hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋細胞における筋および細胞骨格蛋白質の発生分化と構造形成

ビオチン標識したアクチンを培養ニワトリ心筋細胞に微量注入し,一定時間後にコロイド金を用いた免疫電顕法により標識したアクチンを可視化し,筋原線維形成過程におけるアクチンの動態をとらえた。(1)ビオチン化アクチンは,注入2分以後筋原線維の末端部に取り込まれた。これはこの部位で活発な代謝と再構築が起こっていることを示唆している像と考えられた。(2)14分以後,筋原線維末端の延長線上にアクチンが配列しているのがみえた。すなわちこの部位の筋細胞膜内面にはアクチンのモノマ-を集合させる機構があり,ここでモノマ-が重合して筋原線維が伸長すると考えられた。(3)筋原線維の近位部では,注入45分以後にA帯に沿った筋原線維の周辺部分に標識されたアクチンの取り込みがみえ,ミオシンフィラメントの存在下にアクチンの重合が起こっていることが考えられた。また標識された遊離アクチンフィラメントが筋原線維に接近している像がみえた。これらは筋原線維の直径の増加に関与している像と思われた。(4)筋原線維の芯には,注入1時間以後にも取り込みがなく,これはこの部位における遅い代謝回転を示唆しているものと考えられた。ニワトリの心筋と骨格筋における収縮調節蛋白質トロポニンCの遺伝子発現について,蛍光抗体,Northern blot,S1 nuclease protection assay法により調べた。胚においては心筋も骨格筋も,心筋型と骨格筋型のmRNAおよび蛋白質を発現していた。成熟すると,心筋は心筋型のみのmRNAと蛋白質を発現していたが,骨格筋では骨格筋型のmRNAと蛋白質を発現するほか,心筋型のmRNAを発現していた。すなわち,胚および成体においては通常,遺伝子発現は転写レベルでの調節を受けているが,親の骨格筋における心筋型(胚子型)トロポニンCの遺伝子発現は転写後の調節を受けていることが明かとなった。1.筋原線維形成と筋巨大蛋白質(コネクチンとネブリン)との関係:ニワトリ胚の心筋と骨格筋と培養細胞を用い、筋原線維形成過程におけるコネクチンとネブリンの発生を蛍光抗体法で観察した。(1)I-Z-Iを構成する蛋白質(α-アクチニン、アクチン、トロポニンI)に対する抗体に反応する横紋をもたない細線維はまず抗ネブリンと、その後抗コネクチンと抗ミオシンに反応するようになった。このことから、ネブリンとコネクチンは初期のI-Z-Iの形成には必要ないと考えられた。(2)ネブリンの周期的な配列(シングレット)は時間的・位置的にα-アクチニンと一致して現れ、コネクチンの出現(ダブレット)はミオシン(A帯)と同調していた。すなわちネブリンはI-Z-Iに組み込まれた後にα-アクチニンと密接に関係して発生すること、またコネクチンはミオシンと共に発生し、ミオシンとZ線との結合に何らかの役割を果たしていることが考えられた。(3)ネブリンの縞はZ線と一致した一本線(シングレット)に見えたが、発生が進につれZ線の両側に並ぶ2本線(ダブレット)となった。このように、ネブリンの発生は他の蛋白質よりも遅いので、ネブリンは筋原線維の骨組みを作らないと考えられた。2.筋原線維形成と細胞小器官:(1)培養ニワトリ胚骨格筋細胞およびラットの伸展した中間広筋を凍結割断ディープエッチ法および高圧電顕法で観察した。横細管系は筋細胞膜の数珠状の落ち込みより形成されること、筋小胞体は筋原線維および横細管系の周期的配列に先行して形成されることを見出した。(2)急速凍結置換法によりニワトリ胚心筋を電顕で観察し、細胞間接着の微細構造を従来の化学固定法によるよりも明瞭に観察することができた。
初修フランス語教育のためのeポートフォリオ連動型学習支援デジタル教材の開発

本研究の目的は、初修フランス語教育を支援する「ポートフォリオ連動型デジタル教材」の開発である。授業者と学習者の双方における使用を想定し、授業と自主学習で効果が見込めるデジタル教材の開発を目指した。その結果、学習コンテンツの充実、eポートフォリオの改良、これらを補助する各種機能の拡張を成し遂げた。本成果は学会等で公表し、デジタル教材として随時アップデートしつつ、Web上で公開している。現在、本研究成果を発展させ、デジタル教材と一体化した「デジタル教科書」の制作を試みている。本研究の目的は、先行研究の第二言語教育(初修フランス語教育)のための語学学習支援システム(eポートフォリオを搭載したデジタル教材)を発展させ、多様な使い手のニーズに対応した「フランス語文法基礎完成」を支援する汎用性の高いデジタル教材を実現化することである。平成26年度は、研究実施計画に沿って以下のように研究を遂行した。1.フランス各地での取材調査実施:歴史や多彩な文化事項等の涵養と語学学習の一体化を成すデジタル教材開発のため、平成26年8月11日9月2日の期間に渡仏し、教材に必要なデータを取得した。デジタル教材は主に「世界遺産」をテーマとする12課構成で、各課の設定に基づき、フランス各地で取材を実施した。本研究課題の要とも言えるデータ収集を計画通り行えたことは研究遂行において重要な課題をまず成し得たと認識している。2.学習コンテンツの制作:文法応用範囲を12課構成で整理し、語彙と表現に関するリスト化等を行った。これに基づき、継続して文法練習問題の内容を固めて行く予定である。また、現地取材調査により取得したデータを「資料」と「写真と動画」のコンテンツ用に精査し、平成27年度に予定していた教材化のためのデータ処理を先行して開始した。当初の想定通り、作業工程に多大な時間を要するため、アルバイトを要請しながら対応した。今後も引き続き制作を行っていく。3.「ロールプレイング型演習教材」の開発:教材の状況設定、状況設定呈示のための現地画像等選定、対話表現案、対話の回答選択と枝分かれストーリーの検討、習熟度レベルから選択できる「聞き取り」と「スクリプト表示」の2段階設問設定等、教材のアウトラインを確定した。また、eポートフォリオにも達成度が記録される仕組みとし、フランス語実践力養成の意義から反復学習も視野に入れ、継続して研究開発を行っていく。本研究の目的から平成27年度は以下のように研究を遂行した。1.フランス各地での追加取材調査の実施:歴史や多彩な文化事項等の涵養と語学学習の一体化の実現を目指したデジタル教材開発のため、平成27年8月13日8月25日の期間に渡仏した。前年度も現地取材を実施し、当初の計画通りにデータを取得できたのだが、実際に教材化を図ったところ、データ追加の必要性が明らかとなった。本研究課題の要とも言える「世界遺産」等に纏わるデータ収集を完了できたことは、今後の研究遂行において望ましい結果を得たと見なしている。2.平成27年度実施したフランス現地取材調査で取得したデータを「資料」と「写真と動画」のコンテンツ用に整理した。平成28年度の教材化実現に向けてデータ処理を行ったが、当初の想定通り作業工程に多大な時間を要するため、今後も継続して対応していく。3.教材内容の精査:文法応用範囲を12課構成に整理し、各課の文法学習に絡めて世界遺産関係の文化事項の割り当てと内容精査を行った。さらに、「フランス語文法基礎完成」に対応する教材では、「講読」部分の学習も強化することとし、文化的学習に繋がる講読問題のあり方を検討した。その結果、概ね教材内容の基盤を固めることができた。これに加え、文法練習問題の内容整理も継続して行っていく。4.「演習用教材」の検討と開発:デジタル教材内における「文法」・「語彙・表現」と「文化事項」の学習が繋がりを成すよう図った。本研究課題の目的であるフランス語文法の基礎を網羅した汎用性の高いフランス語学習支援デジタル教材の開発においては、先行研究における開発過程の経験を踏まえて研究計画を立案している。平成27年度は、「学習コンテンツ」のための文法事項の確認、文法練習問題の想定、語彙と表現の枠組み、動詞活用の提示の仕方等をほぼ確定することができた。また、フランス各地での追加取材調査を実施したことから、教材実現化のためのデータ収集を完了させることができた。今後の研究遂行において望ましい状況にあると見なしている。前年度に引き続き、フランス現地にて取得したデータは、「資料」と「写真と動画」のコンテンツ用に編纂し、演習教材でも活用できるよう分類と精査を行った。当初の想定通り作業工程に多大な時間を要するため、各コンテンツ等に対応させたデータ処理を今後も継続して行う。さらに、「フランス語文法基礎完成」のデジタル教材完成に向けて、文法学習と文化等の学びが繋がりを成すよう教材の構成案を確定し、概ね教材内容の基盤を固めることができた。今後の文法練習問題のコンテンツ内容確定にも繋げていけるものと考えている。eポートフォリオのあり方についても学習サイクルとの連関、各課テストとの連動、「演習教材」との兼ね合いなど、教材制作と同時進行で検討している。試作と運用から課題を明確化し、改善を図る。

