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日本における教師のレジリエンス形成に寄与するプログラムの開発

本科研では、教員志望学生向け、現職教員向けのレジリエンス形成プログラムを開発することを目的としている。今年度は、昨年度実施した若手教師、中堅・ベテラン教師のインタビューから抽出したデータとオーストラリアの研究者たちが開発したBRiTEのフレームワークを基に、3時間程度で実践可能な教員志望学生向け、中堅・ベテラン教師向けのレジリエンス形成プログラムを開発・実践した。成果としては、以下の2点が挙げられる。1.教員志望学生向けプログラムについては、受講者が意識していなかったサポートネットワークやワーク・ライフ・バランスの重要性について学ぶことができた。また、教師になってから課題に直面した場合に、その課題を的確に捉えたり自ら行動を起こしたりする具体的な手がかりを得ることができた。例えば、ある受講者は、「課題に直面した時やテンションが下がってしまった時には、目標を見つける等、ポジティブな思考ができるように心がけたい。忙しさで周りが見えなくならないよう、意識を外に向けて生活できるようにしたい」というコメントを記していた。2.中堅・ベテラン向けプログラムについては、教員志望学生向けプログラムと同様にこれまで自身が取り組めていない点や自覚していなかった点に気づくことができた。例えば、ある受講者は、「プライベートでの気持ちのきりかえはあまり考えていなかった点であるが、実際にはストレス発散になっていると思う」というコメントを記していた。また、BRiTEフレームワークによって、「自分が経験してきたことを理論的に考察するのは面白いなと思いました。また経験を振り返ることができた」というように自身の実践を理論的に整理できた点を評価するコメントも見られた。今年度の計画通り、昨年度実施した若手教師、中堅・ベテラン教師のインタビューから抽出したデータとオーストラリアの研究者たちが開発したBRiTEのフレームワークを基に、3時間程度で実践可能な教員志望学生向け、中堅・ベテラン教師向けのレジリエンス形成プログラムを開発・実践できた。教員志望学生向けプログラムについては、学部4年生に対して島根大学で2回、鹿児島大学で1回実践を行なった。また、中堅・ベテラン向けプログラムについては、大阪教育大学で1回実践を行った。教員志望学生向けレジリエンス形成プログラムの受講者に対するインタビュー調査を実施し、プログラムで学習した内容が学校現場で働くにあたってどの程度有効であったかを検証する。また、昨年度実施した教員志望学生向けプログラム、中堅・ベテラン向けプログラムの課題を踏まえながら、修正したプログラムの実践を行う。そして、3年間の取り組みをまとめ、研究報告書を執筆する。まず、教師のレジリエンスを取り上げた海外学術雑誌のレビューに着手した。研究チームでは、これまでの研究会でそれらを取り上げてきたが、近年公刊された論文を含めて再度検討を進めた。それを踏まえながら、日本における教師のレジリエンスの特質を明らかにするためにインタビュー調査を実施した。小学校教師を中心とする若手教師8名、中堅・ベテラン教師12名の計20名に関するデータを収集することができた。若手教師については、担当する学年によるギャップ、2年目以降の校務分掌の負担に関する課題の認識が比較的共通に確認できた。また、直面する課題に対して同僚や管理職からサポートしてもらえたり、状況を把握してもらえたりするかがポジティブな変化を促している背景に認められた。中堅・ベテラン教師に関しては、異動に伴う環境の変化が最も大きな影響を与えていた。これは日本の学校システムの特色であると言えるが、それが教師のレジリエンス形成にも反映されているということである。そして、2018年度のレジリエンス形成プログラムを構想するにあたって、レジリエンスに関する研究並びにその形成プログラムを実践しているオーストラリアの研究者に対して12月に現地でインタビュー調査を実施した。また、現地の中等学校で実践されているワークショップを参観する機会も得た。インタビュー調査とワークショップの参観から、2018年度に実施予定のプログラムに必要な情報を収集できることができた。研究計画として設定していた内容に関して、ほぼ当初予定通りに進めることができた。7月に開催された国際会議にて、レジリエンスに関する研究並びにその形成プログラムを実践しているオーストラリアの研究者とのコネクションを築くことができた。12月に現地でインタビュー調査を実施し、中等学校で実践されているワークショップを参観する機会も得ることができた。インタビュー調査に関しては、研究チームの1人1人が4名の若手もしくは中堅・ベテラン教員に対してインタビューを実施し、20名分のデータを得ることができた。当初予定では、中・高等学校教員も含むものであったが、実際には小学校教員が中心となっている。この点については、プログラムの方向性を含めて検討課題となっている。

2.中堅・ベテラン向けプログラムについては、教員志望学生向けプログラムと同様にこれまで自身が取り組めていない点や自覚していなかった点に気づくことができた。例えば、ある受講者は、「プライベートでの気持ちのきりかえはあまり考えていなかった点であるが、実際にはストレス発散になっていると思う」というコメントを記していた。また、BRiTEフレームワークによって、「自分が経験してきたことを理論的に考察するのは面白いなと思いました。また経験を振り返ることができた」というように自身の実践を理論的に整理できた点を評価するコメントも見られた。今年度の計画通り、昨年度実施した若手教師、中堅・ベテラン教師のインタビューから抽出したデータとオーストラリアの研究者たちが開発したBRiTEのフレームワークを基に、3時間程度で実践可能な教員志望学生向け、中堅・ベテラン教師向けのレジリエンス形成プログラムを開発・実践できた。教員志望学生向けプログラムについては、学部4年生に対して島根大学で2回、鹿児島大学で1回実践を行なった。また、中堅・ベテラン向けプログラムについては、大阪教育大学で1回実践を行った。2018年度については、昨年度のインタビュー調査を踏まえて、教員志望学生・現職教員のレジリエンス形成に資するプログラムに着手する(5月8月)。8月に研究チームで打ち合わせを行い、その内容について協議する。10月1月に教員志望学生向け、現職教員向けプログラムを実践し、そのデータ収集を行う。教員志望学生向けプログラムに関しては3つの大学で、現職教員向けプログラムに関しては2つの教職大学院で実施する方向である。