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学士力としてのＩＣＴ問題解決力を育成するための指導カリキュラムの開発

学士課程教育では,生涯に亘って学び続け,主体的に考え最善の解を導き出すために多面的な視点から思考・判断・行動できる人材の育成を目指している.本研究は学士力としてのICT問題解決力(問題解決力×情報リテラシー)を育成するための指導法及びカリキュラム開発・教員研修の手法を確立することを目指している。これまでの大学における情報リテラシー教育が,コンピュータやデータ処理などのスキルを向上させることを目的としていたのに対して、本研究は、「自らが立てた新たな課題を解決する能力」という視点から、内容に依存しない汎用的スキルとしてのICT問題解決力を育成しようとしているところに特色・独創的な点がある。従来の大学における情報リテラシー教育は、時代の要請に応えているとは言い難い。小中高との連携を検討する視点はほとんどなく、個々の大学の専門性と教員の現状に応じて情報リテラシー教育がなされてきた。さらには、そのほとんどが,内容としては,コンピュータやデータ処理などのスキルを向上させることを目的としている.なお、私立大学情報教育協会(以下、「私情協」)では「情報教育のガイドライン」を、大学卒業時に全ての学生が修得しておくべき学士力として提案している.そこで、この私情協ガイドラインに従い、昨年に続き、自ら所属する学科のカリキュラムを検討した。学生が目標とする職業に就くために必要となる知識・技能・資質・能力を分析し、授業科目の洗い出しを行っている。本研究は、開発したカリキュラムを普及させる準備として、指導法及びそれらを活用して効果的に学生に指導を行うための教材を開発することを目指している。全ての分野共通に求められる初年次の情報リテラシー教育の在り方を初等中等教育との関連を検討しながら明らかにしようと進めている。そして、本研究グループが所属する学科においてICT問題解決力育成を目指した指導法を開発し、教材を試作して効果検証を行った。それを基に、広く多くの大学でICT問題解決力育成のために汎用的に活用できる指導法を開発し、それに対応した教材開発の手法を確立する。また,現在、開講されている科目における現状および,初年次情報リテラシー教育としての課題を整理している。目的に合わせて対象を変えながら、アンケート調査及び技能に関する調査を実施し、分析している。特に、本研究チームが提案する問題解決の枠組みを用いた授業と、従来型の授業では学生にとってどのように反応の違いがあるのかについて蓄積している。さらに、大学に入学したばかりの大学生の現状を把握した上で有効な指導法を提示するための基礎的な研究として,1高校までの情報に関する知識・技能についての自己評価2情報の科学的な理解に関する知識をどの程度取得しているかについて検討を試みるためのアンケート調査を昨年に続き実施した.同じ大学に入学しても学生間のばらつきや質問間のばらつきは大きいことがわかった.これらの学生の実態を踏まえた上で,カリキュラムを開発する必要がある.さらに学士力として求められる情報リテラシーを育成するために,学生の修得状況を,初年次,進級後,卒業時など継続的に調査していく必要があることも明らかになった.初年次教育における共通情報リテラシー科目については、ICT問題解決力を育成するために問題解決力の経糸横糸モデルを活用してどのような指導が効果的かを続けて検証していく。さらには、共通情報リテラシー科目だけでなく、本研究グループが所属する学科の専門教科でのカリキュラム・指導法・教材についても開発していく。それらの成果については他大学でも活用できるように、ICT問題解決力に関する学修達成レベルを評価するためのルーブリックとして、開発する。さらには、情報化社会の急激な進展に伴い、氾濫するデータから各々のニーズに対応した課題を発見し、問題解決や価値創造に関与できる人材の育成が求められていることを踏まえ、データサイエンスとプログラミングの指導について検討をさらに行っていくこととする。2020年小学校段階からプログラミングが必修化されることに伴い、各学校段階でどのような資質・能力を育成するのか、目標・内容・評価方法について明確化するための検討を実施する。また、プログラミングの方法論と社会的問題解決を同時に検討させるための教材にも着手する。これらの教材について、協力が得られる各大学で実践を行い、学習者の類型化を図り、その類型に対応した演習課題、学習順序、フィールドバックなどを検討することとする。学士課程教育では、生涯に亘って学び続け、主体的に考え最善の解を導き出すために多面的な視点から思考・判断・行動できる人材の育成を目指している。本研究は学士力としてのICT問題解決力(問題解決力×情報リテラシー)を育成するための指導法及びカリキュラム開発・教員研修の手法を確立することを目指している。社会で求められる情報活用能力を育成するために、私立大学情報教育協会(以下、「私情協」)では「情報教育のガイドライン」を、大学卒業時に全ての学生が修得しておくべき学士力として提案している.そこで、この私情協ガイドラインに従い、自ら所属する学科のカリキュラムを検討した。学生が目標とする職業に就くために必要となる知識・技能・資質・能力を分析し、授業科目の洗い出しを行った。そして、教科に応じた指導法として「問題解決サイクルを何度も繰り返して問題解決の枠組みを修得させる指導法」、「問題解決の各段階を丁寧に学修する指導法」をそれぞれの科目及び到達目標に応じて選択する必要があることを明らかにした。また、初年次教育における共通情報リテラシー科目において、どのような指導が効果的であるかをみるため、大学に入学した学生の情報に関する知識や態度について調査を実施した。高校までの情報に関する知識・技能については、項目間、学生間ともにばらつきが大きく、特にタイピングに関して、本人の自己評価と実際の技能には相関があるとは言えない。

