hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
COI1-JAZ受容体の選択的アンタゴニストの開発

強力な活性をもつジャスモン酸ミミックであるコロナチンを基に,ジャスモン酸類の多彩な生理機能のうち,必要な機能を選択的に活性化するJAZサブタイプ選択的なアゴニストの開発を行なった.JAZ選択的アゴニスト開発に用いるリード化合物を,JAZのCOI1との結合ドメインであるJAZ断片ペプチドを用いたプルダウンアッセイ系COI1-JAZ相互作用の評価系を用いて見出した.これをもとに,in silico docking studyによって,さらなる選択性向上が高いと考えられる化合物を設計した.同様のプルダウンアッセイにより,その中から2種類のJAZに結合するサブタイプ選択的アゴニストを見出した.昆虫細胞の系を立ち上げて,COI1の発現を行った.COI1-GSTの入ったバクミドとASK1の入ったバクミドから,それぞれCOI1-GSTとASK1発現用ウイルスを作製した.これらのウイルスを増幅して,混合して昆虫細胞sf9に感染させることで,COI1-GSTタグ+ASK1複合タンパク質発現を行った.ASK1と共発現したGST精製を行い総量62 nmolを精製した.その後,一般的にITCで用いられる溶液が,リン酸バッファーであったため,精製後のCOI1溶液の透析を行った.COI1の結合パートナーであるJAZはリコンビナント体発現系の構築には成功例が報告されていないため,COI1との結合部位に相当するC末端側ペプチドを合成した.はじめに,リン酸バッファー中のCOI1とコロナチンをセル側に入れ,シリンジ側からJAZ9 degronを滴下することによりITC解析を行った.しかし,この条件では,セルとシリンジのバッファー濃度の僅かなミスマッチのため,希釈熱が大きく発生し,結合熱を検出することができなかった.そこで,透析を行う前のCOI1精製溶液を直接用いて,再度ITC測定を行うことで,希釈熱を減らし結合熱を検出できるようになった.最終的に,COI1,JAZ9 degronとコロナチンの見かけのKdは,27.1±5.0 nMと計算できた.これは,過去の免疫沈降のCOI1,JAZ degronとコロナチンの見かけの解離定数と類似していた.また,COI1とJAZ9degronの結合熱,コロナチンJAZ9degronの結合熱の結合熱は検出できなかったことから,COI1,JAZ9 degronとコロナチンの3者が複合体形成を行うことでエンタルピー駆動の水素結合ネットワークが誘導されることが示唆された.今後は,このITCの系を用いて,評価を行う.本年度は,ITCの系をたちあげ,Kd値やその他の結合に関わる詳細な数値データを得ることに成功した.この系の立ち上げにより,すべてのJAZに対して結合評価を行えるようになったと考える.来年度以降は,インバースアゴニストならびにJAZサブタイプ選択的アゴニストを作製し,このITCの系を用いた厳密な評価が行えることが可能であることから,おおむね順調に進展している.ジャスモン酸イソロイシン(JA-Ile)は、成長抑制、老化誘導などの他に、病原菌感染や虫害に対する植物の免疫応答誘導など多彩な生理機能をもつ重要な植物ホルモンである。JA-Ileの生理機能には、免疫応答誘導のように植物増産上の観点から有益なものと、成長抑制や老化誘導のように不利益なものがあり、JA-Ileの投与でこれらが同時に活性される。もしも有益な応答のみを誘導できるJA-Ile関連分子があれば、それによって植物が本来もつ外敵への耐性機能を増強することが可能となり、食料増産につながる画期的な植物生長補助剤となる。JA-Ileは、COI1とJAZという2種類のタンパク質のタンパク質間相互作用(PPI)を誘導することで、各種の生理機能を引き起こす。モデル植物シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)のゲノム中には、COI1は1種類、JAZは12種類のサブタイプがコードされており、このCOI1と12種類のJAZの組み合わせが各々異なる生理機能を制御することで、JA-Ileの多彩な生理機能を誘導すると考えられている。しかしJAZ間の遺伝子配列は非常に相同性が高く、高度な遺伝的重複系を苦手とする現代の分子生物学では、各JAZサブタイプが特異的に誘導する生理活性を特定することは極めて難しい。そのためCOI1-JAZ系における各JAZサブタイプの機能の解明と制御には、COI1と特定のJAZサブタイプとのPPIを選択的に誘導するJAZサブタイプ選択的アゴニストの開発が必要である。植物病原菌Pseudomonassyringaeの産生する植物毒素コロナチン(COR)はJA-Ileの構造ミミックであり、JA-Ileと同じCOI1-JAZ共受容体に強く結合して同じ応答を引き起こす。本研究では、このCORの分子構造をもとにして、JAZサブタイプ選択的アゴニストの開発した。強力な活性をもつジャスモン酸ミミックであるコロナチンを基に,ジャスモン酸類の多彩な生理機能のうち,必要な機能を選択的に活性化するJAZサブタイプ選択的なアゴニストの開発を行なった.JAZ選択的アゴニスト開発に用いるリード化合物を,JAZのCOI1との結合ドメインであるJAZ断片ペプチドを用いたプルダウンアッセイ系COI1-JAZ相互作用の評価系を用いて見出した.

これをもとに,in silico docking studyによって,さらなる選択性向上が高いと考えられる化合物を設計した.同様のプルダウンアッセイにより,その中から2種類のJAZに結合するサブタイプ選択的アゴニストを見出した.昨年度立ち上げたCOI1,JAZ9degronとコロナチンの3者複合体形成のITC解析法を用いて,他のすべてのJAZ degronとの見かけの結合定数,エンタルピー,エントロピーを求める.また,CORを構成する2つの部分構造(コロナミン酸とコロナファシン酸)の各々の鏡像体を縮合させたハイブリッド型化合物を,この系に適用し,JAZサブタイプ選択的アゴニストになるかを検討する予定である.COI1-JAZ1複合体において,JAZとの結合に重要とされる5員環ケトン部位に,水素結合ドナー性のない嵩高い置換基を導入することで,COI1との結合性を保持しつつJAZとの結合を阻害できる分子設計を行い,インバースアゴニストを合成する.その後,植物個体にIA_CORをジャスモン酸類とともに共投与して,各種ジャスモン酸応答性遺伝子の発現阻害を確認する.またリコンビナントCOI1とIA_CORとの共結晶を大量作成し,結晶構造解析を行うことで,阻害機構を官能基レベルで明確にする.ケミカルバイオロジーITCの結合評価系の確立に関する論文をまとめる予定だったが,JAZサブタイプ選択性アゴニストやインバースアゴニストの作製含めた,より一般性の高い論文にまとめることとしたため.繰越の一部を,今年度の論文投稿予算に追加して計上する予定である.残りは,申請時に比べJAZペプチド合成に係る費用が上がったことから,こちらに補填したいと考えている.
マウストラッカーを用いた処理分離型の潜在指標の検討

