hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アメリカの教師教育における総合学習の指導力育成プログラムの内容と方法に関する研究

研究の成果はまとまりつつあり、近々発表する予定である。今年度の成果を受けて、次年度では、アメリカの総合学習の実践的指導力の育成を目指す教師教育プログラムにおける教育実習での指導内容と方法を分析して、その基本的特質を明らかにする計画である。本研究の目的は、2002年度に新設される「総合的な学習の時間」の実践的指導力を育成する教師教育カリキュラムを開発するための基礎的研究の一環として、アメリカの教師教育において総合学習の実践的指導力の育成のために開発され実践されている教師教育プログラムの内容と方法の基本的特質を解明することである。3カ年の研究期間の3年目に当たる平成13年度は、アメリカの総合学習の実践的指導力の育成を目指す教師教育プログラムのうち、特に教育実習に焦点を当て基本的特質を明らかにすることを目指し、総合学習に関して注目すべき教育実習を行っているルイス・アンド・クラーク大学教育大学院における教育実習の基本的特質を検討し、次のことを明らかにした。第1に、この教育実習が大学院で実施されていることである。第2に、「現実世界の問題解決」を目指した総合学習の単元開発を実習生に経験させ、実践的指導力の育成を目指していることである。第3に、単元を開発する際に、学校が属する地域社会の難問をテーマに取り上げていることである。第4に、開発した単兀を実際に実施していることである。第5に、教育実習が14ヶ月にわたって長期間実施されることである。第6に、教育実習と大学院の授業が同時並行で進み、理論と実践の有機的な接続が図られていることである。第7に、大学院と実習校との緊密な関係があることである。
動的界面を利用したビナフチルのヘリシティ制御

分子のキラリティやヘリシティを動的に変化させることで、生体分子や酵素を模倣した分子認識や分子モーターが実現できる。軸性キラルを有するビナフチルは二面角を変化させることで容易にそのヘリシティを制御できる。動的界面およびナノ粒子表面上におけるビナフチルのヘリシティ制御を試みた。両親媒性ビナフチル誘導体を合成し、気水界面に展開しLangmuir-Blodgett膜を作製した。円偏光二色性スペクトル測定から、表面圧によりビナフチルの二面角が変化することが分かった。表面圧一分子専有面積曲線から圧縮過程でビナフチルへ与えられるエネルギー量を算出した。DFTによるモデル分子からビナフチルの二面角を変化させるためのエネルギー量を計算した。両者を比較することで、圧縮過程においてビナフチルへ与えられるエネルギー量は、二面角を変化させうる値であることが分かった。次に、マトリックスとして脂質を用いて気水界面上でビナフチル誘導体の二面角制御を試みた。円偏光二色性スペクトル測定から大きな表面圧で転写したLangmuir-Blodgett膜中におけるビナフチルトランソイド構造を取ることが示唆された。ブリュースター角顕微鏡観察から、表面圧の高い膜中でビナフチル誘導体は結晶化していると考えられる。次に、ビナフチル誘導体を修飾した金ナノ粒子を合成した。円偏光二色性スペクトル測定から、金ナノ粒子表面に修飾されたビナフチル誘導体は、有機溶媒中ではシソイド構造を取ることが分かった。得られた金ナノ粒子をネマチック液晶に少量添加しキラルネマチック液晶を調製できた。液晶の巻き方向を相溶性試験で判定した。その結果、ビナフチル誘導体は液晶中でトランソイド構造を取ることが分かった。つまり、有機溶媒と液晶を用いることで、金ナノ粒子表面に修飾されたビナフチル誘導体のヘリシティを制御できた。本年度にて、就職にともない特別研究員PDの身分を辞退するため本研究課題は平成26年度が最終年度になるので記入しない。本年度にて、就職にともない特別研究員PDの身分を辞退するため本研究課題は平成26年度が最終年度になるので記入しない分子のキラリティやヘリシティを動的に変化させることで、生体分子や酵素を模倣した分子認識や分子モーターが実現できる。そこで、動的界面におけるビナフチルのヘリシティ制御を目指した。両親媒性ビナフチル誘導体を合成し、それを気水界面に散布しLangrnuir-Blodgett膜を作製した。この膜を種々の表面圧下で石英基板上に転写し、円偏光二色性スペクトルを測定した。その結果、表面圧が高いほどビナフチル誘導体の円偏光二色性の強度が増加した。つまり、表面圧が高いほど、ビナフチルの二面角が小さくなったことが示された。次に、表面圧-分子専有面積曲線より、種々の表面圧下でビナフチル分子に与えられたエネルギーを計算した。分子に与えたエネルギーと円偏光二色性の強度は線形関係にあった。ビナフチルに与えるエネルギーが大きいほど、二面角が大きく変化する事が示唆された。DFT計算を用いて、ビナフチルの二面角と円偏光二色性の関係、および二面角を変化させるために必要なエネルギーを求めた。その結果、60度を極大としてビナフチルの二面角が小さくなるほど円偏光二色性の強度が増大することが分かった。また、表面圧-分子専有面積曲線より求めたエネルギーの範囲内で二面角が変化することが示された。以上から、両親媒性ビナフチル誘導体の二面角を気水界面上で制御できることが明らかになった。

その結果、ビナフチル誘導体は液晶中でトランソイド構造を取ることが分かった。つまり、有機溶媒と液晶を用いることで、金ナノ粒子表面に修飾されたビナフチル誘導体のヘリシティを制御できた。本年度にて、就職にともない特別研究員PDの身分を辞退するため本研究課題は平成26年度が最終年度になるので記入しない。本年度にて、就職にともない特別研究員PDの身分を辞退するため本研究課題は平成26年度が最終年度になるので記入しない当初予定していた非対称性両親媒性ビナフチル誘導体と配位高分子ビナフチルの合成が予定通りに進んでいない。その一方で、気水界面における両親媒性ビナフチル誘導体の二面角変化過程のメカニズムを明らかにすることができた。これは今後、界面でビナフチルの二面角を制御する上で重要な進展である。今後は、気水界面以外の界面でのビナフチルの二面角、ヘリシティ制御も試みていく予定である。既に、表面にビナフチルを修飾した金ナノ粒子を合成している。気水界面での二面角制御で得られた知見を用いて、金ナノ粒子表面でのビナフチルの二面角制御を行う予定である。
活性化状態における蛋白質の有効温度

