hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
写像類群の部分群のコホモロジー群とホモロジー3球面の有限型不変量の研究

平成30年度は、階数3の整数係数一般線形群の有理係数コホモロジー群を調べた。本研究は石田智彦氏との共同研究である。今年度の研究内容は今までの研究内容と合わせて、種数3のハンドル体写像類群の有理係数コホモロジー群について調べた研究としてまとめ、プレプリントを作成途中である。研究期間内にプレプリントを作成することができなかったが、この内容について本年度は国内発表を1件、海外発表を1件行っている。なお、昨年度に研究を行った2次元トーラス上の配置空間のコホモロジーについては、有理係数コホモロジー群の間に対称群同変なある完全列を得ることができている。しかし、種数3のハンドル体写像類群のコホモロジー群を求める上ではより弱い情報で十分であり、それは最近他の研究者により近い研究結果が得られたので、そちらを引用することにした。LMO積手を用いたJohnson核上の挙動についても計算を行い、第2,3Johnson準同型や整ホモロジー3球面の有限型不変量の値などを求めることができたが、今現在のところ研究成果として論文にまとめられる結果は出ていない。本年度はハンドル体写像類群のホモロジー群について研究を行った。内容は以下の2点である。(1)ハンドル体写像類群のねじれ係数1次ホモロジー群の決定、(2)種数2のハンドル体写像類群のコホモロジー環の決定(1)石田智彦氏との共同研究として、境界曲面の整係数1次ホモロジー群を係数にもつ、ハンドル体写像類群のねじれ1次ホモロジー群を計算し、プレプリントを発表した。結果としては、写像類群の場合は森田茂之氏により、自由群の自己同型群の場合は河澄響矢氏により記述された、第一Johnson写像からくる部分と、佐藤隆夫氏により計算された、階数2,3の自由群の外部自己同型群のねじれ係数1次ホモロジー群のZ/2Z部分の2種類のみであることがわかった。円板複体は高次連結性をもち、この作用を通してハンドル体写像類群の同変ホモロジーから整係数のコホモロジーが計算できる。(1)の計算はこの同変ホモロジーの計算のための準備である。(2)種数2のハンドル体写像類群はホモロジーへの作用を通して、整係数2次一般線型群への全射をもつ。種数2のハンドル体写像類群はKramer, McCulloughにより示されたように、融合積分解をもつ。この融合積分解は整係数2次一般線型群の融合積分解とcompatibleなものであることがわかった。またこれにより、種数2のハンドル体Torelli群の無限生成系を得た。次に、上の融合積分解を通してMeyer-Vietoris完全系列からコホモロジー環の構造を計算した。これについてはまだ途中であり、今後プレプリントを発表する予定である。平成27年度は平成26年度に引き続き、主にハンドル体写像類群のホモロジー群について研究を行った。内容は以下の3点である。(1)ハンドル体写像類群のねじれ係数1次ホモロジー群の決定に関して、平成27年度に石田智彦氏と発表したプレプリントを、雑誌に投稿し校正を行った。(2)種数2のハンドル体写像類群のコホモロジー環について、平成27年度に構造を決定しているが、幾何的意味づけを与えることを目指すとともに内容を整理している途中である。(3)ハンドル体写像類群の円板複体への作用による同変ホモロジーを介して、種数3のハンドル体写像類群の2次ホモロジー群の計算を行った。さらに高次のホモロジー群まで計算できないか検討中である。上記(1)(2)(3)の研究に関して、研究集会で発表を3件行った。また上記以外に、LMO関手と呼ばれる、Jacobi図に値をもつ曲面の間のコボルディズムの不変量について研究を行った。LMO関手はホモロジー3球面の有限型不変量の情報を含む不変量を与えることが知られている。また、この関手はJohnsonフィルトレーションからの写像を誘導するが、Torelli群のいくつかの元に対してこの値を計算した。これを通してJohnsonフィルトレーションのアーベル化、もしくは、より高次のホモロジー群の情報と有限型不変量の関係を得られることが期待されるが、未だ計算途中である。3次元多様体の有限型不変量に関する勉強会において、この計算を含めて発表を1件行った。平成27年度の後期より東京電機大学に研究機関をうつったため、研究体制を整えるのに時間がかかってしまい、平成27年度に得られたハンドル体写像類群に関する研究成果をプレプリントにまとめるのが遅れている。平成28年度は平成27年度に引き続き、主にハンドル体写像類群のホモロジー群について研究を行った。(1)トーラス上の順序つきの点の配置空間のホモロジー群について、計算を行った。すでに配置空間のホモロジー群については様々な研究があるが、種数つきの曲面において順序つきの配置空間については文献が存在しない。これを群ホモロジーとLHSスペクトル系列を用いて計算中である。前年度において種数3のハンドル体写像類群の2次ホモロジー群を決定したが、これはより高次のホモロジー群を求めるために必要である。具体的には、円板複体への作用の同変ホモロジーからハンドル体写像類群のホモロジー群を計算するが、その際にハンドル体内の円板を固定する写像類群のホモロジー群のために必要である。

(2)前年度までに求めた種数2のハンドル体写像類群のコホモロジー環について、論文を整理中である。具体的には、階数2の一般線型群の融合積表示、および、そのコホモロジー環との関連について整理を行っている。(3)LMO関手とは写像類群の部分群からJacobi図の生成するベクトル空間への写像であるが、このTorelli群およびJohnson核への制限の像について計算した。これを通してJohnsonフィルトレーションのアーベル化、もしくは、より高次のホモロジー群の情報と有限型不変量の関係を得られることが期待される。また、前年度までに行った石田氏との共同研究の論文が、大阪数学雑誌に採録が決定し印刷中である。さらに上記(3)の研究に関して研究集会で発表を1件行った。有限型不変量に関する研究が進んでいないという点と、前年度までに行ったハンドル体写像類群ホモロジー群に関する研究の論文作成を終えていないという点の2点から研究はやや遅れている。有限型不変量については具体的な元の像の計算に時間をとられており、論文にできる十分な結果は得られていない。ハンドル体写像類群のホモロジー群の計算は論文の作成は遅れているが、その代わりにより高次のホモロジー群の計算ができる目途が立ってきている。これは研究実績の概要に述べたトーラス上の配置空間のホモロジー群の計算による。平成29年度は、主にトーラス上の配置空間のホモロジー群について研究を行った。内容は次の2点である。(1)昨年はトーラス上の順序つき4点配置空間のホモロジー群を群ホモロジーの観点から自由群の半直積のホモロジーとして計算した。これは自由群の局所係数ホモロジーの計算であり、多量の計算を必要とした。これに対して、今年は関連する論文を調べたところ、ある次数つき微分代数のホモロジーとして計算できることが知られていることがわかり、この微分代数のホモロジーの計算を行った。また、特に1つ穴あきトーラスについても同様に適用できることがわかり、この計算を進めている。特にトーラス上の4点配置空間のホモロジーを対称群と2次特殊線型群の表現空間として求めることができた。なお、点つき曲面の写像類群のホモロジーはいくつかの場合にしか決定されておらず、この計算が完成すれば、より多くの曲面の写像類群のホモロジー求められることが期待できる。また(2)で述べるように3次元ハンドル体の写像類群のホモロジーの計算にも用いる。(2)種数3のハンドル体写像類群は円板複体に作用するが、その同変ホモロジー群を用いて、ハンドル体写像類群の2次有理係数ホモロジー群を求めた。この計算には同変ホモロジーにおける微分の計算を必要とするが、複体の各単体集合のハンドル体写像類群による作用の軌道が有限個であることから具体的に計算できる。(1)の計算が完成すればより高次の同変ホモロジーが計算できる可能性がある。なお、昨年度まで得られた結果について、国内発表を4件行った。配置空間のホモロジー群の計算方法がいくつか知られており、その中でより効率的に計算する方法を模索したために時間がとられた。これにより期間内に得られた結果が少なくなってしまった。平成30年度は、階数3の整数係数一般線形群の有理係数コホモロジー群を調べた。本研究は石田智彦氏との共同研究である。
ファージディスプレイ法を用いたシナプス部位蛋白相互作用の解析