現行の高等学校までのプログラミング教育では,アルゴリズム的思考・論理的思考・プログラミング的思考力といったものは身についていない。さらに、高等学校で現在情報科目を担当している教員を対象とした意識調査を実施した。教員らは現場の環境として多くの課題を持っていること、論理的思考力・問題解決力などを育成するためにプログラミング教育を必修化することへの疑問を持っていることを明らかにした.従来の大学における情報リテラシー教育は、時代の要請に応えているとは言い難い。小中高との連携を検討する視点はほとんどなく、個々の大学の専門性と教員の現状に応じて情報リテラシー教育がなされてきた。さらには、そのほとんどが,内容としては,コンピュータやデータ処理などのスキルを向上させることを目的としている.本研究は、「自らが立てた新たな課題を解決する能力」という視点から、内容に依存しない汎用的スキルとしてのICT問題解決力を育成しようとしている。そこで,現在、開講されている科目における現状および,初年次情報リテラシー教育としての課題を整理している。目的に合わせて対象を変えながら、アンケート調査及び技能に関する調査を実施し、分析している。特に、本研究チームが提案する問題解決の枠組みを用いた授業と、従来型の授業では学生にとってどのように反応の違いがあるのかについて蓄積することとする。また、大学に求められる学士力の内容については、その時代に応じて変化していることは明らかである。「問題解決力のために情報通信技術(ICT)を用いて多様な情報を収集・分析し,適正かつ創造的に思考・判断し、モラルに則って効果的に活用する力」の育成・強化は,ますます重要性が高まると考えられる。そこで、情報活用の実践に関する学生の行動分析と同時に、さらにより良い解を求めるために学生が自ら動く力をどう身につけさせるかについて着目している。本研究では、作業前の「知っている」あるいは「知らない」の自覚されるステップを踏まえた上で、「調べる」ことの重要性、さらには「どうやって調べればよいのか」への段階的な指導方法は効果的であることを明らかにした。今後、より科学的に明らかにすることを目指し,まずはこれまでの試みを数値化しながら、学生の達成度を明確に把握するためのシステムを構築していくこととする。学士課程教育では,生涯に亘って学び続け,主体的に考え最善の解を導き出すために多面的な視点から思考・判断・行動できる人材の育成を目指している.本研究は学士力としてのICT問題解決力(問題解決力×情報リテラシー)を育成するための指導法及びカリキュラム開発・教員研修の手法を確立することを目指している。
中世の真言文化圏にみる密教思想の影響と文学活動の解明

真言僧侶における夢の位置付けを探るため、頼瑜(12261304)僧正の『真俗雑記問答鈔』に見られる夢想の記事を検討した(「智山学報」第57輯(通巻71号)2008.3)。『真俗雑記問答鈔』には、頼瑜35歳から57歳ぐらいまでの約33年に亘る夢想が記録されている。本稿では、頼瑜にとって夢が単なる幻影ではなく、日々の修学の正当性を保証するものであり、聖教の生成へと掻き立てる原動力であったことを考察した。夢が僧侶の修学において重要な役割を担うものであることは、頼瑜に留まらず、真言僧侶の共通の認識としてあったことを指摘した。また、頼瑜と並び称される高野山の学僧宥快(13451416)の『宥快法印御物語之事』(国立国会図書館所蔵・1冊)を翻刻紹介した(「蓮花寺仏教研究所紀要」第1号/2008.3)。一つ書きによって62の「物語」(口伝)が記されている本史料は、宥快を取り巻く法門口伝の様相が知れる貴重な史料である。本稿では、本史料の特徴的な記述を考察しながら、こうした「聞書」や「口説」による伝受の様相が、宗派を越えて存するものであったことを論じた。さらには、真言寺院に蔵される文学書を検討する一環として、成田山仏教図書館蔵『住吉物語』の翻刻を行った。本史料には高野辰之自筆の解題が貼付されている。本稿では、高野辰之解題に見られる『住吉物語』改作時期の問題を検討するとともに、本史料が、古本の面影を伝えている伝本との類似性を有している点などを指摘した。その他、共同研究として『束草集』の訳註作業を行った(『佛教文化論集』第10輯/2007.12)。本史料には根来寺における願文・表白等が集められており、頼瑜の弟子である頼豪『束草集』の分析を通して、真言寺院における文学生成の場を明確化することを企図している。今回は巻3・4を報告であり、現在は継続して巻5・6を検討する段階に入っている。頼瑜(12261304)の著作に関する研究として、昨年度に引き続き内閣文庫所蔵『真俗雑記抄』の翻刻を行った(「佛教文化学会紀要」14号/2005.11)。『真俗雑記問答鈔』(以下、『真俗雑記』)には、頼瑜自身の和歌や漢詩、夢想の記事や和歌についての学問(歌学)に関することなど、文学に関わる記述が多く見られる。これまで十数本の写本を確認したが、内閣文庫蔵『真俗雑記抄』(乾坤)二冊は、『真俗雑記』の広本的な写本から項目を抜粋したと思われる内容になっており、他の伝本とは異なる性格を有している。今回の翻刻によってその全貌を明らかとなり、今後は記事の選定基準を探るなど編者の意識を探っていく予定である。また、随心院の聖教調査を継続して行い、本年度は、慧(恵)仁、すなわち浄土宗西山派の学僧、仁空実導(13091388)の印信に関する史料三点を翻刻紹介した(「随心院聖教と寺院ネットワーク」3輯/2006.3)。慧仁には多数の著作が残されているが、本史料は慧仁の密教的な側面が窺い知れる史料として興味深い。印信の内容や、随心院に蔵された経緯の検討から、宗派を超えた伝授の諸相や人的交流について論じた。さらに、上野学園日本音楽資料室に所蔵される慧仁『二尊講略式』の翻刻紹介を行った(二松学舎大学21世紀COEプログラム「声明資料集」2006.3)。『二尊講略式』は阿弥陀仏と釈迦仏の恩徳による極楽往生を讃美する講式文である。式文からは、中国浄土教の大成者である善導の著作の影響が色濃く窺われることや、奥書の検討から江州宝寿寺と西山三鈷寺との繋がりが浮かび上がってくることなどを指摘した。その他、『二尊講略式』の注釈作業や、室町時代末期の真言僧の教養が窺い知れる東京大学史料編纂所蔵の『連々令稽古双紙以下之事』を翻刻紹介した。真言文化圏における文学活動を解明する一視覚として、東京大学史料編纂所蔵『連々令稽古双紙以下之事』(以下、本史料)を考察した(「佛教文学」第31号/2007.3、及び「智山学報」第56輯/2007.3)。本史料は十六世紀初頭〔永正十一年(1514)頃〕に生きた真言僧某(作者未詳)が著したものであり、そこには真言僧侶が十五歳春までに学ぶべき典籍や、出家以後に修法した護摩の名称や座数、内々に勤行すべき講式名や作者などが目録風に列挙されている。論文では、本史料が室町末期の真言僧の素養が窺い知れる史料であるとともに、特に出家以前の童子という時期においての修学過程がかいま見られる史料として貴重なものであることを指摘した。

