hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
弱重力レンズ効果の高精度解析法の開発とそれを用いた宇宙の暗黒成分の探査

本研究ではAtacama Cosmology Telescopeによってスニヤエフ・ゼルドビッチ効果を通して発見された赤方偏移0.81にある遠方巨大銀河団ACT-CLJ0022-0036を、すばる望遠鏡主焦点カメラSuprime-Camを用いてフォローアップ観測を行い、弱重力レンズ効果の解析によってその質量を求めた。弱重力レンズ効果は、ダークマターなどの質量によって時空が歪むことにより、銀河像が歪んで見える効果であり、銀河団の場合にはダークマターを含む銀河団の質量により、その背景にある銀河像が歪んで観測される。データの一次処理にはすばる望遠鏡次期主焦点カメラHyper Suprime-Camのために開発しているソフトウェア群(HSCパイプライン)を用いた。背景銀河の選択には5バンド撮像による測光的赤方偏移推定法を用いた。銀河像の歪みを引き出すための銀河の形状測定には、一昨年度から開発している直交関数系を用いて銀河像を数学的に正確に表現する方法を用いた。その結果、重力レンズ信号を3.6の信号雑音比で検出し、質量を推定することができた。この質量は現在の宇宙論モデルと矛盾しないことがわかった。また、この結果は遠方の銀河団においても弱重力レンズ効果を用いて質量を推定することが可能であることを示したという点で意義深いものである。
多孔質材料の確率均質化特性評価法に関する研究

本研究では、光造形装置を用いて作成した多孔質材料の確率均質化問題の解析および確率均質化特性の評価を目的とし、解析手法の確立および実験による確認を行った。特に、コンピュータシミュレーションを用いた多孔質材料の確率均質化解析のために、複合材料など他の一般的な不均質材料をも解析可能な摂動法ベースの解析システムを開発した。種々のシミュレーションを通じ、提案手法の妥当性、有効性および問題点を明らかにした。本研究は,複合材料など多種多様な不均質材料のうち,将来超軽量構造物やインプラントバイオコロニーなど種々の応用が期待できる多孔質材料について,ミクロなばらつきがマクロな特性に及ぼす影響を推定する手法の確立と提案手法の妥当性検証を目的としている.特に,比較的低コストで自由度の高い形状を作成可能な,光造形装置を用いた多孔質材料の作製を行い,特性評価を行う方法の開発を行う.本年度は,できるだけ小さな空孔を有する多孔質材料を光造形装置により作製するために,本学で所有する光造形装置の高精度化を行った.また,有限要素法解析と造形との互換性を考慮した数値モデリング法およびデータ作製法を考案した.さらに,作製したプログラムを用いて二次元及び三次元な孔分布を有する多孔質材料のデータを作製し,高精度化した光造形装置を用いて試作して造形確認を行った.また,光造形により作製した材料は,弾性定数と,孔の形状や配置などの幾何学的性状の両者がばらつくため,作製された材料や製品の力学的特性もばらつくことが予測される.このため,素材の弾性定数やミクロな構造がばらついた場合に材料全体の平均特性のばらつきや製品の力学特性のばらつきを予測するための確率均質化解析手法を構築した.提案手法の有効性と妥当性の確認のために,まずは通常の粒子強化および繊維強化複合材料を例として既存の方法と比較し,妥当性と計算効率などの有効性を数値シミュレーションにより確認した.また,特に,多孔質材料において孔は比較的ランダムに存在し,その場所によって孔の形状や密度がばらつくため,不均一な微視的ばらつきを考慮できる「階層型確率均質化解析手法」を開発した.本研究は,複合材料など多種多様な不均質材料のうち,将来超軽量構造物やインプラントバイオコロニーなど種々の応用が期待できる多孔質材料について,ミクロなばらつきがマクロな特性に及ぼす影響を推定する手法の確立と提案手法の妥当性検証を目的としている.特に,比較的低コストで自由度の高い形状を作成可能な,光造形装置を用いた多孔質材料の作製を行い,特性評価を行う方法の開発を行う.本年度は,昨年度高精度化した光造形装置を用い,二次元空孔分布を有する多孔質試験片を作製する手順を確立し,造形を行うと共に造形精度の測定を行った.特に,空孔形状のばらつき特性を測定した.また,これまで複合材料を例として開発を行ってきた確率均質化手法について,モンテカルロシミュレーション及び摂動法を用い,二次元多孔質材料の空孔形状や空孔分布がばらつく場合について材料全体の特性のばらつきを解析した.本解析により,一般に用いられているランダムな空孔を有する多孔質材料のばらつき特性を明らかにすると共に,本研究課題において提案する高精度化した光造形装置を用い作製した二次元多孔質材料について,実際に観察される造形のばらつきの改善指針を得るための検討を行った.解析結果より,光造形装置により作成した規則的空孔配置を有する多孔質材料において,満たすべき造形精度が明らかとなった.本解析手法は,同様の二次元多孔質材料のみならず,三次元多孔質材料,複合材料などの不均質材料にも適用でき,先進不均質材料の微視的構造設計指針の確立に貢献できる.
Motoric cognitive riskと認知症発症のメカニズム

認知症対策は医療・介護において早急に取り組むべき課題とされ、適切なスクリーニングにより対象者を選定し、適切な介入を行うことが重要である。認知症のリスクの一つとして着目されている“motoric cognitive risk syndrome (MCR)"は、認知症ではないが“主観的な認知機能低下の訴え"と“歩行速度低下"を有している状態と定義され、認知症のリスクとして認識されている。MCRに関する疫学的な知見としては、メタアナリシスによる有病率において9.7%であったとの報告や(n=26,802)や予測妥当性の検討として認知症以外にも転倒リスク、生活機能障害リスクや死亡リスクとの関連性が示され、MCRの有用性が示されてきた。MCRは評価を簡便に行うことが出来るため、スクリーニングとしての有用性に期待がよせられているが、MCRがリスク評価として捉えているものが、どのような病変や生物学的変化を背景にゆうしているかについては未だ十分に明らかにされていない。そこで、本研究は、MCRが認知症リスクになりうるメカニズムを明らかにすることを目的とした。本研究では、MCRをはじめとした認知機能や身体機能のデータに加え、脳画像指標と血液バイオマーカー等を統合したデータセットを作成し解析することを予定としており、本年度はデータセット作成のための検査等を実施した。また、アウトカム調査としての追跡調査を実施し、レセプト(国民健康保険・後期高齢者医療保険)等の解析に必要な情報を毎月収集し蓄積する計画で、問題なくデータ収集が行えた。計画されていたデータセット作成のための検査は順調に実施できているため。次年度も継続してデータセット作成のための検査の実施、ならびに追跡データの収集を行う予定である。万が一データ収集場で問題が生じた場合や、MCRに関する新しい知見や解析時において困難が生じた場合には、適宜連携協力者・研究協力者と密に連携を図り打開策を講じる予定である。
紫外線誘発皮膚傷害の発現機構に関する実験病理学的研究