蛋白質は、一般にATPがADPとリン酸に加水分解するとき生じる化学エネルギーを使って、生命活動に必須な仕事をしている。しかし、蛋白質が、この化学エネルギーをどのように使って仕事をするのかという基本的な問題がまだ解けていない。本研究は、アクチン・ミオシン分子モータを例とし、ATPの化学エネルギーで励起されることによって蛋白質の有効温度が本当に上がるのかを直接測定し、そして、実験結果をベースにモデルを構築することを目的として行った。3年間に得られた主な研究実績は以下の通りである。1)ミオシンと相互作用中のアクチンフィラメントの有効温度を直接測定するための実験系を開発した。2つのプラスチックビーズを光ピンセットで捕捉し、この間にアクチンフィラメントを張る。アクチン両端のビーズの回転角の差から回転ブラウン運動を測定し、角度変化の2乗平均とブラウン運動の緩和時間から有効温度を定量する。2)ATP存在下でミオシンと相互作用しているアクチンの回転揺らぎを測定した。1ATPの加水分解当たり36nmの変位を持つミオシンVIが運動するときの回転を計測し、36nmx5回の変位当たり約45°の回転運動を観察した。この値は螺旋に沿った単純な歩行モデルでは説明できない。3)ミオシン分子は熱ゆらぎによりアクチン線維のサーマルラチェットに沿ったブラウン運動をおこなっている。1分子計測により求めた前後のステップ頻度の差から、エネルギー障壁の差は2-3kBTであることが分かった。別の分子モータであるキネシンでも同様の実験から3kBTのエネルギー障壁の差があることがわかった。本研究では、アクチン・ミオシン分子モータを例とし、APTの化学エネルギーで励起されることによって蛋白質の有効温度が本当に上がるのかを直接測定し、そして、実験結果をベースにモデルを構築することを目的とする。本年度は、ミオシンと相互作用中のアクチンフィラメントの有効温度を直接測定するための実験系を開発した。直径0.2μmの蛍光ビーズを結合させた直径2μmのラテックスビーズ2つを、光ピンセット法で溶液中に捕捉し、この間に1本の蛍光標識されたアクチンフィラメントを張る。ビデオレートで測定した蛍光ビーズの位置変化からビーズの回転角度を求める。ミオシン非存在下で得られた値は過去の報告とほぼ一致しており、新しい測定系でもアクチンフィラメントの回転運動を正しく評価できることを確認した。現在、ミオシン存在下での測定を行っている。しかし、蛋白質が、この化学エネルギーをどのよ'うに使って仕事をするのかという基本的な問題がまだ解けていない。本研究では、アクチン・ミオシン分子モータを例とし、ATPの化学エネルギーが力学反応に変換する様子を1分子計測し、実験結果をもとに分子モータが一方向性の運動をおこなうメカニズムのモデルを構築することを目的とする。ミオシン分子は熱ゆらぎによりアクチン線維のサーマルラチェットに沿ったブラウン運動をおこなっており、ATP加水分解エネルギーはブラウン運動に方向性をあたえるために使われているというのが、我々の作業仮説である。分子モータが前後どちらの方向に進みやすいかはラチェットの前後のエネルギー障壁の高さの差で決まる。

別の分子モータであるキネシンでも同様の実験から3kBTのエネルギー障壁の差があることがわかった。我々のモデルに従ってこの差を解釈すると、ラチェットの前後にそって3kBTの有効温度差ができていると解釈できる。蛋白質は、一般にATPがADPとリン酸に加水分解するとき生じる化学エネルギーを使って、生命活動に必須な仕事をしている。しかし、蛋白質が、この化学エネルギーをどのように使って仕事をするのかという基本的な問題がまだ解けていない。本研究では、アクチン・ミオシン分子モータを例とし、ATPの化学エネルギーで励起されることによって蛋白質の有効温度が本当に上がるのかを直接測定し、そして、実験結果をベースにモデルを構築することを目的とする。ATP存在下でミオシンと相互作用しているアクチンの回転揺らぎを測定した。アクチンフィラメントの両端にラテックスビーズを結合させて、2つの光ピンセットビームで水中にアクチンフィラメントを水平に固定する。ここにミオシン繊維とATPを加えてフィラメント上を滑り運動させ、ビーズの回転を検出する。トラップビーズに小さい蛍光ビーズを2,3個結合させておき、小ビーズの動きから回転を検出する。1ATPの加水分解当たり36nmという大きな変異を持つミオシンであるミオシンVIが運動するときの変位と回転を同時計測し、36nmx5回の変位当たり約45°の回転運動を観察した。この値はアクチンフィラメントの螺旋のピッチより大きく、螺旋に沿った単純な歩行モデルでは説明できない。このように計測した回転角の自己相関関数から、回転角揺らぎの2乗平均と緩和時間を求め、さらにアクチンフィラメントの回転方向の弾性率と、ビーズを含めた回転運動に対する摩擦抵抗を求め、有効温度に換算することが出来る。今後はこの方法でアクチンフィラメントの有効温度の計測をおこなう。
ディラック作用素のレゾナンス分布

相対論的量子力学における重要なハミルトニアンであるディラック作用素は,遠方で発散するポテンシャルをもつ場合には(ある種の解析的な性質を仮定すれば)レゾナンスという複素固有値を持つことが知られている.レゾナンスの複素平面での分布は数理物理学の重要な研究対象である.今までの研究から,レゾナンスが存在する領域は大きく分けて3つの領域からなり,各領域での分布は異なっているのではないかという予想を研究代表者は持った.この研究は,各領域でのレゾナンスの分布を得ることで,レゾナンスが生成される仕組みを解明することを目標とする.相対論的量子力学における重要なハミルトニアンであるディラック作用素は,遠方で発散するポテンシャルをもつ場合には(ある種の解析的な性質を仮定すれば)レゾナンスという複素固有値を持つことが知られている.レゾナンスの複素平面での分布は数理物理学の重要な研究対象である.今までの研究から,レゾナンスが存在する領域は大きく分けて3つの領域からなり,各領域での分布は異なっているのではないかという予想を研究代表者は持った.この研究は,各領域でのレゾナンスの分布を得ることで,レゾナンスが生成される仕組みを解明することを目標とする.
スマートウインドウ用ポーラス水酸化物薄膜の開発

