hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＳＣＦユビキチンリガーゼによるＭ期制御機構の解明

細胞周期G1期に機能するタンパク質群の発現を活性化する転写因子Swi5は、G1後期にユビキチンリガーゼSCFCdc4に依存して分解される。分解を受けずに安定化する安定化型Swi5を発現する細胞では、S期開始、染色体の分離、M期の終了が阻害された。この機構を解析した結果、G1期には、以降の細胞周期の進行を阻害する因子が存在すること、それらの発現をSwi5が活性化すること、Swi5がSCFCdc4によって分解されると細胞周期の円滑な進行が可能となることを明らかにした。前年度の成果を受け、本年度は以下の課題に取り組んだ。(1) SCFによるSwi5の分解を誘導するキナーゼの同定: Swi5はM期後期に核に移行し転写因子として機能する一方で、核内では急速に分解される。Swi5によって転写される因子の中にキナーゼのサブユニットが存在することから、このキナーゼによるフィードバック阻害の可能性を検討した。その結果、Swi5の分解がCDKの一つであるPho85キナーゼに依存することを明らかにした。(2)安定化型Swi5の発現による染色体分離の阻害機構の解明:安定化型Swi5の発現により染色体分離が遅延することを昨年度に示した。この染色体分配の阻害が紡錘体チェックポイントを制御するMAD2遺伝子の破壊株では回復することを明らかにした。さらに、M期サイクリンを過剰発現することによっても、染色体分離の阻害が回復した。したがって、Swi5はMad2とM期サイクリン-CDKを介して染色体分離を制御していることを明らかにした。(3)安定化型Swi5の発現による染色体分離の阻害機構の解明:安定化型Swi5の発現によりM期終了が遅延することを昨年度に示した。さらにこの遅延の原因として、Swi5によって転写される遺伝子の中からYを明らかにした。本年度はこのYの不活性化機構の解明に取り組んだ。ユビキチン化によって分解されるという作業仮説を立て、検証した。その結果、Yはプロテアソームによって分解されることを示した。ユビキチンリガーゼを同定するために、細胞周期を制御するSCFユビキチンリガーゼを構成するCdc53の変異株で、Yが安定化することを示した。以上のことから、YはSCFユンビキチンリガーゼによって分解されることを明らかにした。S期開始を制御するユビキチンリガーゼSCFCdc4がM期も制御するということが、1994年に遺伝学的に示された。それ以降現在に至るまで、分子機構は明らかになっていない。申請者は、自身で開発したユビキチン化の基質を同定する手法を用いて、SCFCdc4が、G1期に機能する転写因子Swi5のユビキチン化・分解を行うこと、SCFCdc4ユビキチンリガーゼによって分解されずに安定化する安定化型Swi5を発現する細胞では、染色体分離とM期終了が阻害されることを示した。本年度は、その分子機構の解明に取り組んだ。安定化型Swi5による染色体分離の阻害は、Swi5によって転写が誘導されるSic1 (S期Cdkの阻害因子)の過剰発現によるCdk活性の低下が原因であった。そこでCdkによってリン酸化されるタンパク質の中に染色体分離の制御に関わる因子があることが示唆された。この因子の一つを同定した。Cdkによるリン酸化のコンセンサス配列をアラニンに置換した変異型タンパク質を発現すると染色体分離が阻害された。この因子が染色体分離に重要であることが示唆された。また、安定化型sWI5によるM期の終了の阻害は、Swi5が転写するAmn1の過剰発現が原因であることを明らかにした。Amn1はM期終了を制御するM期終了ネットワークの阻害因子である。このAmn1は、リン酸化に依存したユビキチン化によって活性が制御されていることを明らかにした。以上の結果から、Swi5の分解は、Sic1とAmn1を介して染色体分離とM期終了を制御することを明らかにした。したがって、Swi5の分解は、M期の制御におけるユビキチンリガーゼSCFCdc4の基質の一つであることが示された。申請者は、自身で開発したユビキチン化の基質を同定する手法を用いて、SCFCdc4によるM期の制御が、G1期に機能する転写因子Swi5のユビキチン化・分解を介していることを、出芽酵母を用いて明らかにした。本研究ではSwi5がM期進行を阻害する因子の発現を誘導するという作業仮説を実証し、SCFCdc4に依存したSwi5の分解が持つM期制御における役割を解明することを目的として、研究を行った。

ユビキチン化を受けずに安定化する安定化型Swi5を発現する細胞を作製し、細胞周期の進行を調べた結果、染色体の分配とM期終了が阻害されることを明らかにした。Swi5は転写因子であるので、Swi5に依存して転写される因子に、染色体分離・M期終了を阻害する因子X・Yが存在することが示唆された。実際に、この因子X・Yを同定した。Xの破壊株では染色体分配が回復した。またYの破壊株ではM期終了が回復した。以上のことから、SCFCdc4はSwi5の分解を介して、染色体分配・M期終了を制御していること、そしてそれは、Swi5に依存して転写されるXとYの転写抑制を介していることが明らかとなった。この発見は、S期開始を制御するユビキチンリガーゼSCFCdc4がM期も制御することを説明できる。生物学Swi5の分解機構について、当初考えていたとおり、フィードバック阻害によることを示すことができた。また、昨年度の計画の通り、安定化型Swi5が、紡錘体チェックポイントを介して染色体分離を阻害することを明らかにした。さらに、この制御にCDKの活性も関与していることを示した。安定化型Swi5によるM期制御では、すでにSwi5によって転写される因子がM期終了を阻害することを明らかにしていたが、この因子がプロテアソームによって制御されることを明らかにし、このときのユビキチン化にSCFユビキチンリガーゼが関与することを示唆する結果を得た。以上の通り、当初の研究計画通り、順調に進んでいる。本研究は、おおむね順調に進んでいる。まず、見込み通りSwi5に依存して転写される因子の中から、染色体分離とM期終了を阻害する因子を同定することに成功した。Swi5に依存して転写される遺伝子の中からすでに細胞周期で機能することが知られている遺伝子群を選び、これらの破壊株を作製した。安定化型Swi5を発現したところ、染色体分離あるいはM期終了が回復する破壊株を分離することができた。逆に、この遺伝子(XあるいはY)を過剰発現すると、染色体分離あるいはM期終了が阻害された。また安定化型Swi5を発現する細胞では、X・Yの転写量および発現量が著しく増大した。これらの結果は、Swi5に依存して転写されるX・Yが、染色体分離とM期終了を阻害する因子であることが示唆される。次にX・Yが、染色体分離とM期終了を阻害する作用機序に関して、X・Yが、それぞれ、チェックポイント経路、M期終了ネットワークを制御していることを遺伝的に示した。これらの点に関しては、ほぼ予想通りの結果が得られた。さらに、Swi5の分解がG1期に起きる理由を解明した。Swi5の分解がリン酸化に依存することを見いだし、このリン酸化がG1期に起きることを示した。当初の予定ではSwi5をリン酸化するキナーゼも同定する予定であったが、これに関しては未解決として翌年に持ち越すこととなった。この理由の一つとして、Swi5をユビキチン化に導くキナーゼが、当初予想していた1種類ではなく、2種類以上あることが原因であると思われる。すなわち、Swi5をリン酸化するキナーゼとしてSrb10を同定したが、srb10破壊株でSwi5は安定化するものの、その程度は、安定化型Swi5には及ばなかった。Srb10以外のキナーゼの同定は、翌年度に解明する。(1)安定化型Swi5による染色体分離の阻害機構の解明:本年度、この制御にMad2とCdkが関与していることを示した。
北方樹木の未利用有効資源活用のための分子生物学的研究

