hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Extradiol型二原子酸素添加酵素の構造機能相関の解明

(2)この新たに加わった配位アミノ酸残基のために、基質が結合する際、DesB酵素ではLigAB酵素と異なるアクションが必要になると考えられる。現在、このアスパラギンに対して、他のアミノ酸に置換したものを調製しており、酵素活性および立体構造の解析を進めている。今後、多数の変異体酵素を調製・解析することで、DesB酵素における反応メカニズムを明らかにできると考えている。また基質特異性についても同様に変異体酵素を調製・解析することで、DesB酵素のもつ基質特異性の起源を立体構造の観点から明らかにしていく。(2)DesZ酵素について当初得られていた結晶では、構造解析が困難であると判断し、現在、他のスクリーニングキットによる結晶化条件の探索を行っている。
黒潮とメキシコ湾流の海面水温同期メカニズムの解明および我が国の気象への影響調査

黒潮とメキシコ湾流は,互いに北米大陸の反対側に位置し,海洋内部の過程のみでは数年規模の時間スケールで情報のやり取りをすることはないが,申請者が両海流の続流域における領域平均海面水温の時系列を計算したところ,これらの海流において顕著な同期現象が検出され,我が国の気象に密接に関係する「偏西風ジェットの南北移動」と密接に関係することが示唆された。申請者はこの現象を「境界流同期」と定義し,その物理的メカニズムと我が国の気象への影響を明らかにする。
トランスポーターにおけるATP駆動力共役メカニズムの立体構造基盤

ABCトランスポーターは、ATP加水分解エネルギーを用いて基質の能動輸送を行っている。そのエネルギー共役メカニズムを解明するために、ATP加水分解を行うヌクレオチド結合ドメイン(NBD)と基質排出活性部位である膜貫通ドメイン(TMD)が相互作用する部位、すなわち2つの細胞内ヘリックス、IH1とIH2の役割をタンパク質工学的な手法を用いて調べた。1)標的とした大腸菌MsbAの低解像度(5.54.5Å分解能)立体構造に基づいてIH1とIH2の領域を同定したところ、IN1は、Val113からGln119まで(VSFFDKQ)、IH2は、His214からLeu218まで(HKEVL)であると考えられた。そこで、IH1、IH2それぞれのアミノ酸残基をすべてAla残基へと置換した変異型MsbAを作成した。得られた変異型MsbA遺伝子は、野生型と同様に大腸菌にて発現させて精製した。その結果、IH1変異型は、野生型の70%、IH2変異型は、40%に活性が低下した。一方、ATP加水分解を活性させる基質を加えた場合、IH2変異型では、阻害を受けるようになった。このことは、IH1とIH2がエネルギー共役に関わること、特にIH2の役割が重要であることを示している。2)MsbAよりも高解像度の結晶構造を得るため、好熱性紅藻由来のABCトランスポーターについて、酵母を用いた発現系を構築して大量精製を行い、3.5Å分解能での結晶を調製することに成功した。そして、水銀誘導体を用いて位相を決定し、X線結晶構造解析を達成した。その結果、IH1,IH2上のアミノ酸側鎖が相互作用する相手の詳細な立体構造情報が明らかとなった。癌の多剤耐性の原因となるABCトランスポーターP糖タンパク質の特徴的な構造部位である「リンカー領域」がATP加水分解エネルギー共役の調節機能を担っていることを解明した。まず、高度に精製したP糖タンパク質を限定加水分解することによって、このリンカーを切断したP糖タンパク質を調製した。次いで、その「リンカーを切断したP糖タンパク質」の構造的性質をゲル濾過クロマトグラフィーによって解析するとともに、リンカー切断がATP加水分解活性の熱安定性に影響するかどうかを調べた。その結果、リンカーの切断は、P糖タンパク質全体の構造や熱安定性に影響がないことが判明した。さらに、基質依存性、基質特異性、基質と共役しない条件、それぞれに関してATPase活性を測定したところ、リンカーは、ATP加水分解の駆動力を効率的に基質輸送に共役させるための装置であることが明らかとなった。ABCトランスポーターの立体構造解析を達成するため、大腸菌由来MsbAのC末端に存在する2つのαヘリックスを欠失させた変異型MsbAをタンパク質工学的に作成した。その結果得られた変異型MsbAは、野生型と良く似たATPase活性を示すことが判明した。そこで、ATPのアナログAMP-PNPとの複合体について結晶化を行ったところ、4.5A分解能を超える結晶を調製することに成功した。この結晶は、野生型と同様の空間群P1を示したが、結晶格子内部でのタンパク質分子間相互作用様式が変化しており、AMP-PNP結合に伴い、inward-facing型からoutward-facing型コンフォーメーションへと立体構造が大きく変化していることが示唆された。
チェックポイント生成機能を備えるスレッドレベル並列投機実行方式

