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極薄青銅器と響銅を対象にした製作技術の比較　－東アジア金属工芸史の再構築－

戦国時代(紀元前5世紀)以降の中国で急速に普及していった厚さ1mmに満たない青銅製容器「極薄青銅器」、および南北朝時代(5世紀)以降に流行した薄作りの青銅器「響銅」は、いずれも表面を鎚で敲きのばしたり、削ることによって薄さを実現している。響銅はさらに表面を轆轤で挽く方法がこれに加わる。つまり、両者とも鍛造による変形加工が可能な粘性と、工具の刃が表面にめりこまない硬度とを自在に調節することで薄く作りあげている。本研究はこの複雑な薄造りの技術について(1)熟覧調査、(2)三次元計測機・蛍光X線元素分析装置など光学機器による分析、(3)製作・加工実験などの多角的な方法によって実態の解明に迫った。同時に、極薄青銅器と響銅とのあいだで、製作技術の異同を比較検討することで、中国金属工芸史における系統的な位置づけを試みた。平成30年度のおもな実績は(1)(3)の通りである。(1)【熟覧調査】東京国立博物館、中国の成都博物館などが所蔵する極薄青銅器と響銅の熟覧調査を行った。熟覧の結果、中国では明確な轆轤挽きの痕跡をもつ響銅は6世紀以降に出現するが、器体を回転させながら表面を研磨したり刻線を施す極薄青銅器は紀元前53世紀に初現し、紀元前後に増加することを明らかにした。この結果は中国における極薄青銅器から響銅への段階的な変遷と、回転運動の利用という両者の技術的な接点を明らかにした。(2)【光学機器による調査】東京文化財研究所で元素別デジタルマッピング機能をもつ蛍光X線分析装置を使用して鋳造サンプルの表面を計測した。その結果、熱間鍛造を施すと銅の重量比が減り、錫と鉛の重量比が増える傾向を捉えた。(3)【製作・加工実験】東京藝術大学と髙見國一氏の工房では、鋳造した板状サンプルに熱間鍛造による湾曲加工を施す実験を行った。熱間鍛造では600°C以上を保たないと、サンプルが割れた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。戦国時代(紀元前5世紀)以降の中国で急速に普及していった、厚さ1mmに満たない青銅製容器「極薄青銅器」、および南北朝時代(5世紀)以降に流行した轆轤挽きによる薄作りの青銅器「響銅」を対象に、三次元計測機、蛍光X線元素分析装置など光学機器の使用を含む多角的な分析と製作実験により製作技術を解明する。また、両者の製作技術の比較を通して、中国金属工芸史の再構築につながる基礎的な研究を行う。平成28年度のおもな実績は(1)(3)の通りである。(1)【熟覧調査】東京国立博物館、和泉市久保惣記念美術館、個人や中国陝西省、江西省、四川省、広西壮族自治区などの博物館が所蔵する極薄青銅器および響銅の熟覧調査を行った。熟覧の結果、中国の唐時代に製作されたと考えられてきた個人所蔵の響銅のなかに、日本の奈良時代製のものが含まれている可能性を見出すことができた。(2)【光学機器による調査】東京国立博物館では熟覧調査のほかに、元素別デジタルマッピング機能をもつ蛍光X線分析装置による計測も実施した。計測の結果、地金が青銅ではなく、銅であるものや、器物表面で検出された元素の一部が地金から析出した錆ではなく、人為的に塗布された漆や顔料に由来する可能性をもつものが見出された。これらの結果は、国内外の学会やシンポジウムで発表した。(3)【製作実験】東京藝術大学では、Cu(銅)・Si(錫)の比率を少しずつ変えながら円盤形の各種サンプルを鋳造した。次年度はこれらのサンプルを鍛打によって響銅の一種・銅羅に成形する実験を行い、どの比率で鋳造したものが響銅に適しているのか検討する予定である。科学研究費助成事業3年計画の1年目である平成28年度は、国内外の多くの博物館などで予定していた極薄青銅器と響銅の幅広い調査を実施し、地域や時代を超えた共通要素がある一方、時代や地域による違いについても大まかな見通しを得ることができた。また、学会発表も所期していた回数で行うことができた。響銅はさらに表面を轆轤で挽く、という方法がこれに加わる。本研究はこの複雑な薄造りの技術について(1)熟覧調査、(2)三次元計測機・蛍光X線元素分析装置など光学機器による分析、(3)製作・加工実験などの多角的な方法によって実態を明らかにする。同時に、極薄青銅器と響銅とのあいだで、製作技術の異同を比較検討することで、中国金属工芸史における系統的な位置づけを試みる。平成29年度のおもな実績は(1)(3)の通りである。(1)【熟覧調査】東京国立博物館、中国の江蘇省・山西省

・陝西省・四川省・重慶市・貴州省などの博物館が所蔵する極薄青銅器および響銅の熟覧調査を行った。熟覧の結果、鋳造・鍛造・きさげ・轆轤引き・鑞付けなどによる各種痕跡を多数認めた。また、極薄青銅器の成形は鋳造ないし鍛造のいずれかで行う一方、響銅の場合は鍛造に限られることを確認した。(2)【光学機器による調査】東京国立博物館で元素別デジタルマッピング機能をもつ蛍光X線分析装置による計測も実施した。その結果、青銅器の表面に鍍銀を施したと思われた箇所があらかじめ鍍金した後に鍍銀を重ねる処理を行っていたことを明らかにした。(3)【製作・加工実験】東京藝術大学では、鋳造した板状サンプルに熱間鍛造による湾曲加工を施す実験を行った。何枚もの板状サンプルを積み重ねた状態で鍛打すると熱が冷めにくく、地金の粘性を保持した状態でより確実かつ効率的に製作できることが分かった。科学研究費助成事業3年計画の2年目である平成29年度は、国内外の多くの博物館などで予定していた極薄青銅器と響銅の製作技法について幅広い調査を実施し、両者の共通点や違いを明らかにすることができた。学会や論文での発表こそなかったが、成果発表の場として次年度に計画している九州国立博物館での展示やシンポジウムの実施に向けて必要な準備がおおむね順調に整いつつある。戦国時代(紀元前5世紀)以降の中国で急速に普及していった厚さ1mmに満たない青銅製容器「極薄青銅器」、および南北朝時代(5世紀)以降に流行した薄作りの青銅器「響銅」は、いずれも表面を鎚で敲きのばしたり、削ることによって薄さを実現している。響銅はさらに表面を轆轤で挽く方法がこれに加わる。つまり、両者とも鍛造による変形加工が可能な粘性と、工具の刃が表面にめりこまない硬度とを自在に調節することで薄く作りあげている。本研究はこの複雑な薄造りの技術について(1)熟覧調査、(2)三次元計測機・蛍光X線元素分析装置など光学機器による分析、(3)製作・加工実験などの多角的な方法によって実態の解明に迫った。同時に、極薄青銅器と響銅とのあいだで、製作技術の異同を比較検討することで、中国金属工芸史における系統的な位置づけを試みた。平成30年度のおもな実績は(1)(3)の通りである。(1)【熟覧調査】東京国立博物館、中国の成都博物館などが所蔵する極薄青銅器と響銅の熟覧調査を行った。熟覧の結果、中国では明確な轆轤挽きの痕跡をもつ響銅は6世紀以降に出現するが、器体を回転させながら表面を研磨したり刻線を施す極薄青銅器は紀元前53世紀に初現し、紀元前後に増加することを明らかにした。この結果は中国における極薄青銅器から響銅への段階的な変遷と、回転運動の利用という両者の技術的な接点を明らかにした。(2)【光学機器による調査】東京文化財研究所で元素別デジタルマッピング機能をもつ蛍光X線分析装置を使用して鋳造サンプルの表面を計測した。その結果、熱間鍛造を施すと銅の重量比が減り、錫と鉛の重量比が増える傾向を捉えた。(3)【製作・加工実験】東京藝術大学と髙見國一氏の工房では、鋳造した板状サンプルに熱間鍛造による湾曲加工を施す実験を行った。熱間鍛造では600°C以上を保たないと、サンプルが割れた。(1)【熟覧調査】引き続き東京国立博物館や中国四川省成都博物館などが所蔵する極薄青銅器および響銅に対して、よりキメの細かい熟覧調査を行う予定である。最終的に、極薄青銅器と響銅のあいだに製作技術の関連性があるのか、明らかにしたい。(2)【光学機器による調査】
骨格筋細胞膜のアクアポリンファミリー分子の検索と病的筋における変化について

