hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多重同時計測法による2,3価分子陽イオンの生成と解離のダイナミクス

分子科学研究所のUVSOR施設、BL3A2に設置されている気体分子の2価,3価イオン化で生じる光電子一光イオン,光イオンー光イオンの同時計測・角度分解測定システムを、光電子ー光イオンー光イオンの多重同時測定(トリプルコインシデンス)ができるように改良を進め、完成することができた。またデ-タの収集と解析処理法を開発・確立し、リアルタイムにコインシデンススペクトルの2次元表示が可能となった。この測定法を用いてOCSの2,3価陽イオンの生成と解離のダイナミクスについて有用なデ-タを得ることができたので、引続き、CH_3F,SiF_4についても測定し、速やかにその成果について発表する予定である。光イオンー光イオンのコインシデンス実験で特筆すべき研究成果を得ることができた。1価イオン化における電子の異方性分布はよく調べられており、近年イオンについても測定されはじめているが、光による直接的な2価イオン化で生成されるイオン対の異方性分布は今までまったく報告されていなかった。このことに関して、初めてフラグメントイオン対の生成に、全電子状態(2価イオンと2個の放出電子)の対称性を反映した異方性が存在することを、OCS,CH_3F,NO分子について見いだした。またこれらの分子の2価イオン化とそれに続く解離過程について、解離チャネル、そのしきい値、イオン分岐比、イオン対の運動エネルギ-分布なども求めることができた。これら分子の1価および2価イオン化のおこる割合、それぞれの親イオンの解離割合とフラグメンテ-ションについても個別に分離して決定した。さらにSiF_4分子で、ダブルオ-シェ過程が関与している3価イオン化とその解離についても観測した。これらの成果は論文として印刷中、投稿中、ないしは準備中である。分子科学研究所のUVSOR施設、BL3A2に設置されている気体分子の2価、3価イオン化で生じる光電子-光イオン、光イオン-光イオンの同時計測・角度分解測定システムを、光電子-光イオン-光イオンの多重同時測定(トリプルコインシデンス)ができるように改良を進めた。具体的には、イオン検出系を2系統にし、8チャンネルのマルチストップ時間-デジタル変換器したこと、またデ-タの収集と解析処理法を開発・確立するためにビデオラムを設置し、パソコンによるコインシデンススペクトルの2次元、3次元表示を行えるようなソフトを作成中である。装置は今年度中にできあがり、動作チェックを行った後に次年度前半には初期のデ-タを取得できる見込みであり、2、3価陽イオンの生成と解離のダイナミクスに関する有用なデ-タを得ることができる。光イオン-光イオンのコインシデンス実験で特筆すべき研究結果を得ることができた。1価イオン化における電子の異方性はよく調べられており、近年イオンについても測定されはじめているが、光による直接的な2価イオン化で生成されるイオン対の異方性は今までまったく報告されていないし、理論的研究も行われていなかった。このことに関して、初めてフラグメントイオン対の生成に、解離のメカニズムと全電子状態(2価イオンと2個の放出電子)の対称性を反映した異方性が存在することを、OCSとCH_3F分子について見いだした。またこれらの分子の2価イオン化に続く解離過程について、解離チャネル、そのしきい値、電子状態と解離チャネルの相関ダイアグラム、イオン対の運動エネルギ-分布などを調べた。さらにSiF_4分子で、ダブルオ-ジェ過程が関与しているとみられる3価イオン化過程を観測したので、これらの成果をとりまとめ中である。

分子科学研究所のUVSOR施設、BL3A2に設置されている気体分子の2価、3価イオン化で生じる光電子ー光イオン,光イオンー光イオンの同時計測・角度分解測定システムに改良を加え、光電子一光イオンー光イオンのトリプルコインシデンス測定が行なえるようにした。OCS分子についてhv=80eVで測定し、従来報告されていなかった2,3価陽イオンの解離(C^++O^++S,OC^++S^<2+>)について、そのダイナミクスに関して新しい知見を得ることができた。光電子および光解離生成物の角度分布の測定は解離前駆体の対称性(電子状態)と寿命に関する重要な情報源である。しかし、イオン化解離の場合にはイオンと光電子の両者を含む全系の対称性を問題にしなければならないため取扱が複雑になり、1価イオン化の場合でさえ簡単な系(例えばH_2+hV→H^++H+e)を除けば研究例は極めて少ない。2価イオン化における解離で生じる正イオン対の角度分布測定をOCS,NO,CH_3Fについておこない、光イオンー光イオンコインシデンスピ-クの波形解析から異方性パラメ-タを求めた。前駆体の全対称性との比較・検討から、オ-ジェ過程によらない直接的な光2価イオン化から生じるフラグメントイオンの異方性は全対称性によって特徴づけられた解離によっていることがわかった。1価、2価、3価イオン化が競合的に起り、その一部が非解離の親イオンとして残る場合、それぞれのイオン化断面積、解離の割合、イオン分岐比を決めることは重要であるにもかかわらずいままで行われていなかった。これらの量を結びつける表式を定め、OCSについて20ー100eVのエネルギ-領域で、1価、2価、3価光イオンの生成割合と断面積を求め、さらにこれらの親イオンの解離する割合、イオン分岐比,および断面積を決定した。運動エネルギ-分布も決定した。
複素およびベクトルポテンシャルの研究

