hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
談話における意図の理解過程についての認知心理学的および計算言語学的研究

本研究は、人間の談話理解(すなわち会話や文章の理解)のメカニズムを言語学的知見を基礎にしながら実験心理学的および人工知能学的な手法によって探究しようとするものであった。2年度にわたる本研究の成果は以下のとおりである。1.談話理解における因果的推論過程の分析。いくつかの物語を刺激材料とし、被験者が言語表現中に含意されている命題内容をどのように関係づけて理解しているのかを質問応答法を用いて探った。すなわち、談話中のそれぞれの出来事や状態に対して「なぜその出来事(あるいは状態)が起ったと思いますか」と問い、その答えから読み手の談話理解のあり様を明らかにすることを試みた。さらには、同じ談話材料を何段階かのレベルで要約するように被験者に求め、談話中の情報が心中でどの様に階層的に構造化されているのかを探った。2.談話の意味表象のモデル化。上記の推論および要約の実験結果から、談話の意味内容を人間がどのように心中に表象しているのか、その表象のモデル化を行なった。そのモデルを参照しながら、実際の要約データとのつき合せを行ない、読み手にとって重要な情報とは談話構造中でどのような位置を占める命題であるのかを考察した。
液晶とPZTによる超音波カメラの開発

超音波による非破壊検査やAE法などに使用されている圧電セラミックスのなかで,PZTと呼ばれるジルコンチタン酸鉛(PbZO_3-PbTiO_3)系圧電素子は安定的に高い圧電定数を有し,使用温度範囲が広いという特徴を持っている。一方,ノートパソコン・携帯用電卓・携帯電話等の表示装置として幅広く用いられている液晶セルは共通基板とセグメント基板の2枚のガラス板の間に10μm程度の厚さの液晶層を封入したものであり,1ボルト程度の電場により液晶セル内の配向をコントロールできる。ここで、白金を両端に蒸着したPZT棒(3×4×40mm)を2次元的に配列した上,片側を銅版に半田付けして液晶セルの共通基盤に連結し,反対側の端をセグメント基盤に連結した構成により超音波などの弾性波を可視化する装置の製作を試みた。両端を電極とした時の打撃試験(約2.7×10^<-4>Jの打撃エネルギー)により圧電波形を観察した結果,30V程度のピーク電圧が打撃後25μs近傍で現れ約10kHzの周波数で減衰し約800μs後に消滅することがわかった。このような周波数によるLEDなどの一般的な発光素子の点灯並びに視覚的な認識のためには複雑な電子回路の製作または高速カメラの導入を必要とする。しかし,今回導入した液晶セル(twisted nematic type)は電場により,ねじられる速度は勿論もとの状態に戻る速度が遅いため,別途の電子回路がなくても上述のPZTの打撃による弾性波の可視化が可能であった。さらに打撃によるPZTからの電圧波形は正負の電圧が順次的に現れながら減衰していくため,液晶の配列をもとの状態に戻す役割をすることがわかった。
海馬特異カルシウム結合蛋白質:ヒポカルシンの神経細胞内情報伝達における機能の解析

ヒポカルシンは、申請者らが見い出した大脳の海馬に特徴的に存在する神経特異的カルシウム結合蛋白質で、カルシウム濃度の生理的変動を感知して神経細胞内の情報伝達系の効率を調節していると考えられている。そこで、ヒポカルシンがカルシウム依存性に制御する細胞内情報伝達系を同定することを目的とした。1)ロドプシンのリン酸化に対するヒポカルシンの作用網膜視細胞に存在するヒポカルシン類似蛋白質:S-モジュリンは、高カルシウム濃度でロドプシンのリン酸化を抑制することで、光刺激に対する感受性を調節している。そこで、網膜視細胞外節画分を用いたin vitroの再構成系で検討したところ、光刺激した際のロドプシンのリン酸化を、ヒポカルシンはS-モジュリンと同程度に抑制することが明らかとなった。以上の結果から、ヒポカルシンが神経細胞に存在する、ロドプシンと構造の類似する受容体のリン酸化を調節している可能性が示唆された。2)ヒポカルシン結合蛋白質の検索ラット脳について、ヒポカルシンとカルシウム存在下に特異的に結合する蛋白質をフィルター・オーバーレイ法で検索したところ、数種類の蛋白質バンドが見い出された。このうち、ヒポカルシンと最も高い親和性を示す分子量約48kDaの可溶性蛋白質を精製し、部分アミノ酸配列を決定したところ、ラットのクレアチン・キナーゼBサブユニットの配列と一致した。既にヒポカルシン遺伝子導入細胞を得ており、今後、ロドプシンと構造の類似する神経細胞の受容体のリン酸化および受容体機能に対するヒポカルシンの作用を検討する。
分子構造情報としてのアンチセンスペプチドホモロジーボックス

センス・アンチセンスペプチドの対応部位を探索するプログラムを作成して蛋白質分子を解析したところ、アミノ酸配列の中にセンス・アンチセンスペプチドの関係にある部位が高頻度に、しかも約50個のアミノ酸毎に集積して存在することを発見し、アンチセンスペプチドホモロジーボックス(ASP・ホモロジーボックスと命名した。このASP・ホモロジーボックス(AHB)のペプチドを合成して作用させることによりエンドセリンレセプター(ETR)の機能を強力に抑制したり、C5aレセプター(C5aR)の活性を変化させるペプチドをつくることができた。可溶性蛋白質に対する作用を解析するモデルとして、補体成分のC3について、分子内のAHBに対応するペプチドを35種類合成してC3の活性に及ぼす作用を解析した。比較的強い活性抑制作用を示した5種類のAHBペプチドについて解析を行い、以下の結果を得た。C3とAHBペプチドを反応させたあと、ゲル濾過によりC3をAHBペプチドと分離しても、AHBペプチドの抑制作用は残っていた。このことから、AHBペプチドが分子内のAHB間の相互作用に割り込んで、分子の高次構造維持に必要な相互作用を阻わしめたために、高次構造が不可逆的に変化したと推察された。C3とAHBペプチドの反応を50°Cで行うと抑制作用が高まったので、熱をかけることにより分子内の相互作用がゆるんでAHBペプチドの侵入が起こり易くなった為であろうと考えられた。同様にRNaseに対するAHBペプチドの作用も解析したが、この場合は70°Cに加熱してAHBペプチドの作用を行ったが、AHBペプチド内にシステインが含まれるときには、システインの作用が強く現れ見かけ上の抑制活性が強くなった。しかし、システインを含む無関係のペプチドよりは、AHBペプチドの方が抑制作用が強かったので、RNase分子に対する場合にもセンス・アンチセンスペプチドの反応が関与すると考えられた。
破局的火山性洪水流(ラハール)の発生過程・運搬堆積作用と火山災害評価