北方樹木の寒冷環境適応機構を分子レベルで研究を行った。樹木構成細胞は組織により、冬季の樹幹内水分の凍結に対する適応機構が異なり、師部組織柔細胞は細胞外凍結による適応をするのに対して、木部組織柔細胞は深過冷却という凍結回避により適応する。細胞外凍結では、凍結脱水に対する抵抗性を獲得することにより、北方樹木の師部柔細胞は液体窒素温度の凍結にも耐える。このような高い凍結耐性を持つ北方樹木、クワの皮層柔細胞内の小胞体(ER)にグループ3Late Embryogenesis Aboundant (LEA)タンパク質が,冬季特異的に蓄積することを明らかにした。このタンパク質をWAP27と命名し、その機能を解析した。WAP27を導入した形質転換シロイヌナズナは植物体レベルで凍結耐性が上昇する事、および単離・精製したWAP27は凍害防止剤として高い活性を持つことを明らかにした。一方、北方樹木の木部柔細胞は、細胞内水分が液体状態のまま-60°C付近まで過冷却して氷点下温度に適応するという樹木特有の特徴的な適応機構を示す。この機構、すなわち水が安定的に-60°C付近まで凍らない機構を明らかにするため、冬季特異的に発現する遺伝子のフイルター・アレイおよびディファレンシャル・ディスプレイ法による解析、冬季特異的に蓄積するタンパク質の解析、冬季特異的に蓄積する可溶性糖質の解析を行った。樹木木部の網羅的な遺伝子解析は、世界初と思われる。カラマツを用いた遺伝子解析により植物においてはこれまでに報告されていない低温誘導性遺伝子を10数個明らかにした。これらの冬季特異的な遺伝子発現はノーザン・ブロット法により過冷却能力の変化と並行的に発現することを確認した。ブナを用いたタンパク質解析により、季節的および各種処理による過冷却能力の変化と並行的に発現する20数個のタンパク質スポットを確認した。これらのうち、既存の報告で、過冷却を促進する可能性のある不凍タンパク質と高い相同性を示すタンパク質を単離・精製して不凍活性を調べたが顕著な不凍活性は得られなかった。可溶性糖質については過冷却する木部特異的に蓄積する糖はシラカンバを用いた研究では得られなかった。しかし、木部から80%エタノールで抽出した粗画分は、これまでの報告には無い高い過冷却能力を持つことを明らかにし、引き続き物質の同定を行っている。北方樹木由来のこれら物質は、高凍結抵抗性植物の作出、及び凍結制御剤として広範な産業的応用が期待できる。これまで細胞外凍結により凍結に適応するといわれていた北方樹木の木部柔細胞が、部分的脱水を伴う深過冷却により凍結適応することを明らかにした。これにより厚い・硬い細胞壁を持つ樹木の木部柔細胞はすべて深過冷却で凍結適応することを明らかにした。

木部柔細胞の深過冷却能力はこれまで細胞壁の構造特性のみによると考えられていたが、凍結あるいは煮沸などにより細胞壁構造に殆ど影響を与えず、細胞内物質を抽出したハクウンボク、ブナ、シラカンバ、カラマツなどで深過冷却能力が著しく低下することを明らかにした。しかし、このような抽出処理にも拘わらず、過冷却能力は低いながらも残ることから、過冷却能力には細胞壁の構造的要因と、細胞内の成分的要因の両者が関与すると推定した。このため、構造的要因による過冷却能力を見積もるため、原形質分離法を用い、細胞壁のポア・サイズを測定している。さらに、細胞内成分的要因の役割を見積もるため、カラマツ、シラカンバについて可溶性糖質の季節的変化を、深過冷却する木部柔細胞・アポプラスト水分・細胞外凍結する皮層柔細胞について明らかにし、現在解析を行っている。さらに、ディファレンシャル・ディスプレー法により冬季特異的にカラマツ木部柔細胞に蓄積する遺伝子解析を行った。また、シラカンバの木部細胞内溶液を抽出し不凍活性を持つ画分を検索するとともに、冬季特異的に、しかも蓄積量の多い細胞内蛋白質として、エノラーゼ、キチナーゼなどの蓄積を明らかにし、全アミノ酸シークエンスの解読を行っている。高木の樹木は直接外気温にさらされるため、寒冷地の樹木は生物中で最大の凍結抵抗性を獲得している。さらに、厚い木化した二次壁を持つ木部柔細胞はその構造的特性のため、他の植物細胞とは異なる深過冷却という凍結回避機構により凍結に適応するという特徴を持つ。深過冷却による適応には物理的限度があるが北方樹木は-70°Cに達する過冷却能力をもつ。本研究では木部柔細胞が持つ高い過冷却能力のメカニズムを明らかにし、その原因物質を単離して、産業分野への応用を目指した研究を行っている。平成15年度は、1)従来から深過冷却の唯一の原因と考えられてきた細胞壁の構造特性に関する研究により、細胞壁も過冷却に関与するがその関与の度合いは10数°Cが限度であることを明らかにした。2)細胞内の浸透圧濃度の上昇も凝固点降下をもたらすことにより見かけ上の過冷却度を上げる可能性がある。シラカンバを用いた研究により過冷却する木部柔細胞には細胞外凍結する師部細胞に比較して高濃度の可溶性糖質が蓄積することを明らかにしたが、凝固点降下への関与はせいぜい3-4°Cであることを明らかにし、他の要因の存在があることを示した。3)シラカンバの可溶性糖質の成分については過冷却を促進するような木部特異的な成分は認められなかった。4)カラマツ木部に冬季特異的に発現する遺伝子をディファレンシャル・ディスプレイ法により測定し、季節的な遺伝子発現量の変化をノーザンブロットにより解析した。その結果、冬季特異的に木部のみにあらわれる未同定遺伝子の存在を明らかにし、現在、全長遺伝子構造の解析を行っている。5)シラカンバ木部から、不凍蛋白質として知られるキチナーゼ様蛋白質の精製を行ったが収量が少なく、新たな精製方法の検討を行っている。6)ブナにおいて過冷却能力の変化と密接に関連して出現又は消失する幾つかの特徴的蛋白質バンドを確認した。これとともに、細胞外凍結するクワ師部細胞においてERに冬季特異的に発現する27kD蛋白質を導入した形質転換シロイヌナズナにおいて、凍結耐性が明確に上昇することを明らかにし、結果は産経新聞など全国紙および数社の地方紙に掲載された。
イオン液体コーティングによる酵素活性化法の開発