多素数函数論的分野:リーマン面R (t)や複素多様体上の領域D (t)が複素助変数tと共に函数論的に変化するとき,R (t)やD (t)上のポテンシャル量がtと共にどのように変化するかを調べた.例えば,R (t)上のベルグマン計量,D (t)上のロバン定数はtと共に劣調和に動にてを見た.ポテンシャル論的分野:R^3のソレノイドより生じる磁場から,平衡磁場ベクトルポテンシャルという数学的概念を導き,それについての性質および応用を調べた.例えば,ポアンカレの「ディリクレ問題を逐次近似法で解く」という問題を静電磁場の立場から明らかにした.非線型偏微分方程式系の分野:リーマンが1860年に一時元の気体の非線型波動についての研究を行ったが,それを一般科し,対角化された非線型偏微分方程式系の初期値問題の解の構成に成功した.また,2次元非圧縮性の流体の方程式の分岐解の存在およびその分岐曲線の存在を数学的に明確にした.多素数函数論的分野:リーマン面R (t)や複素多様体上の領域D (t)が複素助変数tと共に函数論的に変化するとき,R (t)やD (t)上のポテンシャル量がtと共にどのように変化するかを調べた.例えば,R (t)上のベルグマン計量,D (t)上のロバン定数はtと共に劣調和に動にてを見た.ポテンシャル論的分野:R^3のソレノイドより生じる磁場から,平衡磁場ベクトルポテンシャルという数学的概念を導き,それについての性質および応用を調べた.例えば,ポアンカレの「ディリクレ問題を逐次近似法で解く」という問題を静電磁場の立場から明らかにした.非線型偏微分方程式系の分野:リーマンが1860年に一時元の気体の非線型波動についての研究を行ったが,それを一般科し,対角化された非線型偏微分方程式系の初期値問題の解の構成に成功した.また,2次元非圧縮性の流体の方程式の分岐解の存在およびその分岐曲線の存在を数学的に明確にした.(1)昨年度の科学研究費補助の研究計画に述べた「ノイマンのアルゴリズムに関するポアンカレの注意」に関して所求の結果がえられたので2002年の秋季学会(島根大学)の関数論分科会および12月に行われた葉山多変数関数論国際集会において講演を行った。(2)リーマン面が複素パラメターtとともに変動するとき,その上のBergman計量がどのように変化するかを正確に書いた。それを韓国PohangのKang-Tae Kim教授の主催する「自己同型群およびCR構造に関するワークショップ」において晋州大学において行った。(3)Pohang大学のコロキユムにおいて数学のポテンシャル論と静電磁気学の独自の関係特に平衡ベクトルポテンシャルの講演した。(4)宮武は裏面にある研究報告(東北大学紀要)とともにルベーグ積分論とHamilton Flowに関する基本的基盤を確立した。講演は数箇所のセミナーで行っているが近く論文を発表の予定である。リーマン面R(t)が複素時間tと共に動くとき、R(t)上のベルグマン計量K(t,z)|dz|がtと共にどのように動くかを多変数関数論の立場から明らかにした。手短にのべれば、複素2次元の領域(t,R(t)),ただし、tは単位円板を動く、が正則領域になるようにR(t)が動いていれば、log K(t,z)は複素2変数(t,z)に関して多重劣調和関数である。この結果は特別のシュタイン多様体の一意化を可能にし、Mathematical Annalenに投稿し、レフェリーのコメントに従って書き換えて、投稿中である。Maxwellの理論での遅滞ポテンシャルのポテンシャル論的性質を調べ、院生の山根氏とともに磁場の有限性を数学的に定式化し、証明した。これは山根氏が12月のポテンシャル論においては発表し、近く論文として投稿する予定である。外国の共同研究者Norm Levenberg教授(NZ.オークランド大学)とともに多様体の領域が複素時間tとともに動くときに各領域のロバン定数L(t)が多変数論的に意味ある動きをすることを見つけた。今、最終段階で執筆中である。2004年5月中に投稿予定である。多変数函数論的分野:リーマン面R(t)や複素多様体上の領域D(t)が複素助変数tと共に函数論的に変化するとき,R(t)やD(t)上のポテンシャル量がtと共にどのように変化するかを調べた。例えば,R(t)上のベルグマン計量、D(t)上のロバン生数はtと共に劣調和に動くことを見た。ポテンシャル論的分野:IR^3のソレノイドより生じる磁場から,平衡磁場ベクトルポテンシャルという数学的概念を導き、それについての性質および応用を調べた。例えば,ポアンカレの「ディリクレ問題を遂近的似法で解く」という問題を静電磁場の立場から明らかにした。非線型微分方程式系分野:リーマンが1860年に一次会の気体の非線形流動についての研究を行ったが,それを一般化し,対角化された非線型偏微分方程式系の初期値問題の解の構成に成功した。また,2次元非圧縮性の流体の方程式の分岐解の存在及びその分岐曲線の存在を数学的に明確に示した。
ヒト腎細胞癌における癌遺伝子産物の発現とその生物学的活性に関する研究

ヒト腎細胞癌の手術による摘出組織のパラフィン包埋標本を用いて,癌細胞のDNAをフローサイトにて定量し,癌細胞のDNA量のもつ生物学的意義を検討した.その結果は以下のとおりであった.1.50例の腎細胞癌患者について,パラフィン包埋標本の核DNAを定量したところ,そのヒストグラムが正常細胞のそれと区別できない2倍体を示した例は17例(34%)で,異数体を示したのが33例(66%)であった.異数体の内わけは, 4倍体が12例で,非4倍体が21例であった.2倍体の癌をもつ患者の5年生存率は93%と良好であったのに対して,異数体を示した症例では55%であり,前者ち比べて低かった(P<0.01).異数体の中でも4倍体を示した症例の5年生存率は33%と最も不良であった.したがって,癌細胞の核DNAの量的異常は,腎細胞癌の場合の予後を左右する重要な,因子であることが判明した.2.29例の腎細胞癌から部位の異なる141個(1例あたり平均4.9個)の標本の核DNA量を定量して,腎癌を構成する癌細胞の多様性を核DNA量の多様性から検討した.29例中11例ではすべての標本が同一のヒストグラムを示したが,そのうち7例が2倍体であった.また,多様なヒストグラムを示した18例中16例(73%)で,その中に2倍体の癌細胞からなる標本が含まれていた.結局, 29例141個の標本のうち25例73個の標本が2倍体の癌細胞からなっていたことになる.この結果,腎細胞癌の発癌過程で, 2倍体の細胞において発癌が始まり,その後の突然変異により異数体のDNAを持つ癌細胞が発生するものと考えられた.ヒト腎細胞癌の手術による摘出組織のパラフィン包埋標本を用いて,癌細胞のDNAをフローサイトにて定量し,癌細胞のDNA量のもつ生物学的意義を検討した.その結果は以下のとおりであった.1.50例の腎細胞癌患者について,パラフィン包埋標本の核DNAを定量したところ,そのヒストグラムが正常細胞のそれと区別できない2倍体を示した例は17例(34%)で,異数体を示したのが33例(66%)であった.異数体の内わけは, 4倍体が12例で,非4倍体が21例であった.2倍体の癌をもつ患者の5年生存率は93%と良好であったのに対して,異数体を示した症例では55%であり,前者ち比べて低かった(P<0.01).異数体の中でも4倍体を示した症例の5年生存率は33%と最も不良であった.したがって,癌細胞の核DNAの量的異常は,腎細胞癌の場合の予後を左右する重要な,因子であることが判明した.2.29例の腎細胞癌から部位の異なる141個(1例あたり平均4.9個)の標本の核DNA量を定量して,腎癌を構成する癌細胞の多様性を核DNA量の多様性から検討した.29例中11例ではすべての標本が同一のヒストグラムを示したが,そのうち7例が2倍体であった.また,多様なヒストグラムを示した18例中16例(73%)で,その中に2倍体の癌細胞からなる標本が含まれていた.結局, 29例141個の標本のうち25例73個の標本が2倍体の癌細胞からなっていたことになる.この結果,腎細胞癌の発癌過程で, 2倍体の細胞において発癌が始まり,その後の突然変異により異数体のDNAを持つ癌細胞が発生するものと考えられた.
ポアソン過程に従ってシンボルを出力する情報源に対する実時間基準最適符号の構成

