hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長期的視点に立ったティーチング・ポートフォリオの作成と維持管理の支援

本研究では,教員のティーチング・ポートフォリオ作成とメンテナンスを長期的な視点で支援することを目的とした.今年度は,ティーチング・ポートフォリオの更新に対する支援を指向した日常的な教育活動の情報整理ツールを開発し,ツールを用いた情報整理を試行した.ティーチング・ポートフォリオは教育業績を記録する資料の集合で,精選された記述と根拠資料からなる.教育活動とティーチング・ポートフォリオの関連を整理して,授業の設計,実施,成果の確認,振り返りといった日頃の教育活動をPDCAサイクルとして捉え,ティーチング・ポートフォリオの本文の構成要素と関連付けた.その上で,教育活動のそれぞれのフェーズにおける資料の蓄積・検索およびエビデンス収集やアイディアの記録を促すリマインダ機能を持つ,日常的な教育活動の情報整理ツールを設計した.ツールには,ティーチング・ポートフォリオの構成要素と関連付けて,授業の工夫・授業の成果・課題・エビデンスを蓄積するものとした.このツールをGAS(Google Apps Script)を用いてWebシステムとして実装し,研究グループによる試用実験を行なったところ,以下の3点で意義があることが示唆された.(1)日頃の教育活動と関連付けて,教育の方法を細かいレベルに分けて記述することにより自分の授業の方法を整理することにつながる.(2)教員間で記述を共有することにより授業設計の参考となる.(3)日常的な教育活動のPDCAサイクルを回す意識付けとなる可能性がある.このように,ティーチング・ポートフォリオの構成要素と関連付けて日頃の教育活動を整理し蓄積することができるツールを具体化したという点において,本研究は,ティーチング・ポートフォリオの更新の支援に対する意義があると言える.本研究では,教員のティーチング・ポートフォリオ作成とメンテナンスを長期的な視点で支援することを目的としている.今年度は,ティーチング・ポートフォリオの作成と更新などのメンテナンスをどのように支援するかを明らかにするために,基礎的な検討を行なった.ティーチング・ポートフォリオは教育業績を記録する資料の集合で,精選された記述と根拠資料からなる.まず,作成・更新の際の困難に対する支援について検討した.ティーチング・ポートフォリオ作成にあたっては研修やワークショップが実施されることが一般的であり,メンターによるメンタリングを経て作成する.研修等を通じて支援が得られるものの,これまでの教育活動を振り返るための材料を集めることの困難さや,根拠資料(エビデンス)を集める作業の困難さは残る.資料収集の困難さについては,日頃から授業に関する資料を蓄積しておくことで幾分回避することができると考えられる.そこで,日頃から授業に関する資料を電子的に蓄積することが可能な環境を,オンラインストレージを用いて構築し,研究グループによる試用実験を行なった.今後は,この環境を用いて,ティーチング・ポートフォリオの更新と,作成されたティーチング・ポートフォリオの共有実験を実施する予定である.一方で,ティーチング・ポートフォリオの更新と日常の教育活動との関係を整理し,ティーチング・ポートフォリオを取り巻くアクターを挙げた.電子的な資料の蓄積環境が整ったこととティーチング・ポートフォリオを取り巻く環境を整理したことから,支援の枠組みを具体的に検討するための準備が整ったという点において,今年度の成果は意義があるといえる.今年度に計画していた3つの項目について,それぞれに成果が得られている.1.ティーチング・ポートフォリオの実例の調査については文献調査を行った.国内のティーチング・ポートフォリオから事例を収集し,それらからティーチング・ポートフォリオの構成要素を抽出した.2.ティーチング・ポートフォリオの作成とメンテナンスの長期的モデルの検討については,基礎的な資料として,ティーチング・ポートフォリオの作成や更新の動機と日常の教育活動との関係を考えた.また,ティーチング・ポートフォリオの作成とメンテナンスのための教員に対する支援を検討するために,ティーチング・ポートフォリオを取り巻くアクターを挙げた.3.ティーチング・ポートフォリオの作成・蓄積・維持管理方法検討のための環境構築としては,オンラインストレージ環境を整え,日常の教育活動を行なう過程で生じる資料を蓄積することを試行している.ティーチング・ポートフォリオの更新時に,このようにして日頃から蓄積したものからエビデンスを抽出することが可能である.また,このような資料の蓄積は,日常の教育活動を振り返ることを補助する役割も期待できる.本研究では,教員のティーチング・ポートフォリオ作成とメンテナンスを長期的な視点で支援することを目的としている.今年度は,ティーチング・ポートフォリオの作成と更新などのメンテナンスを支援する方法について具体的な検討を行なった.ティーチング・ポートフォリオは教育業績を記録する資料の集合で,精選された記述と根拠資料からなる.今年度は,教育活動とティーチング・ポートフォリオの関連を整理して,授業の設計,実施,成果の確認,振り返りをPDCAサイクルとして捉え,ティーチング・ポートフォリオの本文の構成要素と関連付けた.その上で,組織的にティーチング・ポートフォリオを導入する状況においては,全体的に支援が必要なことから,作成・更新の際の困難について検討した.これまでの教育活動を振り返るための材料を集めることや,根拠資料(エビデンス)を集める作業の困難さについては,オンラインストレージを用いて,授業に関する資料を電子的に蓄積することが可能な環境を構築し,研究グループによる試用実験を行なった.ティーチング・ポートフォリオ更新の際の困難さの検討結果によって,更新の動機付けや,資料収集のリマインダ,作業時間の確保などが課題として挙げられた.また,資料蓄積の試用実験結果を踏まえて,ティーチング・ポートフォリオ更新時の支援として,授業の設計,実施,成果の確認,振り返りといった教育活動のそれぞれのフェーズにおいて資料収集やアイディアの記録を促すリマインダ機能や,検索機能を持つティーチング・ポートフォリオ作成・更新の支援のためのシステムを着想し,設計した.

