hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
英語授業内インタラクションの文脈化

本研究の目的は,英語授業におけるインタラクションの文脈化,その個別化と共有化(3つの化)を特定することである。文脈化とは適切な話題・話題展開をすること,個別化とは話題・話題展開を個々の児童・生徒に合せ,共有化とは児童・生徒がそれを共有インタラクションのある授業を分析することにした。そこで新たに,インタラクションの無い授業,インタラクションはあるが「3つの化」が乏しい授業,インタラクションに「3つの化」が豊かな授業の3種類の授業を分析、比較し、その原因を探る必要が出てきた。その結果,偏重が機能(文脈・状況・場面など)軽視をもたらしていることが明らかとなり,英語授業のインタラクションに「3つの化」を取り込むためには,インタラクションのIRF構造が言語機能を重視したものでなければならないという結論に達した。また,先進的な授業をしている北海道内の高校を訪問・視察し,英語授業の見学等を行い、分析のための資料を収集した。また,訪問先および関係する高校の教諭を交えて,北海道での高校英語教育に関する情報・意見交換を行い、貴重な情報を得ることができた。平成29年8月に開催された関東甲信越英語教育学会に参加し,講演、ワークショップ等で情報を収集するとともに、実践研究発表の一つを支援し,有意義な意見を得ることができた。文脈化とは適切な話題・話題展開をすること,個別化とは話題・話題展開を個々の児童・生徒に合せ,共有化とは児童・生徒がそれを共有できるようにすることである。平成27年度の研究では,概ね次の14の実施を予定した。1文献・先行研究・録画授業による分析観点確定2インタラクションのある授業実践の訪問先検討・決定3国内外における実践の調査・分析4学会発表(経過報告)・本年度のまとめ・次年度の準備。結果として,以下のような取組みをすることになった。まず1に関してであるが,分析観点としてインタラクションのIRF構造を用いることにほぼ決定した。IRF構造とは,教師の働きかけ(I),それに対する児童・生徒の反応(R),その反応に対する教師の返し(F)で,この3つの要素によりインタラクションの文脈化・個別化・共有化が具体的に決まっていくことになる。23についてであるが,該当する授業情報がなかなか手に入らなかったため,次のような変更をすることとなった。国内では,これまでに収集した録画授業のうち約100授業,新たに入手した録画授業約70授業,海外に関しては手元にある録画授業約10授業の計約180授業を対象に授業分析を行うことにした。その結果,「3つの化」を図ったインタラクションのある授業はかなり限られていることが分かった。しかし,数は限定されているものの,インタラクションの「3つの化」をめざす授業の分析から,本研究の目的が達成できることが確認できた。なお,4はそれを踏まえて実施することになった。次年度(28年度)以降の研究では,引き続きインタラクションの「3つの化」を図る授業を録画・分析し,本研究の目的達成を推し進めることになる。研究方法として,インタラクションの文脈化,文脈の個別化と共有化を図る分析観点をほぼ確定することができた。それはインタラクションのIRF構造による分析観点である(「研究実績の概要」参照)。27年度は,その観点で文脈化・個別化・共有化を図ったインタラクションのある小中高の英語授業を分析する予定になっていたが,予定通りに研究を進めることは出来なかった。理由は,該当する英語授業に関する国内外の情報が思うように入手できず,その授業を観察したり録画することがほとんど果たせなかったからである。そこで既に手元にある録画授業,新たに録画及び入手した録画授業のうち計約180授業を対象に,まずインタラクションそのものが授業の中にあるかどうかチェックすることにした。その結果,該当する授業はごく限られていることが分かった(約一割)。しかし,限られてはいるものの,インタラクションの文脈化・固有化・共有化を図った授業では,IRF構造に共通する特徴が見られ,IRF構造の分析観点が有効であることが明らかとなった。本研究の目的は,英語授業における児童生徒と教師の豊かなインタラクションに必要なインタラクションの文脈化,個別化,共有化(3つの化)を特定することである。文脈化とは適切な話題設定(選択)と話題展開で,個別化とは文脈化を個々の児童生徒に合せ,共有化とはそれを児童生徒が授業で共有できようにすることである。平成27年度の研究は,1インタラクションのIRF構造を用いて「3つの化」を分析することとなった。IRF構造とは,児童生徒に対する教師の働きかけ(I:Initiation),それに対する児童生徒の反応(R:Response),その反応に対する教師の返し(F)になる。2この3つの要素によって小中高約180授業の分析をした結果,「3つの化」を図るI,R,Fが認められる授業が極端に少ないことが分かった。しかし,数少ないながら,それをめざす授業の分析から本研究の目的が達成できることも確認できた。平成28年度では,引き続きインタラクションのある授業を分析することにした。

そこで新たに,1インタラクションの無い授業,インタラクションはあるが「3つの化」が乏しい授業,インタラクションに「3つの化」が豊かな授業の3種類の授業を分析、比較し、その原因を探る必要が出てきた。その主な原因として,2インタラクションの軽視(重視)、授業中の役割と位置づけ,教材(教科書)との兼ね合いが特定できた。また,3「3つの化」がうまく展開されない大きな要因として,言語学習における形式(文法・語彙など)偏重が機能(文脈・状況・場面など)軽視をもたらしていることも明らかとなった。英語授業のインタラクションに「3つの化」を取り込むためには,インタラクションのIRF構造が言語機能を重視したものでなければならないという結論に達した。本研究の目的は,「授業における児童生徒と教師の豊かなインタラクションに必要なインタラクションの文脈化,個別化,共有化(3つの化)を特定する」ことである。しかし,研究過程で,「3つの化」を妨げる原因・要因も特定する必要があり,これまでに分かったことは次の4点で,1インタラクションの軽視、2授業中のインタラクションの役割と位置づけ,3インタラクションの教材(教科書)との兼ね合い,4言語機能(文脈・状況・場面などの)軽視である。したがって,「3つの化」を妨げる原因・要因からも小中高の英語授業をあらためて分析する必要が出てきた。すでに視聴分析はある程度進んでおり,その分析対象授業として,研究代表者がこれまで集めた小中高の外国語(英語)録画授業に加え,文科省配布小中高モデル授業DVD,文科省「英語教育推進リーダー中央研修」DVD教材,英語教育推進中核教員養成研修の研究録画授業,全英連公開授業等である。28年度は,「3つの化」が認められない,あるいは弱い授業の原因・要因を確認したうえで,「3つの化」が認められる授業を厳選し,IRF構造の分析によって,その「3つの化」がどのように実現されるかを明らかにすることができた。なお,平成27年度同様,平成28年度も研究成果を学会で報告・発表する予定であったが,研究成果を学会誌発表や著書にすることとなり(平成29年に発行予定),そちらの準備を優先させることになった。平成29年6月に、先進的な授業をしている北海道内の高校を訪問・視察し、英語授業の見学等を行い、分析のための資料を収集した。また、訪問先および関係する高校の教諭を交えて、北海道での高校英語教育に関する情報・意見交換を行い、貴重な情報を得ることができた。平成29年8月に開催された関東甲信越英語教育学会に参加し、講演、ワークショップ等で情報を収集するとともに、実践研究発表の一つを支援し、有意義な意見を得ることができた。研究代表者が体調を崩しているため。本研究の目的は,英語授業におけるインタラクションの文脈化,その個別化と共有化(3つの化)を特定することである。文脈化とは適切な話題・話題展開をすること,個別化とは話題・話題展開を個々の児童・生徒に合せ,共有化とは児童・生徒がそれを共有インタラクションのある授業を分析することにした。そこで新たに,インタラクションの無い授業,インタラクションはあるが「3つの化」が乏しい授業,インタラクションに「3つの化」が豊かな授業の3種類の授業を分析、比較し、その原因を探る必要が出てきた。その結果,偏重が機能(文脈・状況・場面など)軽視をもたらしていることが明らかとなり,英語授業のインタラクションに「3つの化」を取り込むためには,インタラクションのIRF構造が言語機能を重視したものでなければならないという結論に達した。
中層大気の物質輸送をもたらす擾乱の効果の解明

