hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プラズマ合体を用いた磁気リコネクション現象の実験的研究

平成6年度の日本側TS-3装置を用いた実験研究は当初予定した通り、前年度の磁界計測にイオン流速・温度計測を加え、磁気リコネクションの3次元効果のエネルギー変換作用の検証まで到達し、ほぼ予定通りといえる。米国側の協力も人員の派遣、デジタイザーなどの計測器の移設なども効果を上げたといえる。特に、磁気リコネクションによる粒子加速効果をはじめて直接計測できたこと、磁気リコネクションによるイオン異常加熱効果の特性が解明できたことは大きな成果といえる。具体的にはまず4月、小野をヨーロッパ地球物理学会に派遣し、磁気リコネクションの粒子加速効果が直接計測できたこと、2次元的な磁気リコネクションによりイオンが異常に加熱されること、それはXラインに平行な第3の磁界成分の印加により抑制できることなど最新の研究成果の公表を行った。観測を主とした磁気リコネクション研究に長い歴史を持つ地球物理関係分野の研究者との議論を深めることを通じて、太陽プラズマ、地球磁気圏プラズマに我々と類似の磁気リコネクション現象が観測されていることが明らかになった。そして6月から7月、11月から12月にかけて、米国側から実験グループのリーダーのヤマダを招へいして、TS-3装置を用いた共同研究を行った。これは、粒子加速、イオン異常加熱など磁気リコネクションに伴う新しい発見を対象としてそのメカニズムの解明を行い、粒子加速が再結合した磁力線がリコネクションのアウトフローによって発生していること、イオン異常加熱にイオンの粘性効果が関与していることが判明した。7月には桂井を低アスペクト比プラズマ国際会議に派遣して、特に核融合プラズマ研究の立場から我々の3次元磁気リコネクション現象が役立てられることを報告した。また、プリンストン大学のMRX実験関連では、その装置の立ち上げにあわせ、4月に小野、7月に桂井を米国側に派遣した。これによって、米国側予算事情により立ち上げが遅れていたMRX実験の進展、実験計画を加速ができた。特にMRX実験に可動のプラズマ生成コイルを設置することが日本側の提案により実現し、コイル境界の設定が自由に変化できる磁気リコネクション実験がはじめて可能になった点は大きな成果である。日本側から米国側へプラズマ合体実験のノ-ハウの移行はその後の11月の米国物理学会の際にも行われ、実験装置、プラズマ制御、計測、実験解釈の各面でMRX実験の方向づけが定まった。日本側TS-3実験において得られた成果、MRX実験の成果は9月のプラズマ物理と制御核融合に関する国際会議、第36回米国物理学会プラズマ物理部門、において小野、桂井、森田により発表を行った。これは、特に核融合プラズマのイオン異常加熱効果が逆転磁場ピンチ配位で見られ、トカマクで見られないというこれまでの実験結果が我々の実験によって説明できる可能性を示したものであり、内外より評価された。最後に、パンフリー、ヤマダを東京大学に呼びよせ、桂井、小野さらに外部の磁気リコネクション研究者を交えて、日本側TS-3実験において得られた成果、MRX実験の成果について研究会を行い、2年間の実験研究およびシミュレーション研究との対応について議論を行った。最終成果はPhysics of Plasmas,Solar Physicsなどプラズマ理工学、地球、宇宙物理の両分野において日米研究グループによる連名で投稿を行った。日本側TS-

3実験において得られた成果、MRX実験の成果は9月のプラズマ物理と制御核融合に関する国際会議、第36回米国物理学会プラズマ物理部門、において小野、桂井、森田により発表を行った。これは、特に核融合プラズマのイオン異常加熱効果が逆転磁場ピンチ配位で見られ、トカマクで見られないというこれまでの実験結果が我々の実験によって説明できる可能性を示したものであり、内外より評価された。最後に、パンフリー、ヤマダを東京大学に呼びよせ、桂井、小野さらに外部の磁気リコネクション研究者を交えて、日本側TS-3実験において得られた成果、MRX実験の成果について研究会を行い、2年間の実験研究およびシミュレーション研究との対応について議論を行った。最終成果はPhysics of Plasmas,Solar Physicsなどプラズマ理工学、地球、宇宙物理の両分野において日米研究グループによる連名で投稿を行った。本年度は米国側からの計測装置の移設協力のもと日本側TS-3装置の磁気リコネクション実験を多角的に展開すると同時に、日本側が米国側MRX装置の設計に協力した。まず、6月に小野、ヤマダ、パーキンスらに他研究機関を加えた磁気リコネクションの国際会議を行い、過去5年間の日本側TS-3によるプラズマ合体実験研究と米国側磁気リコネクション理論研究に関する議論、総括を行った。同時に米国側から高速デジタイザーなど計測機器の移設を開始、7月より共同実験を開始した。その結果、1)分解能の向上させた2次元磁界計測により中性電流層の電流分布、抵抗変化が明かとなった。これにより、リコネクション線に沿った磁界成分が大きいと中性電流層の圧縮性が低下してリコネクション速度が低下することが判明した。リコネクション角の減少に伴いリコネクション速度が低下するという磁気リコネクションの3次元効果の基本的メカニズムが明らかになった。2)スペクトル線のドップラーシフト、広がりを観測した結果、磁気リコネクションによるプラズマイオンの加速、およびイオンの異常加熱現象が新たに明かとなった。リコネクション角の大きいとその異常加熱効果増すという核融合プラズマの逆転磁界ピンチ配位とトカマク配位のイオン温度の差異に対応する結果が得られた。これらの成果は11月米国物理学会において2件の発表、および招待講演によって公表した他、小野らがPhysics of Fluids B等において論文公表を行った。さらに11月下旬にヤマダ氏を招へいし、パーキンス、ハンフリーらの理論・計算機解析との対応について研究討論を行った。一方米国側では高レイノルズ数領域をカバーするMRX実験装置の設計、建設を行った。この過程で7月小野、11月桂井、小野を派遣し、TS-3実験の経験をもとに可動型フラックスコアを用いたリコネクション領域の制御といった新しい実験方式の採用が決定した。
量子確率論の展開と巨大有限系の漸近解析