本研究の目的は、ポアソン過程にしたがってシンボルを出力する情報源に対して、実時間基準のもとで最適な符号の構成方法を与えることである。具体的には、伝送レート、ポアソン過程のレート、出力されるシンボルの分布などのパラメータが与えられたもとで、誤り確率を最小にするような符号を構成する。本年度は次のような成果が得られた。エントロピー符号化として代表的な算術符号に注目し、ポアソン過程にしたがってシンボルを出力する情報源に対する算術符号の遅延特性について調べた。符号器と復号器の間には一定レ一トで符号語シンボルを送信するバッファを設けた。システム全体の遅延は、算術符号による遅延とバッファによる遅延に分けられる。ポアソン過程のレートを小さくすると算術符号による遅延が大きくなり、ポアソン過程のレートを大きくするとバッファによる遅延が大きくなる。このことからポアソン過程のレートには遅延を最小にする点が存在することがわかり、実験によりその値を明らかにした。また、システム全体の遅延と算術符号による遅延の分布を計測し、さらに、直接計測することの難しいバッファによる遅延の分布をフーリエ解析によって明らかにした。その結果、バッファによる遅延はきわめて小さい分散を持つことがわかった。ポアソン過程と連続時間マルコフ連鎖を含み、有限の状態空間を任意の分布に従って滞在しながら遷移する情報源のクラスを考え、このクラスにおいて任意の符号に対する喪失確率と通信路利用率が一致するための必要十分条件が、各状態への滞在時間が指数分布に従うことであることを示した。また、各状態への滞在時間が指数分布に従うと仮定したもとで、喪失確率の最小値も求めた。さらに、ひとつの符号を各状態で共有して符号化する場合の喪失確率の最小値も求めた。エントロピー符号化として代表的な算術符号に注目し、符号化の実時間性について調べた。算術符号の符号化過程に注目し、符号語の断片と復号系列の断片の統計的性質を実験によって計測し、いずれの間隔も幾何分布で近似できると結論付けた。さらに符号化と復号化の過程によって生じる遅延を実験によって計測し、情報源の分布の変化に伴う傾向を明らかにした。その際、従来の復号方法では符号語を一定量バッファリングしていたのを改め、バッファリングなしで可能な限り復号系列を復元するアルゴリズムを採用した。これにより、観測される遅延を小さくするように改善することができた。ポアソン過程にしたがってシンボルを出力する情報源に関連して、連続時間マルコフ連鎖に対して実時間基準のもとで最適な符号を考察した。情報源の表現として連続時間マルコフ連鎖を注意深く導入し、整数値をとる符号語長の代わりに実数値をとる理想符号語長を用いてクラフトの不等式を等号で満たすような理想符号語長の中から喪失確率が最小になるようなものを求めた。また、通信路の使用率についても考察し、任意の理想符号語長に対して通信路の平均使用率と喪失確率は一致することを明らかにした。
哺乳類の転移因子がもたらした形態形成遺伝子の発現制御システムの探索

本研究では、哺乳類の転移因子が発生学的に重要な転写活性化因子の結合サイトを拡散増幅することでその形態進化に関わるシス制御配列を増大させたことを明らかにすることが目的である。平成30年度は転写活性化因子が結合する転移因子配列についてエンハンサー機能解析をおこなってきた。具体的にはこれまでに蓄積したChIP-seqデータ解析から得られた転写活性化因子が結合する転移因子情報から乳腺形成に寄与することが知られる遺伝子の近傍に位置するものを選別し、乳腺由来培養細胞におけるルシフェラーゼを用いたエンハンサー機能解析をおこなった。この過程で多くの転移因子についてタンパク質結合サイトのみが進化的に保存されていることを明らかにし、転移因子配列が培養細胞のみならず正常な組織細胞でも機能している可能性を示した。さらに本年度はマウスの乳腺組織を用いたChIP-seqデータ解析をおこない、数種類の転移因子についてはヒトと同様に結合サイトが有意に高密度であることを明らかにした。一方でマウス特有の転移因子が転写活性化因子の結合サイトを拡散増幅させたことも発見した。以上の結果から、一部の転移因子は霊長類と齧歯類それぞれの系統で転写活性化因子の結合サイトの同時多発的創出に寄与したことが明らかになった。このことは転移因子が哺乳類の共通性と系統特異性の両面でシス調節配列の拡大に多大な影響を及ぼしたことを意味しており、ゲノム進化の過程で転移因子がもたらした機能の重要性が当初の予想以上に高いことを示す結果となった。乳腺の発生に関わる転写活性化因子については、当初は予定していなかったマウスの乳腺組織のChIP-seqデータ解析をおこない、哺乳類共通の転移因子のみならず系統特異的な転移因子も機能領域の源泉配列を拡散増幅させてきたという思いがけない結果を明らかにした。この点については当初の想定以上に大きく進展したと考えている。一方でその他の組織についても様々な転写活性化因子の結合サイトと転移因子配列との関連性について解析を進めており、全体的な進捗としては概ね順調であると言える。乳腺形成に関わる転写活性化因子の解析結果を踏まえ、それ以外の細胞におけるChIP-seqデータ解析も順次進めており、今後もそれを継続する。特に異なる組織間において同一種類の転移因子が異なるタンパク質の結合サイトの増幅に寄与した事例があるか否かを検証する。また平成30年度におこなったマウス乳腺組織のChIP-seqデータ解析のような種間比較は、レトロポゾンによる機能配列のシード配列の拡散増幅モデルが異なる系統群や組織でも適用可能か否かを検証する上で極めて重要である。そのために今後はヒトとマウスの神経細胞など様々な種類の細胞のChIP-seqデータ解析と乳腺で得られた結果との共通性を探り、転移因子による結合サイトの拡散増幅の一般化モデルの構築を目標とする。本研究の目的は、転移因子が発生学的に重要な転写活性化因子の結合サイトを拡散増幅したことで、哺乳類の形態進化に関わるシス制御配列を増大させたことを証明することである。本年度は、乳腺の発生に関わる4種類の転写活性化因子のChIP-seqデータ解析を中心に進めてきた。その結果、転写因子の結合サイトが数十種類の転移因子内部に有意に濃縮されていること、および結合サイト周辺がopen chromatin状態にありH3K4me1およびH3K27acといった活性化エンハンサーとしてのヒストン修飾を受けていることを明らかにした。さらにこの一部については、実際にMCF-7細胞を用いたルシフェラーゼアッセイにより、エンハンサー機能を有することを確認した。これらは遺伝子の転写開始点の比較的近傍に多く検出されることから、ヒトの乳腺細胞内でもエンハンサーとして機能していると考えられる。さらに、主要な転写活性化因子の結合モチーフが転移因子のコンセンサス配列内に存在することから、これらの結合サイトのシード配列が転移を介して拡散増幅されたことを示す証拠を得ることができた。この一連の解析パイプラインは、本年度までの解析で概ね充実させることができた。さらに本年度は、NCBIで公開されている他の転写活性化因子についても、網羅的な情報収集をおこなった。今後はこの情報を活用し、乳腺と他の組織の間で転写因子が結合するレトロトランスポゾンのレパートリーがどの程度一致するのかを明らかにすべく、同様のデータ解析と機能解析を継続する予定である。乳腺の発生に関わる転写活性化因子については、培養細胞を用いたエンハンサー活性測定まで計画通りに進行している。またエピジェネティクス解析と周辺遺伝子のGO解析も終えており、これに関しては当初の計画以上に進展したと言える。一方、他の組織のChIP-seqデータ解析でもNCBI SRAで公開されているデータを網羅的に情報収集し、転移因子上の結合サイトの解析を開始した。これに関しても当初の計画に沿って進行中である。