中層大気の大気大循環は様々なスケールの擾乱により駆動されている。これまで緯度高度断面の変形オイラー平均(TEM)系を用いた2次元循環の解析により、成層圏のBrewer-Dobson循環は大気重力波やプラネタリー波、中間圏の夏極から冬極に流れる子午面循環は主に大気重力波によって引き起こされることがわかっている。しかし上記の循環を含む空気塊の経度方向の流れや子午面循環の経度依存性については、まだ解明されていないことが多い。これは空気塊の3次元輸送を記述するツールの定式化がきちんと行われていなかったことが原因である。申請者は大気微量成分の3次元分布及び輸送における擾乱の役割を解明するためTEM系を3次元に拡張し、慣性重力波に適用可能な3次元ストークスドリフトと波活動度フラックスを導出した(Kinoshita et al. 2010: JMSJ Award受賞)。昨年度は上記の理論を発展させた慣性重力波とロスビー波両者に適用可能な3次元ストークスドリフトと背景場に対する波強制を記述する3次元波活動度フラックス(3D-flux-(M))を導出した。これらを上部対流圏のストームトラックやアンデス山脈領域に適用し擾乱に伴う3次元残差流を調べた結果、それぞれの領域で特徴的な構造を持つことが明らかになった。また準地衡流系の準停滞性擾乱に適用可能な3次元ストークスドリフトも導出した。次に両方の波の性質を含んだ分散関係式を導き、これを用いて波の伝播を記述する波活動度フラックス(3D-flux-(W))を定式化した。これは3D-flux-(M)と異なる形をしている。その違いを調べるため上部対流圏の擾乱に伴う3次元残差流とそれぞれの波活動度フラックスの収束発散を調べた結果、3D-flur(M)の収束発散と残差流の分布はほぼ一致するが、3D-flux-(W)の収束発散はストームトラックの上流域と下流域で若干異なることがわかった。一方3D-flux-(W)はPlumb(1986)のロスビー波の伝播を記述する3次元波活動度フラックスとほぼ一致するが、3D-flux-(M)とは異なることがわかった。現在申請者は上記の研究を二つの論文にまとめ投稿予定である。申請者は、中層大気の緯度高度断面における2次元循環を記述する変形オイラー平均(TEM)系を3次元に拡張し、それを用いて物質輸送の3次元構造およびそれを引き起こす擾乱の役割を解明することを目的に研究を進めてきた。昨年度の研究では、より一般化した3次元TEM系を定式化することが出来、それを用いて特定の領域における3次元物質輸送について解析を行い、新たな知見を得ることができた。以上の理由より申請者の研究はおおむね順調に進行しているといえる。申請者の導出した方程式系は全ての非定常擾乱に適用可能であるが、時間平均を用いるため準停滞性擾乱に伴う物質輸送を記述することができない。申請者は準地衡流系の準停滞性擾乱に適用可能な3次元ストークスドリフトを導出済みだが、風速の大きな領域では準地衡流近似が成立しないため、そのような領域にも適用できるツールを作る必要がある。今後の研究の推進方策は、まずTEM系を3次元に拡張する研究をさらに進め、プリミティブ方程式系における準停滞性擾乱にも適用可能な3次元残差流と波活動度フラックスの定式化を行う。次に、得られた定式を上部対流圏や極域成層圏を含む中層大気全体に適用し、物質輸送の3次元構造及び、それを引き起こす物理メカニズムを解明することで、中長期的な気象の予測精度の向上に貢献できると考えられる。成層圏における物質循環(Brewer-Dobson循環)は、変形オイラー平均(TEM)系における残差子午面循環を用いて表現され、これまで多くの研究が行われてきた。しかし、得られる描像は東西平均したものであり、循環の卓越する経度帯や東西方向の輸送を解析できない問題がある。これまでに申請者は、成層圏オゾンの3次元分布および輸送を調べるため、TEM系を3次元に拡張する定式化をプリミティブ方程式系において行い、これを論文化し、Journal of the Meteorological Society of Japanに投稿した。この論文は日本気象学会2010年度のJMSJ Awardに選ばれた。次に、上記の研究で導出した3次元残差流は、理論上TEM系の残差子午面循環の自然な3次元への拡張といえるが、TEM系の東西方向の運動方程式には表れない傾度風(または地衡風)が加わっているため、擾乱活動に伴う3次元残差流を解析するには、傾度風を取り除く必要があった。そこで申請者はRandel[1984]の手法を用いて3次元残差流に含まれる傾度風成分を計算し、これを除去した解析を南半球成層圏極域の冬季から春季にかけて行った。その結果、擾乱活動に伴う3次元残差流は、極夜ジェットの内側で東向き、外側で西向きの流れ、アンデス山脈から東側で赤道向き、東半球の南極大陸に沿って極向きであり、経度方向に非一様であることがわかった。また、その分布は3次元波活動度フラックスの収束発散の分布とほぼ一致していた。冬半球の成層圏極域では東西波数の小さな擾乱が卓越している。そこで擾乱活動に伴う