本研究では福島県沼沢火山の5000年前に起きた火砕流噴火後(沼沢湖噴火)に発生したラハール(火山泥流・土石流・洪水流)を研究対象とし、噴火後に起こる突発的かつ破局的なラハールの発生過程およぴ性質(流量・物質運搬量・時間空間的変化)を暴くこと、水流作用による火砕物質の大量輪送がどのくらいの範囲に及び、どのくらいの時間、周辺環境に影響を及ぼすのかを明らかにすること、を目的とした。前年度までに、沼沢湖噴火にともなう火砕流堆積物によるせき止め湖の形成と、そこから発生した大規模な決壊洪水についてその発生に至る過程と洪水流量が明らかとなった。本年度は沼沢火山から最も遠方となる新潟平野縁辺から中心におけるラハール堆積物に調査の焦点を当て、既存のデータと照合しながらより詳細な堆積物の分布が明らかとなった。沼沢火山より風下側にあり、かつ100km以上下流に位置する新潟平野域においても、沼沢湖噴火起源のーラハール堆積物が3-5m堆積し、堆積盆縁辺部では当時段丘面に立地していたと考えられる遺跡の埋没が起こり、堆積盆中心部では当時め静穏な堆積環境が一時的に活動的網状河川システムに変化したことが明らかとなった。またこの地域は初生的な降下火山灰の影響をほとんど受けていないが、決壊洪水を含めたラハールによる影響を多大に受けたことが地層から判断できる。このことは初生(噴火)堆積物の分布のみで火山災害をとらえると、その後に発生しうるラハール災害を見落とす危険性があることを顕著に示している。また、本研究では沼沢湖噴火後のラハール堆積物の詳細な分布が明らかとなり、活火山にも指定されている沼沢火山のハザードマップ作成において重要な基礎的情報を提供する。これらの成果は国内の学会や国際学会で発表し、国内および国際雑誌に論文を投稿した。福島県只見川、新潟県阿賀野川(阿賀川)流域において、沼沢湖噴火に関わる火砕流堆積物とラハール堆積物(二次堆積物)についての地質・地形調査を行った。併せて、流域の2カ所でボーリング掘削を行った。また、ラハール堆積物の比較のため、十和田カルデラ周辺および米代川・奥入瀬川沿いの地形と地質の調査を実施した。詳細な地質柱状図・地質および地形断面図を作成したことで、ラハール堆積物の空間的分布が明らかとなった。地層剥ぎ取り法およびボーリング掘削により、重要な地点の地層をサンプリングし、室内において微視的な観察を行った。また、火砕物の粒度分布や構成粒子の鉱物組成についても検討を行った。さらに、ラハール堆積物の堆積相解析からは、噴火後の二次堆積作用の時間空間的変化を明らかにすることができた。その結果,火砕流堆積物による既存河川の埋積と,せき止め湖の形成,そこからの大規模な決壊洪水の可能性を示唆する地質・地形的特徴が明らかとなった。とくに只見川流域では、1)上流域でせき止め湖堆積物が存在すること、2)中流域にみられる厚さ10m以上のハイパーコンセントレイティッド流堆積物が一気に堆積したこと、3)支流や河川の合流部ではslackwater堆積物が存在し、流れが逆流した際に形成されたと考えられること、4)径が数mの洪水巨礫が段丘面上や堆積物中に残存すること、を明らかにした。これらの成果の一部を国内外の学会で報告した。昨年度と同様、福島県只見川、新潟県阿賀野川(阿賀川)流域において、ラハール堆積物(二次堆積物)の地質・地形調査を行った。今年度は、火砕流の直接的流入が及んでいないが二次堆積が発生した地域の運搬・堆積過程を明らかにするため、会津盆地側での調査を中心的に行った。さらに、露出が悪い地域でボーリング掘削を行った。また、ラハール堆積物の比較のため、阿蘇カルデラ周辺および流出河川である白川沿いの地形と地質の調査を実施した。詳細な地質柱状図・地質および地形断面図を作成し、ラハール堆積物の空間的分布がより広範囲で明らかとなった。会津盆地では火砕流が直接流入した痕跡があり、噴出源からの直接距離は近いものの、ラハール堆積物は只見川流域のそれに比べて、層厚が薄いことが明らかとなった。また、ラハール堆積物の堆積相解析と地形解析、流量解析モデルからは、噴火後に発生した破局的洪水流における流れの特性が考察できた。その結果、沼沢湖噴火にともなう火砕流堆積物によるせき止め湖の形成と、そこから発生した大規模な決壊洪水について、1)ダム湖貯水量は現在の只見川の地形に基づくと約1.6立方キロメートルにも及ぶこと、2)流れはハイパーコンセントレイティッド流の状態であったこと、3)洪水流のピーク流量は20000から30000立方メートル毎秒と見積もられること、4)決壊洪水に至るまで噴火後数ヶ月間の時間があったこと、を明らかにした。これらの成果の一部を国内外の雑誌や学会で報告した。

前年度までに、沼沢湖噴火にともなう火砕流堆積物によるせき止め湖の形成と、そこから発生した大規模な決壊洪水についてその発生に至る過程と洪水流量が明らかとなった。本年度は沼沢火山から最も遠方となる新潟平野縁辺から中心におけるラハール堆積物に調査の焦点を当て、既存のデータと照合しながらより詳細な堆積物の分布が明らかとなった。沼沢火山より風下側にあり、かつ100km以上下流に位置する新潟平野域においても、沼沢湖噴火起源のーラハール堆積物が3-5m堆積し、堆積盆縁辺部では当時段丘面に立地していたと考えられる遺跡の埋没が起こり、堆積盆中心部では当時め静穏な堆積環境が一時的に活動的網状河川システムに変化したことが明らかとなった。またこの地域は初生的な降下火山灰の影響をほとんど受けていないが、決壊洪水を含めたラハールによる影響を多大に受けたことが地層から判断できる。このことは初生(噴火)堆積物の分布のみで火山災害をとらえると、その後に発生しうるラハール災害を見落とす危険性があることを顕著に示している。また、本研究では沼沢湖噴火後のラハール堆積物の詳細な分布が明らかとなり、活火山にも指定されている沼沢火山のハザードマップ作成において重要な基礎的情報を提供する。これらの成果は国内の学会や国際学会で発表し、国内および国際雑誌に論文を投稿した。
非正規確率微分方程式モデルの汎用的統計手法の開発とその実装