fuzzyマウスはSgk3の第11 exonにpremature termination codonを有していることが確認された。fuzzyにおけるSgk3mRNAの発現は、wild type(WT)およびYPCよりも顕著に少なく、null mutantに近いことが示唆された。一方、YPCにおいては、これまでに示したとおり、SGK3タンパクの発現が確認されている。YPCとfuzzyは肉眼的な表現系が異なっている。YPCがほぼ貧毛の表現系を示すのに対して、fuzzyはそれほどシビアな貧毛表現形は示さず、特に成熟個体においてYPCよりも長い被毛を示した。YPCおよびfuzzyをB6系統に最低6世代バッククロスし、双方の毛周期を比較したところ、fuzzyにおいては2回目の成長期(anagen)がYPCよりも顕著に長いことが確認された。成長期は毛を伸張させる期間であることから、上で述べた肉眼的な表現系の違い(被毛の長さの違い)は、2系統間の毛周期の維持能力の差に起因していることが強く示唆された。国立感染症研究所にて系統樹立されたmutant系で、貧毛の表現系を示すYPCマウスを用い、1ヶ月間の慢性紫外線照射実験を行った。その結果、照射による表皮と毛包角化細胞の増殖・分化の変化に関して、他の系統では報告されていない非常に興味深い結果が得られた(未発表)。そこで、まずYPCマウス自体の背部皮膚性状に関して、特に毛包組織に焦点を当てて形態学的解析を行ったところ、毛母細胞の増殖・分化異常と毛軸の形成不全、および劇的な成長期の短縮が認められた。これらの結果は、他のmutantマウスでは全く報告されていない、非常に特徴的なものであった。同時期に岡山大学において、YPCマウスの変異遺伝子がSerum and glucocorticoid kinase-like kinase(SGKL)であることが明らかにされた。そこで、野生型マウスの皮膚についてSGKL mRNAの発現検索を行ったところ、成長期毛包の内毛根鞘に限局して強い発現が確認された。これらの結果から、SGKLが毛母細胞の増殖・分化および毛周期の維持に不可欠な分子であることが明らかとなった。また、YPCマウスではWntシグナル経路で重要な役割を果たすβ-cateninの毛母細胞核内への蓄積がwild typeマウスと比較して少なく、SGKLによる毛母細胞の増殖・分化の制御にWnt経路が関わっている可能性が示唆された。これらのデータの一部を含む論文はDNA Research誌に掲載され(2004年)、残りのデータに関しても現在投稿準備中である。前年度に行った、Sgk3(Sgk1)遺伝子変異YPCマウスの毛包についての解析をさらに進めた。まず、wtおよびYPCマウスの背部皮膚におけるSGK3タンパクの発現を免疫組織化学とWestern blotにより解析した。その結果、SGK3の発現はwt、YPC双方の毛包において確認され、YPCはSgk3に変異を有しているものの、タンパクは生成されていることが強く示唆された。YPCマウスの背部皮膚においては、SGK3の基質の一つであるGSK3□のリン酸化が抑制されており、YPCにおけるSGK3タンパクは機能的に不完全であることが示唆された。上記の実験と平行してYPCマウスのC57/B6J系統へのcongenic化を行い、その結果からYPCマウスが一昨年と昨年に発表されたSgk3KOマウス^<1,2>と異なった毛包の表現系を示すことが明らかとなった。また、前年度からの組織学的解析により、YPCマウスは毛周期に異常があることが示されているが、YPCとSgk3KOでは毛周期パターンが異なっていることが強く示唆され、これが表現系の差異に寄与している可能性が考えられた。以上より、YPCマウスの解析から、SGK3がマウス毛包の形成と維持に重要かつ多面的な役割を果たしていることが示された。これらのデータをまとめた論文はAm J Pathol誌に受理され、現在印刷中である^3。<参照>fuzzyマウスはSgk3の第11 exonにpremature termination codonを有していることが確認された。
顎下腺細胞におけるアポトーシス関連シグナル伝達成分とHSP90との相互作用

細胞の増殖、分化、アポトーシスのシグナルは密接に関連しあって機能している。最近、これらのシグナル伝達成分はシャペロン機能を有するHSPファミリー分子により制御されるとの報告がなされてきている。本研究ではヒト唾液腺腺癌細胞(HSG)におけるアポトーシス誘導経路にあるシグナル伝達成分とHSP90との相互作用を調べることを目的とした。初めにHSG細胞に対するアポトーシス誘導能を検討した。HSG細胞においてTNFα処理はアポトーシスを誘導しなかった。一方、抗FAS抗体処理では30%の細胞がアポトーシスを惹起したが、TNF-αで前処理後に抗FAS抗体で処理すると60%と相加的増加を示した。そこで、アポトーシスシグナル関連遺伝子の発現をRT-PCRで調べた。TNFαはFas発現を数倍に増加したことからTNFαはFasによるアポトーシス誘導を増強させることが示唆された。また、カスパーゼ活性に対する阻害実験から抗Fas抗体誘導アポトーシスにカスパーゼ、特に8と3の関与が示唆された。つぎに抗Fas抗体誘導アポトーシスにおけるHSP90の関与を調べた。HSP90の特異的阻害剤であるgeldanamycinで処理後、抗Fas抗体刺激を行った結果、抗Fas抗体単独刺激で30%だったアポトーシス細胞数が90%に増加した。このことからHSP90がアポトーシスシグナル伝達分子の制御に関与していることが強く示唆された。ついで抗FAS抗体刺激後、ウェスタンプロッティング法によりHSP90アイソフォームを調べた。HSP90αのタンパクレベルは変動しなかったがHSP90βの増加が認められた。さらにHSG細胞のプロテオーム解析を行った。二次元電気泳動で観察されたHSP90のスポットは抗FAS抗体処理により酸性側へとシフトしたことからHSP90のリン酸化の可能性が示唆された。また最近、これらのシグナル伝達成分はシャペロン機能を有するHSPファミリー分子により制御されるとの報告がなされてきている。本年度はまず、HSG細胞に対するアポトーシス誘導能を、それぞれ固有の経路を示すアポトーシス誘導剤、TNFα,シクロへキシミド(CHX),抗Fas抗体(CH-11)を用いて比較検討した。HSG細胞はTNFα処理に対しアポトーシス耐性を示した。CHXとCH-11単独では30-40%の細胞がアポトーシスを惹起したが、同時処理では80%と相加的増加を示した。つぎに、アポトーシスシグナルに関与する分子mRNAの発現をRT-PCR法により調べた。Fasシグナル伝達系に関与するFas,FADDやCaspase8の発現は強く認められたものの、TNFα系に関与するTNFレセプターの発現は弱かった。この結果はHSG細胞がCH-11でアポトーシスを起すがTNFαでは起きにくいという上述の結果を支持する。一方、HSG細胞をTNFα処理するとFas発現が数倍に増加したことからTNFαはFasによるアポトーシス誘導を増強させることが示唆された。現在、TNFα,CH-11刺激後のシグナル系の詳細をCaspaseとの関連から検索中である。