3次元残差流の東西、南北成分の構造を決定する擾乱の東西波数を調べた結果、それぞれ波数1および波数1と2の擾乱が大きく寄与することがわかった。最後に、現在申請者は、プリミティブ方程式系における擾乱(慣性重力波およびロスビー波)と準地衡流系における擾乱(ロスビー波)両者に適用可能な新たなStokes Driftを導出し、これを用いた解析を進めている。中層大気の大気大循環は様々なスケールの擾乱により駆動されている。これまで緯度高度断面の変形オイラー平均(TEM)系を用いた2次元循環の解析により、成層圏のBrewer-Dobson循環は大気重力波やプラネタリー波、中間圏の夏極から冬極に流れる子午面循環は主に大気重力波によって引き起こされることがわかっている。しかし上記の循環を含む空気塊の経度方向の流れや子午面循環の経度依存性については、まだ解明されていないことが多い。これは空気塊の3次元輸送を記述するツールの定式化がきちんと行われていなかったことが原因である。申請者は大気微量成分の3次元分布及び輸送における擾乱の役割を解明するためTEM系を3次元に拡張し、慣性重力波に適用可能な3次元ストークスドリフトと波活動度フラックスを導出した(Kinoshita et al. 2010: JMSJ Award受賞)。昨年度は上記の理論を発展させた慣性重力波とロスビー波両者に適用可能な3次元ストークスドリフトと背景場に対する波強制を記述する3次元波活動度フラックス(3D-flux-(M))を導出した。これらを上部対流圏のストームトラックやアンデス山脈領域に適用し擾乱に伴う3次元残差流を調べた結果、それぞれの領域で特徴的な構造を持つことが明らかになった。また準地衡流系の準停滞性擾乱に適用可能な3次元ストークスドリフトも導出した。次に両方の波の性質を含んだ分散関係式を導き、これを用いて波の伝播を記述する波活動度フラックス(3D-flux-(W))を定式化した。これは3D-flux-(M)と異なる形をしている。その違いを調べるため上部対流圏の擾乱に伴う3次元残差流とそれぞれの波活動度フラックスの収束発散を調べた結果、3D-flur(M)の収束発散と残差流の分布はほぼ一致するが、3D-flux-(W)の収束発散はストームトラックの上流域と下流域で若干異なることがわかった。一方3D-flux-(W)はPlumb(1986)のロスビー波の伝播を記述する3次元波活動度フラックスとほぼ一致するが、3D-flux-(M)とは異なることがわかった。現在申請者は上記の研究を二つの論文にまとめ投稿予定である。申請者は、中層大気の緯度高度断面における2次元循環を記述する変形オイラー平均(TEM)系を3次元に拡張し、それを用いて物質輸送の3次元構造およびそれを引き起こす擾乱の役割を解明することを目的に研究を進めてきた。昨年度の研究では、より一般化した3次元TEM系を定式化することが出来、それを用いて特定の領域における3次元物質輸送について解析を行い、新たな知見を得ることができた。以上の理由より申請者の研究はおおむね順調に進行しているといえる。申請者の導出した方程式系は全ての非定常擾乱に適用可能であるが、時間平均を用いるため準停滞性擾乱に伴う物質輸送を記述することができない。申請者は準地衡流系の準停滞性擾乱に適用可能な3次元ストークスドリフトを導出済みだが、風速の大きな領域では準地衡流近似が成立しないため、そのような領域にも適用できるツールを作る必要がある。
神経回路形成における個々のニューロン識別機構

私たちは個々のニューロンごとに異なるプロトカドヘリン(Pcdh、細胞接着分子)が発現することを見出した。本研究は、仮説「同じPcdhを発現するニューロン同士で神経回路を作る」の検証を目的とした。具体的には、マウス小脳のバスケット細胞ープルキンエ細胞間の神経回路をモデル解析系とし、以下(i)(ii)を検討した。(i) Pcdh欠損により神経回路の配線が異常になるか?(ii)神経回路を構成するニューロン群におけるPcdh発現は同一か?解析に必要な遺伝子改変マウスを作製し解析した結果、本結果を支持する結果が得られた。本年度は主に「Pcdh欠損マウスにおける個々の神経回路の形態学的解析」を行った。小脳バスケット細胞ープルキンエ細胞間の神経回路をモデル解析系とした。具体的には、プルキンエ細胞およびバスケット細胞における部位特異的Pcdh欠損マウスの作製と解析を行なった。(1)プルキンエ細胞特異的Pcdh-γ欠損マウス(Pcdh-γflox; L7-Creマウス):バスケット細胞ープルキンエ細胞間の神経回路を形態学的に解析した。まず、平成24年度に開発成功した個々の神経回路を可視化する遺伝子改変マウスとプルキンエ細胞特異的Pcdh-γ欠損マウスとを交配させ、多重遺伝子改変マウスを作製した。その後、胎児期でのタモキシフェン投与により単一バスケット細胞を赤色蛍光タンパク質tdTomatoによって可視化した。本回路の完成後(生後21日齢)に灌流固定、切片化の後、蛍光顕微鏡を用いて観察した。プルキンエ細胞特異的Pcdh-γ欠損マウスにおいて軸索が短いバスケット細胞が見つかった。一方、細胞ごとに長さのばらつきが大きい事も判明した。今後は定量的解析手法を確立し、解析を進める。(2)バスケット細胞でのPcdh-γ欠損マウス(Pcdh-γflox; PV-Creマウス):バスケット細胞におけるPcdh-γ欠損の影響を調べるため、PV-CreマウスとPcdh-γfloxマウスと交配した。本マウスは運動機能障害を呈し、小脳回路の異常が示唆された。現在は、バスケット細胞ープルキンエ細胞間の神経回路を形態学的に解析するべく準備を進めている。また、「個々の神経回路におけるPcdhの発現解析」を行なうため、single-cell RT-PCR法の予備実験を行い、プルキンエ細胞における高発現遺伝子(Gad67, Calbindin)の検出に成功した。本年度は個々の神経回路を可視化する実験系の開発を試み、成功した。具体的には、ごくわずかのバスケット細胞で蛍光タンパク質を発現するトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。実際には、以下2系統のマウス{1}{2}を交配した二重Tgマウスを用いた。以下にその内容を記す。[1系統目]Cre依存的GABAニューロン特異的な蛍光タンパク質発現マウス:Cre活性依存的に赤色蛍光タンパク質を発現する、VGAT-stop-tdTomatoマウスを作製した(2012年6月ゴードン会議にて発表)。「GABAニューロン特異的」かつ「充分に強い蛍光」を確認ずみである。[2系統目]バスケット細胞でまばらにCre活性化するマウス:上記VGAT-stop-tdTomatoマウスにおいて、ごくわずかのバスケット細胞でCre-loxP反応を起こさせることで、バスケット細胞をまばらに可視化することを目指した。薬剤(タモキシフェン)投与量によってDNA組換え頻度を制御できるGalntl4-CreERマウス(申請者らが作製)を利用した。可視化条件の検討:まずVGAT-stop-tdTomatoマウスとGalntl4-CreERマウスとを交配した2重Tgマウスを作製・解析した。Cre-loxP反応が起きる細胞種と頻度は、タモキシフェン(Cre活性誘導薬)の投与量と時期に依存することが知られている。そこで、タモキシフェンの投与量と時期を様々な条件で検討した。その結果、妊娠18日目にタモキシフェン0.5 mg腹腔内投与によって、ごくわずかのバスケット細胞を可視化することが出来た。本年度は小脳バスケット細胞ープルキンエ細胞間の神経回路をモデル解析系として、「Pcdh欠損マウスにおける個々の神経回路の形態学的解析」を行った。プルキンエ細胞およびバスケット細胞における部位特異的Pcdh欠損マウスの作製と解析を行なった。本回路完成の前(生後7日齢)と後(生後21日齢)に灌流固定、切片化の後、蛍光顕微鏡を用いて観察した。プルキンエ細胞特異的Pcdh-γ欠損マウスにおいて軸索が短く、結合ニューロン数が少ないバスケット細胞が見つかった。今後は定量的解析を進める。

