在するパターンを示した。Cdc42タンパク質はチューブリンおよび微小管結合タンパク質として知られるEF1αと弱い相同性を示すことから、本抗体で認識されたタンパク質が、これらのタンパク質と同一である可能性も考えられた。しかし、二次元電気泳動-ウェスタンブロット法により、抗α、抗βチューブリンおよび抗EF1αいずれの抗体で認識されるスポットとも異っていたことから、新規の微小管結合タンパク質である可能性が示された。さらに、トウモロコシのcDNA発現ライブラリーから本抗体を用いて25kDと50kDのタンパク質をコードする遺伝子のクローニングを行い、17クローンの候補DNA断片を得ることができた。現在、これらのクローンについて順次塩基配列を決定している。
震災復興に向けた自然環境利用型博物館教育システムの構築

東日本大震災により甚大な被害を受けた博物館教育システムを復興させる目的で、体験学習のモデルプログラムを開発した。プログラムは被災地の自然環境と文化財等を利用したもので、被災した博物館でも実施可能となるように開発した。開発の素材とした自然環境の調査はアマモ場や干潟などの浅海域等で行い、教育とともに被災地の復興にも役立つよう工夫した。例えば干潟プログラムは、陸前高田市の干潟再生事業にも資する。プログラムは小学校や博物館の事業としての試験運用を行い、被災地の実情に合わせて改良した。また貸出教材のキット化も行い、13のモデルプログラムを掲載した学校教員向けのガイドブックを1000部印刷し配布した。昨年度、波打ちぎわでの仔稚魚等の採集調査を行った結果を基に、プログラムへの組み込み法や、大潮の干潮時が午前にあたる春季から秋季に実施できるような試験運用法を策定したが、震災被害が大きかった陸前高田市においては、候補地の選定までは行い得なかった。今年度の実地調査によって、当該市における候補地を小友浦旧干拓地とすることが適切と判断し、調査項目を検討した。小友浦は干潟を埋め立てた干拓地であったが、ほとんど利用されないまま大震災の津波被害を受け、その多くが浸水域となったことから、市が干潟の再生を計画している場所である。干潟再生に関連付けた各種調査や観察、保全活動を学習プログラムとすることで、復興とその後の保全活用を強く意識できる学習につながるものと期待される。また、再生後の干潟およびその周辺環境を自然博物館として活用するための受け皿となる地域団体の構築も視野に入れた検討を行い、関係者と協議した。これまでに作成したプログラムの試験運用は、本年度も川をフィールドにして被災小学校において行ったが、震災後3年目を迎えて児童の海への恐れもかなり解消し、海における試験運用も可能と判断された。このため安全確保の方策を立てて、次年度に試験出来るよう協力校と検討を行った。被災文化財修復をプログラムに組み入れて学習素材として活用することについては、実際の作業を行って検討した結果、まず震災によって多くが失われた動植物や化石等の標本を再び作製することが適切と判断され、それに向けた用具等のキット化を被災博物館において行った。標本の作製は、児童生徒が興味を持ちやすいだけではなく、理科などの教科単元を含んでおり、また震災後休止している博物館の教育普及活動としても有用である。浅海域の生態系調査は、岩手県大船渡市三陸町の越喜来湾に設置した定点で行い、主に津波で一旦消失したアマモ場の回復状況や、そこに出現する仔稚魚の動態を調べた。その結果、アマモ場が従来の位置より岸側に延びながら回復して来ていることや、そこに出現した仔稚魚が8目21科34種以上に及ぶことなどが明らかとなった。また、津波による防潮堤の破壊と地盤沈下によって海岸線が陸側に前進した場所では、砂浜の回復につれて出現魚種が増加し、8目15科25種以上を確認した。しかし、海岸侵食防止工事などにより環境改変が続いており、工事以前に出現していた一部の魚種は出現が見られないなど回復とは逆の変化も見られた。