参加者にはレジリエンスに関する調査を合わせて行い、レジリエンス形成に関する評価を行う。2月3月には、研究チームでプログラムの実践についての検討会を開催し、来年度に向けての方向性を協議する。教員志望学生向けレジリエンス形成プログラムの受講者に対するインタビュー調査を実施し、プログラムで学習した内容が学校現場で働くにあたってどの程度有効であったかを検証する。また、昨年度実施した教員志望学生向けプログラム、中堅・ベテラン向けプログラムの課題を踏まえながら、修正したプログラムの実践を行う。そして、3年間の取り組みをまとめ、研究報告書を執筆する。当初予定では、研究代表者の本務校である島根大学での打ち合わせを設定していた。しかし、5名中3名の共同研究者が関西を拠点としており、打ち合わせもそちらで行う方がスムーズに行えた。そのため、当初予定の旅費より圧縮されている。また、インタビュー協力者の謝金も設定していたが、協力者から謝金の辞退もあったため、当初予定よりも圧縮された結果となった。
欧米多民族社会における日本型新宗教の受容と発展―新たな共同性と宗教の役割

5年間の本課題調査研究で、アメリカ・イギリス・イタリアにおいて9回実査を行った。得られた仮説は以下のとおりである。以前のアメリカ調査研究で得られた「2段階の宗教現地化」仮説は、ヨーロッパにおいては「跛行的」であることを見出した。それは、日蓮仏教(SGI)という外来宗教を受容する現地の、社会状況(経済的・階層的・文化的・地域格差の存在の有無)、SGIの教団組織の特徴(非営利団体・社会貢献的目標)などの要素が複合的に作用し、キリスト教とは対照的な現世的救済観、魅力的な日本人リーダーの存在などと相まって、多様な(しかし、モデル構成可能な)パターンを描くことが説明できる。平成23年度は、5カ年計画の本調査研究の初年度であり、当初の計画どおりイギリスとイタリアにおいてSGIについて実査を行った。SGI-UKの会員数は約1万人であり、とくに近年の伸びが大きい。イギリスは、SGIの欧州における拠点の一つであり1961年以来と布教の歴史も長いので、本研究計画全体の中心的な位置を占めている。今年度の調査では、中核的な会員約10名にthick interviewを行ない、布教の開始から今日までの概略を知り得た。また文書資料の所在と整備状況を実査した。SGI-UKで見出した興味深い論点の一つは、昨年度までのSGI-USAにおいて確かめられた、日本型新宗教の現地化における「2殺階仮説」がある程度以上妥当することである。それは、最初に日本型新宗教が日本文化や日本的な価値規範と混然一体になって持ち込まれ、それがある段階に達した後、日本「文化」と区別される日本「宗教」が現地に根を下ろすというプロセスとして理解される。アメリカ合衆国においては、2段階目のプロセスの浸透は民族的なセグリゲーションを克服する契機と結びついている局面が観察されたが、イギリス社会におけるどのような社会問題や社会状況においてSGIの受容が促進されるのか、その要因やメカニズムを見出すのは次年度以降の課題である。2月には、フィレンツェとローマにおいてSGI-ITALIAを調査した。イタリアは欧州において最多の会員数を擁しその数は6万人以上に達していて、さらになお今日大きく伸びている。欧州においてもっとも宗教熱心な国において、なぜ他文化・他地域から出発したSGIが多くの人々の心を捉えるのか、この点が非常に興味深い。今回が最初のイタリア調査であったので、その理由は十分な仮説として見出すことはできなかった。しかし、「2段階仮説」は、イタリアにおいても妥当するであろうことを予測させるデータを得た。平成25年度は、5カ年計画の本調査研究の3年次であったが、年度当初の計画通り実査を行うとともに、論文執筆が進行中である。実査は、11月下旬から12月上旬にアメリカ合衆国ニューヨークとボストンを訪問しSGI-USAについて資料の収集とその歴史的展開を知る何人かのキー・パーソンに対しインタビューを行った。また、3月中旬にはサンタモニカをSGI PLAZA(SGI-USA本部)を訪れ、そのライブラリで機関紙など歴史的ドキュメントを精査するとともに、やはり綿密なインタビュー調査も実施した。今年度の実査から得られたデータ・レベルでの新知見は、これまで得た日本型新宗教の現地化における「2段階仮説」で想定していたような単純に2段階の現地化プロセスなのではなく、それはかなり「跛行的」であるということである。2段階仮説とは、最初に日本型新宗教が日本文化や日本的な価値観や規範と混然一体になって現地に持ち込まれ、それがある程度現地の人々に受容された後、日本「文化」と区別された日本「宗教」として根を下ろすというプロセスであると理解である。しかし、今年度の実査から得られたデータから、このプロセスはじつにダイナミックな幾度にもわたる様々な局面から成っていることを見出した。また今年度は実査とともに、論文の作成に力を入れている。仮題『SGI-USAの50年ーアメリカ合衆国における創価学会インタナショナルー』と題し構成を推敲し、原稿の執筆を進めており単行本として近日中に刊行できるよう準備中である。平成24年度は、5ヵ年計画の本調査研究の2年次であった。年度当初の計画通り、9月にイタリアにおいてミラノとローマにおいて、また12月にイギリスのロンドンとオックスフォードにおいて実査を行った。イタリア調査は、前年度の2月についで2度目の実施であった。SGI-ITALIAはヨーロッパのSGIで最大規模の6万2千人の会員を擁しているが、その発展にいくつかの節目があったことが確かめられた。それは、平成22年度までに実施したSGI-USAの調査において見出した、日本型新宗教の現地化における「2段階仮説」が、イタリアにおいてもかなりの程度妥当するということである。この「2段階仮説」は、昨年度に実施したSGI-UKの場合においても同様のプロセスが存在したことが確かめられている。今年度はイギリス調査において、その資料を蓄積することに努めた。イギリスは近年では1万2千人の会員を数えるが、その伸びは近年急伸している。その理由は、まだ推測にとどまるが、2段階仮説の2段階目のフェイズが安定してきたことを示していると考えられるだろう。2段階仮説とは何か簡略に示せば、それは、最初に日本型新宗教が日本文化や日本的な価値や規範と混然一体となって持ち込まれ、それがある程度現地の人々に受容された後、日本「文化」と区別された日本「宗教」が根を下ろすというプロセスとして理解される。