(2)バスケット細胞でのPcdh-γ欠損マウス(Pcdh-γflox; PV-Creマウス):バスケット細胞におけるPcdh-γ欠損の影響を調べるため、PV-CreマウスとPcdh-γfloxマウスと交配した。本マウスは運動機能障害を呈し、小脳回路の異常が示唆された。小脳を形態学的に解析した結果、バスケット細胞数が減少していた。今後は、マウス個体レベルでの小脳機能を調べる。また、「個々の神経回路におけるPcdhの発現解析」を行なうため、当初はsingle-cell RT-PCR法を計画していた。予備実験の結果、Pcdhは発現量が少ないため困難であった。そこで、別手法としてノックインマウスの作製を進めている。最終年度は(1)バスケット細胞でのPcdh-γ欠損マウスの解析ならびに(2)ノックインマウスの作製を行なった。(1)小脳バスケット細胞でのPcdh-γ欠損マウス(Pcdh-γflox; PV-Creマウス):小脳バスケット細胞におけるPcdh-γ欠損の影響を調べるため、PV-CreマウスとPcdh-γfloxマウスと交配した。本マウスの小脳を形態学的に解析した結果、小脳サイズの減少およびバスケット細胞数の減少を見いだした。これらの減少は生後2週齢から顕著であった。また、小脳機能への影響を調べるため、マウス個体レベルでの小脳学習課題を行った。その結果、瞬目反射条件学習では大きな異常は無かった。(2)ノックインマウスの作製:課題ii)神経回路を構成するニューロン群におけるPcdh発現は同一か?を調べるため、Pcdh遺伝子発現を可視化できるノックインマウスを作製した。Pcdh-b3発現を赤色蛍光にて観察できた。研究期間全体を通じて、仮説「同じPcdhを発現するニューロン同士で神経回路を作る」を支持する結果が得られた。私たちは個々のニューロンごとに異なるプロトカドヘリン(Pcdh、細胞接着分子)が発現することを見出した。本研究は、仮説「同じPcdhを発現するニューロン同士で神経回路を作る」の検証を目的とした。具体的には、マウス小脳のバスケット細胞ープルキンエ細胞間の神経回路をモデル解析系とし、以下(i)(ii)を検討した。(i) Pcdh欠損により神経回路の配線が異常になるか?(ii)神経回路を構成するニューロン群におけるPcdh発現は同一か?解析に必要な遺伝子改変マウスを作製し解析した結果、本結果を支持する結果が得られた。平成26年度には、24年度に確立した個々の神経回路の可視化手法を用いて「Pcdh欠損マウスにおける個々の神経回路の形態学的解析」を計画・実行した。実験手法改良の必要性が判明したため、予備的結果に留まっている。以下にその内容を記す。(1)解析に必須となる遺伝子改変マウスの交配・繁殖が順調に進み、解析を行った。その結果、プルキンエ細胞特異的Pcdh-γ欠損マウスにおいて軸索が短いバスケット細胞を見いだした。しかし、細胞ごとの軸索長やその伸長方向のばらつきが大きい事も判明した。立体空間中における定量的解析手法の確立が必要である。2種類の画像解析ソフトウェア(ImarisおよびNeurolucida)を比較検討している。(2)バスケット細胞におけるPcdh-γ欠損の影響を調べるため、PV-CreマウスとPcdh-γflox
泳動作のビッグデータ蓄積から「良い泳ぎ」を科学する

本研究では(1)広範囲かつ多数の被験者を分析可能な水中での動作解析法を確立する、(2)確立した方法論を従来の動作解析法と比較し、その正確性を検証する、(3)確立した手法を用いて泳動作解析を実施することでビッグデータを蓄積し、泳動作の評価基準を作成する、の三点を本研究の目的としている。これらの目的を達成するために、初年度・二年目の前半に慣性センサーを用いた全身の泳動作の定量化方法を確立することを目指している。初年度である昨年度は、泳動作へ慣性センサーの応用を試みているボローニャ大学を訪問し、センサーを用いた泳動作定量化のためのキーポイントを学ぶとともに、購入するセンサー選定のための情報収集を行った。昨年度の冬場には慣性センサーの購入および泳動作定量化のための1回目の実験を実施し現在分析中である。この第一回目の実験はセンサーを用いた泳技術解析の正確性を評価するためのものであり、現在スタンダードな動作分析方法であるモーションキャプチャシステムと慣性センサーを同時に使用し、動きデータの結果を比較することでセンサーを用いた泳動作定量化方法の検証を行う予定である。現在の進捗状況はセンサーを用いて取得した角度データから動きの再構成を行っているところである。また、昨年度には並行してAIを用いた泳動作技術定量化の予備解析にも取り掛かり始めた。具体的には、モーションキャプチャシステムを用いて取得した数十個の泳データを用いて機械学習解析のアルゴリズムの有用性の検証を始めた。
腸管上皮細胞増殖・組織再生因子としてのグレリン

グレリンは、1999年、成長ホルモン(GH)分泌刺激物質受容体(GHS-R)の内因性リガンドとしてラット胃から発見された新規のペプチドである。脳内の満腹中枢である視床下部の腹内側核(VMH)破壊により胃壁、腸管壁ならびに膵臓の内分泌部の増殖がおきる。しかもグレリンは脳内の食欲中枢にも存在しているので、VMH破壊後の胃体部の壁の形態変化の詳細とグレリン産生能との関係を形態学的にしらべた。VMH破壊3日後の個体では、胃粘膜全層の細胞配列は対照群と比較して密集してみられるようになり、7日後では対照群と同じような上皮細胞の分布密度を示した。また、VMH破壊3日後の個体では、胃底腺の頚部から底部にかけてみられる内分泌細胞にグレリン免疫陽性反応が顕著に増加してみられたが、7日後ではその数と染色性は減少した。さらにVMH破壊3日後の個体では、胃底腺の頚部の粘膜上皮細胞にKi-67の発現が著明に増加してみられたが、VMH破壊7日後ではその発現細胞数が減少する傾向がみられた。また、胃壁のグレリンmRNAの遺伝子発現は、VMH破壊3日後では対照群に比べて有意に増加したが、7日後では正常の個体と同様になった。以上の実験・観察結果から、VMH破壊によって生じる胃粘膜上皮細胞の増殖に一致して胃粘膜のグレリン合成・分泌がおきることから、グレリンは胃粘膜上皮細胞の増殖に重要な役割を果たしている可能性が示唆される。またVMH破壊後の腸管上皮細胞の増殖にグレリンが直接あるいは間接的に作用しているか否かを明らかにする必要がある。さらに他の未知の腸管粘膜上皮細胞の増殖・再生に関与する因子の存在についてもひきつづき検索する必要がある。
強度特性に着目した廃FRPの再利用に関する研究