スレッドレベルの並列投機実行において、プロセッサ自身が、自身のメモリアクセスを監視し、メモリハザードを検出した場合には、そのデータアドレスをもとに、再実行を開始すべき命令アドレス(チェックポイント)を同定する、という斬新なチェックポイント生成方式を開発した。プロセッサ自身によるチェックポイントの動的な生成とその制御という点で独創性が高く、スレッドレベル並列処理に関する研究の発展に大きく貢献できたと言える。スレッドレベルの並列投機実行方式に関して、スレッド間依存関係の除去を目的とする研究から着想した継続的かつ発展的な研究計画である。具体的には、並列実行する各プロセッサ自身が、自身のメモリアクセスを監視することによって、動的にチェックポイントを生成する。すなわち、メモリハザードを検出した場合には、そのデータアドレスをもとに、再実行を開始すべき命令アドレス(これを本研究では、「チェックポイント」と呼ぶ)を同定する、という斬新なチェックポイント生成方式を開発する。プロセッサ自身によるチェックポイントの動的な生成とその制御という点で独創性が高く、スレッドレベル並列処理に関する研究の発展に大きく貢献できる。本年度は、まず、チェックポイント生成機能の概略設計を行った。メモリデータに対するハザードを検出した場合に、スレッドを最初から実行し直すのではなく、適切な再実行点(チェックポイント)から実行するための方式を機能レベルで検討した。より具体的には、スレッド内におけるロード命令でアクセスするデータアドレスとその命令アドレスとをトレースし、適切なチェックポイントを同定するための方式について検討した。また、過去の投機実行の状況を利用することで、チェックポイント生成処理を省略する方式及びチェックポイントの重要度を予測する方式についても検討を行った。次に、チェックポイント生成機能の概略設計に必要なデータを提供するために、ベンチマークプログラムを用いて、チェックポイント生成に必要となるトレースデータの最大量、1スレッド当たりに生成され得るチェックポイントの最大数、そのうちで実際に使用され得るチェックポイント数の割合、を測定した。本年度は、平成25年度に行った概略設計をもとにして、実現性を加味した観点から、チェックポイント生成方式の詳細設計を行った。具体的には、(a)自らのデータアクセスを監視してチェックポイントを動的に生成するハードウェアとソフトウェアの協調機構、(b)ハザード検出によってロールバックを行う際に、そのペナルティが最小となるチェックポイントの同定方式、(c)ロールバック時にチェックポイントの環境に戻すために、データキャッシュに付加するメモリデータのバージョン管理機構、(d)条件分岐命令に対する投機実行機構と融合した、プロセッサ内部のロールバック制御機構、を設計した。特に上記(a)(b)については、過去のハザード発生履歴をそのまま利用してチェックポイントを生成するのではなく、ハザード発生ポイントをグループすることによってチェックポイント生成のオーバヘッドを低減する方式を開発した。本年度は、平成26年度に行った詳細設計をもとに、性能評価のためのシミュレータを開発し、これを用いて本研究の有効性を検証した。また、メモリ上のデータに対して値予測を行う機構を設けたことで、アプリケーションプログラムにもよるが、並列実行スレッド間のデータ依存によるハザードの発生回数そのものを大幅に削減することに成功した。本研究全体の総括としては、本研究によってスレッドレベル並列投機実行方式の有効性を示すとともに、従来はコンパイラでチェックポイントを自動生成することが不可能であった状況に対して、プロセッサ自身が動的にチェックポイントの生成を行う方式を開発したことで、スレッドレベル並列処理技術の発展に大きく貢献できたといえる。計画通りにチェックポイント生成方式の詳細設計を終え、次年度に計画している性能評価についての準備(シミュレータの開発)も始めている。情報工学本研究計画の最終年度として、平成27年度では、平成26年度に行った概略設計をもとに性能評価のためのシミュレータを完成し、本方式の有効性を検証する。なお、ハザード発生ポイントをグループすることによって、生成するチェックポイントの数を大幅に削減することが可能となるが、それでも、実行するアプリケージョンプログラムによっては、1スレッドあたり数千個のチェックポイントを生成しなければならない見込みである。

性能の観点では、スレッド自体の実行時間が長いために、このオーバヘッドが問題とはならないものの、機構の複雑さやメモリ量という実現コストの点では好ましいとは言えない。一方、平成26年度の詳細設計の過程で行った予備評価において、メモリ上のデータに対しても値予測が有効であるとの知見を得ており、データ依存によるハザードの発生回数そのものを削減できる可能性がある。平成27年度は、これらの手法も取り入れながらチェックポイントの生成数をさらに削減し、最終的な性能評価を行う予定である。計画通りにチェックポイント生成方式の概略設計の設計を終え、本方式を実現する上でのデザインスペース(実使用環境に対するチェック項目や実現方式の選択肢の可能性)を把握することができた。また、ベンチマークプログラムを用いて予備評価を行い、実際のアプリケーションプログラムの振る舞いを数種の類型に分類できたことで、実現方式の選択肢を絞り込むことが可能となった。これにより、次年度以降の詳細設計へとスムーズに研究を進めることができる。平成25年度に行った概略設計をもとにして、実現性を加味した観点から、チェックポイント生成方式の詳細設計を行う。主要な設計項目は、自らのデータアクセスを監視してチェックポイントを動的に生成するハードウェア機構、ハザードの検出時に必要最小限のロールバックを行うための適切なチェックポイントを同定する機構、ロールバック時にチェックポイントの環境に戻すためのメモリデータのバージョン管理方式、ロールバックの制御機構、の4点である。また、マルチプロセッサシステム全体を実行サイクル単位でシミュレートする時間シミュレータを開発し、性能評価を行うことによって、本研究で開発するチェックポイント生成機能を備えるスレッドレベル並列投機実行方式の有効性を検証する。
産業動物臨床獣医師育成プログラムの構築

○研究目的一昨年に発生した口蹄疫で、産業動物臨床獣医師不足が明らかとなった。しかしながら、対策は十分取られていない。大学においても、伴侶動物の人気を反映して、産業動物臨床の教育体制は十分とは言えない。現在の大学のカリキュラムの授業だけでは、産業動物臨床獣医師の養成には不十分である。産業動物に接する機会を提供し、少しでも産業動物臨床獣医師を目指す学生を増やすことを目的とする。さらに、牛の育成、肥育、繁殖、飼料管理、衛生管理などの知識や技術を習得させ、病気やその治療だけでなく、牛に係わる幅広い技術や知識を兼ね備えた産業動物臨床獣医師の養成を目的とする。○研究方法まず、学生が子牛、繁殖雌牛および肥育牛を育てる。さらに繁殖雌牛には人工授精を実施して、妊娠、出産させる。具体的なプログラムは、定期的な身体測定から、牛の保定、子牛の個体識別のための鼻紋採取、子牛登録、去勢、鼻環の取り付け、断角、削蹄、発情行動の観察、直腸検査、人工授精、超音波検査、妊娠診断、分娩観察、子牛の哺乳などである。病気が発症すれば、診察、検査を実施し、診断と適切な治療をする。さらに飼料管理においては、牛の状況に合わせた飼料設計も学習する。また、岐阜県内の獣医師から病牛が搬入される機会もあり、臨床診断後に治療する。予後不良の場合には,病理解剖して原因究明する。○研究成果学生は、産業動物獣医師として必要な知識や技術の習得レベルは、まだ高くはないが、着実に身に着けている。牛の日頃の飼養について、学生たちは積極的に定期ミーティングを持ち、日々の状況報告、問題点が話し合われ、飼養管理の改良に試行錯誤している。当初、牛の取り扱いに慣れない学生もいたが、実習が進むにつれて、取り扱いに不安がある学生はいなくなった。学生の中には、将来、産業動物臨床獣医師として活躍することを目指す者も増えており、実際にこの春、その希望を叶えた学生もいる。
神経突起伸張作用を有するメリラクトンAの全合成研究