これらの調査結果を受けて、被災後の浅海域調査を学習プログラムに組み込む方策や課題について検討した。その結果、波打ちぎわでの仔稚魚等の採集調査がプログラムに組み込む調査として適切で、大潮の干潮時が午前にあたる春季から秋季に実施できるような試験運用法を策定した。また水温や塩分濃度測定、仔稚魚の観察などの項目を教科単元と照らし合わせ、算数や理科の学習にもつなげることが可能であることを確認した。地域の文化や文化財の活用について検討した結果、被災文化財修復作業内容としては、津波被害を受けた資料の脱塩や乾燥等の安定化処理をプログラムに組み入れることが可能であると判断した。しかし、津波被害を受けた文化財処理は人類が初めて直面する課題であるため、学習素材としての活用にはなお検討が必要である。また、プログラムへの組み込みが比較的容易と判断されたのは、震災によって多くが失われた動植物標本を再び作製することや、被災住民の高台移転に伴って本格化する埋蔵文化財の発掘調査の活用である。動植物標本の作製は、児童生徒が興味を持ちやすいだけではなく、理科などの教科単元ともリンクしており、教育普及活動の再開にも繋がる。学習プログラムの土台となる自然環境の調査は、従来の波打ち際および河川におけるものの他、昨年度に選定した海の学習プログラム試験運用場所である陸前高田市の小友浦干拓地跡において環境と生物に関する基礎的な調査を行った。小友浦干拓地は、大津波による干拓堤防の破壊と地盤沈下により半分程度が浸水域になった場所であり、陸前高田市が1/3程度を干潟に再生する計画を立案中である。調査の結果、この浸水域には震災後多くの水生生物が加入し生息するようになっていることが明らかとなり、自然環境を利用した博物館教育プログラムの運用場所として適していると判断された。また、この場所でのプログラム運用は、市が計画している干潟再生事業と連携させることによって、復興に貢献しながら学習できるという市民にとっての力強い動機づけにもなる。さらに、水生生物以外にも天然記念物や絶滅危惧種の鳥類など幅広い学習が可能となる資源を確認し、それを基にした学習プログラムの改良を行った。自然環境利用型学習プログラムの試験運用は、今年度も大船渡市の被災小学校の協力を受けて川の生き物観察プログラムを実施した。

また陸前高田市立博物館の教育普及事業として、化石発掘観察のプログラムを実施した他、NPOの活動の一環として海での学習会を宮城県気仙沼市で行い、プログラムの有用性について検討した。開発した自然環境利用型博物館教育プログラムのうち10個をモデルプログラムとして選定し、ガイドブック(パンフレット)を作成した。ガイドブックは、学習プログラムの活用方法を5段階に分けて案内し、プログラムの選択や準備からまとめと発信にいたるまでを具体的に示したページと、活動内容を記したモデルプログラム、活動に必要な教材を貸出用にキット化したものの案内などから構成されており、三陸の自然と文化について理解しながらの学習に役立つようになっている。東日本大震災の被災地における自然環境や文化財の状況が復興工事などに伴って変化し続けていることなどから、モデルプログラムの内容を被災地の博物館と協議しながら改良したため、自然環境および地域文化利用型博物館教育プログラムガイドブックの印刷が遅れていたが、補助事業期間の延長承認によってプログラムガイドブック「ふるさとまなびナビ」を1000部印刷することができ、陸前高田市、大船渡市、釜石市の小中学校に配布した。ガイドブックは33ページで、掲載したモデルプログラムは13種類である。プログラムは、「みんなで作る!生物マップ」や「潜入!干潟調査隊」のような自然環境を活用したもの、「郷土遺産ガイドをつくろう」や「歌って踊って文化継承」のような地域文化財を活用したもの、「サケをめぐる冒険」や「ため池とぼくらのまち」のような地域と産業を活用したものなど多岐にわたり、小中学校の教員がそれぞれの状況に応じて選択して活用することができる。