廃GFRPの再利用方法として、廃GFRPの破砕片を一方向強化GFRP積層板の層間材料として利用する方法について検討した。成形方法として真空含浸法による製作方法を開発した。試験片を製作し静的強度試験を行った結果、破砕片層によるせん断応力保持とき裂進展阻止効果が認められた。そして、実際の使用時に問題となるmode II層間疲労き裂進展については、破砕片層によってき裂停留現象が生じることがわかった。廃GFRPを層間強化材として再利用した複合材料の開発を目的とし、今年度は層間強化材の製作方法およびそれを用いたGFRPの製作方法を開発し、製作したGFRPの静的強度特性を調べた。破砕片は廃棄バスタブを用いて製造した。一次破砕にハンマシュレッダを用い、ふるいにかけて10mm以下になるまで破砕した。その後、アトマイザーを用いて、板状のものが含まれないように直径2mmのふるいを入れて破砕し、層間強化材とした。アトマイザーの回転速度を変化させたが、破砕片に均一性が見られる回転速度の範囲では、大きさや形状が特に違うものは得られなかった。GFRPの製造には真空含浸法を用いた。破砕片層の作製は種々の方法を試したが、最も均質に作ることができたのは、破砕片を水中で撹拌し薄く層状に延ばした後に水分を乾燥させる方法であった。機械的性質を調べるため、一方向ガラス繊維を基本構成として合計10種の構成の試験片を製作し、静的引張特性を調べた。また、破砕片層のみめGFRPも同様に真空含浸法で製作し供試した。0度、45度、90度積層板については、弾性率は複合則に従うが、強度については単純な複合則から得られる強度よりも高い値が得られた。単層板の強度が破砕片層の強度に近いほど強度上昇が大きく見られた。破断した試験片の観察をすると、破砕片層に繊維架橋効果があることがわかった。複合則で表現できない強度上昇は、破砕片層のみの圧縮強度がその引張強度の5倍以上あることも関係していると考えられる。しかし、対称・非対称アングルプライの場合は破砕片層がない方が強度または破断伸びが大きかった.破砕片層は配向の異なる位置に挿入したが、破砕片層に発生したき裂が一方向層に損傷を与えていることが観察された。昨年度に続いて静的強度について検討した。樹脂単体および樹脂を含浸させた破砕片の引張および圧縮試験を行い、層間に破砕片を挿入した積層板の静的強度との関係について考察した。圧縮試験については正方形板およびASTM D 695-90の2種類の試験片形状で行ったが、座屈や試験ジグの使用限界によって最終強度を得ることができなかった。しかし、引張強度よりも圧倒的に強い圧縮強度ことはわかった。破砕片挿入積層板の引張試験では、破砕片層に繊維架橋効果および破砕片層の多重破断が見られる。後者は破砕片層の強い圧縮強度によって支えられ、積層板に延性的な性質を付与していると考えられる。今年度はモードII層間はく離疲労試験を行い、破砕片層が層間強度に与える影響について調べた。そのため、通常の積層板および破砕片挿入積層板の3点曲げENF試験を行い、モードII層間はく離き裂進展特性の比較を行った。層間き裂進展の様子は適宜試験を中断し、レプリカ法で観察した。2レベルの荷重で試験した結果、高レベル荷重ではき裂進展特性に違いは見られなかったが、低レベル荷重では破砕片挿入積層板のき裂進展速度は通常の積層板比べてかなり低下した。荷重点コンプライアンスを用いてエネルギー解放率G_<11>を計算し、き裂伝ぱ曲線を求めたところ、破砕片挿入積層板のき裂進展速度のべき指数はG_<11>の低い領域では通常の積層板と異なるが、高いG_<11>に対しては通常の積層板とほぼ一致した。破砕片挿入積層板をレプリカ法で観察した結果、高いG_<11>ではき裂は主に界面を進んでいるが、低いG_<11>では破砕片層の中に多数のき裂が見られ、き裂伝ぱ速度を低下させる可能性があると考えられる。昨年度、廃GFRP層間材料の効果が見られたモードII層間疲労き裂進展について、さらにENF試験によって層間疲労き裂試験を行い、力学的な背景について調査した。負荷レベルが高い場合、UD層と廃GFRP破砕片層の層間を疲労き裂が進展したが、UD層とUD層の層間を疲労き裂が進展する場合と変わらないため、破砕片層の効果はない。しかし、負荷レベルを下げていくと、破砕片層の効果が表れた。

プラスチックレプリカによる連続観察や破面観察からそのメカニズムを考察した結果、層間疲労き裂が破砕片層を横切る場合、破砕片層の架橋効果によって疲労き裂進展が遅延されることがわかった。また、破砕片層のき裂面には摩耗が生じており、き裂面の摩擦力の増加もき裂進展速度を低下させていると考えられる。さらに、UD層と破砕片層の層間を疲労き裂が進む場合も、破砕片層内でモードI疲労き裂が生じて、き裂が不連続となり、き裂進展速度を低下させることがわかった。以上の三つのメカニズムによって廃GFRP破砕片層はモードII疲労き裂速度を低下させる効果をもつ一方で、樹脂の未含浸領域があると破砕片層の有無に関係なく、疲労き裂進展速度が増加する場合も観察された。したがって、真空含浸法の改善も必要である。さらに負荷レベルを下げると、破砕片層を挿入した積層板では疲労き裂の停留現象が観察された。そのメカニズムは完全には解明できなかったが、破砕片層の架橋効果およびモードIき裂の発生によってモードII疲労き裂が停留したと考えられる。これらの効果は破砕片層のない通常の積層板にはないため、通常の積層板では停留現象はないと考えられる。本研究で行った疲労試験でも、通常の積層板には停留現象は観察されなかった。停留現象は破砕片挿入型積層板の大きなメリットであると考えられる。
「潜在的ボランティア希望者」を活動へ導くための条件設定と環境づくりの研究