さらに本年度はマウスの乳腺組織を用いたChIP-seqデータ解析をおこない、数種類の転移因子についてはヒトと同様に結合サイトが有意に高密度であることを明らかにした。一方でマウス特有の転移因子が転写活性化因子の結合サイトを拡散増幅させたことも発見した。以上の結果から、一部の転移因子は霊長類と齧歯類それぞれの系統で転写活性化因子の結合サイトの同時多発的創出に寄与したことが明らかになった。このことは転移因子が哺乳類の共通性と系統特異性の両面でシス調節配列の拡大に多大な影響を及ぼしたことを意味しており、ゲノム進化の過程で転移因子がもたらした機能の重要性が当初の予想以上に高いことを示す結果となった。乳腺の発生に関わる転写活性化因子については、当初は予定していなかったマウスの乳腺組織のChIP-seqデータ解析をおこない、哺乳類共通の転移因子のみならず系統特異的な転移因子も機能領域の源泉配列を拡散増幅させてきたという思いがけない結果を明らかにした。この点については当初の想定以上に大きく進展したと考えている。一方でその他の組織についても様々な転写活性化因子の結合サイトと転移因子配列との関連性について解析を進めており、全体的な進捗としては概ね順調であると言える。乳腺発生に関わる転写活性化因子群に関しては、それらが結合する転移因子の機能解析を継続し、転移因子の各サブファミリーの種類、転移時期、ゲノム上の転移位置がエンハンサー活性の獲得傾向とどのような相関性を示すのかを解析する予定である。また各転移因子配列のコピー間のDivergenceとタンパク質結合領域の保存性を比較し、その相対保存度が転移因子の種類ごとにどの程度異なるかを検証する。さらに今後は、マウスの乳腺組織由来のChIP-seqデータ解析もおこない、ヒトと同様の傾向が見られるか否かを検証する予定である。また乳腺以外ではヒトとマウスを含め50種類以上ものChIP-seqデータが公開されている。これについては哺乳類特有の組織形成に関わる転写活性化因子に関して順次解析を進める予定である。これまでの乳腺の解析を踏まえ、異なる組織間において同一種類の転移因子が結合サイトの増幅に寄与した例があるか否かを検証する。乳腺形成に関わる転写活性化因子の解析結果を踏まえ、それ以外の細胞におけるChIP-seqデータ解析も順次進めており、今後もそれを継続する。特に異なる組織間において同一種類の転移因子が異なるタンパク質の結合サイトの増幅に寄与した事例があるか否かを検証する。また平成30年度におこなったマウス乳腺組織のChIP-seqデータ解析のような種間比較は、レトロポゾンによる機能配列のシード配列の拡散増幅モデルが異なる系統群や組織でも適用可能か否かを検証する上で極めて重要である。そのために今後はヒトとマウスの神経細胞など様々な種類の細胞のChIP-seqデータ解析と乳腺で得られた結果との共通性を探り、転移因子による結合サイトの拡散増幅の一般化モデルの構築を目標とする。
多核多次元NMR法で見る生体超分子形成の機構-サイトカインレセプター複合体の動的構造解析

生体分子には互いの立体構造を認識して、より高次の分子複合体(生体超分子)を形成し、活性部位の効果的配置などの結果初めて機能発現がなされるものが多い。特に情報伝達を担う生体分子群においては、分子複合体の形成がその機能そのものであるといえる。本研究では多核多次元NMR法を用いて、情報伝達を担う蛋白質-蛋白質複合体の構造や運動性を解析し、その伝達機構の理解を深めることを目指した。また複合体形成を沈降平衡法、熱測定といった物理化学的手法で解析し、その形成メカニズムや構造安定化機構などに関する知見を総合することを目標に研究を行い以下のような成果を得た。BMP、BMPレセプター(タイプI,II)の発現・精製系を確立した。結合活性の測定のためには分析用超遠心機を用いた沈降平衡法・沈降速度法によって結合定数を定量的に見積もる方法論を確立することができた。また表面プラズモン共鳴センサーを活用した速度論的な解析も行った。さらに構造活性相関について知見を得るため各種のアミノ酸置換変異体を作成し、複合体形成に寄与しているアミノ酸残基を特定することができた。BMPレセプターについては安定同位体ラベルした試料を調製し、多核多次元NMR法を用いることによってほとんど全ての核のケミカルシフトを帰属できた。さらにNOEなどの構造情報を収集し立体構造を決定することに成功した。また複合体形成の際のケミカルシフトの変化を観測することで、その様子を原子レベルでモニターすることが可能になった。近年のバイオテクノロジーの進歩により、創薬につながる新機能物質の分子設計をめざせるまでになった。生体内で分子は互いの立体構造を認識して、より高次の分子集合体(生体超分子)を形成し、活性部位の効果的配置の結果初めて機能発現がなされるものが多い。本研究では、主にNMR法を用いて、情報伝達を担う蛋白質-蛋白質複合体の構造を解析し、その伝達機構の理解を深め生命現象の重要な現象を解明する手法の開発と共に、医薬への道をさぐることを目指している。本研究では試料としてインスリン様成長因子(IGF)、骨形成因子(BMP)等の系を取り上げ、遺伝子操作から、溶液物性の解析、NMRによる高次構造解析、活性複合体の超分子解析、動的構造解析と一貫した生体超分子形成機構の解析を系統立てて行っている。成果として、2.BMPレセプターについて、BMPとの結合部位に関する知見を、遺伝子工学的に作製したキメラ蛋白質等を用いることによって得た。また結合時の分子間相互作用を、沈降平衡法、表面プラズモン共鳴センター等を用いて解析した。3.多核多次元NMR法を用い、BMPレセプターの細胞外ドメインについて、ほとんど全ての共鳴線を帰属することができ、NOEなどの構造情報を収集して溶液中における立体構造を解析することができた。タイプIBMPレセプターの細胞外ドメインについて、大腸菌を利用した発現及び精製の手法を確立することを試みた。結果として、分子内で正しいジスルフィド結合が形成され、リガンドへの結合活性を持ったレセプターを大量に得ることができるようになった。結合活性の測定のためには分析用超遠心機による沈降平衡法・沈降速度法を用いた結合定数を定量的に見積もる方法論を確立することができた。さらに、構造活性相関を研究するために、各種のアミノ酸置換変異体や、TGFβレセプターとのキメラ体などを上述の系を応用して調製、結合活性の測定を行い、リガンド結合能に寄与しているアミノ酸残基を特定することができた。また、15N、13C等の安定同位体でラベルしたサンプルをNMR測定に十分な量得ることができ、そのサンプルについて各種の多核多次元NMRを適用した結果ほとんど全ての核のケミカルシフトを帰属することができた。またNOE等の構造情報を収集しレセプター分子の立体構造を決定することに成功した。