非正規分布特性を呈す時系列をその観測頻度とともにモデリング可能な非正規確率微分方程式の統計理論構築を試みる。具体的には、統計モデリングにおいて不可避なモデルの誤特定を考慮したリサンプリング手法やモデル選択手法を考案し、理論的な性質を明らかにする。これに並行して、考案手法を統計解析ソフトR上へ実装を行いオープンリソース化する。
試料回転の干渉効果を利用した四極子核に対する固体高分解能NMR法の開発

^7Li,^<27>Al,^<75>Asなど四重極モーメントをもつ原子核-いわゆる四極子核-に対するNMR(核磁気共鳴)分光法は、材料科学における物質の同定・構造解析など広い応用が期待されている。この期待に応えるものは、固体ならではの結晶系における分子の向き・結晶場の対称性と言った情報を与え、しかも溶液NMRのように個々の非等価な核ごとに情報を分離する、「固体高分解能NMR分光法」である。本研究では、一見相容れないこれらの方法を統合することにより、理想的な方法を実現する。すなわちDOR(二重回転)法によって個々の四極子核の情報を得るが、そこに本来のDOR法では除去されてしまう異方的(四重極)相互作用を部分的に回復させることで、結晶場などの情報をも盛り込むというものである。本研究では、DOR法を実現する装置を設計・製作した。この装置は、試料を入れたローターと呼ぶ小容器を数kHzの高速で回転させ、さらにその回転軸をlkHz程度ですりこぎのように回転(才差運動)させるものである。本研究の目的を達成するためには、両回転運動の整数比周波数が実現されることが必要であり、本年度はそのための実験条件の調整・装置の改良を行なった。その結果、目的とする回転運動が達成され、異方性を伴ったDORスペクトルの観測が可能になった(論文準備中)。また、得られた実験結果から、物質構造の情報の詳細を決定する理論として、Floquet理論の整備・展開を行ない、雑誌Chemical Reviewsに発表した。さらに実験結果の解析を含む論文を準備中である。7Li、27Al、75Asなど四重極モーメントをもつ原子核-いわゆる四極子核-に対するNMR(核磁気共鳴)分光法は、材料科学における物質の同定・構造解析など広い応用が期待されている。この期待に応えるものは、固体ならではの結晶系における分子の向き・結晶場の対称性といった情報を与え、しかも溶液NMRのように個々の非等価な核ごとに情報を分離する、『固体高分解能NMR分光法』である。本研究ではまず、DOR法を実現できるNMR装置が必要である。本年度はDOR装置の設計および製作を行なった。この装置は、試料を入れたローターと呼ぶ小容器を数kHzの高速で回転させ、さらにその回転軸を1kHz程度ですりこぎのように回転(才差運動)させるものである。本研究の目的を達成するために必要な、両回転運動の整数比周波数が実現されるように現在、実験条件などの調整を行なっているところである。一方、物質構造の情報の詳細を決定するためには、実験結果と理論の予測の比較が必要であり、異方的相互作用回復のメカニズムを説明する理論としてFloquet理論と呼ばれるものが有効である。本年度はこの理論の整備を行ない、雑誌Molecular Physicsに発表した。平成10年度はこれらの実験・理論的整備を受けて、研究課題の異方的相互作用を反映した四極子核に対する高分解能NMRスペクトルの観測と解析を達成する見込みである。
格差社会における租税の可能性‐持続的で安定した社会の実現に向けて‐

本研究者は、これまで英国租税制度について、歴史的・論理的観点から現行制度を分析し、日本制度との比較研究を進めてきた。英国の租税制度は、EU法が強く反映されている一方で、カナダ・オーストラリア・ニュージーランド等の英連邦諸国に対し、今も根強い影響力を持つ。そのため、欧州諸外国の政策動向や租税制度の国際的潮流が多く蓄積されてきた。これらの研究蓄積からは、わが国税制の所得再分配機能は、非常に限定的であり、将来を見据えた租税制度からは、かけ離れた状況にある。これは、社会保障財源のための消費増税、高所得者増税のための最高所得税率引上げなど、目下の課題の対応策として、その場しのぎの時限的な税制改革に奔走してきた結果であり、長期の政策構想を練るための判断指標が確立されていないことが原因している。所得再分配を意図して給付付き税額控除の導入を果たした国・地域では、迫る格差社会に備えて、完全給付方式のベーシックインカムが試験的に導入されており、これらの文献整理を1年目に行った。本研究者は、持続可能な社会の実現という観点からは、非常に後進的なわが国の税制に重大な問題意識を抱いており、1財源確保のための最適な税体系、2格差是正のための所得再分配方法の現実に向けた政策構想の実現に向けた研究を蓄積している。また、消費税に関しては、これまでの研究蓄積を活かし、諸外国の現状も考察しながら「消費課税の現状と課題ー欧州諸国の議論を中心としてー」の論文執筆を行った。ただし、先行研究・関連文献の整理については、当初の予定よりも収集できている文献・事例が少ないため、これについては、2年度以降にも随時行うこととする。今年度も引続き、1財源確保のための最適な税体系、2格差是正のための所得再分配方法の現実に向けた政策構想の実現の2テーマに焦点を当て、研究を進めていく。最適課税に係る環境税については、今年度も9月に開催される20th Global Conference on Environmental Taxationにて報告し、格差是正のための税制に関しては、12月に開催される租税実務研究学会で報告あるいは論文投稿する予定である。さらに、主要研究対象となる英国税制に関して、ベーシックインカムを中心とする税制動向の現地調査を行うべく、8月中旬の研究出張も計画している。現在進捗度の低い「先行研究・関連文献の整理」に加え、現地調査で入手した最新の情報を学会報告・論文投稿に反映させていくことで、2年度目の研究成果を得る予定である。
放棄されたペンギンルッカリー遺物を用いた第四紀後期の南極沿岸の環境変動の研究