本研究は「潜在的ボランティア」を対象に,どのような条件設定と環境を整えれば活動へ導くことが可能か,構造的に究明し,実現のためのステップを提示することである.「潜在的ボランティア」とは,何らかのボランティア活動の希望はあるが,活動に踏み出せない層を指す.本研究は、政府既存統計の分析、質問紙調査(2014年7月2015年10月)、参加型調査を行った。今後「潜在的ボランティア」を活動に導くためには、1個人と時間との段階、2個人と他者との段階、3個人の社会貢献ニーズの発展の段階、4個人と空間(コミュニティ)の段階に分け、一人ひとりの生涯ライフに沿った条件設定と環境づくりの整備が必要となるであろう。本研究の目的は,「潜在的ボランティア希望者」を対象に,どのような条件設定と環境を整えれば活動へ導くことが可能か,構造的に究明し,実現のためのステップを提示することである.主に次の3つの研究を進め、「ボランティア活動を通したアクティブライフの構築支援方法論」を提示する予定にしている。1「潜在的ボランティア希望者層」の現状把握を行うこと.現状分析については、各種統計収集を行うと共に、若年層・中年層・高齢層の「ボランティアイメージ」について、記述式調査を行った。その内容について、カテゴリーごとに分類し、分析している最中である。2どのような条件と環境を与えれば,「潜在的ボランティア希望者」を活動に参加・参画していくことができるのか,それらの質的な要因分析を行うこと.これに関しては、まず、若年層の潜在的ボランティアを活動に導くため、「社会参画力」を促進する授業展開を考案し、実践・評価を行った(齊藤2015)。次に、高齢層の潜在的ボランティアについては、「シニア世代と共にコミュニティを拓く」に着目して、シニアボランティアの育成に向けた研究分析の報告を行った。3「潜在的ボランティア希望者層」を生涯学習の観点から捉え直し,「自発的・生産的な生涯の構築」ができる社会の実現に向けたアクションプランや実現のためのステップを提案すること.この研究については、先行して次の2点の研究を行った。第一に、討議と協議を一体的に進める手法を用いて、社会教育計画作成におけるコラボレーション過程導入の成果とその展望を提示したこと。第二に、高度な成果を目指す生涯学習機関における企画・立案過程の提案と実践を行ったこと、である。(1)日本福祉教育・ボランティア学習学会(2015年、山口大学)にて、「『潜在ボランティア』が活動に参画する条件と環境要因」のタイトルで研究報告を行った。「潜在的ボランティア」(日本人の約4割)が,どのような条件と環境を整えれば活動に参加・参画するのか、それらの質的な要因分析を構造的に明らかにした。(2)学校教育(教員養成系大学)の視点から、次の2点の研究を行った。第一に、ボランティア経験が教育実習に及ぼす効果と期待について展望した。第二に、「課題探求能力」を高める「教育実践演習」のあり方を考える手がかりとして、学校教育で扱う「社会」と生涯学習(ボランタリー社会を含む)で扱う「社会」の相違を明示した。(3)シニアの観点から、『コーディネーター必携シニアボランティアハンドブックーシニアの力を引き出し活かす知識と技術ー』(2016年発行、大修館書店)にて、「第2章シニアボランティアの活躍」について論記した。ボランティアのニーズや実態を明示した上で、シニアにとってのボランティアの意味や活動に導く要因を提案した。(4)ボランティア・市民活動支援組織の現状とこれからを分析する手がかりとして、全国社会福祉協議会及び日本NPOセンターを対象とした全国調査(2015年実施、全国社会福祉協議会編)を行った。調査研究員の一人として調査設計及び分析を行った。主たる分析箇所は、「ボランティア・市民活動のコーディネート業務を行う専門職員の配置、運営委員会等の設置と協働の活性化」についてである。本研究の目的は、「「潜在的ボランティア」を対象に,どのような条件設定と環境を整えれば活動へ導くことが可能か,構造的に究明し,実現のためのステップを提示することである。これまで子ども、学生、高齢者等の「潜在的ボランティア層」に対する現状把握を断片的に行ってきた。また、どのような条件と環境を与えれば,「潜在的ボランティア希望者」が活動に参加・参画していくことができるのか,質的な要因分析を行ってきた。以上から、研究はおおむね順調に研究は進展しているものの、計画以上とは言えない。多くの調査によって情報収集はしたが、それらすべての分析を終え、学会報告・論文投稿に至っていない内容が多数山積している。本研究は、「潜在的ボランティア」を対象に,どのような「条件設定」と「環境」を整えれば活動へ導くことが可能なのか,構造的に究明し,実現のためのステップを提示することを目的とした。2016年度の成果は、主に次の4点である。(1)「潜在的ボランティア」のニーズの把握を目的に、政府ボランティア統計(『社会生活基本調査』及び『社会意識に関する世論調査』)の属性別分析を行った。その結果、社会貢献意識は6ー7割であり、都市部ほど高い。年齢別にみると、若年層(20代)をはじめ、リタイアが間近となる中年層(主に50代)の貢献意識は高い。しかし、高齢層は社会の期待に反して低い傾向にある。(2)シニアボランティアに関するハンドブックの作成とアクティヴ・シニアに関する国際的付けや課題提起を行った。

成果として、1ボランティアコーディネーター用として、「シニアボランティアハンドブック」の作成、2コミュニティとのかかわり中でアクティヴ・シニアのエンパワメントをめぐる国際的な位置づけと課題を提起した。(3)潜在的ボランティアを活動に導く戦略に関する独自調査を行った。調査結果に基づき、「潜在的ボランティア」を活動に導く構造化を、「人間」「地域」「社会」の観点から提示した。その成果を学会報告し、論文にも投稿中である。(4)その他の関連研究は、生活困窮者への家計相談支援を中心に事例からみる包括的生活支援のあり方を検討した。生活貧困者に対する支援策の流れとして、1生活実態の把握・家計診断、2福祉制度、3食の支援、4当事者のメンタル面の課題、5当事者家族の収入と就労、6子供の福祉、7子供の学習支援、8家計の改善の再検討、9元家族との折り合い、10近隣・地域等、循環的に支援を繰り返すことが重要です。当事者家族の支援ばかりでなく、そうした支援者(専門家及びボランティア)のエンパワメントも検討の必要もある。独自調査の分析に時間を要したが、1年間の延長願を受諾されたため、最終年である程度の研究成果は残せると思われる。本研究の目的は、「潜在的ボランティア」に着目し、どのような「条件設定」と「環境」を整えれば活動へ一歩踏み出すことが可能なのか,構造的に究明し,実現のためのステップを提示することである。「潜在的ボランティア」とは、ボランティア行動には表れていないが、何らかの活動へ参加・参画する可能性が高い層を指す。2017年度は下記、3つの研究成果がある。第一は、「潜在的ボランティア」の活動を拓く条件設定と環境づくりに関する研究である。第二は、「アクティヴ・シニア」にターゲットを絞った研究である。ここでは、シニアのエンパワメントとコミュニティとのかかわりを念頭においた検討を行った上で、高齢者の地域への参画を促す地域の体制づくりに関する調査研究を行った。第三は、「潜在的ボランティア」が育つ場として、公民館機能の再検討を行った。特に求められる公民館機能と現実の狭間の問題を扱った研究である。ここでは、研究テーマに焦点を絞った第一研究を中心に報告したい。方法は、第I調査の質問紙調査法(学生及び市民269名、2014年7月2015年10月)、第II調査の地域づくりの協議・WS(29名、2015年10月)を実施した。検討結果から、「潜在的ボランティア」は、「地域」をベースに「人間」と「社会」の両面からアプローチしていくことが有効であることが明らかとなった。第Iステップの「人間」については、「人間が生きることへの関心・受容」を表し、自分をみつめ、自分を再認識することである。第IIステップの「地域」については、「地域や土地への同化・受容」を行うことである。第IIIステップの「社会」については、「社会の受容・同化」を表し、未知なる社会を知る活動、社会に働きかける活動につなげることである。今後は、一人一人の生涯ライフのサポート体制を整備によって、新たな「潜在的ボランティア」の開拓につながるだろう。
志村多様体の数論幾何学と代数的整数論