我々は、シナプス部位における種々の蛋白のダイナミクスと、それによって引き起こされるシナプスの構造的、機能的な変化のメカニズムに興味を持ち、研究を進めてきた。本研究では、新たな蛋白相互作用の探索を目的として、ファージディスプレイ法によるスクリーニングを行ってきた。その結果、従来多用されていたtwo-hybrid assayでは原理的に同定できないような形の相互作用もファージディスプレイ法によって同定できた一方で、既知の相互作用で同定できないものも多いという事が分かり、ファージディスプレイ法の有用性と同時に限界も示されることとなった。適用方法としては、two-hybrid assayやアフィニティ精製等の従来の方法と組み合わせて用いるのが最も有効であろうと考えられた。まず、ファージディスプレイ法を用いてNMDA型グルタミン酸受容体の細胞外ドメインや細胞接着因子L1の細胞外ドメインをプローブとして結合蛋白を検索した結果、ニューロン特異的に発現するユビキチンリガーゼであるfbx2が結合蛋白として同定された。解析の結果、fbx2はこれらの蛋白を修飾しているN結合型糖鎖を認識していることが判明し、これらの受容体の細胞内での代謝や品質管理に関わっていると考えられた。この結果から、シナプスにおける受容体蛋白量の調節にユビキチン系が関わっている可能性が出てきたため、、以前にtwo-hybrid assayを用いて代謝型グルタミン酸受容体に結合する蛋白として同定されていたユビキチンリガーゼSiahも調べてみたところ、I型代謝型グルタミン酸受容体を特異的にユビキチン化し、分解へと導くことが判明した。このような分子の同定を端緒として、今後シナプスに存在する受容体量の調節とユビキチン系の関わりが明らかになってくるものと期待される。中枢神経シナプスにおける蛋白相互作用を網羅的に検索し、未知の相互作用を検出することを目的として、ファージディスプレイ法の導入を試みた。細胞-細胞間での相互作用に重点を置いて検索することを考え、特にシナプス間隙に局在する代表的な蛋白質であるグルタミン酸受容体の細胞外領域を対象として相互作用のパートナーを検索する事にした。bait蛋白として、NMDA型グルタミン酸受容体1型、代謝型グルタミン酸受容体1型の細胞外領域のみの組み換え蛋白をバキュロウイルス発現系を用いて大量生産・精製し、これを担体に結合させて用いた。ファージディスプレイライブラリとして、マウス脳のmRNAから調整したcDNAを組み込んだT7ファージのライブラリを作成し、700-800アミノ酸程度の大きな蛋白質もファージ上に融合蛋白として発現していることを確認した。このライブラリを用いて組み換えグルタミン酸受容体蛋白に結合するファージを濃縮・精製し、結合蛋白のDNAシークエンスを決定した。その結果、ユビキチン系を構成する蛋白質の一一つであるfbx2がNMDA型グルタミン酸受容体に強い結合を示す事が判明した。さらに結合の性質を解析したところ、このfbx2は受容体細胞外領域を修飾しているN型糖鎖に結合していることがわかり、NMDA型グルタミン酸受容体以外にも多くの糖鎖修飾を受けている膜蛋白と結合しうることがわかった。このfbx2は構造から考えてこれらの糖蛋白をユビキチン系を介して分解する作用を持っていると考えられ、糖蛋白の品質管理や発現量の制御に関わっている可能性がある。受容体蛋白の発現量の変化は神経機能にも直結する問題であり、この観点から生理的機能の解析を進めている。

本研究では、新たな蛋白相互作用を見つけることを目的として、そのための方法としてファージディスプレイ法を導入し、スクリーニングを行ってきた。その結果、後シナプス部位に集積して存在するNMDA受容体の細胞外ドメインや成長円錐に多く存在する細胞接着因子L1の細胞外ドメインをプローブとして結合蛋白を検索した際に、ニューロン特異的に発現するユビキチンリガーゼであるfbx2が結合蛋白として同定された。解析の結果、fbx2はこれらの蛋白を修飾しているN結合型糖鎖を認識していることが判明し、これらの受容体の細胞内での代謝や品質管理に関わっていると考えられた。技術的には、two-hybrid assayではこのような形の相互作用は原理的に同定できないため、この結果によってファージディスプレイ法の有用性が示された。ただ、既知の相互作用でもこの方法では同定できないものも多く、網羅的に全てをカバーするものではないため、two-hybrid assayやアフィニティ精製等の従来の方法と組み合わせて用いるのが最も有効であろう。さらに、以前にtwo-hybrid assayを用いてmGluRlaのC末に結合する蛋白として同定されていたSiahも同じくユビキチンリガーゼであることから今回調べてみたところ、mGluRlaおよびmGluR5を特異的にユビキチン化し、分解へと導くことが判明した。グルタミン酸受容体をターゲットとするユビキチンリガーゼが同定されたのは初めてのことであり、シナプスにおけるグルタミン酸受容体の調節メカニズムに関わっている可能性が考えられる。LTPやLTDといったシナプスの可塑的変化の際に、シナプスに存在する受容体量がダイナミックに変化することが近年明らかになってきつつあるが、このような変化を引き起こすメカニズムの一つとしてユビキチン化による調節系が考えられる。今回その過程に関わっている可能性のある分子の一端が明らかになったことで、今後の研究の進展に繋がることが期待できる。
論理的意味論に基づく法律文書の論理的知識表現論及び論理的分析システム

法律文の論理表現に必要な新しい論理体系Predicate-Refe-rential Logicを定式化し、その論理的性質を明かにするとともに、このホーン節部分体系を定義して、法律文がその部分体系の中でどのように表現できるかを示した。特に、国際売買法の具体的法律文を用いて、これまでの伝統的論理学の枠組では自然な知識表現ができなかったものが、我々の新しい論理的枠組の中で可能となることが示された。我々の体系の論理的意味論に関する完全性も確立された。この完全性定理を利用して、我々の論理体系の上での法律表現に対する論理的意味分析システムを構築した。この意味分析システムには、昨年度までの研究成果であるモンターギュ意味論及び格文法理論、可能世界意味論が用いられた。
光音響分光法および電位変調表面応力法による金属/水溶液界面の研究