正常骨格筋のアクアポリン(AQP)分子の存在の検索では現在知られているAQP0からAQP10までの11種類のうち、AQP3,AQP4,AQP7がRNAレベルで骨格筋細胞質に、蛋白レベルで骨格筋細胞膜に存在することが確認され、AQP3,AQP7については本研究にて初めての発見である。AQP4は骨格筋線維のうち白筋線維(タイプ2線維)に赤筋線維(タイプ1線維)より強く発現しているが、AQP3はヒトでは赤筋線維に白筋線維より強く発現していた。またAQP7はヒトでは赤筋線維も白筋線維もほぼ同じ強さで発現していたが、マウス骨格筋ではAQP4と同じく赤筋線維よりも白筋線維により強く発現していた。その他AQP1についてはRNAレベルでは骨格筋にもその存在が確認されているが、蛋白レベルでは骨格筋組織内の血管内皮細胞に存在すると報告されているが、我々は骨格筋細胞膜にも存在するという所見を得ている。フラクチャーラベル免疫電顕法では種々の骨格筋細胞膜内粒子のうちAQP4はいわゆるorthogonal arrayであることを本研究でも確認し、AQP3は膜内粒子のうち結晶様構造を示さないが膜内で粒子が集合するparticle clusterであることを解明した。次に病的筋におけるAQP分子の変化については、以前Duchenne筋ジストロフィー症生検筋ではAQP4分子がRNAレベルで骨格筋細胞質での含量が減少し、蛋白レベルでは骨格筋細胞膜での発現が減少していることを報告した。本研究では福山型先天性筋ジストロフィー症で同様の所見を得た。更に神経原性筋萎縮症でも筋ジストロフィー症程強くはないが同様の所見がみられることを発見している。アクアポリン(AQP)分子は現在までに010のsubtypeがクローニングされている。そのうちAQP4は抗AQP4抗体でタイプ2筋線維の細胞膜が免疫染色される。AQP03に関しては骨格筋から抽出したtotal RNAのreverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR)でAQP1とAQP3の増幅産物が見られた。そして増幅産物のbandを電気泳動ゲルから抽出しシークエンスしたところ、AQP3のcDNAシークエンスと一致した。しかし市販の抗AQP1抗体では免疫組織学的に骨格筋は染色できていない。これは抗体に問題があるのかどうか現在検討中である。またAQP3に関しては我々の作製した抗AQP3抗体や市販の抗AQP3抗体で正常筋組織が染色され、免疫反応は骨格筋線維の周辺部に認められ透過免疫電顕的には筋細胞膜に局在することが判明した。連続骨格筋組織切片をAQP3とAQP4に対する抗体で染色したところ、抗AQP3抗体で濃染される筋線維は抗AQP4抗体で淡染され、AQP3濃染筋線維はタイプ1筋線維であり、筋線維タイプに関してはAQP3とAQP4とはreciprocalに分布していることが判明した。尚イムノブロット法では抗AQP3抗体は正常骨格筋のホモジェネートの約30kDaの蛋白を認識した。次にAQP510に関しては骨格筋のtotal RNAのRT-PCR法でAQP7とAQP9の増幅産物が認められ、それぞれのcDNAのシークエンスと一致するかどうかを検討中である。市販の抗AQP7や抗AQP9抗体での染色性は部分的に陽性であった。これはその抗原ペプチドがラットのアミノ酸配列によるものの可能性があるので、ヒトのAQP7やAQP9のアミノ酸配列から細胞内領域のペプチドを合成し、抗AQP7抗体や抗AQP9抗体を作製した。これらの抗体を用い、骨格筋のAQP7やAQP9の発現有無や発現している場合は局在を検索する。1.正常骨格筋におけるアクアポリン(AQP)ファミリー分子の検索について、今年度はAQP7につき検討した。ヒトとマウスの骨格筋と肝臓を対象にtotal RNAと蛋白レベルで研究した。