社会心理学における潜在指標は主に反応時間を応用したものであった。しかし多くの手法で導入されている反応時間差による潜在的態度の推測は、心的処理の結果として現れる結果焦点型の指標であるため、それがどのような処理を反映しているかは必ずしも明らかになっていない。そこで、本年度においては、マウストラッカーという手法を導入し、コンピューターマウスを用いた刺激の分類におけるマウスの軌跡などから人の潜在的認知プロセスが測定できるのかを探索的に検討した。この目的のため、評価的プライミング(ターゲット刺激に対する語彙判断の直前に、ターゲットと評価的に一致したプライムを呈示すると、不一致の場合と比較して反応が促進される現象)を研究対象にした。まず実験1では、62名の参加者に、ターゲット語が呈示されたらできるだけ早くマウスを使って当てはまるカテゴリー(ポジティブかネガティブ)をクリックする課題を求めた。その結果、プライムとターゲットの評価的成分が不一致の場合には、分類に要する反応時間だけでなく、分類へと至るマウスの軌跡も反対のカテゴリーに引っ張られるというプライミング効果が認められた。このことから、マウストラッカーにおいても、従来の反応時間による指標と同様に、潜在的な処理を測定できる可能性が示唆された。さらに実験2では、評価的分類試行に加えてプライムとターゲットの意味的分類試行を混ぜ同様のプライミング課題を行った。結果、実験1同様、評価的分類試行においてはマウスの軌跡にプライミング効果が現れた一方、意味的分類試行ではマウスの軌跡ではなくマウスが動き出すまでの初動時間にプライミング効果が生じていた。この結果は、評価的判断と意味的判断が異なる認知的処理に基づくという知見と一致すると同時に、マウストラッカーが従来の反応時間のみでは検出されない潜在的な認知処理を測定できることを示唆するものである。本年度の目標は、マウストラッカーを用いて実際に潜在的処理が測定できるかを確認することであった。そして、実際にそれを確認することができ、来年度以降の研究へと発展させることが可能である。評価的プライミングという古典的な潜在的心理効果を用いて、マウストラッカーの妥当性が確認されたため、今後は社会心理学的な現象をマウストラッカーを用いて測定していく計画である。具体的には、ステレオタイプや自尊心など、これまでIATなどの潜在指標を用いて検討されてきた対象をマウストラッカーによって検討することで、マウストラッカーの有用性を示すと同時に、マウストラッカーの軌跡や初動時間に現れる結果が、潜在的処理の何を反映しているのかを特定していく。残額が少額であり、適切な使途がなかったため。この金額は今年度の研究成果発表のための英文校正などに用いる予定である。
東海・北陸地方の近世層塔遺構における建築設計手法の研究

東海・北陸地方に現存する近世の三重塔3基・五重塔11基の遺構について、トータルステーションを活用した実測や文献からのデータに基づき、その設計手法の考察を行ったところ、次のような成果が得られた。1.トータルステーションの〈壁面座標計測〉測量プログラムを使用することにより、従来足場を組んで綿密な直測量を行わなければ不可能であった、各層の相対的高さ・軒反り曲線・相輪寸法などを、足場なしで簡便に相当な正確さで得られるという有効性が実証された。2.木割書における層塔の設計手法は、年代が新しくなるにつれ、枝数逓減は「中ふくら」から等差逓減へ、柱太さは各重一定とするものへ、全体として合理的で簡潔なものへと移る傾向がみられる。しかしながら、今回調査した東海・北陸地方の近世層塔においては、各遺構の設計手法は必ずしも木割書の変容傾向に対応しておらず、初期のものに合理的手法が、逆に末期のものに各層毎の変化工夫が払われているものがみとめられた。3.腰相高さの決定方法については、各遺構でさまざまな設計時の工夫がうかがえ多様であるが、柱太さについては遺構の半数以上が二重目以降の柱太さを一定としており、柱間逓減も多くの遺構が等差逓減となっている。台輪・長押せいの決定基準もすべての遺構で柱太さを基準としており、組物の寸法も柱太さまたは大斗幅を基準としている。このように、近世層塔遺構の木割組成には、特定の木割書と断定できないものの、多くの点で木割書との合致がみとめられる。本研究は、設計理論が比較的確立され、それが実際面で適応されやすいと思われる層塔の建築設計手法を、近世の大工技術書、いわゆる木割書の内容と、残存する遺構との関連性を検証することを目的としている。今回は、比較的類似する木割書が流布している北陸地方の遺構と地域的に連続する東海地方の遺構を実測調査し、設計寸法のデータを収集する。2年度にわたる研究実施計画のうち、当年度においては、妙宣寺五重塔(文政8年-1825-、国指定文化財、新潟県佐渡郡真野町)・五智国分寺三重塔(江戸時代後期、県指定文化財、新潟県上越市)妙成寺五重塔(元和4年-1618-、国指定文化財、石川県羽咋市)・若一王子神社三重塔(宝永8年-1711-、県指定文化財、長野県大町市)を調査した。実測の具体的手法は、各層の部材の寸法・鉛直方向における位置・水平距離や、地垂木・飛檐垂木勾配、茅負下外角の位置(軒出)、相輪の高さなど、従来足場を設置しなければ計測不可能な寸法は、高精度・精密測距儀トータルステーションにより、主として〈壁面座標計測〉測量プログラムを適用して実測した。また、初層の壁面および組物、建物内部に入れ、各層に改め口がある部分については、コンベックスによる直測定を行った。これらの調査の結果、遺構の木割値等が予想した木割書の内容と一致または近似することが認められる反面、再検討すべき設計値も多々認められたが、その分析結果については、次年度に予定している新たな8基の調査内容を加えて、総合報告する予定である。今回は、比較的類似する木割書が流布している北陸地方の遺構との地域的に連続する東海地方の遺構を実測調査し、設計寸法のデータを収集する。

2年度にわたる研究実施計画のうち、当年度においては、興正寺五重塔(文化5年-1808-、国指定文化財、愛知県名古屋市)など3基の新たな実測、妙成寺五重塔(元和4年-1618-、国指定文化財、石川県羽咋市)など4基の補足調査を実施したが、大石寺五重塔(寛延2年-1749-、国指定文化財、静岡県富士宮市)など4基は、調査先の都合や悪天候などにより調査を順延することとなった。実測の具体的手法は昨年度と同様で、茅負下外角の位置(軒出)や軒反曲線、相輪の高さ・幅、各層の相対的距離など、従来足場を設置しなければ計測不可能な寸法は、高精度・精密測距儀トータルステーションにより、主として<壁面座標計測>測量プログラムを適用して実測し、各層の部材の寸法・鉛直方向における位置・水平距離、地垂木・飛檐垂木勾配などは、各層縁回りにおいて、コンベックスによる直測定を行った。これらの調査の結果、各層の柱太さ、初重内法高さ、長押などの水平部材の寸法については、各遺構ともいずれかの木割書の内容と一致または近似するものの、各層の柱間枝数逓減、二重目以降の腰相高さの決定手法には、木割書にないものが認められ、木割書を総合的に応用する当時の設計手法の一側面が明らかになった。
なぜ、小規模孤立型の高台防災移転計画が発生したか？ーその原因と責任の分析