今年度は,局所体(p進体の有限次拡大)に対して,Galois表現と一般線形群の既約表現の間の局所Langlands対応の幾何学的実現の研究を行った.局所Langlands対応は,ある種の代数体(CM体)上のユニタリ型志村多様体のエタールコホモロジーにおける大域Langlands対応(Galois表現と一般線形群の保型表現の対応)の実現との半単純化レベルでの整合性を用いて証明された(Harris-Taylor)が,最近この整合性がモノドロミー作用素まで含めて完全に証明できたためこれを論文にまとめた.この研究では,岩堀部分群に対応するレベル構造をもった志村多様体が狭義半安定還元をもつこと,またそのエタールコホモロジーの一部に関してウェイト・モノドロミー予想を解くことが用いられた.これには,井草多様体のコホモロジーへのFrobeniusおよび岩堀Hecke環の一部の作用を与える公式(本質的に大域的な結果)を用いて,半安定還元の特殊ファイバーの余次元の高い交叉のエタールコホモロジーの交代和を計算すると中間次元のみが0でないことが解り,ウェイト・スペクトル系列の一部が退化することを示す.今年度はさらに,これらのエタールコホモロジーへの岩堀Hecke環全体の作用を与える公式を求めた.これは,本質的にはHecke環の残りの部分の近接サイクル層への作用を記述しており,代数的対応に対して交叉サイクルを用いた一般的な公式を与えることで行われる.これを現在論文にまとめている.これは,Lubin-Tate空間の近接サイクル層への代数的対応の作用を記述することで局所Langlands対応の幾何学的実現を直接証明したいという筆者の研究テーマに沿うものである.また今年度は,局所類体論(局所Langlands対応の古典的な場合)の証明を相対Lubin-Tate群を用いて簡単に見通しよく行う方法を開発し論文にまとめた.今年度は,局所体(p進体の有限次拡大)に対して,Galois表現と一般線形群の既約表現の間の局所Langlands対応の幾何学的実現の研究を行った.局所Langlands対応は,ある種の代数体(CM体)上のユニタリ型志村多様体のエタールコホモロジーにおける大域Langlands対応(Galois表現と一般線形群の保型表現の対応)の実現との半単純化レベルでの整合性を用いて証明された(Harris-Taylor)が,最近この整合性がモノドロミー作用素まで含めて完全に証明できたためこれを論文にまとめた.この研究では,岩堀部分群に対応するレベル構造をもった志村多様体が狭義半安定還元をもつこと,またそのエタールコホモロジーの一部に関してウェイト・モノドロミー予想を解くことが用いられた.これには,井草多様体のコホモロジーへのFrobeniusおよび岩堀Hecke環の一部の作用を与える公式(本質的に大域的な結果)を用いて,半安定還元の特殊ファイバーの余次元の高い交叉のエタールコホモロジーの交代和を計算すると中間次元のみが0でないことが解り,ウェイト・スペクトル系列の一部が退化することを示す.今年度はさらに,これらのエタールコホモロジーへの岩堀Hecke環全体の作用を与える公式を求めた.これは,本質的にはHecke環の残りの部分の近接サイクル層への作用を記述しており,代数的対応に対して交叉サイクルを用いた一般的な公式を与えることで行われる.これを現在論文にまとめている.これは,Lubin-Tate空間の近接サイクル層への代数的対応の作用を記述することで局所Langlands対応の幾何学的実現を直接証明したいという筆者の研究テーマに沿うものである.また今年度は,局所類体論(局所Langlands対応の古典的な場合)の証明を相対Lubin-Tate群を用いて簡単に見通しよく行う方法を開発し論文にまとめた.
二形性(酵母型・菌系型変換)を制御する遺伝子群の解明

二形性酵母Candida tropicalisのエタノール添加培養において誘導される菌糸形成に特異的に発現する遺伝子群をサブトラクション法で単離した。そのうち、チロシン脱リン酸化酵素をコードするCtPP1についてその破壊株を作成した。エタノール添加培養において親株であるSU-2株(CtPP1/CtPP1)は二相性の成長曲線を示して菌糸形成を行うが、ヘテロ破壊株4-2及びホモ破壊株は単相の成長曲線を示し、菌糸形成を行わなかった。よって、MAPキナーゼカスケードが菌糸形成に必要であり、CtPP1pによって調節されていることが示唆された。Ctnmt1^+は、341アミノ酸残基からなるポリペプチドをコードしていた。分裂酵母のnmt1^+とはアミノ酸レベルで58%、パン酵母のTHI5(機能が未明)とは73%のホモロジーを示した。ノーザンハイブリダイゼーションにより菌糸形成過程のCtnmt1^+の転写量を調べた結果、第一相後期で強くなることが判明した。Ctnmt1^+の発現はチアミン添加により直ちに抑制された。第一相後期にチアミンを添加してその発現を抑制すると菌糸細胞の伸長の抑制と枝分かれの促進が見られ、この効果を伴うチアミン添加時期とCtnmt1^+が第一相後期に一過性に強発現する時期とが一致していた。以上のことから、本研究で得られた遺伝子Ctnmt1^+は、チアミンの代謝調節とともに菌糸の形態形成にも関わっていることが示された。今回新たに、抗真菌剤ケトコナゾールを増殖阻害しない低濃度で添加した培養(ケトコナゾール培養)において菌糸形成が起こることを発見した。ケトコナゾール培養も二相性の成長曲線を示した。エタノール添加培養では、イノシトールや1Mソルビトール添加によって菌糸形成が抑制される。しかしながら、ケトコナゾール培養にこれらを添加しても菌糸形成は抑制されなかった。またCtPP1破壊株のケトコナゾール培養では菌糸形成が認められた。一方、第一相後期にチアミンを添加した場合には、エタノール添加培養と同様に、菌糸細胞の伸長の抑制と枝分かれの促進が見られた。以上のことから、C.tropicalisの菌糸形成には、MAPキナーゼカスケードを経る信号伝達経路と、ケトコナゾールの関与するそれとは独立の経路とがあり、それぞれの下流ではチアミンによる菌糸伸長の抑制がはたらく共通の作用点が存在することが示唆された。酵母C.tropicalis Pk233株は、エタノール添加培養で菌糸を形成する。エタノール添加培養と無添加の酵母型培養との間での遺伝子発現の差異に基づくサブトラクション法によって、この菌糸形成に特異的な遺伝子群を単離した結果、分裂酵母nmtl^+のホモログが分離された。分裂酵母では、遺伝子nmtl^+の産物はチアミンの生合成と細胞外からのチアミンの透過などのチアミン代謝を制御していること、nmtl^+の遺伝子発現は、培地にチアミンを添加すると抑制されることが知られている。