このように支援の枠組みを検討し,電子的な資料の蓄積の試用結果を踏まえてシステムの構築を具体化したという点において今年度の成果は意義があるといえる.(理由)今年度に計画していた3つの項目のうち2項目について成果が得られた.(1)ティーチング・ポートフォリオの作成とメンテナンスの長期的モデルの作成については,文献調査から得られたティーチング・ポートフォリオの構成要素と,日常的な教育活動との関連を整理した.これにより,授業の設計から振り返りまでを一区切りとしてメンテナンスのサイクルを提示した.(2)ティーチング・ポートフォリオの作成とメンテナンスの長期モデルの評価項目の検討については,今年度は授業の設計から振り返りまでを1サイクルとして検討した.そのため,教員の長期的なキャリアを視野に入れたモデルの作成と評価までは至っていない.(3)ティーチング・ポートフォリオの作成・蓄積・維持管理の実験については,日常の教育活動を行なう過程で生じる資料の蓄積を,研究チームのメンバーがオンラインストレージを用いて試行した.ティーチング・ポートフォリオの更新時には,このようにして日頃から蓄積した資料からエビデンスを抽出することが可能である.一方,この試用実験により,ティーチング・ポートフォリオの更新に関しては資料の蓄積のほかにも更新のトリガーとなるような働きかけが必要であることも示唆された.本研究では,教員のティーチング・ポートフォリオ作成とメンテナンスを長期的な視点で支援することを目的とした.今年度は,ティーチング・ポートフォリオの更新に対する支援を指向した日常的な教育活動の情報整理ツールを開発し,ツールを用いた情報整理を試行した.ティーチング・ポートフォリオは教育業績を記録する資料の集合で,精選された記述と根拠資料からなる.教育活動とティーチング・ポートフォリオの関連を整理して,授業の設計,実施,成果の確認,振り返りといった日頃の教育活動をPDCAサイクルとして捉え,ティーチング・ポートフォリオの本文の構成要素と関連付けた.その上で,教育活動のそれぞれのフェーズにおける資料の蓄積・検索およびエビデンス収集やアイディアの記録を促すリマインダ機能を持つ,日常的な教育活動の情報整理ツールを設計した.ツールには,ティーチング・ポートフォリオの構成要素と関連付けて,授業の工夫・授業の成果・課題・エビデンスを蓄積するものとした.このツールをGAS(Google Apps Script)を用いてWebシステムとして実装し,研究グループによる試用実験を行なったところ,以下の3点で意義があることが示唆された.(1)日頃の教育活動と関連付けて,教育の方法を細かいレベルに分けて記述することにより自分の授業の方法を整理することにつながる.
プログラムの説明概念整理に基づくプログラム相互理解向上に向けた教材開発

本研究では、プログラム教育を視野に、プログラムの相互理解や説明の上で必要となる概念を言語表現の観点から整理するプログラム説明概念辞書構築の研究を行った。具体的には、辞書の知識表現に計算機による二次利用が可能な表現を採用し、プログラム説明やプログラム事例を分析するマイニング技術を開発し、知識整理を有効に支援する形で辞書構築を行った。この概念辞書構築により、プログラム教員において、プログラム理解の説明をより客観的に分析することが可能となった。また、プログラム学習者の習熟度合いに応じた段階的な教材の導入・構成法とその指導に資する知見を得ることができた。平成27年度は、プログラムの相互理解や説明の上で必要となる語や概念を整理したプログラム説明概念辞書の構築を行うための基礎的な調査を行った。具体的には、複数のプログラム教材およびカリキュラムを調査し、教材的なプログラム構造を持つプログラム例を収集した。このような資料の調査および、大学・企業における情報教育実践者への意見調査を行う中で、初級プログラムの概念に対しては一定の共通性が見られるものの、中級プログラムについては、求める要求が多様であることを確認した。この多様性はプログラム知識の本質に関わる部分であると認識し、この点をより詳細に明らかにするため、オープンソースで公開されているプログラムソースコードを初級プログラムからの発展性の観点から分析する調査・研究を行なった。教育実践に関わるプログラム学習者に対する調査としては、プログラム学習者がどのような言語表現を用いてプログラムを説明するかの調査を行った。具体的には、初級プログラムについては、プログラム入門課程を終えた大学生にe-learningシステムを用いて、基本的なプログラムのそれぞれの機能部分について自然言語での説明を記述させる調査を行った。中級のプログラムについては、少人数教室での実施において、プレゼンテーション形式を基本とするプログラムの相互説明を行う調査的活動を行った。このような教育実践・調査から、説明文章の語彙的調査の基本となる語彙抽出を行い、語間をグラフ表現によって記述することにより、プログラムを説明するための語を整理し、辞書の基盤構築を行うことができた。また、このような調査によって得られた知見は、関連する学会のワークショップで口頭発表を行った。研究目的の基礎である、プログラム説明概念辞書の構築については、教科書的な基準語彙を整理する前提として、初級学習者、中級学習者によるプログラムに関する具体的説明例を収集し、その収集の中から、学習者に特徴的な語の使用を抽出・整理する段階まで進捗した。研究的課題の精緻化としては、基礎的調査の中で、プログラム教育の初級学習者向けの題材のリストアップについては調査した技術者・研究者の意見が一致するものの、中級学習者向けのプログラム例については、意見が分散する傾向にあることを認識した。当初計画では、規範となるプログラム説明の知識に学習者の多様な説明を対応付け・整理する作業的・開発的活動を初年度から並行して開始する予定であったが、左記の知見から、初級から中級への橋渡しとなる教育的課題の本質を明らかにすることが重要であると考え、平成27年度は、より広く学習者のプログラム説明を収集する調査活動と既存のプログラムソースコードを分析する研究的活動に注力した。教育実践としては、中級プログラムの説明題材に、暫定的にプログラム構成の目的が数理的に定義できる対象を選び、数理的概念とプログラム概念との違いに焦点を合わせた調査を行った。注力する点の変更から、知識記述の集中的作業は次年度以降に持ち越したが、研究課題をより精密に分析・検討する基礎データが得られたと判断しており、概して、順調な研究進展であると認識している。研究初年度の平成27年度は主に初級のプログラム教材を収集するとともに、プログラム初心者がプログラム説明にどのような語彙を用いて説明を使うか、初心者の説明事例を収集し、そこで使われる語彙を抽出した。そのような前年度の基礎的調査を踏まえ、平成28年度は、プログラム説明概念の整理と、教材開発・実践を以下のように実施した。プログラム説明概念の整理については、初級から中級への発展性を意識し、プログラムの部分機能がどのようにして高度化されるかを検討した。具体的には、昨年度収集した初級プログラムの構造を様々なラベル付きグラフで表現し、それに類似する部分構造を自動収集する研究を行った。さらに、そのようなプログラム部分構造を説明対象として、関連文章の言語表現を対応付ける研究も実施した。この対応付けでは、プログラム構造が目的を達成するために典型的な手法であるかを評価する必要があるため、プログラムの典型性の評価指標を支える、プログラム構造のデータベース化を進めた。他方、プログラムの相互理解に向けた教材開発については、中級以上のプログラム説明に必要とされる能力を意識し、次のような2つの方向性で検討を行った。一つは、小規模クラスにおいて、対象をプログラムの行数が100行以上にわたる中級プログラムの機能説明をペアワークおよびプレゼンテーションにより説明する授業実践を行った。他方は、ソフトウェア開発の上流工程との連携性の側面から中級プログラムをとらえ、長野工業高等専門学校の藤田悠氏が作成した、プログラムを用いた技術文書作成教育のための試作教材を利用した実験を100名程度の規模で実施した。このことにより、中級プログラムの相互理解を、処理内容だけではなく、上流工程と整合を持つ観点から教材開発の基礎となるデータを収集できた。本研究課題の研究目的の基盤である、プログラム教育に資するプログラム説明概念の辞書化について、近年の機械学習研究における中間表現の研究環境の飛躍的な進展に鑑みて、本研究課題でも、概念辞書をそのような潮流と整合をもつ知識表現となるように整理方針を修正した。具体的には、プログラムを抽象的なグラフ構造で表現し、そのようなグラフから知識抽出するための代表的なマイニング手法を試行する調査からスタートさせた。