またリガンド結合の際のケミカルシフトの変化を観測することで、リガンド結合-複合体形成の様子を原子レベルでモニターすることが可能になった。現在は複合体形成による情報伝達機構の解明を目指し複合体のNMRによる解析を進めているところである。またリガンド認識・複合体形成におけるタイプIBMPレセプターとタイプIIBMPレセプターとの差異について知見を得るため、タイプIIBMPレセプターについても同様の研究を進めている。
金ナノ粒子のレーザー誘起核発生過程のその場観察

咋年度作成した装置を用い、Au^<3+>イオンの308nmパルスレーザー光照射による還元過程を紫外可視光吸収スペクトルの変化としてその場観察した。光還元の過程を、(1)240および300nm付近に現れるAu^<3+>イオンに由来する吸収ピークの減少、(2)400900nmに幅広く現れる粒径数nmの微細な粒子による光散乱、(3)520600付近に現れる粒径約5nm以上の粒子による表面プラズモン吸収の増加、および(4)粒径の変化による表面プラズモン吸収ピーク波長の変化、として観察した。原料濃度の指標として240nmの吸収を、生成した金微粒子濃度の指標として450nmの吸収を用い、それぞれの時間変化を追跡した。原料濃度の減少速度は、還元初期では原料濃度に関する1次の過程で説明できた。また、レーザー強度、パルス周波数に関しても1次であると結論できた。しかし、還元が進むにつれて、中間生成物(1)(Au^+イオンであると推測される)からの逆反応が無視できなくなった。逆反応については、レーザー照射を止めた後のAu^<3+>濃度の再上昇過程を解析した結果、中間生成物(1)濃度に対して2次の過程であると結論された。また、この過程にはレーザー光は関与していないと考えられる。微粒子は、中間生成物(1)から生じた中間生成物(2)(原子状の金ではないかと推測している)が核発生して生じると考えられる。金微粒子濃度の増加する初期過程は、原料濃度に対して0次であった。すなわち、原料濃度が低いほど微粒子への転化は迅速になった。レーザー光還元によって生じた粒子は熱還元によって生じた粒子よりも小さい平均粒径(8nm程度)を持つことがわかった。また、レーザー強度が強いほど平均粒径は小さく、分布も狭くなった。これは、粒子の成長と同時に、レーザー光による粒子の微細化が起こっているためであると考えられる。水溶液中のAuCl_4^-イオンの光還元過程をその場観察するため、光学セルに紫外レーザー光(波長308nm、パルス幅20ns)と紫外・可視吸収スペクトルを観察するための白色光源が直交して入射する実験装置を設計・製作した。スペクトルの連続観察には、CCDを利用したマルチチャンネル式分光器を用いた。これにより、AuCl_4^-イオンにレーザーを照射して金ナノ粒子が生成する過程を最短20ms間隔で吸収スペクトルの変化として観察することが可能になった。実際にAuCl_4^-イオンから金なの粒子を光還元により生成する過程を観察したところ、ナノ粒子特有のプラズモン吸収が観察されるまでの時間(核発生までの誘導期)が存在し、レーザー光強度が大きいほど誘導期が短い傾向が確認された。また、原料濃度一定の場合、レーザー光強度が異なっても、プラズモン吸収が現れる際には、原料濃度の減少率がほぼ一定であった。これは、金ナノ粒子が核発生する際に、前駆体の臨界濃度が存在する可能性を示唆している。これらの点をさらに系統的に検討することで、光還元による金属ナノ粒子生成と既往の核発生に関する理論との対応づけを行うことができると期待される。なお、実験の遂行にあたっては、原料であるAuCl_4^-イオンの安定性が大きな問題であり、再現性のある実験を行うために試行錯誤を余儀なくされた。平衡計算より、HAuCl_4^-水溶液は塩素を気相に放出しながらAuが還元されることがわかった。この傾向は溶液が希薄であるほど顕著であった。したがって、原料溶液を一定の状態で保つには、できるだけ濃度の高い原液を冷暗所で密封状態で保存し、実験の度に所定濃度に希釈して用いるのが良策である。
Secretin receptorの基礎的・応用的研究

1.培養ガストリノーマ細胞における実験。培養短期でセクレチン負荷をすると、ガストリノーマからガストリンがセクレチン濃度依存性に放出された。これらの細胞と^<125>I標識セクレチンとの結合実験は細胞数が少なかったため有意の成績がえられなかった。2.ガストリノーマを有すZollinger-Ellison症候群患者でガストリノーマの栄養動脈内にセクレチンを注入し肝静脈血を採取する実験を12名に施行した。ガストリノーマに20単位のセクレチンが注入されると肝静脈血中ガストリン濃度(HV・IRG)が2040秒で上昇した。3.上記のセクレチンのガストリノーマに対する直接作用を利用して現在難治性疾患であるガストリノーマの根治術を合理的根治的手術に改変するための新しい方法を完成した。すなわち選択的動脈内セクレチン注入法による局在診断と術中迅速ガストリンアッセイを利用したセクレチン試験による根治性の確認法である。これらの方法を使用した4人の患者は根治的切除により完全治癒している。4.ヒト・犬・ラットの正常胃粘液G細胞のセクレチンに対する反応性の実験。ヒトと犬ではG細胞からのガストリン放出が認められたが、ラットではG細胞の反応性は低く種差が認められた。現在、messengerと思われるcyclic AMP,GMPなどの変化を究明している。G細胞内の情報伝達機構がガストリノーマのそれと同一かどうか極めて重要な課題であり、胃潰瘍発生、十二指腸G細胞との関連上更に研究しなければならない。1.ヒトにおける実験:ガストリノーマ患者7名インスリノーマ患者2名において,セクレチンdibutyryl cyclie AMP,ソマトスタチンを胃十二指腸動脈内に急速注入し肝静脈血を20秒毎に採取するSASIテストを施行した.ガストリノーマはセクレチンに100%, dbe AMPに9mg以上で50%,ソフトスタチンに50%の反応性を示した.インスリノーマはセクレチンに無反応, dbc AMPとソフトスタチンに75%の反応性を示した.invivoでの確認は新知験である.将来内分泌腫瘍の局在診断に利用しうる結果と考えられる.2.動物を用いた実験:犬を開腹し胃大網動脈に挿管しセクレチンを注入し門脈血を20秒毎に採取し血清ガストリン値(S-IRG)を測定した. 40秒以内に2030%の有意なS-IRGの上昇を証明した.胃幽門洞G細胞もセクレチン容容体を有する可能性がある.dbcAMPソマトスタチン刺激の影響を検討中である.3.培養細胞を用いた実験:ラット胃粘膜からG細胞に富む分画を得る工夫をしている.現在8-10%のG細胞含有細胞浮遊液を得ており,短期培養にてガストリンを培養中に放出し死滅せず実験に使用できることが確認された.今後この細胞を用いてセクレチンとの反応性と各種ホルモンとの相互作用を検討する予定である.4.アイソトープを用いた実験:^<125>I標識セクレチンを作成しており培養中のガストリノーマ細胞との結合実験を近日中に施行する予定である.これによりガストリノーマ細胞膜上セクレチン受容体の存在が証明できると思われる.1.ヒトにおける実験:ガストリノーマを有する患者12名の局在診断法としてセクレチン受容体の存在を利用した選択的動脈内セクレチン注入試験を開発して使用した。全例においてガストリノーマの局在診断が可能で、内手術に同意した4例に根治的切除術を施行した。その際迅速血清ガストリン濃度測定法を開発し、術中セクレチン試験を行いガストリノーマがすべて摘出できたか否かを判定した。膵頭十二指腸切除術を施行した3例において根治性を確認した。術後4人とも再発の徴候なく社会復帰している。