「演習用教材」の検討と開発では、デジタル教材内における「文法」・「語彙・表現」と「文化事項」の学習が関連するよう図るなど、現在までの達成度としては、おおむね順調に進展していると思われる。平成28年度は、フランス語文法(応用)を効果的に学べるよう、デジタル教材の「学習コンテンツ:文法練習問題」について内容精査から試作を重ねた。具体的には、練習問題の効果的な提示、練習問題の段階的レベル設定、他のコンテンツと有機的に繋がる学習内容に関する改善等を行った。また、「学習コンテンツ:動詞練習問題」では、フランス語文法(応用)の学習支援に合致したコンテンツの充実を図った。応用レベルで求められる「フランス語を正確に書く」という学習において、デジタル教材であっても簡易に書く練習ができるよう、入力方法を改善した。さらに、各「学習コンテンツ」が有機的に関連して学習効果が上がるよう、それぞれの内容について見直しを行った。「デジタル教材」に必要なフランス語音声については、ネイティブスピーカーの協力を得て音声面の充実を図った。語学教育教材制作会議を開き(2回)、研究協力者(フランス語担当教員3人)の協力を得て、教材内容の精査を行った。授業実践においてデジタル教材の検証を行い、アンケート調査も実施した。本研究課題は、概ね計画通りに遂行し、本課題に取り組む中で「デジタル教科書」の設計と開発という発展的課題にも着手するに至った。「デジタル教科書」を「デジタル教材」との連動で開発し、多様な学習活動を可能にする教育ツールの実現化を目指した。「デジタル教科書とデジタル教材」の関連で精察を行うことは、本研究課題の目的と一致する探究であり、研究期間延長の申請を行うに至った。本研究は概ね計画通りに遂行され,「デジタル教材」は最終精査段階にある.本デジタル教材の設計では,主に「紙教材」と「デジタル教材」の双方のメリットを取り入れた学び易さ,授業内外での実際的な使用,eポートフォリオのあり方等に留意した.特に,学習者自身が学習過程を反芻しつつ教科書や学習コンテンツを用いて能動的に学べる教材を目指し,その要となるeポートフォリオの形態を具体化するに至った。すでに完成段階にある「デジタル教材」は,授業の内外で学習者と教員の双方をサポートし,eポートフォリオ機能を活用した学習者間における学びの共有も可能である.先進的機能を駆使した学習教材としての質を保ちつつ,さらに向上させて機能拡張を図り,多様な使い手のニーズに対応した教材の実現化を目指したい.また、本研究課題に取り組む中で設計と開発に至った「デジタル教科書」について、「デジタル教材」との繋がりを明確にして具体化を進める。本研究の目的は先行研究の第二言語教育(初修フランス語教育)のための語学学習支援システム「デジタル教材(eポートフォリオ搭載)」を発展させ、多様な使い手のニーズに対応した「フランス語文法基礎完成」を支援する汎用性の高い「デジタル教材」を実現化することである。本研究を進める中で、平成28年度には研究課題を拡大させ、“授業改善"および“学びの質的向上"を視野に入れた「デジタル教科書(教員版)」の試作に至った。
生態膜機能性ガングリオシドアナログの合成研究

ガングリオシドの生理機能解明に重要と考えられる任意の種類と長さの炭素鎖を有するセラミドを導入し得る一般性の高いガングリオシドアナログ合成法の開発研究を行なっている。平成6年度は、GM_3から派生するポリシアロ化された生体膜機能性ガングリオシドを系統的に効率よく合成でき、種々の類縁体合成に適用できる合成法を開発するために、高い選択性を有し高収率なシアリル化法の開発を検討した。現在までに、以下に示す結果を得ている。1、シアル酸から誘導されるチオフェニルグリコシドをシアリルドナーとして用い、種々の親硫性反応剤との反応性を検討した。その結果、チオフェニルグリコシドと種々のアルコールを、活性化剤としてMeSOTfを作用させると、高収率でα選択的にシアリル化が進行することが判明した。また、上記の反応を用いてガングリオシド類の共通構造α-N-アセチルノイラミル-(2→3)-ラクトースの合成を行なった。2、つぎに、ガングリオシドGM_3の効率的合成法の確立を検討した。D-エリスローC18-スフィンゴシンに、EEDQを用いてステアリン酸を縮合し、さらにTBDMS化してセラミド誘導体に誘導した。さらに、シアリル-α-(2→3)ラクトース誘導体から合成したイミデ-ト体反応させ目的のGM_3を好収率で得た。
Er:YAGレーザーによるブラケット接着のためのレーザーエッチング法に関する研究