窓ガラスの透過率を変えることのできるエレクトロクロミック・スマートウィンドウは、住宅やオフィスビルの省エネルギー技術として期待されている。この電気化学的に色変化するエレクトロクロミック材料として、我々は水酸化物薄膜に注目し、その作製技術を検討した。その結果、水蒸気雰囲気中で、室温以下の低温に冷却した基板上にスパッタ成膜することにより、ポーラスで膜密度の低い、エレクトロクロミック特性の優れた水酸化物薄膜が得られることを明らかにした。スマートウィンドウ用の電気化学的特性の優れた水酸化物薄膜を作製するため、以下の研究を行った。1.相補型エレクトロクロミック素子を実現するための基礎データを得るため、還元着色型の酸化タングステン(WO3)薄膜のエレクトロクロミック特性に対する電解質のpHによる影響を検討した。スパッタリング法で作成したWO3薄膜は、pH=13付近の水溶液電解質中で安定で優れたエレクトロクロミック特性を示すことを確認した。2.酸化着色型のオキシ水酸化ニッケル(NiOOH)、およびオキシ水酸化コバルト(CoOOH)薄膜の水溶液電解質中での耐久性を改善するため、ZrO2添加の効果を検討した。ZrO2添加量が10 mol%程度の複合膜は、pH=413の水溶液電解質中でエレクトロクロミック特性を示すことを確認したが、pH=3以上では劣化が激しく、WO3薄膜と組み合わせて相補型素子を実現することは難しいことがわかった。3.酸化着色型の水酸化イリジウム(IrOxHy)薄膜を基板温度を変えて作製し、そのエレクトロクロミック特性を検討した。基板温度70°C以上では透過率変化幅が小さいのに対し、室温以下の低温で作製することでエレクトロクロミック特性が改善されることを確認した。また、pH=0.4の酸性水溶液電解質中で優れたエレクトロクロミック特性を示し、WO3薄膜と組み合わせて相補型素子を実現できる可能性が明らかになった。4.低温で膜密度の低いポーラス膜を作製するため、スパッタ装置用の基板冷却機構を作製した。低温用ペルチェ素子を用いる方法で-70°Cまで、液体窒素を用いる方法で-180°Cまで、基板温度を冷却できることを確認した。スマートウィンドウ用のポーラスで電気化学的特性の優れた水酸化物薄膜を作製することを目的として、スパッタ成膜技術の検討、及び薄膜作製の実験を行い、以下の成果を得た。1.水蒸気雰囲気中で安定に水酸化物薄膜を作製するため、高温対応マスフローコントローラを用いた水蒸気供給システムを作製した。超純水を60°Cに加熱し、約20 kPaの圧力の水蒸気を発生させた。水蒸気の流量は、凝結を防ぐため約80°Cに保持した高温対応マスフローコントローラにより制御し、最大5 cc/minの水蒸気を安定にスパッタチャンバへ供給できることを確認した。2.プロトン伝導性固体電解質への応用を目的として、YOOH-nH2O、ZrO2-nH2O、TiO2-nH2O、Ta2O5-nH2O、Nb2O5-nH2Oの各水和酸化物薄膜を作製した。X線回折、及びX線反射率の測定より、いずれの試料も基板温度の低下とともに膜密度が低下し、アモルファスでポーラスな膜構造になることを確認した。特に、基板温度-30°Cで作製したZrO2-nH2OとTa2O5-nH2O薄膜は、バルクに対する相対密度が70%以下となり、基板温度の低温化が低密度化に有効であることを確認した。また、10 μS/m台の高いイオン伝導率を得た。3.水蒸気を凝結させ、氷と水酸化物の混合膜を作製するため、ペルチェ素子を用いる方法と液体窒素を用いる方法の2つの基板冷却方式を検討した。まず、ペルチェ素子を用いる方法では、-40°Cまで基板温度を冷却できたが、スパッタ成膜中はプラズマによる加熱のため、-30°C付近まで温度が上昇した。また、液体窒素を用いた基板冷却ホルダを試作したが、液体窒素の供給パイプが細過ぎたため、十分な量の液体窒素を供給することができず、基板を冷却することができなかった。スマートウィンドウ用の電気化学的特性の優れた酸化物薄膜を作製することを目的として、以下の研究を行った。1.液体窒素により-180°Cまで冷却できる基板冷却機構を用い、オキシ水酸化ニッケル(NiOOH)、および酸化ニッケル(NiO)薄膜の作製を試みた。水蒸気を反応ガスに用いた場合、液体窒素温度では、基板、および基板冷却機構の表面に水蒸気が吸着し、スパッタガス圧力が0.01 Pa程度まで低下してしまうことがわかった。この圧力では安定な放電を維持できないため、水蒸気を反応ガスに用いてNiOOH薄膜を作製することは困難であることがわかった。これに対し、酸素を反応ガスに用いた場合は、基板を液体窒素温度まで冷却してもスパッタガス圧力には変化が無く、安定した放電、およびスパッタ成膜が可能であることを確認した。