2000年に単離・構造決定が報告されたメリラクトンAは、極めて低い濃度(0.1M)でラットの皮質ニューロンの神経突起の伸張活性を示す。このような神経栄養性因子用活性を示す低分子は、アルツハイマー病に対する薬として期待されている。メリラクトンAあるいはその類縁体は、多数の四級炭素とオキセタンを分子内に持ち、全合成自体が挑戦的な課題である。また、天然からの供給も困難なことから、活性発現機構の研究のためにも、実践的な合成による供給が不可欠である。そこで本合成では、生物学的研究を視野に入れ、収束的かつ柔軟なルートで全合成を達成する事を第一の目的とする。さらに、メリラクトンAの構造活性相関、標識化により、神経栄養因子用活性に関っているたんぱく質を明らかにするための生物学的プローブ開発を第二の目的とする。光反応によりまず2つの四級炭素を同時構築した。得られた化合物から閉環オレフィンメタセシスを経て8員環を合成した。8員環ジケトンの立体選択的分子内アルドール反応で、メリラクトンの5-5の縮環システムを得た。また、分子内アルドール反応の不斉化の検討も同時に進行しており、現在までに、60%eeで5-5の縮環化合物を得ることに成功している。さらに、ラセミの縮環化合物から、四級炭素の導入などの炭素炭素結合反応を経て、メリラクトンの全合成に成功した。2000年に単離、構造決定が報告されたメリラクトンAは、極めて低い濃度(0.1μM)でラットの皮質ニューロンの神経突起の伸張活性を示す。さらに、本化合物から四級炭素の導入などの炭素-炭素結合反応を経て、メリラクトンのすべての必要な炭素を有する化合物の合成に成功した。今後は、酸化度の調整などを経て、メリラクトンAの全合成を早急に完成させる予定である。また、分子内アルドール反応の不斉化の検討も同時に進行しており、現在までに、60%eeで5-5の縮環化合物を得ることに成功しており、不斉全合成も達成する予定である。
混合モティーフに関連したDG三角圏の研究

複素数体上のコンパクトと限らないsmoothな代数多様体に対し,その混合Hodge構造を与える対象として,Deligneは混合Hodge複体の概念を与え,さらにBeilinsonはそれをチェインレベルで考察し,Hodge複体の概念を与えた(後者の方が詳しい情報を持った対象である).両者の違いは,導来圏の対象を与えることと,複体を与えることとの相違に似ている.Hodge複体は, Q上のベクトル空間の複体, C上のベクトル空間の複体,およびそれらの間の擬同型からなる.Beilinsonによると,smoothな代数多様体Xに対し,Hodge複体K(X)が対応し,それはXの混合Hodge構造を計算する.この構成は抽象的な層の理論に基づいたものであり,関手性などの性質を満たしているが,実際に用いるのには都合が悪い場合がある.本課題研究においては,より明示的なHodge複体を構成した.すなわち,smoothな代数多様体Xと正規交叉因子Hに対してHodge複体E(X, H)であって,次の二つの性質を満たすものが構成できる.(a) E(X, H)の「Q-部分」は,X上の位相的なチェインのなす複体であり,(b) E(X, H)の「C-部分」は,Hに対数的極を持つX上の微分形式の複体を用いて記述される.なお,Xがコンパクトの場合,あるいはHが空の場合は,E(X, H)の構成に困難はない.一般の場合のE(X, H)の構成には,(Cauchyの積分公式を高次元のチェインに拡張した)Cauchy-Stokes formulaが取り込まれている.この研究により,混合TateモティーフのHodge実現の構成におけるCauchy公式の意味が明確になった.混合Tateモティーフに対して混合Hodge構造を対応させる構成(もとはBloch-Krizによる)に,古典的なCauchy公式のある一般化が現れる.しかし何故このCauchy公式が現れるか,その理由は明らかでなかった.上述した,smoothな多様体Xと正規交差因子Hの対(X,H)に対する明示的なHodge複体の構成により,より一般的な枠組みの中で,その理由が明らかにされた.この明示的なHodge複体は,さらに一般の混合モティーフの(明示的な)混合Hodge構造の構成に必要となる.またこのHodge複体を用いてXのChow群からのregulator写像の見通しの良い記述を得ることも期待できる.Beilinsonによる抽象的なHodge複体と,上述の明示的なHodge複体の比較を行う.少なくとも以下の要素がその比較に必要となる.(a) de Rham複体と,特異コチェイン複体の比較.これにはGuggenheimの定理,およびWeilによる定理の証明のアイディアが使われる.(b)特異コチェイン複体と,組み合わせ的チェインの複体の比較.これは基本類とのcap積で与えられる.(c)組み合わせ的チェインの複体と,カレントの複体の比較.これは「積分」によって与えられる.種々のHodge複体の構成複素数体上のコンパクトと限らないスムーズな代数多様体のコホモロジーの混合Hodge構造をもつが,それはある「混合Hodge複体」を構成することにより得られる(Deligne).混合Hodge複体とは,加群のフィルターつき複体の導来圏における三つ組である条件をみたすものである.さらにBeilinsonは「Hodge複体」の概念を与えた.混合Hodge複体とHodge複体の相違は,導来圏の対象と,複体そのものを与えることとの相違に似ている(後者の方が詳しい情報を持った対象である).Hodge複体の三角圏はDeligneコホモロジーの理論の圏論的な意味づけを与える.スムーズな代数多様体Xに対し,Hodge複体K'(X)が対応し,それはXの混合Hodge構造を計算する.この構成は抽象的な層の理論に基づいたものであり,関手性などの性質を満たしているが,積構造と両立しない.また実際の計算に適していない.(1) Hodge複体の圏における, K'(X)と擬同型な対象K(X)で,可換な内部積を持つ対象K(X)を構成した.K(X)の構成には,Thom-Whitney cochain構成と,可換な微分次数環のなす圏のモデル圏構造を用いる.(2) K'(X)と擬同型なHodge複体E(X)であって,次の二つの性質を満たすものを構成した.(a) E(X)は三つ組であるが,その``Betti-part"は,X上の半代数的なチェインのなす複体である.(b)あらかじめ与えられたXのスムーズな因子Hについて,E(X)からE(H)への制限写像が存在するようにできる.つまり因子について,反変的な関手性を満たす.構成には,半代数的なチェインについてのCauchy-Stokes formulaを用いる.(1)について.動機のひとつは,スムーズ代数多様体のDeligneコホモロジーを計算する,可換な微分次数環の構成である.先行研究として,可換な積を持たないHodge複体の構成はBeilinsonが行っており,またDeligneの意味の混合Hodge複体で可換な積をもつものの構成はNavarro-Aznarによりなされていた.これを踏まえると,Hodge複体への拡張を期待するのは自然なことである.