酵素は水溶媒中で化学反応を触媒するというのが生物学的な常識であり,反応媒体に関しては従来関心が払われてこなかった.申請者らはイオン液体を溶媒とするリパーゼ触媒反応を展開し,イオン液体という溶媒に酵素を固定化して再使用する反応システムを構築し,さらに,ポリオキシエチレン鎖を持つイオン液体で酵素をコーティングするとリパーゼが顕著に活性化できることを明らかにした.さらに,イミダゾリウム塩にプロリン側鎖を連結した4種の新規プロリン置換イオン液体を合成し,このイオン液体でコーティングを行ったリパーゼPSで顕著な反応加速が実現した.なかでも,非天然のD-プロリン置換イオン液体コーティングが最も活性化に効果があることがわかった.さらに,Geotrichum candidum由来の酸化還元酵素をイオン液体コーティングすると,緩衝液溶液中のアセトフェノンの不斉還元の反応速度が大きく向上し,リパーゼのみならず酸化還元酵素もプロリン置換イオン液体コーティングで活性化することができた.次に,イオン液体という溶媒に酵素を固定化して再使用できることはすでに確立していたが,イオン液体は粘度が高いこともあり,通常の有機溶媒に較べると反応速度が低いという問題点があった.エーテル官能基を持つ新規ホスホニウム塩イオン液体を合成し,この溶媒中でリパーゼ触媒反応がきわめて円滑に進行し,初めて有機溶媒を越える反応速度でアシル化反応を実現した.さらに,イオン液体コーティング酵素による不斉アシル化をこのホスホニウム塩イオン液体中で行うと,酵素を10回以上再使用することができることを明らかにした.酵素は水溶媒中で化学反応を触媒するというのが生物学的な常識であり,反応媒体に関しては従来関心が払われてこなかった.申請者らはイオン液体を溶媒とするリパーゼ触媒反応を展開し,イオン液体という溶媒に酵素を固定化して再使用する反応システムを構築し,さらに,ポリオキシエチレン鎖を持つイオン液体で酵素をコーティングするとリパーゼが顕著に活性化できることを明らかにした.さらに,イミダゾリウム塩にプロリン側鎖を連結した4種の新規プロリン置換イオン液体を合成し,このイオン液体でコーティングを行ったリパーゼPSで顕著な反応加速が実現した.なかでも,非天然のD-プロリン置換イオン液体コーティングが最も活性化に効果があることがわかった.さらに,Geotrichum candidum由来の酸化還元酵素をイオン液体コーティングすると,緩衝液溶液中のアセトフェノンの不斉還元の反応速度が大きく向上し,リパーゼのみならず酸化還元酵素もプロリン置換イオン液体コーティングで活性化することができた.次に,イオン液体という溶媒に酵素を固定化して再使用できることはすでに確立していたが,イオン液体は粘度が高いこともあり,通常の有機溶媒に較べると反応速度が低いという問題点があった.エーテル官能基を持つ新規ホスホニウム塩イオン液体を合成し,この溶媒中でリパーゼ触媒反応がきわめて円滑に進行し,初めて有機溶媒を越える反応速度でアシル化反応を実現した.さらに,イオン液体コーティング酵素による不斉アシル化をこのホスホニウム塩イオン液体中で行うと,酵素を10回以上再使用することができることを明らかにした.加水分解酵素リパーゼはその高いエナンチオ選択性と幅広い基質適応性を活かして有機合成に幅広く活用されている.しかし,有機溶媒中では反応速度が遅く.簡単な操作で酵素の活性化が実現できれば.有機合成上の意義は極めて大きい.筆者らはイオン液体と酵素との高い親和性を期待し,各種ポリオキシエチレンアルキル硫酸イオンを対イオンに有するイミダゾリウム塩イオン液体を合成し,リパーゼPS-CのPH7.2リン酸緩衝液にイオン液体を加えて撹拝したのち凍結乾燥してイオン液体固定化リパーゼを調製した.この酵素を触媒に用いて各種の2級アルコールについて,ジイソプロピルエーテル溶媒中でアシルドナーに酢酸ビニルを用いて不斉アシル化反応を行った結果,イオン液体でコーティングした酵素ではエナンチオ選択性を保持したまま,市販リパーゼPS-Cに較べて顕著な反応加速されることがわかった.この活性化効果は基質アルコールに依存し,1(ナフタレン-2-イル)プロパノールではエナンチオ選択性を保持したまま最高1100倍の反応加速が観測され,一方,1(ナフタレン-2-イル)エタノールではエナンチオ選択性は高いものの反応加速効果はほとんど認められなかった.ポリオキシエチレンアルキル硫酸イオンのイミダゾリウム塩を各種合成し,これらのイオン液体でコーティングしたリパーゼPSについて反応性を調べた.その結果ポリオキシエチレン(10)セチル硫酸=1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムが最も優れた活性化効果を示すことがわかった.次に,リパーゼ触媒アシル化反応に適したアルキル硫酸イミダゾリウム塩イオン液体の設計を検討した結果,2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチル硫酸=1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムが疎水性を示すイオン液体になることがわかった.特にリパーゼPS-Cに於いては,既存のいかなるイオン液体より反応速度,エナンチオ選択性共に良い結果を示した.また,この溶媒を用いてイオン液体コーティング酵素を利用することで酵素の再使用も実現した.さらに,イオン液体コーティングによる酵素活性化の起源を調べるため,反応速度が速く再現性の良い初速度を調べることのできる3-ヒドロキシペンタンニトリルの両エナンチオマーを合成し,(R)-体,(S)-体それぞれについて,市販PS-Cとイオン液体コーティングしたPSのアシル化のkineticsを調べた.