さらには、編者が「三宝院流」と「西院流」をともに受法していた室町後期の学匠印融(14351519)によるものである可能性についても言及した。本史料には数多くの文学書が記載されており、個々の作品研究において極めて有効な情報源となることから、文学研究に資するところは大である。多方面にわたって興味深い内容を示しており、今後は他の聖教目録との比較を行うなどして、さらに僧侶の基礎教養を探っていく予定である。また、頼瑜(12261304)の著作に関する研究として、本年度は六地蔵寺所蔵『真俗雑記』の翻刻を行った(「大正大学綜合佛教研究所年報」29号12007.3)。『真俗雑記問答鈔』には、頼瑜も含めた諸僧の和歌や漢詩、歌会次第の作法、自身の夢想の記事など、文学に関わる記述が多く見られる。これまで十数本の写本を確認したが、六地蔵寺蔵『真俗雑記』は第十三巻の一冊のみしか伝存していないものの、永正十六年(1519・恵深写)という伝本中最も古い奥書を有している。今後は醍醐寺所蔵本との関わりから六地蔵寺本『真俗雑記』の伝来の経緯についても考察していく予定である。真言僧侶における夢の位置付けを探るため、頼瑜(12261304)僧正の『真俗雑記問答鈔』に見られる夢想の記事を検討した(「智山学報」第57輯(通巻71号)2008.3)。『真俗雑記問答鈔』には、頼瑜35歳から57歳ぐらいまでの約33年に亘る夢想が記録されている。本稿では、頼瑜にとって夢が単なる幻影ではなく、日々の修学の正当性を保証するものであり、聖教の生成へと掻き立てる原動力であったことを考察した。夢が僧侶の修学において重要な役割を担うものであることは、頼瑜に留まらず、真言僧侶の共通の認識としてあったことを指摘した。また、頼瑜と並び称される高野山の学僧宥快(13451416)の『宥快法印御物語之事』(国立国会図書館所蔵・1冊)を翻刻紹介した(「蓮花寺仏教研究所紀要」第1号/2008.3)。一つ書きによって62の「物語」(口伝)が記されている本史料は、宥快を取り巻く法門口伝の様相が知れる貴重な史料である。本稿では、本史料の特徴的な記述を考察しながら、こうした「聞書」や「口説」による伝受の様相が、宗派を越えて存するものであったことを論じた。さらには、真言寺院に蔵される文学書を検討する一環として、成田山仏教図書館蔵『住吉物語』の翻刻を行った。本史料には高野辰之自筆の解題が貼付されている。本稿では、高野辰之解題に見られる『住吉物語』改作時期の問題を検討するとともに、本史料が、古本の面影を伝えている伝本との類似性を有している点などを指摘した。その他、共同研究として『束草集』の訳註作業を行った(『佛教文化論集』第10輯/2007.12)。本史料には根来寺における願文・表白等が集められており、頼瑜の弟子である頼豪『束草集』の分析を通して、真言寺院における文学生成の場を明確化することを企図している。今回は巻3・4を報告であり、現在は継続して巻5・6を検討する段階に入っている。
衝突蒸気雲内の炭素化合物反応過程の実験的研究-地球初期大気組成の解明に向けて-

研究計画第3年度の本年度は、(1)熱的に非平衡状態にある可能性のあるCNやC_2,CHラジカルを定量的に分光計測するための新しい解析法を開発すること、(2)ビームサイズおよび照射強度を大きく変化させてレーザー照射による衝突模擬実験によるガス生成物の収量変化を計測することを実験目標とした。その結果、(A)振動状態に関して非平衡な2原子分子についても回転温度のみを取り出して計測する計測方法を確立することができた。この計測方法を使うことにより、レーザー照射によって作った高温蒸気雲が、どのような条件の天体衝突によって作られる衝突蒸気雲に対応するかを定量的に評価することができるようになった。この方法を実際に利用することにより、本研究で生成しているレーザー蒸気雲は、1-8km/sの速度で斜め衝突した際に発生する大気と光速衝突破片の間の空力加熱由来の高温蒸気をよく再現していることが分かった。(B)こうして得られた対応関係を踏まえ上記(2)の実験結果を解析したところ、高速衝突破片内の還元炭素が窒素大気と反応して単純有機物であるHCNに変換する効率φは、衝突速度νに強く依存せず(φ∝V<-0.5>)、宇宙速度(>11.2km/s)においてもHCNが生成される可能性を示す結果を得た。一方、衝突蒸気雲の半径γはφに大きな影響を与えうることが示された(φ∝γ<-1.75>)。これは、衝突天体が斜め衝突した際に、細粒に破砕され且つ速やかに空間的に分散すれはHCNが効率的に生成されることを示唆している。本研究で得たφの推定値は、直径1km以下の小型炭素質小惑星が地球に斜め衝突した際には数百km^2程度の面積にわたって、10mol/m^2という多量のHCNが供給されるということに対応し、天体衝突が生命の発生に大きな影響与えた可能性を強く示唆している。今から40億年ほど昔の冥王代の地球の大気組成は、生命の起源を考える上で非常に重要である。しかし、当時の地球の大気組成は、地質学的にも理論的推にも定が非常に難しい状況にある。これは、集積直後の初期大気組成が分かっていないことに大きな原因がある。地球の初期大気は、天体衝突により生じた脱ガス大気であることは分かっているが、その衝突脱ガス大気がどんな化学組成を持つのかほとんど分かっていない。そこで本研究計画では、炭素質コンドライト様微惑星が地球に衝突した際にどんな組成のガスが発生するのかを決定することを最終目標として研究を行っている。計画初年度の本年度は、まず衝突蒸気雲中の熱力学状態をその場観測するために欠かせない圧力測定方法の開発を行った。これまで使われてきた発光輝線の線幅測定による圧力測定法では、輝線の自己吸収により大きな誤差が生じてしまうことが問題であった。今回開発した方法は、自己吸収の影響を原理的に受けない吸収線測定を使っているため、測定値の信頼性が格段に向上した。具体的には、CaとNaの吸収線幅の高速分光測定に成功した。これらの元素は隕石中にも大量に含まれるため、コンドライトの蒸発実験にも直接応用ができる見込みである。また、高速分光実験と並行し、衝突蒸気雲による最終生成ガス分析のためにガスクロマトグラフ質量分析計(GCMS)の導入を行った。これにより四重極質量分析計(QMS)を用いた予備実験で分離が困難であった同じ質量数を持つ多数の分子の同定と定量が可能となった。また、S/N比の向上のために液体窒素によるコールドトラップで濃縮装置を作成し、試験運転を行った。実験の結果は、HCNなど生命の起源に関係の深いと考えられている単純高活性有機分子の測定精度の向上を確認することができた。(753字)研究計画第2年度の本年度は、大きく分けて2種類の実験を行った。1.レーザー照射による模擬衝突蒸気雲の生成実験この実験では、阻石中の炭素成分を模擬したグラファイトのペレットを標的としてNd : YAGレーザーの照射によって蒸発させた。また、実験チェンバーの雰囲気には、原始地球大気を模擬したC02-N2-H20の混合気体を用いた。生成したガスは昨年度導入したGCMSで分析を行った。実験の結果は、酸化力のかなり強いC02存在下であっても、その分圧が200-300mbar以下であれば、かなり量のHCNが生成されることが判明した。これは、有機分子のその場合成が困難だと従来考えられてきたC02-N2-H20大気中での有機物合成の可能性を強く示唆する結果である。2.隕石の高速衝突破片と大気の相互作用直接観察技術の開発上記レーザー照射実験によって、炭素質隕石が原始地球大気中で高速衝突した際に大量のHCNを生成した可能性が現実味を帯びてきた。この可能性を確実に調査するためには、実際に炭素質隕石を高速衝突させてHCNの生成量を測定する必要がある。しかし、激しい加速を伴う高速銃を用いてもろい炭素質隕石を超高速に加速することは、技術的に大きな困難を伴う。そこでこの実験では、モデル大気中に懸架した炭素質隕石の薄いプレートにパイレックスの高速弾丸を正確に撃ち込み、その衝撃で炭素質隕石の高速衝突破片群を生成させる試みをNASA Ames研究センターで行った。一連の実験の結果、隕石プレートの形状などを調節することによって、4-5km/sの高速破片群が生成し、空力加熱によって生じた鉄原子熱輝線を観測することに成功した。