2.室温と液体窒素温度で作製しNiO薄膜の特性を比較した結果、液体窒素温度で作製したNiO薄膜の方が光学密度変化と移動電荷密度が大きく、エレクトロクロミック特性が優れることを確認した。液体窒素温度では、スパッタ粒子の基板表面での拡散が抑制されるため、ポーラスで低密度な薄膜が形成されると予想される。このため、イオンの膜中への拡散が容易になり、電気化学的活性が向上したものと考えられる。3.水蒸気雰囲気中で基板温度を-30°Cから+130°Cの範囲で変えて、鉄酸化物薄膜を作製した。室温以上の温度で作製した試料はα-Fe2O3、基板を冷却した作製した試料は、膜中にOH基を含むアモルファス鉄酸化物薄膜であることを確認した。全ての試料がエレクトロクロミック特性を示したが、基板温度の低下とともに、光学密度変化と移動電荷密度がわずかに増加する傾向が認められた。しかし、透過率変化幅はNiOやNiOOH薄膜に比べて小さいことがわかった。薄膜電子材料基板冷却機構の作製が遅れたため、液体窒素温度付近での水酸化物薄膜の作製実験が、まだ実施できていない。水蒸気供給システムの作製、及び水酸化物薄膜の作製と評価については、ほぼ当初の予定通り順調に進展している。特に、プロトン伝導性固体電解質である水和酸化物薄膜の低密度化を実現し、高いイオン伝導率を得ることができた。しかし、基板冷却方法の検討と、氷と水酸化物の混合膜の作製については、予定より遅れている。当初は、スパッタ成膜を行う1 Pa程度のスパッタガス圧力で、水蒸気が凝結する-50°C以下まで基板温度を冷却する予定であったが、現状では、ペルチェ素子方式を用いて-40°C(スパッタ中は-30°C)までしか冷却できなかった。このため、氷と水酸化物の混合膜の作製が実施できていない。H25年度に作製した基板冷却機構を用いて、オキシ水酸化ニッケル、及び水酸化イリジウム薄膜を液体窒素温度付近の低温で作製する。また、基板温度とスパッタガスの組成が、試料の構造、及びエレクトロクロミック特性に与える影響について検討する。ペルチェ方式、及び液体窒素方式ともに、冷却方法の改善を行う。まず、ペルチェ方式は、これまで用いてきた1段式ペルチェ素子では冷却能力が不十分であることがわかったので、2段式ペルチェ素子を採用し、低温化を図る。また、液体窒素方式については、液体窒素供給パイプの直径を太くすることと、供給パイプの形状を水平型から垂直型に変更することにより、液体窒素の流れをスムーズにし、効果的に冷却できるよう基板ホルダを改造する予定である。基板温度を-50°C以下に冷却できることを確認した後、氷結晶と水酸化物(NiOOH、及びCoOOH)の混合膜の作製実験を行う。また、作製した試料のエレクトロクロミック特性を評価する。基板冷却機構の作製が遅れ、液体窒素温度付近での水酸化物薄膜の作製実験が実施できなかった。このため、試料作製と評価のための経費、および学会発表旅費が予定よりも少なくなった。H25年度に基板冷却機構が完成したので、H26年度は液体窒素温度付近での薄膜作製実験を行う。H26年度の助成金は、試料作製、および試料の構造・組成とエレクトロクロミック特性の評価のために使用する。また、得られた成果を発表するための学会発表旅費として使用する。
英国における児童美術教育の成立と自然観の変容

ジャン=ジャック・ルソー以降の児童教育では、この自然性が既存の文化・社会の枠組みに貢献する限りで、という制約のなかで、子どもの自然性(純粋無垢な感受性・創造性)を育むことが重視されて来た。本研究課題では、近代英国の児童美術教育をいっそう大きな理論的文脈のもとで読み直し、児童の感受性・創造性が他の諸概念・諸実践(自然観、原始美術、未開美術、近代美術)と連関して着想されていた点に注目し、この連関を明らかにした。本年度は前年度に引き続き資料収集、現地調査を中心に活動を行った。具体的には、研究代表者がおよそ4ヶ月間、英国に滞在し、ノリッジ(イースト・アングリア大学)を拠点としてイースト・アングリア大学附属図書館、コートールド研究所附属図書館で、国内では入手不可能な先行研究を含む関連するアーカイブズ資料の閲覧および手書きによる転記、複写等を行った。また、分担者・前田茂とともに、7月にはポーランド・クラクフで開催された第19回国際美学会議、8月には英国・ブライトンで開催された第15回モダニズム学会に参加し、国際美学会では口頭発表を行った。9月には、イースト・アングリア大学で代表者と分担者・前田は共同で招待講演を依頼され、モダニズムに見出せる自然観の特徴について講義した。研究課題に関する議論の場を海外で、わけても英国で設けることができたことは、本課題にとって大いに意義のあることである。その一方で、研究分担者・大久保恭子は、夏にロンドンとパリにて調査を行い、世紀転換期のプリミティヴ概念をロンドンとパリの芸術的様相と言説を基に分析に着手し、とりわけ19世紀後半からの世界博覧会の開催や民族学博物館の開設という社会現象を取り上げ、それらを取り巻くプリミティヴ概念の変容と当時の児童教育概念のリンクを考察した。この論考は、近く刊行される『西洋近代の都市と芸術』シリーズ(竹林舎)の『ロンドン』に所収される予定である。代表者と分担者は、国内の小規模な研究会(10月21日、3月29日に報告会)だけでなく、海外滞在時にも意見交換する機会(7月23、24日、8月18日、9月4日)をもち、相互の進捗状況を報告しつつ資料整理、情報共有に務めた。年度後半は、収集した資料の読解に専念し、現在も継続中である。本研究初年度は、研究基盤となる資料収集を中心に行った。具体的には、研究代表者が再版され国内で入手可能な英国の美術教育者の手になる一次文献(M.Richardson, H.Spencer, J.Mill)ならびに先行研究書を購入したうえで、分担者の前田茂とともに、8月および2月にケンブリッジ大学附属図書館、キングスカレッジ附属モダンアーカイヴを中心として関連文献の複写を行った。その一方で、分担者大久保恭子が、「プリミティヴィズム」の観点から、民族芸術の実見調査から新たな問題を掘り起こすことを目的としてNYメトロポリタン美術館の民族芸術展示を中心に調査し、ブルックリン美術館の民族芸術展示調査との比較を行った。研究従事者3名の情報共有のために、現在前田が文献資料の電子データ化を行っている。以上の収集作業と並行して、10月にはフランスのコンテンポラリー・ダンスの専門家、エリザベート・ダムールを大阪大学に招へいして講演を実施してもらい、大阪大学大学院文学研究科所属の能楽研究者、中尾薫の講演とあわせて、国際ワークショップ&レクチャー「自然を教育する?」を開催した。この試みには一般からの参加者も含めて、約30名が参加し、これまでの研究成果を報告する貴重な機会となった。引き続き、研究代表者の要真理子と研究分担者の大久保恭子ならびに前田茂は、この研究全体を通じて収集した資料のうち、とくに日本での研究が進んでいないものを選別して、訳出し、広くその内容を発表することを、平成27年2月の研究会にて確認した。平成28年度に図書として刊行を目指し、複数の出版社に出版企画を打診中である。人文学:美学・美術史平成25年度の研究目的がおおむね達成できた要因としては、研究代表者が年度前半およそ4ヶ月間、英国に滞在したことにより、現地での資料調査が捗ったこと、海外の研究機関所属の研究者と交流する機会を得て示唆に富む助言を頻繁に得られたことが挙げられる。加えて、代表者が英国滞在中はSkype、Facetime等の電子ツールを用いつつ、研究従事者3名が前年度に増して情報交換を密に行ったことで、進捗状況を相互に把握し効率よく分担課題を推進することができた。具体的な達成状況に関しては、分担者・大久保が自然観と「プリミティヴ」概念に関する調査内容の一部を今年度出版予定の書籍に寄稿した。その一方で、分担者・前田が美術教育の実践的テキスト『イメージと意味の本』の翻訳書を出版した。また、平成25年9月に代表者と分担者・前田が近代における自然観の変容とその特徴について、イースト・アングリア大学で講演を行った。