ポリマー官能基を持ち,タンパク質と親和力のあるイオン液体(IL)を分子設計し,このイオン液体で酵素をコーティングすることで,水溶液中でしか働かない酵素を様々な有機溶媒中で触媒活性を発揮できるように安定化する酵素活性法を開発することを目的として研究を行った.その結果,タンパク的に純粋な試料が入手容易なリパーゼPS, Candida rugosaリパーゼ,アルカリプロテアーゼSubtilisinをイオン液体コーティングして安定化効果,活性化効果を調べた結果,イオン液体コーティングにより有機溶媒中の安定性が顕著に向上することがわかった.この加速効果の起源を探るためイオン液体コーティング酵素のSEM像を観察した結果,イオン液体コーティングで表面積が大幅に増大していることがわかった.また,イオン液体コーティングした酵素のMALDI-TOF MS分析を行い,イオン液体と酵素の複合体が生成していることを明らかにした.さらに,活性化効果の高いアルキルPEG硫酸イオン液体の分子設計を検討し,イミダゾリウム環に側鎖としてL-プロリンメチル基を連結したカチオンを持つアルキルPED硫酸イオン液体を合成した.このイオン液体でリパーゼをコーティングするとさらに反応加速が観察され,従来,申請者が見いだしていたアルキルPEG硫酸イミダゾリウム塩より,エナンチオ選択性を保持したまま5倍から10倍の反応加速効果が得られることがわかった.また,このイオン液体でGeotrichum candidum由来の酸化還元酵素をコーティングすると,pH7.0 MES buffer中で,アセトフェノンの不斉還元速度が顕著に加速されることがわかった.コーティングしない場合,35°C,25時間の反応で収率80%のところ,このイオン液体でコーティングした酵素を用いると,わずか1時間の反応で,収率91%,>99%eeの光学純度で還元体である(S)-1-フェニルエタノールが得られた.酵素は水溶媒中で化学反応を触媒するというのが生物学的な常識であり,反応媒体に関しては従来関心が払われてこなかった.申請者らはイオン液体を溶媒とするリパーゼ触媒反応を展開し,イオン液体という溶媒に酵素を固定化して再使用する反応システムを構築し,さらに,ポリオキシエチレン鎖を持つイオン液体で酵素をコーティングするとリパーゼが顕著に活性化できることを明らかにした.本年度は下記の成果を得た.(1)プロリン官能基を有するイオン液体コーティングによる酵素活性化イミダゾリウム塩にプロリン側鎖を連結した4種の新規プロリン置換イオン液体を合成し,このイオン液体でコーティングを行ったリパーゼPSで顕著な反応加速が実現した.なかでも,非天然のD-プロリン置換イオン液体コーティングが最も活性化に効果があることがわかった.さらに,Geotrichum candidum由来の酸化還元酵素をイオン液体コーティングすると,緩衝液溶液中のアセトフェノンの不斉還元の反応速度が大きく向上し,酸化還元酵素もプロリン置換イオン液体コーティングで活性化することができた.(2)新規ホスホニウム塩イオン液体中でのイオン液体コーティング酵素反応
ウイルスを吸着捕捉する新素材を活用した環境浄化のための新しい手法

ウイルスによる病気には特効薬がなく、ウイルスによる汚染を防除するための効果的な方法は確立されていない。筆者の研究グループでは不溶性ピリジニウム型樹脂がウイルスを強力に吸着捕捉することを見出した。本研究の目的はこの樹脂の特性を活用して、ウイルスによる環境汚染を防止するための新しい手法を開発することである。昨年度の研究によって、橋かけしていない、即ち水に可溶性のピリジニウム型ポリマーを0.5mg/lという微量添加すると、水中のバクテリオファージが効率よく不活化されることを見出した。以前に報告した不溶性ピリジニウム型樹脂と相まっでウイルスによる環境汚染を防止するための材料として優れた機能を発揮するものと期待される。そこで本年度はこれらの高分子材料の病原性動物ウイルスに対する吸着捕捉作用について研究を開始し、大阪府立公衆衛生研究所のウイルス課および病理課の協力を得て、不溶性ピリジニウム型樹脂による動物ウイルスの吸着について検討した。不溶性ピリジニウム型樹脂として橋かけポリ-N-ベンジル-4-ビニルピリジニウムブロイドを用いた。病原性動物ウイルスとしてポリオウイルス、エンテロウイルス、単純ヘルペスウイルス、インフルエンザウイルス、アデノウイルス、エイズウイルス、ヒトロタウイルス及び日本脳炎ウイルスを用いた。ウイルス溶液5mlと50g/lの樹脂を用いて35°Cで回分式吸着実験を行ったところ、30分間にこれらの動物ウイルスの9799.9%が吸着除去された。この樹脂をつめたカラムに、ウイルス溶液を空間速度3で通液したところ、ウイルスは全く検出されなくなった。このように不溶性ピリジニウム型樹脂はバクテリオファージに限らず、広く動物ウイルスに対しても効果的に吸着除去する性質を示すことが明らかにされた。ウイルスによる環境汚染を防止するための新しい手段として今後さまざまな応用が期待される。
二次特性類の幾何学

研究代表者は山崎雅人氏との共同研究で提案した新しい3次元ゲージ理論の分配関数の本質的な情報を数学的に厳密な方法で取り出すことを一つの動機として,加藤晃史氏との共同研究で,クイバーのミューテーションの列について,分配級数という新しい量を導入し,その基本性質を示した.特に,ディンキン型またはその積の特別なミューテーションの列について,分配級数がアフィンリー環の表現の指標の和のフェルミオン表示に一致していることを示した.また,ミューテーションの終赤列について分配級数の次数付き版が本質的に組合せ的ドナルドソン・トーマス不変量と一致していることを示すことができた.加藤晃史氏との共同研究で,クイバーの境界条件つきのミューテーションの列について,特性類の新しい構成や量子化へのアプローチについて,一定の成果を得たので.研究代表者は山崎雅人氏との共同研究で提案した新しい3次元ゲージ理論の分配関数の本質的な情報を数学的に厳密な方法で取り出すことを一つの動機として,加藤晃史氏との共同研究で,クイバーのミューテーションの列について,分配級数という新しい量を導入し,その基本性質を示した.特に,ディンキン型またはその積の特別なミューテーションの列について,分配級数がアフィンリー環の表現の指標の和のフェルミオン表示に一致していることを示した.また,ミューテーションの終赤列について分配級数の次数付き版が本質的に組合せ的ドナルドソン・トーマス不変量と一致していることを示すことができた.ゲージ理論的な視点を通した二次特性類の量子化へのアプローチについて,一定の成果を得たので.これまでの研究で得られたゲージ理論を通した新しい視点や特性類と無限次元リー代数の新しい関わりにもとづいて,トポロジーと物理の相互関係についての結果をさらに深く追求したい.数物系科学これまでの研究で得られたトポロジーと物理への分配級数をとおした新しい視点にもとづいて,トポロジーと物理の相互関係についての結果をさらに深く追求したい.二次特性類がゲージ理論の物理や岩澤理論の非アーベル化にどのように関連するかについて新しい視点を得ることができたので.これまでの研究で得られた二次特性類がゲージ理論の物理や岩澤理論の非アーベル化にどのように関連するかについての新しい視点にもとづいて,トポロジーと物理と数論の相互関係についての結果をさらに求めていきたい.
電子黒板とタブレット端末を利用した学習支援システムの構築