その結果、プログラム概念説明の対象単位を統計的に裏付ける上で、グラフ構造を前提としたマイニングが有益なことを確認し、プログラムが提供する機能が典型的な実装であるか否かを客観的に判断する手法の開発基盤を固めることができた。教材の研究開発については、平成27年度および28年度の2年間の教育実践的な調査により、大学生がプログラムの相互理解のために使う語彙を、詳細設計レベルの初級プログラムでの収集に加え、上流工程との連続性を中級プログラムに必要な要件として位置づけ、説明語彙の収集の幅を広げることができた。以上のように、研究的意義をより先進的なものとすることを目指し、プログラム説明概念を計算機寄りに整理する方向に修正したことから、プログラム説明概念の辞書の考え方が当初計画の仕様から変化した。作業遂行はそれに柔軟に対応しつつ進めているが、当初計画に比べて、進捗は、やや遅れている状態にあると判断する。本研究では、プログラム教育を視野に、プログラムの相互理解や説明の上で必要となる概念を言語表現の観点から整理する、プログラム説明概念辞書構築の研究を行った。また、その整理・構築に基づいて、プログラム説明を通してプログラムを学習する教材開発、及び、学習・教育方法の研究を行った。具体的には、プログラム説明概念辞書の整備・構築には、プログラムソースコードに対するリポジトリマイニングと、プログラム説明文章に対するテキストマイニングの2方向からのマイニング手法を研究開発する形で行なった。それぞれのマイニング手法には、機械学習の技術を積極的に導入し、プログラム説明に関わる知識整理を有効に支援するマイニング技術を開発することができた。これらの技術開発では、当初の研究計画策定時の状況よりも、当該補助期間において人工知能に関わる研究が急激に発展したため、それらの潮流と整合性を持つように、計算機による二次利用が可能な知識表現を採用した。このことにより、当初計画よりも、自然言語によるプログラム理解の説明をより客観的に分析することが可能となり、教材開発、教育方法の研究に対しても、より積極的に計算機を導入することが可能となった。また、以上のプログラム説明概念辞書の整備・構築を通し、プログラムの初級学習者に対しては、プログラムの部分要素を自然言語で説明することの評価及び、学習者へ理解受容性のフィードバックを客観的に行うことを基本とする教材・教育法の開発を行った。さらに、学習者がプログラムの基本知識を具体的な情報システム・処理の部分要素に対応付ける課題を、中級学習者の課題と位置づけ、学習者及び既存教材の言語データをプログラム説明概念の観点から分析した。このことにより、学習者の習熟度合いに応じた段階的な教材の導入・構成法とその指導に資する知見を得ることができた。
スポーツ選手の心の強さの発達：人格発達理論からの理解

スポーツ選手の「心の強さ」とは,試合で実力を発揮したり,プレッシャーに対処したりするために必要な心理的特性のことである.このような心の強さがどのような経験を通して高められるのかといった点や心の強さの発達メカニズムは必ずしも明確ではない.そこで本研究では,人格発達理論に基づいてスポーツ選手の心の強さの発達モデルを想定し,検証を行う.このことを通して,心の強さの発達に影響する経験や心の強さの発達メカニズムを明らかにし,スポーツ選手の心の強さの強化方法の提言を行う.スポーツ選手の「心の強さ」とは,試合で実力を発揮したり,プレッシャーに対処したりするために必要な心理的特性のことである.このような心の強さがどのような経験を通して高められるのかといった点や心の強さの発達メカニズムは必ずしも明確ではない.そこで本研究では,人格発達理論に基づいてスポーツ選手の心の強さの発達モデルを想定し,検証を行う.このことを通して,心の強さの発達に影響する経験や心の強さの発達メカニズムを明らかにし,スポーツ選手の心の強さの強化方法の提言を行う.
量子効果による複合酸化物の巨大物性発現制御

誘電体および磁性体の双極子相互作用に着目して量子効果による巨大な物性発現制御を試みた。強誘電体と磁性体に対する広範な実験から、以下に示す結果を得た。1.量子常誘電体SrTiO_3の酸素同位体置換により量子強誘電体化することが可能である。バイアスおよび電場依存性は臨界組成33%近傍で最大となることを確認した。2.ラマンスペクトルおよびブリルアン散乱により誘電率が最大となる温度近傍で相転移が存在し、ソフトモードが存在することを確認した。3.複屈折率の測定から相転移点近傍で複屈折率は著しく増加し、相転移の次数は一次であることを確認した。4.バイアスとUV光照射により誘電率は数百万のオーダとなる巨大量子効果が発現し、これが量子常誘電体でのみ現れることを確認した。5.コバルトイオンの低スピン-高スピン転移による物性制御を試みた。低スピンから高スピンへと変化する場合の転移の次数は一次であり、90Kで明確な一次相転移と、金属-非金属転移および常磁性-非磁性転移を示すことを明らかにした。これらの結果はいずれも物性発現の機構を個々の双極子レベルまで踏み込んで議論した結果導き出されたものであり、誘電体と磁性体の研究分野で革命的発見と評価されている。本研究では複合酸化物で発現する巨大物性のメカニズムを明らかにしてこれを利用した新規な物質開発の指針を得ることを目的としている。この目的を達成するために、本研究では強誘電体、強磁性体、および反強磁性体を対象とし、これらの系で量子効果に基づく巨大物性が発現するメカニズムを解明し、新規物質を設計するための基礎データを集積する。本年度はこのような目的を達成するために下記の実験を行い、物理的に重要な結果を得ている。(1)量子強誘電体における巨大な電場応答量子ゆらぎが抑制された強誘電体SrTi^<18>O_3では巨大な誘電率約250000を示し、強誘電体の中では最高の誘電率を示すことが明らかになった。この巨大応答の原因はナノサイズの強誘電クラスターであり、これが電場に応答してサイズを変え、非線形応答をすることが明らかになった。なお、このナノサイズ強誘電クラスターについてはRamanスペクトルと光複屈折率の研究からサイズが決定されいずれも矛盾しないことを確認した。(2)(反)強磁性体における巨大な磁場応答3次元的なドメインの発達が次元により抑制された、2次元強磁性体的化合物La_<2-x>Sr_xCoMnO_3ではナノサイズ強磁性クラスターが生成するが、3次元的パーコレートをしないため強磁性転移をしない。しかし数10O_cの交番磁場によりこれらナノサイズクラスターは拡大し、パーコレートして強磁性転移を示すようになる。本研究ではこのパーコレーション強磁性転移の発現を比熱測定により初めて観測することに成功した。この結果の重要な点は、磁性体でもナノサイズクラスターを制御すれば磁化が巨大応答し、適当な方法で制御することによりデバイス化できることである。SrTiO_3の光散乱と誘電スペクトロスコピー、光誘起効果、非遷移金属系熱電材料Cd-Te系酸化物の電子構造の解明、最後にコバルト系酸化物のスピンクロスオーバーによる物性制御を試みた。概要は以下の通りである。1.SrTiO_3系のラマン散乱、ブリルアン散乱、ハイパーラマン散乱、光複屈折の実験を行った。その結果、酸素同位体置換により、誘電率のピークに相当する温度が変位型強誘電体のT_cであること、対応する強誘電ソフトモードが存在すること、強誘電相の対称性が斜方晶以下であることを確認した。また誘電スペクトロスコピーで観測される誘電率のバイアス依存性、周波数依存性から解析的に得られる強誘電クラスターサイズは数十ナノメートル程度であり巨大な電場応答の原因となっていることを指摘した。