しかし実際の構成の細部には可換な微分次数環のモデル圏構造の自明でない性質が必要であった.正しい定式化と,技術的な検証のために少し時間を要した.(2)について.Cauchy-Stokes formulaの特別な場合はCauchy formulaと呼ばれる.これは古典的なCauchy留数定理の高次元版であり,混合TateモティーフのHodge実現の構成において用いられていたが,それが用いられる本質的な意味ははっきりしなかった(この場合は,Xとしてアフィン空間のみが現れる).Cauchy formulaをCauchy-Stokes formulaに一般化し,それを取り込んだ形でHodge複体E(X)を導入し考察することで,Cauchy formulaの現れる意味が明確になったと言える.Cauchy-Stokes formulaも,得られてみると自然に見えるが,Cauchy formulaとその証明という段階を踏む必要があった.複素数体上のコンパクトと限らないsmoothな代数多様体に対し,その混合Hodge構造を与える対象として,Deligneは混合Hodge複体の概念を与え,さらにBeilinsonはそれをチェインレベルで考察し,Hodge複体の概念を与えた(後者の方が詳しい情報を持った対象である).両者の違いは,導来圏の対象を与えることと,複体を与えることとの相違に似ている.Hodge複体は, Q上のベクトル空間の複体, C上のベクトル空間の複体,およびそれらの間の擬同型からなる.Beilinsonによると,smoothな代数多様体Xに対し,Hodge複体K(X)が対応し,それはXの混合Hodge構造を計算する.この構成は抽象的な層の理論に基づいたものであり,関手性などの性質を満たしているが,実際に用いるのには都合が悪い場合がある.本課題研究においては,より明示的なHodge複体を構成した.すなわち,smoothな代数多様体Xと正規交叉因子Hに対してHodge複体E(X, H)であって,次の二つの性質を満たすものが構成できる.(a) E(X, H)の「Q-部分」は,X上の位相的なチェインのなす複体であり,(b) E(X, H)の「C-部分」は,Hに対数的極を持つX上の微分形式の複体を用いて記述される.なお,Xがコンパクトの場合,あるいはHが空の場合は,E(X, H)の構成に困難はない.一般の場合のE(X, H)の構成には,(Cauchyの積分公式を高次元のチェインに拡張した)Cauchy-Stokes formulaが取り込まれている.この研究により,混合TateモティーフのHodge実現の構成におけるCauchy公式の意味が明確になった.混合Tateモティーフに対して混合Hodge構造を対応させる構成(もとはBloch-Krizによる)に,古典的なCauchy公式のある一般化が現れる.しかし何故このCauchy公式が現れるか,その理由は明らかでなかった.上述した,smoothな多様体Xと正規交差因子Hの対(X,H)に対する明示的なHodge複体の構成により,より一般的な枠組みの中で,その理由が明らかにされた.この明示的なHodge複体は,さらに一般の混合モティーフの(明示的な)混合Hodge構造の構成に必要となる.またこのHodge複体を用いてXのChow群からのregulator写像の見通しの良い記述を得ることも期待できる.1. (1) Q上の次数つき微分代数Aに付随したテンソル三角圏DT(A)の研究をおこなう.これまでの1年の予備的研究において,DT(A)のAに関する関手性を考察するにはAを微分代数より一般に, A-infinity代数と仮定する方が自然であることがわかっている.また,Aのバー構成B(A)の圏論的意味を明確にする研究もおこなう.
雨滴や飛沫を大量に含む風の流体力に関する研究

研究では,まず水槽実験によって波が護岸に衝突・砕波する時の飛沫量及び飛沫の粒径分布などが調べられた.飛沫の発生は,波の砕波変形過程の違いでも大きな変化を示した.そのため,波の砕波変形や平均水位の変化についても,波の質量輸送量と関連させながら詳細に検討した.(その結果は,土木学会西部支部研究発表会で発表済み。)次に,円柱・角柱及び矩型板などに作用する流体力の測定を行った.その結果,柱状構造物や板状構造物の受ける風の流体力は,越波に伴う飛沫の影響を強く受け,当然ながら護岸からの距離によって変化することが明らかとなった.実験は,さらに集中豪雨を模して行われた.実験では,風洞水槽内にシャワーによる流水口を複数設けた簡易的な降雨装置を用いて行った.この実験では,降雨の幾何学的・力学的な条件に対する相似則が厳密に満たされていないため,定性的な傾向を見るための実験となった.その結果から,極めて大きな後流域を形成する板状構造物に対して降雨の影響が大きいことが明らかとなった.数値計算では,風の場の計算にNavier-Stokesの運動方程式や連続の方程式を直接差分計算する.いわゆるダイレクトシュミレーションが行われた.また,降雨に対しては,降雨を質点として捉え,それの運動を計算することによって,構造物への衝突確率と運動量の変化を計算することにより,降雨が風の流体力に及ぼす影響の計算を行った.結果は,実験結果を定性的には説明するものの,定量的には過小評価するものであった.しかしながら,これらの計算モデルは,海塩粒子の拡散問題にもそのまま応用され,その妥当性が現地観測地との比較で確かめられた.その成果は琉大工学部紀要ですでに報告済みである.研究では,まず水槽実験によって波が護岸に衝突・砕波する時の飛沫量及び飛沫の粒径分布などが調べられた.飛沫の発生は,波の砕波変形過程の違いでも大きな変化を示した.そのため,波の砕波変形や平均水位の変化についても,波の質量輸送量と関連させながら詳細に検討した.(その結果は,土木学会西部支部研究発表会で発表済み。)次に,円柱・角柱及び矩型板などに作用する流体力の測定を行った.その結果,柱状構造物や板状構造物の受ける風の流体力は,越波に伴う飛沫の影響を強く受け,当然ながら護岸からの距離によって変化することが明らかとなった.実験は,さらに集中豪雨を模して行われた.実験では,風洞水槽内にシャワーによる流水口を複数設けた簡易的な降雨装置を用いて行った.この実験では,降雨の幾何学的・力学的な条件に対する相似則が厳密に満たされていないため,定性的な傾向を見るための実験となった.その結果から,極めて大きな後流域を形成する板状構造物に対して降雨の影響が大きいことが明らかとなった.数値計算では,風の場の計算にNavier-Stokesの運動方程式や連続の方程式を直接差分計算する.いわゆるダイレクトシュミレーションが行われた.また,降雨に対しては,降雨を質点として捉え,それの運動を計算することによって,構造物への衝突確率と運動量の変化を計算することにより,降雨が風の流体力に及ぼす影響の計算を行った.結果は,実験結果を定性的には説明するものの,定量的には過小評価するものであった.しかしながら,これらの計算モデルは,海塩粒子の拡散問題にもそのまま応用され,その妥当性が現地観測地との比較で確かめられた.その成果は琉大工学部紀要ですでに報告済みである.
トーラスプラズマ合体実験を用いた磁気リコネクションの粒子加速・加熱機構の解明