電子黒板(教師側)と複数のタブレット端末(学生側)を利用したデジタルペン筆記を主体とした授業を想定して、下記2点から研究を行った:1電子黒板側の筆記とタブレット端末側での筆記情報の同期と自動整形を行うシステムの構築、2複数キーワードに基づく講義ビデオの検索システムの構築。その結果、電子黒板の筆記・編集情報をタブレット端末側にリアルタイムで転送して情報の同期をさせることに成功し、自動整形については一部の機能を実現した。講義ビデオの検索については、目的のキーワードを発声しているビデオ映像を素早く見つけることに成功している。電子黒板とタブレットを用いた学習システムを構築するために、平成27年度は、システムの入力画面構成・ユーザーインターフェース・データ表現法の考案、電子黒板とタブレット上での編集機能の考案と実装、電子黒板とタブレット間の通信方式の考案と実装、電子黒板の内容を加味したタブレット上でのノート内容整形手法の考案と実装について行った。システム入力画面では、文字筆記・図形筆記・編集・ページ切り替えボタンを配置し、さらにタブレット側では、電子黒板側の画面状況を表示するウィンドウを配置した。電子黒板側で筆記された情報(1ストロークを構成するサンプリング点の座標情報)や編集情報をTCP/IPでネットワーク接続された複数のタブレットにリアルタイム転送する。これにより、転送された情報からタブレット側でも電子黒板側の筆記情報を反映した表示を行えるようにした。また、編集機能として、移動・挿入・削除の機能を実現している。移動は、削除要素にペンで横線を引き、その後、表示される円を、移動する位置までペンでドラッグすることで実現した。挿入は、挿入箇所で、カタカナのハの字の筆記を行い、その後、挿入要素を筆記する。削除は、削除要素の上を二重の横線を引くことで実現した。このように、編集作業は、直観的なペンジェスチャによって機能するようにしている。一方、電子黒板側で筆記された情報とタブレット側で筆記された情報が、相互に衝突して、図形の重複表示が起こってしまう問題を回避する手法をいくつか実装した。平成27年度に実施する予定であった、「手書き筆記データの収集」を行うことができなかったが、当初、平成28年度以降に実施する予定であった、「電子黒板とタブレット間の通信方式の考案と実装」や「電子黒板の内容を加味したタブレット上でのノート内容整形手法の考案と実装の一部」まで研究を実施することができた。よって、おおむね順調に進んでいると言える。電子黒板とタブレットを用いた学習システムを構築するために、平成28年度は、1.教師が使用する電子黒板上と学生が使用するタブレット上で同時筆記された場合の動作方法の検討と実装、2.ビデオ映像の検索システムの実装の2点について研究を行なった。1については、タブレット側で学生が筆記している最中には、電子黒板側で筆記が行われて、それらの筆記情報が送信されてきたとしても、それを蓄積し、タブレット上での筆記が中断した時点を検出して、電子黒板の情報を追記する場所をユーザーに指定してもらって、その後に電子黒板の筆記情報を反映する手法を考案して実装した。これにより、以前のシステムでは、同時筆記した場合に起こる不整合性の問題を解決することができた。一方、2については、ビデオ映像から音声部分を抽出し、音声認識技術を用いて音声テキストを生成したあと、教員があらかじめ指定したキーワード、あるいはユーザーが指定するキーワードに基づいて該当する映像部分を検索する手法を考案した。特に、教員があらかじめ指定したキーワードについては、音声認識時に優先的に認識するように設定することにより、認識精度の向上を図っている。また、検索インターフェースについては、動画の撮影時刻を表示するプログレスバーの中に検索箇所を縦棒表示し、かつ各検索箇所のサムネイル画像を別ウィンドウで表示することで、目的の映像を直感的かつ即時に検索できる仕組みを実装した。初年度に実施する予定であった「手書き筆記データの収集」を行うことができなかったが、他の部分については、ほぼ順調に研究が進捗していると言える。平成27年度は、電子黒板とタブレットを用いた学習システムを構築するために、システムの入力画面構成・ユーザーインターフェース・データ表現の考案、電子黒板とタブレット上での編集機能の考案と実装、電子黒板とタブレット間の通信方式の考案と実装、電子黒板の内容を加味したタブレット上でのノート内容整形手法の考案と実装について行った。その結果、筆記された情報を直感的なペンジェスチャを用いて編集(削除・挿入・移動)することができるようになるとともに、電子黒板上で筆記された情報や編集情報を複数のタブレットにリアルタイムに転送して表示することができるようになった。平成28年度は、1.教師が使用する電子黒板上と学生が使用するタブレット上で同時筆記された場合の動作方法の検討と実装、2.ビデオ映像の検索システムの実装の2点について研究を行なった。この結果、1については、電子黒板側で筆記された情報とタブレット側で筆記された情報が、相互に衝突して、図形の重複表示が起こってしまう問題を回避することができるようになった。また、2については、教員が指定したキーワードを登録することにより、高精度な検索ができるシステムを構築することができ、さらに、検索に適したユーザーインターフェースを考案することができた。平成29年度は、主にビデオ映像の検索システムの検証を行った。具体的には、複数の被験者を対象として、実際の講義ビデオの映像を用い、音声認識の性能評価・ユーザーインターフェースの使いやすさについて検証を行っている。その結果、教員が指定したキーワードを事前に登録することによる検索率の向上を確認するとともに、インターフェースの使い勝手についても良好な結果を得た。

電子黒板(教師側)と複数のタブレット端末(学生側)を利用したデジタルペン筆記を主体とした授業を想定して、下記2点から研究を行った:1電子黒板側の筆記とタブレット端末側での筆記情報の同期と自動整形を行うシステムの構築、2複数キーワードに基づく講義ビデオの検索システムの構築。その結果、電子黒板の筆記・編集情報をタブレット端末側にリアルタイムで転送して情報の同期をさせることに成功し、自動整形については一部の機能を実現した。講義ビデオの検索については、目的のキーワードを発声しているビデオ映像を素早く見つけることに成功している。今後は、「データ収集」、「電子黒板の内容を加味したタブレット上でのノート内容整形手法の改良」、「ノートへの音声キャプションの付加とビデオ映像へのリンク生成手法の考案と実装」の観点から研究を推進していく予定である。その後、実装した学習システムを実際の教員・学生に試用してもらい、各種機能の使い勝手、精度等を検証する予定である。今後は、「データ収集」、「ノートへの音声キャプションの付加とビデオ映像へのリンク生成手法の実装」、「システムの不具合の解消」の観点から研究を進めていく予定である。知能情報学当初、購入予定であった電子黒板は、発売時期が次年度に延期されてしまったために、次年度使用額が生じた。研究では、電子黒板を通常のタブレットPCで代用してシステム構築を行った。当初計画で見込んだよりも安価に研究が進んだため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は平成28年度請求額と合わせて、電子黒板の物品購入に使用するとともに、計画どおり、複数台のタブレットPCの購入、消耗品費、旅費等に使用する計画である。なお、現行、タブレットPCで代用していたシステムを、電子黒板を使用したシステムに変更する予定である。次年度使用額は、平成29年度請求額と合わせて、設備備品費・外国旅費・研究成果投稿料として使用する予定である。
大きなMR磁界感度を有するGIG(nano-Granular In Gap)膜の開発