1.光音響分光法による金属/水溶液界面の研究(1)金電極:表面酸化皮膜のカソード還元にともなう光音響シグナル強度変化の測定より,光音響シグナル強度変化が皮膜の還元電気量に比例する結果が得られた.比例定数は酸性およびアルカリ性水溶液中で形成される酸化皮膜によって異なり,光音響シグナルは皮膜の質的変化に敏感であることが判明した.(2)鉄および銅電極:鉄電極では表面不働態皮膜のカソード還元にともなう光音響シグナル強度変化から皮膜の層構造に関する明確な知見は得られなかった.一方,銅電極では不働態皮膜が2層構造をとり,皮膜のカソード還元が固相内反応で追行することが明らかにされた.特に,光音響シグナルは皮膜外層の組成および構造変化に敏感に応答し,皮膜外層の熟成効果を水酸化物皮膜の脱水過程により説明することができた.2.電位変調表面応力法による金属/水溶液界面の研究(1)白金および金電極:電位変調表面応力法により白金および金電極の零電荷電位(PZC)を測定することが可能となり, PZCの溶液pH依存性,電気二重層の構造変化, OHイオンの部分放電反応,初期皮膜形成による表面電荷の符号逆転など数多くの新しい知見が得られた.(2)鉄および銅電極:鉄および銅電極表面不働態皮膜の電荷密度が皮膜のカソード還元にともない急激に増加することが電位変調表面応力変化の測定から明らかにされた.特に溶液中のCl-およびSO<2+(1)4>イオンの特異吸着が皮膜表面電荷密度の急激な増加に寄与することが判った.(3)ニッケル電極:ニッケル電極の活性溶解および不働態化過程にともなう表面応力変化の測定より吸着中間体の存在ならびに不働態皮膜の形成による表面電荷の符号の逆転が明らかにされた.1.光音響分光法による金属/水溶液界面の研究(1)金電極:表面酸化皮膜のカソード還元にともなう光音響シグナル強度変化の測定より,光音響シグナル強度変化が皮膜の還元電気量に比例する結果が得られた.比例定数は酸性およびアルカリ性水溶液中で形成される酸化皮膜によって異なり,光音響シグナルは皮膜の質的変化に敏感であることが判明した.(2)鉄および銅電極:鉄電極では表面不働態皮膜のカソード還元にともなう光音響シグナル強度変化から皮膜の層構造に関する明確な知見は得られなかった.一方,銅電極では不働態皮膜が2層構造をとり,皮膜のカソード還元が固相内反応で追行することが明らかにされた.特に,光音響シグナルは皮膜外層の組成および構造変化に敏感に応答し,皮膜外層の熟成効果を水酸化物皮膜の脱水過程により説明することができた.2.電位変調表面応力法による金属/水溶液界面の研究(1)白金および金電極:電位変調表面応力法により白金および金電極の零電荷電位(PZC)を測定することが可能となり, PZCの溶液pH依存性,電気二重層の構造変化, OHイオンの部分放電反応,初期皮膜形成による表面電荷の符号逆転など数多くの新しい知見が得られた.(2)鉄および銅電極:鉄および銅電極表面不働態皮膜の電荷密度が皮膜のカソード還元にともない急激に増加することが電位変調表面応力変化の測定から明らかにされた.特に溶液中のCl-およびSO<2+(1)4>イオンの特異吸着が皮膜表面電荷密度の急激な増加に寄与することが判った.(3)ニッケル電極:ニッケル電極の活性溶解および不働態化過程にともなう表面応力変化の測定より吸着中間体の存在ならびに不働態皮膜の形成による表面電荷の符号の逆転が明らかにされた.1.金箔と鉄箔の裏面に絶縁膜を介してセラミック圧電素子を張り、さらにエポキシ樹脂とシリコンシーラントで裏面を被覆し光音響シグナルおよび表面応力変化測定用電極を作成した。2.定電位分極装置、関数発生器、オシレーター、ロックインアンプ等を組み合わせて電位変調表面応力変化測定装置を製作した。電極電位に微少交流電圧を重畳することにより電極界面で発生した微少応力変動を圧電素からの電気的信号として敏感に検出することが可能になった。3.pHの異なる硫酸ナトリウム水溶液中における金箔電極の圧電応答曲線より、金箔電極の零電荷電位(PZC)、O【H^-】イオンの特異吸着および酸化皮膜形成について新しい知見が得られた。また、ホウ酸塩水溶液中における鉄箔電極の圧電応答は、活性溶解電位領域と不働態電位領域で著しく異なる結果が得られた。不働態電位領域では圧電シグナルは小さく、電位に余り依存しないが、不働態皮膜のカソード環元にともない、圧電応答シグナルは急激に増加する。この結果は不働態皮膜にかゝっていた電位差が皮膜の還元により皮膜/溶液界面にかかることを示唆しており、皮膜のカソード還元機構に関して新しい知見を提供している。4.レーザー光源,光チョッパー,光学窓付電気化学セルおよびロックインアンプを組み合わせて光音響シグナル測定装置を製作した。硫酸水溶液中に浸漬した金箔電極表面に光チョッパーで断続したレーザー光を照射し、電極表面に発生した音波を圧電素子からの電気的信号として敏感に検出することが可能となった。現在、金箔電極のサイクリックボルタモグラムと光音響シグナル強度変化との対応を検討中である。今後、金箔電極表面上での酸化皮膜形成および皮膜のカソード還元過程を光音響シグナルの測定から検討する予定である。
計算機を用いた代数的位相幾何学の研究とアルゴリズムの開発