HSP90の特異的阻害剤であるgeldanamycin(GA)でHSG細胞を14時間処理後CH11刺激を行った。その結果、CH-11単独刺激で30%だったアポトーシス細胞数が90%に、またCH-11+CHX刺激においては95%に増加した。このことからHSP90がアポトーシスシグナル伝達分子の制御に関与していることが強く示唆された。現在、抗Fas抗体誘導アポトーシス系においてHSP90と特異的に結合する分子を探索中である。細胞の増殖、分化、アポトーシスのシグナルは密接に関連し、機能している。最近、これらのシグナル伝達成分はシャペロン機能をもつHSPファミリー分子により制御されることが報告されてきている。本研究ではヒト唾液腺腺癌細胞(HSG)におけるアポトーシス誘導経路にあるシグナル伝達成分とHSP90との相互作用を調べることを目的とした。HSG細胞においてTNFα処理はアポトーシスを誘導しなかった。一方、抗FAS抗体処理では30%の細胞がアポトーシスを惹起したが、TNF-αで前処理後に抗FAS抗体で処理すると60%と相加的増加を示した。そこで、アポトーシスシグナル関連遺伝子の発現をPT-PCRで調べた。TNFα処理によりFasの発現の増強が認められた。TNFαは単独ではアポトーシスを誘導しないが、Fas発現を介して抗FAS抗体によるアポトーシス誘導を増強させることが示唆された。カスパーゼ活性の測定ならびにカスパーゼに対する阻害剤による実験から抗FAS抗体誘導アポトーシスにカスパーゼ、特に8と3の関与が示唆された。つぎに抗Fas抗体誘導アポトーシネにおけるHSP90の関与を調べた。HSP90の特異的阻害剤であるgeldanamycin(GA)でHSG細胞を処理後、抗FAS抗体刺激を行ったところ、柿FAS抗体単独刺激で30%だったアポトーシス細胞数が90%に増加した。そこで抗FAS抗体刺激後、ウェスタンブロッティング法によりHSP90アイソフォームを調べた結果、HSP90αのタンパクレベルは変動しなかったがHSP90βの増加が認められた。さらにHSG細胞のプロテオーム解析を行った。二次元電気泳動で観察されたHSP90のスポットは抗FAS抗体処理により酸性側へとシフトした。
E2A/Id2/Pax5によるB細胞分化・活性化制御機構の解析

免疫系を担う細胞の一つであるB細胞の分化に、転写因子Pax5とbHLH型転写因子E2Aは重要な役割を果たしている。さらに、これらの転写因子はB細胞の分化と同様に、活性化においても重要な役割を果たしている。例えば、活性化B細胞特異的な現象である抗体のクラススイッチ組換えと体細胞高頻度突然変異に必須である酵素AID(activation-induced cytidine deaminase)は、Pax5がその発現を活性化している。また、E2AはIgE産生を活性化する。そして、分化抑制因子Idは、これらの転写因子Pax5,E2Aの機能阻害因子として知られ、実際、Idファミリーの一員であるId2はPax5,E2Aの機能を阻害することでAID発現やIgE産生を抑制している。したがって、Id2はB細胞活性化の負の制御因子であると考えられる。一方、E2AとPax5はB細胞分化のマスター遺伝子ともいうべき役割を担っていることから、Id2はB細胞の活性化のみならず分化においても重要な役割を果たしている可能性が考えられる。そこで、これを証明するためにId2遺伝子の欠損マウスを用いて、B細胞分化の関係遺伝子の発現制御へのId2の関与の有無を検索した。その結果、B細胞分化マーカーの一つであるCD19細胞表面抗原の発現がId2によって減少することが認められた。このCD19の発現はPax5によって制御されていることから、Id2によってPax5の転写活性が阻害され、CD19の発現が減少したものと考えられる。したがって、Id2はB細胞の分化を抑制する役割を持つことが示唆された。現在、Pax5,Id2によるCD19発現制御の分子機構の詳細を、分子生物学的手法(RT-PCR法、ウェスタンブロット、ゲルシフトアッセイなど)を用いて解析中である。また、CD19の他にも、Id2によって負の制御を受けていると思われるB細胞分化関連遺伝子を複数同定しており、Id2がそれらの発現を制御する分子機構の解析も開始している。

このCD19の発現はPax5によって制御されていることから、Id2によってPax5の転写活性が阻害され、CD19の発現が減少したものと考えられる。したがって、Id2はB細胞の分化を抑制する役割を持つことが示唆された。現在、Pax5,Id2によるCD19発現制御の分子機構の詳細を、分子生物学的手法(RT-PCR法、ウェスタンブロット、ゲルシフトアッセイなど)を用いて解析中である。また、CD19の他にも、Id2によって負の制御を受けていると思われるB細胞分化関連遺伝子を複数同定しており、Id2がそれらの発現を制御する分子機構の解析も開始している。
テラヘルツ波エリプソメトリー用小型モジュールの開発