ヒトとマウスのAQP7の塩基配列よりプライマーを合成し、骨格筋と肝臓から抽出したtotal RNAを用いRT-PCRを実施し、予測された塩基数(ヒト328bp、マウス369bp)の1本のbandのRT-PCR産物を得た。また蛋白レベルの検討ではまず抗AQP7抗体を作製した。抗原ペプチドはヒトAQP7のアミノ酸配列のN端の15残基のC端にcysteineを付加し合成しウサギと羊に免疫し抗体を得た。この抗体を用いイムノブロット(IB)と免疫組織化学(IHC)を実施した。IBでは骨格筋および肝臓からの抽出蛋白質の約30kDaの1本のbandを認識した。IHCではヒト骨格筋で赤筋線維も白筋線維も同じ濃さで横断筋線維の周辺部が均一に染色された。マウス骨格筋ではヒト骨格筋と異なり白筋線維の周辺部だけが不連続で不規則に染色された(Cell Tissue Res印刷中)。2.病的骨格筋の検討では福山型先天性筋ジストロフィー症(FCMD)生検筋についてAQP4の発現をRNAと蛋白レベルで検討した。RNAレベルではFCMD生検筋では正常対照筋に比べAQP4 mRNA量が著減していた。蛋白レベルでもIBではFCMD生検筋からの蛋白抽出物は正常対照骨格筋からのそれに比べ抗AQP4抗体により認識されるbandの濃度が著減していた。またIHCの検討では正常骨格筋線維に比べFCMD生検骨格筋線維の抗AQP4抗体による免疫染色性が著明に低下していた(Virchows Arch 443:761-767,2003)。これらの結果はdystrophinopathy以外のミオパチーでもAQP4の著減がみられるという点で重要な所見と考えられる。正常骨格筋のアクアポリン(AQP)分子の存在の検索では現在知られているAQP0からAQP10までの11種類のうち、AQP3,AQP4,AQP7がRNAレベル、蛋白レベルで骨格筋細胞膜に存在することが確認され、AQP3,AQP7については本研究にて初めての発見である。AQP4は骨格筋線維のうち白筋線維(タイプ2線維)に赤筋線維(タイプ1線維)より強く発現しているが、AQP3はヒトでは赤筋線維に白筋線維より強く発現していた。またAQP7はヒトでは赤筋線維も白筋線維もほぼ同じ強さで発現していたが、マウス骨格筋ではAQP4と同じく赤筋線維よりも白筋線維により強く発現していた。その他AQP1についてはRNAレベルでは骨格筋にもその存在が確認されているが、蛋白レベルでは骨格筋組織内の血管内皮細胞に存在すると報告されているが、我々は骨格筋細胞膜にも存在するという所見を得ている。フラクチャーラベル免疫電顕法では種々の骨格筋細胞膜内粒子のうちAQP4はいわゆるorthogonal arrayであることを本研究でも確認し、AQP3は膜内粒子のうち結晶様構造を示さないが膜内で粒子が集合するparticle clusterであることを解明した。次に病的筋におけるAQP分子の変化については、以前Duchenne筋ジストロフィー症生検筋ではAQP4分子がRNAレベル、蛋白レベルで共に骨格筋細胞膜での発現が減少していることを報告した。本研究では福山型先天性筋ジストロフィー症で同様の所見を得た。
喘息発症におけるシグナル伝達p38-MK2経路の役割解明

喘息は、気道炎症を伴うアレルギー疾患である。喘息病態に関与する肺2型自然リンパ球(ILC2)は、サイトカインIL-33に反応して、気道炎症を誘導するサイトカインIL-5とIL-13を産生する。このため、喘息の発症を抑えるには、IL-33と肺ILC2を制御することが重要である。これまでのIL-33シグナル伝達の解析から、p38経路の下流にあるリン酸化酵素MK2がサイトカインの産生に関与することを見出した。p38-MK2経路の下流シグナルが、サイトカイン発現をどのように制御しているのか明らかにするために、所属研究室と本学実験医学センターとの共同研究により、喘息発症に関わるシグナル伝達因子の遺伝子欠損マウスを作製した。また、単離した肺ILC2のサイトカイン産生に対するMK2阻害剤の抑制効果を検討した。(1)MK2およびMK3の遺伝子欠損マウスの作製遺伝子欠損マウスは、CRISPR/Cas9法を用いたゲノム編集により作製した。MK2欠損マウスについてはヘテロ接合型個体を得た。また、喘息発症には、MK2と同様にp38によってリン酸化されるMK3の関与も示唆された。そのため、MK3欠損マウスの作製に着手し、ホモ接合型個体を得た。(2)IL-33刺激に対する肺ILC2の細胞応答の解析C57BL/6系統野生型雌マウスの肺から、セルソーターによりILC2を単離した。MK2阻害剤存在下において肺ILC2をIL-33で刺激した後、ELISA法とフローサイトメトリー(FCM)法を用いてサイトカイン産生を解析し、MK2阻害によってIL-5とIL-13の産生が低下することを明らかにした。平成30年度は、本学で進められていた実験動物飼育施設のリニューアル計画が遅延し、遺伝子欠損マウスの作製や外部施設からの導入が完了せず、本研究計画にも遅れが生じた。野生型マウスと同様に、p38α欠損マウス、MK2欠損マウス、MK3欠損マウスの肺から、セルソーターによりILC2を単離し、IL-33で刺激した後、ELISA法とフローサイトメトリー(FCM)法を用いて、サイトカイン産生、細胞増殖、細胞死を調べる。また、単離した肺ILC2をIL-33で刺激した後、マイクロアレイ解析により遺伝子発現差異を調べる。マイクロアレイ解析は受託業者に依頼する。遺伝子発現データからヒートマップを作製し、p38-MK2/3経路の下流分子を同定する。さらに、各マウスで喘息モデルを作製し、喘息病態を比較する。(理由)平成30年度は、本学実験動物飼育施設のリニューアル工事遅延のため、マウスを用いる実験計画にも遅れが生じた。とくに、平成30年度に予定していたマウス肺ILC2の機能解析およびマイクロアレイ解析を平成31年度に移行したため、その解析費用などを次年度に繰り越した。(使用計画)

次年度繰越費用は、p38α欠損マウス、MK2欠損マウス、MK3欠損マウスの肺ILC2におけるサイトカイン産生、細胞増殖、細胞死を調べるため、抗体、試薬類、ELISAキットの購入費、および、マウス維持費に用いる。また、肺ILC2のマイクロアレイ解析の外注費に用いる。
三次元高精細ＭＲＩによる頸動脈プラーク内部性状の自動解析法の確立

頸動脈内膜剥離術の術前の患者34名に、1.5T MRIを用いて頸動脈の3D-FSE T1WIと2D-SE T1WIを撮像し、胸鎖乳突筋に対するプラーク相対信号強度(CR)を算出した。病理所見をmodified AHA分類に準じて分類し、それぞれの画像でCR値を病理所見と比較した。頸動脈内膜剥離術が予定された高度頸動脈狭窄を有する36例(男性33名、女性3名、平均年齢69.9歳)に対して、1.5 Tesla MRIを用い、3D-T1WI(TR 500ms、TE 18ms)、2D-T1WI(TR 500ms、TE 12ms)を撮像した。3D-T1WIを用いることで、不安定プラークの過小評価を最小限に抑えることが可能であり、頸動脈内膜剥離術や頸動脈ステント術における塞栓性合併症の予測に寄与する可能性があると考えられた。MRIによる頸動脈プラークの性状識別は、頸動脈内膜剥離術の術中の塞栓性合併症の予測のために非常に重要であり、従来のT1強調画像に代わり3D fast spin-echo (FSE) T1強調画像が用いられつつあるが、実際にそのプラーク性状識別能は不明である。そこで我々は、3D-FSE T1強調画像と従来の2D-SE T1強調画像の所見を頸動脈内膜剥離術(CEA)で得られた病理標本と比較し、プラーク性状識別能を検討した。CEA術前の患者34名に、1.5T MRIを用いて頸動脈の3D-FSE T1強調画像と2D-SE T1強調画像を撮像し、同側の胸鎖乳突筋に対するプラーク相対信号強度を算出した。病理所見をmodified AHA classificationに準じて分類し、それぞれの画像においてCR値を病理所見と比較した。3D-FSE T1強調画像のプラーク性状識別能は2D-SE T1強調画像と比較して高く、今後のMRプラークイメージングの手法として有望と思われた。神経内科ソフトウェアに関係で1.5 Tesla MRIでの検討となった。抗血小板薬、スタチンなどの頸動脈プラークに対する効果に関しては、CEA・CAS適応外の高度頸動脈狭窄をもつ患者のエントリーが少なく、検討ができていない。3D-T1WIにおける病理所見との比較についてを論文化し、ことなる成分間でカットオフ値を定める。得られたカットオフ値を用い、カラーマップによるプラーク性状の可視化を試みる予定である。諸事情により学会へ参加することができなかった。学会のための旅費やソフトウェアなどの物品購入など。
膵癌の発生,進展に関与する癌抑制遺伝子の同定