磁気リコネクションの非定常高価による高速化を調べるために,トーラスプラズマの合体,分離の2種の実験を行い,プラズモイドの成長と放出課程を磁気プローブ計測により調べた.プラズモイド放出が起こる場合と起こらない場合では磁気リコネクションの特徴は大きく違っていた.プラズモイド放出が無い場合はSweet-Parker的な準定常リコネクションであったがプラズモイド放出のある場合はパイルアップが発生したのちにプラズモイドが放出され,瞬間的にリコネクション速度の増加する過渡的なリコネクションが発生した.プラズモイドの移動速度,加速度をもとめリコネクション速度と比較したところ,プラズモイド加速度が最大のときにリコネクション速度も最大となっていた.プラズモイド放出は抵抗率の低い条件で起きやすく,まず初めに密度パイルアップが発生したのちにプラズモイドが放出されるという2段階を経てリコネクションが高速化していた.このように非MHD的な効果等による異常抵抗がなくとも,過渡的な磁気リコネクションでは高速化が起こり得ることが示された。これまでのリコネクション実験の応用として,観測で得られた太陽コロナ,彩層における磁気リコネクション現象を模擬した実験を行った.太陽フレアを模擬した3つの磁気ループによる実験ではパルス的なリコネクションが発生した.静電プローブ計測では電子加熱が確認された.磁気リコネクションの高速化には拡散領域における異常抵抗や非定常性といった局所的な物理現象によるものでなく,大域的な磁場構造の変化に起因するものがある.また太陽の黒点ライトブリッジ模擬実験によって観測から予想されるような磁束管と縦磁場間での磁気リコネクションが実際に発生することが確認された.磁化プラズマ中で磁力線がつなぎ変わる磁気リコネクション現象は,太陽コロナ,地球磁気圏といった宇宙プラズマからトカマク等の核融合プラズマで共通してみられる現象であるが,定常の磁気流体モデルでは説明できない高速な磁気リコネクションや磁気エネルギーの熱的・力学的エネルギーへの変換過程がまだ十分に明らかになっていない.本研究はTS-4装置におけるトーラス合体実験で,外部のコイルにより磁場をコントロールするこで磁力線のつなぎ変わる角度や周囲の磁場配位を変え,高速化,加熱,加速の機構を検証した.既存の2次元磁気プローブアレイに加え,磁力線のつなぎ変わる拡散領域付近を詳細に調べるために,高分解能の磁気プローブを製作した.またこれまでTS-4装置で行なわれてきた二つの磁束管が一につなぎ変わるプッシュ型の実験に加え,逆に一つの磁束管が二つにつなぎ変わるプル型の実験を取り入れることで,磁気リコネクション中に存在しうるの拡散領域外部の巨視的な磁場構造を再現した.従来は高速リコネクションは局所的な不安定性などによる異常抵抗が原因と考えられてきたが,本研究では異常抵抗ではなく磁場,密度の非定常性が原因であることを明らかにした.この密度の非定常性をSweet-Parkerモデルに加えることでリコネクション速度を定量的に説明した.この研究成果は非定常性による磁気リコネクションの高速化を定量的に示したもので,非定常効果の重要性を初めて明かにした.特に外部からの駆動力が大きい場合にはプラズマがパイルアップした後に閉じた磁気面(プラズモイド)が拡散領域中に成長した.異常抵抗が発生しにくい条件下では抵抗拡散が小さく,成長したプラズモイドが拡散領域から放出された.プラズモイドの放出速度を磁気島の移動速度から算出すると,その加速度が最大の時点でリコネクション速度も大きくなっていることが確認された.磁化プラズマ中で磁力線がつなぎ変わる現象を磁気リコネクションと呼ぶ.磁気リコネクションは太陽コロナ,地球磁気圏といった宇宙プラズマからトカマク等の磁気閉じ込め核融合プラズマで共通してみられる現象であるが,定常の磁気流体モデルでは説明できない高速な磁気リコネクションや磁気エネルギーの熱的・力学的エネルギーへの変換過程がまだ十分に明らかになっていない.磁気リコネクションによる短時間での磁気エネルギーの開放は核融合プラズマにおける加熱への応用として,二つのトーラスプラズマを合体させる手法がある.本研究で用いたTS-4装置ではこのトーラス合体により磁気リコネクションを発生させることができる.外部のコイルにより磁場をコントロールすることで,磁力線のつなぎ変わる角度や周囲の磁場配位を換え,磁気リコネクションの発生を検証した.特に磁力線のつなぎ変わる拡散領域付近を詳細に調べるために,高分解能の磁気プローブを製作した.従来はこの様な高速リコネクションは局所的な不安定性などによる異常抵抗が原因と考えられてきたが,本研究では異常抵抗ではなく磁場,密度の非定常性が原因であることを明らかにした.この密度の非定常性をSweet-Parkerモデルに加えることでリコネクション速度を定量的に説明した.この研究成果は非定常性による磁気リコネクションの高速化を定量的に示したもので,非定常効果の重要性を初めて明かにした.非定常性の最も大きい場合として太陽フレアのようなプラズモイド放出現象を初めて実験室で再現し,高速化との関連性を明かにした,また太陽観測グループとの共同研究も行い,観測によって明かになった太陽彩層での磁気リコネクション現象の再現実験を行った.磁気リコネクションの非定常高価による高速化を調べるために,トーラスプラズマの合体,分離の2種の実験を行い,プラズモイドの成長と放出課程を磁気プローブ計測により調べた.プラズモイド放出が起こる場合と起こらない場合では磁気リコネクションの特徴は大きく違っていた.

プラズモイド放出が無い場合はSweet-Parker的な準定常リコネクションであったがプラズモイド放出のある場合はパイルアップが発生したのちにプラズモイドが放出され,瞬間的にリコネクション速度の増加する過渡的なリコネクションが発生した.プラズモイドの移動速度,加速度をもとめリコネクション速度と比較したところ,プラズモイド加速度が最大のときにリコネクション速度も最大となっていた.プラズモイド放出は抵抗率の低い条件で起きやすく,まず初めに密度パイルアップが発生したのちにプラズモイドが放出されるという2段階を経てリコネクションが高速化していた.このように非MHD的な効果等による異常抵抗がなくとも,過渡的な磁気リコネクションでは高速化が起こり得ることが示された。これまでのリコネクション実験の応用として,観測で得られた太陽コロナ,彩層における磁気リコネクション現象を模擬した実験を行った.太陽フレアを模擬した3つの磁気ループによる実験ではパルス的なリコネクションが発生した.静電プローブ計測では電子加熱が確認された.磁気リコネクションの高速化には拡散領域における異常抵抗や非定常性といった局所的な物理現象によるものでなく,大域的な磁場構造の変化に起因するものがある.また太陽の黒点ライトブリッジ模擬実験によって観測から予想されるような磁束管と縦磁場間での磁気リコネクションが実際に発生することが確認された.
植物毛状根から誘導された細胞集塊を用いる人工種子生産プロセスの開発