したがって、当該地域ごとの社会的文化的特色や問題との接触の仕方と内容によって、元は同一の創価学会・SGIの教えが、多用な展開を見せるのである。そして、当然そこには共通点と相違点が存在し、それらが非常に重要であり、かつ興味深い。平成26年度は、5カ年計画の本調査研究の4年次であった。年度当初の計画に基づき実査を行うとともに得られたデータによりながら論文作成中である。実査は、9月に南イタリア・シチリア島カターニャ市とナポリ市において行なった。また3月にSGI-USA調査におけるデータ収集の締めくくりにサンタモニカのSGI PLAZAのライブラリにおいて主に文献調査を実施した。南イタリア調査では、非常に興味ふかく検討の価値ある作業仮説を得た。つまり、イタリアSGIは欧州でもっとも会員数が多く(6万人以上)、現在なお伸長著しい地域であるが、会員は北イタリアに多く、南イタリアに少ない。元来カトリック信仰の篤い地域であるイタリアにおいて、13世紀日本に端を発した信仰が、21世紀初頭なぜこのように受容されつつあるのか考究に値する課題であるが、これまでのイタリア調査において得られた知見から、「ある程度の強度」のカトリック信仰の浸透度合いが、日蓮仏法への入信に際し促進的に作用するのではないかと考えている(しかし、カトリシズムの非常に強い南イタリアでは、新入会者は北イタリアのように多くはない。これはカトリシズムが外来の信仰に対し障壁となっているためであると考えられる)。イタリア南北の上述の差異は、SGIの教えは、世俗化が進みすぎていない(ある程度は進んでいる)、しかし、伝統宗教が強すぎない(ある程度は強い)、産業化や近代化へのステップの発展途上段階の社会状況に適合的なのではないかということである(おそらく、創価学会が急成長した戦後日本の社会状況もこれに似ると考えられる)。3月実施のSGI PLAZAのライブラリの実査では、SGI-USAの機関紙のバックナンバーを精査した。これによって現在執筆中の研究書のレファレンスをいっそう充実させることができた。平成27年度は、年度当初の計画にしてがって、5カ年計画の本プロジェクトの最終年を終えることができた。概要は以下のとおり。これまでの調査と研究成果の蓄積に基づき、9月に日本宗教学会第74回学術大会において、研究分担者らとともにパネル「SGIの欧米における受容とその発展」を組み、秋庭「SGI-USAの55年ーPhase II再考」、川端「ヨーロッパにおけるSGIーリーダーシップと現地での受容」、稲場「世俗社会におけるSGIーイギリスを事例として」として報告した。12月実施の北海道立図書館に所蔵されている「聖教新聞」の閲覧によって、SGIの展開についての基礎的なデータを得ることができた。3月実施のミラノ・トリノにおける実査では非常に有益な成果を上げることができた。イタリアSGIについて、本プロジェクトでは、南北に長いイタリアを縦断し、フィレンツェ・ローマ・ミラノ・カターニャ・ナポリ・トリノ(訪問順)において調査を実施した。その結果、作業仮説的に、イタリアにおいて13世紀日本に起源を有する信仰がヨーロッパにおいて最も多くの会員を獲得しているのは(6万人以上)、カトリックとは対照的な日蓮仏教の救済観(現世的救済)、魅力的な日本人リーダーの存在、(戦後)
靭帯骨化発生・進展の分子基盤の解明と治療法の研究開発

我々は予備的な検討から、後縦靭帯骨化(OPLL)の発生・進展のメカニズムにおいて細胞周期制御因子であるCdk1が関与しているという仮説を立てて研究を行った。1骨代謝におけるCdk1の生理学的意義の検討Cdk1欠損マウスは胎生致死であるため、骨芽細胞・破骨細胞特異的Cdk1欠損マウスを作成し、骨形態計測を行い、骨芽細胞特異的Cdk1欠損マウスが骨芽細胞の増殖障害により低骨量を示すこと、カテプシンKプロモーターを用いた破骨細胞特異的Cdk1欠損マウスは明らかな骨格系の表現型を示さないことを示した(Takahashi, Inose et al, J Biol Chem 2018)。2OPLLの予防に向けた、薬理学液なCdk1の抑制によるOPLLの発症予防についての検討OPLLモデルマウスであるttwマウスに対してCdk1阻害薬の投与実験を行った。ttwマウスに対して薬理学的なCdk1の抑制により骨化の抑制傾向が認められたが、骨化の増生のためのリンの負荷によりttwマウスは早期に死亡してしまうため、解析数が十分ではない。今後も検討を継続していく予定である(今後英文誌投稿予定)。3OPLLの進展に関与すると考えられる新規細胞周期制御因子(以下Xとする)をOPLL組織における網羅的な遺伝子発現の解析から新規に同定し、そのノックアウトマウスを作成した(未発表)。Xの全身的なノックアウトマウスは出生後早期に死亡するため、Prx1プロモーターを用いた骨・軟骨細胞特異的X欠損マウスを作成した。現在解析を行っているが、当該マウスは出生後早期に低身長・低体重を示した(今後英文誌投稿予定)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1.患者由来靭帯細胞におけるCdk1の発現調節による骨化に対する影響についての検討術中に採取した後縦靱帯より細胞を培養し、Cdk1を過剰発現及びノックダウンした培養細胞に対してBMP2を用いて骨化誘導を行い、Cdk1の発現調節による骨化への影響について検討した。本検討については現在もサンプル数を増やして継続中である。2.軟骨代謝におけるCdk1の生理学的意義の検討(in vitro)予備実験において軟骨特異的Cdk1欠損マウスは著明な低身長を示した。in vitroにて軟骨細胞株であるATDC5細胞を各々用いてCdk1を過剰発現及びノックダウンを行い、軟骨細胞の分化・増殖に対する影響についてCCK8を用いた細胞増殖アッセイや定量的RT-PCRにて詳細に解析し、Cdk1が軟骨増殖において必須であり、Cdk1を欠損することにより軟骨の分化が進行することを明らかにした。更に、器官培養により、cdk1が軟骨増殖・分化の重要な調節因子であるPTHRPの作用において必須であることを明らかにした。3.軟骨代謝におけるCdk1の生理学的意義の検討(in vivo)Cdk1欠損マウスは胎生致死であるため、軟骨細胞特異的Cdk1欠損マウスを作成し、解析した。骨細胞特異的Cdk1欠損マウスは出生後早期に死亡する為、胎児の段階における切片を作成して組織学的検討を行った。Cdk1欠損マウスの四肢は短縮しており、特に増殖軟骨細胞層が欠損していた。今年度の成果により軟骨代謝における細胞周期制御因子の役割についてすでに論文発表を行った。また、骨芽細胞特異的Cdk1欠損マウスについても解析に必要な数のマウスを得ることができており、骨代謝におけるCdk1の意義について解析を開始している。そして、臨床検体を使用した異所性骨化におけるその意義についてもさらに検体数を増加させていく予定である。