新たな構成の平面アンテナを考案することにより、ミリ波・サブミリ波帯において良好な直線偏波特性を持つ小型アンテナを実現すると共に、このアンテナを集積化した単一走行キャリア・フォトダイオードを用いたテラヘルツ波発生器モジュール、及びショットキーバリアダイオードを用いたテラヘルツ波検出器モジュールを開発した。また、作製したモジュールをテラヘルツ波エリプソメトリー測定に適用し、外部偏光子/検光子を用いることなく、生体関連材料の複素比誘電率測定を実現した。1.平面アンテナ:本研究の主要な構成部品であるテラヘルツ帯平面アンテナについては、今年度試作したSBD用素子の特性評価結果を踏まえ、UTC-PD用に改良した構成を決定して再設計を行い、アンテナ集積UTC-PDの試作に反映させた。また、試作した様々な構成の平面アンテナを集積化した素子の特性を比較・解析することにより、それらに共通する共振モードや偏波決定要因などを抽出し、平面アンテナ設計に関する体系的な知見を明らかにした。2.UTC-PD、及びSBD:昨年度明らかにした新たな平面アンテナ構成と偏波特性改善のための素子構成法を反映させ、テラヘルツ波検出素子であるSBDとアンテナをモノリシック集積化した素子を試作し、準光学型モジュールに実装して特性評価を行った。その結果、昨年度試作した素子よりも優れた直線偏波特性、低周波域の共振が改善された周波数特性、及び30GHzから1THzまでをカバーする極めて広帯域な出力特性を実験的に確認した。また、これらの結果をアンテナ集積UTC-PDの設計に反映し、改良した素子の試作を実施した。3.準光学型モジュール構成技術:試作を行ったUTC-PD及びSBDを実装した準光学型モジュールを作製し、素子特性の評価を実現すると共に、モジュール構成に関する改良指針を抽出した。ただし現状の構成でも性能上の支障は無いことから、筐体構成のさらなる変更は行わず、計測技術への適用を優先して進めることとした。1.平面アンテナ、及び偏光子:本研究の要素部品であるテラヘルツ帯平面アンテナについては、放射電磁波の直線偏波化及び広い帯域にわたり周波数に依存しない特性を実現するための構成として、ボウタイアンテナとダイポールアンテナを融合した新たなハイブリッド型アンテナを考案した。そして電磁解解析を用いて構造設計を行い、アンテナパラメーターを決定し、アンテナ集積UTC-PDの試作に反映させた。テラヘルツ帯小型偏光子については、構成や使用する材料を検討し構造設計を行ったが、当面アンテナ構成の改良で所望の直線偏波特性が得られる見通しが得られたため、今期は試作を行わないこととした。2.UTC-PD、及びSBD:前記1.で設計した平面アンテナと、テラヘルツ波発生素子であるUTC-PDとをモノリシック集積化した素子を試作し、準光学型モジュールに実装して特性評価を行った。その結果、周波数にほぼ依存しない直線偏波特性、及び30GHzから1.6THzまでをカバーする極めて広帯域な特性を実験的に確認した。一方、素子特性の評価結果から、直線偏波特性をさらに改善するための構造的要因を抽出し、その改良指針を明らかにした。これらの結果を元に、新たなアンテナ構成を再設計し、UTC-PD、及びSBDの試作に用いる素子パラメーターを決定した。3.準光学型モジュール構成技術:UTC-PD用のモジュールについては、素子への効率的な光結合を実現するため、以前特許出願したものをベースとし、光軸をミラーで90度曲げて素子の側面から信号を入力する構成を採用した。また、SBDも含め電磁波とアンテナとの効率良い結合を実現するため、球面収差の無い条件の超半球レンズを設計し、前記2.の部品を搭載するための筐体部材を実現した。1.UTC-PD、及び準光学型モジュール構成技術:前年度試作したアンテナ集積UTC-PDを準光学型モジュールに実装して特性評価を行った結果、前年度行ったアンテナ構成の改良により直線偏波特性が改善されていることを確認した。また、120GHzから2.6THzまでをカバーする極めて広帯域な出力特性を実験的に確認した。2.テラヘルツ波エリプソメトリーへの適用:集光系を有する反射型テラヘルツ波エリプソメトリー測定系を構築すると共に、これまでに作製した準光学型UTC-PDモジュール、及び準光学型SBDモジュールを組み合わせ、生体関連材料の計測を検討した。生体関連材料を模擬する試料として、生体関連材料の主要な構成要素であり、かつすでに材料定数が明らかになっている水(精製水)を試験サンプルとし、エリプソメトリーを実施した。その結果、エリプソメトリーの測定データとして標準的な、直線偏波特性に起因する2回対称の角度依存性が得られた。また、得られたデータから複素比誘電率を求めた結果、これまでに外部偏光子を用いた測定で得られている値(周波数範囲:90GHz140GHz)と整合する妥当な測定結果(周波数:200GHz)が得られた。さらに、これらの結果は同一のパラメーターを用いたデバイの緩和式による解析計算で統一的に説明できることも確かめられた。

以上の結果は、本研究で開発したUTC-PDモジュール及びSBDモジュールが良好な直線偏波特性を有していること、及び外部偏光子を用いなくても生体関連材料に対するエリプソメトリー計測に適用可能であることを示しており、本研究の目標を達成することができた。電子工学、電子デバイスUTC-PD、SBD、及び準光学型モジュールの改良試作を当初計画よりも早めて実施することで、目標とする広帯域特性と直線偏波特性を実現する見通しを得た。また、様々な平面アンテナの特性を比較・解析することで、アンテナの偏波制御に関する体系的な知見を明らかにした。これらにより、次年度に計画している各モジュールによる目標性能の実現を、当初計画よりも前倒しで実現できる見通しを得た。以上の結果は当初計画よりもやや進んでいるが、全体としてはおおむね順調に進展している。UTC-PD及び準光学型モジュールの試作を当初計画よりも早めることで、素子特性の早期評価を実現し、基本的な直線偏波特性と極めて広帯域な出力特性を実証した。また、アンテナ特性を改良するための指針も明らかにした。これらにより、次年度計画していたアンテナ構成の改良設計を、当初計画よりも前倒しで実現することができた。当初計画に従い、改良したモジュール(アンテナ集積UTC-PD、及びアンテナ集積SBD)の評価を進め、目標性能を実現する。また、試作した部品を用いたエリプソメトリー測定系を構築し、計測技術への適用性を検証する。さらに、部品の適用領域拡大を目指し、連携先の模索を進める。当初計画に従い、改良した部品(アンテナ集積UTC-PD、及びアンテナ集積SBD)の試作、評価を進めることで、目標性能の実現を目指す。またその過程で、個別の部品やモジュール筐体に関する改良指針の妥当性検証や新たな知見の抽出を行なう。さらに、計測技術への適用についても、前倒しで準備・検討を進める。概ね計画通りに使用したが、見積価格の変動や値引きなどにより若干の差額が生じた。基本的に、当初計画に従って使用する予定である。当初計画に従い、改良設計した素子の試作評価、偏光子の試作、及び研究成果の発表に経費を使用する。また、計測技術への適用を前倒しで進めるための部品購入にも経費を使用する。
新規抗マラリア薬の開発を志向した非メバロン酸経路酵素群の立体構造解析