この講演内容を基礎として新たな知見が加えられ、平成26年7月に開催されるアヴェイロ大学での口頭発表(要・前田)が可能となった。初年度である平成24年度は研究従事者が各自分担課題を中心に個別に研究を進めた。研究目的のうち、初年度に遂行すべき国内外の一次資料の複写・収集に関しては再版された図書や大学図書館所蔵の文献を見つけることができたため、概ね達成できたと言える。ただし、それらの先行研究文献に関しては、所蔵が多岐にわたるため、収集・調査にやや時間を要する。入手の途中にあるものとしては、19世紀植民地主義における未開のイメージの形成に関する資料が挙げられる。ロンドン万博・パリ万博前後はとくに、来る20世紀に登場した「プリミティヴィズム」概念を形成した時期と考えられ、注目に値する。自然観と「プリミティヴ」の関連については、研究分担者大久保のゴーギャン研究に代表されるが、本調査研究では、それ以前の言説も射程に入れている。ポルトガルの国際学会での研究発表は、開始して間もない時期であったとはいえ、本調査研究の中間報告として位置づけられる。この国際学会に参加したことにより、児童教育のなかでもとりわけ描画教育の歴史と現状、理論について国際的な研究動向を把握することができた。現在、これらの情報を研究従事者の間で共有するために、分担者前田が電子化の作業を行っている。分担者の本務(大学運営の重点化)に配慮し、初年度は電子メールにおける意見交換にとどまったが、電子ツール(SkypeやFacetime)を有効利用して、研究会などで直接顔を合わせる以外に、従事者3名の間で議論できる場を設えることも検討中である。最終年度である平成26年度は、収集資料の読解を行うとともに、研究従事者間でこれまで獲得した知見の交換と研究成果の公開に重点を置く。具体的には、研究代表者が7月にアヴェイロ大学(ポルトガル)で行われる第9回国際デザイン学・デザイン史会議に参加し、分担者前田との共著論文の口頭発表を行う。本会議は、平成24年度に代表者と前田が参加した同大学主催の児童描画教育に関する国際会議に関連するものである。また、10月に大阪大学(あるいは京都精華大学)において、児童美術教育と自然観の変容に関する公開研究会を実施する。本研究会には、研究従事者3名と海外からゲスト1名が参加する予定であるが、さらに国内研究者1名の招へいを検討している。研究調査に関しては、研究代表者が、夏期にInstitute of Education, London University (IOE)、University of Leeds、冬期にニューヨーク近代美術館(MoMA)等のアーカイブで補足調査を行う。短期間で遂行するために、可能であれば、他2名の研究従事者も調査に同行し作業を分担する。そのうえで、資料読解を通じて、代表者は、英国19世紀後半から20世紀初頭の美術批評と当時の美術教育思想の制度的・人的・思想的連関を、分担者・前田は、英国19世紀の教育思想全体における美術(創作)の位置づけ(英国とヨーロッパ諸国、米国との影響関係も含む)を明らかにする。その一方で、分担者・大久保は、前年度からの課題である19世紀後半の児童美術と原始美術との類似性に言及した文献・資料を検証し、現代の美術教育思想との比較を試みる。一連の研究成果の公開は、前述の学会・研究会等の発表や招へい講演のみならず、将来的には冊子体の論文集の出版を視野に入れ、現在関係者の間で協議中である。
環境要因の変化に伴うC4光合成の律速及び制御要因の解析-各細胞画分における炭素代謝中間体のレベルについて-