以上のように計画は順調に推移している。世界最速で超高齢化の進行する我が国において、靭帯骨化症、骨粗鬆症及びそれに伴う骨折、変形性関節症といった運動器疾患の克服は喫緊の医療課題である。本研究の目的は、分子生物学的アプローチを利用して、靭帯骨化及びその進展機序を明らかにし、世界に先駆けて骨・軟骨代謝調節の新たな視点からの解明を目指し、未だ治療法が確立しない靭帯骨化症の発症メカニズムの解明によって、靭帯骨化症の治療薬の臨床応用に展開するための基盤研究とすることである。今年度は骨芽細胞・破骨細胞特異的Cdk1欠損マウスの表現型解析を行った。破骨細胞特異的Cdk1欠損マウスについては野生型マウスと比較して明らかな骨量低下を認めなかったが、骨芽細胞特異的Cdk1欠損マウスについては、脊椎における骨芽細胞数の低下、機能異常による骨量の有意な低下を認めた。また、マイクロCTによって大腿骨における骨量低下についても確認した。更に、靭帯骨化と同様のメカニズムである骨折モデルを作成し、Cdk1の骨折治癒における影響についても検討した。骨芽細胞特異的Cdk1欠損マウスは野生型マウスと比較して、明らかな骨折の治癒の遅延を認めたため、現在この機序について解析中である。そして、靭帯骨化の発生におけるCdk1の意義について解析するために、後縦靱帯骨化マウスであるttwマウスにCdk1阻害薬の投与実験を行っており、現時点でネガティブコントロール群についての投与が終了し、次年度にttwマウス群への投与を行う予定である。また、新たに新規靭帯骨化関連遺伝子を検討するために、次世代シークエンサーを用いた網羅的解析を行い、新規靭帯骨化関連因子Xを同定し、現在機能解析中である。当初計画した研究実施計画について、ほぼ順調に消化できているため。

また、新たに靭帯骨化関連因子の候補を同定するなど、研究は更なる発展を示していると考えられるため。世界最速で超高齢化の進行する我が国において、靭帯骨化症、骨粗鬆症及びそれに伴う骨折、変形性関節症といった運動器疾患の克服は喫緊の医療課題である。本研究の目的は、分子生物学的アプローチを利用して、靭帯骨化及びその進展機序を明らかにし、世界に先駆けて骨・軟骨代謝調節の新たな視点からの解明を目指す。さらに、未だ治療法が確立しない靭帯骨化症の発症メカニズムの解明によって、靭帯骨化症の治療薬の臨床応用に展開するための基盤研究とすることである。我々は患者由来検体において細胞周期制御因子が靱帯骨化部で増加していることから、細胞周期制御因子による骨・軟骨代謝の調節機構に注目している。今年度は昨年度に引き続き、Cdk1の骨代謝における意義について検討した。in vitroでは骨芽細胞を分化させるとCdk1の発現は低下し、Cdk1の活性抑制は骨芽細胞増殖を抑制させた。反対に、骨芽細胞においてCdk1を過剰発現させると細胞増殖は促進した。これらのことからCdk1が骨芽細胞増殖に必須であることが示唆される。また、骨芽細胞においてcdk1をノックダウンすると骨芽細胞分化が促進された。in vivoにおいても骨芽細胞特異的Cdk1ノックアウトマウス(以下CKOマウス)から採取した頭蓋冠ではコントロールマウスと比べて骨芽細胞の分化マーカーが有意に増加していた。これらのことからCdk1は骨芽細胞分化を調節する機能をもつことが示唆された。更に、骨形態計測ではCKOマウスがコントロールマウスと比較して骨量や骨形成能が低下していた。そして、大腿骨骨折モデルを作製し、骨折治癒過程におけるCdk1の役割を調べた。コントロールマウスでは全例で骨癒合が確認できたのに対し、CKOマウスでは全例で遷延癒合を示した。これらのことから、マウスにおいてはCdk1が骨量維持と骨折の正常な治癒過程に必須であることが示唆された(現在英文誌投稿中)。今年度は昨年度に引き続いて主として骨代謝におけるCdk1の働きについて検討し、in vitroでCdk1が骨芽細胞増殖において必須であるだけでなく、正常な骨芽細胞分化においても必須であることを明らかにした。また、in vivoにおいても骨芽細胞特異的Cdk1欠損マウスが低骨形成による骨量低下を示すこと、また、骨芽細胞特異的Cdk1欠損マウスにおいて骨折治癒が遷延することを明らかにするなど、骨代謝におけるCdk1の意義について明らかにすることができ、これらの成果についてまとめ、英文誌投稿中であるため。我々は予備的な検討から、後縦靭帯骨化(OPLL)の発生・進展のメカニズムにおいて細胞周期制御因子であるCdk1が関与しているという仮説を立てて研究を行った。1骨代謝におけるCdk1の生理学的意義の検討Cdk1欠損マウスは胎生致死であるため、骨芽細胞・破骨細胞特異的Cdk1欠損マウスを作成し、骨形態計測を行い、骨芽細胞特異的Cdk1欠損マウスが骨芽細胞の増殖障害により低骨量を示すこと、カテプシンKプロモーターを用いた破骨細胞特異的Cdk1欠損マウスは明らかな骨格系の表現型を示さないことを示した(Takahashi, Inose et al, J Biol Chem 2018)。
マイクロＲＮＡ生合成経路撹乱による神経発達障害発症の新規分子基盤の解明

Rett症候群(RTT)はMeCP2遺伝子の変異が原因の神経発達障害であるが、発症機序の詳細は依然として不明である。我々は、MeCP2は、特定microRNA(miRNA)のプロセシングを制御することを明らかにした。その標的の1つであるmiR-199aを発現させると、MeCP2欠損ニューロンの各種表現型が改善された。さら、miR-199aの標的として、mTORシグナルの負の制御因子を同定した。我々はmiR-199a欠損マウスも作製し、そのマウスがMeCP2欠損マウスで見られるものと類似した表現型を示すことを確認した。現代社会において神経発達障害を中心とした精神疾患の患者数は膨大な数にのぼり、病態解明および治療法の開発が急務となっている。しかし、これらの精神疾患の発症メカニズムはいまだに解明されていない。MeCP2遺伝子の変異はRett症候群(RTT)だけでなく、アンジェルマン様症候群や自閉症などを含めた種々のヒト神経発達障害に関与することが報告されている。また、MeCP2はメチル化DNA結合性転写抑制因子として同定されたが、それ以外の機能がRTT発症と重要な関わりがあるのではないかという報告がなされつつある。そこで本研究では、このMeCP2の新規作用機序を明らかにすることを目的とした。我々はまず、RTT発症に重要なMeCP2の新規機能同定を目的として、神経系主要細胞種におけるMeCP2相互作用因子の網羅的プロテオミックスクリーニングを行なった。