新規抗マラリア薬の開発に繋げるため、熱帯熱マラリア原虫由来非メバロン酸経路酵素群の立体構造を明らかにすることを目的とし、標的タンパク質の発現の構築、精製条件の検討、結晶化実験を行った。構造を明らかにするには至らなかったが、数種類の目的タンパク質について、大量精製することに成功し、結晶化条件のスクリーニングを行った。新規抗マラリア薬の創製を目指し、熱帯熱マラリア原虫由来非メバロン酸経路酵素群の立体構造解析を目的として、標的タンパク質の大量発現系の構築を行った。昨年4月より所属が変わり、こちらでは設備の問題などもありなかなか研究を進めることが出来なかったが、前の所属で器具などを使わせて頂き研究に取り組んできた。まず、大腸菌を用いた目的タンパク質の発現系の構築を目指した。マラリア原虫と大腸菌ではコドンが違う場合があり、効率よくタンパク質を発現させるためコドンの最適化を行ったものを鋳型としてPCRを行った。低温でのタンパク質発現に特化したベクターであるpColdシリーズを用いて大腸菌の形質転換を行った。そのうち二種類のタンパク質(A, B)について発現が見られ、可溶性画分に得られることが出来た。タンパク質Aについて大腸菌を大量培養し大量発現させ、目精製条件の検討を行った。まずHis-tagを利用したアフィニティークロマトグラフィーを行いSDS-PAGEで確認したが、不純物が見られた。次にイオン交換クロマトグラフィーを行い、その後ゲルろ過クロマトグラフィーを行ったが、不純物を除き純度の高いタンパク質Aを得ることが出来なかった。タンパク質Bについても、まずHis-tagを利用したアフィニティークロマトグラフィーを行い、その後ゲルろ過クロマトグラフィーを行った。SDS-PAGE上でほぼ純品のBを得ることが出来、結晶化実験を行いたかったが、収量が少なく結晶化は出来なかった。昨年4月より所属が変更となった。新しい所属先では、研究設備、機器などが不十分な状態であり、思うように研究に取り組むことが出来なかった。まず、昨年度に大腸菌を用いた発現系を構築した標的タンパク質(A,B)に対して、大量精製のための条件検討を行った。タンパク質Aについて、緩衝液のpHおよび塩濃度の検討、界面活性剤の使用などを行ったが、収量が少なく結晶化実験を行うには至らなかった。タンパク質Bについて、培養量を増やすことで収量を確保し、濃縮したサンプルを用いて結晶化実験を行った。現時点で結晶は得られていないため、今後他の条件で結晶化実験を行っていく必要がある。また、他の非メバロン酸経路関連酵素群について、昨年度用いたベクターとは別のものを用いて、発現ベクターを作製した。数種類の大腸菌を用いて発現を確認したが、発現は見られるものの、不溶性画分にいってしまうのがほとんどであった。緩衝液のpHの検討など行ったが、改善は見られなかった。可溶性に得られたタンパク質に対して精製条件の検討を行ったが、精製度高いサンプルを得ることは出来す、結晶化実験には進めなかった。今後、立体構造を明らかにすることを目指し、まずタンパク質Bについて多くの結晶化条件を試していきたい。また、他のタンパク質群について、他のベクターの使用、大腸菌以外の発現系の利用なども考えていきたい。標的タンパク質について、結晶化実験を行うには発現量が少なく、多くの条件を試していくには時間がかかってしまう。まず、これまでに大腸菌を用いた発現系を構築した標的タンパク質(A,B)、さらに新たに発現系の構築に成功した標的タンパク質(C, D)に対して、大量精製のための条件検討を行った。タンパク質Aについて、引き続き緩衝液のpHおよび塩濃度の検討、界面活性剤の使用などを行ったが、収量が少なく結晶化実験を行うには至らなかった。タンパク質Bについて、構築した大量培養、精製条件により結晶化実験のためのタンパク質溶液を得、数百条件において結晶化実験を行った。現時点で結晶は得られておらず、今後、発現させるタンパク質の領域を変えるなどして、発現系の構築、培養・精製条件の検討を行っていくことも考えられる。また、他の非メバロン酸経路関連酵素群について、発現させる領域を変え、発現ベクターを作製することで、新たに2つのタンパク質(C, D)について大腸菌を用いて発現させることに成功した。可溶性に得られたタンパク質に対して精製条件の検討を行い、精製度の高いサンプルを得、結晶化実験を行った。まだ結晶は得られていないため、今後、立体構造を明らかにすることを目指し、より多くの結晶化条件を試していきたい。また、大量に発現させることが出来ていないタンパク質群について、他のベクターの使用、大腸菌以外の発現系の利用なども考えていきたい。

今回発現系の構築が出来たタンパク質については、大量培養を行い、精製条件の検討を行って結晶化実験へと進めていきたい。結晶が得られたら、放射光施設でのX線回折実験を行い、構造解析へと繋げていきたい。発現系の構築に至っていないタンパク質に関しては、他のベクターを使ってみる、培養条件を検討してみるなどしていく。それでも発現が見られない場合は、細胞など大腸菌以外の発現系を使っていくことも検討している。精製条件が確立出来ているタンパク質Bについて優先的に進めることにより、構造解析に繋げていきたい。他のタンパク質について、大腸菌以外の発現系の利用なども取り入れて、行っていきたい。構造生物学昨年度より所属が変更となり、設備等の問題もあり思うように研究を遂行することが出来なかった。研究課題を効率的に進めるため、次年度に大型器具を購入予定。徐々に器具などを取り入れて頂き、研究できる環境も整いつつある。昨年も未使用分と合わせて、研究遂行上必要であるが高額な機器の購入を検討している。大型器具の購入、サンプル調製に必要となる試薬等の購入に充てる。
ポリユビキチン鎖形成により惹起されるシグナル伝達経路ネットワークの解明