今年度は,これまでに得られた研究成果の公表を積極的に行った.12月にパリ第7大学で行われた研究集会では,塚本真輝氏と共同で行った,臨界値の漸近分布に関するの研究の成果を発表した.3体問題に8の字解が存在する事を証明したChenciner氏が大変な興味を示してくれた事からも,講演は好評であったと考えられる.さらに,この研究の続きとして,臨界点の漸近分布の研究を,浅岡正幸氏を交えて行った.GromovとBertelsonは彼らの論文の中で,Betti nuber entropyという概念を導入した.彼らはこの概念を用いて,Morseの不等式のdynamicalな類似を証明しようとしたが,その為に必要不可欠な命題が彼らの論文では証明されていなかった.我々の共同研究により,この命題が証明された.また,昨年度から始めた,Coarse幾何学に関しても,昨年度得られたHigsonコロナ上の不動点定理を,幾何学シンポジウムや研究集会,国内外の大学(名古屋大学,東北大学,パリ大7大学)のセミナーで講演した.一方新たに,Higsonコロナ上のホモトピー論の可能性を探る研究を始めた.これに関する最も基本的と思われる問題への回答を与えた.この研究は,第二可算公報を満たさず,連続対濃度よりも真に大きな濃度を持つ空間上でホモトピー論を行う,という非常に野心的な研究である.<可換Grobner基底とOriented Grassmann多様体のトポロジー>昨年度,計算機を用いて調べていた,Oriented Grassmann多様体の問題に関して,理論的考察を進めた.Grobner基底を用いて,コホモロジー環の構造を詳細に調べることにより,無限個の多様体の族に対して,そのcup-lengthを決定し,LS-category数の上限および下限を得た.その特別な場合として,ある多様体のLS-category数を新たに決定した.また,ユークリッド空間へのはめ込み問題においても結果を得た.<非可換Grobner基底とSteenrod代数及びAdamsスペクトル系列>Steenrod代数は,非可換環で,生成元の間に,Adem relationと呼ばれる関係式があることが知られている.そこへ非可換Grobner基底を適用することにより,Steenrod代数を計算機上で扱うことができるようになる.今回はこれをAdamsスペクトル系列のE_2項の計算に用いた.このスペクトル系列は,位相空間XからYへの写像の安定ホモトピー集合に収束する.特にXが球面の場合は,Yの安定ホモトピー群に収束する.このスペクトル系列のE_2項は,コホモロジー環の,Steenrod代数上の自由分解を計算することによって与えられる.一方,可換な多項式環上の加群の自由分解を,可換Grobner基底を用いて計算するアルゴリズムは知られている.これを非可換Grobner基底の理論の上で展開することにより,Steenrod代数上の加群の自由分解を計算するアルゴリズムが得られた.さらにそのアルゴリズムを元に,Adamsスペクトル系列のE_2項を計算するプログラムを作成した.球面の安定ホモトピー群の研究の歴史は長く,その場合のE_2項に関しては膨大な計算結果がある.ところが今回の方法ではSteenrod代数の作用がわかっている空間であれば,球面に限らず適用可能であるため,これまで全く手をつけられてこなかった対象への応用が考えられる.例えばXをユニタリー群の分類空間にとれば,YのK群に関する情報が得られると期待される.昨年度から引き続き,Steenrod代数上の加群の自由分解を行うアルゴリズムを研究した.開発したアルゴリズムを元に,プログラムを作成し,京都大学理学研究科数学教室所有の大型計算機で計算を行った.またアルゴリズムの数学的側面をまとめた論文を執筆中である.昨年度,京都大学の塚本氏と共同で行った,直積多様体上の関数の臨界値の漸近分布に関する論文が,雑誌Geometriae Dedicateに掲載されたまた,離散幾何学との関係で,Coarse Geometryの研究を始めた,Coarse Geometryとは,空間を「荒く」捉えたときに見えてくる,「大域的な」構造を調べるものである.重要な研究対象として,Open Riemann多様体や無限離散群などがある.さて,距離空間に対して,その「Coarseな性質」にのみ依存するコンパクト化があり,Higsonコンパクト化と呼ばれている.その境界はHigsonコロナと呼ばれており,空間の無限遠での情報を凝縮して持っていると考えられる.距離空間とそのHigsonコロナの対応は,Coarseカテゴリーからコンパクト位相空間のカテゴリーへの関手になっている.Higsonコロナはコンパクト位相空問ではあるが,第二加算公理を満たさない.したがって距離化不可能である.これはHigsonコロナが極めて複雑な位相を持った空間である事を意味する.さて,有限生成群$G$が距離空間$X$にある自然な条件を満たすように作用しているとき,その群作用はHigsonコロナへの連続な群作用を誘導する.特に群$G$がアーベル群の場合,誘導された群作用が必ず不動点を持つ事を証明した系として$\mathbb{Z}$の,双曲群のGromov境界への群作用が不動点を持つ,という主張が得られた.これは双曲群論でよく知られた基本的な事実である.今年度は,これまでに得られた研究成果の公表を積極的に行った.12月にパリ第7大学で行われた研究集会では,塚本真輝氏と共同で行った,臨界値の漸近分布に関するの研究の成果を発表した.

3体問題に8の字解が存在する事を証明したChenciner氏が大変な興味を示してくれた事からも,講演は好評であったと考えられる.さらに,この研究の続きとして,臨界点の漸近分布の研究を,浅岡正幸氏を交えて行った.GromovとBertelsonは彼らの論文の中で,Betti nuber entropyという概念を導入した.彼らはこの概念を用いて,Morseの不等式のdynamicalな類似を証明しようとしたが,その為に必要不可欠な命題が彼らの論文では証明されていなかった.我々の共同研究により,この命題が証明された.また,昨年度から始めた,Coarse幾何学に関しても,昨年度得られたHigsonコロナ上の不動点定理を,幾何学シンポジウムや研究集会,国内外の大学(名古屋大学,東北大学,パリ大7大学)のセミナーで講演した.一方新たに,Higsonコロナ上のホモトピー論の可能性を探る研究を始めた.これに関する最も基本的と思われる問題への回答を与えた.この研究は,第二可算公報を満たさず,連続対濃度よりも真に大きな濃度を持つ空間上でホモトピー論を行う,という非常に野心的な研究である.
側方動揺性からみた変形性膝関節症の病態解析と治療法の開発

変形性膝関節症は整形外科領域では最も頻度の高い疾患の一つであるが、その病因については未だに不明で有効な予防法もないのが現状である。我々は数年前より膝関節の歩行時における側方動揺性に注目し、正常および関節症膝の動揺性を加速度解析で評価する試みを行ってきた。その結果、膝の側方動揺性には3つのパターンがあり、種々の歩行条件によって動揺性が大きく影響を受けることが判明した。また保存療法として用いられている足底板の作用機序については、側方動揺性の制動が大きく関与していることを明らかに出来、加速度解析法は、膝関節症の病態の解明と治療法の開発に有用な研究手段であることが示された。本研究の目的は、これまでに確立した二次元の加速度解析をさらに三次元にまで発展させ、変形性膝関節症の生体力学的異常を静的のみでなく動的手法により解析し、本疾患の病態を明かにするとともに、関節症の進展を予防する方法、および進展した関節症に対する適切な治療法を開発することにある。1)加速度解析法と足底圧解析法を用いて、足底板の力学的効果について検討し、足底板療法により除痛効果が得られた有効例の歩行と除痛効果が得られなかった無効例の歩行とを比較し、足底板の影響の差異について検討した。足底板による外側動揺性の制動効果が大きい例や足底圧重心線の外側移動効果が大きい例では、足底板が非常に有用であることが明らかにされた。しかし、臥位のレントゲン像において、膝関節開き角が大きく、膝内側関節裂隙の狭小化が認められる症例や肥満の症例では、足底板療法に限界があることが示唆された。至適足底板は、前後方外側楔および前後方外側楔+内側アーチサポートで沈み込まない硬い素材のものと考えられた。2)変形性膝関節症(OA)に対するヒアルロン酸ナトリウムの臨床効果に関して、種々の薬理学的作用に加えて、潤滑機能を改善させることがあげられている。そこで我々は変形性膝関節症患者に対し、膝関節を屈伸する際に発する関節音に着目し、その周波数分析を行うことによりヒアルロン酸ナトリウムの効果を関節音で評価した。末期OA膝25例に対しHA注入前後の関節音を測定し、周波数分析を行った。その結果、注入前は426.9±141.1Hz,注入直後は283.2±86.5Hzであり、有意に周波数の低下を認めた。1.歩行時の膝の前後・上下方向の動揺性は,個々の症例において歩容状態による計測値のばらつきが大きかったものの,躍接地時にみられる前後・上下方向の加速度波形は一定のパターンを呈していた.2.電気角度計や画像解析を用いた場合も膝の側方変位を捉えることが可能であるが,加速度計を用いた場合は簡便な手順で計測が可能であり、動揺性をより鋭敏に検出していた.3.加速度解析法と足底圧解析法を用いて、足底板の力学的効果について検討し、足底板療法により除痛効果が得られた有効例の歩行と除痛効果が得られなかった無効例の歩行とを比較し、足底板の影響の差異について検討した。