まず,100例を越える膵癌患者に由来する癌組織を収集し,組織学的に正常細胞の混入が50%以下のものを選び,その癌部と健常部の組織からDNAを抽出した。ひきつづき,全染色体領域にわたりマイクロサテライトマーカーのPCR法による染色体欠失を検索した。また,12個の膵癌細胞株と6個の膵癌原発組織(正常細胞の混入の少ないもの)に由来するDNAを用い,comparative genomic hybridization (CGH)法,fluorescence in situ hybridization (FISH)法により染色体領域のコピー数の異常を検討した。その結果,6か所の高頻度(30%以上)の欠失領域(1p,6q,9p,12q,17p,18q)と2か所の増幅領域(8q,20q)を検出し,これらの領域に癌遺伝子・癌抑制遺伝子が局在する可能性を示唆した。欠失領域のうち,9pはMTS1,17pはp53,18qはDPC4が欠失の標的遺伝子と考えられた。われわれは,この3か所以外の領域から特に12qを選び,マイクロサテライトマーカーをふやして,さらに詳細な欠失地図を作成したところ,約1cMの共通欠失領域を同定し得た。この領域は既にYACクローン,BACクローンによりカバーしており,現在コスミドへサブクローニングし,コスミドコンティグを作成する作業を進めている。増幅領域のうち8qはc-mycの領域と重なっていた。また,20qに関しては,コピー数の増加は2倍程度であったが,乳癌でも同領域の増幅が報告されており,共通の遺伝子異常が両者の発癌に関わっている可能性がある。DNAミスマッチ修復異常の下流に位置する遺伝子異常としてtransforming growthfactor(TGF)βreceptor type II(RII)遺伝子とinsulin-like growthfactor II receptor(IGFIIR)遺伝子における異常の検索を行い,大腸癌,胃癌ではRIIとIGFIIRの両方の異常がみられ,子宮体癌ではIGFIIRの異常がみられるが,膵癌ではいずれの遺伝子にも異常がみられないことを明らかにした。これらの事実から,膵における発癌メカニズムは大腸癌,胃癌,子宮体癌等とは異なっていることが示唆された。まず、100例を越える膵癌患者に由来する癌組織を収集した。これらの病理組織切片を調べ、正常細胞の混入が50%以下のもの52症例を選び、その癌部と健常部の組織からDNAを抽出した。ひきつづき、全染色体領域にわたりマイクロサテライトマーカーのPCR法による染色体欠失を検索した。その結果、合計7か所(1p、6q、9p、12q、16q、17p、18q)の染色体領域において高頻度(30%以上)の染色体欠失が認められた。これらの領域のうち、9pはMTS1、17pはp53、18qはDPC4が欠失の標的遺伝子と考えられる。われわれは、この3か所以外の領域のうち、特に12qを選び、マイクロサテライトマーカーをふやして、さらに詳細な欠失地図を作成したところ、約1cMの共通欠失領域を同定し得た。この領域は、既にYACクローンによりカバーしており、現在、YACクローンのDNAを用いてコスミドヘサブクローニングし、コンティグを作成する作業を進めている。

また、この1cMの領域には既にマップされた興味深い遺伝子があるので、これを一つの候補遺伝子と考えて、膵癌における遺伝子異常の有無を検索している。そのうち,6q, 12q, 20qにおいては,さらに詳細に検討を加え,12qでは1cM以内の共通欠失領域を同定した。この領域については,YAC, BACによるコンティグを作成し,引き続きコスミドコンティグの作成に取りかかっている。6qにおいては,詳細な欠失地図の作成を行ない,複数か所の共通欠失領域を同定した。現在,YACによるコンティグの作成にとりかかっている。増幅領域のうち8qはc-mycの領域と重なっていた。また,20qに関しては,コピー数の増加は2倍程度であったが,乳癌でも同領域の増幅が報告されており,共通の遺伝子異常が両者の発癌に関わっている可能性がある。
連続塩基出現頻度データベースの微生物ゲノム・遺伝子解析への応用