体験学習の重要性は広く認識されているが、実施へのハードルは高く現場の教員を悩ませている。本研究で作成したガイドブックは、このハードルを少しでも低くするために、プログラムごとに「学習指導要領との関連」や、そのままでも使える「指導計画書」を載せている。さらにガイドブックをより活用しやすいものとすることを目指し、「化石採集セット」や「プランクトン採集セット」といった学校では準備しにくいものや「虫めがね型デジタルカメラ」「複眼めがね」「双眼鏡類」「聴診器」などの五感に訴える観察用機器などの貸出教材を準備した。他にも図鑑類や放射線測定器、ドローンなど様々な教材を準備しており、モデルプログラム選択を容易にする「おすすめプログラムチャート」も掲載した。これにより被災地における教育環境の充実が図られ、博物館の復興にはずみがつくことが期待される。東日本大震災により甚大な被害を受けた博物館教育システムを復興させる目的で、体験学習のモデルプログラムを開発した。プログラムは被災地の自然環境と文化財等を利用したもので、被災した博物館でも実施可能となるように開発した。開発の素材とした自然環境の調査はアマモ場や干潟などの浅海域等で行い、教育とともに被災地の復興にも役立つよう工夫した。例えば干潟プログラムは、陸前高田市の干潟再生事業にも資する。プログラムは小学校や博物館の事業としての試験運用を行い、被災地の実情に合わせて改良した。また貸出教材のキット化も行い、13のモデルプログラムを掲載した学校教員向けのガイドブックを1000部印刷し配布した。
微量元素の必要量と中毒量の検討

本研究は、微量元素(亜鉛、銅、マンガン)や超微量元素(セレン、錫、ゲルマニウム)の必要量と中毒量並びにこれまで知られていない生理作用も併せ明かとし、微量元素の過不足、アンバランスを原因とした疾病予防に寄与することを目的として、以下にような研究を行った。(1)日本人の微量元素摂取量の推定:各年齢層、職種別、男女別に食事調査を実施し、計算値及び実測値から、微量元素必要量(成人男1日量として、マグネシウム300mg、亜鉛15ー20mg、銅1.5mg、マンガン5ー9mgなど)を推移した。(2)これまで測定が困難であった生体試料中超微量元素(セレン、錫、ゲルマニウム)の水素化物加熱原子化法による高感度定量法を開発した。(3)微量元素結合低分子タンパク質であるメタロチオネンの高速液体クロマトグラフを用いた高感度で、簡便な分離・定量法を開発した。(4)動物(ラット)に微量元素含有量(鉄、銅、マンガン、セレン、錫、ゲルマニウム等)の異なった飼料または飲料水を与えて飼育し、生育状態、生理学的検査、血漿生化学検査など種々な検討を加え、(1)鉄欠乏による他の生体内ミネラル栄養状態の変化と相互作用、(2)銅欠乏による貧血、鉄一銅の強い相互作用、(3)セレンの必要量と中毒量の推定、母体と胎児におけるセレン栄養状態の特質、タンパク質欠乏によるセレン欠乏症の増悪化、(4)錫の必須性の証明と他のミネラル栄養との相互作用、(5)2世代にわたるマンガン欠乏飼料による飼育によるマンガン欠乏ラットの作成、マンガンと他の微量元素の相互作用、(6)ゲルマニウム過剰摂取による障害のメスニズムとして血漿中カリウム濃度の低下、脂質系指標の悪化、などを明らかにした。(5)輸液管理下における微量元素(亜鉛、鉄、銅、マンガン、ヨウ素)欠乏症発症について検討し、ヒト経管栄養用微量元素製剤開発の基礎を築いた。(6)びリンパ球などを用いる微量元素(例えばマンガン)栄養状態の新しい評価方法を開発した。(7)日本人、タイ人など健康者、種々の疾患をもつ患者または老齢者(日本人農村、漁村、その他の地域住民または入院患者、及びタイ国農村住民など)の血液中微量元素及びその他のミネラル濃度を測定、また、食事調査から微量元素摂取量を算出し、微量元素栄養状態と老化や各種疾患との関係を明かにした。高血圧症、心疾患、糖尿病など多くの成人病は個人の食生活の歴史の縮図と考えられ、又、癌や感染症の発症でも個人の栄養状態に依存するところが多いことが明らかにされつつある。糖質、タンパク質、脂質の摂取バランス、これらをコントロ-ルするビタミンやミネラル栄養の問題は徐々に明らかにされてきている。そのうち特に、微量元素については、アンバランスな食生活、過度に精製された食品の摂取、近年医療技術の進歩による長期の経管・経腸栄養管理等から微量元素欠乏症発生の可能性がクロ-ズアップされてきている。