昨年度の研究結果を従来の研究成果と合わせて,第四紀後期の南極沿岸の環境変動の現時点でのまとめを,英国で開催された「将来の海底堆積物掘削計画に関するワークショップ」およびフランスで開催された「第11回ヨーロッパ地球科学連合会議」で発表した。以下,議論となった点を列挙する。1.氷床変動史と海水準変動史の復元におけるルッカリー遺物の意義:ルッカリーの存在は,その場所が当時の海水準よりも高い位置にあったことを示すことから,5300年前の海水準は15m以下,2700年前には5.9m以下であった。海成層の礫のトップの高さの年代を約6000年前と仮定して,これらの点と現在の海面の高さを結ぶと,貝化石の年代と地形の関係から得られたリュツォ・ホルム湾,きざはし浜の高精度の海水準変化と形態はよく似ており,氷床荷重の除去に対するアイソスタティックな陸地の反応が,リュツォ・ホルム湾周辺でもリーセル・ラルセン山地域でもほぼ同様で,氷床変動の傾向の類似が示唆される。2.ペンギンの生態から見た完新世の環境変動:ルッカリーの形成時代は,5300年2000年に集中する。これは,現在よりも水空きの多い海氷環境が生じ,餌となるオキアミの採取が容易になるとともに,海面へ直接太陽光が照射しプランクトンが増大することでオキアミ自体が増加し,結果としてペンギン個体数の増加が生じたと考えられる。これは,気候の点から見れば,寒冷化よりは温暖化によって生ずる現象である。3.南極における完新世中期の温暖期の存在:これまで南極の様々な地域から完新世中期の温暖期の存在が報告されている。ロス海のテラノバ湾の放棄されたペンギンルッカリーの存在(5000年4000年前の時期:"Penguin optimum"),ドームCの氷床コアで見られる温暖期(約3000年4000年前)。きざはし浜から得られた約5300年4000年にかけての相対的に急激な海退の事実は,この時期またはその直前に大きな荷重の除去,すなわち氷床の後退が生じていたことを示唆する。1.第40次南極地域観測で掘削した,現成のペンギンルッカリーおよび放棄されたペンギンルッカリーから採取した羽毛,骨,卵の殻,グアノ(糞)などの遺物を整理し,国立極地研究所所有の生物資料・文献と比較対照して,それぞれの遺物がアデリーペンギンに由来するものであることを推定した。2.放棄されたペンギンルッカリーの測量結果から平面図および断面図を作成し,掘削した地点それぞれの高度を明らかにした結果,放棄されたルッカリーは幅300mの中に大きく13に分かれており,もっとも高いもので標高34.3m,もっとも低い地点で6.3mであった。3.遺物のうち特にグアノを取り上げて,それぞれの掘削孔の最上部および最下部のものを新規購入した放射性炭素ガス生成装置を用いて前処理を施し,来年度の年代測定の準備を行った。4.一部の試料は比較のために今年度アメリカのローレンスリバモア国立研究所において放射性炭素年代測定を行った。その結果,もつとも古い年代は5320±60年BP,もっとも新しい年代は1890±40年で,特に基底のグアノの年代に注目すると,約5300年2000年BPに集中しており,高度が低いものほど年代が新しくなる傾向が見られた。5.ルッカリーの存在は,その場所が当時の海水準よりも高い位置にあったことを示すことから,5300年前の海水準は15m以下,2700年前には5.9m以下であったといえる。これらの点と現在の海面の高さ(貯留効果を1300年として)を結ぶと,貝化石の年代と地形の関係から得られたリュツォ・ホルム湾,スカルブスネス・きざはし浜の高精度の海水準変化よりも24m程度高いが,形態はよく似ており,氷床荷重の除去に対するアイソスタティックな陸地の反応は,リュツォ・ホルム湾周辺でもリーセル・ラルセン山地域でもほぼ同様であったと推定された。

これは,現在よりも水空きの多い海氷環境が生じ,餌となるオキアミの採取が容易になるとともに,海面へ直接太陽光が照射しプランクトンが増大することでオキアミ自体が増加し,結果としてペンギン個体数の増加が生じたと考えられる。これは,気候の点から見れば,寒冷化よりは温暖化によって生ずる現象である。3.南極における完新世中期の温暖期の存在:これまで南極の様々な地域から完新世中期の温暖期の存在が報告されている。ロス海のテラノバ湾の放棄されたペンギンルッカリーの存在(5000年4000年前の時期:"Penguin optimum"),ドームCの氷床コアで見られる温暖期(約3000年4000年前)。きざはし浜から得られた約5300年4000年にかけての相対的に急激な海退の事実は,この時期またはその直前に大きな荷重の除去,すなわち氷床の後退が生じていたことを示唆する。
動的恒星系渦状腕が駆動する星間媒質の相転移過程における磁場の役割

銀河における星間媒質の進化(特に分子雲の形成と進化)において,磁場の果たす役割はよくわかっていない。分子雲形成は大局的な星間媒質の進化の中で起こるため,銀河円盤において,星間媒質と磁場がどう相互作用して進化するのかを明らかにする必要がある。そこで本研究では,星間媒質の大局運動に決定的な役割を果たす恒星系渦状腕を考慮した現実的な銀河モデルにおいて,星間媒質の進化(原子ガスから分子雲への進化)における磁場の役割を,分子雲の内部構造を分解した高解像度磁気流体計算により明らかにする。これにより星形成における磁場の役割の解明に向けて,現実的な銀河モデルに基づいた分子雲形成・進化シナリオを提供する。
トップクォークで探る真空と時空