さらにバイアス負荷と紫外光の入射により、量子常誘電体、SrTiO_3, KTaO_3, CaTiO_3の誘電率は見掛け上、数百万以上のオーダとなり、電場と紫外光が複合的に量子ゆらぎと混成し、新たに量子状態を形成することが確認された。2.Cd-Te系ペロブスカイトの熱電性能はn-タイプの材料の中では抜きん出て高く、この原因が、Cdの5sと酸素の2pからなる特異な電子構造に由来することを確認した。3.コバルト系酸化物Pr-Ca-Co-O系ペロブスカイトでは、90Kで電荷整列とスピンクロスオーバーが同時に起こることを世界で初めて見出した。従来コバルト系酸化物では電荷整列が起こらないと考えられてきたが、本化合物では化学量論性が厳密に満たされたときのみ、協同的に電荷整列がスピンクロスオーバーに誘起されることを明らかにした。
６０テスラパルス強磁場中のＮＭＲ緩和率測定系による磁場誘起相の実験的検証

本研究は,まずパルス強磁場下での精密な核磁気共鳴(NMR)緩和率測定手法を開発し,これを物性研究に応用する.NMR緩和率測定は磁場の時間変化に弱いため,これまでパルス磁場中での測定報告は世界的にも全く存在しなかった.このため本研究は極めて独創的な装置開発を狙っており,強磁場物理において革新的な開発となり得る.具体的には,磁場の高速PID制御技術を用いることで緩和率測定に耐える時間安定性を持つ磁場発生を行いNMR緩和率測定を実現させる.この開発したNMR緩和率測定手法をこれまで不可能であった強磁場域において行うことで,強磁場で誘起される強磁場量子相の詳細なスピンおよび電子状態を明らかにしていく.本研究は,まずパルス強磁場下での精密な核磁気共鳴(NMR)緩和率測定手法を開発し,これを物性研究に応用する.NMR緩和率測定は磁場の時間変化に弱いため,これまでパルス磁場中での測定報告は世界的にも全く存在しなかった.このため本研究は極めて独創的な装置開発を狙っており,強磁場物理において革新的な開発となり得る.具体的には,磁場の高速PID制御技術を用いることで緩和率測定に耐える時間安定性を持つ磁場発生を行いNMR緩和率測定を実現させる.この開発したNMR緩和率測定手法をこれまで不可能であった強磁場域において行うことで,強磁場で誘起される強磁場量子相の詳細なスピンおよび電子状態を明らかにしていく.
ERアクティブダンパを用いた微振動制御システムの開発研究