統計性の源泉を非可換代数とその表現に求める手法として、量子分解は量子確率論の基本的な概念であり、理論と応用の両面からその多変数化が重要な課題となっている。本研究では、代数的組合せ論で扱われる有限系のスペクトル解析、および付随する巨大有限系の漸近解析に応用するという観点から、多変数の確率分布を扱う理論と多変数化された量子分解法を構築することを目的として、次の4課題を扱う。(1)成長するグラフの同時スペクトル分布と付随する多変数直交多項式の決定(2)アソシエーションスキームに付随した量子分解法の多変数化(3)多変数直交多項式を特徴づける量子成分の非可換構造の抽出(4)量子ホワイトノイズ解析の集大成統計性の源泉を非可換代数とその表現に求める手法として、量子分解は量子確率論の基本的な概念であり、理論と応用の両面からその多変数化が重要な課題となっている。(1)成長するグラフの同時スペクトル分布と付随する多変数直交多項式の決定(2)アソシエーションスキームに付随した量子分解法の多変数化(3)多変数直交多項式を特徴づける量子成分の非可換構造の抽出(4)量子ホワイトノイズ解析の集大成
わが国に出現した新規市中感染型MRSAの蔓延状況と分子疫学的性状の解明

メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)は古くから知られる薬剤耐性菌である。最近日本国内で新たな遺伝子学的特徴を有する2種類のMRSA(1新規遺伝子複合体SCCmec-IVlを持つコアグラーゼIII型MRSA、2皮膚への付着に関連する遺伝子複合体ACMEを有するコアグラーゼII型MRSA)が報告されたため、北海道の臨床分離菌株における分布状況を調査した。1、2は市中・外来患者由来の菌株では各々3.5%、5.1%、大学病院で分離された菌株では3%、0.9%に検出された。ACMEを保有するMRSAには遺伝学的多様性が見られ、それらの市中、病院への拡がりが懸念された。本研究では、近年我が国での出現および分布拡大が示唆されている2種類のPVL陰性の新規市中感染型MRSA、すなわちST8クローン、およびACME(アルギニン代謝系可動性遺伝子要素)を有するST5(またはそれに遺伝的に近いST764)クローンの分布状況とそれらの性状を調べることを目的としている。今年度我々は、2013ー2014年の北海道内の医療機関において外来患者に由来するMRSA臨床分離株624株を対象として調査した。その結果、ST8でPVLとACMEを合わせ持つ株が9株(1.4%)検出され、コアグラーゼ型III型に属しtype VのSCCmecを有していた。これは本邦での新規クローンではなく米国で優勢なUSA300クローンであると考えられた。一方ACMEのみ有する株は36株(5.8%)検出された。それらの大部分はコアグラーゼ型II型でST5またはST764に属し、ACMEはΔII型に分類され、SCCmecはtype IIaであった。これらは本邦に出現したと報告されるMRSAと性状が一致し、北海道においても分布が拡がっている可能性がしさされた。また菌のゲノムにおけるACME-SCCmecとその挿入部分orfXの間の距離が短くなっているものや、USA300にみられるspeG遺伝子を持つ株が2株検出されるなど、36株の中には遺伝学的な多様性が見られ、市中においてすでに変異が起きていることが示唆された。本研究は国内での分離株と並行して、アジアでの分離株についても新規MRSAの分布について調査を進め、今年度はバングラデシュの産褥感染症由来の黄色ブドウ球菌27株を解析した。そのうち7株はMRSAであり、type IVまたはV-SCCmecを有していたが、本邦での新規MRSAと同じものは検出されなかった。本研究では、我が国での出現および分布拡大が示唆されているPVL陰性の新規市中感染型MRSA、すなわちST8クローンおよびACME(アルギニン代謝系可動性遺伝子要素)を有するST5(または近縁のST764)クローンの分布状況と性状を調べることを目的としている。昨年度、我々は北海道の医療機関由来の624株に関して主要な解析を終えたが、今年度は更なる解析を追加した。本邦固有のST8クローンはSCCmecIVのサブタイプL(SCCmecIVl)を有し、菌体表面蛋白遺伝子sasL (spj)を持つとされる。そこで、SCCmecIVのサブタイプが決定されなかった株に対し、SCCmecIVl特異的プライマーを用いて調べたところ、24株がSCCmecIVlを有することがわかり、これはサブタイプIVの中ではIVaに次いで多かった。またそれらはsasL遺伝子も保有しており、ST8に属していたことから、本邦固有のST8クローンであることが判明した。さらにACMEを保有する菌株に関しては、ゲノム上におけるACMEとSCCmecの配置を解析し、その配置のパターンには5種類あることが明らかとなった。アジアにおけるMRSAの調査として、ミャンマー、ネパールの医療機関で分離された菌株の解析を行った。ミャンマーではMRSAは4株(8%)と少なく、PVL陽性は1株でST88に属していた。ネパールのMRSA分離株32株にはPVL陽性が25株と多く、そのうち遺伝子解析された7株は、ST1、ST22、ST88、ST772に分けられ、ST772は4株と多かった。ST772はインド、バングラデシュではベンガル湾クローンとして知られる菌株であり、これがネパールにも分布していることが明らかになった。またST22の株はMRSA、MSSAともに、内部に欠失のあるエラスチン結合蛋白遺伝子の変異体を有していることが分かった。北海道の医療機関で分離された菌株の解析は完了し、アジアのMRSAの研究として行ったミャンマー、ネパールの菌株の解析も行うことができたため。本研究は我が国での拡がりが示唆されている新規市中感染型MRSAの分布状況とその特徴を明らかにすることを目的としている。今年度は、健康人から分離されたブドウ球菌と、入院を伴う重症感染症の原因となった黄色ブドウ球菌について分子疫学的解析を行った。健康な小児の口腔由来黄色ブドウ球菌147株を調べたところ、9株(6%)がMRSAで、それらはコアグラーゼ型Ia, IIa, IIIa, VIIbに属し、SCCmecはIVlを含む4種に型別された。SCCmec IVlを持つ2株はST8、coa-IIIaに属しPVL陰性であり、我が国で報告された新規市中感染型MRSAと同じものと考えられた。今回、このような菌株が健康な小児の口腔にも低頻度ながら分布していることが明らかとなった。