東日本大震災被災地の高台移転事業は、その多くは震災以前から過疎化していた地域であり、集落の継続性には大きな疑問がある。本研究はこの政策の提案から決定までの経過を追跡し、背景と原因を分析した。主たる結論は以下の通り。1復興構想会議は「復興への提言」を提案した。しかし実態は御厨、飯尾両教授と霞ヶ関の官僚達が書いたシナリオだった。2建築基準法と防災集団移転促進法の広汎な適用により、膨大な数の計画立案、移転地の取得業務が生じ、十分な検討のない事業が進行した。3復興交付税により市町負担はなくなり、モラルハザードに陥ち入った。4マスコミや世論の事業遅れ非難の合唱が市町を追詰め容易な山地の候補地に向かった。東日本大震災による被害者の住居移転計画は平野部では比較的に順調に進む一方、海岸に山が迫る地域では小規模高台移転が多く、擁壁や取付道路に費用がかかり、非常に非効率なものになっている。本研究はこうした非効率で未来の見えない移転計画を進行させた以下の5つ原因を明確にすることを目的としている。1一律に高台移転の原則を決めたこと。2高台移転推進のため、災害危険区域の大半を非居住地域としたこと。3このため、高台移転が完全に行政の責任になったこと。4第三次補正で市町村の負担がゼロになり、モラルハザードが起こったこと。5世論、マスコミの早期復興の大合唱が市町村を追い詰め、安易な小規模、山探しに走らせたこと。本研究ではこの事態を招いた経緯を以下の7点から分析する。1復興構想会議の議事録および提出資料、2復興構想会議検討部会の議事録および提出資料、3東日本大震災からの復興の基本方針と東日本大震災復興対策本部・同幹事の組織論、4建築基準法(39条、84条)とその適用、5防災のための集団移転促進事業に係る国の財政上の特別措置等に関する法律の成立経緯と適用、6平成23年度第三次補正予算と第179回国会、予算委員会、本会議の議事録、7復興交付金と復興交付税の制度この中で、特に重要なのが1、2である。すなわち、復興構想会議は五十旗頭議長の下、13人の委員が2011年4月14日から6月25日まで、実質12回、47時間10分の討議を重ね、復興への提言悲惨のなかの希望をまとめ、これが復興の基本方針に大きな影響を与えた。この議事録は開示されて、pdfファイル668ページの大部になっている。一方、2の復興構想会議検討部会は飯尾議長の下に17人の委員によって構成され、全8回、23時間であり、議事録はpdf425ページにまとめられている。本年はこの両議事録の解読と関連資料を参照しながら進めた。当初はpdfファイルの特性上、語彙検索が困難であったが、簡易な検索方法で検索できるようになり、順調に解読は進んでいる。ただし、2議事録だけで1000ページを超えるため、若干遅れているかもしれない。東日本大震災の被災地で小規模孤立型の高台移転事業が進行している。その多くは震災以前から過疎化、高齢化していた地域であり、集落の継続性には大きな疑問がある。なぜそのような事業が決定されたか?本研究は政策の提案から決定までの議論の経過を追跡し、背景と原因を分析した。1復興構想会議は「復興への提言」を政府は復興の基本方針を掲げた。しかし、実態は御厨、飯尾両教授と霞ヶ関の官僚達が書いたシナリオだった。我が国は、想定外の大災害で法的整備も予算手当も全く準備が出来てなかった。他国の例を見れば、オーストラリアで2011年の東日本大震災とほぼ同時期に発生した大水害の復興にあたった、“クイーンズランド州復興庁"のように組織、人材、資金を集中的に投資できたら現在の状況は大きく変わっていただろう。もし我が国が道州制で、仙台近郊に強力な復興庁が出来ていたら、こうはならなかったかもしれない。国土交通省(特に都市局)も総務省も大規模集団移転で将来に禍根を残す選択肢をとった。いかに有能な霞ヶ関の官僚達でも、このような大災害の経験が無く、遠い東京で活動し、土地勘もない中では、現在以上の選択肢は考えられなかったのであろう。今からやるべきは、東海、東南海、首都圏大地震に備え、以下の準備をすべきと考える。1)強力な復興庁の設立、2)国、県、市町村、国民の責任分担の明確化、3)柔軟な防災集団移転の方法、4)復興計画の策定と指導体制、5)非常時のための土地権利調整等の法整備、6)財源手当・予算配分の方法東日本大震災被災地の高台移転事業は、その多くは震災以前から過疎化していた地域であり、集落の継続性には大きな疑問がある。

2建築基準法と防災集団移転促進法の広汎な適用により、膨大な数の計画立案、移転地の取得業務が生じ、十分な検討のない事業が進行した。3復興交付税により市町負担はなくなり、モラルハザードに陥ち入った。4マスコミや世論の事業遅れ非難の合唱が市町を追詰め容易な山地の候補地に向かった。標記、2会議の下に更に4つのワークショップが組織され、その議事録は公開されていないことが大きな障害である。そのワークショップには霞ヶ関の主要官庁の若い事務官・技官が参加していたようであり、彼我が政策提言をしたと思われる。大半の政策はそのワークショップから提案されているため、関連資料に当たって解明するつもりである。土木計画学高台防災集団移転の移転地の状況を的確に知るために、ドローンにより空中写真の撮影を行っているが、2015年12月に飛行許可の申請が必要となり、仙台空港事務所、自衛隊松島基地と協議をしているが、認可が遅れ、調査が2016年度にずれ込んだ。本年度は順調に進む予定である。ドローンの補充部品や出張で使用予定である。
損傷修復遺伝子抑制とクロマチン損傷解析による放射線感受性増強法の開発