その結果、神経系細胞種における共通のMeCP2相互作用因子として、microRNA(miRNA)の生合成に必須なDrosha複合体の構成因子であるDDX5(p68)、DDX17(p72)などのRNA結合タンパク質を同定した。加えてMeCP2がこれらのタンパク質と実際に複合体を形成し、特定標的miRNAのprimary-からprecursor-formへのプロセシングを制御することを明らかにした。また、この特定標的miRNAがRTT病態に重要かどうかを調べるため、MeCP2欠損ニューロンに発現させ、その表現型が改善されるかどうかを評価した。興味深いことに、我々が同定した標的miRNAを発現させたMeCP2欠損マウス由来ニューロンでは、RTT神経病態の特徴的表現型である細胞体サイズの減少および興奮性シナプス伝達の異常が改善された。以上よりMeCP2が特定のmiRNAのプロセシングを調節することで、神経機能を制御していることが示唆された。平成24年度までに我々は、神経系主要細胞種におけるMeCP2相互作用因子の網羅的プロテオミックスクリーニングを行ない、microRNA(miRNA)の生合成に必須なDrosha複合体の構成因子であるDDX5(p68)、DDX17(p72)などのRNA結合タンパク質を同定した。平成25年度は、これらの現象について詳細な解析を加えるとともに、この特定標的miRNAの遺伝子欠損マウスを作製し、今後の生体内での解析を行う材料、技術等を整備した。近年、レット症候群(RTT)病態におけるmechanistic target of rapamycin (mTOR)シグナルの重要性が指摘されている。そこで我々はMeCP2とmTORシグナルを結ぶようなMeCP2の新規機能同定を目的とし、神経系の主要細胞種におけるMeCP2相互作用因子の網羅的探索に着手した。その結果、MeCP2はmicroRNA(miRNA)マイクロプロセッサーDrosha複合体と会合することが明らかになった。次にMeCP2-Drosha複合体の標的miRNAを同定するために、野生型およびMeCP2欠損細胞から抽出したsmall non-codingRNA画分を用いたRNA sequencingにより成熟miRNAの発現変化を網羅的に解析した。この解析によりMeCP2欠損ニューロン、神経幹細胞においていくつかのmiRNAが共通して発現量の減少を示すことが明らかになった。同定された標的候補miRNAを海馬ニューロンに発現させ、MeCP2と同程度にsoma sizeを増大させるmiRNAを探索した。この機能的スクリーニングにより、MeCP2と同レベルにsoma sizeを増大させるmiRNAの同定に成功した。この標的miRNAをMeCP2欠損ニューロンに発現させたところ、異常な興奮性シナプス伝達および興奮性シナプス密度、cell size減少などのMeCP2欠損ニューロンの代表的な各種表現型が改善された。

また、我々はこの標的miRNAの機能阻害がMeCP2欠損ニューロンの表現型を再現すること、また、MeCP2過剰発現の作用を解除できることを明らかにした。次に我々は標的miRNAの下流でmTORシグナルを負に制御する下流因子の探索・同定を試みた。その結果、標的miRNAの下流標的因子として3つの遺伝子を同定した。X染色体上のMeCP2遺伝子変異は、Rett症候群(RTT)をはじめ、自閉症、双極性障害などを含めた種々の発達障害・精神疾患への関与が示唆されている。しかしRTTは、MeCP2遺伝子変異が原因で発症することは分かっているものの、発症機序の詳細は不明である。我々は、MeCP2か&#12441; microRNA(miRNA)マイクロプロセッサーであるDrosha複合体と結合し、miR-199aのプロセッシングを促進することを同定した。そこで本研究では、miR-199aの機能を生体内で制御することにより、RTTを含めた精神神経疾患・発達障害との関連を明らかにするとともにその作用機序の解明を目指した。我々は、MeCP2標的miRNAであるmiR-199aのノックアウト(KO)マウスを作製した。作製したmiR-199a-KOマウスにおいて、RTT患者及びMeCP2-KOマウスで見られる表現系が引き起こされるかを免疫染色等により解析した。また、miR-199aの下流標的因子を生化学・分子生物学的手法により検証した。miR-199a-KOマウスを作製し、そのマウスが全身の発達遅延、脳体積の減少、ニューロンのsomaサイズの減少といったMeCP2欠損マウスと同様の症状を示すことを明らかにした。また、RTT患者の脳組織においても、miR-199aの発現が実際に低下していることを見出した。さらに、miR-199aが種々の精神疾患に深く関与するmTORシグナルを負に制御するHIF1α、SIRT1、PDE4Dの発現を抑制することを明らかにした。Rett症候群(RTT)はMeCP2遺伝子の変異が原因の神経発達障害であるが、発症機序の詳細は依然として不明である。我々は、MeCP2は、特定microRNA(miRNA)のプロセシングを制御することを明らかにした。その標的の1つであるmiR-199aを発現させると、MeCP2欠損ニューロンの各種表現型が改善された。さら、miR-199aの標的として、mTORシグナルの負の制御因子を同定した。我々はmiR-199a欠損マウスも作製し、そのマウスがMeCP2欠損マウスで見られるものと類似した表現型を示すことを確認した。MeCP2標的miRNA遺伝子欠損マウスが、MeCP2遺伝子欠損マウスと類似した表現型を示すことを確認できた上に、MeCP2標的miRNAの下流の因子も数種類同定できたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学
宇宙用液体タンクの液量計測に関する研究