またPVL遺伝子、ACMEを保有する菌株は無かったが、ST1、ST5、ST120、ST89のMRSAが検出され、それらは市中へ分布する新たなMRSAの可能性があると考えられた。次に、札幌医科大学附属病院において入院治療を必要とした重症の乳腺膿瘍の症例から分離された黄色ブドウ球菌について解析を行った。本菌株はMSSAであったがPVL遺伝子陽性で、感染症例からの報告では我が国で初となるST88に属していた。さらにPVLファージは、米国で優勢なUSA300クローンが保有するphi-Sa2USAと同じであることが判明した。このことから、日本では稀な市中感染型MRSAクローンUSA300からPVLファージがMSSAに転移していたことが示唆され、MSSAについても病原性の変化に関し注意を払うべきであると考えられた。前年度までは市中の外来患者分離株、今年度は健康人分離株、重症例からの分離株について解析を行うことができたため。本研究は我が国での拡がりが示唆されている新規市中感染型MRSAの分布状況とその特徴を明らかにすることを目的とする。今年度は、札幌医科大学附属病院において臨床材料から分離されたMRSAについて分子疫学的・遺伝子学的解析を行った。研究対象とした菌株は20112014年の期間に分離・保管された1041株である。これらのうちコアグラーゼ型(coa)はIIaが大部分(90%)を占め、次にIIIaが多かった(71株、7%)。SCCmecはI、II、IV、V型が検出され、II、IV型には数種類のサブタイプが同定された。これらのうちSCCmec-IIaが最多で、すべてcoa-IIa型であった。本邦での新規市中感染型MRSAにおいて特有とされるSCCmecIVl型は32株に認められ、これらはすべてcoa-IIIaに属しPanton Valentine leucocidin (PVL)遺伝子は陰性であり、調べられた株はST8に属していた。PVL遺伝子およびアルギニン可動性遺伝子要素(ACME)の両方を有する株は3株、PVLのみ陽性が2株、ACMEのみ陽性が9株検出された。PVL+/ACME+の3株はST8/spa-t008に属し、米国で優勢なUSA300クローンであると考えられた。PVL+/ACMEー株はST6とST59、ACMEのみ陽性の株はST5またはST764で、ACMEには2種類の遺伝子型が認められた。coa-III型の株にはSCCmec-Iを持つ株が見つかり、薬剤耐性遺伝子を多数保有し多剤耐性傾向を示した。またcoa-Va型の株はST121に属し、エンテロトキシン等多数の病原因子を保有していた。以上の結果から、PVL陰性/SCCmec-IV/ST8の新規市中感染型MRSAが北海道において分布していることが明らかとなり、さらに新たな特徴を持つcoa-III/SCCmec-I/ST8-MRSA、高い病原性が示唆されるcoa-Va/SCCmecV/ST121-MRSAの存在が明らかとなった。一方、米国に多いST8-SCCmec-IVa、台湾に多いST59-SCCmec-V等のMRSAは拡がりを見せていないと考えられた。メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)は古くから知られる薬剤耐性菌である。
神経幹細胞の多能性維持・脱分化機構の解明

胎生期の神経幹細胞をHes1プロモーター:EGFPにより可視化したトランスジェニックマウスを用いて、脳の異なる発生段階(幹細胞増殖期、深層ニューロン産生期、浅層ニューロン産生期、グリア産生期)及び脳の異なる領域(胎生11日齢)のGFP陽性幹細胞をFACSにより回収し、マイクロアレイを用いたGene Expression Profilingを行い、各発生段階特異的及び脳領域特異的な遺伝子発現を網羅的に探索し、各ステージにおいて著明な増減を示す遺伝子や終脳前後部において異なる発現を示す遺伝子(転写因子)を多数同定した。これら候補遺伝子の機能を解析をするため、In Utero Electroporation法による強制発現実験を行い、いくつかの遺伝子において神経幹細胞からのニューロン分化或いは遊走を抑制する活性が確認された。また、これらの遺伝子のsiRNAを用いたノックダウン実験を行い、Tcf3及びKlf15のノックアウトにおいて、神経幹細胞からニューロンへの分化促進を認め、これらの転写因子が各発生段階において神経幹細胞の維持に重要な機能を果たしていることを明らかにした。胎生期の神経幹細胞をHes1プロモーター:EGFPにより可視化したトランスジェニックマウスを用いて、脳の異なる発生段階(幹細胞増殖期、深層ニューロン産生期、浅層ニューロン産生期、グリア産生期)のGFP陽性幹細胞をFACSにより回収し、マイクロアレイを用いたGene Expression Profilingを行い、各発生段階特異的な遺伝子発現(新規遺伝子を含む)を網羅的に探索し、その継時的変化を解析した結果、各ステージにおいて著明な増減を示す遺伝子が多数得られた。また、脳の異なる領域から回収したGFP陽性幹細胞の遺伝子発現の比較により、領域特異性を規定する遺伝子の探索を行った。脳の左右、領野を区別して回収し遺伝子発現を比較することにより、左右差・機能領野を産み出す遺伝子を探索した結果、胎生11日齢においては明らかな左右差を示す遺伝子は得られなかったが、終脳背側の前後で発現量の差を認める遺伝子が多数得られた。同定された遺伝子の発現パターンをin situ hybridizationにより解析し、神経幹細胞の存在する脳室周囲帯において発現する遺伝子の中から候補遺伝子を絞って機能解析を行った。神経幹細胞の未分化性の維持やニューロン・グリア分化、対称分裂から非対称分裂への移行、深層ニューロン・浅層ニューロンへの特異化、脳の左右差・領域特異性の形成への関与等の機能を探るため、神経前駆細胞の培養系における遺伝子強制発現、In Utero Electroporation、siRNAを用いたノックダウン等を行い、一部の遺伝子の強制発現により、幹細胞の分化/遊走が抑制される結果が得られた。今後も候補遺伝子の機能解析を引き続き行う予定である。胎生期の神経幹細胞をHes1プロモーター:EGFPにより可視化したトランスジェニックマウスを用いて、脳の異なる発生段階(幹細胞増殖期、深層ニューロン産生期、浅層ニューロン産生期、グリア産生期)及び脳の異なる領域(胎生11日齢)のGFP陽性幹細胞をFACSにより回収し、マイクロアレイを用いたGene Expression Profilingを行い、各発生段階特異的及び脳領域特異的な遺伝子発現を網羅的に探索し、各ステージにおいて著明な増減を示す遺伝子や終脳前後部において異なる発現を示す遺伝子が多数得られている。これら候補遺伝子の機能(神経幹細胞の未分化性の維持やニューロン・グリア分化、対称分裂から非対称分裂への移行、深層ニューロン・浅層ニューロンへの特異化、脳の左右差・領域特異性の形成への関与等)を解析するため、In Utero Electroporation法による強制発現実験を行い、いくつかの遺伝子において神経幹細胞からのニューロン分化或いは遊走を抑制する活性が確認された。これらの遺伝子のsiRNAを用いたノックダウン実験において神経幹細胞からのニューロン分化が促進されたことから、各発生時期において神経幹細胞維持に重要な機能を果たしていることが示唆された。