在来の希少植物種や人工的に作出された新規植物種を保存し,継代的に栽培するための有望な手段として,植物体細胞の人工種子化技術の開発が挙げられる.本申請課題で提案した人工種子の生産は,遺伝的安定性,繁殖性等に優れた植物毛状根細胞を用い,1)細胞塊生産プロセス(毛状根から未分化な細胞塊の生成),2)細胞塊のカプセル化プロセス(細胞塊を用いた人工種子の調製),3)細胞塊からの発根・発芽プロセス(人工種子からの植物体の形成)から成る.それぞれのプロセスについて検討し,以下の結果を得た.1.セイヨウワサビ毛状根に注目し,植物ホルモンとしてのサイトカイニン(BAP)とオーキシン(NAA)を含む培地が,人工胚として利用しうる細胞塊の生成に有効であることが分かった.さらに,細胞塊生産プロセスにおけるBAPとNAAの効果を定量的に評価した.2.細胞塊のカプセル化(人工種子化)プロセスでは,人工胚としての細胞塊をアルギン酸ゲルに包埋し,細胞塊のNAA処理が発根の向上をもたらすことを示した.さらに,人工種子の保存性を高めるため,アルギン酸ゲルを種々の材質の薄膜で被覆し,パラフィン薄膜が有効であることを示した.3.細胞塊からの毛状根の発生は,時間に対して正規分布関数となることを見出し,細胞塊からの発根・発芽過程を速度論的に解析した.また,発生した毛状根を光照射下で培養することにより,植物体へと生長することを示した.また,アルギン酸ゲルとパラフィン薄膜の酸素透過性と細胞塊の再生効率の関係を明確にするとともに,60日の保存期間後も,細胞塊は再生能力を有することを認めた.以上より,本申請課題で得られた結果は,有用植物の人工種子化による保存・大量繁殖技術に対する基礎知見を与えるものと考えられる.在来の希少植物種や人工的に作出された新規植物種を保存し,継代的に栽培するための有望な手段として,植物体細胞の人工種子化技術の開発が挙げられる.本申請課題で提案した人工種子の生産は,遺伝的安定性,繁殖性等に優れた植物毛状根細胞を用い,1)細胞塊生産プロセス(毛状根から未分化な細胞塊の生成),2)細胞塊のカプセル化プロセス(細胞塊を用いた人工種子の調製),3)細胞塊からの発根・発芽プロセス(人工種子からの植物体の形成)から成る.それぞれのプロセスについて検討し,以下の結果を得た.1.セイヨウワサビ毛状根に注目し,植物ホルモンとしてのサイトカイニン(BAP)とオーキシン(NAA)を含む培地が,人工胚として利用しうる細胞塊の生成に有効であることが分かった.さらに,細胞塊生産プロセスにおけるBAPとNAAの効果を定量的に評価した.2.細胞塊のカプセル化(人工種子化)プロセスでは,人工胚としての細胞塊をアルギン酸ゲルに包埋し,細胞塊のNAA処理が発根の向上をもたらすことを示した.さらに,人工種子の保存性を高めるため,アルギン酸ゲルを種々の材質の薄膜で被覆し,パラフィン薄膜が有効であることを示した.3.細胞塊からの毛状根の発生は,時間に対して正規分布関数となることを見出し,細胞塊からの発根・発芽過程を速度論的に解析した.また,発生した毛状根を光照射下で培養することにより,植物体へと生長することを示した.また,アルギン酸ゲルとパラフィン薄膜の酸素透過性と細胞塊の再生効率の関係を明確にするとともに,60日の保存期間後も,細胞塊は再生能力を有することを認めた.以上より,本申請課題で得られた結果は,有用植物の人工種子化による保存・大量繁殖技術に対する基礎知見を与えるものと考えられる.本研究では,人工種子生産プロセスの開発を目的とし,特に本年度は,人工種子内封体としての植物毛状根から得られた細胞塊の生産条件および,カプセル化プロセスにおけるカプセル材料の選定,人工種子の保存特性などについて工学的観点からの検討を行った.1.植物細胞の分化全能性を利用し,人工種子の内封体から数多くの発芽を得るためには,発芽点が多く均一な細胞集団として処理できる未分化細胞集塊を用いることが有利となる.そこで,セイヨウワサビ毛状根を植物ホルモンを含む培地で培養し,細胞集塊への形態変化を可能とする条件について検討を行ったところ,ナフタレン酢酸(オーキシンの一種)とベンジルアミノプリン(サイトカイニンの一種)を含む培地で細胞集塊の収率が向上するすることが分った.また,メロン,ニンジン,ビ-トの毛状根についても同様な検討を行ったところ,メロンおよびニンジンについては,形態変化が起ることが確認された.さらに,セイヨウワサビ毛状根を用いて,植物ホルモンの効果を考慮した形態変化の速度論的解析を行い,種々の植物ホルモン濃度について最適条件を求めることができた.

カプセル化プロセスにおいては,細胞集塊とカプセル化剤とを混合後ゲル化し,パラフィンでコーティングすることで細胞生存率の高いシステムを確立した.カプセル化剤としては,固体再性能を保持することができたアルギン酸カルシウムを用い,内封体の長期保存に重要な条件となるカプセル内の水分保持および酸素透過の制限に,パラフィンコートが有効であることが分った.以上のような細胞集塊のカプセル化により,セイヨウワサビでは,保存温度25°Cで1ヶ月間の保存後も植物体が再生することが確認された.在来の希少植物種や人工的に作出された新規植物種を保存し,継代的に栽培するための有望な手段として,植物体細胞の人工種子化技術の開発が挙げられる.本申請課題で提案した人工種子の生産は,遺伝的安定性,繁殖性等に優れた植物毛状根細胞を用い,1)細胞塊生産プロセス(毛状根から未分化な細胞塊の生産),2)細胞塊のカプセル化プロセス(細胞塊を用いた人工種子の調製),3)細胞塊からの発根・発芽プロセス(人工種子から植物体の形成)から成る.それぞれのプロセスについて検討し,以下の結果を得た.1.セイヨウワサビ毛状根に注目し,植物ホルモンとしてのサイトカイニン(BAP)とオーキシン(NAA)を含む培地が,人工胚として利用しうる細胞塊の生成に有効であることが分かった.さらに,細胞塊生産プロセスにおけるBAPとNAAの効果を定量的に評価した.2.細胞塊のカプセル化(人工種子化)プロセスでは,人工胚としての細胞塊をアルギン酸ゲルに包埋し,細胞塊のNAA処理が発根の向上をもたらすことを示した.さらに,人工種子の保存性を高めるため,アルギン酸ゲルを種々の材質の薄膜で被覆し,パラフィン薄膜が有効であることを示した.3.細胞塊からの毛状根の発生は,時間に対して正規分布関数となることを見出し,細胞塊からの発根・発芽過程を速度論的に解析した.また,発生した毛状根を光照射下で培養することにより,植物体へと成長することを示した.また,アルギン酸ゲルとパラフィン薄膜の酸素透過性と細胞塊の再生効率の関係を明確にするとともに,60日の保存期間後も,細胞塊は再生能力を有することを認めた.以上より,本申請課題で得られた結果は,有用植物の人工種子化による保存・大量繁殖技術に対する基礎知見を与えるものと考えられる.
エラストマーの構造制御法から発想した米粉１００％による全く新しい製パン技術の開発