微小重力下での密閉タンク内の残留液量計測に空気圧方式を応用し,その場合の問題を検討した.その結果,(1)微小重力下では液体中に多数の気泡が安定に存在できるが,水程度の表面張力の液体では空気圧方式の誤差にはならない.(2)微小重力下では圧力センサおよび体積変化機構が液体中に埋没することがある.この場合センサの周波数帯域が残留液量により狭ばめられる.圧力センサ受圧面バネ定数が低い場合,特にこの影響が大きい.液体で被われたセンサの固有周波数を高く維持するために,バネ定数の大きな受圧面をもつセンサを選ぶか,体積変化の周期を長くする必要がある.(3)気液2相流体で蒸気分圧が大きく,それに伴いポリトロ-プ指数が大幅に変化する場合には補正が必要である.この場合,液体,気体,温度からポリトロ-プ指数を計算し気体の比熱比の代わりに用いる.揮発性の弱い液体の場合,ポリトロ-プ指数は気体の比熱比にほぼ等しく,そのまま比熱比を用いればよい.(4)タンク系の総合熱時定数に比較して体積変化の周期が十分短い場合,この体積変化は断熱変化過程とみなせる.この場合,直接理論式から液量が計算できる.タンク系の総合熱時定数に比して体積変化の周期が十分長い場合,タンク内の気体は等温変化し,比熱比を1として計算する.以上の計測上の問題点を考慮し,飛行機のパラボリックフライトで実現した機内微小重力環境で液量計測実験を行った.結果は直線性,再現性とも優れた液量計測が可能であることが確認された.従って微小重力下における密閉タンク内残留液量計測の手段として,空気圧方式を利用することの有効性,妥当性が確認された.微小重力下での密閉タンク内の残留液量計測に空気圧方式を応用し,その場合の問題を検討した.その結果,(1)微小重力下では液体中に多数の気泡が安定に存在できるが,水程度の表面張力の液体では空気圧方式の誤差にはならない.(2)微小重力下では圧力センサおよび体積変化機構が液体中に埋没することがある.この場合センサの周波数帯域が残留液量により狭ばめられる.圧力センサ受圧面バネ定数が低い場合,特にこの影響が大きい.液体で被われたセンサの固有周波数を高く維持するために,バネ定数の大きな受圧面をもつセンサを選ぶか,体積変化の周期を長くする必要がある.(3)気液2相流体で蒸気分圧が大きく,それに伴いポリトロ-プ指数が大幅に変化する場合には補正が必要である.この場合,液体,気体,温度からポリトロ-プ指数を計算し気体の比熱比の代わりに用いる.揮発性の弱い液体の場合,ポリトロ-プ指数は気体の比熱比にほぼ等しく,そのまま比熱比を用いればよい.(4)タンク系の総合熱時定数に比較して体積変化の周期が十分短い場合,この体積変化は断熱変化過程とみなせる.この場合,直接理論式から液量が計算できる.タンク系の総合熱時定数に比して体積変化の周期が十分長い場合,タンク内の気体は等温変化し,比熱比を1として計算する.以上の計測上の問題点を考慮し,飛行機のパラボリックフライトで実現した機内微小重力環境で液量計測実験を行った.結果は直線性,再現性とも優れた液量計測が可能であることが確認された.従って微小重力下における密閉タンク内残留液量計測の手段として,空気圧方式を利用することの有効性,妥当性が確認された.半導体集積回路の発展に伴い大容量かつ高速コンピュ-タのめざましい進展が見られるが、このような状況下で最も重要な課題のひとつとしてチップ間やボ-ド間、装置間の接続いわゆるインタ-コネクションが挙げられる。例えば、計算機の周辺装置間の配線ひとつ取り上げても各装置は電線の束で結ばれ、荷重や複雑さの面ですでに限界に来ている。これを解決する方法として光インタ-コネクションが提唱され、その必要性と実現が望まれている。本研究は、この光インタ-コネクションのひとつの形態としてフェリ磁性希土類鉄ガ-ネット単結晶薄膜を利用したデバイスを提案し、基礎実験を行なった。提唱したデバイスは、磁性薄膜特有の磁化ドメインが形成する格子により光波が偏向され、偏向角度・方向が外部印加磁界によって制御できることを利用したものである。まず、磁性薄膜を液相エピタキシャル法により成長させ、磁化ドメインを安定に得るための作成条件を見い出した。対象とした磁性材料は、ビスマスが一部置換したルテチウム・鉄ガ-ネットである。磁化ドメインを形成するためには磁化が結晶面に垂直方向を向く必要があり、自発磁化の方向に注目して単結晶薄膜成長法の確立を目指した。このガ-ネット単結晶薄膜を酸化ビスマスフラックスを用いて成長させるとメルトが成長結晶面上に付着する欠点があったが、基板形状を長方形とすることにより解決した。そして、成長薄膜と基板結晶との格定数子差を制御することにより自発磁化が結晶面に対し垂直方向を向かせることが可能になった。成長した磁性単結晶薄膜のファラデ-回転係数を可視および近赤外波長において測定し、非ビスマス系鉄ガ-ネットより一桁程度大きいことを確認した。さらに、得られた磁性薄膜を用い、波長0.63μmのHeーNeレ-ザによる偏向実験を行ない、レ-ザ光が偏向され、外部印加磁界により偏向角度や偏向方向を可変できることを示した。
高エントロピー合金における原子空孔の構造と低拡散能の解明

代表的な高エントロピー合金であるCrMnFeCoNi合金を題材にし、固溶体合金のバルクの特性の計算に利用されているSpecial Quasi Random Structure(SQS)を、欠陥構造に適したモデルに拡張することにより、網羅的に空孔形成エネルギーの計算を行い、導入される原子空孔の構造を明らかにすることにより、拡散の活性化エネルギーや導入されるひずみを定量的な評価を行った。CrMnFeCoNi合金の完全結晶における構成元素の平均原子変位は、前年度行ったCrFeCoNi4元系合金と同様に原子番号の増加とともに低下することが分かった。磁気的構造については、Crは初期のスピン配置にかかわらず周囲の原子のスピンと反平行になる傾向が強く、Cr-Mn及びCr-Fe結合は強磁性でも反平行の結合が多くなっている。Mnも同様の傾向を示し、Mn-MnよおびMn-Fe結合は強磁性でも平行と反平行の結合が同程度存在する。Feは初期のスピン配置を維持する傾向があり、CoやNiはスピン分極自体が小さいことが分かった。空孔形成エネルギーについては、構成原子種の純金属の融点から予想される結果とは異なり、各原子種の空孔形成エネルギーの平均値は2.002.04 eVとほぼ一定の値となった。Crは空孔形成エネルギーの分布幅が0.8 eVと大きくなっているが、これはCrのスピンが近接原子と反平行になる傾向があり、空孔形成時に周辺のスピン分極に影響を与えるためである。Feも同様に分布幅が広くなっているが、これはFeのスピン分極が大きいことに起因していると考えられる。一部の空孔の移動経路についてエネルギー障壁を計算した結果、平均値は約0.9 eVであった。この値は純金属と同程度の値であることから、CrMnFeCoNi合金では拡散の活性化エネルギーに占める空孔形成エネルギーの割合が大きいと考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。High Entropy Alloy(HEA)は元素の種類を増やすことによる高エントロピー効果により固溶体合金を得るというものであり、大格子ひずみ、低拡散性、元素のカクテル効果によって、高強度、高靭性、優れた高温特性などが期待されている。