この実験技術は、炭素質隕石のような高速加速の困難な物質の高速空力加熱過程を詳細に調査することを可能都市、原始期待の進化に対する天体衝突の影響を研究する上で非常に有用である。研究計画第3年度の本年度は、(1)熱的に非平衡状態にある可能性のあるCNやC_2,CHラジカルを定量的に分光計測するための新しい解析法を開発すること、(2)ビームサイズおよび照射強度を大きく変化させてレーザー照射による衝突模擬実験によるガス生成物の収量変化を計測することを実験目標とした。その結果、(A)振動状態に関して非平衡な2原子分子についても回転温度のみを取り出して計測する計測方法を確立することができた。この計測方法を使うことにより、レーザー照射によって作った高温蒸気雲が、どのような条件の天体衝突によって作られる衝突蒸気雲に対応するかを定量的に評価することができるようになった。この方法を実際に利用することにより、本研究で生成しているレーザー蒸気雲は、1-8km/sの速度で斜め衝突した際に発生する大気と光速衝突破片の間の空力加熱由来の高温蒸気をよく再現していることが分かった。(B)こうして得られた対応関係を踏まえ上記(2)の実験結果を解析したところ、高速衝突破片内の還元炭素が窒素大気と反応して単純有機物であるHCNに変換する効率φは、衝突速度νに強く依存せず(φ∝V<-0.5>)、宇宙速度(>11.2km/s)においてもHCNが生成される可能性を示す結果を得た。一方、衝突蒸気雲の半径γはφに大きな影響を与えうることが示された(φ∝γ<-1.75>)。これは、衝突天体が斜め衝突した際に、細粒に破砕され且つ速やかに空間的に分散すれはHCNが効率的に生成されることを示唆している。本研究で得たφの推定値は、直径1km以下の小型炭素質小惑星が地球に斜め衝突した際には数百km^2程度の面積にわたって、10mol/m^2という多量のHCNが供給されるということに対応し、天体衝突が生命の発生に大きな影響与えた可能性を強く示唆している。
先天性QT延長症候群の遺伝子変異に基づく病態評価と治療法の確立

先天性QT延長症候群(LQTS)は若年者に心臓突然死を生じる遺伝性の疾患である。複数の遺伝型があり、主にイオンチャネルをコードする遺伝子変異がLQTSの原因となる。すでに遺伝型と臨床像との関連は報告されているが、同じ遺伝型でもその重症度には差がある。異について、変異と臨床型との関連を調べ、変異毎の心イベントリスクを明らかにし、遺伝子解析結果に基づいた、より有効な治療法の確立を目指す。そこで本研究では、LQTSでも頻度が高い遺伝型、LQT1, LQT2, LQT3の個々の遺伝子変異について、変異と臨床型との関連を調べ、変異毎の心イベントリスクを明らかにし、遺伝子解析結果に基づいた、より有効な治療法の確立を目指す。
始原生殖細胞の分化可塑性を制御する核内基盤の解析