正常細胞、AT,NBS細胞、癌細胞を用いて放射線感受性を染色体損傷から解析した。正常細胞、癌細胞では非増殖期の細胞にX線を照射し修復させた場合とすぐに細胞周期を進行させた場合では、修復の効率は同様であったが前者ではより正確に修復された。AT,NBS1細胞では修復の正確な修復頻度は低く、照射後修復時間を与えても、修復の正確性に欠陥がみられ、いずれの遺伝子欠損は修復の不正確につながることがわかった。腫瘍に含まれる低酸素細胞は非増殖期で生存していると考えられ、細胞周期を進行させることで腫瘍感受性を高めることができる可能性が示唆された。放射線感受性の初期に重要な働きをする遺伝子としてATM, NBS1が知られている。本研究ではATM, NBS1それぞれの役割そして相互関係を解析し、感受性を決定するメカニズムの解明とそれを利用した感受性試験の開発を目的としている。初年度はヒト繊維芽細胞由来の細胞、癌細胞の放射線感受性を決定する実験を行った。AT(ataxia telangiectasia)とナイヒーメン症候群由来の細胞、骨肉種由来の細胞MG53に照射を行い放射線感受性を決定した。照射後直後および照射後に24時間修復を与えた条件で生存率を比較すると正常細胞とNBS1異常細胞では有意に生存率が上昇したが、ATMの異常細胞では改善が見られず、照射に対する損傷修復に対する作用はATMとNBS1では異なることが示唆された。同様な実験を腫瘍細胞を用いても現在検討中である。次年度には染色体異常をFISH法にて解析する。腫瘍細胞、正常線維芽細胞におけるNBS1,Ku70,Ku80遺伝子をsiRNA, inhibitory chemicalを照射と併用して放射線効果を増強させる方法を開発することを目的とする。腫瘍細胞と正常細胞の大きな違いは前者では腫瘍増殖分画が多いのに対して、後者は非増殖期の細胞が多く、後者では、遺伝子発現が低いことが予想され、正常組織では、放射線増感効果が乏しいことが予想されることから、有用な増感剤となりうると考えている。本年度は、放射線感受性細胞AT, NBS1細胞)、正常細胞、癌細胞のX線および粒子線における感受性の違いを検討した。X線に対する反応はAT、NBS1は、正常細胞と比較して異常な高感受性を示したが、低線量率やPLDR(Potentially lethal damage repair)の条件下では感受性に大きな差が見られ、ATと異なりNBS1細胞はPLDR下では、正常細胞に近い感受性が得られた。粒子線照射による感受性試験では、高LET照射ではAT, NBS1,正常細胞では同様な感受性を呈していたが、中から低LET照射では、ATでは修復が抑制された結果見られる切断断片が多くみられたが、NBS1では切断断片の残存はATに比べ有意に低い結果が得られた。ATM, NBS1遺伝子はいずれも二本鎖切断修復の初期に働く重要な遺伝子であるが、修復に与える影響が異なることが推測された。ATM遺伝子を抑制する分子を作用させて照射を行った実験では、やはり未結合の染色体断片が多くみられ、ATM遺伝子抑制は修復に影響を与えることが示された。3年間の研究にて放射線感受性の高いAtaxia Telangiectasia(AT),Nijmengen syndrome由来の細胞、正常細胞、腫瘍細胞を用いてATM、NBS1等の遺伝子抑制による感受性増感効果を検討した。細胞周期が静止期と増殖期で比較した結果から、ATM遺伝子抑制によりNBS1遺伝子欠損細胞、正常細部尾、癌細胞すべてで放射線に対する増感効果が見られた。また、NBS1遺伝子抑制により静止期での細胞はやはり放射線増感が見られた。染色体解析からは、いずれにおいても誤った修復が顕著であった。興味深いことは、ATM阻害剤によりNBS1異常細胞の放射線感受性は亢進したが、MBS1阻害剤によりAT細胞の感受性はあまり上昇しない結果が得られつつある。このことは静止期ではNBS1の上流にATM遺伝子がいる可能性を示唆する。この結果はAT細胞にはPotentially lethaldamage repairが欠如しているが、NBS1異常細胞にはPLDRが保たれていることと関係があると考えられる。マウスに腫瘍細胞を移植し、静止期細胞をBURD陰性細胞として扱う実験を行っているが、現在のところ、静止期、増殖期の鑑別が困難であり、今後も研究を継続したい。なお、静止期と増殖期の細胞の感受性の違いを示す論文をRadiation Researchに投稿し、掲載された。現在、AT細胞、NBS1細胞における細胞周期による感受性研究に関しては論文投稿中である。
界面輸送現象に伴う流動画像に対する時空間微分法を用いた定量的可視化

1.ビデオ画像からディジタル画像データへの変換および一時保存ビデオ動画像変換用ソフトを用いて、界面流動のビデオ画像をディジタル画像に変換し、高容量ハードディスクに一時保存した。2.時空間微分法による速度分布の計算界面流動現象の定量的可視化として、研究代表者によって提案された画像の輝度のぼやけを補正する時空間微分法により液々界面近傍の速度分布を求め、従来の時空間微分法による計算結果と比較した。その結果、水-酢酸-ベンゼン系のシュリーレン画像に対して、ぼやけを補正する手法は従来の時空間勾配法より効果的であることがわかった。また、様々なレイリー数を持つ流れに対して時空間勾配法を適用したところ、レイリー対流の強さに応じた速度場が求められた。3.目視観察に基づくビデオ画像の定性的評価・移動現象論的考察との比較ビデオ画像からの結果は定性的であるため、水-酢酸-ベンゼン系に対する数値シミュレーションを行ない、界面輸送現象に伴う流動の様子を計算機により実現した。2つの時刻における各液相の濃度分布場に対して、ビデオ画像の場合と同様に時空間勾配法およびぼやけを補正する方法を適用した。結果として、拡散に基づく流れが支配的な場合に時空間勾配法に基づく手法は偽の速度場を検出するため、ぼやけを補正する方法よりも実行性が低下することが確認された。ただし、対流による流れが支配的な場合には時空間勾配法およびぼやけを補正する方法とも結果にそれほどに違いは見られないことがわかった。
骨髄移植をうける患児の内服に関する対処行動とその看護援助に関する研究