しかし、生体内に極微量しか存在しない微量元素は測定の困難さ、混入防止用設備等の問題点があり、また、必要量と中毒量の幅も狭く、それらの研究は急務である。本研究ではこれらの見地から、微量元素(鉄Fe、銅Cu、マンガンMn)や超微量元素(セレンSe、錫Sn、ゲルマニウムGe、ルビジウムRb)の必要量と中毒量並びにこれまで知られていない生理作用について以下の検討を加えた。(1)日本人の微量元素摂取量状況調査と推定:各年齢層、種々の職種別、男女別に食事調査を行い、我々がこれまでに作成し、実測値との相関性も確認できた微量元素摂取量算出のためのパ-ソナルコンピュ-タ用プログラムを用いて、日本人1日当りの各種微量元素摂取量を算出、同時に、調査対象から任意抽出した食事サンプルを灰化後ICPを用いて微量元素量を実測し、ヒトのこれら微量元素必要量を推定した。(2)これまで測定が困難であった生体試料中超微量元素であるゲルマニウムの定量法を開発した。(3)微量元素(Fe,Cu,Mn,Se,Sn,Ge,Rb)含有量の異なった飼料または飲料水を与えて飼育したラットについて、成育状況、生理学的状態、血液・尿及び各種組織中ミネラル濃度並びに血清生化学検査、組織学的検討結果から摂取適量または必要量を推定を試みた。(3)健康人または種々の疾患をもつ老人患者の血液または尿中微量元素及びその他のミネラル濃度を測定し、微量元素栄養状態と各種疾患の関係を検討した。近年、一般人にも微量元素欠乏の可能性がクロ-ズアップされてきているが、生体内に極微量しか存在しない微量元素は測定が困難であり、また、わが国では微量元素混入防止の研究用設備が少なく、その必須性の証明、生理作用の解明の研究が遅れている。本研究は微量元素(亜鉛、銅、マンガン)や超微量元素(セレン、錫、ゲルマニウム)の必要量と少し過剰になると害をもたらすので、その中毒量、並びにこれまで知られていない生理作用も併せて明かとし、微量元素の過不足、アンバランスを原因とした疾病予防に奇与することを目的として昨年度の微量元素の必要量の推定、測定法の開発、微量元素の相互作用などの研究に引き続き以下のような研究を行った。(1)メタロチオネンなど低分子化合物と結合した微量元素の生理的役割を明かにするため、まず、高速液体クロマトグラフを用いたメタロチオネンの高感度で簡単な分離・定量法を開発した。(2)動物(ラット)を微量元素欠乏または過剰飼料にて飼育し、体重、一般的成育状況、血圧など生理学的状態を観察し、一定期間飼育後、血液、尿及び各種組織中ミネラル濃度並びに血清生化学検査、組織学的検査を行い、これら微量元素の適量または必要量や中毒量、及び生体内の各種ミネラルの相互作用などについて検討した。その内容はa)鉄欠乏による他の生体内ミネラル栄養状態の変化と相互作用、b)銅欠乏による貧血、鉄ー銅の強い相互作用、c)セレンの必要量と中毒量の推定、母体と胎児におけるセレン栄養状態の特質、タンパク質欠乏によるセレン欠乏症の増悪化、d)錫の必須性の証明と他のミネラル栄養との相互作用、e)2世代にわたるマンガン欠乏飼料による飼育によるマンガン欠乏ラットの作成、マンガンと他の微量元素の相互作用、f)ゲルマニウム過剰摂取による障害のメカニズムとして血漿中カリウム濃度の低下、脂質系指標の悪化、などである。(3)輸液管理下における微量元素(亜鉛、鉄、銅、マンガン、ヨウ素)欠乏症発症について検討、ヒト経管栄養用微量元素製剤開発の基礎を構築した。(4)リンパ球などを用いる微量元素栄養状態の新しい栄養評価方法を開発した。