Er:YAGレーザーによるレーザーエッチングを各種行い、従来からの酸エッチング法と比較した。エッチング条件は40msec,50msec,60msecのレーザーエッチングのみ、50msecのレーザーエッチング後酸エッチングしたもの、酸エッチング後50msecのレーザーエッチングしたもの、そしてコントロールとして酸エッチングしたものの6条件である。各エッチング後、ステンレススチールブラケットを便宜抜去された小臼歯に接着し、37°Cの水中に24時間浸漬した後、接着力の確認のため圧縮剪断試験を行った。また、抜去歯に同一条件でレーザー照射し、髄腔内の温度測定も行った。その結果、コントロールの酸エッチングと比較し、40msecレーザーエッチングのみによる接着が1%の危険率で有意に小さな値を示したが、他のエッチング条件では有意差はなく約15kgfを示した。髄腔内温度測定では、冷却水と冷却用空気による霧状水を、照射用チップ先端からレーザー光と同時に噴霧した場合、各出力ともわずか約1°Cの髄腔内温度上昇であった。本実験結果より、Er:YAGレーザーによるレーザーエッチング法は、レーザー単一でも酸エッチングを併用しても、現在行われている酸エッチング法と同等の接着力を有することが確認され、髄腔内は極めて低い上昇温度であったことから、確実でしかも歯髄に対して安全性の高いエッチング法であることが推察された。
数学的活動を取り入れた高大連携数学教材の開発と教員養成

近年特に重視されている数学的活動を高大連携の数学教材に取り入れ発展させることを出発点として、高校での数学的活動について数学教育学と数学の両面から考察した。数学的活動としては、数学の実用的価値に重点をおいた応用指向の数学が考えられることが多い。しかし、数学の内容や考察そのものを面白いと思わせるような、主体的・能動的な考察活動を促す「構造指向の数学的活動」を考えることはできないか。本研究では、そのような活動の枠組みを提案する。これは数学者の研究活動の縮図として設計されている。また、実践にむけた教材例を開発し、実践のなかでその効果や意義を検証した。昨年度は高大連携の在り方に力点をおいたが、本年度は高校における数学的活動の意義や内容について考察を進めた。広く知られているように、現在の算数・数学に係る学習指導要領では、算数・数学的活動はひとつの重要キーワードであり、特に高校では数学的活動を重視した内容として「課題学習」を「数学I」、「数学A」で必ず行うとこととされていて、教育現場ではこれへの対応を迫られている。実際に行われている数学的活動や従来行われている研究内容を見ると、数学的活動を現実的な事象への活用の場として捉える見方が強いように感じられる。ヴィットマンは、「「応用指向」と「構造指向」の2つの相補的側面をもつ「パターンの科学」として数学をとらえる」と述べており、両側面のバランスの重要性を述べているが、確かにこれまで応用指向的な数学の方法への注力が十分でなかったことは否めないし、この点に数学的活動を積極的に用いていくことも大いに意味があると思う。しかし一方で、ヴィットマンの述べるように、構造指向の数学もまた応用指向の数学と同等に強調されなければならない。そして、バランスを保つための構造指向の強調とは、単に従来の構造指向型授業をもっと推し進めるということではないはずである。本年度の研究では、数学的活動を構造指向の数学的文脈のなかで用い、その中で、単なる活動としての楽しさではなく、また、数学の有用性に訴えるのでもなく、そこから数学的な考察活動そのものの楽しさを味わうことを重視した授業の開発を目指した。特に、そのような授業における数学的活動を「構造指向の数学的活動」として捉え、その活動の枠組み=サイクルモデルを構築し、そのモデルに沿った教材例を開発した。さらに、そのような教材例を用いた実践を通して、教材開発の意図に沿った反応・効果がみられるか、を検証した。本研究では、数学に関する高大連携の取り組みも視野にいれながら、数学的活動を学習への生徒の内発的動機づけを高めるための重要な手立てと捉え、教材開発・授業開発を行ってきた。平成23年度は、高大連携の在り方に力点をおいた。数学的活動の教材開発については、高校側にはニーズ、教員養成系大学側には果たすべき役割があり、あるべき高大連携の中心的テーマとなることを指摘した。平成24年度は、高校における数学的活動の意義や内容についての考察を進めた。ヴィットマンのいう「応用指向」と「構造指向」という2側面で数学をとらえるとき、これまでの我が国の数学教育が構造指向に傾いていたことも否めがないが、数学的活動を、実用性を重視した応用指向にばかり傾けるのではなく、数学に対する内発的動機づけを喚起するような構造指向の数学的活動をも展開すべきではないか、という考えに立ち、そのような教材・授業を開発することを提案してきた。そして、そのための活動の枠組み=サイクルモデルを構築し、そのモデルに沿った教材例を開発した。平成25年度は、そのような構造指向の数学的活動のモデルに沿って行った実際の授業実践について、生徒の反応および効果について検証した。また、学習動機の観点から、数学的活動に、学習者と数学の乖離の改善という意義を持たせるならば、活動場面において数学的な題材に対する学習者の取り組み方が重要になってくる。そのような学習者の数学への対峙の仕方自体を扱う理論として、フランスを期限とする数学教授学における教授学的状況理論がある。本年度は、教授学的状況理論の視点も用いながら、本研究で提案した構造指向の数学的活動モデルに基づいた授業実践を考察し、学習者の数学に対する取り組み方の改善という機能について検討した。理数系の内容についての高大連携事業は現在ますます数多く展開されているようであるが、実際には大学のリソースへの丸投げ状態の事業であることも多いと指摘されている。大学数学への展望を鑑みつつ、生徒の普段の数学学習への理解・関心への効果を高めるためにはどうすればいいか。そのような高大接続のギャップを埋めるような実りある高大連携事業とするためには、単に大学側から博物的に研究に関わる数学を展示するのではなく、高校の教育現場と大学の研究者が共通の課題意識をもって事業を展開していく必要があろう。本研究では、そのような課題の一つとして、数学的活動に関わる教材開発に注目した。