本研究は,ER流体のもつ本来の特性を踏まえたERダンパの特徴的でかつ効果的な使用法を目指すところに特色があり,すでに振動体の相対速度や絶対速度を検出しそれらに比例してER効果に起因する減衰力成分を可変して用いるアクティブダンパとしての使用法を提案している.提案したERダンパをアクティブダンパとして用いる除振制御法を採用した,精密加工・検査機器を微振動から保護する微振動制御システムを開発することを目的に,以下の研究を実施した.(1)圧力流れ及びせん断流れの流れ形態をもつ電極構成におけるERダンパの減衰力発生の基本特性を把握するため,両流れ形態における定常流れ時及び往復運動流時それぞれのER流体の定常的並びに動的な粘弾性特性や電場に対する過渡応答特性に起因する動的なER特性を実験的に明らかにし,微振動制御に適した流れ形態をもつ電極構成を提示した.(2)上記結果に基づいて,メタルベローズからなる二つの伸縮液室を円筒電極群からなるERバルブで連結した完全密閉形の構造をもち,両液室端の受圧板を二本の摺動ロッドによって連結することにより両液室間の差圧に対応した減衰力が得られる拮抗形のベローズERダンパを開発した.典型的なER流体として粒子分散系ERと液晶系ER流体を用いた場合について,開発したERダンパの電圧印加法の違いによるダンピング特性の変化について各ER流体固有の動的粘弾性特性との関連から実験的に明らかにした.さらに,ERダンパの動的減衰力特性の面から微振動制御に適する高性能なER流体の開発とERダンパの改善を図った.(3)ERダンパを用いた微振動制御システムの除振脚の開発を目的に,振動体・バネ・試作ERダンパからなる一自由度振動系の除振脚モデル装置を対象に,提案したERアクティブダンパによる新規な除振制御法をシミュレーションと実験両面から検証するとともにその除振性能を明らかにしその有効性を示した.さらに,微振動制御の面からより効果的なERダンパの構成法と制御法を提案し改善を図った.ERダンパの減衰力特性は電極間の流れモード(圧力流れかせん断流れ)とER流体のER特性とに主に依存する.これらの両者の流れモードをもつ電極構成におけるERダンパの減衰力発生の基本特性を把握するため,両流れモードにおける定常流れ時および往復振動流時それぞれの定常的並びに動的なER特性を実験的に明らかにした.定常的なER特性については,固定された電極間を流れる圧力流れモードでは印加電圧がDCかACかによって大きく異なり,ACではさらにその周波数に大きく依存することが判明した.一方,電極が相対運動をするせん断流れモードではこれらの印加電圧の形態の違いに大きく影響されず,DC,ACともほぼ同等なER特性を呈する.ER流体の圧力流れモードでの動的粘弾性の測定は,平行平板電極間に往復振動流を与える装置を考案し電極流路間の圧力差を計測することによって行った.その際,流体慣性に対応する圧力差成分を差し引くことによって動的粘弾性特性を評価できるよう工夫をしている.また,せん断流れモードの動的粘弾性は,回転振動の与えられる回転円筒型粘度計を用いて測定している.いずれの流れモードとも流体ひずみ振幅と電場強度に対する依存性が顕著で,流体ひずみ振幅が小さくなるほど弾性的な特性が顕著になることや電場強度が増大するにつれてより大きな流体ひずみ振幅まで弾性的な特性が維持されることなどを明らかにした.以上の結果に基づいて,両端にメタルベローズと受圧板からなる伸縮する二つの液室をもち,その間に円筒形状の固定電極群からなるERバルブを配置して両液室を連結した完全密閉形の構造をもつ拮抗形のERダンパを開発している.本研究は,ER流体のもつ本来の特性を踏まえたERダンパの特徴的でかつ効果的な使用法を目指すところに特色があり,すでに振動体の相対速度や絶対速度を検出しそれらに比例してER効果に起因する減衰力成分を可変して用いるアクティブダンパとしての使用法を提案している.提案したERダンパをアクティブダンパとして用いる除振制御法を採用した,精密加工・検査機器を微振動から保護する微振動制御システムを開発することを目的に,以下の研究を実施した.(1)圧力流れ及びせん断流れの流れ形態をもつ電極構成におけるERダンパの減衰力発生の基本特性を把握するため,両流れ形態における定常流れ時及び往復運動流時それぞれのER流体の定常的並びに動的な粘弾性特性や電場に対する過渡応答特性に起因する動的なER特性を実験的に明らかにし,微振動制御に適した流れ形態をもつ電極構成を提示した.(2)上記結果に基づいて,メタルベローズからなる二つの伸縮液室を円筒電極群からなるERバルブで連結した完全密閉形の構造をもち,両液室端の受圧板を二本の摺動ロッドによって連結することにより両液室間の差圧に対応した減衰力が得られる拮抗形のベローズERダンパを開発した.典型的なER流体として粒子分散系ERと液晶系ER流体を用いた場合について,開発したERダンパの電圧印加法の違いによるダンピング特性の変化について各ER流体固有の動的粘弾性特性との関連から実験的に明らかにした.さらに,ERダンパの動的減衰力特性の面から微振動制御に適する高性能なER流体の開発とERダンパの改善を図った.(3)ERダンパを用いた微振動制御システムの除振脚の開発を目的に,振動体・バネ・試作ERダンパからなる一自由度振動系の除振脚モデル装置を対象に,提案したERアクティブダンパによる新規な除振制御法をシミュレーションと実験両面から検証するとともにその除振性能を明らかにしその有効性を示した.

さらに,微振動制御の面からより効果的なERダンパの構成法と制御法を提案し改善を図った.本研究では、すでに両端にメタルベローズと受圧板からなる伸縮する二つの液室をもち、その間に円筒形状の固定電極群からなるERバルブを配置して両液室を連結した完全密閉形の構造をもつ拮抗形のベローズERダンパを開発している。本年度は、典型的なER流体として粒子分散系ER流体と液晶系ER流体(高分子液晶)を用いた場合について、開発した拮抗形のベローズERダンパの減衰力特性について各ER流体固有の動的粘弾性特性との関連から検討するとともに、バネ・マス・ERダンパから成る1自由度振動系の効果的な除振制御法についても検討している。まず、基本的な二枚の平行平板電極からなる二次元流路内のER流体の往復振動流の動的粘弾性を測定する装置を用い、流体歪εと圧力差ΔPを定義することにより両者の関係から動的粘弾性特性を評価している。粒子分散系ER流体の動的粘弾性は流体歪振幅ε_0と電場強度Eに対する依存性が顕著でε_0が小さくEが増大するほど弾性的な特性が顕著になることや、高分子液晶では周波数が高くなるにつれて弾性的特性が著しくなることなどを明らかにしている。さらに、分散系ER流体については、流体歪み速度に比例した電圧の平方根を電極間に印加することによりER流体の動的粘弾性を制御でき、微小流体歪み振幅領域から純粘性流体として振る舞わせることができることを提示している。さらに、開発したERダンパへの電圧入力方法の違いやダンパ受圧面積の変化によるダンピング特性の変化を実験的に明確にしている。分散系ER流体ではダンパ速度の平方根をフィードバックすることによりそのゲインによって減衰比が可変となる線形的なダンパが構築できることを実証している。高分子液晶では1.0kV/mm程度まではEの増大に伴いほぼ線形的に減衰比が増加するがそれ以上の高電場下では飽和する特性を示すことを明らかにしている。また、除振制御に関しては、マス速度に比例した電圧の平方根をERダンパにフィードバックするアクティブダンパとしての効果的な制御法を提案しその効果を実験的に検証するとともに、ダンパ受圧面積を減少することにより除振性能が向上でき、微少振動でも性能の劣化が少なくなることなどを見い出している。
インプロセス観測に基づくELID研削加工メカニズムの解明