C_4光合成の律速・制御要因に及ぼす環境(主に光強度)変化の影響について明らかにするために,各細胞画分における炭素代謝中間体のレベルの測定を行なうことを目的とした.トウモロコシの凍結乾燥葉を排水溶媒で摩砕し, 5つの比重の異なる画分を得た.その結果,比重1.261.29の画分には,葉肉細胞細胞質,維管束鞘細胞葉緑体,同細胞質をほとんど含まない,高度に純化された葉肉細胞葉緑体を得ることが出来た.これはC4植物における同様の研究の唯一の例である, Slackらの成果(葉肉細胞葉緑体と同細胞質の分離は再現性よく得られなかった)と比較して,格段に進歩した画期的なものである.また同画分における,ミトコンドリア,パーオキシゾーム,液胞の混在はそれぞれ約20%, 10%, 20%であった.即ちこの方法により初めて,葉肉細胞葉緑体でおきている中間体のレベルの変化だけをとり出して解析することが可能になった.C_4光合成を律速する要因の一つであるピルビン酸リン酸・ジキナーゼは光強度により著しくその活性が調節されている.本研究課題を明らかにすることの一つは異なる光強度が実際どのようなことを引き起こし,同酵素の活性を調節しているかである.invitroの実験系から同酵素の活性調節にはピルビン酸の濃度変化が重要であることが示唆されている.そこで最大日射量の約1/4と1/20の光強度のもとで,同酵素の局在する葉肉細胞葉緑体中のピルビン酸を上記の方法で測定したところ, 10mMと2mMで,光量に応じてピルビン酸のレベルが変化していることが明らかとなった.しかし, 2mMのピルビン酸下では同酵素はまったく不活化されないことがinvitroの系で示されているので(Budde R.J.A.ら1986),今後,更に同酵素のinsituにおける光強度の変化に応じた活性調節のしくみの実体について明らかにしていく必要がある.C_4光合成の律速・制御要因に及ぼす環境(主に光強度)変化の影響について明らかにするために,各細胞画分における炭素代謝中間体のレベルの測定を行なうことを目的とした.トウモロコシの凍結乾燥葉を排水溶媒で摩砕し, 5つの比重の異なる画分を得た.その結果,比重1.261.29の画分には,葉肉細胞細胞質,維管束鞘細胞葉緑体,同細胞質をほとんど含まない,高度に純化された葉肉細胞葉緑体を得ることが出来た.これはC4植物における同様の研究の唯一の例である, Slackらの成果(葉肉細胞葉緑体と同細胞質の分離は再現性よく得られなかった)と比較して,格段に進歩した画期的なものである.また同画分における,ミトコンドリア,パーオキシゾーム,液胞の混在はそれぞれ約20%, 10%, 20%であった.即ちこの方法により初めて,葉肉細胞葉緑体でおきている中間体のレベルの変化だけをとり出して解析することが可能になった.C_4光合成を律速する要因の一つであるピルビン酸リン酸・ジキナーゼは光強度により著しくその活性が調節されている.本研究課題を明らかにすることの一つは異なる光強度が実際どのようなことを引き起こし,同酵素の活性を調節しているかである.invitroの実験系から同酵素の活性調節にはピルビン酸の濃度変化が重要であることが示唆されている.そこで最大日射量の約1/4と1/20の光強度のもとで,同酵素の局在する葉肉細胞葉緑体中のピルビン酸を上記の方法で測定したところ, 10mMと2mMで,光量に応じてピルビン酸のレベルが変化していることが明らかとなった.しかし, 2mMのピルビン酸下では同酵素はまったく不活化されないことがinvitroの系で示されているので(Budde R.J.A.ら1986),今後,更に同酵素のinsituにおける光強度の変化に応じた活性調節のしくみの実体について明らかにしていく必要がある.
電極表面上における有機薄膜の電位誘起相転移フロント表面伝搬の実時間追跡

1.ヘプチルビオロゲン(HV)の二次元ファラデー相転移を検討した。HVがHOPGベーサル面電極で示すスパイク応答は、酸化体ガス状吸着膜と還元体凝縮単分子膜との間の一次相転移として理解できた。ダブル電位ステップに対する可視光反射過渡応答を用い、一次相転換に特有の双安定電位額域内の酸化体(還元体の存在比を追跡し、1:1の共存状態を生成できた。さらに、双安定電位領域の広さは分子間相互作用によって制御できた。プローブ電極列を用いた界面電位差変化測定から相転移フロントの動きを追跡するための測定系の構築に成功したが、感度は不十分であった。また、蛍光顕微観察やレーザーを使って局所的な反射を追跡する方法によっても相転移フロントの把握は困難であった。2.末端に電位応答性の吸脱着活性基をもつ長鎖分子の吸着層における相変化挙動を、アルキル長鎖の末端に4-ピリジル基またはイミダゾリル基を持つ分子を合成し、Au(111)帰結晶電極表面で検討した。いずれの分子も、コンパクトな単分子層から、脱着した凝集状態に至る相変化を起こしたが、その電位依存性のパターンは分子構造に敏感に依存した。末端基のほか、アミド基の有無と分子内位置、pH、炭酸イオンの共存、展開膜への電極の水平付着回数の効果などを解明した。また、光散乱等の分光電気化学的手法によっても電位による吸着層の状態変化を追跡することができた。3.デンドリマー吸着層の電位による相変化を、外殻表面全ての末端を4-ピリジル基で修飾したPAMAMデンドリマーについて、Au(111)電極表面で追跡した結果、電位変化に可逆的に応答した部分的吸脱着と末端基の吸着配向変化に対応するシグナルを世界に先駆けて得た。1.ヘプチルビオロゲンがHOPG電極表面上で起こす相転移挙動を、近似的にFrumkin等温吸着式で説明することができた。また、同式における相互作用パラメータを求めたところ、還元体間の強い親和的相互作用が、相転移現象、特に双安定電位領域を支配することがわかった。2.ヘプチルビオロゲンの相転移挙動を、ダブル電位ステップクロノリフレクトメトリーで追跡することに成功した。その結果、第一電位ステップで転移をどこまで進行させたかに依存して、双安定電位領域内に酸化体と還元体とを共存させうることがわかった。3.ビスビオロゲンとカルボン酸ビオロゲンを新たに設計・合成した。これらビオロゲンも相転移挙動を示した。ヘプチルビオロゲンの挙動との比較から、ビスビオロゲンでは、溶解度の増大とアルキル鎖のミスマッチの可能性にも関わらず、還元状態にあるビオロゲン環間のダイマー化の相互作用が大きいため、双安定領域がヘプチルビオロゲンより拡大すること、および、カルボン酸ビオロゲン環の水素結合が酸性領域で分子間相互作用に大きな寄与をし、双安定電位領域を格段に広くすることが明らかになった。4.多点電位プローブを自作し、その性能に関して、多点電位検出回路付きポテンシオスタットを用いで基本的なテストを行うことに成功した。5.蛍光色素共存下でのヘプチルビオロゲンの相転移を追跡したところ、色素共存が相転移を妨害することはないものの、蛍光強度変化は非常に小さいことがわかった。6.相転移挙動を電位依存動的挙動と捉え、比較のため、金電極上でのデンドリマーの挙動を検討した結果、部分的吸脱着と外殻の配向変化を、電極上で初めて捉えることができた。