ここでは、数学的活動を学習への生徒の内発的動機付けを高めるための重要な手立てと捉え、その効果的な活用を考察し、数学的活動を取り入れた高大連携のための教材開発を行う。特に動機付けの観点から考えて、未知なる活動への単純な興味・関心のレベルから、活動内容の考察への意欲・進んで考察する態度へと引き上げていくための効果的な方法について、仮説的に教材開発の枠組みを考察した。また、本年度までに、実際に開発してきた数学的活動を取り入れた高大連携数学教材およびその実践について、事後アンケートをもとに仮説の検証・考察をおこなった。研究当初の目的どおり、生徒の学習に対する内発的動機付けを高めつつ、「数学的な面白さ」を兼ね備えた、数学の体系上でも意義のある題材開発を、理論的にも実践的にも進めており、おおむね順調に進展していると考える。当初の計画どおり、高大連携数学教材の開発と検証を行っており、おおむね順調に進んでいる。高校における構造指向の数学的活動として、これまで多面体に関する教材を開発してきたが、数学的活動に関わる、より多様な教材を開発していく予定である。また、高校でのカリキュラムと大学以後の数学の体系とを俯瞰し、高大接続のギャップについても考察したい。さらに、これまで考察してきた教材開発の視点をもとに、そのような教材開発ができる人材の育成、つまり教員養成にも還元することを目指したい。今後も数学的活動を活用した教材開発についてその理論的な考察を進め、同時にその理論的な枠組みに基づき、より多くの高大連携数学教材を開発し、理論の検証を深めていく。同時に、高校でのカリキュラムと大学以後の数学の体系とを俯瞰し、高大接続のギャップについて考察したい。24年度の研究費のうち、次年度使用額として5万円程度を25年度で使用することになっているが、これは、24年度末に研究打ち合わせを行い、その予算執行が3月末までに間に合わなかったためであり、実際に未使用の繰り越し額があるわけではない。なお、25年度は、これまでの考察した理論をもとに、題材開発が中心となるが、そのなかで教具の開発経費も予算として必要になることも予想している。本年度は初年度だったこともあって、研究成果の発表が少なくなってしまったが、次年度は積極的に成果発表を行いたい。そのための旅費および、教材開発のための物品費も計画している。
皮膚微小循環での血栓形成における白血球の関与について

我々は微小循環における血栓形成過程について実験を行ってきた。その結果、皮膚微小循環では細動脈では血小板血栓が見られるが、細静脈では白血球が血栓に関与していると考えられた。活性酸素抑制効果のある鉄キレート剤desfferioxamineやCD-18,抗L-selectin抗体を投与して白血球への影響を観察した。最後に家兎の糖尿病モデルを作成し、白血球の血管への影響も観察した。家兎耳介遠位部にREC(rabbit ear chamber)を装着し、chamber内に完成した微小血管網で実験を行った。生体顕微鏡内に取り付けた水銀灯からの光を500-600nmの励起光に変換し、この励起光とfluororescein sodiumを作用させることで細動脈と細静脈に血栓を作成した。細動脈での血栓形成は血小板が主な成分になっていた。それに対して細静脈では白血球の血管壁への粘着がまず見られ、その上に血小板・赤血球と白血球が積み重なり血栓を形成していく像が観察され、細静脈での血栓形成および以後の組織障害に対する白血球の役割が強いことが示唆された。Desfferioxamineが量依存的に細動脈・細静脈の血栓形成時間を延長したことから、hydroxyl radicalが血栓形成に関与していると考えられた。CD-18,抗L-selectin抗体で白血球の接着を抑制した実験では、白血球の関与が高い細静脈系で血栓形成時間が延長する傾向が見られている。アロキサンの投与で作成した家兎の糖尿病モデルでは細静脈に白血球の粘着が増加している像が観察された。またアセチルコリン、L-アルギニン、ニトロプルシッドの投与前後で血管茎を測定することにより、微小血管の血管内皮細胞由来の拡張機能障害が示唆された。本年度は皮膚微小循環における血栓形成過程で活性酸素とくにhydroxyl radicalの関与を検討した。DFXが量依存的に細動脈・細静脈の血栓形成時間を延長したことから、hydroxyl radicalが血栓作成に関与していると考えられた。細動脈においては、血栓の主な成分は血小板であった。また細静脈においては、まず白血球が付着し、しだいに血小板、赤血球が堆積して血栓を形成し、血流停止に至った。皮膚微小循環においては細動静脈の両者でhydroxyl radicalによる関与が示唆された。今後さらに細静脈の血栓に見られる白血球の関与について解析を進めていきたい。本年度はCD-18,抗L-selectin抗体を投与して白血球への影響を観察した。

それに対して細静脈では白血球の血管壁への粘着がまず見られ、その上に血小板・赤血球と白血球が積み重なり血栓を形成していく像が観察され、細静脈での血栓形成および以後の組織障害に対する白血球の役割が強いことが示唆された。この動静脈での血栓形成の違いは血管壁の障害に対する反応の違いか、あるいは血流速度の違いによるものと考えられたが詳細は不明である。CD-18,抗L-selectin抗体で白血球の接着を抑制した実験では、白血球の関与が高い細静脈系で血栓形成時間が延長する傾向が見られている。アロキサンの投与で作成した家兎の糖尿病モデルでは細静脈に白血球の粘着が増加している像が観察された。またアセチルコリン、L-アルギニン、ニトロプルシッドの投与前後で血管茎を測定することにより、微小血管の血管内皮細胞由来の拡張機能障害が示唆された。
アレスチンの受容体選択性と自己会合