マウス始原生殖細胞をSteel Factor, LIF, bFGF存在下で培養すると多能性幹細胞(EG細胞)へ変化するが、そのメカニズムを知る手がかりを得るために、変化の経過をタイムラプス解析した。始原生殖細胞と多能性幹細胞で特異的にGFPを発現するOct3/4-GFPトランスジェニックマウスの8.5日胚始原生殖細胞を膜結合型Steel Factorを発現するフィーダー細胞上で培養すると、培養開始後8日目までにいくつかのGFP陽性の単一細胞が残存した。その細胞はその後1日程、不均等に分裂を繰り返した後、残った大きな細胞がEG細胞のコロニーを形成し始めることがわかった。このことから始原生殖細胞が増殖する過程で一部の細胞が多能性幹細胞に向けた変化を起こすものと考えられる。胚発生過程では、多能性幹細胞の集団と考えられるエピブラスト細胞は、胚体外外胚葉からのBMP4シグナルを受けて始原生殖細胞の前駆細胞になった後、Eカドヘリンを介した前駆細胞間の相互作用により始原生殖細胞へと分化運命の決定が起こる。この前駆細胞の性質を調べるために、Oct3/4に注目してその働きを解析した。内在性Oct3/4遺伝子を両アレルともに持たず、外来Oct3/4遺伝子により未分化状態を維持しているES細胞(ZHBTc4)でキメラ胚を作ると、ES由来細胞ではOct3/4の発現が恒常的に抑制されていた。またこの細胞は始原生殖細胞の前駆細胞に優先的に寄与するが、始原生殖細胞への分化決定を受けることはできず、分化決定にはOct3/4の発現が必要であることがわかった。正常胚でも前駆細胞ではOct3/4の発現が減少し、始原生殖細胞への分化決定を受ける直前で、その発現が上昇することが観察された。これらの結果から、始原生殖細胞の前駆細胞はOct3/4の発現を必要とせず、多能性幹細胞とは異なった状態に置かれていると思われる。マウス始原生殖細胞をsteel factor,LIF,bFGF存在下で培養すると、多能性幹細胞であるEG細胞に変化するが、これがどのような分子機構によっているかは明らかでない。これを明らかにすることを目的に、本年度はまず始原生殖細胞がEG細胞に変化する経過を詳細に観察した。始原生殖細胞と多能性幹細胞で特異的にGFPを発現するOct4-GFPトランスジェニックマウスの8.5日胚始原生殖細胞を培養し、蛍光顕微鏡下で経時的にGFP発現細胞の挙動を観察した。その結果、培養開始後7日目までは移動形態を示す多数の始原生殖細胞がコロニーを形成しているが、8日目になるとGFP陽性細胞のほとんどが消失し、少数の単一細胞のみが残り、それらがその後、形態が特徴的なEG細胞のコロニーを形成した。このことから、培養後8日目ころに始原生殖細胞からEG細胞への変化が起こると考えられた。また、細胞の性質と密接に関わっているクロマチン構造を核染色により調べると、始原生殖細胞ではまわりの体細胞やEG細胞に比べてヘテロクロマチンが少なく、それに対応してDNAはゲノムワイドに低メチル化状態にあり、さらにde novo DNAメチルトランスフェラーゼのDnmt3a,Dnmt3bも周りの体細胞に比べて、始原生殖細胞では発現が顕著に低かった。特にDnmt3bはEG細胞では始原生殖細胞より発現が高く、これらの結果からDNAメチルトランスフェラーゼの発現上昇とそれに伴うゲノムワイドなクロマチン構造の変化が、始原生殖細胞からEG細胞への変化に係わっている可能性が示唆された。
地球温暖化に対する冷温帯森林生態系の生物多様性の応答

温暖化に対する冷温帯森林の応答を解明するために、温暖化実験と複数地域の比較による地理的スケール研究を行った。人工的な温暖化は遷移初期種であるダケカンバの林冠部の葉の食害度を増加させたのに対して、後期種であるミズナラの食害度を減少させた。同様に、地理的スケール研究から後期種であるコナラやブナの食害度が低緯度に行くにつれて減少するパタンが見られた。これら結果は樹種がどの遷移段階にあるかにより温暖化に対する食害反応が異なることを示唆している。地球温暖化に対する冷温帯林生態系の応答を解明するために、これまでの研究の継続とさらに今後の研究のための環境整備を行った。地球温暖化が冷温帯林の代表的な遷移後期種にあたるミズナラと植食性昆虫の関係に与える影響を明らかにする研究を行った。苫小牧研究林の温暖化実験区でのミズナラ林冠木の食害調査を継続するとともに、分光リモートセンシングを使い林冠の食害度と関係のある葉形質(フェノール・リグニン・窒素など)について評価した。土壌加温処理が葉のフェノール、リグニンの含有量を変化させ、それが食害度に影響を与える可能性が示されたが、一方枝加温処理は葉形質および食害度への影響はなかった。MDSIとPLS回帰モデルによって分光反射情報から植物のフェノール量を評価することができた。また、中川研究林では冷温帯林の遷移中期種にあたるダケカンバの温暖化実験の準備を進めている。ダケカンバ林冠木(20m以上)にアクセスできる2基の林冠ジャングルジムが建設中である。ダケカンバ林冠木に温暖化実験ができるよう電柱2本を建てAC電源の配線工事を行った。2010年度から枝の温暖化実験を開始する。さらに、森林限界付近に生育するハイマツ林の地球温暖化による分布衰退の直接的・間接的要因を明らかする研究も行っている。定点カメラを設置して冬期も継続する長期モニタリング体制を構築した。予備実験として大型オープントップ・チャンバーを制作してハイマツの温暖化実験を行っている。その他の今後の研究展開として、北大雨竜と鳥大蒜山の複数のミズナラ産地別共通圃場で調査することにより、葉形質の遺伝と環境に基づく変異が植食性昆虫に及ぼす波及効果を検証したい。鳥大蒜山と岐大高山には林冠ジャングルジムがありコナラとミズナラにアクセスができるので、その林冠木に温暖化実験ができる環境整備を行いたい。北海道大学中川研究林において、遷移初期種(パイオニア種)であるダケカンバの温暖化に対する応答をみる野外大規模操作実験を行った。この操作実験の目的は、温暖化に対するダケカンバの応答(フェノロジー、成長、食害)を明らかにすることである。北海道北部の森林撹乱地に生える特徴を持つ樹種であるダケカンバ林に、林冠ジャングルジムを3基建設することで林冠部を直接観察できる状態にして、林冠部の枝を温暖化する実験を行った。ダケカンバ5個体の林冠部の枝の一部に農電ケーブルを巻き付けて、100年後を想定して5°C温度を上昇させた。このダケカンバの温暖化実験で得られた結果は以下の通りである。葉のフェノロジーにおいて、枝温暖化により春の展葉は5日程度早くなり、秋の落葉は10日程度遅くなった。つまり、温暖化は着葉期間が長くさせることを示している。枝伸長において、枝温暖化は8月の長枝長を増加させた。また、葉サイズにおいても、枝温暖化は長枝と短枝の両方の葉サイズを増加させたことから、温暖化はダケカンバの成長を促進させることを示唆している。一方、葉の食害において、枝温暖化は6月と8月の食害度を増加させた。分光情報から葉形質を推定したところ、CN比が低下する傾向になることが明らかになっている。しかし、この温暖化に対するダケカンバの食害反応は、ミズナラの食害反応とはまったく正反対であった。食害反応が異なる理由として、資源の成長と防御への投資戦略が樹種により異なることが関係している可能性がある。遷移初期種は成長重視戦略をとり、遷移後期種は防御重視戦略をとることから、温暖化で生じた余剰資源をダンケカンバは成長に投資して、ミズナラは防御に投資することで、最終的な成長を最大化させるようにしていると考えられる。
関数空間の理論とその応用