本研究は、1)移植をうける患児が、嘔吐、口内炎、偉怠感などの苦痛を抱えながら、「薬を飲む」場面において、周囲との相互作用の中で、どのように対処行動をとっているかを知る、2)患児の内服に関わる親や看護師が、自分の、あるいは他者の行為や意図をどのようにとらえているかを知ることであり、これらから、患児の経験や対処行動の意味を明らかにし、看護援助の視点を見いだすことを目的とした。12年度は、文献検討を実施したところ、感染管理の簡略化がすすむ中で、医師や看護師の内服のとらえ方に、さまざまな変化がみられた。そこで、わが国の造血細胞移植をしている施設における内服援助の実際と病棟の方針および看護師個人の考えを知ることを目的に、42施設の看護師126人を対象に調査を実施した。内服援助の実際では、看護師は様々な工夫をしていた。また、内服は絶対不可欠という方針の病棟では、看護師個人の考え方も同様であり、患児にとって過酷も言える状況で内服が強いられている現状もみられた。一方、柔軟な方針の病棟では、患児のストレスは少ないと看護師はとらえていた。13年度から14年度にかけて、内服場面の観察調査を実施した。対象者の承諾を得て、内服場面のビデオ録画を行うとともに看護師および母親への面接・質問紙調査を実施した。スムーズに内服していると看護師がとらえている子どもの場合にも、母親が細やかに関わることで、子どもの気持ちの準備が整い、内服している実態が確認された。内服困難な場面や薬を捨てていた学童用の子どもに関わった医師は、子どもの気持ちをとらえること、気遣うことの大切さを述べていた。子どもが薬を飲むことをどのようにとらえているかを看護師や母親が理解し関わることが重要であり、内服するための準備や配慮としてのプリパレーションを行うことで、子ども自身の理解を図るとともに、援助者の子ども理解を助けると考えられた。今後、内服に関するプリパレーションのさらなる検討とその効果を検証していきたい。本研究は、嘔吐、口内炎、倦怠感等の苦痛を抱えながら、骨髄移植をうける患児が、「薬を飲む」場面において、周囲との相互作用の中で、どのような対処行動をとっているかを観察し、患児の体験や対処行動の意味を明らかにし、看護援助の視点を見いだすことである。今年度は、1)子どもの内服や対処行動に関する文献検討を行い、実際の観察用具として、「小児の対処行動チェックリスト」を共同研究者とともに検討し、作成した。また、臨床現場の研究協力者と協議し、観察の具体的な方法や観察時点の再検討を行い、本調査のための一連の準備を行った。2)内服に関する文献および臨床現場の医療者からの情報等から、骨髄移植における内服に関する考え方や治療方針の変化があることが確認され、看護婦が、内服困難な患児に対して、どのような考え方で、援助を行っているかを把握する必要を認めた。そのため、現存の「小児骨髄移植看護情報ネットワーク」の参加病棟の協力を得、42病棟、126人の看護婦を対象に、内服に関する実状調査を実施した。その結果、各病棟の内服に関する治療方針は、さまざまであること、医師と看護婦の相談により、内服の中止が検討されている状況が多いこと、さまざまな内服に関する援助の実態や問題状況が明らかになった。

今後、看護婦がとらえた問題状況等を詳細に分析、検討し、援助の視点を明らかにしていきたい。造血細胞移植における無菌管理の簡略化がすすんでいる現状の中で,感染予防のための内服の考え方も変化してきており、各施設の対応も様々であることが予想される。今年度は、わが国の造血細胞移植施設における内服援助の実際と病棟の方針および看護婦個人の考えを明らかにすることを目的に,「小児骨髄移植看護情報リスト」に参加している42施設の看護婦126名を対象に質問紙調査を行い、79名の看護婦から、回答を得た。内服援助の実際では,看護婦は様々な方法で内服薬の味や形態の工夫をしており,薬剤師の協力の見られた病棟もあった.看護婦の対応では,患児の気持ちを大切にした関わりがされていた.また,内服には家族の協力もあり,その協力の仕方は様々であった.内服は絶対不可欠という厳重な病棟方針に対する看護婦個人の考えも内服は必要であり飲ませるとするものが多かった.また患児にとって過酷な状況で内服を強いられている実態も見られ,患児の苦痛を目の当たりにしながら援助する看護婦の葛藤も見られた.患児の状況を最も把握している看護婦の役割として,内服中止の判断も含め積極的に関わろうとする意見もあり,看護婦の役割の再認識と拡大を求める姿勢がうかがえた.今年度は、子どもがどのように内服しているか、親や看護師が子どもや他者の行為をどのようにとらえているかについて知ることを目的に調査を実施した。対象者の承諾を得て、内服場面のビデオ録画による観察を行うとともに、内服に関わる看護師および母親への面接・質問紙調査を実施し、4事例、各2場面、計8場面の内服場面の観察と看護師13人から質問紙あるいは面接によるデータが得られた。ビデオテープによる分析からは、スムーズに内服していると看護師がとらえている子どもの場合にも、母親が細やかに関わることで、子どもの気持ちの準備が整い、内服している実態が確認された。また、内服困難な場面や薬を捨てていた学童期の子どもに関わった看護師達は、子どもの気持ちをとらえることの難しさや学童・思春期の子どもへ気遣うことの大切さを語っていた。これらから、子どもが「薬をのむ」ことをどのようにとらえ対処しているかを看護師や親がとらえ、関わることが重要であることがわかった。また、内服援助の視点としては、子どもが自分の内服の経験を理解できるためのプリパレーションの考え方を応用し、準備や配慮をすることが大切であると考えられた。以上のような調査結果や所見を病棟看護師へ報告し、話し合いを行った。病棟看護師は、ビデオテープをみることにより子どもへの内服ケアに関して、新たな視点が実感できたものと思われる。今後、内服に関するプリパレーションについてのさらなる検討とその効果を検証していきたい。
神経再構築における成長因子とマトリックス