HVがHOPG電極ベーサル面電極で示すスパイク応答は、酸化体ガス状吸着膜と還元体凝縮単分子膜との間の一次相転移として理解できた。ダブル電位ステップに対する可視光反射過渡応答を用い、一次相転移に特有の双安定電位領域内の酸化体/還元体の存在比を追跡し、1:1の共存状態を生成できた。さらに、双安定電位領域の広さは分子間相互作用の強さによって実際に制御できることを明らかにした。プローブ電極列を用いた界面電位差変化測定から相転移フロントの動きを追跡するための測定系の構築に成功したが、感度は不十分であった。また、蛍光顕微観察やレーザーを使って局所的な反射を追跡する方法によっても相転移フロントの把握は困難であった。2.末端に電位応答性の吸脱着活性基をもつ長鎖分子の吸着層における相変化挙動を、アルキル長鎖の末端に4-ピリジル基またはイミダゾリル基を持つ分子を合成し、Au(111)単結晶電極表面で検討した。いずれの分子も、コンパクトな単分子層から、脱着した凝集状態に至る相変化を起こしたが、その電位依存性のパターンは分子構造に敏感に依存した。末端基のほか、アミド基の有無と分子内位置、pH、炭酸イオンの共存、展開膜への電極の水平付着回数の効果などを解明した。また、光散乱等の分光電気化学的手法によっても電位による吸着層の状態変化を追跡することができた。3.デンドリマー吸着層の電位による相変化を、外殻表面全ての末端を4-ピリジル基で修飾したPAMAMデンドリマーについて、Au(111)電極表面で追跡した結果、電位変化に応答した部分的吸脱着と末端基の吸着配向変化に対応するシグナルを得た。このようなデンドリマーの動きの可逆制御は、世界に先駆けて可能になった。また、コアに蛍光色素を入れたデンドリマーを用いた測定を実施した。
転写因子GATA3を中心とした顎顔面形成シグナルネットワークの解明

Zinc finger型転写因子GATA3は胎生期の様々な臓器・組織に発現し、これらの発生や形態形成に重要な役割を果たしている。今回我々は、胎生期の顎顔面領域におけるGATA3の発現プロファイルを詳細に解析するとともに、GATA3低発現マウスが口蓋形態の異常および腎臓の形成不全を呈し、出生後早期に死亡することを明らかにした。また、酵母人工染色体(YAC)トランスジェニックマウスの解析から、Gata3遺伝子座の周囲約662kbの領域が、胎生期の鰓弓および尿管原基におけるGATA3の発現に重要な役割を担っていることを明らかにした。顎顔面の形態形成には様々な遺伝子の協調的な発現制御が重要であり、その制御機構が破綻すると様々な異常が引き起こされる。GATA3は発生期から出生後にかけて様々な組織に発現している転写因子で、標的臓器の発生や恒常性維持に重要な機能を担っている。先行研究ではGATA3ノックアウトマウスは顎顔面領域の著しい形成不全をきたすことが知られており、GATA3は顎顔面形成に関わっていると考えられている。しかしながら、GATA3ノックアウトマウスは胎生中期までに死亡するため、顎顔面形成におけるGATA3の機能を詳細に検討することはできなかった。そこで申請者は、まず、マウス顎顔面発生過程でGATA3がどのような領域に発現しているかを評価するため、片方のアリルのGata3遺伝子座にLacZレポーターを組み込んだマウス(Gata3(Z/+)マウス)の胎児を用いてβ-Gal染色を行った。その結果、口蓋の発生が起こる時期(胎生11.5日-13.5日)の上顎突起においてLacZ遺伝子の発現が見られたことから、GATA3がこの時期の上顎突起に特異的に発現していることが明らかとなった。次に申請者は、変異アリルからのGATA3発現量が、正常アリルの8%程度に減弱しているマウス(Gata3ノックダウンマウス)の表現型を解析することで、GATA3ノックアウトマウスに見られる胎生致死性を回避しつつ顎顔面発生過程におけるGATA3の機能を解析しようと試みた。その結果、GATA3ノックダウンマウスは腎臓の形成不全を示すととに、出生後早期に死亡することが明らかとなった。また、生後0日のGATA3ノックダウンマウスは著しい空気嚥下を呈しており、嚥下機能に異常をきたしている可能性が考えられた。また申請者の研究グループでは、GATA3ノックダウンマウスに見られる腎臓形成不全に関する知見をまとめ国際誌に発表した。当初の想定よりもGATA3ノックダウンマウスにおける腎臓の形成不全が重篤であり、出生後まもなく死亡し食殺されるマウスが多かったため、解析に十分なGATA3ノックダウンマウスを得ることができなかった。しかしながら、今後は胎生後期のマウス胚や条件付きノックアウトマウスを合わせて解析することで、顎口腔における表現型解析を進めることができると考えている。Zinc finger型転写因子GATA3は胎生期の鰓弓や腎・尿管原基、交感神経節に特異的に発現し、これらの臓器・組織の発生や形態形成に重要な役割を果たしている。GATA3ノックアウトマウスが著しい顎顔面形成異常を示すことから、申請者らはGATA3が顎顔面形態の形成にも重要な役割を果たしていることを見出していたが、このマウスは胎生中期までに死亡するため、その詳細な機能解析を行うことが困難であった。また変異アリルからのGATA3発現量が正常アリルの8%程度に減弱しているマウス(Gata3ノックダウンマウス)の表現型を解析すると、GATA3ノックダウンマウスはGATA3ノックアウトマウスに見られる胎生致死性を回避することができるものの、口蓋の形態異常に伴う嚥下機能障害と著しい腎臓形成不全を呈し、出生後早期に死亡することが明らかになっていた。そこで申請者らは胎生期におけるGATA3遺伝子の発現制御メカニズムを明らかにすべく、酵母人工染色体トランスジェニック(YAC-Tg)マウスを用い、その発現に重要な制御領域の同定を試みた。その結果、GATA3周囲約662kbの領域の制御下でGATA3遺伝子を発現させることで、胎生期の尿管原基および鰓弓における内在性GATA3の発現を再現できること、GATA3ノックダウンマウスにおける致死的表現型をレスキューできることが明らかとなった。これらの知見から、申請者らはGATA3遺伝子の周囲約662kbの領域に、尿管原基および顎顔面形成におけるGATA3の発現制御領域が含まれていると結論付けた。出生したGATA3ノックダウンマウスは著しい腎臓の形成不全を示すとともに、嚥下障害に起因すると考えられる空気嚥下を呈し死亡する。