この研究では、関数空間、とくに解析関数からなる関数空間、そして関数環についての研究を行なうことが、その第一の目的である.とくにこれらの空間上の線形作用素についての研究が重要である.この方面の研究は和田(Tokyo J.Math.発表予定)によって行なわれた.その内容は、完全正則Hausdorff空間X上の複素値連続関数全体の環をC(X)とし、それにcompact-open位相を入れる.AをC(X)の閉部分環としたとき、A上のコンパクトおよび弱コンパクト準同形作用素の特徴付けを行なったことである.これは以前から行なわれていたC(X)や複素平面上の領域上の解析関数の環上のコンパクトまたは弱コンパクト準同形作用素の研究の一般化となっている.ここでの研究のもう一つの目的は、ベクトル値関数からなる関数空間や、ある種の関数空間上に定義された線形作用素の族に関する研究、そしてそれが発展した微分方程式や半群の研究である.田中、宮寺(Internatinal conference on Evolution equations)ではC-半群とそれに応ずる抽象的コ-シ-問題について結果を得ている.また岡(Integral equations and application)は、定義域がBanach空間全体で稠密であるとは限らない作用素に対する積分微分方程式を研究するために、Integrated resoluent operataという概念を導入し、よい結果を得ている.そしてまた岡(Semigroup Forum)はBanach空間における2段線形Volterra積分微分方程式の解の存在と、一意性、初期データに関する連続依存性についての興味ある結果を得ている.その他では、鈴木晋一はこの研究の位相的分野で、日野原は代数的分野で、そして郡は多様体の分野でそれぞれ結果を得ている.この研究では、関数空間、とくに解析関数からなる関数空間、そして関数環についての研究を行なうことが、その第一の目的である.とくにこれらの空間上の線形作用素についての研究が重要である.この方面の研究は和田(Tokyo J.Math.発表予定)によって行なわれた.その内容は、完全正則Hausdorff空間X上の複素値連続関数全体の環をC(X)とし、それにcompact-open位相を入れる.AをC(X)の閉部分環としたとき、A上のコンパクトおよび弱コンパクト準同形作用素の特徴付けを行なったことである.これは以前から行なわれていたC(X)や複素平面上の領域上の解析関数の環上のコンパクトまたは弱コンパクト準同形作用素の研究の一般化となっている.ここでの研究のもう一つの目的は、ベクトル値関数からなる関数空間や、ある種の関数空間上に定義された線形作用素の族に関する研究、そしてそれが発展した微分方程式や半群の研究である.田中、宮寺(Internatinal conference on Evolution equations)ではC-半群とそれに応ずる抽象的コ-シ-問題について結果を得ている.また岡(Integral equations and application)は、定義域がBanach空間全体で稠密であるとは限らない作用素に対する積分微分方程式を研究するために、Integrated resoluent operataという概念を導入し、よい結果を得ている.そしてまた岡(Semigroup Forum)はBanach空間における2段線形Volterra積分微分方程式の解の存在と、一意性、初期データに関する連続依存性についての興味ある結果を得ている.その他では、鈴木晋一はこの研究の位相的分野で、日野原は代数的分野で、そして郡は多様体の分野でそれぞれ結果を得ている.
グラフ準同型写像の関数解析学的研究

本年度の研究では、de Branges-Rovnyakにより発案され、Vasyunin-Nikolskiiにより整備された擬直交積分(連続de Branges-Rovnyak分解)の理論を、グラフ理論に応用できることを示した。特に、頂点集合を共通とするグラフの包含から、グラフラプラシアンに対する不等式を複数得ることができた。擬直交積分の理論はde BrangesによるBieberbach予想の最初の証明で応用されたことで知られているが、その証明がとても難解なものであったため、その方法は長い間忘れ去られていたと言っても過言ではない。本研究はそのde Brangesの方法を、複素関数論からまったくかけ離れていると思われるグラフ理論に応用できることを示しただけでなく、そのトイモデルをも与えたことに相当する。1.グラフ準同型写像を再生核ヒルベルト空間の枠組みで扱うための道具を準備したグラフから再生核ヒルベルト空間が構成できることはよく知られている。本研究ではこの観点をさらに推し進め、グラフ準同型写像を再生核ヒルベルト空間の間に作用する線型作用素として表現し、そのスペクトル解析を展開する。27年度の研究により、グラフ準同型写像が単射な場合、擬直交補空間の理論が応用できることが判明した。その副産物として、擬直交補空間の新しい解釈に気づき、さらにフレームの理論との関連にも気づいた。以上に述べたことを重み付き無限グラフにまで拡げ、いくつかの結果とともに論文としてまとめ、専門誌に出版した。また、この研究で必要となった擬直交補空間に関する知識をまとめたサーベイを執筆し、数理解析研究所講究録に掲載した。今年度の研究により、単射なグラフ準同型写像が本研究課題における適切な研究対象であることが認識でき、28年度以降の研究の足場が固まった。2.グラフ理論への応用同じ頂点集合をもつ二つの有限グラフを考える。この二つのグラフの間に包含関係があるとき、包含写像は明らかに単射な準同型写像を導く。このようにして、1で述べたアイデアをグラフの包含に対し応用できる。この設定では対応する二つの再生核の差が半正定値になる。研究分担者である須田氏(愛知教育大学)との共同研究により、この半正定値行列の核の次元を再生核ヒルベルト空間の理論を用いて調べた。この研究で得られた結果は論文としてまとめ専門誌に投稿、現在査読中である。なお、この論文で考察した半正定値行列は関数解析学的にいくつかの解釈をもつ素性のよいものであり、28年度以降も続けて研究する予定である。研究実績の概要の1で述べたように、本研究の基本アイデアを重み付き無限グラフにまでその対象を拡げ、いくつかの結果とともにまとめた論文を専門誌に出版することができた。また、本研究で重要な役割を演じる擬直交補空間の基礎的な理論についてまとめたサーベイを数理解析研究所講究録に掲載した。従って、27年度の研究により本研究の理論面の足場を固めることができたと考えられる。また、研究実績の概要の2で述べたように、本研究のアイデアをグラフ理論に還元する結果も得ることができ、さらに、28年度以降にも調査を継続すべき研究対象を見つけることができた。このように、本研究課題における理論と応用の両方面に進展があったため、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。1.グラフの包含から構成されるdeBranges-Rovnyak空間を考え、グラフのサイクル空間との関係を明らかにした。この結果は適切な有限性の下で無限グラフでも成り立つものであるため、関数解析学的にも興味深いものである。さらに、この成果の応用として、有限グラフの増大列に対し、連結成分の個数の変動を評価する不等式を得ることができた。この不等式はおそらくグラフ理論の専門家には既に知られているものと思われるが、線型代数的な証明を与えたというだけでなく、関数解析的な意味をも持つ不等式であるということは多少の興味を惹くものではないかと思う。これらの結果を研究分担者である須田氏(愛知教育大)との共著論文としてまとめ、海外の専門誌に投稿し受理された。出版は29年度の予定である。2.本研究課題の観点からグラフラプラシアンの固有値問題に貢献するためには(これが本研究課題最大の目的である)、de BrangesのアイデアをVasyunin-Nikolskiiが整備した擬直交積分の理論を学ぶ必要があることに気付いた。そこで、擬直交積分の理論における基本定理を安藤先生の講義録の流儀で解釈し直しまとめたものを数理解析研究所の講究録に投稿した。28年度に得られた結果をまとめた論文も受理され、29年度の研究への基礎も固めることができたため、おおむね順調に進展していると考えられる。平成29年度の研究実績は以下の通りである。1.グラフの増大列を関数解析学的に扱う方法を考察した。グラフラプラシアンから標準的な方法で再生核ヒルベルト空間を構成することができる。特に、頂点集合を共通とするグラフの増大列には再生核ヒルベルト空間の縮小的な埋め込みの列が対応する。ここにde Branges-Rovnyakが開発し、Vasyunin-Nikolskiiにより整備された擬直交分解の理論を適用できる。これが本研究の主たるアイデアである。その結果、例えば、グラフの増大列における連結成分の増え方に関するある不等式を線型代数的な次元評価により導くことができる。また、二つのグラフに包含関係がある場合、その間を連続的に埋めることにより、擬直交分解の連続版である擬直交積分の理論を適用できる。