さらに、有効例と無効例の下肢レントゲン所見、および肥満度についても検討を行なった。足底板による外側動揺性の制動効果が大きい例や足底圧重心線の外側移動効果が大きい例では、足底板が非常に有用であることが明らかにされた。しかし、臥位のレントゲン像において、CPAが大きく、MJSの狭小化が認められる症例や肥満の症例では、足底板療法に限界があることが示唆された。4.変形性膝関節症(OA)に対するヒアルロン酸ナトリウムの臨床効果に関して、種々の薬理学的作用に加えて、潤滑機能を改善させることがあげられている。今回我々は変形性膝関節症患者に対し、膝関節を屈伸する際に発する関節音に着目し、その周波数分析を行うことによりヒアルロン酸ナトリウムの効果を関節音で評価した。末期OA患者114例の症例に対し、ヒアルロン酸ナトリウム2.5mlを関節内注入すると共に、注入前後に膝屈伸時に発する関節音を測定し、高速フーリエ変換して周波数スペクトル分析を行った。結果はヒアルロン酸ナトリウム注入後は注入前に比し有意に低下した。また対照群として1%キシロカイン2mlにステロイド剤を混ぜた薬剤を注入した9例においては、注入前後では有意差は認めなかった。以上のことよりヒアルロン酸ナトリウム投与は潤滑機能改善効果があることが示された。1.変形性膝関節症(OA)と半月損傷例に認める関節音の周波数を分析した結果、OA及び半月損傷における関節音の周波数の平均値はそれぞれ426.9±141.1Hz、164.3Hzで、半月損傷例における関節音はOAによる軟骨損傷例に比べ、低い周波数を呈した。また、我々はヒアルロン酸ナトリウム(HA)が潤滑機能を改善させるという効果に着目し、末期OA膝25例に対しHA注入前後の関節音を測定し、周波数分析を行った。その結果、注入前は426.9±141.lHz,注入直後は283.2±86.5Hzであり、有意に周波数の低下を認めた。以上より、HA投与は潤滑機能改善効果があることが示された。2.変形性膝関節症に伴う膝側方動揺性を加速度解析法を用いて定量的に評価し同時に足底圧を計測し、足底板の作用機序が、歩行時の足底圧重心線を内側から外方へ移動させることにより膝の内転モーメントを減少させる。その結果、踵接地直後の膝側方動揺性を制動し除痛効果を得ることができた。このためには足底板が十分な補高を全立脚期で行うことが要求され、実験の結果形状としては前後方外側楔形状のみが足底圧重心線の外側移動を認め、かつ十分な補高が荷重時に行える硬度を持たせることが必要であると考えられた。至適足底板は、前後方外側楔および前後方外側楔+内側アーチサポートで沈み込まない硬い素材のものと考えられた。3.内側型変形性膝関節症に対する高位脛骨骨切り術(HTO)前後における下肢のX線学的計測および膝関節の側方動揺性について検討した。術後立位での下肢機能軸が外側compartment中央から外側を通る症例に、良好な成績が得られた。また術前では外側への加速度パターンが術後は内側へ変化しており症状も著名に改善していた。
東アジア出版文化におけるチベット・モンゴル語訳「偽経」文献のデータベース化

2002年11月15日(金)、国際シンポジウム「モンゴルの出版文化」を大谷大学においてD班・G班共同で開催し、G班より栗林均氏、松川、D班より森田憲司氏、中見立夫氏、樋口康一氏、本科研より庄垣内正弘氏が発表したほか、ロシアより本科研により招聘したウスペンスキー氏、中国より本科研により招聰したウルジー氏、ロシアよりツェレンピロフ氏(東北大学東北アジア研究センター)が発表を行なった。また、本科研より徳永洋介氏、評価委員の竺沙雅章氏が参加し、さらに、森安孝夫氏、松井太氏、金文京氏、二木博史氏、岡田和行氏、池内功氏、櫻井智美氏、宮紀子氏、海梅氏、西村多恵氏、杉山志郎氏、青戸由佳氏、山本明志氏、嘉木揚凱朝氏、サインチョクト氏、川澄哲也氏、越智サユリ氏、田中福太郎氏、風戸真理氏、桂華淳祥氏、藤原崇人氏、箕浦暁雄氏、朴昶突氏、神崎元宏氏が参加した。発表題目は以下のとおりである。第1部東アジアにおけるモンゴルの出版文化(司会:栗林均)1.和刻本事林広記から見たモンゴル支配下中国の出版(森田憲司)2.モンゴル出版史における木版印刷の道程(ウルジー・松川節)第2部言語文献学から見たモンゴルの出版文化(司会:松井太)3.『元朝秘史』におけるモンゴル語と漢語の人称代名詞の対応(栗林均)4.モンゴル語仏典Lalitavistaraにみられるウイグル語の影響(庄垣内正弘)5.ブリヤートにおけるモンゴル研究(N.V.ツィレムピロフ)6.モンゴル語木版仏典における諸問題(樋口康一)第3部近代モンゴルにおける出版(司会:森田憲司)7.18世紀から20世紀初頭にサンクトペテルブルクで出版されたモンゴル語書籍(V.L.ウスペンスキー)8.近代モンゴルにおける"新聞"--その意味と保存状況--(中見立夫)世界各国の図書館等に所蔵されるチベット・モンゴル語訳偽経刊本テキストについて、1819世紀に刊行された「陀羅尼集」の目録部分及びコロフォン部分のマイクロフイルムをドイツ・フランスの各図書館より取り寄せ、内モンゴル社会科学院図書館及び内モンゴル自治区図書館については、2002年1月、現地を訪問・閲覧した。2001年10月20日(土)、国際シンポジウム「モンゴル仏典研究の新展開」を大谷大学において開催し、本研究項目班より栗林均氏、松川、本科研より樋口康一氏、庄垣内正弘氏、森田憲司氏が参加したほか、中国より招聘したションコル氏、李保文氏が発表を行ない、橋本勝氏が総括した。その他、14名の研究者・大学院生が参加した。松川は「モンゴル仏典研究の新展開(基調報告)」を行なった。2001年9月、チベット自治区ラサ市に滞在し、三宅伸一郎氏より専門的知識の提供を受けつつ、セラ寺に所蔵される明の永楽版チベット・カンギュル、チベット自治区文書館・チベット自治区博物館に所蔵される文献調査を行ない、2002年3月24日30日に再度ラサ市に滞在し、継続調査を行なった。今年度の現地調査・資料蒐集、さらに招聘研究者との情報交換の結果、15世紀18世紀にかけて成立したチベット・モンゴル語訳偽経刊本テキストの全体像を掌握することができた。さらに、これら刊本テキストの成立過程を示すと思われる「陀羅尼集」モンゴル語テキスト写本を内モンゴル自治区図書館で発見することができた。以上、3回の海外調査(うち1回は別科研による)を行なった結果、所蔵確認とテキスト蒐集においては7割の達成状況である。一方、書誌情報データベースの構築については、書誌データのデジタル化に止まっており、6割の達成状況である。第1部東アジアにおけるモンゴルの出版文化(司会:栗林均)1.和刻本事林広記から見たモンゴル支配下中国の出版(森田憲司)2.モンゴル出版史における木版印刷の道程(ウルジー・松川節)第2部言語文献学から見たモンゴルの出版文化(司会:松井太)3.『元朝秘史』におけるモンゴル語と漢語の人称代名詞の対応(栗林均)4.モンゴル語仏典Lalitavistaraにみられるウイグル語の影響(庄垣内正弘)5.ブリヤートにおけるモンゴル研究(N.V.ツィレムピロフ)