アレスチンはリン酸化したG蛋白質共役型受容体(GPCR)に結合し、その活性を停止させる調節蛋白質である。アレスチンにはいくつかのサブタイプが知られているが、受容体との結合に関与するアミノ酸残基や立体構造の単純な比較からその違いを説明することはできていない。そこで本研究では、アレスチンの自己会合性の違いと機能の違いが関連するのかを検証することを目的とする。アレスチンとロドプシンが結合するには、ロドプシンがリン酸化していることと光活性化していることの両方が必要であるが、アレスチンのC末端部が欠落したスプライスバリアントであるp44では、そのいずれか一方で結合するといわれている。暗順応状態の桿体細胞では、全長アレスチンは内節部に移動していると考えられており、暗順応状態ではp44が主に機能していると考えられている。そこで2018年度は、ロドプシンとp44の相互作用をX線溶液散乱法で定量的に解析し、全長アレスチンとの違いを検討した。p44の自己会合の正確な解析はアグリゲーションのために困難であったが、アグリゲーションの影響を受けにくい高角側の散乱パターンを比較したところ、濃度依存的に4量体に特徴的な散乱パターンが観測された。また、従来の研究では、p44は光活性化した非リン酸化ロドプシンにも結合すると報告されていたが、今回の解析ではその結合は非常に弱いと考えられた。一方、ロドプシンがリン酸化していれば、光活性化しなくてもp44と結合することが示された。リン酸化した暗状態ロドプシンとp44の複合体を光照射すると、慣性半径の有意な減少が見られた。これは、不安定なプレカップル状態から強固な結合状態への移行が実験的に観測されたものと考えられた。今後は、この測定系を錐体型アレスチンやβアレスチンにも拡張することで、多様化したアレスチンの機能の違いを考察できると期待される。アレスチンのサブタイプによって受容体選択性やリン酸基特異性に大きな違いがあるが、受容体との結合に関与するアミノ酸残基や立体構造にサブタイプ間で大きな違いはなく、これらの単純な比較から選択性の違いを説明することはできていない。そこで本研究では、アレスチンの自己会合性がサブタイプ間で異なることに着目し、選択性の違いが自己会合性の違いに起因するのかを検証することを目的とする。アレスチンの多量体形成が選択性に寄与すると仮定すると、その原因は多量体中でフィンガーループやC末端部結合部位などの結合インターフェイスが、隣接するプロトマーによって遮蔽されているためであると予測される。そのため、多量体の4次構造を決定し、そのインターフェイスを明らかにすることは、GPCRとの相互作用メカニズムを明らかにするために重要である。そこで28年度は、溶液試料を用いて蛋白質の会合を直接観測することができるX線溶液散乱法を用いて、桿体アレスチンの自己会合について詳細に検討した。従来の研究では、構造情報を含まない最小角側(ギニエ領域)の解析から見かけの分子量を見積もり、会合数について検討していたが、今回はギニエ領域よりも広い散乱角の散乱データを用いて、プロトマー配置を検討することを試みた。また、アレスチンの活性化と自己会合性の関連を解析するため、構成的活性をもつ桿体アレスチンのスプライスバリアントであるp44を、大腸菌を用いて調製することを試みた。交付申請書では、ギニエ領域よりも高角側のX線散乱を精度よく測定し、構造情報を得ることを計画していた。SPring-8で実験を行い、ほぼ計画通りの実験データを得ることができた。得られたデータを平衡式にもとづいた特異値分解法を用いることで、純粋な多量体の散乱パターンを得ることを試みたが、アレスチンのアグリゲーションによる散乱のため、小角側のデータを用いることができなかった。次年度では高角側のデータから構造情報を抽出する解析法を検討する予定である。アレスチンは通常、受容体のリン酸化したC末端部と結合することで活性化(受容体との結合部位が露出)し、受容体と強固に結合する。アレスチンのC末端部が欠損したスプライスバリアントであるp44は、リン酸化したC末端部が結合しなくても活性化していることが知られている。そのため、その会合状態を調べることで、受容体結合能と自己会合性の関連を解析することができると期待される。そこで28年度には大腸菌を用いたp44の発現/精製系を確立し、X線散乱実験によって自己会合状態を解析することを試みたが、アグリゲーションが大きかったため、定量的な解析によって会合数などを求めることは困難であった。

そこで29年度には、アグリゲーションの影響を受けにくい高角側のデータから情報を抽出することを試みた。また、明るい光環境で機能する錐体のアレスチンの反応を解析するため、ウシ錐体アレスチンを大腸菌で調製することを試みた。p44の自己会合をX線散乱解析しようとしたが、アグリゲーションによる散乱のため、小角側のデータを用いた定量的な解析は困難であった。そこで、高角側のデータから構造情報を抽出することを試みたところ、全長アレスチンと同様の4量体を形成していることが示唆された。一方、ウシ由来の錐体アレスチンを大腸菌の発現系を用いて調製することを試みたが、桿体アレスチンやp44と同じ条件では解析に十分な量を得ることができなかった。これは錐体アレスチンが変性して不溶性となり、水溶性蛋白質として回収できなかったためであると考えられた。一般に、水溶性蛋白質が不溶性画分に含まれるのは、大腸菌の中でのフォールディングが追いついていないことが原因であると考えられる。そこで、培養温度を下げることで蛋白質合成を遅くしたところ、収量の大幅な増加が見られた。アレスチンはリン酸化したG蛋白質共役型受容体(GPCR)に結合し、その活性を停止させる調節蛋白質である。アレスチンにはいくつかのサブタイプが知られているが、受容体との結合に関与するアミノ酸残基や立体構造の単純な比較からその違いを説明することはできていない。そこで本研究では、アレスチンの自己会合性の違いと機能の違いが関連するのかを検証することを目的とする。アレスチンとロドプシンが結合するには、ロドプシンがリン酸化していることと光活性化していることの両方が必要であるが、アレスチンのC末端部が欠落したスプライスバリアントであるp44では、そのいずれか一方で結合するといわれている。暗順応状態の桿体細胞では、全長アレスチンは内節部に移動していると考えられており、暗順応状態ではp44が主に機能していると考えられている。そこで2018年度は、ロドプシンとp44の相互作用をX線溶液散乱法で定量的に解析し、全長アレスチンとの違いを検討した。p44の自己会合の正確な解析はアグリゲーションのために困難であったが、アグリゲーションの影響を受けにくい高角側の散乱パターンを比較したところ、濃度依存的に4量体に特徴的な散乱パターンが観測された。また、従来の研究では、p44は光活性化した非リン酸化ロドプシンにも結合すると報告されていたが、今回の解析ではその結合は非常に弱いと考えられた。一方、ロドプシンがリン酸化していれば、光活性化しなくてもp44と結合することが示された。リン酸化した暗状態ロドプシンとp44の複合体を光照射すると、慣性半径の有意な減少が見られた。これは、不安定なプレカップル状態から強固な結合状態への移行が実験的に観測されたものと考えられた。今後は、この測定系を錐体型アレスチンやβアレスチンにも拡張することで、多様化したアレスチンの機能の違いを考察できると期待される。アレスチンはロドプシンのリン酸化したC末端部と結合することで構造変化し、フィンガーループが露出する。そのため、プレカップル複合体でアレスチンの構造変化が起こるかどうかについても選択性がある可能性がある。従来の小角X線散乱測定では、複合体全体としてX線散乱を解析しているため、アレスチン分子の構造変化は検出することが困難であると思われる。そこで、29年度にはフーリエ変換赤外分光法を用いることを計画している。
排斥・共生主義の超克：移民社会における教育政策目標の複層化と市民対立構造の転換