今年度は、初年度のスクリーニングにより見出した複数種類のポリユビキチン鎖結合タンパク質(UBP: Ubiquitin Binding Protein)より、NF-κBシグナルに与えるUBPを選抜し、生化学的な評価及び細胞生物学的解析によりポリユビキチン鎖形成により惹起されるシグナル伝達経路ネットワークの分子メカニズムの評価を行った。【2】ZFAND2B過剰発現による核内RelAの発現量の解析:NF-κBシグナルの制御が明らかとなったZFAND2BがNF-κBシグナルを抑制することは転写因子NF-κBの構成因子RelAの核タンパク量を細胞分画により解析した。その結果、野生型ZFAND2Bの過剰発現では核内のRelA量が減少していることを見出した。また、MT3変異体ではコントロールであるMOCKと変化が見られなかった(図3)。これらの結果はLuciferase Assayの結果と一致しており、2万種スクリーニングにより見出したZFAND2Bが直鎖状ポリユビキチン鎖と結合することでNF-κBシグナルを抑制することを新規に見出した。29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、シグナル伝達関連アダプタータンパク質のプロテインアレイ作製及び本研究室で構築済みの直鎖状ポリユビキチン鎖を用いて20,000種類からなるプロテインアレイ(20K-HUPA)によりポリユビキチン鎖と相互作用するシグナル伝達関連タンパク質を網羅的に探索し、直鎖状ポリユビキチン鎖特異的に結合する新規なユビキチン結合タンパク質(UBP)を10種類同定した。主な研究実績は以下の通りである。【シグナル伝達関連アダプタータンパク質のプロテインアレイの作製】本研究室で保持する2万種類近くのヒト完全長cDNAリソース中に含まれる計50種類のシグナル伝達関連アダプター遺伝子をクローニングした。また、これらの鋳型を用いてコムギ無細胞合成系により転写・翻訳を行い、50種類のシグナル伝達関連アダプタータンパク質のプロテインアレイを作製した。加えて、産業技術総合研究所及びセルフリーサイエンス社(株)との共同研究により、20K-HUPAを用いて網羅的探索を行った。【直鎖状ポリユビキチン鎖相互作用タンパク質の網羅的探索】直鎖状ポリユビキチン鎖と相互作用するUBPの網羅的探索を20K-HUPAを用いてAlphaScreenにより行った。その結果、少なくとも相互作用が報告されている13種類のUBP及び新規のUBP32種類を同定した。【直鎖状ポリユビキチン鎖特異的に相互作用するタンパク質の同定】直鎖状ポリユビキチン鎖と相互作用するタンパク質の網羅的探索でヒットしたUBPが他のポリユビキチン鎖やモノユビキチンにも結合する可能性があるため、ヒットタンパク質のポリユビキチン鎖への特異性をAlphaScreenにより調べた。その結果、10種類の直鎖状ポリユビキチン鎖特異的に相互作用するUBPを同定することに成功した。本年度は【シグナル伝達関連アダプタータンパク質のプロテインアレイの作製】及び【K63型及び直鎖状ポリユビキチン鎖相互作用タンパク質の網羅的探索】を研究計画にしていたが、プロテインアレイの作製並びに直鎖状ポリユビキチン鎖相互作用タンパク質の網羅的探索のみならず、直鎖状ポリユビキチン鎖特異的に結合するタンパク質の同定に成功した。主な進捗状況は以下の通りである。シグナル伝達関連タンパク質のプロテインアレイの作製及びポリユビキチン鎖と結合するタンパク質の網羅的探索を本年度の計画予定にしていたが、計画通り、50種類のシグナル伝達関連タンパク質のプロテインアレイ作製に成功した。また、産業技術総合研究所及びセルフリーサイエンス(株)との共同研究により予定していた約800種類を大きく上回る20,000種類のタンパク質(20K-HUPA)を用いての探索を行えるようになった。予備実験的に行ったK63型ポリユビキチン鎖と結合が既知のタンパク質TAB2を用いたが、市販のK63型のポリユビキチン鎖がワークしなかったために、アッセイを行うことができなかった。また、直鎖状ポリユビキチン鎖と結合するタンパク質の探索に関しては、予備実験的に行った直鎖状ポリユビキチン鎖と結合が既知のタンパク質A20を用いた結合実験が成功したため、20K-HUPAを用いてAlphaScreenにより探索を行ったところ、少なくとも相互作用が報告されている13種類のUBP及び新規のUBP32種類を同定した。また、直鎖状ポリユビキチン鎖の特異性を確認したところ、新規に10種類の直鎖状ポリユビキチン鎖特異的に結合するタンパク質を同定した。これらのことから、K63型ポリユビキチン鎖の網羅的な探索は行えなかったが、直鎖状ポリユビキチン鎖の探索においては探索のみならず、特異性まで同定できたため、おおむね順調に進展していると考えている。本研究は、直鎖状ポリユビキチン鎖と相互作用するシグナル伝達関連タンパク質を網羅的に同定し、ポリユビキチン鎖形成により惹起されるシグナル伝達経路ネットワークの分子メカニズムの解明を目的とした。今年度は、昨年度のスクリーニングにより見出した複数種類のポリユビキチン鎖結合タンパク質のバイオインフォマティックス解析による本スクリーニングの信頼性の評価及びヒットタンパク質の生化学的な評価及び細胞生物学的解析によりポリユビキチン鎖形成により惹起されるシグナル伝達経路ネットワークの分子メカニズムの評価を行った。

【1】バイオインフォマティクス解析によるユビキチン結合ドメイン予測:昨年度行った20,000個タンパク質との相互作用解析の信頼性を評価する目的で、バイオインフォマティクス解析を行った結果、α-helixタイプ56種類の内20種類、Zinc Fingerタイプ23種類の内、11種類がスクリーニングにより見出された。また、興味深いことにどのタイプにも属さないタンパク質が16種類同定された。【2】精製タンパク質を用いた直鎖状ポリユビキチン鎖結合タンパク質の特異性評価:精製タンパク質を用いた相互作用解析によりその影響を調べた。十分量の精製が確認された26種類のタンパク質を用いて直鎖状ポリユビキチン鎖及びモノユビキチンとの相互作用解析を行った結果、モノユビキチンとは結合を示さず、直鎖状ポリユビキチン鎖特異的に結合を示すタンパク質4種類を同定した。【3】直鎖状ポリユビキチン鎖結合タンパク質の細胞内評価:スクリーニングにより同定した複数種類の直鎖状ポリユビキチン鎖結合タンパク質の細胞生物学的解析を行った。直鎖状ポリユビキチン鎖依存的なシグナル伝達経路として知られるNF-κBシグナル及びIFNシグナルの評価を行った結果、それぞれ4種類のタンパク質がシグナルを顕著に抑制していることが明らかとなった。本年度はポリユビキチン鎖との結合から同定された新規タンパク質がCUEやUBD等のユビキチン結合ドメインを含んでいたが、実際の2万種スクリーニングの信頼性を評価する目的で新たにバイオインフォマティックスによる解析を加えた。その結果、α-helixタイプ56種類の内20種類、Zinc Fingerタイプ23種類の内、11種類がスクリーニングにより見出された上に、どのタイプにも属さない新規のタンパク質が16種類同定された。この評価系は当初の計画には含まれていなかったが、データベース上での公開を行う上で、非常に重要な情報であると考えている。また、ポリユビキチン鎖依存的なタンパク質の生化学的な解析に関しては、当初の予定通り、直鎖状ポリユビキチン鎖(M1-Ub)及びモノユビキチン(Mono-Ub)との相互作用解析を行うことで、モノユビキチンとは結合を示さず、直鎖状ポリユビキチン鎖特異的に結合を示すタンパク質4種類を同定することに成功した。さらに、細胞内での評価に関しては、アラニン置換法や欠損変異体を用いることで、直鎖状ポリユビキチン鎖タンパク質との結合において重要な領域及びアミノ酸を同定することに成功した。加えて、ポリユビキチン鎖依存的なシグナル伝達経路として知られるNF-κBシグナルやIFNシグナルへの影響についても評価を行うことができ、細胞での評価においては当初の予定以上に進んでいるものと判断している。まとめると、バイオインフォマティックス解析といった若干の変更点はあったが、研究自体は概ね順調に進展しているものと考えている。今年度は、初年度のスクリーニングにより見出した複数種類のポリユビキチン鎖結合タンパク質(UBP: Ubiquitin Binding Protein)より、NF-κBシグナルに与えるUBPを選抜し、生化学的な評価及び細胞生物学的解析によりポリユビキチン鎖形成により惹起されるシグナル伝達経路ネットワークの分子メカニズムの評価を行った。【2】ZFAND2B
消化器がん幹細胞を標的としたHigh throughput スクリーニング創薬