6.モンゴル語木版仏典における諸問題(樋口康一)第3部近代モンゴルにおける出版(司会:森田憲司)7.18世紀から20世紀初頭にサンクトペテルブルクで出版されたモンゴル語書籍(V.L.ウスペンスキー)8.近代モンゴルにおける"新聞"--その意味と保存状況--(中見立夫)
内部磁気圏のＵＬＦ波動によるイオン拡散とリングカレントの変動

本研究では、地球周辺の宇宙空間(ジオスペース)に存在する高エネルギーイオンと、数十秒数百秒の周期をもつULF波動の波動粒子相互作用が引き起こす共鳴粒子の動径方向の拡散について、その規模や速さを複数の衛星の観測データを用いることで定量的に明らかにする。とくに、粒子の流出が強く見られると考えられる10keV程度のイオンの共鳴に着目し、イオンの分布関数の変動を統計的に調べるとともに、波動の発生領域の広がりも明らかにし、ジオスペース全体での影響を評価する。
チロシンキナーゼ分解を抑制し肺腺癌悪性化を招くSFNを標的とした治療戦略

EGFRは肺腺癌の最も有名なoncogeneであるが、その分解経路に着目した研究は限られている。研究代表者はこれまでに肺腺癌の発生・悪性化因子としてstratifin(SFN)を見出し、肺腺癌特異SFN結合因子の1つとして、EGFRを含む受容体型チロシンキナーゼ(RTKs)の脱ユビキチン化酵素であるUSP8(Ubiquitin Specific Peptidase 8)を同定した。本研究ではSFNによるUSP8を介したRTKsタンパク質の脱ユビキチン化及び分解抑制の分子機序を明らかにし、SFNおよびUSP8の肺腺癌治療標的としての適合性を検証した。始めに肺腺癌組織196例を用いてSFNとUSP8の免疫染色を行い、SFNとUSP8はともに正常肺に比較して肺腺癌組織において有意に高発現していたが、SFN発現のみが組織型、病理学的病期、患者予後と負に相関していた。次に、SFNとUSP8を各々in vitroで発現抑制すると、ユビキチン化RTKsタンパク質が増加し、後期エンドソームへの蓄積が増加した。さらに、SFN結合部位に変異を挿入した変異体USP8では、RTKsのユビキチン化は促進され、USP8を介したSFNのRTKs脱ユビキチン化作用に両者の特異的結合が必須であることが示唆された。これらの結果から、「正常肺ではRTKsタンパク質がユビキチン化を受けて分解されるが、肺腺癌細胞ではSFNがUSP8の活性を亢進させてRTKsのユビキチン化をキャンセルするため正常な分解がなされていない」ということが明らかになった。SFNを標的とした癌細胞のみでRTKsの脱ユビキチン化を抑制する副作用の少ない新規治療薬の開発に繋げられる可能性が示された。申請者はこれまでに肺腺癌の発生・悪性化因子としてstratifin(SFN)を見出し、肺腺癌特異SFN結合因子の1つとして、EGFRを含む受容体型チロシンキナーゼ(RTKs)の脱ユビキチン化酵素であるUSP8(Ubiquitin Specific Peptidase 8)を同定した。本研究ではSFNによるUSP8を介したRTKsタンパク質の脱ユビキチン化及び分解抑制の分子機序を明らかにし、SFNおよびUSP8の肺腺癌治療標的としての適合性を検証したい。これにより、SFNを標的とした癌細胞のみでRTKsの脱ユビキチン化を抑制する副作用の少ない新規治療薬の開発に繋げ、脱ユビキチン化に着目した全く新しい肺腺癌治療戦略の提唱を目指す。始めに肺腺癌組織100例を用いてSFNとUSP8の免疫染色を行い、2分子の発現の相関と各々の腫瘍特異性を評価した。その結果、SFNとUSP8の発現は正に相関していたが、USP8は正常肺でも発現か見られ腫瘍特異性はSFNの方が高いということが示された。また、SFNはpathological subtype, pStageや患者予後と相関していたが、USP8はしていなかった。また、SFNとUSP8を各々in vitroで発現抑制しRTKsの分解進行、抗ユビキチン抗体による免疫沈降や後期エンドソームマーカーとRTKsとの二重蛍光免疫染色法などにより試験した。その結果、SFNやUSP8を発現抑制するとRTKsのユビキチン化が亢進し分解を受けるエンドソームに蓄積することが明らかとなり、SFNとUPS8が共にRTKsのユビキチン化を抑制することが示された。平成29年度に予定していた1SFN、USP8発現解析と多数症例を用いた腫瘍特異性の試験、2USP8及びSFNがRKTsに及ぼす影響の解析は順調に進み、すでに終了している。1肺腺癌におけるSFN、USP8発現解析では、筑波大学附属病院において外科的に切除された肺腺癌組織100症例のホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)サンプルを用いてSFNとUSP8の免疫染色を行い、2分子の発現に相関があるか、また、各々の腫瘍特異性を試験した。その結果、SFNとUSP8の発現は正に相関していたが、USP8は正常肺でも発現が確認され腫瘍特異性はSFNの方が高いということが示された。また、SFNはpathological subtype, pStage,リンパ管侵襲、血管浸潤、患者予後と有意に相関したが、USP8は相関がみられなかった。2siRNAを用いてUSP8とSFNを発現抑制し、RTKsとその下流因子の発現解析、及びUbiquitination assay、LAMP1とRTKsの二重蛍光免疫染色、CHX添加実験を行った。その結果、SFNとUSP8が共にRTKsのユビキチン化を抑制することが示された。以上の結果からSFNがUSP8を介してRTKsの脱ユビキチン化を促進していることが示唆され、研究は計画通りに進んでいる。研究代表者はこれまでに肺腺癌の発生・悪性化因子としてstratifin(SFN)を見出し、肺腺癌特異SFN結合因子の1つとして、EGFRを含む受容体型チロシンキナーゼ(RTKs)の脱ユビキチン化