セクレチン受容体研究の成果と考えられる。2.ヒト・犬・ラットにおける正常胃粘膜G細胞のセクレチン受容体の研究:ヒトにおいて選択的腹部動脈撮影の際、総肝動脈内にカテーテルを挿入しセクレチン20単位を注入し肝静脈血中ガストリン値の変動を観察したところ基礎値の30±31.6%の上昇が40秒後に観察された。胃切除を受けた患者では肝静脈血中ガストリン値の有意の変動は観察されず、十二指腸粘膜G細胞はセクレチン受容体を有せず、胃粘膜G細胞がセクレチン受容体を有することが示唆された。犬において全身麻酔下に同様の試験をしたところヒトと似て20秒後に118.2±17.6と基礎ガストリン値の11.8±17.6%の有意な上昇を見た。現在犬とラットのG細胞のセクレチンに対する反応性が著しく低く更に種差の検討を行っているところである。3.結論:ヒト・犬・ラットを用いたG細胞上のセクレチン受容体の機構の研究を進めてきて、ヒトの悪性腫瘍で多発性の多いガストリノーマの合理的根治的切除の原理を確立しえたと言えるが、正常G細胞のセクレチン受容体の研究は今後消化性潰瘍の発生や各種組織のセクレチン受容体との関連において重要であると考えられる。更にmessengerの追求を含めたメカニズムに迫り度いと考えている。
水泳スタートにおける水底衝突事故防止のためのコンピュータ・シミュレーション

水泳は数あるスポーツ種目の中でも比較的障害の少ない種目であるが、溺水や飛込みによる頚椎損傷など、極めて危険な一面も有している。飛び込みの空中での動作とそれを発現させる諸筋活動との因果関係が不明であり、スタート台のけり方、空中で各関節にどのようなシークエンスでトルクを与えるかなど、飛び込み動作の指導上欠かせない、力の入れ方・動作の仕方に直接関係する力学的検討が不十分である。本研究では、多リンク・セグメントからなるモデル用いて飛び込み動作における各関節トルクとその結果発現する動作の関係を明らかにし、危険な動作を発現させないための条件、よい飛び込み動作を行うための条件を探り、これに沿った指導手順を検討し、学校水泳における「飛び込み」教材の存続を図るものである。多関節リンクモデルのコンピュータシミュレーションには、高速な演算処理能力を持つ計算機が必要である。本研究では本学情報処理センターの機構解析プログラム「DADS」を用いて身体を多関節リンクモデルで表現し、このモデルに良い飛び込み、危険な飛び込みを含めた様々な目標動作を与え、逆動力学解析によりその際の関節トルクを求め、飛び込み動作中における各主動筋の力の発揮状況を推定した。先行研究では、安全なホールエントリ-を実現するためには、離台後の股関節の伸展が重要であるとされているが、本研究においてもこれを裏付ける結果を得た。すなわち、プール底衝突を招くようなオーバーロ-テーションを起こす試技では、股関節の伸展トルクは正常なスタート動作のそれより小さな値となった。多関節リンクモデルの妥当性を含め、本研究で用いた手法の適否を限られた期間内に判定するまで至らなかった。発揮する各関節トルクのシークエンスにどの程度の変更を加えると動作がどう変化するかを順動力学解析することにより、動作を改良する方法、指導法については継続して検討する予定である。
歯周病発症におけるCX_3C-ケモカイン、Fractalkineの関与-血管内皮細胞と単球、リンパとの接着について

当該研究において,活性化血管内皮細胞上に発現するCX_3C-ケモカイン,fractalkineの単球およびNK細胞接着に及ぼす影響について検討を行い,以下に述べる結果について報告した.(1)単球系細胞株THP-1は,fractalkine receptor(CX_3CR1)を発現しており,固相化fractalkineおよび血管内皮細胞上のfractalkineに著明に接着した.また,可溶化fractalkineはG蛋白の活性化を介して,β1-,β2-インテグリンのファイブロネクチンおよびICAM-1に対する接着能を増強した.単球と血管内皮細胞との接着においては,インテグリン分子とfractalkineが協調的に作用していることを明らかにした(J.Immunol.vol.165,4313-4320,2000).(3)Fractalkineがインテグリンリガンドと協調的に接着を増強し,単球の細胞遊走をむしろ抑制することを明らかにした(Immunol.Cell Biol.,2001,in press).以上の結果より,fractalkineは血管内皮細胞と単球およびNK細胞との接着を誘導し炎症巣における細胞浸潤に深く関与すること,さらに内皮細胞上でのfractalkineの発現が血管内皮細胞自身の傷害にも関与していることを明らかにした.当該研究において,活性化血管内皮細胞上に発現するCX_3C-ケモカイン,fractalkineの単球およびNK細胞接着に及ぼす影響について検討を行い,以下に述べる結果について報告した.(1)単球系細胞株THP-1は,fractalkine receptor(CX_3CR1)を発現しており,固相化fractalkineおよび血管内皮細胞上のfractalkineに著明に接着した.また,可溶化fractalkineはG蛋白の活性化を介して,β1-,β2-インテグリンのファイブロネクチンおよびICAM-1に対する接着能を増強した.単球と血管内皮細胞との接着においては,インテグリン分子とfractalkineが協調的に作用していることを明らかにした(J.Immunol.vol.165,4313-4320,2000).(3)Fractalkineがインテグリンリガンドと協調的に接着を増強し,単球の細胞遊走をむしろ抑制することを明らかにした(Immunol.Cell Biol.,2001,in press).以上の結果より,fractalkineは血管内皮細胞と単球およびNK細胞との接着を誘導し炎症巣における細胞浸潤に深く関与すること,さらに内皮細胞上でのfractalkineの発現が血管内皮細胞自身の傷害にも関与していることを明らかにした.当該研究において,活性化血管内皮細胞上に発現するCX_3C-ケモカイン,fractalkineの単球およびNK細胞接着に及ぼす影響について検討を行い,以下に述べる結果について報告した.(1)単球系細胞株THP-1は,fractalkine-receptor(CX_3CR1)を発現しており,固相化fractalkineおよび血管内皮細胞上のfractalkineに著明に接着した.また,可溶化fractalkineはG蛋白の活性化を介して,β1-,β2-インテグリンのファイブロネクチンおよびICAM-1に対する接着能を増強した.単球と血管内皮細胞との接着においては,インテグリン分子とfractalkineが協調的に作用していることを明らかにした(2)新鮮NK細胞はCX_3CR1を発現しており,固相化fractalkineおよび血管内皮細胞上のfractalkineに著明に接着した.可溶性fractalkineはNK細胞からの顆粒放出増強を介してNK細胞の標的細胞殺傷能を増強した.さらに,fractalkine遺伝子導入血管内皮細胞がNK細胞により著明に傷害されることを明らかにした(3)Fractalkineがインテグリンリガンドと協調的に接着を増強し,単球の細胞遊走をむしろ抑制することを明らかにした(Immunol.Cell Biol.,2001,in press).以上の結果より,fractalkineは血管内皮細胞と単球およびNK細胞との接着を誘導し炎症巣における細胞浸潤に深く関与すること,さらに内皮細胞上でのfractalkineの発現が血管内皮細胞自身の傷害にも関与していることを明らかにした.
高解像度三次元計測による多孔質体誘起非定常乱流モデルの開発