本研究の目的は,従来実用材料であるパーマロイよりも大きなMR比(0.4kA/mの外部磁界に対して4%以上)を示すGIG (nano-Granular In Gap)膜を得ることである.GIG膜の磁気抵抗効果(MR)の磁界感度は,用いるナノグラニュラー膜のMR特性に大きく依存し,MR比の大きなナノグラニュラー膜を用いることによって,より大きな磁界感度を有するGIG膜が得られる.このことから,大きなMR比を示す金属一絶縁体系ナノグラニュラー膜を得るために,新組成系である,マットリックスがMg-Fからなる金属-フッ化物系ナノグラニュラー膜を作製し,そのTMR特性を検討した.その結果,(FeNi)-(Mg-F)系では,室温の800kA/mにおいて11.4%のMR比を示す膜が得られ,さらに(FeCo)-(Mg-F)系では,13.3%のMR比を示す膜が得られた.この値はこれまでに報告されている金属-絶縁体系ナノグラニュラー膜における最大値である.さらに,これらの金属-フッ化物系ナノグラニュラー膜をGIG膜に応用することによって,0.08-0.16kA/mの磁界で4%以上のMR比を示す極めて良好な磁界感度特性が得られ,目的であった0.4kA/mの外部磁界で4%以上のMR比を示すGIG膜が実現された.本研究の成果は,論文等10件,口頭発表13件にまとめられ発表された.さらに8件の特許出願を行い,現在,具体的な形で新型磁界センサとしての実用化研究が進んでいる.GIG(nano-Granular In Gap)膜の磁気抵抗効果(MR)の磁界感度は,用いるナノグラニュラー膜のMR特性に大きく依存し,MR比の大きなナノグラニュラー膜を用いることによって,より大きな磁界感度を有するGIG膜が得られる.本年度は,大きなMR比を示すナノグラニュラー膜を得るために,種々の組成の金属-フッ化物系膜について,膜構造およびMR特性について検討した.試料は,Fe,CoまたはFeCo合金ターゲットとMgF_2ターゲットを同時にスパッタする,2元同時スパッタ法によって作製し,基板にはコーニング#7059ガラスを用いた.得られた試料のMR特性および電気比抵抗は,直流4端子法を用いて評価し,磁気特性は,振動試料型磁力計によって測定した.得られた試料の組織構造は,X-ray回折装置によって調べた.GIG膜の作製は,フォトリソグラフィの手法を用いて行い,描画結果は高倍率の金属顕微鏡によって観察した.その結果,32vol.%(Fe_<0.51>Co_<0.49>)-(Mg-F)膜が,室温800kA/mにおいて13.3%の大きなMR比を示すことがわかった.この値は,これまでに報告されている金属-非金属ナノグラニュラー膜における最大値である.このMRの増大は,膜中の金属グラニュールの分極率の増加によるものと考えられる.さらに,この膜を用いたGIG膜を作製し,弱磁界でのMR特性を評価した.その結果,Fe_<66>Ni_<34>(1.5μm)膜と32vol.%(Fe_<0.51>Co_<0.49>)-(Mg-F)(0.5μm)膜からなるGIG膜は,0.080.16A/mの弱磁界で4%以上のMR比を示し,弱磁界で大きな磁界感度を有する.この値は,以前に報告したグラニュラー膜にCo_<39>Y_<14>O_<47>膜を用いた場合よりも,約1.7倍大きい値である.本研究の目的は,従来実用材料であるパーマロイよりも大きなMR比(0.4kA/mの外部磁界に対して4%以上)を示すGIG (nano-Granular In Gap)膜を得ることである.GIG膜の磁気抵抗効果(MR)の磁界感度は,用いるナノグラニュラー膜のMR特性に大きく依存し,MR比の大きなナノグラニュラー膜を用いることによって,より大きな磁界感度を有するGIG膜が得られる.このことから,大きなMR比を示す金属一絶縁体系ナノグラニュラー膜を得るために,新組成系である,マットリックスがMg-Fからなる金属-フッ化物系ナノグラニュラー膜を作製し,そのTMR特性を検討した.その結果,(FeNi)-(Mg-F)系では,室温の800kA/mにおいて11.4%のMR比を示す膜が得られ,さらに(FeCo)-(Mg-F)系では,13.3%のMR比を示す膜が得られた.この値はこれまでに報告されている金属-絶縁体系ナノグラニュラー膜における最大値である.さらに,これらの金属-フッ化物系ナノグラニュラー膜をGIG膜に応用することによって,0.08-0.16kA/mの磁界で4%以上のMR比を示す極めて良好な磁界感度特性が得られ,目的であった0.4kA/mの外部磁界で4%以上のMR比を示すGIG膜が実現された.本研究の成果は,論文等10件,口頭発表13件にまとめられ発表された.さらに8件の特許出願を行い,現在,具体的な形で新型磁界センサとしての実用化研究が進んでいる.
Chitinase様蛋白質類を活用した受傷時期診断法の確立