本研究は「移民の社会への融和」問題に焦点をあてるのではなく、むしろ逆のアプローチから問題提起を行う。「市民側の移民・外国人への融和」を阻んでいる要因を検証するとともに、あくまでも都市の受け入れ側、そして新たに到着した移民や外国人に求められる相互関係から生まれる市民育成に必要な支援を自治体がどのように先進的に取り組んでいるかを描きだすことを目的にしている。本研究では、国際金融都市であるニューヨークとフランクフルトを主たる分析対象として、出身国、民族、宗教、職業、所得階層などを指標に、複層化した市民社会の住民構成の実態と移民コミュニティとの相互依存関係の実像を浮き彫りにする。2010年10月3日、東西ドイツ統一20周年記念式典でヴルフ連邦大統領は「多様性を尊重し、共生を進めよう」と演説し、多文化共存の促進を国民に求めた。この発言に反発するかのように、保守キリスト教社会同盟党首ゼーホーファーは「多文化主義は死んだ」と発言し、移民は「ドイツの主導文化」を尊重するよう主張した。他方、ニューヨークではグラウンド・ゼロに隣接した場所に建設予定のモスクをめぐり、信教の自由か911の記憶かという議論が起こり、世論が紛糾している。いずれの場合も「多文化共存」か「異質なものの排斥」か、という社会の二者択一化が進んでいる。もはや「対立か共生か」の二元論ではすまされない。この問題に直面するのは都市に生きるすべての住民たちである。彼らはこの事実になにを考え、どう行動しようとしているのか。グローバルシティ=移民社会はこの後どう転換していくのかを探る必要がある。平成22年度は、夏・春の二回に分けて研究代表者、分担者の其々の調査対象地区は、ニューヨーク市とフランクフルト市である。この2つの都市を中心にフィールドワークを実施し、国内で入手しにくい第一次、二次資料を収集した。また、移民政策に関わっている非営利団体、自治体、研究者、学校教育現場関係者などへの聞き取り調査も実施した。残りの3年間も調査研究プロジェクトの過程で一貫して次の視点と手法を展開する:(1)住民構成のデータ収集と分析;(2)新規移住者、移民を対象にした官・民による教育事業の視察と資料収集;(3)移民コミュニティ支援団体、関係組織、関係者への聞き取り調査:(4)国家政策の歴史からみた調査対象都市の特性分析。平成23年度も引き続き、主にフランクフルトとニューヨークを調査対象地区とし、それぞれの移民社会における教育政策目標の複層化と市民対立構造の転換を分析するために、次の視点と手法を展開した。(1)住民構成のデータ収集と分析(2)新規移住者、移民を対象にした官・民による教育事業の視察と資料収集(3)移民コミュニティ支援団体、関係組織、関係者への聞き取り調査、(4)国家政策の歴史からみた調査対象都市の特性分析。その他、具体的な調査は以下のとおり実施した。第一次調査都市[米国、ニューヨーク夏期調査]:ニューヨーク市役所・市長部局内新規移民を対象とした教育プログラム(We Are New York、通称WANY)のプログラムディレクターへの聞き取り調査と資料収集。ニューヨーク市立大学が実施している市民権獲得支援政策の資料収集とフィールドワークを実施した。[ドイツ、フランクフルト夏期調査]労働移民導入に関する文献調査と資料収集、そして移民の統合政策に関するフィールドワークを実施した。訪問先:ドイツ連邦外務省政治史料室。聞き取り調査:ヘッセン州外国人評議会連合事務局関係者など。[ドイツ、フランクフルト春期調査]移民史の研究に関する最新動向を調査し、ベルリン国立図書館で史料取集。日本国内では入手できない資料を入手できたことが、今後の研究に大きく資するといえよう。第二次調査都市平成23年度に研究代表者はドイツのハンブルグ移民博物館、ブレーマーハフェン移民博物館を視察し資料を収集した。分担者は既に22年度にこれら二つの博物館を視察しているので情報の共有と意見交換を行うためにも意義があると考える。また分担者はベルリンのクロイツバーグ区にある移民博物館も視察しているのでドイツ首都との比較を行うこができた。研究実績の概要2013年度は本研究の最終年度となる。2010年2012年の三年間は、それぞれの調査対象地区である米国ニューヨーク市とドイツランクフルト市での現地調査、基礎データーの文献収集、自治体関係者への聞き取り調査を実施してきた。最終年度は、これまで収集してきた調査対象都市のデータをもとに各自が調査してきた「都市と国家」の関係性を分析することとした。具体的には、米国の移民政策とドイツのそれとの比較をしながら、歴史的な変遷の中で見出される類似点、相違点の特徴を捉えることを試みた。そのうえでグローバル時代に移動する人々の動きに焦点をあて、国家レベルでの移民政策についての考察を深めた。

成果の一部を「歴史の中の人間の移動」(『ヨーロッパ・ことばと文化』2013年)の中で発表した。人の移動が都市にどのような結果をもたらしてきてか、或いはどのような結果をもたらしてきたと理解されているかを検証するために、今年度も「国境をこえて移動する人」を題材に取り上げたミュージアムを視察した。ドイツでの視察先はマインツ、ブレマーハーフェン、ハンブルグ、フランクフルト。米国ではロワーイーストマンハッタンのテナメント・ミュージアム、ニューヨーク市立博物館で開催された特別展示「アクティヴィスト・ニューヨーク」など。後者の特別展示では最近、英国、フランスなどの都市でも起きているネイティヴィスト(先住者)と新旧移民の衝突について理解を深めることができた。都市と国家の関係性についての調査は2014年度内刊行予定の著書『移民都市の苦悩と挑戦:ニューヨークとフランクフルト』の第四章の中で発表することにした。2012年度のドイツでの調査は、移民の日常生活に大きくかかわる現代ドイツの社会保障についてすすめてきた研究を総括することとなった。その成果として、ドイツの社会保障研究の大家であるG.A.リッター著『ドイツ社会保障の危機』を共訳し、出版した(2013年1月刊行)。また、学術調査としては、2013年2月18ー21日、ソウル特別市(大韓民国)で、韓国からドイツへ渡った移民に関する研究打ち合わせ(ソウル大学)および1950-70年代の一次資料調査(於大韓民国国会図書館)をおこなった。同3月2日ー10日にはドイツで研究調査を実施した。調査先はフランクフルト市警察本部(移民担当官へのインタビュー)、フランクフルト市ソフィア校(授業参観および教員への聞き取り調査)である。また、同7-9日、フランクフルト市で開催されたドイツ移民協議会年次大会(Jahrestagung des Bundeszuwanderungsrates)に出席し、各州の移民協議会議長、事務局担当者や、行政側の政策担当者(特にヘッセン州)と研究に関する情報交換をおこなった。本年度米国での調査はエリス島移民博物館は2012年10月に発生したハリケーン・サンディで致命的な被害を受けて閉鎖されため、予定を変更せざるをえなかった。移民の歴史に関する新しい取組がエリス島で始まったばかりであったが、今のところ2013年度も開館する予定は発表されていない。だがテナメント・ミュージアムがどのような新展開を加えたのかを調査することができた。ニューヨーク市立大学では、学生、ニューヨークに在住する査証なしの住民向けに展開されている市民権獲得の支援プログラムを調査した。昨年に引き続き、調査対象都市の住民基礎的データーを収集するとともに、1移民・他者の歴史的受容過程、2移民統合政策の現在の二つの研究課題に関する調査を中心に引き続き実施した。研究代表、分担者は調査都市を熟知しているため資料収集も聞き取り調査も順調に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。
日本語作文支援システムにおける誤用の検出及び添削に有用な情報の提示法の研究