2012年までに収集した重心系エネルギー7, 8 TeV、2015年から2018年度までに収集した重心系エネルギー13 TeV、140 /fbの陽子陽子衝突データを用いて、トップクォークに関する以下の研究を推進した。(1)複数のジェットを随伴するトップクォーク対生成の微分断面積測定などを行った。トップクォークのハドロン崩壊終状態、トップクォーク測定のバックグラウンドの理解に関連の深い、多重散乱モデル、ハドロン終状態の形状の測定を進めた。(2)B01班と連携して、トップクォークの湯川結合に不可欠なttH過程の世界初観測を実現した。ヒッグス粒子の様々な崩壊過程を用いて6.3σの統計的有意度でttH生成断面積の測定に成功した。(3)t→qZやt→qHなどの希過程の探索を行い、それらの崩壊分岐比の上限を1/1000から1/10000のレベルにまで下げた。トップクォーク対の荷電非対称度の測定による新物理探索を行なった。(4)4トップクォーク過程やトップクォーク対に崩壊する重い共鳴粒子の探索を行なった。さらには、スカラートップクォーク、ニュートラリーノ、チャージーノの3種の超対称性粒子の質量差に応じたスカラートップクォークの探索を行なった。これはA01班との連携研究である。「統合型μ粒子」の開発に関しては、2017年度の研究でまとめた技術仕様設計書(TDR)に基づき、TGC飛跡トリガー、MDT飛跡トリガーで用いる予定のトリガー回路のの量産化に向けた放射線耐性試験を名古屋大学のCo照射施設、神戸大学のタンデム加速器施設にて実施した。また、大規模FPGAを用いたトリガー論理回路のデザインも開始した。第3実験に向けたマルチスレッド対応のソフトウェアトリガーの開発も進めた。計画調書に記載した(1)テラスケール領域におけるQCDの性質の理解、(2)トップクォークの湯川結合による「真空」の解明、(3)新物理の間接的探索、(4)新物理の直接的探索と「時空」の解明、の全てに対して研究実績で記述した研究成果を新しく出し、その成果を学術論文や国内外の会議で発表した。(2)に関連するttHの世界初観測が2018年度の研究の最大の成果である。当初は第3実験のデータを用いて実現されると思われていたが、この過程の背景事象となるトップクォーク対事象をあらかじめ理解できていたこと、機械学習などを積極的に取り入れたことにより第2実験での測定を達成した。「統合型μ粒子トリガー」の開発では、高輝度LHC実験に向けた順調にR&Dが進んでいる。特に、2018年度は、μ粒子トリガーの前段回路で使用予定の回路素子の放射線耐性試験を精力的に実施し、素子が高輝度LHC実験の高放射線環境下でも耐えうること立証できた。以上の観点により、概ね順調に進んでいると言える。2019年度と2020年度はLHC加速器はシャットダウンする。この期間に進めるべき研究は、12018年度までに取得したデータを用いたトップクォークの研究、2第3実験に向けたソフトウェアトリガーとトップクォーク物理の解析の準備、3高輝度LHC実験に向けたトリガー回路のR&Dの3点があげられる。1では、140 /fbの全データを用いたトップクォークの質量精密測定やトップクォークをプローブとした新物理の間接・直接測定を推進する。2ではシミュレーションを用いて第3実験におけるトップクォーク物理に関する感度予想などを追及し、第3実験でデータ収集を行うためのマルチスレッド対応のソフトウェアトリガーを完成させる。3では、検出器近くに設置する前段回路の量産プロトタイプ回路の開発を進めるとともに、大規模FPGAを用いたトリガー論理回路を完成させる。2012年に収集した重心系エネルギー8TeV、2015年に新しく収集した重心系エネルギー13TeVの陽子陽子衝突データを用いて、トップクォークに関する以下の研究を推進した。(1)トップクォークの放出方向、運動量、トップクォーク対の不変質量や運動量などの関数でトップクォーク対生成微分断面積を測定し、摂動論的QCDが良い有効理論であることを示した。トップクォークのハドロン崩壊終状態、トップクォーク測定のバックグランドの理解に関連の深い、多重散乱モデル、ハドロン終状態の形状の測定を進めた。(2)トップクォーク対とゲージボゾンが随伴生成するttW, ttZ過程の生成断面積を測定するなど、B01班が主に進めるトップクォークの湯川結合測定に不可欠なttH過程の観測の準備を行なった。(3) ttW過程を測定し、トップクォークと反トップクォークの放出方向の非対称度の新しい測定手法を考案する第一歩とした。(4)トップクォークをプローブとして余剰次元粒子や超対称性粒子の探索をA01班と連携して行った。現エネルギー、統計量では信号の兆候を得ることはできなかったが、理論モデルに実験的な制限をつけることができた。例えば、トップクォークとニュートラリーノに崩壊する超対称性トップクォークを探索し、ニュートラリーノの質量がない場合における質量750GeV以下の超対称性トップクォークの存在を棄却した。「統合型μ粒子トリガー」の開発に関しては、TGC飛跡トリガーやMDT飛跡トリガーの前段回路を開発し、それらを用いたビームテストをCERNにて実施した。その結果、高輝度LHC実験の仕様条件を満たすことが立証でき、開発した回路を基に技術仕様設計書を作成することが決まった。

また、これらの前段回路の信号をインプットとして、興味ある物理過程の崩壊による高運動量μ粒子の存在を判別するトリガー論理回路を考案した。計画調書に記述した(1)テラスケール領域におけるQCDの性質の理解、(2)トップクォークの湯川結合による「真空」の解明、(3)新物理の間接的探索、(4)新物理の直接的探索と「時空」の解明、の全てに対して、研究実績の概要で記述した(1)から(4)の研究成果があり、その成果を学術論文や会議などで発表した。さらに、「統合型μ粒子トリガー」の開発において、様々な種類のμ粒子トリガー前段回路の開発を行い、ビームテストによる動作検証によって、それらのエレクトロニクスは次世代エネルギーフロンティア実験における仕様を満たすものであることを立証した。LHC-ATLAS実験グループの中で、全トリガー回路の最終仕様の決定について、研究対象の物理事象をより効率的に集約する新しい仕様設計値の導入が検討されたため、これに伴うμ粒子トリガー後段回路の設計の再検討を行った。以上の理由により、平成28年度の研究として概ね順調に進んでいると言える。2012年までに収集した重心系エネルギー7, 8 TeV、2015年から2018年度までに収集した重心系エネルギー13 TeV、140 /fbの陽子陽子衝突データを用いて、トップクォークに関する以下の研究を推進した。(1)複数のジェットを随伴するトップクォーク対生成の微分断面積測定などを行った。トップクォークのハドロン崩壊終状態、トップクォーク測定のバックグラウンドの理解に関連の深い、多重散乱モデル、ハドロン終状態の形状の測定を進めた。(2)B01班と連携して、トップクォークの湯川結合に不可欠なttH過程の世界初観測を実現した。ヒッグス粒子の様々な崩壊過程を用いて6.3σの統計的有意度でttH生成断面積の測定に成功した。(3)t→qZやt→qHなどの希過程の探索を行い、それらの崩壊分岐比の上限を1/1000から1/10000のレベルにまで下げた。トップクォーク対の荷電非対称度の測定による新物理探索を行なった。(4)4トップクォーク過程やトップクォーク対に崩壊する重い共鳴粒子の探索を行なった。さらには、スカラートップクォーク、ニュートラリーノ、チャージーノの3種の超対称性粒子の質量差に応じたスカラートップクォークの探索を行なった。これはA01班との連携研究である。「統合型μ粒子」の開発に関しては、2017年度の研究でまとめた技術仕様設計書(TDR)に基づき、TGC飛跡トリガー、MDT飛跡トリガーで用いる予定のトリガー回路のの量産化に向けた放射線耐性試験を名古屋大学のCo照射施設、神戸大学のタンデム加速器施設にて実施した。また、大規模FPGAを用いたトリガー論理回路のデザインも開始した。第3実験に向けたマルチスレッド対応のソフトウェアトリガーの開発も進めた。計画調書に記載した(1)テラスケール領域におけるQCDの性質の理解、(2)トップクォークの湯川結合による「真空」の解明、(3)新物理の間接的探索、(4)新物理の直接的探索と「時空」の解明、の全てに対して研究実績で記述した研究成果を新しく出し、その成果を学術論文や国内外の会議で発表した。(2)に関連するttHの世界初観測が2018年度の研究の最大の成果である。
家庭科探究学習におけるプロセス評価モデルの検証－他国との研究連携による汎用化－