中枢神経の損傷後の軸索伸長・分枝はほとんど無い。その最も大きな要因は再生阻害因子の誘導である。代表的な阻害因子として今注目されているのがコンドロイチン硫酸である。私たちは本研究で、コンドロイチン硫酸と同等に主役を演じる因子としてケラタン硫酸を見出した。これらの阻害能を得るためにはプロテオグリカンの全てのコンポーネント(ケラタン硫酸、コンドロイチン硫酸、コアタンパク質)が必要であった。これらのデータは、コアタンパク質によって適切にケラタン硫酸、コンドロイチン硫酸がプレゼンテーションされることが重要で、それを神経細胞上の受容体が読み取る機構があることを強く示唆する。一度損傷を負った神経の再生は極めて難しい。損傷に際してミエリン由来阻害因子やコンドロイチン硫酸(CS)などの抑制分子が誘導され、神経軸索再生を阻害する。これらの抑制機構の解明は十分でなく、故に実際に神経再生医療の現状は理想に程遠い。本研究はプロテオグリカンの長大な糖鎖であるグリコサミノグリカン(GAG)のうち、これまで我々が明らかにしてきたケラタン硫酸(KS)の機能をin vivoで解析し、さらにその作用機構の解明を目指す。さらに神経軸索再生を促進する因子として特に成長因子に光を当て、損傷後の軸索再生をより総合的に理解することを目指す。我々は今までにN-acetylglucosamine6-O-sulfotransferase(GlcNAc6ST)-1の欠損マウス(脳内の高硫酸化KSの発現がない)を用いて、グリア性瘢痕形成、軸索再生阻害、脊髄損傷後の運動機能障害へのKSの関与を明らかにした。本研究では、野生型ラットを用いて、脊髄損傷に対してKSを消化する酵素(ケラタナーゼII)が治療効果をあげることを明らかにした。ケラタナーゼIIはin vitroでもプロテオグリカンによる神経突起伸長阻害を解除した。これらin vivo、in vitroの効果はCSを消化するコンドロイチナーゼABCと同等であった。以上のことからKSとCSはプロテオグリカンを介した軸索再生阻害において必須の要素として働くことが判明し、新しい作用機構を提案できると考えている。今後、この仮説の証明を行い、さらに成長因子などの軸索再生促進因子との相互作用について解析を加えていきたい。神経損傷に際して神経軸索再生に対する最も強い阻害分子としてこれまでコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)が注目されてきた。しかしながらこれらの抑制機構の解明は十分でなく、故に実際に神経再生医療の現状は理想に程遠い。我々はN-acetylgucosamine 6-O-sulfotransferase(GlcNAc6ST)-1の欠損マウスの脳内の高硫酸化KSの発現がないことを明らかにした。そして、グリア性瘢痕形成、軸索再生阻害、脊髄損傷後の運動機能障害へのKSの関与を明らかにした。さらに、野生型ラットを用いて、脊髄損傷に対してKSを消化する酵素が運動機能のみならず感覚機能も改善させることを明らかにした。また、CS分解酵素とKS分解酵素の効果はin vitro、in vivoともに同等であり、両者の組み合わせが相加相乗効果をもたらさないことを明らかにした。我々の結果はKS/CSPGが神経軸索再生阻害の本体であり、糖鎖(グリコサミノグリカン鎖)の立体配置が重要であることを示唆している。また、さらにKS分解酵素が成体ラットに元来起きない神経可塑性を引き起こすことを見出しつつある。一方、成長因子ミッドカインの損傷後機能回復における機能についても脊髄損傷モデルを用いて解析を進めている。これまでにプロテオグリカン上のケラタン硫酸(KS)の合成酵素阻害で軸索再生・分枝が促進され、脊髄損傷で野生型マウスに比べて回復がよいことを示した。さらに、KS分解酵素の投与によっても脊髄損傷後の神経機能回復を促進できることを示すことができた。In vitroの実験では、(1)KS単独では神経突起伸長阻害が起きないことを示した。同様に強力な阻害因子として知られるコンドロイチン硫酸(CS)単独でも神経突起伸長阻害は起きない。(2)KS、CSの両方を含むプロテオグリカンの混合物によって神経突起伸長阻害が起こるが、KS分解単独あるいはCS分解単独でその阻害効果をキャンセルできる。また、両者の組み合わせは相加・相乗効果を発揮しないことを明らかにした。(3)コアタンパク質の熱変性、あるいはアルブミンの上にKS,CSを共有結合させた人工プロテオグリカンでは神経突起伸長阻害は起きないことを示した。

(4)コアタンパク質、KS、CSの揃ったプロテオグリカンとなって初めて神経突起伸長阻害活性を示すことから、コアタンパク質によるKS、CSの適切なプレゼンテーションが重要であると推察した。これらの結果はin vivoのデータとも一致する。しかし特にコアタンパク質の重要性を示すin vivoのデータはなかった。そこでADAMTS4に注月した。この酵素はアグリカンなどのプロテオグリカンのコアタンパク質を特異的に切断する活性を有する。今回新たにニューロカン、ブレビカン、フォスファカンといってプロテオグリカンを分解することを示せた。さらにこの酵素を脊髄損傷部に局所投与すると神経機能回復が促され、軸索再生・分枝も促進されることを見出した。以上により、プロテオグリカンによる軸索再生・分枝阻害機構の一部を明らかにすることができた。
多目的最適満足化手法の斜張橋架設精度管理システムへの応用

斜張橋の架設精度管理問題は多目的最適化問題として定式化できるが,その目的関数の数は非常に大きくなり,効率的な手法の実現が望まれていた.このような多数の目的間のトレードオフを簡単にすばやく行うことができる手法として満足化トレードオフ方が本研究申請者によって提案されており,本研究ではこの手法を斜張橋架設精度管理システムに組み込み,さらにそのヒューマンインターフェイスを改善し,意思決定者の負担を軽くするのが目的である.初年度はすでに作成していた満足化トレードオフ法のプログラムをもとに斜張橋架設精度管理システムを構築するとともに,トレードオフを容易にするための適正トレードオフ法のプログラムを完成させた.次年度はこれまでに作成された満足化トレードオフ法による斜張橋架設精度管理システムに適正トレードオフ法を組み込み,さらにその入出力をグラフィク化し,現場での技術者が使いやすいようヒューマンインターフェイスに工夫をほどこした.いくつかの実際の橋のデータに対し本システムを適用し,実際の観点からの検討を加えた.これにより,実用度の高い斜張橋架設精度管理システムができたと考えられる.斜張橋の架設精度管理問題は多目的最適化問題として定式化できるが,その目的関数の数は非常に大きくなり,効率的な手法の実現が望まれていた.このような多数の目的間のトレードオフを簡単にすばやく行うことができる手法として満足化トレードオフ方が本研究申請者によって提案されており,本研究ではこの手法を斜張橋架設精度管理システムに組み込み,さらにそのヒューマンインターフェイスを改善し,意思決定者の負担を軽くするのが目的である.初年度はすでに作成していた満足化トレードオフ法のプログラムをもとに斜張橋架設精度管理システムを構築するとともに,トレードオフを容易にするための適正トレードオフ法のプログラムを完成させた.次年度はこれまでに作成された満足化トレードオフ法による斜張橋架設精度管理システムに適正トレードオフ法を組み込み,さらにその入出力をグラフィク化し,現場での技術者が使いやすいようヒューマンインターフェイスに工夫をほどこした.いくつかの実際の橋のデータに対し本システムを適用し,実際の観点からの検討を加えた.これにより,実用度の高い斜張橋架設精度管理システムができたと考えられる.斜張橋の架設精度管理問題は多目的最適化問題として定式化できるが,その目的関数の数は非常に大きくなり,効率的な手法の実現が望まれていた.本研究申請者によって,このような多数の目的を効率よく取り扱う多目的計画の対話型技法として満足化トレードオフ法が開発され,さらに多数の目的間のトレードオフを簡単にすばやく行うことができるようにするための方法として適正トレードオフ法が提案されている.本研究ではこの対話情報をアニメーションとして実現して斜張橋架設精度管理システムに組み込むことにより,そのヒューマンインターフェイスを改善し意思決定者の負担が軽くなるようにするのが目的である.本年度はこれまでに作成された満足化トレードオフ法のプログラムをもとに,まず適正トレードオフ法のプログラムを作成した.さらにその入出力をグラフィック化しアニメーションになるよう工夫している.斜張橋精度管理における意思決定者に対し,どのような入出力情報,画面がもっとも使いやすいかについて調査を行った.この結果をもとに次年度は斜張橋架設精度管理のためのソフトウェアとして完成させ,さらに現場でのテストを行って実用度を高める予定である.斜張橋の架設精度管理問題は多目的最適化問題として定式化できるが,その目的関数の数は非常に大きくなり,効率的な手法の実現が望まれていた.このような多数の目的間のトレードオフを簡単にすばやく行うことができる手法として満足化トレードオフ法が本研究申請者によって提案されており,本研究ではこの手法を斜張橋架設精度管理システムに組み込み,さらにそのヒューマンインターフェイスを改善し,意志決定者の負担を軽くするのが目的である.本年度はこれまでに作成された満足化トレードオフ法による斜張橋架設精度管理システムに適正トレードオフ法を組み込み,さらにその入出力をグラフィク化し,現場での技術者が使いやすいようヒューマンインターフェイスに工夫をほどこした.いくつかの実際の橋のデータに対し本システムを適用し,実際の観点からの検討を加えた.これにより,実用度の高い斜張橋架設精度管理システムができたと考えられる.
時間分解界面振動分光法によるソフトマター界面構造の速度・分子論的追跡