本研究では、代表的な高エントロピー合金であるCrMnFeCoNi合金を題材にし、固溶体合金のバルクの特性の計算に利用されているSpecial Quasi Random Structure(SQS)を、欠陥構造に適したモデルに拡張することにより、網羅的に空孔形成エネルギーの計算を行い、導入される原子空孔の構造を明らかにすることにより、拡散の活性化エネルギーや導入されるひずみを定量的に評価し、HEAの特性の要因の解明につなげる。まず、CrMnFeCoNi合金から1元素を抜いた各4元系合金について108原子の立方体のセルでSQSモデルを作成し計算を行った。完全結晶において構成元素の原子半径差に起因するひずみ、すなわち理想的な格子点からの変位を調べた結果、各原子種の平均変位は原子番号の増加とともに低下することが分かった。これはd軌道の占有数の増加に伴い軌道の広がりが低下することに起因している考えられる。CoCrFeNi合金における空孔形成エネルギーについては、分布幅は原子番号が大きくなるとともに小さくなり、平均値は増加することが明らかとなった。特に空孔形成エネルギーが増加する傾向は純金属とは逆の傾向であり、経験的な知見からは予測できない新たな結果である。今後は5元系についての計算を行うことにより、構成原子種の増加、すなわち高エントロピー化が原子空孔の安定性に与える影響を明らかにし、高エントロピー合金の特徴である低拡散能の解明につなげていく予定である。初年度の課題であった欠陥構造に適したSQSモデルの作成は予定通り終了した。作成したSQSモデルを用いて行った4元系合金の空孔形成エネルギーについては新たなが得られており順調に進展している。

一部の空孔の移動経路についてエネルギー障壁を計算した結果、平均値は約0.9 eVであった。この値は純金属と同程度の値であることから、CrMnFeCoNi合金では拡散の活性化エネルギーに占める空孔形成エネルギーの割合が大きいと考えられる。昨年度作成した4元系SQSモデルを5元系に拡張して計算を進めていく。所属研究室で行われている陽電子消滅法を利用した高エントロピー合金における原子空孔に関する研究との連携も進めていく。29年度が最終年度であるため、記入しない。
作用素環の自己同型写像と量子測度の研究

研究は大きく分けて1.ノイマン環上の完全加法的量子測度の有界性に関する問題2.特異単調完備C^*-環への外部的群作用の構成に関する問題を扱った.1.ノイマン環が非可換有限次元環を直和因子にもたなければ,その上の完全加法的量子測度は全て有界であることを証明した.有限次元因子環上に完全加法的ではあるが非有界な量子測度が存在するので上の定理は最良の結果である.2.与えられた群のGeneric Dynamics Factorと呼ばれる特異単調完備因子環Aへの外部的作用の構成に関して次の考察を行った.A.与えられた位相群の作用素環への作用に関して積分論,フーリエ解析が展開できるためにはその作用は連続でなければならない.本研究の困難性は,ノイマン環と異なり,特異環上には強位相、弱位相に相当するものがないことにある.そこで位相群の単調完備C^*-環上への作用に関して,積分論及びフーリエ解析が展開できるために,その単調完備C^*-環及び群の作用が満たすべき条件を詳細に解析した.その条件を満たす環及び作用を適切な作用系と呼ぶ.加群R及びTがAへ適切に且つ外部的に作用することを示した.C.Aの自己同型写像全体のなす群をAut(A)とし,その内部的自己同型写像全体の正規部分群をInn(A)とする.商群Aut(A)/Inn(A)をOut(A)とおく.可算離散群が与えられた時それをOut(A)へはめ込むことができることを示した.研究は大きく分けて1.ノイマン環上の完全加法的量子測度の有界性に関する問題2.特異単調完備C^*-環への外部的群作用の構成に関する問題を扱った.1.ノイマン環が非可換有限次元環を直和因子にもたなければ,その上の完全加法的量子測度は全て有界であることを証明した.有限次元因子環上に完全加法的ではあるが非有界な量子測度が存在するので上の定理は最良の結果である.2.与えられた群のGeneric Dynamics Factorと呼ばれる特異単調完備因子環Aへの外部的作用の構成に関して次の考察を行った.A.与えられた位相群の作用素環への作用に関して積分論,フーリエ解析が展開できるためにはその作用は連続でなければならない.本研究の困難性は,ノイマン環と異なり,特異環上には強位相、弱位相に相当するものがないことにある.そこで位相群の単調完備C^*-環上への作用に関して,積分論及びフーリエ解析が展開できるために,その単調完備C^*-環及び群の作用が満たすべき条件を詳細に解析した.その条件を満たす環及び作用を適切な作用系と呼ぶ.加群R及びTがAへ適切に且つ外部的に作用することを示した.C.Aの自己同型写像全体のなす群をAut(A)とし,その内部的自己同型写像全体の正規部分群をInn(A)とする.商群Aut(A)/Inn(A)をOut(A)とおく.可算離散群が与えられた時それをOut(A)へはめ込むことができることを示した.Dorofeev,Shertenev等は,ノイマン環MがI_n(2【less than or equal】n<∞)-型直和因子をもたなければ,その上の完全加法的な量子測度は全て有界であることを示し,I_n(n【greater than or equal】2)-型因子環上に非有界完全加法的量子測度を構成した。その手法はノイマン環の深い構造論を用いた複雑なものであった。筆者達は二番目の論文において簡単な手法のみを用いて,もしもノイマン環が連続な中心をもてば(たとえそれがI-型直和因子をもっても)その上の完全加法的量子測度は全て有界であることを示し更にノイマン環が非可換有限次元な直和因子を含まなければその上の完全加法的量子測度は常に有界であることを示した。ノイマン環が非可換有限次元ならば反例が存在することからこの結果は最良の結ノイマン環の構造がよくわかっているのに対して、特異単調完備C^*-環は構造のよくわかっていない神秘的な研究対象であるが,竹之内-Dyer因子環(以下Aと表す)はジェネリック力学系より簡単に構成することができる特異単調完備因子環であって研究対象として最も近づき易いものの一つでありジェネリック力学系における一意性に鑑みて最も重要な研究対象の一つである。Aへの加群Rの自己同型写像群としての作用を理解することは,その因子環の性質をより深く理解するために基本的であると思われる。筆者達は,非換liftingの概念及び単調完備C^*-環のテンソル積の概念を用いて,より一般的に局所コンパクトアーベル群の単調完備C^*-環への作用に関して竹崎双対定理が成立する条件について調べ(一番目の論文),位相群R及びトーラス群の特異単調完備環Aへの連続的且つ竹崎双対原理が成立するような外部的な忠実な作用を構成した(三番目の論文)。C^*-環Aが単調完備であるとはAの自己共役元の上に有界且つ上に有向な族が上限をもつときであるノイマン環は単調完備であるが,一般にノイマン環を直和因子としてもたない単調完備C^*-環が存在する(これを特異単調完備環という).可換