本研究ではインプロセス観測に基づくELID研削加工メカニズムの解明を行った。具体的にはELID電解効果を利用し砥石試験片の表面に酸化膜を生成させた。そして種々の摩擦条件下において,砥石試験片に対し連続加重式表面性状測定機を用いて摩耗過程のインプロセス観察を行い,以下の知見を明らかにした.(1)#400の酸化被膜を有する鋳鉄ボンド砥石との摩擦の場合,無潤滑下において摩擦係数は0.230.58を示し,潤滑下において0.110.38を示す.(2)#4000の酸化被膜を有する鋳鉄ボンド砥石との摩擦の場合,無潤滑下において摩擦係数は0.160.76を示し,潤滑下において0.150.38を示す.(3)接触圧力が約1.2MPa以上の時,酸化被膜を有する鋳鉄ボンド砥石の比摩耗量(ws:1.0×10^<-6>9.7×10^<-5>mm^2/N)は,鋳鉄ボンドの比摩耗量(ws:7.1×10^<-7>2.9×10^<-6>mm^2/N)よりも高い値を示す.(4)ダイアモンド砥粒と平面の接触における微視的ELID研削加工のメカニズムを軟質平面と硬質突起の摩耗形態図を用いて検討した.さらに,これらの知見を踏まえて,実用面では,砥石ボンド材料開発のための指針の提案をした.具体的には,ELID研削用砥石ボンド材料としての適度な脱落性の範囲が数値化(比摩耗量ws:10^<-6>10^<-4>m^2/N等)されたので,これらの基礎データを基にELID研削加工用の砥石として新たに開発されたメタルレス導電性カーボンレジンボンド砥石ボンド材料の脱落性の評価を従来の鋳鉄ボンド材料と比較して行った.そして,これらの結果を利用し,砥石開発段階における材料設計へのフィードバックシステムの構築を行った.ELID(electrolytic in process dressing)研削とは,高効率な超精密加工が可能な新たな研削加工法であり,国内外の企業に普及してきている。これまでELID研削を施した各種セラミックス被膜材料のトライボロジー特性の解明がなされた。さらに本研究では,CCDマイクロスコープトライボシステムを用い,インプロセス観測に基づくELID研削加工メカニズムの解明を行う。具体的には,ELID電解効果を利用し,砥石試験片の表面に酸化膜を生成させる。そして,砥石試験片に対し,摩擦条件を変化させ,摩擦摩耗試験を行う。その際に摩耗過程のインプロセス観察を行いELID研削加工砥石の基本的なトライボロジー特性を明らかにする。相手摩擦材料には,サファイアピンが用いられた。ディスク試験片には,_<400>4000の鋳鉄ボンドダイアモンド砥石が用いられた。ディスク試験片に対し,たて型精密ロータリー平面研削盤を使用し,ツルーイング後,初期電解ドレッシングを行い,酸化被膜を生成させた。なお,比較実験として酸化被膜を有しない同一の鋳鉄ボンドダイアモンド砥石も使用した。摩擦試験において荷重は,0.98N4.9Nと変化させ,すべり速度,すべり距離一定とし,摩耗過程のインプロセス観測実験を行い,以下の知見を明らかにした;1.鋳鉄ボンドダイアモンド砥石の摩耗形態はマイルドな摩耗(パウダー形成型,比摩耗量:3.3×10^<-8>mm^2/N2.8×10^<-7>mm^2/N)及びシビアな摩耗(フレーク形成型,比摩耗量:2.5×10^<-6>mm^2/N1.1×10^<-5>mm^2/N)の2種類に分類できる。2.鋳鉄ボンドダイアモンド砥石表面の酸化被膜の有無は摩擦係数の変動及び摩耗特性に大きな影響を及ぼす。そして種々の摩擦条件下において,砥石試験片に対し連続加重式表面性状測定機を用いて摩耗過程のインプロセス観察を行い,以下の知見を明らかにした.(1)#400の酸化被膜を有する鋳鉄ボンド砥石との摩擦の場合,無潤滑下において摩擦係数は0.230.58を示し,潤滑下において0.110.38を示す.(2)#4000の酸化被膜を有する鋳鉄ボンド砥石との摩擦の場合,無潤滑下において摩擦係数は0.160.76を示し,潤滑下において0.150.38を示す.(3)接触圧力が約1.2MPa以上の時,酸化被膜を有する鋳鉄ボンド砥石の比摩耗量(ws:1.0×10^<-6>9.7×10^<-5>mm^2/N)は,鋳鉄ボンドの比摩耗量(ws:7.1×10^<-7>2.9×10^<-6>mm^2/N)よりも高い値を示す.(4)ダイアモンド砥粒と平面の接触における微視的ELID研削加工のメカニズムを軟質平面と硬質突起の摩耗形態図を用いて検討した.さらに,これらの知見を踏まえて,実用面では,砥石ボンド材料開発のための指針の提案をした.

具体的には,ELID研削用砥石ボンド材料としての適度な脱落性の範囲が数値化(比摩耗量ws:10^<-6>10^<-4>m^2/N等)されたので,これらの基礎データを基にELID研削加工用の砥石として新たに開発されたメタルレス導電性カーボンレジンボンド砥石ボンド材料の脱落性の評価を従来の鋳鉄ボンド材料と比較して行った.そして,これらの結果を利用し,砥石開発段階における材料設計へのフィードバックシステムの構築を行った.本研究ではインプロセス観測に基づくELID研削加工メカニズムの解明を行う。具体的にはELID電解効果を利用し砥石試験片の表面に酸化膜を生成させる。そして種々の摩擦条件下において,砥石試験片に対し連続加重式表面性状測定機を用いて摩擦過程のインプロセス観察を行い,ELID研削加工用砥石表面の酸化被膜の微視的摩耗形態(powder formation or ploughing, flake formation)と巨視的な摩耗量及び摩擦係数の関係が明らかとなった.一方,ELID研削加工については,各種被加工物に対して,実験データを基に砥粒粒度を用いて延性モード・脆性モードの境界領域が統一的にまとめた.さらにELID研削を施した金属表面は,他の方法で鏡面にした表面よりも腐食特性が向上し摩擦が低いことが明らかとなった.今後はさらに加工中のELID研削のメカニズムを実験及び理論的な面から詳細に検討する.そして被加工物である金属表面の酸化被膜生成メカニズムについても解明を行う.一方,極小ダイヤモンド砥粒は高価であり,砥石に成形する段階でもコストがかかる.そこで砥粒と研削される材料との間で生じる化学反応を積極的に利用する手法も発案された.すなわちメカノケミカル効果により,シリカとシリコン,酸化セリウムとガラスなどの特別な組み合わせの時に非常に平滑な面が形成されることが明らかとなった.また,ELID研削加工用の砥石について,応用面ではELID研削用メタルレス導電性の砥粒が開発された.これは環境調和型の研削システムの構築を実現するものである.すなわち研削液中への金属イオン混入の低減及び被加工物表面の汚染を制限し,洗浄処理を容易にすることを可能としている.本研究ではインプロセス観測に基づくELID研削加工メカニズムの解明を行った。具体的にはELID電解効果を利用し砥石試験片の表面に酸化膜を生成させた。そして種々の摩擦条件下において、砥石試験片に対し連続加重式表面性状測定機を用いて摩耗過程のインプロセス観察を行い、以下の知見を明らかにした。(1)#400の酸化被膜を有する鋳鉄ボンド砥石との摩擦の場合、無潤滑下において摩擦係数は0.230.58を示し、潤滑下において0.110.38を示す。(2)#4000の酸化被膜を有する鋳鉄ボンド砥石との摩擦の場合、無潤滑下において摩擦係数は0.160.76を示し、潤滑下において0.150.38を示す。(3)接触圧力が約1.2MPa以上の時、酸化被膜を有する鋳鉄ボンド砥石の比摩耗量(ws:1.0×10^<-6>9.7×10^<-5>mm^2/N)は、鋳鉄ボンドの比摩耗量(ws:7.1×10^<-7>2.9×10^<-6>mm^2/N)よりも高い値を示す。(4)ダイアモンド砥粒と平面の接触における微視的ELID研削加工のメカニズムを軟質平面と硬質突起の摩耗形態図を用いて検討した.さらに、これらの知見を踏まえて、実用面では、砥石ボンド材料開発のための指針の提案をした。具体的には、ELID研削用砥石ボンド材料としての適度な脱落性の範囲が数値化(比摩耗量ws:10^<-6>10^<-4>mm^2/N等)されたので、これらの基礎データを基にELID研削加工用の砥石として新たに開発されたメタルレス導電性カーボンレジンボンド砥石ボンド材料の脱落性の評価を従来の鋳鉄ボンド材料と比較して行った。そして、これらの結果を利用し、砥石開発段階における材料設計へのフィードバックシステムの構築を行った。
ピストン圧縮された予混合気の火炎伝播に及ぼすジェット点火の効果