本研究はエラストマーの構造制御法を応用して米粉100%による新しい製パン技術を開発しようとするものである。本研究では、米粉生地の製パン性とレオロジー特性に与える(1)非晶性米粉の添加の影響、(2)オイル添加の影響を検討した。米粉生地にオイルを添加することで発酵温度域における生地の粘弾性を制御可能であることが明らかとなった。さらに、オイル添加により生じる生地の粘弾性的性質の変化が製パン性に与える影響についても検討した。その結果、米粉生地にオイルを添加することで系のレオロジー特性に影響を与え、気泡径の微細化などの製パン性に影響することが分かった。平成23年度(初年度)は以下の各項目について実験・研究を行った。下記に具体的な成果の概要を記載する。(1)オイル添加による米澱粉の構造制御と弾性的性質との相関(2)の検討結果を基に、「オイル添加による米澱粉の構造制御と粘弾性的性質との相関」に関する検討を行った。初年度はオイルを米澱粉生地に添加し、その物性に与える影響を検討した。一般的な市販の植物性オイルを添加した実験では系統的な実験が難しいため、オイルの主成分であるパルミチン酸、オレイン酸、リノール酸という3種類の脂肪酸を米澱粉生地に添加し、その効果を検討した。示差走査熱量測定、レオロジー測定から添加効果を実験的に明らかにした。その結果、アミロースー脂質複合体の形成は、脂肪酸の形成に大きく影響するが、生地の糊化特性にはほとんど影響しないことがわかった。さらに、脂肪酸の添加と種類は生地のレオロジー特性に影響することも明らかにした。次年度も引き続き、オイル添加による米澱粉の構造制御と粘弾性的性質との関係を検討する。同時に、製パン性への影響も検討していく予定である。(2)スチレン系ブロック共重合体/パラフィンオイル添加系におけるミクロ相分離構造とレオロジーの相関オイルを添加することによる澱粉の構造制御を行い、生地に製パン性を付与しようという考えは、申請者の専門分野であるエラストマーにおける考えから発想したものである。従って、研究の開始当初からスチレン系ブロック共重合体/パラフィンオイル添加系におけるミクロ相分離構造転移に関する実験を行った。これらの実験成果はオイル添加による米澱粉の構造制御法を開発する上で、基礎的知見となる。本実験によりスチレン系ブロック共重合体に添加されるパラフィン系オイルの分子量、添加量により異なるミクロ相分離構造へ転移することが実験的に明らかになった。また構造の違いは系のレオロジー特性にも影響を与え、オイルの添加はレオロジー特性の有効な制御法であることが示唆された。特に今年度は、油脂が生地のレオロジー特性に与える影響に関する検討に加え、製パン性との相関を明らかにした。具体的には、下記に示すように、オイル添加による粘弾性的性質との関係を検討すると同時に製パン性への影響についても明らかにした。以下に具体的な研究実績概要を示す。「米粉生地のレオロジーと製パン性の相関」研究開始以降の研究により、米生地に油脂を添加することにより生地のレオロジー特性が影響されることが明らかになった。今年度はさらに生地のレオロジー特性を検討すると同時に、実際に製パン実験を行うことで、生地のレオロジーと製パン特性との相関を得た。結晶性の米粉(以後Bと示す)と非結晶性の米粉(以後Aと示す)を添加率の違いと油脂の添加の有無により生地にレオロジー特性が大きく影響する。この系に対して製パン実験を行った。具体的にはB100, B60A40, A100(数字が重量分率を示す)の系にオイルを3wt%, 10wt%添加して作製したパンの発泡率を得た。どのサンプルにおいてもオイルを3wt%添加することで、オイル無添加より発泡率が増加することが分かった。しかしながら、B100,B60A40ではオイルを10wt%添加すると、オイル3wt%添加に比べて発泡率が低下した。一方、A100ではオイルを10wt%添加したものが最も発泡率が高かった。さらに、気泡径に着目すると、オイルを添加することで気泡径は大きくなることが分かった。これらの結果から、オイルは米粉生地中の非晶性米粉へより選択的に作用することで製パン性に影響することが示唆された。1)米澱粉の結晶化度、オイルの添加量、オイル種の影響本年度は、特に生地中の気泡成長時における気泡間生地膜と伸長粘度との相間について検討を行った。生地内に発生した気泡(セル)の成長は伸長流動が支配的であるため、生地の伸長流動を明らかにすることが重要である。具体的には米澱粉の結晶化度や油脂の添加の有無による伸長

粘度特性への影響について系統的に検討を行い、結晶性米粉に「低結晶性米粉」を添加することで伸長粘度特性を改質できることを明らかにした。またこれに油脂を添加した際の影響を明らかにした。その結果、低結晶性米粉の添加量が40wt%以下では明らかなひずみ軟化性を示し、低結晶性米粉の添加量が増加に伴い、ひずみ軟化性が抑制される傾向が見られた。具体的には低結晶性米粉が60wt%以上でひずみ軟化性が完全に抑制され、ひずみ硬化性を示すことが分かった。一方、同じ系に油脂を添加した場合、系全体の粘度を低下させる傾向が見られ、ひずみ硬化性も若干低下させることが分かった。生地のひずみ硬化性は小麦生地の特徴であり、米粉生地において発現することは予想外の結果である。ひずみ硬化性の有無は製パン性に大きく影響すると考えられ、今後低結晶性米粉や油脂の製パン性への影響についてもさらに詳細に検討する必要がある。2)エラストマーの構造とレオロジー特性に与えるオイル添加の効果本研究の鍵といえるオイル添加による系の構造制御をしようとする発想は合成高分子であるエラストマーにおける知見から得られるものである。1)の検討と同時に、引き続きスチレン系エラストマー/オイルブレンドに対して実験を行った。本年度は添加量やオイルの分子量がミクロ相分離構造に与える影響を系統的に明らかにした。添加するオイルの分子量が構造転移に与える影響が明らかに異なり、レオロジー特性へも大きく影響することが分かった。初年度は、当初の申請書の記載の通り順調に研究を遂行した。具体的には、オイルの主成分であるパルミチン酸、オレイン酸、リノール酸を展開し、構造形成やレオロジー特性への影響が計画通り明らかにできたため、区分(2)とした。25年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度においても、当初の申請書の記載の通り順調に研究を遂行した。24年度の研究において、特に注目すべき結果として、低結晶性米粉を添加することで小麦粉だけの特徴と考えられていた「ひずみ硬化」を付与できるというものである。またこの物性への油脂添加の効果も明らかにできた。このような当初の想定外の興味深い結果が得られたことから区分2とした。本研究の最終目標は、申請者の専門である高分子材料分野で行われるオイル添加による熱可塑性エラストマー(熱で溶融するゴムの総称)の構造制御技術を食品加工に応用展開することで、(1)オイル添加による米粉生地の粘弾性制御技術の確立とメカニズム解明、(2)この技術を応用した製パン技術の確立を行うことにある。23年度に引き続きオイル添加による生地の粘弾性制御と製パン性の付与に関して強力に研究を推進する。そのために食品関連企業や公設の農業総合研究センターなどとの連携も視野に入れ、学術的、工業的な意義を見出したい。本研究の最終目標は、申請者の専門である高分子材料分野で行われるオイル添加による熱可塑性エラストマーの構造制御技術を食品加工に応用展開することで、(1)オイル添加による米粉生地の粘弾性制御技術の確立とメカニズム解明、(2)この技術を応用した製パン技術の確立を行うことにある。25年度(最終年度)は引き続きオイル添加による生地の粘弾性制御を行うと同時に、実際の製パン性に関する実験も行っていく。
米国環境教育スタンダードを基盤とするESDを視点とした家庭科カリキュラム開発研究