酵素であるUSP8(Ubiquitin Specific Peptidase 8)を同定した。本研究ではSFNによるUSP8を介したRTKsタンパク質の脱ユビキチン化及び分解抑制の分子機序を明らかにし、SFNおよびUSP8の肺腺癌治療標的としての適合性を検証した。始めに肺腺癌組織196例を用いてSFNとUSP8の免疫染色を行い、SFNとUSP8はともに正常肺に比較して肺腺癌組織において有意に高発現していたが、SFN発現のみが組織型、病理学的病期、患者予後と負に相関していた。次に、SFNとUSP8を各々in vitroで発現抑制すると、ユビキチン化RTKsタンパク質が増加し、後期エンドソームへの蓄積が増加した。さらに、SFN結合部位に変異を挿入した変異体USP8では、RTKsのユビキチン化は促進され、USP8を介したSFNのRTKs脱ユビキチン化作用に両者の特異的結合が必須であることが示唆された。これらの結果から、「正常肺ではRTKsタンパク質がユビキチン化を受けて分解されるが、肺腺癌細胞ではSFNがUSP8の活性を亢進させてRTKsのユビキチン化をキャンセルするため正常な分解がなされていない」ということが明らかになった。SFNを標的とした癌細胞のみでRTKsの脱ユビキチン化を抑制する副作用の少ない新規治療薬の開発に繋げられる可能性が示された。今後は、USP8を介したSFNのRTKs脱ユビキチン化作用に両者の特異的結合が必須であることを、SFN結合部位に変異を挿入した変異体USP8や、SFN・USP8共強制発現を利用して検証する。in vivoでは、SFNもしくはUSP8発現を抑制した肺腺癌細胞を用いた移植実験を行い、それぞれの発現抑制による制癌作用を評価し、SFNがUSP8に匹敵する治療標的因子であることを証明する。前年度予定していた実験が一部次年度に持ち越しとなったため。
分子錯体結晶の析出機構と分子配列制御

多くの有機結晶では同一化合物でありながら分子配列の異なるものの析出が起こる(多形現象)。これらはその構造の違いから、種々の機能性に違いを生じ、工業的にも重要な問題となっている。分子錯体(包接化合物)結晶では、そのホスト構造が析出操作(晶析)の条件により変化し、これに付随して異性体分離効率や結晶の機能性あるいは反応特性が大きく変化する。このため、適正な結晶中の分子配列制御(構造制御)を行なうことが重要となる。本研究では上記観点から、結晶多形の競合的核発生、成長および転移過程とその環境条件との相関性、ならびに各過程のメカニズムを明らかにする目的で検討を行なった。L-グルタミン酸の多形(α、β形)の析出に及ぼす添加物としてのL-Phenの影響について検討を行ない、L-Phenがα形の析出を促進すること、およびαからβへの転移速度を遅らせることなどを認めた。また、この効果はD-Phenでは全く認められず、立体選択性が高いことを示した。また、単一結晶を用いた検討からα形では成長速度への影響と同時にモルフォロジーの著しい変化が起こり、これが(110)面へのL-Phenの吸着によることを明らかにした。一方、Ni錯体をホストとした包接化合物による1-、2-メチルナフタレン(1-,2-MN)異性体の分離について検討を行ない、結晶構造は操作条件に依存して変化し、これらの析出挙動は1-MNと2-MNの濃度に依存すること、また、1-MN系と2-MN系の析出挙動違いがこれら異性体分離メカニズムの本質に関わっていることなどを見い出した。
中空糸膜型抽出装置による金属類の高度分離プロセスの開発

本研究では,従来の液膜法の欠点を解決するための新しい方法として,より省エネルギー型の中空糸膜型抽出装置を開発し,これを亜鉛の分離濃縮へ応用した.得られた主な知見を以下に列挙する.1.金属イオンの平衡論的研究:アルキルスルホン酸モノエステルを用いて,亜鉛及び銅イオンとの抽出平衡を測定し,この抽出試薬が亜鉛イオンに対して大きな選択性を有することを明らかにした.2.金属イオンの速度論的研究:抽出速度実験を中空糸一本からなる膜型抽出装置を用いて行なった.その結果, pH3付近で,亜鉛イオンの抽出速度は化学種の拡散過程が律速となるのに対して,銅イオンの抽出速度は界面反応過程が律速となり,両金属イオン間の透過速度の差は大きく,この領域で亜鉛に対して高い選択性と膜透過速度が得られることがわかった.一方,逆抽出においては両金属イオン間に逆抽出速度の差はなく,金属間の分離は困難であった.3.液膜型抽出装置による亜鉛・銅の分離:以上の知見を基に,中空糸液膜型抽出装置による亜鉛・銅の分離を行なった.抽出速度実験の結果から予想されるように, pH3で亜鉛が選択的に抽出され,水相の流量比と同程度の濃縮率が得られた.本装置で亜鉛・銅の分離濃縮は効率よく行なわれることがわかった.4.省エネルギーの観点からみた中空糸液膜型分離法:ここで提案する中空糸液膜型分離法とミキサーセトラーを用いた溶媒抽出法との比較のために亜鉛の溶媒抽出プロセスとして知られるZincexプロセスを例として,亜鉛1トンあたりの生産に要する消費エネルギーを概算した.その結果,本法は溶媒抽出法に比べ1/10以下で済むことがわかった.本研究では,従来の液膜法の欠点を解決するための新しい方法として,より省エネルギー型の中空糸膜型抽出装置を開発し,これを亜鉛の分離濃縮へ応用した.得られた主な知見を以下に列挙する.1.金属イオンの平衡論的研究:アルキルスルホン酸モノエステルを用いて,亜鉛及び銅イオンとの抽出平衡を測定し,この抽出試薬が亜鉛イオンに対して大きな選択性を有することを明らかにした.2.金属イオンの速度論的研究:抽出速度実験を中空糸一本からなる膜型抽出装置を用いて行なった.その結果, pH3付近で,亜鉛イオンの抽出速度は化学種の拡散過程が律速となるのに対して,銅イオンの抽出速度は界面反応過程が律速となり,両金属イオン間の透過速度の差は大きく,この領域で亜鉛に対して高い選択性と膜透過速度が得られることがわかった.一方,逆抽出においては両金属イオン間に逆抽出速度の差はなく,金属間の分離は困難であった.3.液膜型抽出装置による亜鉛・銅の分離:以上の知見を基に,中空糸液膜型抽出装置による亜鉛・銅の分離を行なった.抽出速度実験の結果から予想されるように, pH3で亜鉛が選択的に抽出され,水相の流量比と同程度の濃縮率が得られた.本装置で亜鉛・銅の分離濃縮は効率よく行なわれることがわかった.4.省エネルギーの観点からみた中空糸液膜型分離法:ここで提案する中空糸液膜型分離法とミキサーセトラーを用いた溶媒抽出法との比較のために亜鉛の溶媒抽出プロセスとして知られるZincexプロセスを例として,亜鉛1トンあたりの生産に要する消費エネルギーを概算した.その結果,本法は溶媒抽出法に比べ1/10以下で済むことがわかった.
三陸海岸産白亜紀軟体動物化石群の解明と教育的活用