これら候補遺伝子の機能を解析をするため、In Utero Electroporation法による強制発現実験を行い、いくつかの遺伝子において神経幹細胞からのニューロン分化或いは遊走を抑制する活性が確認された。また、これらの遺伝子のsiRNAを用いたノックダウン実験を行い、Tcf3及びKlf15のノックアウトにおいて、神経幹細胞からニューロンへの分化促進を認め、これらの転写因子が各発生段階において神経幹細胞の維持に重要な機能を果たしていることを明らかにした。
代数群のmodular表現

当該年度に発表された論文について述べる.では,先に構成した,正標数単連結半単純代数群Gのalgebra of distributions上のFrobenius morphismのsplittingを用いた,Gの表現のFrobenius contractionが,Steinberg moduleを用いて記述できることを示した.これは,報告者が科研費を使ってMittag-Leffler研究所を訪れたときにDonkinに教えて貰ったことで,誠に科研費の有効利用となった.この特徴付けにより,Gの表現のFrobenius contractionが,就中,injective modulesやgood filtrationsを保つことが分かる.滞在中に,Donkin教授と話し,M. Grosと共に発見したreductive group Gのdistribution algebra上のFrobenius morphismがsplitすること,またそれを使って導入したG-modulesのFrobenius contractionについて紹介したところ,新たな特徴付けを教示された。それを使うと,Grosとの共著論文Un scindage dumorphisme de Frobeniusquantique, Ark. Mat. 53, No. 2, 271-301 (2015)において,Frobenius contractionはG-modulesのgood filtrationを保つということを示したが,そこで仮定したreductive groupのirreducible characterについてのLusztig予想の成立が,不要になる。また講演した上記結果についても,帰国後,彼から別証明の連絡を受け取った。上記のような結果を得ている。Jounal of Algebra誌上で,Grassmannian Gr(2,n)の構造層のFrobeniusdirect image中に,coherent sheavesのstrongly exceptional Karoubian complete collectionが,対応するG_1P-Verma moduleのP-module構造を反映して,現れることを示した。これは,今までに報告者が得ている他のhomogeneous projective varietiesの場合と同様の現象がGr(2,n)上でも起こっていることを示す。更には,一般に,対応するG_1P-Verma moduleのG_1T-socleとG_1T-headは,構造層のFrobenius direct imageの直和因子を与えることを示した。正標数のReductive group Gのmaximal torus Tと,GのFrobenius kernel G_1に関するG_1T-Verma modulesはそのformal characterが分かっており,そのcomposition factorsの決定は,G_1Tの既約指標,更には,Gの既約指標の決定にも繋がる重要な問題である。標数が十分大きいときには,既約指標は分かっており,最高weightがregularの場合には,G_1T-Verma modulesのLoewy structureがrigidであり各Loewy subquotientsのcomposition factorの決定も,1989年のAndersenと小生,2015年の阿部と小生の共同研究により分かっていた。当該論文では,一般の最高weightについても,標数が十分大きく既約指標は既知として,G_1T-Verma modulesのLoewy structureがrigidであり,そのsubquotientsを決定した。先のAndersenとの共同研究では,irreducible modulesのwall-crossing functorによるimageのheartの半単純性を用い,阿部との共同研究では,Andersen, Jantzen, SoergelによるG_1のprincipal blockのKoszulityを用いた。ここでは,Simon RicheによるG_1のblock algebrasがKoszulであることを使う。当該年度に発表された論文について述べる.では,先に構成した,正標数単連結半単純代数群Gのalgebra of distributions上のFrobenius morphismのsplittingを用いた,Gの表現のFrobenius contractionが,Steinberg moduleを用いて記述できることを示した.これは,報告者が科研費を使ってMittag-Leffler研究所を訪れたときにDonkinに教えて貰ったことで,誠に科研費の有効利用となった.この特徴付けにより,Gの表現のFrobenius contractionが,就中,injective modulesやgood filtrationsを保つことが分かる.当該研究用PCの更新が必要であったが,十分な残金がなかったため一時留保した。次年度の支給額が少ないため,幾分取っておく必要があった。次年度に有意義に使用するため当該研究用2016年度分でPCを更新する予定。海外から専門家を招聘するのに充てる。
国際英語論に基づくアプローチの有効性―英語学習者の心的障壁克服の実証