問題を多角的に検討する批判的リテラシーを育む問題解決学習に焦点を当て、その効果的な評価方法について、理論と実践を往還させながら検証することを目的として研究を行い以下の成果を得られた。1)北欧および米国における批判的リテラシーを育む問題解決学習の授業の実際とその評価方法、評価の理論枠組みについて、授業観察や研究者・教師へのヒアリング調査をもとに資料を収集し分析した。2)1)をもとに日本における批判的リテラシーを育む問題解決学習とその評価方法を開発し、実践をもとに検証した。3)開発したプロセス評価方法については、小学校と高校のパフォーマンス評価、中学生のナラティブ分析による評価の検討を進めた。・2015年10月に、批判的リテラシーを育む家庭科の問題解決学習について、スウェーデンのヨーテボリ市郊外のAlleskolan中学校を訪問し、家庭科教諭Sara Sjostedt氏の授業を参観し、同氏に面接調査を実施した。中学2、3年生の食分野と消費分野の学習における評価方法であるプロセス評価の先進事例を把握することができた。また、フィンランドの教育庁(The National Board of Education)を訪問し、家庭科教育担当指導主事Marjaana Manninen氏とフィンランド消費者協会(The Finish Competition and Consumer Authority)のシニアアドバイザーTaina Mantyla氏と面談した。また、ヘルシンキ大学の教授Kaija Turkki氏と面談した。能力ベースの新カリキュラムの理念と構造、家庭科カリキュラムの特徴について情報収集を行った。上記調査により収集した資料を翻訳し、現在分析中である。・開発したプロセス評価方法の検証については、現在進めているところである。・これまでの成果をもとに、「スウェーデンの家庭科教育における『真正の評価』ー子どもの主体的学習とパフォーマンス評価の構造を視点としてー」と題する学会発表を行った(荒井紀子・鈴木真由子・綿引伴子、日本家庭科教育学会2015年度大会(第58回大会)、2015.6.28、鳴門教育大学)。平成27年度は、スウェーデンとフィンランドでの国外調査を実施し、本研究にとって多くの有益な資料と情報を入手することができた。開発したプロセス評価方法の授業実践を通しての検証は現在進行中である。・11月に米国オハイオ州の家庭科における問題解決学習である実践的推論プロセスの実際とプロセス評価を明らかにするため現地調査を実施した。オハイオ州コロンバス市のメリベス・モタセム(Marybeth Motasem)教諭の勤務校Bexley High Schoolにおいて、高等学校家庭科、食物領域と住居領域の問題解決学習を参観し、新カリキュラムやプロセス評価方法についてのヒアリング調査と文献収集を行った。・H27年の国外調査により入手した資料をもとに、フィンランドの新カリキュラムのコンセプト・構造と家庭科のコンピテンスや評価を分析した(H29年6月日本家庭科教育学会にて発表する)。また、H27年の国外調査により入手した資料をもとに、スウェーデンの問題解決型の授業「タコスの夜」「サスティナブルランチ」をベースにした日本版作成に着手した(H29年度に学校にて実践予定である)。・日本の新学習指導要領における思考力、判断力、表現力の育成について家庭科の学習を通してどう獲得するかについて考察した。また、家庭科における問題解決型の学習プロセスの構造化とその各プロセスにおける評価方法について検討を行った。結果の一部は、論文「学習指導要領改訂における教科の役割:家庭科の視点からー家庭科の学びを通して資質・能力をどう獲得するか」(荒井紀子)にまとめた。・開発したプロセス評価方法については、小学校と高校のパフォーマンス評価、中学校のナラティブ活用評価の検証を進めた。・石川県小学校家庭科教育研究大会の助言者として、問題解決型学習についてのアドバイスを行い、パフォーマンス評価の方法等についてスウェーデンの調査結果等も含めて、研究成果を披露した。平成27年度はスウェーデンとフィンランドでの国外調査を実施し、また平成28年度は米国での国外調査を実施した。両調査より、本研究にとって多くの有益な資料と情報を入手することができた。収集した資料をもとに開発したプロセス評価方法の検討を行ってきた。H29年度の研究実績:18月に米国のマリリン・スゥイーク氏(元米国家族消費者学会会長)へヒアリングを行なった。長年にわたり理論をもとにした豊富な実践経験を積んできた地域と連携したサービス・ラーニングにおける実践的推論プロセスおよびプロセス評価について資料を入手するとともに、新たな知見を得ることができた。2スウェーデンおよびフィンランドの家庭科におけるプロセス評価を明らかにするために、11月に現地調査を実施した。ヘルシンキ大学のハンナ・クシサアリ氏へフィンランドの新シラバスについてヒアリングを行った。また、ゴーセンバーグ(スウェーデン)のアレスコーレン中学校、ヘルシンキ(フィンランド)のベサラン義務教育学校、カータノンコスケン義務教育学校において家庭科の授業参観および教師へ実践内容、評価についてヒアリングを行った。3H27年・H29年の国外調査により入手した資料をもとに、スウェーデンの問題解決型の授業「タコスの夜」「サスティナブルランチ」をベースにした日本版を開発し、大阪教育大学および金沢大学で実施し検証した。H30年度には高校で実践予定である。研究期間全体の研究実績:1)米国および北欧(スウェーデンやフィンランド)における批判的リテラシーを育む問題解決学習の授業の実際とその評価方法、評価の理論枠組みについて、授業観察や研究者・教師へのヒアリング調査をもとに資料を収集し分析した。3)開発したプロセス評価方法については、小学校と高校のパフォーマンス評価、中学校のナラティブ活用評価の検証を進めた。4)研究成果を学会大会や書籍等で発表した。