本研究は、界面選択的な振動分光法である和周波発生(SFG)分光法を「ソフトマター界面」へ適応し、ソフトマター自身と界面の水の構造を明らかにし、分子間相互作用(水素結合等)に関する情報を得ることを目的としている。本年度は、以下の2つの項目について検討を行った。【1】低摩擦性高分子ゲル界面水の構造評価Poly vinylalcohol(PVA)ゲルなどの低摩擦性ゲルは、含水状態で非常に低い摩擦係数を示す。この摩擦特性はゲルと接触界面に潤滑剤として働く水の層が存在し、その水の層が低摩擦性を持つための重要な役割を果たしていると考えられている。そこで、SFG分光法を高分子ゲル/固体界面へ適用させ界面水の構造評価を行った。その結果、接触界面の水素結合の弱い水分子が低摩擦に関連していることが分かった。【2】種々の環境下での高分子電解質膜の構造評価生体膜のモデルとして知られる高分子電解質ブラシの分子構造および水と接触させたときの構造変化をSFG分光法により評価し、周囲の環境変化(水、水蒸気、Arガス)に対する表面構造の変化を追跡し、ブラシと水分子間の相互作用を明らかにした。具体的には、乾燥窒素中では、メチル基に由来したピークしか見られないことから、アルキル鎖部分がall-trans構造をとっているが、水蒸気と接触することでアルキル部位は水を嫌い、乱れた構造をとることが分かった。さらに水と完全に接触すると、水中ではアルキル部位はランダムな構造をとることが示唆された。生体内でのタンパク質をはじめ、ソフトマターの構造・機能発現において周囲の水が大きな役割を果たしている事は良く知られており、界面の水の構造を明らかにすることの重要性は十分認識されている。しかし、ソフトマターが実際に存在する水環境下でソフトマター自身とその表面近傍の水(界面の水)の構造を直接的に決定・議論することはこれまでほとんど行われていない。本研究はソフトマターの機能材料としての表面に関する基礎情報はもちろん、生命活動における水の役割という生物学的に重要な問題に対する新たな知見を得ることを目的として行っている。本年度は以下の2つの項1目について検討を行った。【1】ポリマーブラシおよび生体適合高分子/水溶液界面の構造・機能評価生体膜モデルとして知られる高分子電解質のポリマーブラシが水と接触した際の表面構造の変化および周囲の水の構造をSFG分光法により評価した。さらに温度応答性ポリマーの一つであるPoly-N-isopropylacrylamide(PNIPAM)修飾基板を用い、温度変化に伴う表面構造の変化および水と接触した際の界面水の構造変化をSFG分光法により評価した。【2】生体分子界面の構築および界面構造の評価"His-tag法"で固体表面に化学的に固定したCa^<2+>受容性タンパク質の一つであるカルモジュリンについてCa^<2+>存在の有無によるタンパクの構造変化を、また、固体基板上に配列・固定化した温度応答性ペプチドの一種であるエラスチンについて温度変化によるペプチドの構造変化を追跡・評価した。
サイトカイン受容体gp130を介するシグナル伝達の解析

gp130は、IL-6ファミリーサイトカインの共通の受容体コンポーネントである。gp130を介するシグナルは大きく、gp130のチロシン759のリン酸化依存性に活性化されるシグナル(SHP2が関与)、YXXQモチーフのチロシンリン酸化依存性に活性化されるSTAT3を介するシグナル、gp130のチロシンリン酸化を介しないシグナル、の三つに分けることができる。1.我々は、細胞株を用いた研究から、gp130を介する細胞増殖シグナルに、チロシン759依存性シグナルとSTAT3シグナルの両方が必要であることを示してきた。本研究では、STAT3の標的遺伝子としてPim遺伝子(Pim-1,2)とc-myc遺伝子が存在し、Pim-1とc-Mycが協調的に機能することで、細胞周期G1-S期移行の制御および細胞死を抑制していることを見出した。また、Pim-1の下流でVCP/Cdc48pが細胞死抑制に機能していることを明らかにした。2.我々は、チロシン759依存性シグナルに関与する分子として、Gab1を同定してきた。本研究では、Gab1欠損マウスの作成を行い、Gab1が胎盤・心臓・皮膚の発生に必須であること、Gab1がgp130のシグナルだけでなく増殖因子EGF,PDGF,HGFのERK MAPキナーゼ活性化へのシグナルに関与していることを見出した。3.また、gp130からのシグナルの生体内での役割を解析するため、チロシン759あるいはYXXQモチーフのチロシンをフェニールアラニンに変異させたgp130を、マウス染色体gp130に置換したマウス(ノックインマウス)を作成し、その解析を行った。その結果、STAT3を介するシグナルが、IgG2a,IgG2b抗体産生・Th1型サイトカイン産生に関与しており、チロシン759を介するシグナルがそれを抑制する方向に働いていることを見出した。gp130は、IL-6ファミリーサイトカインの受容体の共通のサブユニットである。gp130を介するシグナルを大きく、(1)リン酸化チロシン759に結合するSHP-2を介するシグナル、(2)リン酸化チロシン767,824,905,915(YXXQモチーフ)に結合するSTAT3を介するシグナル、(3)リン酸化チロシンを介しないシグナルに分けることができる。本研究においては、リン酸化チロシン759を介するシグナルに介する分子として、Gab1に加えてGab2を同定した。さらに、Gab1欠損マウスを作成したところ、Gab1欠損マウスは胎盤・心臓・皮膚の発生異常を示した。Gab1欠損マウス由来の線維芽細胞を用いた実験からGab1が、gp130のシグナルだけでなく、EGF,PDGF,HGFの細胞内シグナルにおいてERK MAPキナーゼの活性化に重要な役割を演じていることを見いだした。一方、マウスB前駆細胞株を用いたgp130増殖シグナルの解析から、STAT3の標的遺伝子としてPim-1を見いだし、Pim-1ともう一つのSTAT3標的遺伝子であるc-mycが、協調的に働いて、細胞周期促進(G1-S移行)・細胞死抑制に関与していることを見いだした。さらに、Pim-1の下流遺伝子VCP(Cdc48p)が、細胞死の抑制に関与していることを見いだした。また、