ゲノム塩基配列の報告されている真正細菌について46連続塩基の出現頻度を集計した。その頻度に基づき距離を計算し、16SrRNA遺伝子配列では系統分類が難しい属について系統解析が可能になった。菌叢構成種解析については、口腔内細菌の人工的な環境細菌叢試料を作り、5塩基配列の出現頻度による構成種比率を求めたところ精度の高い計算結果が得られた。水平伝播遺伝子解析については、同データベースを用いて1クラス・サポートベクターマシンを使って抽出された領域には遺伝子転位に係る遺伝子や転写・翻訳、移動性因子に関係する遺伝子が際立って多かった。機能がまだ報告されていない遺伝子がおよそ半数に達した。本研究では、微生物ゲノムの連続塩基出現頻度を利用して系統解析や菌叢解析を行なうことを目的としている。そのための基礎情報として、ゲノム塩基配列の報告されている真正細菌2000種について、46連続塩基の出現頻度を集計した。塩基配列出現頻度に基づき距離を計算し、16S rRNA遺伝子配列では系統分類が難しいYersinia属、Streptococcus属、Escherichia coli/Shigella属について系統解析を試みた。概ね、良好な結果が得られ、16S rRNA遺伝子配列では分類困難だった菌株(strain)においても分類が可能になった。StreptococcuspneumoniaeとStreptococcus mitisにおいては、区別が困難であった。5塩基では512次元のベクトル間の距離を計算しなくてはならないが、出現頻度の偏りに基づくエントロピーを使った情報量の比較を行ない、上位15配列でほぼ同様の系統樹解析が行なえることを示した。これらの結果について第38回日本分子生物学会において、「n-gram塩基出現頻度に基つづく微生物系統樹解析」というタイトルで発表した。現在、ここまでの結果を論文にまとめている。菌叢構成種解析については、上記連続塩基出現頻度データベースを利用して、菌の混合溶液からDNAを抽出して配列決定を行い、その情報を用いて菌の構成比を計算する方法を試したところ、概ね予想通りの結果が得られた。そのほか、水平伝播遺伝子解析については、上記のように作成した46塩基連続塩基出現頻度データベースを用いて、1クラス・サポートベクターマシンを使って中心から外れた領域を選び出した。得られた結果からは、トランスポゾンやRNA関連タンパクが検出されので、水平移動による由来か、配列に固有の特徴を持つ遺伝子領域が選ばれる傾向は確認できた。系統解析、菌叢構成種解析、水平伝播遺伝子解析いずれにおいても、おおむね計画通りに進んでいる。当初の計画と比べて、本年1月から調製していた口腔内細菌DNA試料が菌の生育状況により予定よりやや遅れて年度末の会計手続きのできない期間に入ってしまったところが計画よりも進展が遅れたということであるが、それは新年度に入れば計画通りに実施できるということから、「おおむね」という評価に相当すると判断した。本研究は微生物ゲノムの連続塩基配列出現頻度を利用して系統解析や菌叢解析を行うことを目的としている。昨年度までに系統解析でおおむね目標通りの進展があったので、今年度は主に菌叢解析(構成菌種の計算)を中心に研究を進めた。今年度は、まず4種の口腔内細菌の精製ゲノムDNAを混合し、人工的な環境細菌叢試料を作り、その塩基配列をMiSeqにより解析し100塩基の配列断片の集合としての結果を得た。その配列より、5塩基配列の出現頻度による菌叢構成種比率と、当該口腔内細菌種のゲノム情報を基にした塩基配列データベースに対してBlast検索による二つの方法で細菌の構成比を求めたところ、精度の高い計算結果が得られた:A. actinomycetemcomitans32%/32%, F. nucleatum 14%/14%, P. gingivalis 0.42%/0.50%, S. mutans 4.9%/4.8%(菌種名5塩基連続配列に基づく解析による値/Blast検索を用いた解析による値)。次に、種の間で変動が大きく、もっともエントロピー値の大きい5塩基配列、すなわち種の特定に対してもっとも情報量の大きい5塩基配列を10選び、同様の計算を行なった。その結果、高エントロピー項である10の5塩基配列を用いた計算で、512項全部を用いた場合とほとんど変わらない結果が得られた。計算量を大きく減らすことができた。さらにヒト口腔内より採取した唾液中の最近由来の16S rRNA配列の解析を行なうと同時に、100bp断片のメタゲノム解析も行なった。現在、これらの口腔内サンプルを用いて本法による菌叢解析と従来法との比較を行なってその実用性について検討しているところである。菌叢構成種解析についてはおおむね計画通りに進んでいる。その結果をまとめた論文の投稿を準備中である。解析が一件、年度末の会計手続きのできない期間に入ってしまって解析委託が遅れたが、新年度に入ってすぐに解析を進める予定になっている。5塩基連続配列の出現頻度が菌叢を反映しているのであれば、それが口臭の予測に使えると考えた。予備的な実験として16S rRNA配列に基づいた予測を行い、その結果を分子生物学会で発表した。唾液中の細菌を採取しメタゲノム解析を行ったところ、およそ10%の配列がヒト由来の遺伝子配列であることが明らかになった。サンプル数を増やすのは次の研究費で行うこととした。次に、5塩基連続配列の特徴を使ってゲノム中に異質な領域を見つけることで、伝播によって他の種から獲得した配列を網羅的な探索を試みた。

一般にサポートベクターマシンは集団を多クラスに選り分ける機械学習の手法だが、1クラスでは「外れ値」のようなサンプルを見出すことになる。5塩基連続配列の偏りを見出すことが可能になる。得られた連続配列の異なる領域は、菌種を越えた水平伝播によって獲得された遺伝子群である可能性が考えられる。ゲノム配列が報告されているおよそ2700種のバクテリアゲノムの塩基配列を200塩基ごとに区切り、5塩基連続配列の出現頻度を集計した。その値が周囲から異なる領域をOC-SVMを用いて判別し、その領域にどのような遺伝子が含まれているかを調べた。この方法で抽出された領域には、遺伝子転位に係る遺伝子や転写・翻訳、細胞壁・細胞膜関連、移動性因子(Prophage/Transposon)に関係する遺伝子が際立って多かった。その他、機能がまだ報告されていない遺伝子がおよそ半数に達した。それらの遺伝子群をcd-hitを用いて共通の配列を持つもの同士でまとめてみたところ(70%以上相同性)、100種以上のゲノムに共通して存在する95の遺伝子クラスターが存在した。これらの遺伝子群は、今まで知られていなかった菌種間を伝播していく性質を備えた遺伝子であることが示唆された。この内容を第91回日本細菌学会で発表した。ゲノム塩基配列の報告されている真正細菌について46連続塩基の出現頻度を集計した。その頻度に基づき距離を計算し、16SrRNA遺伝子配列では系統分類が難しい属について系統解析が可能になった。菌叢構成種解析については、口腔内細菌の人工的な環境細菌叢試料を作り、5塩基配列の出現頻度による構成種比率を求めたところ精度の高い計算結果が得られた。水平伝播遺伝子解析については、同データベースを用いて1クラス・サポートベクターマシンを使って抽出された領域には遺伝子転位に係る遺伝子や転写・翻訳、移動性因子に関係する遺伝子が際立って多かった。機能がまだ報告されていない遺伝子がおよそ半数に達した。系統解析:初年度で選んだ条件で、注目する菌種を選んで詳しい解析を試みる。また、Candidatusとして分類が確定していないグループについて、系統分析を試みる。菌叢構成種解析:実際の環境試料として口腔内細菌叢の解析を行ってみる。申請者らの研究グループでは、これまでT-RFLPの手法を用いた菌叢解析で口臭を予測する研究の経験があり、今回は福岡歯科大学で口臭外来を受診した患者およそ100人から唾液試料を採取し、そこに含まれる細菌ゲノムDNAを精製してメタゲノム解析を行い、新たな手法で解析した菌叢分析と口臭の関係を調べることにする。菌叢分析から口臭の有無が予測できるかどうか検証する。水平伝播遺伝子解析:初年度で選んだ条件で、水平伝播に由来すると推定される遺伝子群を解析する。すでに水平伝播に関係していると知られているトランスポゾンのようなものの他に、共通して出現する遺伝子や塩基配列を探索し、新たな水平伝播に関わる因子を見つける。
絶対値冪乗型の非線型項を有する偏微分発展方程式の爆発現象の記述

本研究の目的は、絶対値冪乗型の非線型項を伴う偏微分発展方程式に対する、解の自己崩壊現象の解明である。先ず、非局所作用素を伴う構造消散型波動方程式の自己崩壊現象の解析を通して、非局所な主要部に因る爆発解の挙動への影響を解明する。次に、臨界尺度に於けるシュレディンガー方程式の爆発解を先験的評価によって直接記述する。最後に、消散型波動方程式の爆発解の爆発率を検討する。本研究では、爆発解の爆発率を検討する事で、非線型効果に因る解の性質の擾乱を理解する。
第四紀花崗岩中の石英の熱発光挙動と地熱ポテンシャル評価