この研究の目的は「国際英語論」という新しい世界諸英語を寛容的に受け入れるという考え方が日本の英語学習者たちの言語学習に対する「不安」の克服に有効であることを実証的に調査・提示することである。国際英語論の理論的枠組みを日本の英語教育の現場に合わせて再構築し、応用法を具体的に提示し、データに基づきながらその有効性を実証的に示してきた。成果はアメリカのIAWE国際大会で発表した3件の報告と大学英語教育学会国際大会や同支部大会で報告したいくつかの発表に集約される。国際英語論に基づくアプローチは、英語学習者の心的障壁克服に繋がるという一定の結論を得た。本研究の目的は、「自分の英語(My English)」を肯定する国際英語論的な学習アプローチが日本人英語学習者の「言語不安」の克服に有効性をもつことを実証的に調査検証することにある。「国際英語論」の理論的枠組みを日本の教育現場に合わせて再構築し、応用方法を具体的に提示し、データに基づきながらその有効性を実証的に示す。最終的には教材として提示する予定である。予定した通り、概ね順調に進んでいる。研究分担者5人がそれぞれの領域で必要なデータを集めつつ、28年度の本格的な研究の準備ができている。やや遅れている分担者もいるが、全体としては特に問題ない。国際英語論の理論的枠組みを日本の英語教育の現場に合わせて再構築し、応用法を具体的に提示し、データに基づきながらその有効性を実証的に示したい。最終的には、教材として提示することを目指している。本年度の成果はいずれも3月に大学英語教育学会中部支部研究大会で発表した3つの口頭発表に集約される。1つ目は、国際英語論に於ける「国際英語」の意味とその教育的示唆について、2つ目は、国際英語の一つとしての"My English"モデルの提案、そして、最後に英語エッセイに見られる日本人英語の文法の特徴に関する国際英語論的分析である。いずれも、世界諸英語を寛容的に受け入れるという考え方の理論背景と、その教育的な効用と効果を検証したものである。この発展的な研究は本年度6月に行われる世界英語学会での4件の発表として世の中に出る。また、本年度(2016年)はこのメンバー全員でくろしお出版より『「国際英語論」で変わる日本の英語教育』を出版し、昨年までの研究の成果を発表した。理論面と実践面、さらには今後の予想や課題を5名がそれぞれの領域から提案をした。また、吉川はこれに加えて、『英語学と英語教育の接点』を出版した。これに本研究の成果の一部が収められている。研究担当者5名が、それぞれ分担された領域できちんと仕事をし、その成果を論文や口頭で着実に発表している。これから行うデータ収集もあるので、不明な部分もあるが、今のところ順調に進展している。本年度の成果はアメリカのInternational Association of World Englishes国際大会で発表した3件の報告と大学英語教育学会国際大会や同支部大会で報告したいくつかの発表に集約される。主なものをあげる。小宮・吉川は、Grammatical and Pragmatic Features of Japanese English: An Analysis of 19 Essaysで、英語エッセイに見られる日本人英語の文法の特徴に関する国際英語論的分析を試み、英語教育への示唆を提示した。また同氏らは、「多文化共生・英語学習・英語の多様性に関する8大学での意識調査」により、国際英語論に基づく英語教育の現状と課題を明確にした。塩澤は国際英語論を教育的な見地から図式化した"Pedagogical Model of World Englishes"を提案した。倉橋は、日本人大学生の異文化理解力と日本人が英語を話す時の心的障害を関係を調査した結果、多様な英語や文化に優劣はないとの認識を持つことが異文化理解力に繋がり、結果として、英語を話すときの心的障害を取り除くことにもつながるという結論を得、IAWE国際学会で報告した。下内は国際的通用度のという観点から英語の音素と韻律音声指導の重要点について、中学年英語導入に絡めてまとめ、「国際英語論と小学校英語教育ー音声指導と文構造の指導」という研究ノートとして発表した。平成28年度は、国際英語論が英語学習に与える教育効果に関する調査と分析を継続する。夏休みには多様な英語に触れたあとの情意要因の変化に関する研究を行う。

また、本研究の中心研究となる「国際英語論の導入が学習者心理と英語技能の両面において与える教育効果の測定」を実験クラスを利用しながらデータで証明を試みる。さらに国際英語論を英語教育の諸分野に導入する具体的方法論についての研究もそれぞれの研究者の専門とする分野で継続、開発する。「国際英語」の一つとしてのい「自分の英語」を寛容的に受け入れるという考え方が日本の英語学習者たちの言語学習に対する「不安」の克服に有効であることを証明するだけの、実証的なデータの追加収集と、その応用として教材や言語アクティビティーの提案をする予定である。最終的には、さらにいくつかの論文とし、また、教材として出版することを目指す。それぞれ分担領域があるので、それに従って各自着々と研究を進めていく。言語習得論研究分担者の多くが研究成果を海外の国際学会で発表する予定でいたが、費用がかさんだため本年度は国内の学会の発表が多かった。これが主な理由である。最終年度での海外発表が決まったため、その旅費として4名が前年度の予算をいくらか繰り越したことが最も大きな理由である。特に研究が遅れているというわけではない。昨年度のものと合算して海外や北海道での大学英語教育学会で発表予定であり、基本的に使用計画通りの支出となる予定である。上記のように、5名の共同研究者の内4名が海外で研究成果を発表するため、その多くが旅費として使用される。また、人件費やその他の項目に予定通り使用する。
NMR分子置換法の開発