本研究課題では、学習者が誤用を犯しやすい様々な言語要素の中から、「接続表現」に焦点を当て、「接続表現辞典」の構築をおこなった。具体的な手法として大規模均衡コーパスや科学技術論文集において文頭から読点までが5形態素以内の表現をすべて収集し、高頻出表現に対し人手で接続表現か否かのラベルを付与した。その結果、頻度上位1,000表現のうち568表現が接続表現として獲得できた。そして、得られた接続表現に対し様々な分析をおこない、中頻度の接続表現に対しては機械的に獲得可能であることを示した。今後、得られた接続表現を作文推敲支援システムに組み込み、誤用の検出、言い換え候補の提示に利用していきたい。平成27年度の研究では、次の3点について研究を実施した。(1)誤り検出の精度向上に関する研究:どの科学の分野にも共通すると考えられるアカデミックな日本語表現において、特に接続表現に焦点を当て網羅的に抽出することを試みた。本研究では接続表現を「また」「さらに」などとともに「従いまして」「本結果から」のような文と文の意味をつなぐ役割を有する表現全般と定義し、接続詞・接続語といった従来の日本語文法でみなされている単位よりも大きい表現も対象とすることを決めた。この定義に従って網羅的に接続表現を収集するにあたって、人間用、機械用の日本語辞書だけでは不十分であるため、コーパスを用いて高頻度な接続表現を収集し、独自に辞書作成をおこなうことにした。具体的には文頭かつ読点が後接する高頻度表現を集め、その中から接続表現であるかどうかを人手で判定した。この結果、頻度上位1000語の文頭表現のうち、約600語が接続表現であると判定された。(2)訂正に役立つ情報の提示に関する研究:上記で収集した接続表現に対しアカデミック・レジスターで使用可能かどうかを人手で判定した。作文支援システムに組み込み、アカデミック・レジスターにふさわしくない表現が使用された時に、同じ意味を持つ正しい表現を候補として提示する仕組みを検討した。(3)評価実験の設計:作成された接続表現辞書の評価を行うために、実験協力者の人数、協力者の日本語レべル、作文の長さ、作文執筆時間など実験に必要な設定を、過去の実験を参考にしながら検討した。誤り検出の精度向上の研究については、基本となる辞書構築について概ね順調に進展している。訂正に役立つ情報の提示に関する研究については、実際の誤用に対しどのような代替表現を提示すれば良いかなど具体的な事例についての検討の必要があるが、システムの大まかな枠組みについての検討ができた。平成28年度は、日本語学習者が作文を執筆するにあたり誤用が起きやすい接続表現について着目し研究を実施した。中級までの日本語学習者は語彙が不足しており、母語で執筆するほど豊かな表現ができない。特に副詞や接続表現など文全体を装飾する表現については、それを用いなくても骨子は伝わることから、適切な表現が思いつかないとき使用を回避する傾向にある。本研究で対象とする接続表現とは「つまり」「また」など1単語からなる接続詞と、「以上のように」「したがいまして」のような複数単語から構成される接続表現の総称である。本研究では、アカデミックライティングを想定した作文支援システムで参照可能な接続表現辞書の構築を目指しているが、学習者の接続表現の誤用といっても「使用してはいけない場面での使用」「使用すべき場面で使用しない」「意味・用法の誤り」「レジスターの誤り」と多種にわたる。我々のシステムでは比較的文脈を把握せずとも検出可能な「アカデミックライティングで適切でない接続表現の誤用」についての支援を考えている。具体的には次の手順で代替候補を提示することを考えている。1.接続表現が使われていることの検出2.接続表現がアカデミックライティングで適切であるかの判定3.接続表現がアカデミックライティングで不適切な場合、代替候補を提示平成28年度はこのうち、1については日本語均衡コーパスと科学技術コーパスから文頭に出現する接続表現候補を抽出し、頻度上位1,000候補から人手で接続機能をもつ表現を選定した結果、578表現がこれに該当した。これを接続表現辞書のエントリとして登録した。続いて2については科学技術論文のレジスターを設定し、使用されている接続表現が適切なレジスターで使用可能かどうかを判定する仕組みを開発した。本研究課題は日本語学習者の執筆する作文に対して、誤り検出の精度向上,訂正に役立つ情報の提示をおこなうシステムの開発をめざしている。これを実現するために誤り検出の対象となる表現を集め、誤った表現に対し正しい代替表現を対応付けた辞書を構築する必要がある。現在は、代替表現の対応付けを行っている段階であり、おおむね順調に推移していると思われる。平成29年度は、前年度までに行われた研究で得られたリソースに対する評価実験を行った。具体的には大規模コーパスから機械的に収集された接続表現リストに対する評価を行った。研究計画調書では日本語学習者に対し作文を執筆させ接続表現に関する誤用を検出するとう評価実験を行う予定であったが、前年度で得られた接続表現リストだけでは、学習者の記述する接続表現の多様性に対応させることは難しいことがわかった。そこで学習者に対する評価実験の代わりに、さらなる接続表現の獲得に向けてアルゴリズムによる機械的な収集方法を考案し、機械的に収集した接続表現の獲得精度を測る評価実験を代わりに行うこととした。機械的に接続表現を収集する方法については、各種言語リソースを組み合わせたルールベースの手法を提案した。

文頭から最初の読点まで5形態素以内で出現するすべての表現を大規模コーパスから抽出すると延べ976,367表現、異なり275,279表現が収集できる。そこから5つの言語リソース(UniDic、分類語彙表、つつじ:日本語機能表現辞書、JUMAN辞書、IPADIC)を用いて、接続表現とみなす表現をフィルタリングすると異なりで5,910表現が抽出された。このすべての接続表現を評価することは現実的に難しいので、2つの接続表現リストと比較することで抽出精度の評価をおこなった。1つめは前年度人手により獲得した537表現で、このリストと比較すると再現率0.633、適合率0.909となった。2つめは「文章は接続表現で決まる」(石黑圭著)で紹介されている121表現と比較をし、その結果、108表現(89%)が獲得できることがわかった。適合率が9割前後であることを考えると、5,910表現のうち約5,300表現は正しい接続表現であるとみなせ、この接続表現リストを用いれば日本語学習者の作文における多様性に対応できるものと考えられる。本研究課題では、学習者が誤用を犯しやすい様々な言語要素の中から、「接続表現」に焦点を当て、「接続表現辞典」の構築をおこなった。具体的な手法として大規模均衡コーパスや科学技術論文集において文頭から読点までが5形態素以内の表現をすべて収集し、高頻出表現に対し人手で接続表現か否かのラベルを付与した。その結果、頻度上位1,000表現のうち568表現が接続表現として獲得できた。そして、得られた接続表現に対し様々な分析をおこない、中頻度の接続表現に対しては機械的に獲得可能であることを示した。今後、得られた接続表現を作文推敲支援システムに組み込み、誤用の検出、言い換え候補の提示に利用していきたい。誤り検出の精度向上の研究について、引き続き接続表現辞書の整備をおこない、アカデミック・レジスターでの使用の可否、接続表現の意味に着目した分類を行っていく。訂正に役立つ情報の提示に関する研究については、整備した辞書をもとに、どのような代替表現の提示が役に立つのかの検討をおこなう。これらのをもとに最終年度でおこなう実験の詳細な設定を検討する。最終年度については、開発された作文執筆支援システムを評価することが目的の1つとなっている。このために学習者の誤り検出、訂正候補提示機能を完成させ、システムに組み込む必要がある。また評価方法についても研究の進み具合を勘案し、実際の学習者によるシステム利用評価をおこなうべきか、これとは別に誤り検出、訂正候補提示機能に対象を限定し定量的な評価をおこなうべきかを検討する必要がある。自然言語処理分担者の打ち合わせのための出張が想定よりも少ないため旅費が残ったためと、システムを稼働させているサーバのスペック向上が予定通り進まなかったため端数が生じたため旅費については次年度、海外発表の予定があるためにそこで使用予定。物品費についてはサーバのスペック拡張を予定。物品費と合算して使用予定
次世代高性能プロセッサにおけるレジスタレス構成方式の研究