岩手県田野畑地域で採集された白亜紀後期アプチアンから前期アルビアンの軟体動物化石の分類学研究を行った。総数約500個体について国内外の先行研究と比較検討したところ、アンモナイト32種、オウムガイ1種、ベレムナイト2種、巻貝16類、二枚貝25種が認められる。これらのなかには、当地域では初めての産出報告となるタクサや、先行研究でリストされていても図示のないタクサが多数含まれていることが判明した。そこで本年度はとくに、本邦では研究例が少ないフィロセラス類アンモナイト(Euphylloceras, Goretohylloceras, Phyllopachyceras)とリトセラス類アンモナイト(Protetragonite, Pictetia, Tetragonites)について、殻内部構造や縫合線の詳細な観察記載を行った。このうち、殻がとても緩く巻Pictetia属について次の成果を得た;(2)標本はPictetia astierianaに同定される。(2)これまでPictetia属は、殻の外形や表面装飾の特徴からリトセラス亜目(平面巻アンモナイト類)に属すとされてきた。しかし、本研究で初めて明らかとなった幼体期の縫合線の特徴に基づくと、Pictetiaの帰属先をアンキロセラス亜目ハミテス科(異常巻アンモナイト類)とするのが適切である。早稲田大学の文系対象の教養科目の授業と社会人向け講座で、本研究で使用した白亜紀軟体動物化石と同地域産のオルビトリナ石灰岩(現在のサンゴ礁地域に相当)を現在の試料と比較して観察した。白亜紀は現在とくらべて温暖な時代である。この実習によって「温暖化すると地球はどうなるのか、生命圏はどうなるのか」という命題を人気の古生物を媒体として体験的に学ぶことができた。
アクションリサーチを用いた音楽科教師の専門性の探究

研究全体の成果としては、以下が挙げられる。1教科教育・教科専門・教職の視点を取り入れたアクションリサーチによって、音楽科教師の技術的実践力と反省的実践力を育成することができた。2音楽科教師として必要とされる専門性とは、教材解釈力・教材構成力、授業構成力・学習指導案作成能力、授業運営力・評価力・指導力、生徒指導力、美的価値判断力・音楽表現力等であることがわかった、3それらの専門性を育成するのに必要な音楽科教員養成の授業科目が明らかとなった。4これらによって、音楽科教員養成における教科構成原理を示すことができ、音楽科教員養成モデル・コア・カリキュラム案を提案することができた。平成24年度は、教職実践演習に関する研究と、教育実習生のアクションリサーチによる研究の2方面から、音楽科教師の専門性を探究した。教職実践演習に関する研究として、日本教育大学協会全国音楽部門大学部会に加盟する大学52校に質問紙調査を実施し、47校から回答を得た。質問紙調査の内容は、各音楽科教員養成課程の基本情報、教員養成スタンダード、履修カルテ、教職実践演習の内容等についてであった。調査の結果、スタンダードの特徴として、全評価項目のうち、音楽科の内容に関わるものが少ないこと、評価項目のうち、客観的に評価できないものがかなりの数存在することが明らかとなった。また履修カルテの特徴として、履修状況の記録と自己評価シートの組合せが多いこと、自己評価のみがほとんどで、教員のコメントはあったりするものの、教員からの評価を取り入れている大学は非常に少ないことがわかった。教育実践演習の特徴としては、教えることが難しい資質能力の修得をめざすために、様々な授業方法が考えられていること、15回の授業のうち、音楽科の内容に関わるものが少ないことがわかった。アクションリサーチによる研究として、音楽科のすべての教育実習生に、各自の授業実践を2つずつ録画させた。教育実習終了直後、学生に、教育実習映像の自己評価と、音楽科授業実践に関わる知識・技能・指導力に関する自己評価を行わせた。その結果、音楽科教員に必要とされる知識・能力が明らかとなった。それらは、教材解釈力・教材構成力、授業構成力・学習指導案作成能力、授業運営力・評価力・指導力、一般的な教授スキル、美的価値判断力・音楽表現力等である。また、それらの知識・能力に関連する音楽科教員養成の授業科目も明らかとなった。これらによって、音楽科教員養成における教科構成原理を示すことができ、音楽科教員養成モデル・コア・カリキュラム試案を提案することができた。平成25年度は、教科教育・教科専門・教職の視点を取り入れたアクションリサーチによって、音楽科教師の専門性を追究した。中等音楽科教育関連の授業や教職実践演習において、三者の視点から、模擬授業や教育実習映像を分析し、グループ討議によって、共通の課題及び個人の課題を明らかにした。これらの課題に基づいて学習指導案を作成し、模擬授業を行い、さらにそれを分析・討議した。また、一部の授業では、教科教育担当教員と教科専門担当教員と教職担当教員が協働で指導助言を行うことによって、教科教育・教科専門・教職の視点を効果的に融合でき、学生の音楽科教師としての専門性を高めることができた。それと同時に、協働した教員も、相互作用によって音楽科教員養成課程における自らの授業に有用な示唆を得ることができた。2音楽科教師として必要とされる専門性とは、教材解釈力・教材構成力、授業構成力・学習指導案作成能力、授業運営力・評価力・指導力、生徒指導力、美的価値判断力・音楽表現力等であることがわかった。3それらの専門性を育成するのに必要な音楽科教員養成の授業科目が明らかとなった。平成23年度は、まずアクションリサーチの手法について、研究組織の全員で検討した。それをもとに、研究代表者が所属する大学の教育実習機関において、学部教育実習生の合唱の授業を録画し、それを研究者・大学院生が分析した。さらに、教育実習生にも録画された自身の授業を分析させた。分析の視点は、授業者の行動のもととなっている知識・技能は何か、それらは教員養成課程のどの授業で習得されたものか、授業者の行動の課題は何か、それらは何が足りていないからなのか、等である。分析の結果、指導案の書き方、授業の進め方等の教科教育学の内容に関することは、ほぼ習得できていることがわかった。しかし、歌唱指導の方法、歌唱表現の工夫の仕方、伴奏の弾き方等の教科内容学に関する内容は、教壇実習ではそれほど活かされていなかった。