溶液NMRによる蛋白質の立体構造解析にはX線の分子置換法に相当する技術が存在せず、未だに立体構造決定に多大な時間を要している。そこで本研究ではNMRによる蛋白質の立体構造解析を劇的に高速化する新規手法の開発を目指し、大阪大学にて開発を進めている構造解析ソフトプラットフォームMagROを拡張発展させた。最終的には150残基程度の小さな蛋白質であれば半日程度で完全自動での立体構造決定が可能となった。そこで本研究ではNMRによる蛋白質の立体構造解析を劇的に高速化する新規手法「NMR分子置換法」を開発することを目的としている。具体的には、阪大独自のNMR統合解析ソフトMagROを拡張発展させ、配列類似性の高い蛋白質の既知構造を立体構造解析の鋳型として用いる完全自動NMR構造解析システムの開発を目指している。平成28年度は、(1)自動化学シフト帰属の評価法を確立し、(2)花成ホルモン受容体の試料調製、および、(3)類似蛋白質の既知構造を鋳型として利用する完全自動NMR構造解析システムの開発を行うことを計画し、これらに取り組んだ。その成果は以下の通り。(1)自動化学シフト帰属の評価法の確立では、150残基程度の小さな蛋白質に適用可能な鋳型構造を用いない簡易型完全自動NMR構造解析システムの開発に成功し、自動化学シフト帰属の評価法を確立しつつある。(2)花成ホルモン受容体の試料調製では、重水素標識やアミノ酸選択標識に成功し、主鎖の7割ほどの帰属に成功しつつある。(3)類似蛋白質の既知構造を鋳型として利用する完全自動NMR構造解析システムの開発では、メチル基選択的軽水素標識体を用いたメチル領域の4D高分解能NOESYを測定とその解析に成功した。さらに、MagROを拡張発展させ、簡易型完全自動NMR構造解析システムにメチル領域の解析ルーチンを組み込むことにも成功した。ほぼ当初計画していた通りに研究が進展している。本研究では、(1)自動化学シフト帰属の評価法の確立、(2)花成ホルモン受容体の試料調製、(3)類似蛋白質の既知構造を鋳型として利用する完全自動NMR構造解析システムの開発、および、(4)花成ホルモン受容体の立体構造解析への適用を計画し、これらに取り組んだ。(1)自動化学シフト帰属の評価法の確立では、150残基程度の小さな蛋白質に適用可能な鋳型構造を用いない簡易型完全自動NMR構造解析システムの開発に成功し、自動化学シフト帰属の評価法を確立した。(2)花成ホルモン受容体の試料調製では、無細胞蛋白質合成系などを活用して重水素標識やアミノ酸選択標識に成功した。(3)類似蛋白質の既知構造を鋳型として利用する完全自動NMR構造解析システムの開発では、メチル基選択的軽水素標識体を用いたメチル基領域の4D高分解能NOESYの測定とその解析に成功した。(4)花成ホルモン受容体の立体構造解析への適用では、主鎖の7割ほどの信号帰属に成功し、運動性に富む領域が存在することを見い出した。今後も当初の計画通り、着実に研究を進める。構造生命科学平成28年4月に研究代表者が横浜国立大学に異動となり、研究実施場所の変更に伴う研究環境の整備に時間を要したため。平成28年度に実施予定であった実験を遂行するための消耗品に充てる。
CF3Iガスを利用した環境に優しい高性能ガス絶縁方式に関する基礎研究

絶縁ガスとして使用されているSF_6ガスは地球温暖化に与える影響が大きい。そこでSF_6ガスに代わる絶縁方式が必要とされている。本研究ではSF_6代替ガスとして,温暖化係数がCO_2並みに小さいが絶縁性能がSF_6ガスに匹敵するCF_3Iについて,機器への適用可能性について検討を行った。不平等電界ギャップ放電特性、沿面放電特性、放電によるガスの劣化と分解生成物の影響などの測定によって、実際に機器で使用される場合の問題点やその対策などを検討した。地球温暖化係数が高く、規制対象ガスの一つであるSF6ガスに代わる絶縁ガスの研究・開発が求められている。本研究ではSF6代替ガスとして、温暖化係数がCO2並みに小さくまた絶縁性能がSF6ガスに匹敵するCF3Iガスを利用した環境に優しい高性能ジス絶縁方式の構築を目指している。CF3Iガスが新しいガス絶縁方式に適用できるか、その可能性を探るためにまずは必要な基礎データの取得を行った。様々な電極構成(平等電界ガスギャップ、不平等電界ガスギャップ、絶縁物沿面を有するガスギャップ)に急峻方形波電圧を印加し、絶縁特性を取得しSF6ガスと比較した。また、環境への影響を評価する観点から、放電によって発生した分解ガスの定性および定量分析を行った。そこ結果をまとめると以下の通りである。(1)平等電界において、CF3IガスはSF6ガスの1.2倍程度の火花電圧を示すが、極端な不平等電界下ではCF3Iガスの火花電圧はSF6ガスの0.7倍程度となる。(2)電界利用率が0.30.4の範囲でCF3IガスとSF6ガスの絶縁特性がほぼ等しくなる。(3)ガス中の放電によってC2F6、CHF3、C3F8、C3F6、C2F5Iの5種類のガスが生成されている。(4)分解生成物の生成量の比は充電エネルギー比ではなく印加電圧比に近い値を取る。(5)ガスの劣化と電極にヨウ素が付着することによって絶縁特性が約11%低下しており、分解生成ガスの総量から考えると、この絶縁特性の低下の原因は電極にヨウ素が付着することにあると考えられる。(6)絶縁物沿面を有するガスギャップにおいて、誘電体表面が清浄な状態でのCF3Iガスの沿面フラッシオーバ電圧はSF6の11.2倍に達するが、数十回沿面フラッシオーバが起こった後の沿面フラッシオーバ電圧はSF6の約0.6倍に低下する。(7)沿面放電によって生成されたヨウ素が誘電体表面に付着し、それが絶縁性能の低下の原因となっている。地球温暖化係数が高く,規制対象ガスの一つであるSF6ガスに代わる絶縁ガスの研究・開発が求められている。本研究でけSF6代替ガスとして,温暖化係数がCO2並みに小さくまた絶縁性能がSF6ガスに匹敵するCF3Iガスを利用した環境に優しい高性能ガス絶縁方式の構築を目指している。CF3Iガスが新しいガス絶縁方式に適用できるか、その可能性を探るために必須となる基礎データの取得を昨年度から継続して行った。特に、本年度は、電気絶縁上の最弱点となり得る絶縁物上の沿面放電に関する実験データの蓄穂を図った。具体的には絶縁物沿面を有するガスギャップに急峻方形波電圧を印加し、絶縁特性を取得しSF6ガスや空気と比較した。その結果をまとめると以下の通りである。(1)PTFEを絶縁物とする沿面フラッシオーバにおいて、大気とSF6では上昇法とV-t特性の最低火花電圧にほとんど差が見られないが、CF3Iでは大きな差が見られた。(2)CF3Iガス中で沿面フラッシオーバが生じると、絶縁物表面に放電による分解生成物であるヨウ素が付着し、絶縁性能が低下する。(3)絶縁物表面にヨウ素が付着していない場合でもCF3Iガス中の沿面フラッシオーバ電圧は気体中スパークオーバ電圧の70%ほどであり、絶縁物表面にヨウ素が付着した場合は約3分の1にまで低下する。(4)CF3Iガスの圧力が0.1MPaから0.2MPaに増加すると沿面絶縁性能が1.5倍ほど上昇する。ヨウ素が付着する前の最低火花電圧とヨウ素が付着した後の最低火花電圧との間で比較すると、圧力変化による上昇比率は1.55倍と1.37倍であり、高圧であるほどヨウ素の付着の影響が大きくなっている。(5)放電回数と分解生成ガスの関係を調査した結果、C2F6、C2F4、CHF3、C3F8、C3F6、C2F5Iの6種類のガスが観測され、それぞれの濃度の増加は放電の回数に比例していることがわかった。CF3Iガス絶縁性能データベースの構築を目的として、各種の測定を行い以下の結果を得た。