児童・老人虐待や家庭内暴力の発生件数は増加傾向にあり、これらが疑われる法医剖検数も増加している。このような事例ではある程度の期間に渡って暴行されることが多く、新旧混在する損傷を科学的に証明する必要がある。しかし、成傷からの時間を客観的かつ科学的に診断する検査法は未だ確立されておらず、その確立は法医病理学分野における急務である。これまでの研究において、Chitinase-like 1とChitinase-like 3というタンパク質が受傷後1-3日の損傷を診断可能なマーカーになりうることを明らかにしており、本研究はこの両者の発現動態を指標として、ヒト損傷皮膚の受傷時期診断法を確立する。昨今、児童・老人虐待や家庭内暴力の発生件数は増加傾向にあり、これらが疑われる法医剖検数も増加している。このような事例では、被害者はある程度の期間に渡って暴力を受けることが多く、剖検の際には新旧混在する損傷を科学的に証明する必要がある。しかし、成傷からの時間を客観的かつ科学的に診断する明解な検査法は未だ確立されておらず、その確立は法医病理学分野における急務である。これまでのマウスを用いた研究において、Chitinase-like 1 (Chil1)とChitinase-like 3 (Chil3)というタンパク質が受傷から1日から3日程度経過した損傷皮膚において増加することを明らかにし、ヒトの損傷皮膚においても両タンパク質の発現が時間的特異性をもって発現する可能性が考えられた。本研究ではヒト損傷皮膚において両タンパク質の発現動態を指標とした受傷時期診断法の確立を目的とする。当機関において、2015年及び2016年に施行された剖検時に採取した損傷皮膚サンプルをランダムに抽出し、免疫組織化学法を用いてChil1を染色した。これらのサンプルのうち、状況や捜査情報から受傷時期が明らかでないものについては既存の方法を用いて受傷時期推定を行った。受傷部に認められる好中球等の炎症細胞におけるChil1の陽性率は、受傷後0-2日程度まではほぼ0%であったが、3ー5日頃で5%程度まで上昇したのち、5日以降では減少した。これらの変化は統計的に有意であった。この結果から、Chil1は受傷後3ー5日の損傷で特異的に増加することが強く示唆され、Chil1の検出による受傷時期推定法が確立できる可能性が示された。現時点では124サンプルの検討を終了しており、今後は2012年-2014年に採取された損傷皮膚サンプルについても研究を進め、最終的に計200サンプル程度での検討を行う予定である。本研究の活動期間において、2012年-2016年に当機関での剖検時に採取されたヒトの損傷皮膚サンプルを用いて検討を行うことを目標としている。前年度の研究遂行中において幾つかの問題(1.過去サンプルにおける受傷時期推定、2. Chitinase like-1及びChitinase like-3に対する免疫組織化学の条件検討、3.画像解析プログラムの最適化)が生じたものの、速やかな解決が可能であったため、前年度では2015年及び2016年に採取された組織の検討を終えている。本年度は2012年-2014年分の検討を行い、研究結果の信頼性を更に高める予定であり、当初の目標は十分達成可能と考える。これまでの研究活動により、Chitinase-like 1 (Chil1)はヒト損傷皮膚において、受傷後3日から5日の時期において特異的に発現が増加することを強く示唆する結果が得られている。現時点では2015年及び2016年に採取された組織の計124サンプルの検討が終了している。今後の研究活動において、2012年-2014年に採取されたサンプルを対象に研究を行う予定であり、現在までの結果を含め、計200サンプル程度のヒト損傷皮膚におけるChil1の発現動態を検討する。研究遂行の方法はこれまでと同様、まず損傷皮膚サンプルを用いて、Chil1に対する免疫組織化学法によって染色を行う。次に組織像を画像データとして保存し、ランダムに10視野を選択し、画像解析プログラムによって陽性率を算出する。それぞれの損傷皮膚から得られた陽性率と受傷時期について統計学的に解析を行う。最終的にChil1の受傷時期推定における有用性について、研究論文として報告を行う予定である。なお、Chitinase like-3についてもヒト損傷皮膚サンプルを用いて免疫組織化学法による染色を試行した。複数のサプライヤーから提供されている抗体を使用し、各種抗原賦活化法についても十分検討を行ったものの、ヒトでの染色性を確認することは出来なかった。そのため、今後はChil1についてのみ検討する予定である。

このような事例では、被害者はある程度の期間に渡って暴力を受けることが多く、剖検の際には新旧混在する損傷を科学的に証明する必要がある。しかし、成傷からの時間を客観的かつ科学的に診断する明解な検査法は未だ確立されておらず、その確立は法医病理学分野における急務である。これまでのマウスを用いた研究において、Chitinase-like 1 (Chil1)とChitinase-like 3 (Chil3)というタンパク質が受傷から1日から3日程度経過した損傷皮膚において増加することを明らかにし、ヒトの損傷皮膚においても両タンパク質の発現が時間的特異性をもって発現する可能性が考えられた。本研究ではヒト損傷皮膚において両タンパク質の発現動態を指標とした受傷時期診断法の確立を目的とする。当機関において、2015年及び2016年に施行された剖検時に採取した損傷皮膚サンプルをランダムに抽出し、免疫組織化学法を用いてChil1を染色した。これらのサンプルのうち、状況や捜査情報から受傷時期が明らかでないものについては既存の方法を用いて受傷時期推定を行った。受傷部に認められる好中球等の炎症細胞におけるChil1の陽性率は、受傷後0-2日程度まではほぼ0%であったが、3ー5日頃で5%程度まで上昇したのち、5日以降では減少した。これらの変化は統計的に有意であった。この結果から、Chil1は受傷後3ー5日の損傷で特異的に増加することが強く示唆され、Chil1の検出による受傷時期推定法が確立できる可能性が示された。現時点では124サンプルの検討を終了しており、今後は2012年-2014年に採取された損傷皮膚サンプルについても研究を進め、最終的に計200サンプル程度での検討を行う予定である。本研究の活動期間において、2012年-2016年に当機関での剖検時に採取されたヒトの損傷皮膚サンプルを用いて検討を行うことを目標としている。前年度の研究遂行中において幾つかの問題(1.過去サンプルにおける受傷時期推定、2. Chitinase like-1及びChitinase like-3に対する免疫組織化学の条件検討、3.画像解析プログラムの最適化)が生じたものの、速やかな解決が可能であったため、前年度では2015年及び2016年に採取された組織の検討を終えている。本年度は2012年-2014年分の検討を行い、研究結果の信頼性を更に高める予定であり、当初の目標は十分達成可能と考える。これまでの研究活動により、Chitinase-like 1 (Chil1)はヒト損傷皮膚において、受傷後3日から5日の時期において特異的に発現が増加することを強く示唆する結果が得られている。現時点では2015年及び2016年に採取された組織の計124サンプルの検討が終了している。今後の研究活動において、2012年-2014年に採取されたサンプルを対象に研究を行う予定であり、現在までの結果を含め、計200サンプル程度のヒト損傷皮膚におけるChil1の発現動態を検討する。研究遂行の方法はこれまでと同様、まず損傷皮膚サンプルを用いて、Chil1に対する免疫組織化学法によって染色を行う。次に組織像を画像データとして保存し、ランダムに10視野を選択し、画像解析プログラムによって陽性率を算出する。
多読授業に活用されるEPERテストの妥当性と読む速度の発達における多読の効果