昨年度は、急速圧縮機を用いて、ジェット点火の火炎伝播とくに低温度炎に及ぼす効果を、プラズマジェット点火装置を用いて調べた。ジェット中のラディカルが低温度炎に及ぼす影響をいかにして調べるかが問題であったが、ここでは、Livengood-Wuの積分を用いた。すなわち、1.急速圧縮自着火実験により、低温度炎(冷炎)発生前反応の速度定数を求めた。2.ジェット点火をした場合としない場合で、1.で求めて速度定数を用いたLivengood-Wu積分値が同じになるかどうか、調べた。その結果、ジェット火炎の効果により、冷炎発生時刻は短縮されるものの、ジェット点火した場合もしない場合も本実験装置の持つ測定誤差の範囲で積分値は一致する値を得た。すなわち、プラズマジェット点火により供給されたラディカルは、低温度炎前反応の反応機構を変えるような効果を発揮しなかったと結論づけることができた。2年目の今年度は、その精度を上げるべく努力をした。その経過のなかで、圧縮中の掻き上げ渦が発生し、自着火発生場所がその渦に影響を受けている可能性が高速度撮影写真で観察されたため、冷炎炎発生が非常に敏感な温度分布がどの程度掻き上げ渦により形成されているのかを調べる方法を開発した。すなわち、抵抗線CT温度計の開発を行い、急速圧縮機のシリンダー内非定常温度分布履歴をとらえた。その結果、温度分布はある程度有り、自着火場所を左右する可能性があることが見いだされた。現状で、急速圧縮機を用いて冷炎など低温度炎発生機構を調べる限り、この掻き上げ渦の影響は宿命といえる。本年は、当初の研究計画どおり、プラズマジェット法について調べた。まず、ノッキングを発生しやすい条件で急速圧縮機によりピストン圧縮されたガスが、1.単に断熱圧縮されて自着火する場合、2.断熱圧縮後、通常点火する、3.断熱圧縮後プラズマジェット点火する、という4条件について、断熱圧縮後それぞれの点火までの時間と冷炎発生までの様子を調べた。まず冷炎に特徴的な発光現象を調べ、1.,2.,3.の条件の違いは観察されなかった。すなわち、定性的にいずれの場合も同様の冷炎発生過程を経ることが明らかとなった。次に、Livengood-Wuの提案した、反応速度式を時間で積分して青炎発生時期の推定法をここに適用するために、アルレニウスの速度式に現れる定数を、これまでの同種の実験結果より相当に精度良く求めた。この速度定数を使って2.,3.の条件の燃焼室内の温度、圧力を用いて冷炎発生までの積分値を求めたところ、その値は条件によらずほぼ一定値となり、反応速度定数が自着火からプラズマジェット点火をした場合まで同じである、すなわち反応機構は同じであることが定量的にも確かめられた。すなわち、プラズマジェット点火は活性種を大量に散布して燃焼速度を上昇させるという、開発者らの見解を、これまでに常温の燃焼器で調べてきたが、活性基が非常に重要な役を果たすと言われている冷炎条件でも、影響が無いことを示されたわけである。この結果は、3rd Asia-Pacific International Symposium on Combustion and Enegy Utilizationに公表した。また、この発表の後に得た結果をもとに次の公表の準備中である。さらに、現在は来年計画している本来の目的の水素ジェット点火による影響を調べるため、水素ジェットキャビティーと噴出ノズルの製作に入っている。

2.ジェット点火をした場合としない場合で、1.で求めて速度定数を用いたLivengood-Wu積分値が同じになるかどうか、調べた。その結果、ジェット火炎の効果により、冷炎発生時刻は短縮されるものの、ジェット点火した場合もしない場合も本実験装置の持つ測定誤差の範囲で積分値は一致する値を得た。すなわち、プラズマジェット点火により供給されたラディカルは、低温度炎前反応の反応機構を変えるような効果を発揮しなかったと結論づけることができた。2年目の今年度は、その精度を上げるべく努力をした。その経過のなかで、圧縮中の掻き上げ渦が発生し、自着火発生場所がその渦に影響を受けている可能性が高速度撮影写真で観察されたため、冷炎炎発生が非常に敏感な温度分布がどの程度掻き上げ渦により形成されているのかを調べる方法を開発した。すなわち、抵抗線CT温度計の開発を行い、急速圧縮機のシリンダー内非定常温度分布履歴をとらえた。その結果、温度分布はある程度有り、自着火場所を左右する可能性があることが見いだされた。現状で、急速圧縮機を用いて冷炎など低温度炎発生機構を調べる限り、この掻き上げ渦の影響は宿命といえる。
アルツハイマー型認知症の新規画像診断法の確立