問題を多角的に検討する批判的リテラシーを育む問題解決学習に焦点を当て、その効果的な評価方法について、理論と実践を往還させながら検証することを目的として研究を行い以下の成果を得られた。1)北欧および米国における批判的リテラシーを育む問題解決学習の授業の実際とその評価方法、評価の理論枠組みについて、授業観察や研究者・教師へのヒアリング調査をもとに資料を収集し分析した。2)1)をもとに日本における批判的リテラシーを育む問題解決学習とその評価方法を開発し、実践をもとに検証した。3)開発したプロセス評価方法については、小学校と高校のパフォーマンス評価、中学生のナラティブ分析による評価の検討を進めた。(1)問題解決学習及び評価方法に関する米国現地調査:米国の家庭科授業における批判的リテラシーを育む問題解決学習を視察・現地調査(平成28年10月実施予定:宿泊・現地移動費を含めた旅費、記録メディア関係費計上)によって具体的に把握し、課題を整理する。(2)開発したプロセス評価方法の検証:前年度に引き続き、H24年度H26年度に開発したプロセス評価方法について、授業実践を通して検証する。研究協力者と事前に打ち合わせ会を持ち、具体的な方法等について共通理解を図る。授業及び評価の実際は、可能な限り複数のメディアを活用して記録する(デジタルビデオ、ICレコーダ等物品費計上)。評価結果の省察は、研究協力者を含む合同研究会を実施して行う。(3)国際シンポジウム・ワークショップの開催:プロセス評価に関する研究成果について、平成29年夏秋に国際シンポジウム及びワークショップを開催する(印刷費・通信費、通訳費用等計上)。スウェーデンや米国の家庭科教師を招いてシンポジストを依頼する(旅費・謝金計上)。また、プロセス評価の実際を体験的に共有し課題を明らかにするため、日本の研究協力者を含めたワークショップも同時開催する。(4)改訂版問題解決学習におけるプロセス評価のモデルプランの提案:各種調査、国際シンポジウム、プロセス評価方法の検証等の成果を踏まえて、「改訂版問題解決学習におけるプロセス評価」のモデルプランを完成させ提案する(翻訳費用計上)。また、研究成果を学会報告・論文発表するため、論文投稿料・校閲料等を計上する。研究成果を総括したガイドブックを作成し公開する。(1)問題解決学習及び評価方法に関する北欧現地調査:フィンランド及びスウェーデンの家庭科授業における批判的リテラシーを育む問題解決学習を視察・現地調査によって具体的に把握し、課題を整理する(平成29年11月調査実施予定:宿泊・現地移動費を含めた旅費、記録メディア関係費計上)。
脳形態形成を制御する細胞移動の分子機構

本研究は脳組織内での細胞(ニューロン)の配置を決定する特異的細胞移動の分子機構を明らかにすることを目的とする。本年度は、小脳顆粒細胞の移動の遅延が見られるp35ノックアウト動物を用いて表現型の詳細な解析を行い、移動終期の細胞移動に特に顕著な遅延が見られることを明らかにした。そこでこれまでに開発した小脳顆粒細胞の二相性の細胞移動を再構成できる培養系を利用して、異なる移動ダイナミクスを制御する分子機構を模索した。その結果Cdk5/p35シグナルが移動後期相の放射移動を特異的に制御し、前期相の接線移動には関与しない事が明らかになった。またプルキンエ細胞に発現するDNER分子がNotchシグナルの活性化を通してバーグマングリアの放射状突起の分化を制御することを明らかにした。DNERノックアウト動物では、バーグマングリア突起の形成不全のために顆粒細胞の移動に遅延が起こる事が明らかになり、プルキンエ細胞-バーグマングリア-顆粒細胞が細胞間相互作用を通じて互いに分化を制御し合い小脳皮質層形成を制御していることが明らかになった。一方、視床神経核の発生においては神経前駆細胞が分化運命を決定された後、移動して始めとは異なる位置において神経核を形成すると考えられる。この過程において神経核は形態的に明らかでないため、分化運命の決定した前駆細胞・幼若ニューロンを染め出すためにマーカー遺伝子の単離を試みた。同定された数十個の遺伝子のうち、10個程の遺伝子について発現パターンを解析している。これらの遺伝子発現の制御機構を明らかにするためには視床原基特異的エンハンサーを利用したコンディショナルノックアウトが有用である。本年度は、発生中直角な方向転換を挟んで移動様式(接線移動と放射移動)を変える小脳顆粒細胞に注目し、この二相性の細胞移動を再構成できる培養系を利用して、GFPを強制発現した顆粒細胞の形態変化と移動ダイナミクスを数日間タイムラプスレーザー共焦点顕微鏡で詳細に追跡した。その結果、顆粒細胞の二相性移動は、それぞれ軸索と樹状突起に運命づけられた性質の異なる2種の先導突起が形成され、somal translocationとlocomotionと呼ばれる2つの異なる核移動ダイナミクスが駆動されて起こる事を明らかにした。さらに、ニューロン移動先の位置情報を規定する分子機構を、視床神経核の発生をモデルとして解析した。成体の視床には異なる役割を担う20個以上の神経核が存在する。発生過程で各神経核を構成するニューロンは神経前駆細胞が位置情報に従って分化運命を決定された後、移動して始めとは異なる位置において神経核となると考えられている。しかしながら神経核が形態的に認められるのは移動後最終段階以降であるため、それ以前の前駆細胞・幼若ニューロンを形態的に認識するにはマーカー遺伝子による染色が不可欠である。従って本研究においてはまずマーカーとなり得る遺伝子の単離を試みた。候補として同時に運命決定に重要な役割を果たすと考えられる転写因子をコードする遺伝子に絞った。マウス胎生11日頃の視床原基よりRNAを精製し、RT-PCRを行ったところ約40clonesの遺伝子が単離できた。現在in situ hybridizationによりこれら遺伝子の発現パターンを確認中である。
新しい抗菌剤としての1,5-アンヒドロフルクトースの評価