本研究は次の(1)(3)を研究目的とした。(1)多読プログラムの学習者のプレイスメント並びに読みの発達の測定に使われているEdinburgh Project on Extensive Reading (EPER)クローズテストの妥当性を検証する。(2)多読を継続することによる読みの流暢さの時系列的変化を分析する。更に、多読開始時の英語力、読書量と読みの流暢さの発達はどのような関係にあるのか。(3)読みの流暢さが発達した学習者には量だけが影響を与えているのであろうか。研究代表者に加えて、高瀬敦子氏、大槻きょう子氏が研究協力者として全般的に研究に加わった。上記(2)の研究目的に関して、一年間多読を行った多読グループと多読が取り入れられていないリーデイングクラスを統制群とし、英語力、英文読解力、読む速度についてデータ分析を行った。読む速度に関して、多読グループは一年を通して順調に読む速度を伸ばした。統制群もほぼ同様のパターンが見られた。両グループを比較すると、開始時では多読グループは統制群よりも読む速度が遅かったが、終了時には前者の読む速度は後者よりも速かった。更に、EPER読解力テスト結果を分析し、両グループの読解力の発達の違いを検証した。分析の結果、多読グループでは開始時と終了時では読解能力に有意差が見られたが、統制群では有意差はみられなかった。更に、両グループを比較すると、開始時には両グループの読解能力に有意差はなかったが、終了時には有意差が見られた。以上のことから、多読を一年間継続した学習者は統制群よりも読む速度と読解力をより一層発達させたと言える。上記(3)に関しては、読書量だけではなく、多読の進め方、学習者が読了した各多読本の内容との関わり方の程度も影響するという傾向が見られた。今後、研究期間中収集したデータの分析を終え、順次国内外で研究発表を行う。平成27年度は以下の研究目的(1)、(2)のためのデータ収集を行った。(1)英語多読プログラムで使われているEdinburgh Project on Extensive Reading(EPER)プレイスメント・プログレステストの妥当性研究を行う。(2)一年間の多読により英語での読みの流暢さの時系列的変化を検証する。また、高瀬敦子氏、大槻きょう子氏に研究協力者として全般的に研究に加わっていただいた。日本人大学生多読5クラス(実験群)、通常のリーディング2クラス(統制群)が研究に参加した。参加者は春学期開始直後に、EPERクローズテスト、EPER読解テスト、TOEIC IPテスト、語彙レベルテストを受けた。また、EPERクローズテストによる多読開始時のレベル決定が妥当であるかを検証するため、多読クラスの学習者は、各自の読みのレベルの妥当性に関して自己評価を行った。また、1年間の多読の効果を測定するため、多読終了時にもデータ収集を行った。更に、読む速度に関しては、多読開始時、中間時、終了時にそれぞれ23週にわたり、データ収集を行った。更に、学習者の多読図書の読み方、英語での読書に対する態度を測る質問紙(Takase & Uozumi, 2014)を多読開始前、中間時、終了時の3回にわたって、実施した。上記研究目的(1)英語多読プログラムで使われているEdinburgh Project on Extensive Reading(EPER)プレイスメント・プログレステストの妥当性研究、(2)一年間の多読により英語での読みの流暢さの時系列的変化の検証を行うためのデータ収集は終了しており、現在、データ入力並びに分析を行っている。更に研究目的(1)に関して、多読開始時のEPERクローズテストのパフォーマンスを元に、EPERクローズテストの特性構造を分析した。一般的に、空所が一定の間隔で設けられるクローズテストは空所となる単語がどのような性質であるのかを統制できないため、ランダムクローズテストと呼ばれ、このようなクローズテストがどのような能力を測定しているかは言語テストの分野でも意見が異なる。ランダムクローズテストのタスクはテキストをプロセスする能力、総合的な言語能力を測定するのか、あるいは読解に必要な下位レベルの文法的な能力を測定するのか。この点に関して、EPERクローズテストの特性構造を分析し、学会誌に投稿した。また、一年間を通して、多読クラス学習者が読んだリーダー(読み物)の記録をデジタル化し、読書量を算出する。各学習者が読了した多読用図書欄をチェックすれば語数が自動的に算出されるエクセルファイルは作成済みである(Takase & Takase, 2014)。平成27年度に引き続き、下記の研究目的(1)、(2)、(3)のための、データ収集を行った。(1)多読プログラムのプレイスメント並びに読みの発達の測定に使われているEdinburgh Project on Extensive Reading (EPERテスト)の妥当性を研究する。(2)多読を継続することにより、読みの流暢さはどのような時系列的変化を見せるのかを検証する。更に、多読開始時の英語力、読書量と読みの流暢さの発達はどのような関係にあるのかも分析する。研究代表者に加えて、高瀬敦子氏、大槻きょう子氏に研究協力者として全般的に研究に加わっていただいた。以下のデータ収集を実施した。

データ収集には、リーディング用の教科書を使いながら付加的に多読を実施するクラス(2クラス)、通常のリーディングクラス(統制群)2クラスからの協力を得た。1リーディングプログラム開始直後、中間時点、終了直前にEPERテストを実施した。2リーディングプログラム開始直後と終了時、EPERリーディングテスト、TOEIC IPテスト(統制群のみ)、語彙レベルテスト(統制群のみ)を実施した。3リーディングプログラム開始直後、春学期終了時、秋学期開始時、秋学期終了時に学習者の読む速度を23回測定した。4学習者の多読図書の読み方、英語での読書に対する態度を測る質問紙(Takase & Uozumi, 2014)をプログラム開始前、中間時、終了時に実施した。5一年間を通して、多読クラスの学習者が読んだ本の記録をとり、学習者毎の読了本。現在、平成2728年度収集データの入力、分析を進めている。計画していたデータ収集は2016年度末をもって終了した。現在、これまで収集したデータの入力、分析を鋭意進めている。しかしながら、以下の点については、平成27年度の交付申請書作成時のデータ収集の予定とは異なる。(1)平成27年度の交付申請書作成時には、平成28年一年間の多読プログラウム終了時に読む速度がそれほど伸びていない学習者がどのような読み方をしているのかを面接調査で確認することを予定していた。しかしながら、平成28年にデータ収集を予定していた教育機関において多読を主としてクラス運営を行うことが困難な状況となった。このため、本研究では面接調査の実施を断念せざるを得なかった。また、平成28年度の多読を付加的に行っていたリーデイングクラスのデータは平成27年度収集の多読クラスのデータと分けて分析をする必要があるのかどうかを慎重に判断する必要がある。(2)上記研究実績概要(1)の研究目的(多読プログラムのプレイスメント並びに読みの発達の測定に使われているEPERテストの妥当性研究)に関しては、英語外部試験としてTOEIC IPを平成2728年に実施した。受験は研究参加者の任意であり、受験者数を予測することが極めて難しかった。特に、統制群に関しては、受験人数が予想をはるかに下回った。平成27年28年に、次の研究目的(1)、(2)、(3)のための、データ収集を行った。(1)多読プログラムのプレイスメント並びに読みの発達の測定に使われているEdinburgh Project on Extensive Reading (EPER)テストの妥当性を検証する。(2)多読を継続することにより、読みの流暢さはどのような時系列的変化を見せるのかを検証する。更に、多読開始時の英語力、読書量と読みの流暢さの発達はどのような関係にあるのかを分析する。(3)読みの流暢さが発達した学習者には量だけが影響を与えているのであろうか。研究代表者に加えて、高瀬敦子氏、大槻きょう子氏に研究協力者として全般的に研究に加わっていただいた。上記(2)の研究目的に関して、多読グループと統制グループを使い、一年間データ収集を行った。反復分散分析の結果、グループと時間(データ収集の時期)に交互作用があった。