アルツハイマー型認知症の新規画像診断法の確立として、造影剤を使用しないMRIを用いたArterial Spin Labelingによる脳血流測定法と^<11> C-PiBによる脳アミロイドイメージングにおいて部分容積効果を補正した方法を検討した.前者においては、多数例の健常者からなる正常画像データベースを作成し、患者のASLデータと比較することにより自動的に統計解析結果を得るシステムを開発した.脳アミロイド像における部分容積効果の補正は、アルツハイマー型認知症において萎縮のみられる大脳皮質のアミロイド集積をより正確に定量することにつながった.アルツハイマー型認知症の新規画像診断法の確立として、造影剤を使用しないMRIを用いたArterial Spin Labelingによる脳血流測定法と^<11> C-PiBによる脳アミロイドイメージングにおいて部分容積効果を補正した方法を検討した.前者においては、多数例の健常者からなる正常画像データベースを作成し、患者のASLデータと比較することにより自動的に統計解析結果を得るシステムを開発した.脳アミロイド像における部分容積効果の補正は、アルツハイマー型認知症において萎縮のみられる大脳皮質のアミロイド集積をより正確に定量することにつながった.認知症におけるMRIを用いた造影剤を用いない無侵襲的脳血流測定法であるArterial Spin Labeling(ASL)法による脳血流測定法に関して、前年度はpuled ASLによる2次元測定法を用いたが今年度は新たにpseudo-continuous ASLによる3次元測定法を用いて正常例とアルツハイマー病例に応用した。3次元測定法では、2次元測定法で問題となった高齢者でのラベルされた血液の到達時間の遅れによる画像不良の頻度が少なく、良好な30ー40スライスの画像を一度に撮像することが可能となった。この3次元ASLによる正常画像データベースを作製し、個々のアルツハイマー病患者での脳血流を自動で評価するソフトウェアを開発した。脳血流SPECTによる結果と比較したところ、SPECTと同等の精度を得ることができた。アミロイド脳PETでは、CTから抽出された灰白質画像を用いて部分容積効果補正を行う方法を開発した。この補正により、萎縮が強いアルツハイマー病脳ではアミロイド蓄積の過小評価が是正され、正常例における蓄積との差が広がった。このことは、アルツハイマー病脳におけるアミロイド蓄積をより早期に正確に診断することにつながる。また、従来はMRIを用いて部分容積効果補正を行っていたが、PET/CTでルーチンに撮像されているCTを用いることにより簡便に補正を行うことができる。さらに、MRIで問題となる幾何学的歪みがCTでは存在しないことも利点である。^<11>C-PIB PET画像では分布容積比(Destitution Volume Ratio;DVR)画像が大脳皮質へのアミロイド集積の評価に優れている。ただし、DVR画像を得るためには60-70分間の撮像によるダイナミックデータが必要である。投与後50-70分間の20分程の短時間撮像にて得られる画像のStandardized Uptake Value Ratio(SUVR,対小脳比)値でも大脳皮質集積の評価は可能であるが、白質への非特異的集積があるため集積の評価が難しい場合がある。今回は白質のカウントを差し引いて行う部分容積効果補正(Partial Volume Correction;PVC)により大脳皮質集積のみを抽出したPVC後のSUVR画像の検討を行った。対象はAlzheimer病患者(AD)8人と健常高齢者10人。シーメンス社製Biograph6にてCT撮像後、11C-PIBを投与し、50-70分の収集よりSUVR画像を作成した。SPM8を用いてCT画像より皮質と白質を抽出し、PVCを行った。PVC前後の画像それぞれについて、AALに基づいたVOI値を求め比較した。PVC後は健常者のSUVR値が低下する傾向にあり、補正後、健常者とADのVOI値の差は大きくなった。PVCによる診断能向上が期待される結果であった。さらに、この方法を別に撮像されたMRIを用いてPVCを行ったところ、CT画像を用いた場合と同等の値が得られた。PETICT装置で得られたCT像をPVCに用いる方法の有用性が確認された。
ゲノム安定性維持機構による不均等細胞分裂の制御

がん治療抵抗性の特徴を有するがん幹細胞の特性を規定する分子機序を解明するために、DNA二本鎖切断に応答する経路と不均等細胞分裂に関わる経路とを共通に制御する機構の発見を試みた。その結果、相同組換えによるDNA修復とp53の分解に関係して細胞周期チェックポイントを制御するRad54Bが、神経芽腫細胞株において、不均等細胞分裂を促進することが明らかとなった。また、この機能に関係する経路の候補として、Rad54BがNumbを負に制御することによってNotchを活性化することが示唆された。DNA二本鎖切断を相同組換えによって修復するタンパク質Rad54Bは、足場タンパク質として細胞周期の進行を制御するMDM2-MDMXとも直接結合し、この複合体によるp53の分解を促進して、DNA損傷時の細胞周期チェックポイントの機能を抑制する。このように、Rad54BはDNA損傷応答における一つのハブとしての役割を果たしていることから、DNA損傷と不均等細胞分裂の関連性を探索する目的において、神経芽細胞腫細胞株において観察される不均等細胞分裂へのRad54Bの影響を検討した。がん遺伝子MYCNが増幅していない神経芽細胞腫においては、紡錘体に存在するタンパク質であるNuMAが、細胞分裂の際に1つの細胞の細胞表層に偏在し、もう一方の細胞には分布しない不均等細胞分裂の表現型を示すために、この細胞株を用いて、Rad54Bの発現レベルの変化によるNuMAの分布への影響を解析した。その結果、Rad54Bのノックダウン細胞では、コントロール細胞と比較して、NuMAの不均等細胞分裂の頻度が低下していることが観察された。すなわち、細胞分裂後の2つの細胞ともにNuMAが存在する均等分裂の表現型の増加が認められた。この結果より、DNA損傷応答の機構は、不均等細胞分裂を制御する機構ともRad54Bを介して連携している可能性が想定され、これらは細胞の恒常性を維持するためのネットワークを形成しているものと考えられた。この知見は、不均等細胞分裂を行うがん幹細胞が、どのように維持されているかを理解するために貢献するものである。ゲノム安定性維持に関わるタンパク質であるRad54Bが、不均等細胞分裂に影響を及ぼす結果が得られたために、本研究課題の目的であるがん幹細胞の機能に関係する新しい基本原理の解明は順調に進捗していると判断されるDNA二重鎖切断を相同組換えによって修復するタンパク質であるRad54Bを、がん遺伝子MYCNが増幅していない神経芽細胞腫由来の細胞株においてノックダウンすると、細胞極性に関係するタンパク質であるNuMAの細胞分裂時における不均等な分布の頻度が低下することが判明している。この表現型は、DNA損傷に対する修復機構が不均等細胞分裂とも密接に関連していることを示唆するものであるために、この分子機序を解明することに取り組んだ。幹細胞生物学において不均等細胞分裂の分子機序を解明することは重要な課題であるが、DNA損傷応答に関係して不均等細胞分裂を制御する分子機構については未知であるために、神経発生における細胞運命決定に重要な役割を果たすことが知られているNumb-Notch経路を参考にして、そのRad54Bとの関係について検討した。Rad54Bをノックダウンした細胞においては、Numbタンパク質の量の増加が観察された。NumbのmRNA量については、変化が見られなかったことから、そのタンパク質の修飾に変化が生じていることが想定された。次に、Rad54BのNotch経路への影響をみるために、その経路が活性化することによって誘導されるタンパク質であるHes1の量を調べたところ、Rad54Bのノックダウンによって低下することが判明した。以上の結果により、Rad54Bが制御する不均等細胞分裂においては、Notch経路を負に制御するNumbが、DNA損傷に応答する情報を感受することによって、情報伝達に関与している可能性が示唆された。神経芽細胞腫の細胞株で観察されたRad54Bの不均等細胞分裂への影響が、どのような機序によって制御されているのかを解析することによって、本研究課題の目的は達成される予定である。医学