飛騨山脈、穂高岳周辺に分布する滝谷花崗岩体中の石英の熱発光について研究を行った。滝谷岩体は、K-Ar放射年代が1.5Ma前後を示す第四紀花崗岩体であり、急速な上昇の結果、地表に露出する世界で最も若い花崗岩体とされている。本研究では、滝谷岩体の露出域のほぼ全域から試料を採取し、岩石化学的特徴、熱水変質活動、岩体の冷却過程、岩石き裂の形成過程等と石英の熱発光挙動ならびに電子スピン共鳴(ESR)との関係について検討を行った。従来、花崗岩中の石英の熱発光が報告された例はきわめてまれであった。しかしながら滝谷岩体中の石英は約330°Cで最高強度を示す赤色TLが明瞭に観察され、さらにAl中心およびTi中心のESR信号を検知することが可能であった。年間線量は、TLD素子を1ヶ月以上埋設して計測するとともに、試料全岩のK含有量から求めた。放射線照射によるTL強度とESR信号の変化、すなわち生長曲線法から、蓄積線量を算出し、岩体のTLおよびESR年代を得た。その結果、年代値は試料により異なり、およそ40280Kaの範囲にあった。またTL年代とESR年代を比較した結果、Ti信号のよるESR年代とTL年代はほぼ一致するが、Al信号のESR年代はこれらより若くなる傾向が認められた。また、熱水活動により、これらの年代は若返ることを明らかにした。これらの研究の結果、第四紀花崗岩体の冷却史の最末期を規定する年代計測法を開発することができ、またTL、ESR年代の差異を比較することにより、地熱活動の規模や地域を評価する新たな地熱ポテンシャル評価方法を明らかにした。北アルプス穂高岳周辺に分布する滝谷花崗閃緑岩は、世界でもっとも新しい露出した花崗岩体体であり、その年代は1.0-1.4Ma(黒雲母・K-Ar法)である。この花崗岩中から石英を単離し、所定の前処理を行ったのち熱発光を測定した。また電子スピン共鳴法により石英中に含まれるAlとTiに起因する電子スピンを測定し、熱発光挙動との関係について検討を行った。さらに、ガンマ線による照射を行い、熱発光曲線の変化についても検討を加えた。この結果、滝谷花崗岩中の石英からは赤色(約650nm)と青色(450nm)付近に熱発光を示すことが明らかとなった。従来第三紀や白亜紀の花崗岩中の石英の熱発光はきわめて微弱であるとされていたが、滝谷花崗岩の石英は第四紀の溶結凝灰岩中の石英に匹敵する発光強度を示した。これは、滝谷花崗岩が固結から上昇までの時間がきわめて短く、岩体の冷却が急速の起こったため、石英中の格子欠陥量が第三紀等の花崗岩に比べて多いものと推定される。このことは電子スピン共鳴の測定からも裏付けられ、発光強度の増加とともにとAlやTiに起因する電子スピン共鳴信号が増加する傾向が認められる。滝谷花崗岩全域にわたり試料を採取し、岩体の部位による発光挙動の差異について検討した。その結果、岩石の全岩化学組成と熱発光感度や発光強度には相関があること、岩体の部位により発光量および電子スピン共鳴信号強度は系統的に変化することが明らかとなった。今後、これらの基礎的知見に基づいて花崗岩中の石英の熱発光から、岩体の熱履歴や地熱ポテンシャルの評価方法の確立を推進する。

滝谷岩体は、K-Ar放射年代が1.5Ma前後を示す第四紀花崗岩体であり、急速な上昇の結果、地表に露出する世界で最も若い花崗岩体とされている。本研究では、滝谷岩体の露出域のほぼ全域から試料を採取し、岩石化学的特徴、熱水変質活動、岩体の冷却過程、岩石き裂の形成過程等と石英の熱発光挙動ならびに電子スピン共鳴(ESR)との関係について検討を行った。従来、花崗岩中の石英の熱発光が報告された例はきわめてまれであった。しかしながら滝谷岩体中の石英は約330°Cで最高強度を示す赤色TLが明瞭に観察され、さらにAl中心およびTi中心のESR信号を検知することが可能であった。年間線量は、TLD素子を1ヶ月以上埋設して計測するとともに、試料全岩のK含有量から求めた。放射線照射によるTL強度とESR信号の変化、すなわち生長曲線法から、蓄積線量を算出し、岩体のTLおよびESR年代を得た。その結果、年代値は試料により異なり、およそ40280 Kaの範囲にあった。またTL年代とESR年代を比較した結果、Ti信号のよるESR年代とTL年代はほぼ一致するが、Al信号のESR年代はこれらより若くなる傾向が認められた。また、熱水活動により、これらの年代は若返ることを明らかにした。これらの研究の結果、第四紀花崗岩体の冷却史の最末期を規定する年代計測法を開発することができ、またTL、ESR年代の差異を比較することにより、地熱活動の規模や地域を評価する新たな地熱ポテンシャル評価方法を明らかにした。
途上国の文化的特色を考慮した権利体系と法の支配の構築方法に関する開発法学的研究

1.開発法学において文化(culture)は非形式的制度(informal rules)として捉えることができ,全社会に存在する制度の一部として,法律を中核とする形式的制度(formal rules)と緊張関係に立ちつつ,(1)社会における不確実性の削減と,(2)社会の固有性の維持という機能を果たしている。そして,法システムの両輪である権利体系と法の支配および両者の相互関係においても,文化の要素が無視できない。2.権利体系の構築度を測る指標として,(1)土地権原の確定・登記,その他,民・商法上認められた実体法上の権利類型,(2)土地所有権ないし使用権の収用に対する損失補償の確実性と相当性,(3)自由競争を保障する競争法の整備状況,(4)農地改革・税制改革などによる再配分システムの整備状況を想定した場合,権利体系の構築度は,国により(ラオス,ミャンマー),各指標においてきわめて多様である。3.法の支配の確立度を測る指標として,(1)民事手続(訴訟・執行・倒産手続)における私権の公平な裁判・執行・実現の確実性,(2)権力行使をコントロールする行政・立法・司法のプロセスの透明化,アクセスの確保,(3)市民社会を構成する非営利的・非国家的団体の制度の整備・実施状況を想定した場合,法の支配の確立度は,国により(ラオス,ミャンマー),各指標においてきわめて多様である。4.権利体系の構築と法の支配の確立との相互関係について,両者は目的と手段の関係に立ちつつ,それらに影響を与えうる文化的要素=非形式的制度により,両者の関係の仕方および構築方法には多様なパターンが存在することから,一律のパターンを想定し,一度にフルセットの構築を求めることは妥当でない。1.本年度の研究フィールドであるラオスにつき,(1)制度改革の進展度を測る情報として,(i)経済状況((1)国内総生産,(2)消費者物価指数,(3)輸出入,(4)会社数,(5)外国投資の受入状況,(6)公共投資),(ii)政治状況((1)表現の自由,(2)参政権),(iii)社会状況((1)市民社会活動,(2)マスコミの活動)を調査した。また,(2)権利体系の構築度を測る指標として,土地権原の確定・登記,民法・商法上認められた実体法上の権利の類型,それらの訴訟法・執行法上の取扱い,倒産手続における債権の実現状況,自由競争を保障するための競争法の整備状況,農地改革・税制改革などを通じた再配分システムの整備状況などを調査した。さらに,(3)法の支配の確立度を測る指標として,権力行使をコントロールする行政システム,立法プロセスの透明化,司法へのアクセスの確保,裁判・判決の公開・公表システム,裁判所と行政(とくに司法省,検察庁)との権限関係,市民社会を構成する非営利的・非国家的団体の設立を支える制度の整備・実施状況などを調査した。2.権利体系の構築や法の支配の確立に対して影響を与えうるインフォーマル・ルール(文化的な慣行を含む)として,(1)財産法・土地法ルールに乗らない森林の利用慣行,相隣関係における土地利用調整のルール,(2)金融取引における担保法ルールとは異なる担保設定慣行,(3)露天商の広範な存在と政府による不定期・不完全な管理,(4)刑事事件に対する警察捜査の限界事例,(5)民間取引に関する許認可に要する時間・結果に対する予測の困難さ,(6)司法省をはじめとする立法プロセスにおけるシニア層の役割と裁量権限の大きさ,(7)土地使用権の収用に対する不完全補償の事例の存在を検証した。1.本年度の研究フィールドであるミャンマーにつき,(1)制度改革の進展度として,(i)経済状況((1)国内総生産,(2)一人当たり国民所得,