我々は,患者由来のヒト消化器がんのオルガノイドを樹立した.その結果,大腸がん細胞培養同様,胃,膵臓,胆管,胆嚢がんの計5種類の消化器がん細胞の分離に新たに成功した.各分離されたオルガノイドは基本培養法(Sato T et al. Nat 2009)に基づいて培養条件の最適化を行い,継続的かつ長期的な培養が可能となった.各wellにCell Sorterにより一定数撒いたオルガノイドに対し, Protein Kinase Inhibitor libraryを用いたHigh Throughputスクリーニングシステム(HTS)を確立した.我々は,患者由来のヒト消化器がんのオルガノイドを樹立した.その結果,大腸がん細胞培養同様,胃,膵臓,胆管,胆嚢がんの計5種類の消化器がん細胞の分離に新たに成功した.各分離されたオルガノイドは基本培養法(Sato T et al. Nat 2009)に基づいて培養条件の最適化を行い,継続的かつ長期的な培養が可能となった.各wellにCell Sorterにより一定数撒いたオルガノイドに対し, Protein Kinase Inhibitor libraryを用いたHigh Throughputスクリーニングシステム(HTS)を確立した.テーラーメイド治療の基盤研究を推進するために、今年度は、患者由来のヒト消化器がんのオルガノイド培養確立、High throughput化、およびSynthatic Lethalityに基づく創薬スクリーニングの開発の4点に注力した。その結果、大腸がん細胞培養(Sato T et al. Gasteroentrogy 2011)同様、胃、肝臓、膵臓、胆管、胆嚢がんの計5種類の消化器がん細胞の分離に新たに成功した。各分離されたオルガノイドは基本培養プロトコール(Sato T et al. Gastroentelogy 2011)に基づいて、がん由来組織の培養条件をもとに最適化を行い、継続的かつ長期的な培養が可能となった。また、各樹立したヒト消化器がんオルガノイドの384 wellplate上での培養が可能となり、各wellにCell Sorterにより一定数撒いたオルガノイドに対し、Protein Kinase Inhibitor (PKI) libraryを用いてHigh Throughputスクリーニングをおこなった。High Contents Analyzer (In Cell Analyzer 6000)を用いて細胞の撮影を行い、生存細胞のエリアおよび細胞の輝度をカウントし、がんオルガノイドに対する薬剤の効果を統計的に処理した。現在、対照として正常上皮細胞オルガノイドを用いる事で、薬剤の毒性を確認している。さらにがんオルガノイドの選択制に関しては正常オルガノイドと比較したIC50 shiftを用いて、測定基準を設定し解析を行っている。ヒト消化器がんオルガノイドの幹細胞可視化に関しては、現在、蛍光蛋白レポーターLgr5遺伝子座位へのノックインを試みており、がん幹細胞に特化したHigh Throughputスクリーニングに発展させることを目標としている。今年度は、前年度に開発した培養方法で樹立した患者由来のヒト消化器がん(大腸がんおよび膵がん)オルガノイドを用いてHigh throughput screeningを行った. 1st Screeningとしてヒト大腸がん8検体および膵がんのオルガノイド3検体をそれぞれsingle cell化し, Cell Sorterで384 well plateの各ウェルに同数の細胞を播種し、360種類のProtein Kinase Inhibitor (PKI)を添加した。薬添加後3日後, 5日後および7日後に, High Contents Analyzer (In Cell Analyzer 6000)を用いて細胞の撮影および解析を行い、生存細胞のエリアおよび細胞の輝度をカウントし、がんオルガノイドに対する薬剤の効果を統計的に処理した。アッセイ系の質的評価を示すZ'factor (0.5<Z<1)値は0.20.7であり, 0.5以下であったアッセイに関しては2回から3回同様のスクリーニングを行った.続いて, 1st Screeningで効果のあった薬に関して再現性の確認及び、偽陽性ヒットをふるい落とすため, validationを行った.その際,濃度依存性試験を行い86ポイントにふってIC50/EC50や濃度の挙動を確認した。対照として正常上皮細胞オルガノイドを用いる事で、薬剤の毒性を確認した。さらにがんオルガノイドの選択性に関しては正常オルガノイドと比較したIC50 shiftおよびAUC等の指標を用いて、測定基準を設定し解析を行った.ヒト消化器がんオルガノイドの幹細胞可視化に関して,蛍光蛋白レポーターLgr5遺伝子座位へのノックインに成功し、今後,がん幹細胞に特化したHigh Throughputスクリーニングへの発展につなげたがることが期待できる.下部消化管学患者由来のヒト消化器がんのオルガノイド培養に関しては安定した技術を確立できている。また、効率的にかつスピーディなHigh throughput化も可能となっていており、解析までの一連の流れをスムーズに行う事が可能となっている。今後は、目的にあったいくつかのヒト消化器がんのオルガノイドをを用いて、、Protein Kinase Inhibitor (PKI) libraryを用いたHigh Throughputスクリーニングを行っていく予定である。また、ヒト消化器がんオルガノイドの幹細胞可視化を試みるべく、蛍光蛋白レポーターLgr5遺伝子座位へのノックインを継続的に行い、がん幹細胞に注目したHigh Throughputスクリーニングに発展させる予定である。
超分子化学発光