本研究は、我が国の教育改革で学校・教科教育に求められたカリキュラム編成・授業構成の課題を解決する示唆を得るために、1環境教育先進国と言われる米国で開発された環境教育・ESDのプログラム・指導資料等の収集・分析から、我が国の家庭科に導入可能な方法論を析出し、2その方法論に基づき、米国環境教育Standardsを基盤とした系統性・体系と我が国の新学習指導要領に示された教育内容との整合性を持つ「衣生活学習のカリキュラムと教授書による授業」を開発し、3小・中・高等学校の家庭科授業実践による有効性の検証を通して、4家庭科独自の見方・考え方の獲得を目指す「ESDを視点とした小・中・高等学校家庭科衣生活学習のカリキュラム・授業」開発とその方法論の探究を目的とする。研究2年目となる本年度は、これまでに開発した「衣生活学習カリキュラム」および「Flour Baby Project」の中学校での実践を前年度に引き続き行った。また、これまでに開発した中・高等学校の「衣生活カリキュラム」の前段階となる小学校のESDを視点とした授業を開発するために、研究協力者(小学校教員、高等学校被服構成担当教員)と共に学習指導要領・教科書等の分析と教材開発を行い、リメイクエプロンの学習指導案とワークシートを開発した。その成果を学会で発表した。さらに、開発した授業を小学校で実施するために、研究協力者(附属小学校家庭科担当教員)と準備を進め、来年度、授業を行う計画を立てた。「研究実績の概要」に述べたように、本年度の計画に従い、研究をほぼ遂行することができた。来年度は、開発した「衣生活カリキュラム」と「Flour Baby Project」を中学校で実践すると共に、本年度開発したESDを視点とした授業を、小学校で実践し、その結果を学会で報告したい。さらに、2020年8月に米国アトランタで開かれる国際家政学会でこれまでの研究成果を報告するために、2019年8月にポスター発表のための英文要旨を作成し、エントリーを行う。研究に必要な資料等の収集に関しては、引き続き、学会出席や図書館等の利用を通じて、行っていきたい。本研究は、我が国の教育改革で学校・教科教育に求められたカリキュラム編成・授業構成の課題を解決する示唆を得るために、1環境教育先進国と言われる米国で開発された環境教育・ESDのプログラム・指導資料等の収集・分析から、我が国の家庭科に導入可能な方法論を析出し、2その方法論に基づき、米国環境教育Standardsを基盤とした系統性・体系と我が国の新学習指導要領に示された教育内容との整合性を持つ「衣生活学習のカリキュラムと教授書による授業」を開発し、3小・中・高等学校の家庭科授業実践による有効性の検証を通して、4家庭科独自の見方・考え方の獲得を目指す「ESDを視点とした小・中・高等学校家庭科衣生活学習のカリキュラム・授業」開発とその方法論の探求を目的とする。研究初年度となる本年度は、計画に従い、平成2428年度科学研究費を得て進めた研究成果を国際学会で報告すると共に、平成28年度に大学の教養教育科目として実施した「ESDを視点とした授業科目(生活と環境)」の実践とその分析・結果を日本教科教育学会でポスター発表し、岡山大学教師教育開発センター紀要に投稿した。また、研究協力者の協力を得て開発した「衣生活学習カリキュラム」の中学校での実践・分析を行い、その前段階となる来年度の小学校のカリキュラム開発に向けて、学会等で資料等の収集を行うと共に、新学習指導要領に示された衣生活学習の分析と教材の検討を行った。さらに、本研究の基盤となる米国環境教育Standardsを再分析する方向性の検討を行い、米国のESDや環境教育関係の資料の収集を開始した。初年度の開発研究を継続して行い、来年度は、小学校のESDを視点とした衣生活学習のカリキュラムと授業を開発し、学会で報告する。開発した授業に関しては、来年度内に小学校で実践し、その分析から問題点を把握したい。

米国環境教育Standardsに関しては、本年度検討した再分析の視点に従い、分析を行い、本研究のカリキュラム・授業開発に資するようにStandardsの構造化を試みたい。研究に必要な資料等の収集に関しては、引き続き、学会出席や図書館等の利用を通じて、行っていきたい。来年度は、開発した「衣生活カリキュラム」と「Flour Baby Project」を中学校で実践すると共に、本年度開発したESDを視点とした授業を、小学校で実践し、その結果を学会で報告したい。さらに、2020年8月に米国アトランタで開かれる国際家政学会でこれまでの研究成果を報告するために、2019年8月にポスター発表のための英文要旨を作成し、エントリーを行う。本研究の研究成果に関しては、毎年、国内の学会と可能であれば国際学会で報告したいと考えている。本年度に関しては、8月に国際家政学会アジア地区会が東京で開催されたため、国際学会に出席するための海外旅費が発生しなかった。平成30年度に海外で開催される国際家政学会アジア地区会か国際家政学会Leaders Meetingで研究発表を行う旅費等に使用したいと考えている。毎年度、3月に開催される国際家政学会AnnualMeetingにて、研究成果の報告をする計画を立てていたが、2019年3月18日22日に開催されたAnnual Meetingは、西インド諸島トリニダード・トバゴの首都Port of Spainが開催地であったため、日本からの参加が難しく、学会出席のための海外旅費等が発生しなかった。2020年8月2日8日にアメリカで開催される第24回国際家政学会世界大会で研究発表を行うためのエントリーを2019年8月までに行わなければならないが、その英文要旨校閲費用などに使用する。また、2020年3月に海外で開催される国際家政学会AnnualMeetingで研究発表を行うための旅費等に使用したいと考えている。