(3)輸出入・外国投資),(ii)政治状況((1)表現の自由,(2)参政権),(iii)社会状況((1)市民社会組織,(2)マスコミの活動),(2)権利体系の構築度指標として,(i)土地権原の確定・登記,(ii)コモン・ロー,制定法等によって認められた実定法上の権利類型,それらの訴訟法・執行法上の取扱い,(iii)競争法の整備,(iv)農地改革,税制改革などを通じた再配分システムの整備,(3)法の支配の確立度指標として,(i)行政権行使のコントロール・システム,(ii)立法プロセスの透明性,(iii)裁判・判決の公開と市民の司法アクセス,(iv)裁判所と行政(とくに法務府,国家計画・経済開発省)との関係,(v)非営利的・非国家的団体を支える法制度の整備について調査を試みた。統一的指標に基づいて継続的に実施された統計,公開資料が少なく,実像把握のためになお調査を続行している。2.ミャンマーでは,イギリス植民地時代から蓄積・承継された判例法,個別制定法等を基盤とする実定法に従い,裁判手続を中軸とする法の支配が相当程度に進展しており,権利保護が比較的きめ細かく行われている家族法などの領域がある。しかし,実体法における権利体系の内容においては,慣習法の影響が強い結果,一般経済取引や市民活動の領域ではグローバル化に対応した内容には至っていない点もあり,国内外の企業家による活動を誘発するためのインセンティブを付与する観点から,慣習法との調整プロセスを組み込んだ制度改革プログラムの策定が求められる。
北極海における環境変動の監視・実態把握に向けた自律型無人小型飛行機の応用

急速に変化する北極圏を機動的かつ安価に観測するためのシステムとして自律型無人小型飛行機(UAV)を導入した。観測・データ解析の結果、(1)衛星観測による夏季海氷密接度は海氷の表面融解の影響を受けて7%過小評価していること、(2)陸面の植生分布等の差異によって表面温度の変動が3度7度も幅がありその影響が大気境界層内にも及ぶこと、(3)海面水温の空間分布の変化に伴い大気境界層が変質することなど、大気・海氷・海洋・陸域の各分野においてUAVが有効な観測システムであることが示された。今年度は平成19年度の観測のための準備,及び既存データを用いた予備解析を行った.1.観測準備:観測サイトの候補地であるノルウェーのスピッツベルゲン島ニーオルスンにて情報収集のための現地視察を行った.ニーオルスンには国立極地研究所の観測基地「ラベン」があり,そこを滞在場所として観測が行えることを確認した.ニーオルスンは各国の観測基地があり,そこを管理・運営するのが「Kings Bay社」である.そこへ本研究課題についての詳細を伝え,平成19年度夏に無人小型飛行機(UAV)による観測を行うことを了承してもらった.「ラベン」の近辺には滑走路があり,ここからUAVを離陸させることも可能であることを確認した.スピッツベルゲン島の中心都市であるロングイヤービンも訪問し,大学(UNIS)にてノルウェーで作成しているUAVについての情報を得た.研究当初はオーストラリアの「エアロゾンデ」を利用する予定であったが,自国(ノルウェー産)のUAVを利用する方が,航空法や機材輸送などの面で有利であり,費用対効果にも優れていることが判明した.従って,ノルウェーのUAVを本研究で利用することに決めた.平成19年度の具体的な観測日程は未定であるが,7月から8月の間に行うことをUAVの会社(Nrut IT社)に伝えた.平成19年度の予算額から3週間程度の期間に合計50時間の観測飛行ができる見込みである.UAVには気象センサーのほか,海氷を撮影するためのカメラを搭載する予定である.平成19年5月にUAVの試験飛行がロングイヤービンにて行われるため,そこでUAVの動作確認を十分行ってから観測実施の最終判断を行う.観測の際「ラベン」に長期間滞在するため,平成19年度国立極地研究所共同研究(担当教官:山内教授・平沢助手)を申請中である.2.予備解析:過去にアラスカで行われた観測データを用いて,海氷上に形成されるmelt pondの画像解析を行い,観測衛星による海氷密接度データとの比較を行った.これによると,衛星データはmelt pondによって約7%海氷密接度を過小評価していることが分かった.この成果は国内外の学会で発表し,現在海外学術誌に投稿中である.無人飛行機(UAV)の観測:UVAを北極圏の実態把握のための研究に応用するため、ノルウェーのスピッツベルゲン島ニーオルスンにて、平成20年7月28日から8月20日の間に計14回のUAV観測を行った。期間前半には測器及びUAVの調製を兼ねて現地の地上観測を中心に行った。詳細な表面状態の写真撮影・表面温度観測・気象観測を同時に行い、衛星では捉えることの出来ない高時間・空間分解能のデータを取得した。また期間後半には、フラム海峡へ向けて長距離の飛行を行った。北大西洋から北極海へ北上する海面水温46°Cの大西洋水が観測され、その空間分布に伴う気温の変化も捉えられた。氷縁域では海氷の融解水に伴う海面水温の急激な低下なども観測された。この観測に際し、ニーオルスン日本基地に滞在する必要があったため、国立極地研究所との共同研究を申請し、採択された。データ解析:過去にアラスカで行われたUAV観測による海氷画像データを用いて、観測衛星による海氷密接度データにおけるmelt pondの誤差の影響を調べた。その結果、衛星データはmelt pondによって約7%海氷密接度を過小評価していることが明らかとなった。この成果はアメリカ気象学会誌に印刷された(Inoue et al. 2008 JTEC)。また、船舶の目視観測で取得された海氷密接度データを用いても、衛星データには解析アルゴリズムの違いに伴う誤差が生じることも確認され(Inoue et al. 2008 JGR)、夏の海氷密接度(海氷面積)の定量的な議論には注意が必要であることを示した。データ同化実験:北極海は気象データが乏しい上に、今後氷上ブイによる気象データがさらに減少する可能性がある。そこで北極海の気象データの有無が及ぼす大気循環への影響評価を行うため、北極海上の気象データの同化実験を開始した。