それにより、対応する二つのグラフラプラシアンに関する自明な不等式を、グラフの自己同型群の情報を含んだ形式で改良することができる。ここで得られたラプラシアンの不等式は、関数解析学的にはベッセルの不等式に相当する素性の良いものであるが、グラフ理論的に何を意味するかはまだ不明であり、現在も研究を継続中である。なお、この不等式には擬直交分解を用いない証明もある。2.1で述べた成果は論文としてまとめ専門誌に投稿、現在査読中である。また、本研究は関数解析学とグラフ理論とを横断するものであるため、複数の研究集会で研究発表を行った。例えば、関数解析学関連では「等距離写像理論と保存問題の多様な視点からの研究」(京都大学数理解析研究所)、グラフ理論関連では「離散数学とその応用研究集会2017」(熊本大学)、日本数学会応用数学分科会(東京大学)等で研究発表を行った。「研究実績の概要」で述べたように、本研究の発案当初から構想していた「擬直交分解の理論のグラフ理論への応用」はほぼ達成することができた。しかしながら、29年度に得られた結果にグラフ理論的な解釈を与えるという点ではまだ課題が残っているため、現在までの進捗状況としては「おおむね順調に進展している」と考える。本年度の研究では、de Branges-Rovnyakにより発案され、Vasyunin-Nikolskiiにより整備された擬直交積分(連続de Branges-Rovnyak分解)の理論を、グラフ理論に応用できることを示した。特に、頂点集合を共通とするグラフの包含から、グラフラプラシアンに対する不等式を複数得ることができた。擬直交積分の理論はde BrangesによるBieberbach予想の最初の証明で応用されたことで知られているが、その証明がとても難解なものであったため、その方法は長い間忘れ去られていたと言っても過言ではない。本研究はそのde Brangesの方法を、複素関数論からまったくかけ離れていると思われるグラフ理論に応用できることを示しただけでなく、そのトイモデルをも与えたことに相当する。1.グラフから再生核が構成でき、この対応は一対一である。再生核は関数であるから、二つのグラフに対する演算を再生核の世界で行うことにより、グラフに対する様々な演算が可能になると考えられる。再生核の差については27年度の研究で応用も含め基礎を固めることができた。28年度は他の演算についての考察を進める。特に、シューア積の意味での商を考え、それが再び半正定値になる場合、グラフ理論的に何が起こるかを調べる。シューア積での商は再生核の理論としては引き戻しで扱える対象であるので、まずはその帰結をグラフ理論へ翻訳することを考える。ただし、計算機による実験によれば、商を考える際に分母に0が現れる場合もあるようであり、適切なクラス(又は問題)にグラフを制限する必要があると思われる。この研究で得られた結果は日本数学会やグラフ理論の関連する研究集会で発表し、グラフ理論の専門家の意見を伺う予定である。2.連続パラメータをもったグラフ準同型写像の族によるグラフの時間発展の研究を進める。
シナプス後肥厚のカルモデュリン依存性プロテインキナーゼによるシナプス伝達の調節

PSDはシナプス伝達の中心になる部位であり、伝達物質受容体刺激以降の細胞内の情報伝達に関与する多くの分子が存在しており、シナプスの物質的基盤を解析するために格好の実験材料であるにもかかわらず、不溶性のため、生化学的な成果はほとんど挙げられていない。本研究ではシナプス後肥厚の主要構成タンパク質であるCa^<2+>/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼII(キナーゼII)の活性調節とキナーゼIIによってリン酸化され機能調節されるタンパク質を中心とし解析し、以下の結果を得た。1。PSDキナーゼIIの活性化:SDキナーゼIIが、自己リン酸化された場合にのみ、Ca^<2+>プロテアーゼであるカルパインによって5-10倍活性化されることを見い出し、不活性型のPSDキナーゼIIは活性化され得る性質であることが明かにした。2。活性型のPSDキナーゼIIの精製:活性型のPSDキナーゼIIを均一に精製し、酵素学的性質を明らかにした。この活性化はタンパク質の分解がともなう不可逆的変化であるので、可逆的に働く内在性の活性化因子を探索し、PSDキナーゼIIの活性化を明かにする。3。PSDキナーゼIIの特異的な基質の同定:PSDにはCキナーゼ、チロシンキナーゼなど、キナーゼII以外のプロテインキナーゼが共存しているが、PSDキナーゼIIの特異的な基質が存在することが明らかになったので、現在その同定を進めている。今後は、シナプス形成とPSDの形成との関係、および、長期増強に関与するタンパク質を明かにすることにより、受容体刺激以降の細胞内情報伝達の仕組と調節の分子メカニズムを解明することを目的とする。1。2。3。
HTLV-1流行地域におけるT細胞性リンパ腫におけるウイルスの遺伝子学的関与