gp130シグナルの生体内での役割を解析するために、gp130細胞内チロシン残基をフェニールアラニンに置換したgp130遺伝子をマウスgp130染色体遺伝子にノックインしたマウスを作成したところ、STAT3シグナルが抗体産生・naive T細胞のTh1細胞への分化に関与していること、SHP-2シグナルはがそれを抑制していることを見いだした。gp130は、IL-6ファミリーサイトカインの共通の受容体コンポーネントである。gp130を介するシグナルは大きく、gp130のチロシン759のリン酸化依存性に活性化されるシグナル(SHP2が関与)、YXXQモチーフのチロシンリン酸化依存性に活性化されるSTAT3を介するシグナル、gp130のチロシンリン酸化を介しないシグナル、の三つに分けることができる。1.我々は、細胞株を用いた研究から、gp130を介する細胞増殖シグナルに、チロシン759依存性シグナルとSTAT3シグナルの両方が必要であることを示してきた。本研究では、STAT3の標的遺伝子としてPim遺伝子(Pim-1,2)とc-myc遺伝子が存在し、Pim-1とc-Mycが協調的に機能することで、細胞周期G1-S期移行の制御および細胞死を抑制していることを見出した。また、Pim-1の下流でVCP/Cdc48pが細胞死抑制に機能していることを明らかにした。2.我々は、チロシン759依存性シグナルに関与する分子として、Gab1を同定してきた。本研究では、Gab1欠損マウスの作成を行い、Gab1が胎盤・心臓・皮膚の発生に必須であること、Gab1がgp130のシグナルだけでなく増殖因子EGF,PDGF,HGFのERK MAPキナーゼ活性化へのシグナルに関与していることを見出した。3.また、gp130からのシグナルの生体内での役割を解析するため、チロシン759あるいはYXXQモチーフのチロシンをフェニールアラニンに変異させたgp130を、マウス染色体gp130に置換したマウス(ノックインマウス)を作成し、その解析を行った。その結果、STAT3を介するシグナルが、IgG2a,IgG2b抗体産生・Th1型サイトカイン産生に関与しており、チロシン759を介するシグナルがそれを抑制する方向に働いていることを見出した。
作用素論的手法による解析関数空間の構造の研究

1)研究代表者は解析関数空間の構造に関してはば広く研究を行なった。重要ないくつかの空間のブルゲン環を決定した。又トーラス上の不変部分空間に関する研究を行なった。現在進行中である。そしてKonovkin型近似定理を研究し,関数環についての予想を解決し,3つの論文を投稿中である。2)田中は最適制御を研究し,離散時間の確率制御過程及び連続時間のマルコフ決定過程の摂動についての結果を得た。3)吉原は超越拡大体を幾何学を用いて研究し,代数曲面の分類についてのいくつかの成果を得た。4)斎藤は作用素環の研究を行ない,解析的接合積に関するハンケル作用素の構造,テープリッツ作用素の距離公式を与えた。又部分対角化作用素環のいくつかの構造を決定した。5)渡辺は微分構造が入る関数空間の構造を研究し,その上の等長作用素を決定した。現在進行中である。
物理マルチメディア教材作成のための素材データベース開発

最近マルチメディアに関する関心が高まってきた。しかし、マルチメディア教材は、学習意欲を高めることが期待できるが、授業を担当している教師が作成する事は、時間的にも著作権の面からも非常に困難である。本研究は、物理に関する映像情報、音声情報、図形情報及び文字情報収集して素材データベースを構築し、素材データベースから素材を自由に抽出し加工しマルチメディア教材を作成できるシステムを作成する事が目的である。収集した素材は「マルチ学習カード」を利用した。そのため次のことが簡単にできる。1)多様な素材の記録が可能である。2)素材の抽出・加工が簡単で、教材化が容易である。3)素材を加工しなくても、画面を予め指示して提示ができる。授業のなかで、物理学を発展させた人々のイラスト画やその学者の使用した器具、業績を提示し、高校2年生と高等看護学校学生の感想を調査した。授業の中で学者のプロフィールに接することに好意的な反応を示した。粗末な器具を用いて偉大な発見をしたことに感激した生徒も多くいた。日常目に触れる器具類の分解映像も、物理の成果を説明するのに効果がある。素材データベースは、CD-ROMやMOに記録して流通できる。また、インターネット等の通信手段を用いて検索する事も可能である。今後素材の数を増やし多様な教材の作成が可能となるようにしたい。物理に関する映像情報、図形情報及び文字情報を収集し、これらの情報を教師が自由に検索し、加工して簡単に教材が作成できる素材データベースを開発する事が目的である。そのために、本年度は物理の教科書に登場する人物のイラスト画及び波動・電気に関する映像情報を収集し、授業に利用できるシステムを開発するため次の研究をした。1)物理学を発展させた学者を時代や学習項目で整理し、イラスト画を作成し、コンピュータに入力した。2)入力した学者の人物画を高等学校生徒及び高等看護学校の学生に提示し、生徒・学生の反応を調査した。物理の授業は計算や法則の暗記と考えていたのに、関連のある学者のイラスト画を提示されその業績を説明されたことに非常に興味をもつことがわかった。教師は人物に関する文字情報を必要とし、生徒・学生は自学者がどんな方法や器具で法則を発見したかが具体的に知りたいことがわかった。収集した人物画について、その生年没年、国籍、主な業績及び人物に関する説明や社会的影響等の文字情報を入力した。4)物理学者像を説明するためのイラスト画、写真等を入力した。5)人物画、業績及びその説明画等を効果的に提示できるように連結した。6)波動、電気に関する映像情報を収集し入力した。高等学校等で利用できるマルチメディア教材を作成するための素材データベースを開発し、教師が自由に素材を検索し、教材を作成できるようにすることが目的である。前年度は物理学者の人物画を収集し、入力し、学習者の反応を調査した。その結果は非常に好意的であることがわかった。本年度は、人物に関するデータ(国籍、生年、没年、主な業績、人物の説明等)の入力、主な業績の説明図、原理・法則を説明するための図形等を中心に次のことを研究した。1)入力した物理学者に関する紹介文を修正し、整理した。ボタンをつけ、左クリックで表示できるようにした。2)看護専門学校の学生に、授業の始めに放送大学の映像教材「医療の物理」を視聴させ,物理学に対する意識の変化を調べた。看護や日常生活に物理学が非常に大切であることを意識させることがわかった。学習者に関心のある映像教材を視聴させれば物理学の大切さとか,学習意欲を高めることが分かった.3)主な物理学者の業績を説明するイラストを作成し、物理学者像とリンクさせた。4)家庭にある器具を分解し、物理と関連する部分を写真撮影し、フォトCD化した。5)7年9月までの素材をまとめ,CD-ROM化した.6)波動と電気に関する素材を入力した.