【研究目的】多孔質体間隙部の乱流構造を高時空間解像度を有する画像計測システムにより計測し,実測結果に基づいて乱流モデルを構築し,多孔質体内外の流れの予測が可能な数値モデルを提案する.【H21年度研究課題】1画像計測システムを用いた三次元流動の計測,2IB法を用いた多孔質体通過流の数値解析法の構築,3多孔質体通過流に適用可能な非線形乱流モデルの提案とその検証【各課題の成果】1既知の流動情報から理想画像を作成し,前年度に構築した三次元流動計測システム3D-PLCVの精度検証を行い,既往の二次元計測法と同程度であることを確認した.その後,多孔質体間隙部の流れ等の計測を行った.本手法は高速流の計測に対応した,経済的にも優位な解析法であり,汎用性も高い.2複雑な固体壁の境界条件を固体一流体相互作用として表現するIB法を多孔質体通過流(多孔質体上流および後流域を含む)の解析に応用した.数値モデルの精度や妥当性は単一円柱に作用する抗力や多孔質体通過前後の圧力降下に関する知見と比較して検証した.本手法による多孔質体通過流の解析では,Reynolds数の増加に伴う層流から非周期的な流れへの遷移等の重要な知見が示された.本手法は実験検証が困難な条件における知見を得る際や,実際の工学・自然科学的課題を対象とする際に極めて有用となる.3画像計測結果に基づくa priori的検証により,多孔質体通過流(一方向流場および振動流場)や,幾つかの剥離を伴う単純な流れに対し,従来の線形渦粘性近似モデルの妥当性は低いことを示した.一方,非線形の速度勾配項を導入した非線形乱流モデルを同様に検証した結果はそれと比較して定性的・定量的に妥当性が高い.非線形乱流モデルにより多孔質体間隙部の乱流量の局所分布が予測可能となったことは,その近傍で生じる熱や物質の輸送をモデル化する等の応用分野への今後の発展が大きく期待される.本研究では,これまで未解明であった多孔質体内部の乱流構造を,十分な時間・空間解像度を有する計測システムを用いて計測し,実測結果に基づいて乱れの生成・散逸過程をモデル化し,多孔質体内外の流れを統一して予測することができる汎用的な数値モデルの開発を行うことを最終目的としている.昨年度の研究実績としては,一方向流場,および振動流場における多孔質体内外の流動を,屈折率整合法を用いた画像計測法により計測し,その時空間的な変動特性を明らかにした.多孔質体間隙部は複雑な三次元構造を有しており,内部流動の知見を得るためには,これまで取り組んできたSuper-Resolution KC法による高解像度の断面二次元計測に加えて,ステレオ撮影法に基づく三次元画像計測システム,3D-PLCVの開発が必要であった.本研究で開発した3D-PLCVにおいては,流跡線情報を利用することで,従来の凍結撮影法に基づいた多視点法と比較して,多点のステレオマッチング問題を容易にし,かつ二視点画像から三次元速度場を得られる点で優位な手法であることが明らかとなった.この新手法は本研究だけでなく,一般的な複雑三次元流動の計測に使用できる点て,高い汎用性を有する.振動流場に設置された多孔質体近傍の流動計測結果に対して空間フィルター操作より算定した乱れエネルギーは,流れの非定常性により,一方向流場における実験結果と比較すると数倍程度大きな値を示すことが明らかとなった.しかし,一方で多孔質体の代表径程度流下した段階で,断面平均としてはほぼ一定の値を示すなどの分布特性には類似点が見られた.これらの結果は本年度に行う数値計算の検証資料および乱流モデリングの資料として活用される.また,乱れの分布特性の知見は,多孔質体内で生じる乱流拡散やせん断応力を推定する目安として利用できる.【研究目的】多孔質体間隙部の乱流構造を高時空間解像度を有する画像計測システムにより計測し,実測結果に基づいて乱流モデルを構築し,多孔質体内外の流れの予測が可能な数値モデルを提案する.【H21年度研究課題】1画像計測システムを用いた三次元流動の計測,2IB法を用いた多孔質体通過流の数値解析法の構築,3多孔質体通過流に適用可能な非線形乱流モデルの提案とその検証【各課題の成果】1既知の流動情報から理想画像を作成し,前年度に構築した三次元流動計測システム3D-PLCVの精度検証を行い,既往の二次元計測法と同程度であることを確認した.その後,多孔質体間隙部の流れ等の計測を行った.本手法は高速流の計測に対応した,経済的にも優位な解析法であり,汎用性も高い.2複雑な固体壁の境界条件を固体一流体相互作用として表現するIB法を多孔質体通過流(多孔質体上流および後流域を含む)の解析に応用した.数値モデルの精度や妥当性は単一円柱に作用する抗力や多孔質体通過前後の圧力降下に関する知見と比較して検証した.本手法による多孔質体通過流の解析では,Reynolds数の増加に伴う層流から非周期的な流れへの遷移等の重要な知見が示された.本手法は実験検証が困難な条件における知見を得る際や,実際の工学・自然科学的課題を対象とする際に極めて有用となる.