572例のリンパ節性のT細胞性リンパ腫において、全例でHTLV-Iプロウイルスの検索を行ない、最近新しく提唱された組織分類(REAL classification)により、組織を再分類した。また予後との相関をみた。HTLV-Iプロウイルスの検索より、572例は以下の3群にわけられた。(A)クローナルなHTLV-Iプロウイルスのみられる、いわゆるATLL(adult T cell leukemia/lymphoma)(247例)、(B)ATLA陽性もしくは、PCR法によりHTLV-Iウイルスが陽性だが、クローナルなHTLV-Iはプロウイルスはみられない、いわゆるHTLV-Iキャリアに発生したと考えられるT細胞性リンパ腫(66例)、(C)ATLA陰性もしくは、PCR法によりHTLV-Iウイルスが陰性の、HTLV-Iと関係のないT細胞性リンパ腫(259例)にわけられた。組織学的には、B群とC群では、しばしばLarge cell typeとAILD typeが見られたが、A群では、Pleomorphic typeが頻回に見られた。臨床的な予後を見ると、B群とC群は同様の予後曲線をしめしたが、あきらかにA群は予後不良であった。また、HTLV-Iに関連したリンパ節病変には、腫瘍性のものとは別に、反応性の病変及び、腫瘍化の初期病変があり、1)リンパ節炎型で皮膚病性型(HAL-D)とHTLV-I関連リンパ節炎の傍皮質腫大型(HAL-EP)、2)初期腫瘍性のホジキン様病変型(I-ATLL)、3)リンパ腫型(ATLL)の3段階に分けられる。これらのリンパ節におけるHTLV-IのDNAおよびmRNAの発現の関係を知るため、PCR/ISHおよびRT-PCR/ISHを行ない、ATLL8例、I-ATLL8例、HAL-D4例、HAL-EP4例で検索した。ATLLの症例では、リンパ節の構成する細胞の40-60%にプロウイルスDNAが見られた。一方、I-ATLLでは、5-20%であった。また,HALでは、5-1%以下と極く小数であった。ウイルスmRNAの同定では、陽性細胞数は、プロウイルスDNA陽性細胞の数より、小数であった。またATLLおよびI-ATLLの症例の間では、このウイルスmRNAを発現する細胞数は、プロウイルスDNA陽性細胞の数と異なり、ばらつきが見られた。しかしながら、HAL-DおよびHAL-EPでは、ウイルスmRNAを発現する細胞数は極く小数であった。これらの結果から、HTLV-Iの感染及び活性化が、HTLV-Iの標的Tリンパ球の悪性化を促進するものと考えられた。

HTLV-I関連の急性白血病、慢性、くすぶり型、キャリアーの末梢血よりRNAを取りだし、RT-PCR法により、HTLV-Iの発現及び、TCR Vβ領域の発現を調べたところ、特定のTCR Vβ領域の発現の強調および減弱は見られなかったが、ランダムなTCR Vβ領域の発現の抑制がみられた。このことより、HTLV-Iは、ウイルス特異的なスパー抗原としての役割ではなく、むしろ、TCR Vβ領域の発現のランダムな抑制はATLLの腫瘍化の過程に関連するものと思われた。リンパ節におけるHTLV-IのDNAおよびmRNAの発現の関係を知るためPCR/ISH(polymerase chain reaction in situ hybridization)およびRT-PCR/ISH(reverse transcription-PCR/ISH)を行なった。24例のHTLV-I関連のリンパ節病変が検索された。[リンパ腫型成人T細胞性白血病(ATLL)8例、初期ATLL病変(incipient ATLL;I-ATLL)8例、反応性病変であるHTLV-I関連リンパ節炎の皮膚病性型(HTLV-I associated lymphadenitis dermatopa thic type;HAL-D)4例とHTLV-I関連リンパ節炎の傍皮質腫大型(HTLV-I associated lymphadenitisenlarged paracortical type;HAL-EP)4例]PCR/ISHでは、ウイルスDNAは、リンパ球に同定され、その他の細胞には見られなかった。またATLLの症例では、リンパ節の構成する細胞の40-60%にウイルスDNAが、I-ATLLでは5-20%に、HALでは、5-1%以下と極く小数の細胞に見られた。RT-PCR/ISHを用いたHTLV-IのウイルスmRNAの同定では、PCR/ISHと同様、リンパ球系の細胞に同定された。しかし、ウイルスmRNAを発現する細胞数は、プロウイルスDNA陽性細胞の数より、小数で、症例の間で、ばらつきが見られた。これらの結果から、HTLV-Iの感染及び活性化が、HTLV-Iの標的Tリンパ球の悪性化を促進するものと考えられた。572例のリンパ節性のT細胞性リンパ腫において、全例でHTLV-Iプロウイルスの検索を行ない、最近新しく提唱された組織分類(REAL classification)により、組織を再分類した。また予後との相関をみた。HTLV-Iプロウイルスの検索により、572例は以下の3群にわけられた。(A)クローナルなHTLV-Iプロウイルスのみられる、いわゆるATLL(adult T cell leukemia/lymphoma)(247例)、(B)ATLA陽性もしくは、PCR法によりHTLV-Iウイルスが陽性だが、クローナルなHTLV-Iプロウイルスはみられない、いわゆるHTLV-Iキャリアに発生したと考えられるT細胞性リンパ腫(66例)、(C)ATLA陰性もしくは、PCR法によりHTLV-Iウイルスが陰性の、HTLV-Iと関係のないT細胞性リンパ腫(259例)にわけられた。組織学的には、B群とC群では、しばしばLarge cell typeとAILD typeが見られたが、A群では、Pleomorphic typeが頻回に見られた。臨床的な予後を見ると、B群とC群は同様の予後曲線をしめしたが、あきらかにA群は予後不良であった。以上のことからも、B群はHTLV-Iキャリアに発生したと考えられるATLLとは関連のないT細胞性リンパ腫であろうと考えられた。