第一に,Dualflowアーキテクチャの策定および性能評価を行った.レジスタという空間的制約の無い状況において,従来のアーキテクチャでは得られない,より高い命令レベル並列性の検出および高速化の可能性を明らかにした.また,命令選択機構が全体の性能を決定するスーパスカラプロセッサにおいて,従来のCAMベースの機構に対し,新たに提案したRAMベースの機構では,約2倍の高速化が可能であることを明らかにした.第二に,レジスタ空間を持たないJAVAアキテクチャの高速化について検討した.SpecJVM98に対して,命令畳み込みでは最大42%,値予測では最大29%のサイクル数を削減できることを明らかにした.また,演算ユニット単位にクロックを投入/停止する機構を仮定し,クロック分配系統の上流において投機的にクロック制御を行うことにより,性能低下を抑えつつ,消費電力の80%から90%が削減可能であることを明らかにした.第三に,レジスタ空間を持たない性質を利用し,現在研究段階にある値予測技術よりもさらに長距離の演算結果を予測し,実際の演算を全く行わずに演算結果を高速に求める関数値再利用技術の提案を行った.JAVA仮想マシンについては,SpecJVM98を用いた評価により,最大47%のサイクル数を削減できることを明らかにした.また,一般のRISCプロセッサおよびStanford-integerを用いた評価では,最大60%のサイクル数を削減できることを明らかにした.第四に,通常どおり再利用を行うプロセッサMSPとは別に,先行して再利用表への登録を行うプロセッサSSPを複数個設ける並列事前実行機構により,さらなる高速化を図った.SSPは,自身が有する局所メモリおよび再利用表への読み書きは行うものの,キャッシュおよび主記憶への書き込みは行わないため,MSPに対して悪影響を及ぼさない.Stanford-integerを用いて評価を行った結果,単一プロセッサでは全く効果のなかったプログラムについて,最大70%のサイクル数を削減できることを明らかにした.第一に,Dualflowアーキテクチャの策定および性能評価を行った.レジスタという空間的制約の無い状況において,従来のアーキテクチャでは得られない,より高い命令レベル並列性の検出および高速化の可能性を明らかにした.また,命令選択機構が全体の性能を決定するスーパスカラプロセッサにおいて,従来のCAMベースの機構に対し,新たに提案したRAMベースの機構では,約2倍の高速化が可能であることを明らかにした.第二に,レジスタ空間を持たないJAVAアキテクチャの高速化について検討した.SpecJVM98に対して,命令畳み込みでは最大42%,値予測では最大29%のサイクル数を削減できることを明らかにした.また,演算ユニット単位にクロックを投入/停止する機構を仮定し,クロック分配系統の上流において投機的にクロック制御を行うことにより,性能低下を抑えつつ,消費電力の80%から90%が削減可能であることを明らかにした.第三に,レジスタ空間を持たない性質を利用し,現在研究段階にある値予測技術よりもさらに長距離の演算結果を予測し,実際の演算を全く行わずに演算結果を高速に求める関数値再利用技術の提案を行った.JAVA仮想マシンについては,SpecJVM98を用いた評価により,最大47%のサイクル数を削減できることを明らかにした.また,一般のRISCプロセッサおよびStanford-integerを用いた評価では,最大60%のサイクル数を削減できることを明らかにした.第四に,通常どおり再利用を行うプロセッサMSPとは別に,先行して再利用表への登録を行うプロセッサSSPを複数個設ける並列事前実行機構により,さらなる高速化を図った.SSPは,自身が有する局所メモリおよび再利用表への読み書きは行うものの,キャッシュおよび主記憶への書き込みは行わないため,MSPに対して悪影響を及ぼさない.Stanford-integerを用いて評価を行った結果,単一プロセッサでは全く効果のなかったプログラムについて,最大70%のサイクル数を削減できることを明らかにした.本年度は以下の研究を行った.1.JAVAプロセッサ高速化に関する定量的評価レジスタレスアーキテクチャであるJAVA仮想マシンにおいて,命令畳み込み,値予測,値再利用の効果を定量的に評価した.値再利用技術を確立し,値予測よりも将来有望であること,また,値再利用と値予測の組合せにより,さらなる性能向上の可能性があることを明らかにした.2.Dualflowアーキテクチャの評価演算命令がその結果を使用する後続命令を直接指定することにより,レジスタ空間を不要とするアーキテクチャを提案した.命令レベルのアーキテクチャシミュレータを開発し,アーキテクチャで規定される,結果の投擲先となる後続命令の数,および,宛先までの距離の最適値を明らかにした.3.RAMベースのWAKEUP-SELECT機構の評価スーパスカラプロセッサでは,命令選択機構の動作速度が全体のサイクルタイムを決定する.従来のCAMベースの機構に対し,新たに提案したRAMベースの機構では,約2倍の高速化が可能であることを明らかにした.4.JAVAプロセッサ低電力化のための投機的クロック制御演算ユニット単位にクロックを投入/停止する機構を仮定し,クロック分配系統の上流において投機的にクロック制御を行うことにより,性能低下を抑えつつ,消費電力を80%から90%削減できることを明らかにした.プログラムを様々なプロセッサ上で高速動作させる場合,固有の演算レジスタを明示的に管理しないレジスタレス・アーキテクチャが重要となる.本研究では,策定したレジスタレス・アーキテクチャおよびJAVA仮想マシンを対象として,より高度な命令レベル並列性を有効に活用するインプリメント方式および関数値再利用技術の提案および評価を行った.1.命令が,その演算結果を使用する後続命令を直接指定することにより,動的命令スケジューリング機構を大幅に簡単化するレジスタレス・アーキテクチャを提案し,有効性を明らかにした.