無人飛行機(UAV)データの解析:2008年夏季に取得したUAV観測データを用いて地表/海面の状態に対する大気の応答を詳細に解析した。観測サイト近傍で行った地表面観測では、日射量が著しく異なる事例(8月10日と12日)を比較し、地表面温度の変動幅が地表面状態によって310Kになることが示された。取得画像の解析から、比較的乾燥した植生域で高温であり、その影響は高度数百mの上空の気温にも及んでいることが判明した。一方、フラム海峡へ向けての長距離飛行(8月14日)では、比較的暖かい大西洋水(5°C前後)上で気温が上昇する気団変質が観測された。この気温の上昇に伴う気圧の低下は数hPaに及び、気圧傾度を強化していた。氷縁域では海氷の融解の影響で水温が0°Cまで急激に減少した。データ同化研究:海氷激減に伴う気象データ減少の影響をあらかじめ見積もるため、北極海に展開されているブイデータを用いた数値実験を行った。ブイデータを取り除いた実験では局所的に数hPaの海面気圧の低下が見積もられ、海氷面の気温や風速に誤差が伝播することが判明した。今後、北極海の環境変化に伴って気象データが不足する事態に陥った場合には、気象データを補完するためにUAVよる機動観測が有効な手法の一つと言える。今後の展望:本研究課題によって北極圈でのUAV観測が、大気・海氷・海洋・陸面の多分野に有効であることが示された。これをきっかけとして、宇宙航空研究開発機構(JAXA)で2011年度に打ち上予定の衛星(GCOM)に関する海氷プロダクト検証の共同研究が採択された。またCryoWingの使用実績に基づき、さらなるUAVの応用利用を目的とした大型研究課題(ノルウェー科研費)に共同研究者として申請中である。研究代表者の所属機関(JAMSTEC)はノルウェー極地研究所(NPI)と正式な共同研究を締結するための調整が進んでおり、北極研究をより国際的に発展させる動きがある。
イギリスのコンプリヘンシブ改革期における共通カリキュラムの研究

コンプリヘンシブ改革期に起こった混合能力学級の導入に伴い「混合能力教授」という新しい教育方法・カリキュラムの開発が行われた。「混合能力教授」は、「個の尊重」という点では共通するものの、その実現方法については相違がみられ、「個別化された学習」「個性化された学習」「協同学習」という3つの流れが存在した。本研究では、それらの実態を明らかにすると共に、共通カリキュラム論との関連について考察を行った。本年度は、平成17年度から着手したコンプリヘンシブ改革期の混合能力学級編成についての研究を継続して行つた。能力別学級編成から混合能力学級への移行はこれまで学級編成方法の変更という問題として捉えられていた。しかし、本研究を進める過程で、混合能力学級を導入するためには、当時の教室を支配していた一斉教授方法の見直しが不可欠であったことが、当時の「Forum」等の雑誌資料から明らかになってきた。つまり、能力別学級編成から混在能力学級編成への移行は、学級編成方法の変更にとどまらず、混在能力学級に相応しい新しい教授方法の開発という問題を含んでいたのである。そして、この新しい教授方法の開発は、一斉教授方法のの見直しと結びつく、この研究成果をまとめ、「コンプリヘンシブ改革期のイギリスにおける学級編成問題の研究-ストリーミングから混合能力学級への移行問題を中心に-」という論考を『教育方法学研究』(日本教育方法学会)に投稿した。無事に審査を通過し、『教育方法学研究32巻』に掲載される予定である。また、1960年代から1970年代にかけイギリスで行われたカリキュラム開発・プロジェクトに関する資料の収集にも着手した。『From Council toclassroom: an evaluation of the diffusion of the Humanities Currirulum Project』や『Dissemination of innovation : the Humanities curriculum project』などの質料を収集することができた。本年度は、主に2つの研究佳業を行った。まず、昨年度に引き続きコンプリヘンシブ改革期の混合能力学級編成についての研究を行った。この研究については、昨年度、その普及の背景や普及に際して「Mixed Ability Teaching」という新しい教育方法を生みだしたことなどを明らかにした。本年度は、すでに入手しているA. V. KellyやJ.Evansたちの著作を考察することにより[Mixed Ability Teaching」が「個別化・個性化教育」へと主に収斂していったことなどが明確になってきた。しかし、「個別化・個性化教育」が何を意味するのか、地方教育当局や学校レベルでそれが具体的にどのような教育方法として開発されたのかは十分に明らかにすることはできなかった。そのため、本年度は計画通り、イギリスに渡り、資料収集を行った。その結果、オックスフォードの事例を扱った資料や教師教育プロジェクトで使われたワークプックなどの貴重な資料を手に入れることができた。これらの資料から当時開発された「Mixed Ability Teaching」の実態が明らかになってきており、来年度さらに研究を進め、成果を発表したい。2つめとして、1960年代から70年代にかけてイギリスで行われたカリキュラム開発・プロジェクトに関する研究を行った。本年度は実施計画記載の通り、特に「Humanities Curriculum Project」についての考察を行った。しかしながら、入手している資料からだけでは、プロジェクトと共通カリキュラム論との関係性は不明確なままであった。そのため渡英を利用し、このプロジェクトに関わったJ.Rudduck氏の訪問を計画した。しかし残念なことに、氏は2007年3月に他界されてしまい、訪問することは叶わなかった。ただし渡英の際、新しい資料を入手できたため、これをもとに来年度もさらに研究を進めたい。本年度は、昨年度に引き続きコンプリヘンシブ改革期の混合能力学級編成についての研究を行った。この研究については、すでに混合能力学級編成が普及するに際して「Mixed Ability Teaching」という新しい教育方法を生みだしたことを明らかにしたため、その実態をより詳細に考察していった。具体的には、A. V. Kelly、S. Hallam、C. Sewellたちの著作、ILEAの報告書、さらに昨年度の渡英の際に収集してきたオックスフォードの事例やDESのTeacher Education Projectなどで使われたワークブックなどの分析を行った。その結果、「Mixed Ability Teaching」には、子どもたちの個々の学力や学習ニーズに対応しようとした「個別化・個性化教育」の方向と、グループ学習などを中心にすえ、子どもたちが持つ個々の興味や学力の違いを梃子に学習を組織しようとする「協同学習」の2つの流れがあったことが明らかとなった。さらにワークブックなどの分析から前者の「個別化・個性化教育」の流れの中には、「個別化された学習(individualised learning)」と「個性化された学習(individual learniing)」という2つの方向があったことも分かってきた。後者の「協同学習」の流れについては、「個別化・個性化教育」に比べると実践事例も少ないこともあり、その実態はまだ十分に明らかになっていない。「協同学習」の実態を明らかにし、「個別化・個性化教育」との違いが、どの程度当時のイギリスの教育関係者に意識されていたのかを考察することが今後の課題である。

本年度は、こうした研究成果をまとめ「コンプリヘンシブ改革期のイギリスにおける学級編成の問題」という題目で愛知教育大学で開催された教育方法学会第44回大会にて発表した。