CF3Iガス中で交流電圧および急峻方形波印加時の沿面放電特性の測定を行った。急峻方形波印加時は放電による分解生成物である固体ヨウ素が誘電体表面に付着することによって絶縁性能が低下するという現象が見られた。誘電体表面が清浄な場合のCF3Iガス中での最低フラッシオーバ電圧はSF6中の11.2倍であり、誘電体表面にヨウ素が付着している場合は約0.6倍であることが明らかとなった。一方、交流電圧印加時は絶縁性能が低下するという現象は見られなかった。交流電圧印加時はフラッシオーバに至る前に部分放電が発生しており、それによって固体ヨウ素が生成付着したと考えられる。CF3Iガス圧を0.1MPaと0.2MPaとした場合の急峻方形波印加時の沿面放電特性の測定を行った。最低フラッシオーバ電圧を比較するとガス圧0.2MPaの場合は0.1MPaの場合の約1.5倍であった。同様の測定をSF6中沿面放電、CF3I中気体ギャップ放電で行った。SF6中沿而放電のガス圧による変化はCF3I中沿面放電の場合と同様約1.5倍であり、CF3I中気体ギャップ放電の場合は1.6倍であった。交流電圧および急峻方形波印加時のCF3I/CO2混合ガス沿而放電特性の測定を行った。その結果、CF3I/CO2混合ガスは強いシナジズムを示し、CF3I混合率を2040%で用いることによって高い絶縁性能を維持しつつCF3Iの液化温度を高く保つことが可能であることが明らかとなった。上記の結果より、CF3IガスおよびCF3I/CO2混合ガスの沿面絶縁性能が高いことが明らかとなった。実際の機器への適応を行う際の課題として、分解生成物であるヨウ素への効果的な対策が挙げられ引き続き検討を行っている。
肝発がんならびに肝がんの生物学的特性の決定におけるDNAメチル化の意義

【緒言】ヒトがんにおけるDNAメチル化異常は遺伝子発現異常やDNA不安定性を惹起する。肝細胞がんにおいては、高頻度の第16染色体ヘテロ接合性喪失(LOH)が報告されている。本研究は肝発がんにおける第16染色体DNAメチル化異常の意義の解明を試みた。【方法】原発性肝細胞がん手術材料(52例)のがん部ならびに慢性肝炎ないし肝硬変を呈す非がん部よりDNAを抽出し、メチル化の影響を受けない制限酵素MspIならびに影響を受けるHpaII消化によるサザン法を行い、転移性肝がん手術材料の正常肝組織を用いた結果と比較し、D16S32(16p)ならびにD16S4・TAT・D16S7(16q)lociにおけるCpGメチル化異常およびLOHの有無を評価した。【結果】正常肝組織に比し肝細胞がんでは、D16S32(18.0%)・TAT(58.0%)・D16S7(20.0%)lociのメチル化亢進とD16S4(47.7%)locusのメチル化減弱を認めた。メチル化異常は、肝細胞がんの分化度ならびに組織学的悪性度と有意な相関を示し、また門脈腫瘍栓あるいは肝内転移を有する症例においてより高頻度であった。さらにD16S32・TAT・D16S7lociにおけるメチル化亢進は、慢性肝炎ないし肝硬変を呈す非がん部において既に高頻度に認められた。TAT locusにおけるメチル化亢進は同locusにおけるLOH(41.9%)より高頻度に認められ、同locusのLOHを認める症例13例中12例にメチル化亢進が見られた。【総括】第16染色体DNAメチル化異常は第16染色体LOHに先行しまたはLOHの誘因となり、より悪性な形質を獲得するヒト肝細胞がんの他段階発生に早期から関与すると考えられた。
スピン偏極陽電子ビームで観るディラックフェルミオン系表面のスピン偏極状態