3画像計測結果に基づくa priori的検証により,多孔質体通過流(一方向流場および振動流場)や,幾つかの剥離を伴う単純な流れに対し,従来の線形渦粘性近似モデルの妥当性は低いことを示した.一方,非線形の速度勾配項を導入した非線形乱流モデルを同様に検証した結果はそれと比較して定性的・定量的に妥当性が高い.非線形乱流モデルにより多孔質体間隙部の乱流量の局所分布が予測可能となったことは,その近傍で生じる熱や物質の輸送をモデル化する等の応用分野への今後の発展が大きく期待される.
地域の生活環境と防災に関する地理データベースの作成と地域情報センターの構築

自然災害を中心とする防災教育の学習活動を進め,豊かな内容にするために,とくに身近な大阪の地域性を重視した自然環境と災害とに関する画像や図表などを主としたデータベースを作成した.データベースは,災害のタイプや,教育分野,地域などによって分類・体系化し,ホームページの形式(HTML)で利用しやすいように表示し,CD-ROM(データ量は約430MB)として提供した.また,その内容を紹介し,さらに防災教育の在り方や授業実践例を取り上げた図書を刊行した.データベースの内容は,I気象災害と大気環境,II地形・地質・地震災害に関する地理画像の2部から構成され,それぞれ次の大項目からなる.I:気象災害・気象災害に備えて・大阪の気象・日本の四季の天気,II:地図画像・衛星画像・地震災害・大阪の地質図・山地の崩壊と土砂災害.この教育データベースは,防災・環境教育のための資料として理科や社会などの教科ばかりでなく,「総合的な学習の時間」などにおける地域研究などに役立てられる.このCD-ROMと冊子を現在(平成13年2月)までに約1千部大阪府内の小中高校の教員に配布し普及を図り,さらに,授業に活用した結果についてアンケートを実施中である.結果をみると,このデータベースは地域性という点での評価はあるものの,さらに、生態や水質などの地域のデータの充実や,もっと使いやすい,教科単元ごと,さらには地域の学校ごとのパッケージプログラムの作成などが求められている.今後の継続的な取り組みとして,教育現場でこのデータベースを活用した授業や地域調査を行い,センターでその結果をデータベースにフィードバックし,さらに個々の学校や教員間では直接に経験やデータの交流を可能にする,-このような,センターと地域の個々の学校との情報ネットワークのシステムの現実を図りたい.自然災害を中心とする防災教育の学習活動を進め,豊かな内容にするために,とくに身近な大阪の地域性を重視した自然環境と災害とに関する画像や図表などを主としたデータベースを作成した.データベースは,災害のタイプや,教育分野,地域などによって分類・体系化し,ホームページの形式(HTML)で利用しやすいように表示し,CD-ROM(データ量は約430MB)として提供した.また,その内容を紹介し,さらに防災教育の在り方や授業実践例を取り上げた図書を刊行した.データベースの内容は,I気象災害と大気環境,II地形・地質・地震災害に関する地理画像の2部から構成され,それぞれ次の大項目からなる.I:気象災害・気象災害に備えて・大阪の気象・日本の四季の天気,II:地図画像・衛星画像・地震災害・大阪の地質図・山地の崩壊と土砂災害.この教育データベースは,防災・環境教育のための資料として理科や社会などの教科ばかりでなく,「総合的な学習の時間」などにおける地域研究などに役立てられる.このCD-ROMと冊子を現在(平成13年2月)までに約1千部大阪府内の小中高校の教員に配布し普及を図り,さらに,授業に活用した結果についてアンケートを実施中である.結果をみると,このデータベースは地域性という点での評価はあるものの,さらに、生態や水質などの地域のデータの充実や,もっと使いやすい,教科単元ごと,さらには地域の学校ごとのパッケージプログラムの作成などが求められている.今後の継続的な取り組みとして,教育現場でこのデータベースを活用した授業や地域調査を行い,センターでその結果をデータベースにフィードバックし,さらに個々の学校や教員間では直接に経験やデータの交流を可能にする,-このような,センターと地域の個々の学校との情報ネットワークのシステムの現実を図りたい.防災・環境教育のための資料として、CD-ROM『大阪の自然災害と環境』、及び図書『教育資料大阪の自然災害と環境』を作成し、刊行した。CD-ROM『大阪の自然災害と環境』は、大阪の地域性を重視した自然災害の事例や、自然環境に関する画像や図表などをまとめ、データベース化したもので、次のような内容からなる。I.気象災害と大気環境:気象災害、気象災害に備えて、大阪の気象、日本の四季の天気。II.地形・地質・地震災害に関する地理画像:地図画像、衛星画像、地震災害、地質図、山地の崩壊と土砂災害、そして大阪の生物相。Iでは、歴史的な大きな災害や最近10年間の個々の災害の被害状況を調査するとともに、気象衛星「ひまわり」、アメダスデータ、気象レーダ、地上観測値など気象官署での測定データ、及び、独自に観測した気象データなどを画像や図表としてまとめた資料集である。IIは、数値地図や空中写真、ADEOSの衛星画像、兵庫県南部地震を中心とした地震と災害の資料、地質や岩石、土砂災害の画像や写真などをまとめた。以上のデータは全部で約450MBにおよび、一般のホームページ用ブラウザを利用して閲覧できる。図書『教育資料大阪の自然災害と環境』は、CD-ROM『大阪の自然災害と環境』の抄録で、CD-ROMを使用するためのガイドブックをかねている。加えて、防災教育の取り扱いの現状や新しい教育課程での在り方を提示し、また防災教育を意識した授業実践例も取り上げた。これらの資料は、理科や社会などの教科ばかりでなく、「総合的な学習の時間」の中での防災や環境などの地域研究にも役立てることができる。

自然災害を中心とする防災教育の学習活動を進め,豊かな内容にするために,とくに身近な大阪の地域性を重視した自然環境と災害とに関する画像や図表などを主としたデータベースを作成した.データベースは,災害のタイプや,教育分野,地域などによって分類・体系化し,ホームページの形式(HTML)で利用しやすいように表示し,CD-ROM(データ量は約430MB)として提供した.また,その内容を紹介し,さらに防災教育の在り方や授業実践例を取り上げた図書を刊行した.データベースの内容は,I気象災害と大気環境,II地形・地質・地震災害に関する地理画像の2部から構成され,それぞれ次の大項目からなる.I:気象災害・気象災害に備えて・大阪の気象・日本の四季の天気,II:地図画像・衛星画像・地震災害・大阪の地質図・山地の崩壊と土砂災害.この教育データベースは,防災・環境教育のための資料として理科や社会などの教科ばかりでなく,「総合的な学習の時間」などにおける地域研究などに役立てられる.このCD-ROMと冊子を現在(平成13年2月)までに約1千部大阪府内の小中高校の教員に配布し普及を図り,さらに,授業に活用した結果についてアンケートを実施中である.結果をみると,このデータベースは地域性という点での評価はあるものの,さらに、生態や水質などの地域のデータの充実や,もっと使いやすい,教科単元ごと,さらには地域の学校ごとのパッケージプログラムの作成などが求められている.今後の継続的な取り組みとして,教育現場でこのデータベースを活用した授業や地域調査を行い,センターでその結果をデータベースにフィードバックし,さらに個々の学校や教員間では直接に経験やデータの交流を可能にする,-このような,センターと地域の個々の学校との情報ネットワークのシステムの実現を図りたい.