そこで、エタノール添加培養における菌糸形成において、チアミンがどのようなはたらきをしているのかを知るため、チアミン添加による菌糸形成への影響を調べた。培養には平成10年度に申請し購入した、空冷式恒温振とう培養機を使用した。エタノール添加培養における菌糸形成過程は、酵母細胞が膨張して大型球形の細胞に変形して細胞極性が失われ、娘細胞の分離が起こらなくなる第1期と、その後菌糸が伸長する第2期に分けられる。nmtl^+ホモログの発現をノーザン解析によって調べたところ、エタノール添加培養では第1期後半から第2期前半までに発現量が高いこと、さらにチアミンを培地に添加するとnmtl^+ホモログの発現が抑制されることも判明した。チアミンの添加を第1期前半に行った場合には、菌糸形成には影響は認められなかった。しかし第1期後半から第2時前半にチアミンを添加した場合には、その後の菌糸成長に明瞭な抑制が認められ、枝分かれした短い菌糸や酵母出芽が認められた。以上の結果から、チアミンあるいはそれが細胞内でリン酸化されるチアミンリン酸が、この菌糸形成において信号調節物質として機能している可能性が示唆された。また、チアミン添加によって影響を受ける菌糸形成関連遺伝子群の存在も示唆された。二形性酵母Candida tropicalisにおけるエタノールで誘導される菌糸形成に特異的に発現する遺伝子群をサブトラクション法によってクローン化したところ、チロシン脱リン酸化酵素をコードするCtPP1と、チアミン代謝調節遺伝子nmt1^+ホモログ(Ctnmt1^+)とが単離された。CtPP1は590アミノ酸残基からなるポリペプチドをコードしていた。CtPP1のアミノ酸配列に関しては、C.albicansのCPP1及びパン酵母のMSG5それぞれと55%及び30%の相同性を示した。C末端に位置する、チロシンホスファターゼ活性部位を含むVH1 subfamily保存領域のアミノ酸配列である約140アミノ酸残基の部分に関する限りでは、それぞれ76%及び43%となり、アミノ酸配列全体での相同性よりもさらに高い相同性を示した。RT-PCRを用いてCtPP1の転写産物を検出した結果、菌糸誘導条件下(エタノール培養)における菌糸伸長時期の細胞において、CtPP1は確かに発現していることが分かった。一方、Ctnmt1^+は、341アミノ酸残基からなるポリペプチドをコードしていた。分裂酵母のnmt1^+とはアミノ酸レベルで58%、パン酵母のTHI5(機能が未明)とは73%のホモロジーを示した。ノーザンハイブリダイゼーションにより菌糸形成過程のCtnmt1^+の転写量を調べた結果、第一相後期と第二相後期の2時点で強くなることが判明した。Ctnmt1^+の発現はチアミン添加により直ちに抑制された。第一相後期にチアミンを添加してその発現を抑制すると菌糸細胞の伸長の抑制と枝分かれの促進が見られ、この効果を伴うチアミン添加時期とCtnmt1^+が第一相後期に一過性に発現する時期とが一致していた。以上のことから、本研究で得られた遺伝子Ctnmt1^+は、チアミンの代謝調節とともに菌糸の形態形成にも関わっていることが示された。二形性酵母Candida tropicalisのエタノール添加培養において誘導される菌糸形成に特異的に発現する遺伝子群のうち、チロシン脱リン酸化酵素をコードするCtPP1についてその破壊株を作成した。
大規模計算機シミュレーションによる絡み合い高分子液体の非線形ダイナミクスの研究

高分子液体の絡み合い効果によるレオロジーに関してはこれまで既に膨大な量の研究がなされており、最近の高分子物理学の成果につながった。特に平衡からのずれが小さい線形領域ではレプテーション理論が大成功を収めている。しかし絡み合い高分子系では緩和時間が著しく長いために、実験的にも変形に対する線形応答を観測することはむしろ例外である。そもそも高分子では熱的にも力学的にも極めて容易に非線形・非平衡領域に突入するのであり、我々はここに様々な基礎的問題群があると考えた。今回我々が取り上げたレオロジーの問題はその代表的な一例である。我々は単純液体や絡み合いのない短い鎖状分子からなる高分子液体に対して、低温でガラス化するに従い発現する著しい非線型レオロジーとその微視的メカニズムとの関連を明らかにした。短い鎖状分子からなる過冷却液体について大規模な分子動力学シミュレーションを行い、線形領域でストレス緩和関数G(t)が比較的短い時間においてモノマー間の斥力相互作用の存在によってstretched exponential的に振る舞うこと、長時間でようやく鎖のエントロピーが支配的になりRouse関数に漸近することなどを明確に示した。せん断変形に対する過冷却液体の過渡的応答が理論的挙動と大きく異なるのは前者の存在による。さらに個々の鎖は不規則な回転運動をしていることを予見した。絡み合いのある長い高分子の場合について、世界で初めてシミュレーションによって直接絡み合い点を可視化することに成功した。せん断下での絡み合い鎖の運動の様子をアニメーション化し、その著しい非線形レオロジーのメカニズムの理解に貢献した。本研究では取り上げることが出来なかったが、さらに先に絡み合い高分子系のガラス化の問題があり、今後の課題である。高分子液体の絡み合い効果によるレオロジーに関してはこれまで既に膨大な量の研究がなされており、最近の高分子物理学の成果につながった.特に平衡からのずれが小さい線形領域ではレプテーション理論が大成功を収めている。しかし絡み合い高分子系では緩和時間が著しく長いために,実験的にも変形に対する線形応答を観測することはむしろ例外である。そもそも高分子では熱的にも力学的にも極めて容易に非線形・非平衡領域に突入するのであり、我々はここに様々な基礎的問題群があると考える。レオロジーの問題はその代表的な一例である。高分子液体の複雑な非線形・非平衡領域のダイナミクスに関しては理論的理解が明らかに不足しており,計算機シミュレーションによる微視的物理過程への洞察が重要である。我々はGrestとKremerらによるバネビーズモデルを用いて大規模な分子動力学シミュレーションを行い,短い鎖状分子からなる過冷却液体のレオロジーを調べた。その結果,我々はすでに単純液体や絡み合いのない短い鎖状分子からなる高分子液体に対して,低温でガラス化するに従い発現する著しい非線型レオロジーとその微視的メカニズムとの関連を明らかにした。今年度はより大規模な数値計算により、絡み合いがあるような長い鎖状分子系(モノマー数100)の非線形・非平衡状態における動的性質の解明を研究対象とした。その結果平衡状態においては絡み合い点の可視化に初めて成功し、さらにせん断流下においてそこが実際の絡み合い点に成長する様子も可視化することに成功した。絡み合い高分子溶液の著しい非線形レオロジー、変形による絡み合い点の消滅によることも確かめられた。成果の公表は準備中である。これらの研究成果をより定量的に信頼性に高いものにするには、今後さらに長い高分子鎖からなる系を扱う必要がある。工学的応用の重要性から、高分子液体のレオロジーに関してはこれまで既に膨大な量の研究がなされている。特に単純分子にはない高分子特有の鎖の間の絡み合い効果の理解が最近の高分子物理学の発展につながった。一方で過冷却・ガラス状高分子のレオロジーはたとえ絡み合いがない場合でも粘弾性の効果と変形にたいする非線形効果が著しい。しかし基本的な現象の整理すらほとんどなされておらず、微視的レベルでのメカニズムの理解が必要とされている。