前年度に続き、大きい増感効果が認められたcoumarin系CD連結体を中心に、CDの構造および色素とCDの連結様式を調節して、計10個のcoumarin-CD連結体を創出し、構造を決定した。過シュウ酸エステル発光反応におけるこれらのcoumarin-CD連結体の増感効果について検討を行った。その結果、すべてのcoumarin-CD連結体はCDに結合していないcoumarinより強い発光を示すが、β-CDの連結体についてはαおよびγ体より効率が良く、また、色素がCDの二級水酸基側に連結したものは一級側の方より増感が高い。面白いことに、モノ体(coumarin-CD)はジ体((coumarin)_2-CD)より高い発光強度を示す。NMR、UV-Vis、蛍光および円二色性スペクトル測定によってこれらの色素-CD連結体の溶液構造および相対的蛍光量子収量について調査した結果、全てのモノ体はcoumarinと同程度の蛍光量子収量を持ち、CDによる化学発光の増強効果が蛍光量子収量の増加ではなく主に色素の化学的励起、即ち、色素への化学エネルギー移動効率の増加に起源することが判明した。ジ体はモノ体同程度の化学的励起効率を示すが、強い励起子カップリングによる分子内消光を起こす。さらに、過シュウ酸エステルのモデル化合物を用いるNMR測定により、Coumarin-CD連結体が過シュウ酸エステルに類似した構造を持つモデル化合物と超分子を形成することを証明した。(1)イミダゾリル基を触媒基としてもつビスベンズイミダゾール-キャップドβ-シクロデキストリン誘導体の合成:β-シクロデキストリンの6Aにイミダゾリル基、6B(または6C、6G)にヨードをそれぞれ導入した後、6Eを位置特異的にスルホニル化し、続いてフェニレンジアミンによる置換反応を行い、得た三置換体をイソフタルでヒドと反応させることによって、触媒基をもつ蛍光性β-シクロデキストリン誘導体を三種類合成して、構造決定を行った。(2)ビスベンズマイダゾール-キャップドβ-シクロデキストリンおよびイミダゾリル基をもつビスベンズイミダゾール-キャップドβ-シクロデキストリン誘導体の発光挙動:6A,6C-;6A,6D-キャップドβ-シクロデキストリンおよび上記(1)で合成した三種のβ-シクロデキストリン誘導体を過酸化水素およびシュウ酸エステルと反応させ、化学発光強度を測定して、構造と増感効果との相関を認めた。蛍光性発色団が6A,6Cをキャップしたものはより大きな増感効果を示し、これは分子認識能と一致した結果である。また、新たに導入したイミダゾリル基は予想と反し、発光強度を大きく低下させることを知見として得ている。(3)coumarin-シクロデキストリン連結体:β-シクロデキストリン一級水酸基側の修飾を通じてacridine、anthracene、pyrene、coumarin、fluorescein、rhodamineなどの色素-シクロデキストリン連結体を合成し、構造を決定した。fluoresceinおよびrhodamineのシクロデキストリン連結体はラクタム構造を取り、化学発光測定に不適切であるが、その他の色素-シクロデキストリンを用いて、過シュウ酸エステル(TCPO)の化学発光反応について詳細に検討を行った。その結果、シクロデキストリンと連結していない色素に比べ、acridine-シクロデキストリンおよびanthracene-シクロデキストリンはほとんど増感効果を示さなかったが、pyreneおよびcoumarinのシクロデキストリン連結体に大きな増感効果(約100倍まで)を認めた。18年度では、この系を中心にして新規色素-シクロデキストリン連結体を創出するとともに、発光反応の各段階、特にエネルギー移動の効率について詳細に検討する。
小学校入学時における対話様式を媒介とした行動統制の発達

本研究は,最近ようやく本格的な対策が声高に叫ばれるようになった小学校の,いわゆる「学級崩壊」現象解決の一端を担う,学童の学校適応過程に関する知見を明らかにすることを目的とした。とりわけ小学校入学時から2年生に至る初期の適応過程において,彼らが学校文化,教室行動文化(慣習や規則)の理解,獲得過程を通して,どのように自己制御的な行為を身につけていくのか,という点に焦点をあてた。また,方法論的には,学童の認識や行動の形成・発達を子どもの立場からのみではなく,社会文化的な環境要因との相互作用の立場から検討する「社会文化的アプローチ(Wertsch,1991,1998)」を適用,そこで強調されている"社会文化的に組織された文化的道具に媒介される子どもの行為のあり方"を分析単位とし,適応過程そのものを個体発生的視点(入学時から一年間の縦断的変化)および微視発生的視点(短期の学習過程上の変化)から描写して,質的に検討した。その結果,学校という文化・制度のなかで適応していくために,児童は多様なルールや行動様式,知識体系などの文化的道具を獲得することが要請されていることが明らかとなり,それが児童の環境適応への問題を引き起こすひとつの原因ともなっていると考えられる。しかしながら,文化的道具の獲得は,教師および他の子どもとの社会的相互交渉のなかで行われ,道具に対する認識のあり方も道具使用も,学習経験や慣れによって変化していく。そしてその過程で、文化的道具の導入時にみせる「習得」的学習と、それに対する葛藤(不満や反発)から自分たちなりのものに変形して創造的使用を行う「専有」的学習の両側面が立ち現れ、これらが統合的に働いて児童の環境適応や発達が達成されていくことが示唆された。このような諸結果から,あらためて人間の発達や教育,学校適応の問題、特に、「習得」的学習と「専有」的学習の統合化について考えることには,大きな意義があるものと考えられる。入学後1年間に教室内において、児童が教室行動文化(授業や学習にかかわる慣習・文化)をどのように習得していくのか、また教師-生徒、生徒同士でどのように習慣が形成・共有され、自己制御行動を獲得するのかを明らかにする。1年間にわたり、都内の公立小学校1年生の1クラスの担任教師と30名の児童を観察した。観察は、年間16回の予定で(観察は現在も進行中である)、一日の教室内外で生起する社会的相互交渉のVTR記録および筆記記録をとっておこなわれた。本年度は、教室行動のなかでもとくに、教師および児童の共同行為(collaboration)過程として、「話し合い」のに焦点をあてて分析をおこなった。その結果、まず話し合いを実行するための道具獲得および共有として、「決まり文句」や「多数決」が導入されることが特徴としてみられた。そこでは、活動の道具としてこれらのことば遣いや行動様式を紹介する役割は教師がとるが、決して一方向的に決定せず、児童ひとりひとりに共同行為への、そこに参加したり意見表明をしたりするための文化的道具として、彼らに自主的、選択的に獲得させるように配慮していることが伺えた。さらに、教師の発話のなかで、場面に応じた敬体表現と常体表現のことばの使い分けが多く観察されたことが、もうひとつの特徴であった。それに対応して児童の行為の性質も変化しており、これが教室内における相互行為を構成するための、子どもたちの状況および他者理解と自己制御に寄与していることが伺えた。

とりわけ小学校入学時から2年生に至る初期の適応過程において,彼らが学校文化,教室行動文化(慣習や規則)の理解,獲得過程を通して,どのように自己制御的な行為を身につけていくのか,という点に焦点をあてた。また,方法論的には,学童の認識や行動の形成・発達を子どもの立場からのみではなく,社会文化的な環境要因との相互作用の立場から検討する「社会文化的アプローチ(Wertsch,1991,1998)」を適用,そこで強調されている"社会文化的に組織された文化的道具に媒介される子どもの行為のあり方"を分析単位とし,適応過程そのものを個体発生的視点(入学時から一年間の縦断的変化)および微視発生的視点(短期の学習過程上の変化)から描写して,質的に検討した。その結果,学校という文化・制度のなかで適応していくために,児童は多様なルールや行動様式,知識体系などの文化的道具を獲得することが要請されていることが明らかとなり,それが児童の環境適応への問題を引き起こすひとつの原因ともなっていると考えられる。しかしながら,文化的道具の獲得は,教師および他の子どもとの社会的相互交渉のなかで行われ,道具に対する認識のあり方も道具使用も,学習経験や慣れによって変化していく。そしてその過程で、文化的道具の導入時にみせる「習得」的学習と、それに対する葛藤(不満や反発)から自分たちなりのものに変形して創造的使用を行う「専有」的学習の両側面が立ち現れ、これらが統合的に働いて児童の環境適応や発達が達成されていくことが示唆された。このような結果から,あらためて人間の発達や教育,学校適応の問題、特に、「習得」的学習と「専有」的学習の統合化についてさらに吟味していくことには,大きな意義があるものと考えられる。