スピン偏極表面ポジトロニウム分光法を用いて、強磁性CoとNiによるグラフェンまたはh-BNへの磁気近接効果について調べた。その結果、グラフェンとh-BNの何れもスピン偏極していること、Co基板の方がNi基板よりも高いスピン偏極率を与えること、基板が同じであればグラフェンとh-BNに対するスピン偏極率は大差ないこと、が知られた。第一原理計算を行ったところ、グラフェン、h-BN何れもCoやNiと強く混成するため、前者ではDiracコーンが破壊され、後者ではバンドギャップが消失し、CoやNiの電子状態に凌駕されること分かった。また、ポジトロニウム生成領域において陽電子と電子の波動関数の重なりを考慮したところ、スピン偏極率の実験値を定量的に説明することができた。CoやNiを用いる限り、Diracコーンを維持した状態でグラフェンにスピン注入すること、及び、h-BNの電気的絶縁性を維持することは、何れも困難であり、デバイス開発ではこれらの事情を考慮すべきである。上の結果は、米国物理学会誌(PRB97 (2018)195405)に論文掲載された。上述のCoやNiよりも強い磁化を持つFeによるグラフェンへの磁気近接効果を調べた。その結果、まずCoやNiと比較すると、Feを基板とした場合にはポジトロニウム生成量が4分の1程度しか得られないことが分かった。これは、Feとグラフェンの接合界面に空隙が生じていて、陽電子がそこにトラップされてしまうためと推測される。得られたスピン偏極率は概ねCo基板の場合と同程度で、期待以上には増強しなかった。これは、上述の接合界面の影響により、グラフェンとFeの間で強い混成が生じないためであると推測された。現在、理論解析を進めている。前年度に構築した試料冷却ステージを使って、トポロジカル絶縁体のBi2Se3に電流誘起スピン偏極効果の観測に着手した。強磁性Fe、Co及びNiとの接合によるグラフェンとh-BNのスピン偏極効果について、系統的な実験結果が得られている。また、ポジトロニウムにより得られる表面スピン偏極の定量的な理論解析が可能になってきている。トポロジカル絶縁体表面も含めて、本手法を様々な系に適用する見通しを得た。Physical Review誌への論文掲載に至った。グラフェンと強磁性体の接合系に関する実験と理論解析が進んできている点に鑑みて、この方面の研究をさらに展開する計画である。ここまでの研究で、グラフェンをコバルトやニッケルと接合すると、Diracコーンが消失することが明らかになったが、予備的な理論計算ではグラフェンを二層にすることで、Diracコーンへの影響が抑えられることが示唆されている。他の強磁性基板としては、Co基のハーフメタル系ホイスラー合金が挙げられる。また、SiC表面上にグラフェンをエピタキシャル成長し、強磁性元素をインターカレーションした際のスピン注入効果の観測などが考えられる。電流誘起強磁性効果については、低温下での測定が可能になったことで、Bi系のトポロジカル絶縁体やSmB6などの強相関系の実験を展開して行く計画である。半金属の単層グラフェンと絶縁体の単層の六方晶窒化ホウ素(h-BN)について、磁気近接効果によるスピン偏極状態をスピン偏極表面ポジトロニウム消滅分光測定と第一原理計算により調べた。基板金属として強磁性のコバルトとニッケルを用いたところ、グラフェンとh-BNのどちらにも、有限のスピン偏極が誘起されることが見いだされた。スピン偏極の大きさは、コバルト基板の方がニッケル基板よりも大きく、下地金属が同じ場合にはグラフェンとh-BNでは大差なかった。ニッケル基板の温度を強磁性-常磁性転移温度の370°C以上にすると、グラフェンとh-BNのスピン偏極は消失することが見いだされた。以上の結果から、磁気近接効果によるグラフェンとh-BNのスピン偏極が確認された。下地金属が同じ場合にグラフェンとh-BNで類似するスピン偏極特性が現れる原因は、グラフェン・h-BNのπ電子と金属のd電子が強く混成することで、両物質に特徴的なディラックコーンやバンドギャップが消失し、互いに似通った金属電子状態になるためであることが判明した。即ち、磁気近接効果によるグラフェンとh-BNのスピン偏極は、それらの個性的な電子状態を失うことを代償としている。元々h-BNはトンネルバリア層として注目されているが、上の結果は、金属との混成が強い場合その機能が損なわれる可能性を示唆される。グラフェンにおいても、より強いスピン偏極を誘起させようとすれば、強磁性体との接触により電子伝導特性が大きく劣化する可能性がある。グラフェンやh-BNを用いたスピンデバイスの開発においては、これらについて慎重に検討する必要があると言える。以上の成果を論文として米国物理学会に投稿した。スピン偏極表面ポジトロニウム消滅測定装置において、試料の冷却ステージを整備し、28Kから700Kの温度範囲で測定が可能となった。本年度はスピン偏極表面ポジトロニウム消滅分光測定によるグラフェンとh-BNの磁気近接効果の検証を予定していたところ、実際にスピン偏極の検出とそれらの起源の特定に至るとともに、成果を論文化した。また、次年度に予定している電流誘起スピン偏極の観測に必要な低温測定装置の準備を完了させた。

その結果、グラフェンとh-BNの何れもスピン偏極していること、Co基板の方がNi基板よりも高いスピン偏極率を与えること、基板が同じであればグラフェンとh-BNに対するスピン偏極率は大差ないこと、が知られた。第一原理計算を行ったところ、グラフェン、h-BN何れもCoやNiと強く混成するため、前者ではDiracコーンが破壊され、後者ではバンドギャップが消失し、CoやNiの電子状態に凌駕されること分かった。また、ポジトロニウム生成領域において陽電子と電子の波動関数の重なりを考慮したところ、スピン偏極率の実験値を定量的に説明することができた。CoやNiを用いる限り、Diracコーンを維持した状態でグラフェンにスピン注入すること、及び、h-BNの電気的絶縁性を維持することは、何れも困難であり、デバイス開発ではこれらの事情を考慮すべきである。上の結果は、米国物理学会誌(PRB97 (2018)195405)に論文掲載された。上述のCoやNiよりも強い磁化を持つFeによるグラフェンへの磁気近接効果を調べた。その結果、まずCoやNiと比較すると、Feを基板とした場合にはポジトロニウム生成量が4分の1程度しか得られないことが分かった。これは、Feとグラフェンの接合界面に空隙が生じていて、陽電子がそこにトラップされてしまうためと推測される。得られたスピン偏極率は概ねCo基板の場合と同程度で、期待以上には増強しなかった。これは、上述の接合界面の影響により、グラフェンとFeの間で強い混成が生じないためであると推測された。現在、理論解析を進めている。前年度に構築した試料冷却ステージを使って、トポロジカル絶縁体のBi2Se3に電流誘起スピン偏極効果の観測に着手した。強磁性Fe、Co及びNiとの接合によるグラフェンとh-BNのスピン偏極効果について、系統的な実験結果が得られている。また、ポジトロニウムにより得られる表面スピン偏極の定量的な理論解析が可能になってきている。トポロジカル絶縁体表面も含めて、本手法を様々な系に適用する見通しを得た。Physical Review誌への論文掲載に至った。スピン偏極表面ポジトロニウム消滅分光測定が、グラフェンとh-BNの磁気近接効果によるスピン偏極の検出に有効であることが判明した。そこで初年度に扱ったコバルトとニッケル以外の強磁性体を基板とした場合についても検証を進める。さらに、スピンホール系である白金などの重金属を基板とした場合のスピン注入の観測を行う。それらの進捗を考慮しながら、トポロジカル絶縁体表面における電流誘起スピン偏極効果の観測に挑む。グラフェンと強磁性体の接合系に関する実験と理論解析が進んできている点に鑑みて、この方面の研究をさらに展開する計画である。ここまでの研究で、グラフェンをコバルトやニッケルと接合すると、Diracコーンが消失することが明らかになったが、予備的な理論計算ではグラフェンを二層にすることで、Diracコーンへの影響が抑えられることが示唆されている。他の強磁性基板としては、Co基のハーフメタル系ホイスラー合金が挙げられる。また、SiC表面上にグラフェンをエピタキシャル成長し、強磁性元素をインターカレーションした際のスピン注入効果の観測などが考えられる。