1,5-アンヒドロフルクトースは、多くのグラム陽性細菌(枯草菌、黄色ブドウ球菌、連鎖球菌、乳酸菌、リステリア菌)に対して強い成育阻害活性を示すことが明らかにされた。グラム陰性細菌の代表である大腸菌に対しても、弱いながら増殖阻害活性が認められたが、これは大腸菌にはこの糖質を代謝する酵素活性があるからと考えられた。真菌類も本糖質を代謝し、増殖阻害は認められなかった。本糖質は万能ではないものの、食品加工・製造業界にとって問題とされる多くの細菌に対して有効な抗菌剤であることが認められた。1,5-D-アンヒドロフルクトース(1,5-AF)は紅藻のα-グルカンリアーゼをでん粉などに作用させて生成する糖で、分子内に二重結合を持つため反応性に富む。研究者らは、これまでに1,5-AFの工業的な生産法について研究を展開し、産学連携によりこの糖の生産の企業化に成功している。本研究は、1,5-AFの糖の新たな誘導体の作成と、この糖の機能の一つである抗菌作用についての機構解明を目指している。まず、本糖質の誘導体化を試みた。本糖質は、原核生物には抗菌作用を示すものの、真核生物には影響を与えず糖アルコールとすることが分かっているため、酵母からの変換を試みた。Saccharomyces cerevisiaeの培地に1,5-AFを加え培養を続けたところ、2種の生成物が生成した。これらを培地から単離精製し解析した結果、1,5-アンヒドロマンニトールと1,5-D-アンヒドログルシトールであることが分かった。これらの性質について来年度解析する予定である。1,5-AFのListeria monocytogens ATCC BAA-679の生育に与える影響を調べた。最近、この菌による肉製品、乳製品等の汚染が話題になっている。1,5-AFはこの菌の生育を抑制した。しかし、研究者らがすでに明らかにしたStaphylococcus aureusへの増殖抑制効果よりは弱かった。バクテリオシン類はグラム陽性菌に効果的であるが、Listeriaでは耐性菌の出現が認められている。1,5-AFではこの糖の存在下で1ヶ月継代培養しても耐性菌は出現しなかったことから、実用性は高いと考えられた。今後、1,5-AFの抗菌メカニズムを解析してゆく予定である。1,5-AFの安全性に関しては、国内の共同研究者によりアカゲサルでの研究が実施され、その安全性が認められたため、中止することとした。1,5-D-アンヒドロフルクトース(1,5-AF)は紅藻α-グルカンリアーゼをα-グルカン、例えば澱粉、に作用させて生成する糖である。この糖は、水中で水和型構造や分子内に二重結合を持つ構造の平衡状態にあり、反応性に富む。我々は、これまでの研究を基礎として、1,5-AFの産業化にすでに成功している。本研究は、1,5-AFの糖の新たな誘導体の作成と、この糖の機能の一つである抗菌作用についての解明を目指している。昨年度の研究で、酵母は1,5-AFにより生育に影響を受けず、これを速やかに糖アルコールに変換することを認めた。この理由は、酵母が菌体内酵素であるNADP依存性リダクターゼにより糖アルコールに迅速に変換したためと認めた。本酵素を精製し、アミノ酸配列解析の結果、D-アラビノース脱水素酵素として知られている酵素のそれと一致した。従って、この酵素は別々の糖を基質として酸化、還元の二つの反応を行う珍しい酵素であることがわかった。1、5-AFが黄色ブドウ球菌Staphylococcus aureus ATCC10832の生育に与える影響を調べた。フルクトースあるいは1,5-AFを00.5%含む培地での生育を比較した。無添加の場合に比べ、フルクトース濃度を上げると生育が促進されたが、1,5-AFは加える濃度を上げると生育が強く抑制された。1,5-AFを加えたとき、対数増殖期である7時間では1,5-AFが0.2%以上で菌の増殖は同じように抑制され、また静止期である13時間では0.3%以上で強く抑制された。臨床分離株を用いて生産されるエンテロトキシンを解析したところ、1000分の1程度に生産量が減少していることが認められた。これらのことから、1,5-AFは食品分野における殺菌剤あるいは保存剤としての利用が期待できる。

本研究は、1,5-AFの糖の新たな誘導体の作成と、この糖の機能の一つである抗菌作用についての解明を目指している。昨年度の研究により、酵母が1、5-AFを糖アルコールに変換することを認めたが、さらに精査することにより、精製される糖アルコールがもう一種あることを認めた。これを触媒する酵素は、昨年度精製した酵素とは別の酵素であった。酵素は大変不安定であったが、精製することができた。不安定な原因は、この酵素が金属イオンを安定性に要求し、これが精製操作により失われるためであることが判り、この金属イオンを転嫁することにより様々な性質を調べることができた。現在、この酵素の内部アミノ酸配列を解析しており、データベースにより検索する予定である。本年度のもう一つの成果として、1,5-AFに大腸菌がやや耐性を示す理由を推測することができた。この糖は、大腸菌によりやはり糖アルコールに変換されるが、この糖アルコールは大腸菌によりゆっくりであるが資化される。グラム陽性菌がこの糖アルコールをしかできないことに比べて、弱いながらも資化能があることがグラム陰性菌に対して本糖質の成育抑制が少ない原因であると考えられた。
12型コラーゲンによる変形性関節症の病態解明

変形性関節症は、関節軟骨の変性を主徴とし、疼痛と関節の可動域が減少することで日常動作を低下させることから、超高齢社会において克服すべき喫緊の課題である。12型コラーゲンは、運動器など力学的負荷が高い部位で発現が高く、ヒトの12型コラーゲン遺伝子変異では、関節の過伸展や拘縮、ならびに筋脆弱症を来すウルリッヒ病やベスレムミオパチーを発症する。12型コラーゲン欠損マウスを作成し、解析を行ったところ、当該マウスでは、関節の拘縮と歩行異常を呈することを明らかにしてきた。しかしながら、関節制御における12型コラーゲンの役割は分かっていない。本研究は、関節における12型コラーゲンの機能を解明するものである。2018年度の研究では、12型コラーゲン欠損マウスと野生型マウスの関節の組織学的解析を行った。その結果、12型コラーゲン欠損マウスでは、関節軟骨には異常は認められたなかったが、前十字靭帯の自然断裂が起こることが明らかになった。この研究成果により、12型コラーゲンが関節内の靭帯の機能制御に関与していることが示唆された。このため、12型コラーゲン欠損マウスで見られた歩行異常は関節軟骨等の障害ではなく、十字靭帯の損傷によることが明らかとなった。また、これまで前十字靭帯が自然断裂するマウスは発見されていないことから、新たなモデルマウスとしての有用性も期待される。また、2018年度研究では、CRSPR/Cas9システムによりCol12a1-floxマウスの作成に成功した。2019年度以降は、このマウスを用いて、組織特異的な12型コラーゲンの機能解析を行うことで、さらなる研究の発展を目指す。2018年度は、12型コラーゲン欠損マウスの関節の組織学的解析を行い、12型コラーゲン欠損が前十字靭帯の自然断裂を誘発することを見出した。この断裂は出生後比較的早期から認められることを明らかにした。これらの結果は、2019年の日本整形外科学会、日本骨代謝学会、American Society for Bone Mineral Researchにて発表を行う予定である。また、共同研究によりCol12a1 floxマウスを作成することに成功しており、コンディショナルノックアウトマウス作成の準備が整えられた。さらに、回転ケージを用いた運動負荷実験を開始していることから、概ね計画通りに進んでいると言える。2018年に得られた知見から、12型コラーゲンは関節内の靭帯(前十字靭帯、後十字靭帯)で機能していることが示唆された。この知見を踏まえ、腱組織特異的に12型コラーゲンを欠失させたマウスを作成し、関節における12型コラーゲン機能の解明を目指す。