特異単調完備環としてよく知られているのはDixmier-環Dである.Dには,任意の可算離散群Gが自由に且つエルゴード的に作用することが知られている.接合積の概念を用いてD×Gを構成すれぱ,これは特異な単調完備因子環である.驚くべきことに,G及びそのD上の自己同型写像群としての自由且つエルゴード的な作用の違いは全てDによって吸収されてしまい,ノイマン環の場合と異なり,D×GはGによらない.この環をAとおき、便宜的にDeneric Dynamics Fator(GD-環)とよぼう.AはIII-型、単純因子環であることが知られており,(M,G)によって簡単に構成できる特異因子環として最も近づきやすい,重要な研究対象の一つである.前年度の報告で述べたように,論文(1)において実数加群RがAの外部的自己同型写像群として,竹崎型双対原理を満すように作用することを発見した.RがAに作用させるためにAの中に扱いやすい核になるC^*-部分環A_oを構成しその上にRを作用させAに拡張する手法を取った.この手法はZ及びZ_pのAへの外部的作用のモデルの構成にも用いることができることがわかり,Cnnesの外部共役類に関する不変量をもつZ_pの作用を構成できることもわかった.これらは論文として発表予定である.上に構成したRのAへの作用の核になるC^*-部分環A_oとAとの関係,特にその埋蔵の仕方A_o→Aを解析することも興味のある問題である.論文(2)の内容は前年度の報告でのべたのでここでは述べない.本年度はGeneric Dynamicas Factorと呼ばれる特異単調完備因子環(単調完備であってノイマン環と同型となる直和因子を含まないC^*-環)への可算離散群の外部作用の構成に関する研究を行った.Generic Dynamics Factor AはGeneric Dynamicsから簡単に得られ,AFD-特異単調完備C^*-環のなかでも最も近づきやすい研究対象の一つであり,その一意性に鑑みて最も重要な研究対象の一つでもある.Aへの群作用の解析はAの構造を理解する上で重要であると思われる.AutAをAの自己同型写像全体の群とする.InnAをその内部自己同型写像全体のなす正規部分群とし、AutAのInnAによる商群AutA/InnAをOutAと定める.更にAutAからOutAへの自然な商準同型写像をεとする.主結果は,次のようである.定理.任意の可算群GはOutAに部分群として同型的に埋め込むことができる.平成11年度の報告で述べたようにコンヌの外部共役類に関する不変量(p,γ)をもつZ_pの作用を構成したが更に上の結果を用いると次の二つの系が得られる.系2.次の条件を満たすZの互いに交換可能な外部的作用の系{β_t}_<t∈R>が存在する:
広帯域ディジタル干渉計を用いた冬季雷放電現象の解明

前年度の冬季雷観測において広帯域ディジタル干渉計で雲内雷放電進展路を可視化することにより、電荷構造の観点から冬季雷特有の放電現象発生要因は夏季にはあまり見られない高度数百メートル程度の低高度の電荷領域の存在であることが明らかとなった。このような雷放電進展様相を決定付ける電荷位置の測定はこれまでゾンデに搭載された電界測定装置によって行われてきたが、測定可能範囲は狭く、これに代わる電荷分布測定技術が求められている。米国ニューメキシコ鉱工科大学のグループが開発するLMA(Lightning Mapping Array)は到達時間差法を用いて雷放電路を可視化する装置である。同グループはこれまでにこれを用いて、リーダが負電荷領域と正電荷領域を通過する際の放射パルスの頻度の違いから、雲内の負電荷領域と正電荷領域の推定を行っている。筆者は米国ニューメキシコ州にて広帯域ディジタル干渉計とLMAを用いて雷放電観測を実施した。その結果、放電諸過程のうち、比較的進展速度の遅い過程(10^5m/sオーダ)は、ほぼ同じ放電進展様相を可視化でき、高速で進展する放電現象(10^6m/s-10^7m/sオーダ)については広帯域ディジタル干渉計でのみ可視化することができた。LMAを用いて求めたリーダ極性(電荷領域の極性)と広帯域ディジタル干渉計で受信した電磁波パルスの周波数スペクトルの平均値を比較すると、負リーダ(正電荷領域)からは高周波数、正リーダ(負電荷領域)からは低周波数成分を多く含む電磁波をそれぞれ受信しており、放電諸過程において放射される電磁波の周波数スペクトルに違いが見られた。この受信電磁波の違いを雷雲内電荷分布のリモートセンシングに応用し、ゾンデによって行われてきた電荷分布測定よりも広範かつリアルタイムで電荷分布の情報が得られることが期待され、将来の落雷対策における重要な知見となりうる。日本海側の冬季に発生する雷放電では夏季雷にはほとんど見られない上向き放電で開始する落雷や両極性落雷が報告されている。これらの放電では、雲内に存在する複数の電荷領域の電荷を中和することがある。そのため、冬季雷の中和電荷量は一般的に夏季雷より大きく、風力発電の風車のような建築物へ雷撃が大きな被害をもたらす一因となっている。冬季には対流圏界面が低く抑えられ、上昇気流も弱まるため、夏季とは異なる電荷構造を示すようになる。これが、夏季雷には見られない冬季雷特有の放電現象を引き起こす要因であると考えられる。雷雲の高さが低く、これにより雷放電発生位置も低いと考えられる冬季雷が観測対象であるため、広帯域ディジタル干渉計の低仰角における標定精度が問題となる。冬季雷観測に先立ち、夏季雷について対地放電の放電路を三次元的に可視化し、低仰角における大地に向かう放電路の標定が可能であることを明らかにした。また、広帯域干渉計を用いた広範な電荷構造推定法を提案した。冬季雷の観測対象については冬季に毎年落雷が発生し、落雷の際、落雷電流を測定するロゴスキーコイル(共同研究の岐阜大が設置)が設置されている石川県内灘町風車横の避雷鉄塔への落雷とし、周辺の電波環境の優れた場所の現地調査と観測候補地の選定を行った。数キロメートルの間隔で電界変化測定器、広帯域ディジタル干渉計をそれぞれ設置し、統合的冬季雷観測キャンペーンを実施した。その結果、初期連続電流が数百ミリ秒以上続く冬季特有の上向き放電で開始する落雷の放電路可視化に成功し、同現象で中和された電荷領域と電荷量を推定した。