そこで、胎生17.5-18.5日齢のマウス胎児を用いて硬口蓋および軟口蓋形態の組織学的評価を進めるとともに、組織を実体顕微鏡下で切除・単離し、RNAシークエンス(RNA-Seq)法を用いて口蓋形成異常に関わる遺伝子のスクリーニングを行う。また、GATA3条件付きノックアウトマウスを用いて、腎機能障害による影響を排除しつつ顎口腔の表現型を解析する。29年度が最終年度であるため、記入しない。医化学、分子生物学29年度が最終年度であるため、記入しない。
駿河トラフ深層への内部潮汐波エネルギーの収束に関する研究

内部潮汐は陸棚端や海嶺等の発生域から鉛直斜め方向にビーム状にエネルギーを運ぶことによって、深層や底層に強い流れを誘発する。我々は1985年と1988年の駿河トラフ深層での観測から強い内部潮汐の存在を明らかにし、この内部潮汐は伊豆海嶺北部で発生したものであることを二層モデルによる数値実験で示した。本研究ではエネルギー集中機構の解明と三次元レベルモデルによる数値実験により、内部潮汐波の斜め伝播を実証することを目的としてきた。観測は当初、深層での係留系による流速観測を予定したが、天候不順による航海計画の変更などから、ADCPの往復連続観測と係留観測により、陸棚端及び大陸斜面と海嶺周辺での内部波の鉛直斜め伝播の実体把握に変更した。1995年10月初旬および1996年7月下旬に駿河湾奥部の内浦湾口の陸棚端で、また1995年および1996年10月中旬には伊豆海嶺周辺でADCP観測を実施した。駿河湾奥部ではADCPの往復連続観測から潮汐周期成分の卓越、内部波エネルギーのビーム状構造とトラフ深層に向かう鉛直ななめ構造を確認した。伊豆海嶺上では水温計とADCPを係留しながら、曳航式ADCPによる横断観測を実施した。係留系のデータのうち水温観測記録を解析した結果、底層に海底補足波としての日周期の内部波が、その上に半日周期の内部波が顕著であった。また、曳航式ADCPからは内部潮汐による流速は斜め伝播する様子が伺えた。数値実験は駿河湾口から伊豆海嶺北部域をモデルとして、海嶺の浅瀬で内部波を発生させたところ非常に強い内部潮汐が駿河湾内に内部ケルビン波の性質を持って伝播する事が示された。内部波の海嶺上での効果的な発生により増幅され、強い潮流が深海にまで達することが確認された。これらは二層モデル結果を支持する事はもちろん、二層モデルでは明らかに出来なかった深層での流速などの定量的な議論が可能になった。連続成層した海洋では、陸棚端や海嶺で発生した内部波は鉛直斜め方向にビーム状にエネルギーを運ぶことによって、深層や低層に強い流れを誘発することがある。我々は1985年と1988年の駿河トラフ深層での観測から強い内部潮汐の存在を明らかにした。さらに、この内部潮汐は伊豆海嶺北部で発生したものであることを二層モデルによる数値実験で明らかにした。本研究では現場観測でのエネルギー集中機構の解明と三次元レベルモデルによる数値実験によって、内部波の斜め伝播を実証することを目的としてきた。観測は当初、深層での係留系による流速観測を予定したが、天候不順による航海計画の変更などから、ADCPの往復連続観測により、陸棚端及び大陸斜面と海嶺周辺での内部波の鉛直斜め伝播の実体把握に変更した。1995年10月初旬に駿河湾奥部の内浦湾口の陸棚端で、また中旬には伊豆海嶺周辺で観測を実施した。陸棚端ではADCPの往復連続観測から潮汐周期成分の卓越、内部波エネルギーのビーム状構造とトラフ深層に向かう鉛直ななめ構造を確認した。係留系の記録は解析中であるが、曳航式ADCPからは内部潮汐による流速は斜め伝播する様子が見える。

数値実験は駿河湾口からさらに伊豆海嶺北部域をモデル化し、海嶺の浅瀬で内部波を発生させたところ非常に強い内部潮汐が駿河湾内に内部ケルビン波の性質を持って伝播した。効果的な伝播によるエネルギーの分散を阻止し、強い潮流が存在することが確認された。二層モデル結果を支持するとともに、さらに二層モデルでは明らかに出来なかった深層での流速などの定量的な議論が可能になった。駿河トラフ深層へ運ばれる内部潮汐エネルギーについて観測と数値実験を通して、その構造と力学を明らかにすることを試みた。1996年7月下旬に駿河湾奥部の内浦湾口の陸棚端で、10月中旬には伊豆海嶺周辺でADCP観測を実施した。駿河湾奥部ではADCPにより、海底傾斜の大きい測線に沿った往復観測を合計30回行い、潮汐周期成分の卓越、内部波エネルギーのビーム状構造とトラフ深層に向かう鉛直ななめ構造を確認した。伊豆海嶺上では水温計とADCPを係留しながら、曳航式ADCPによる横断観測を実施した。係留系のデータのうち水温観測記録を解析した結果、底層に海底補足波として日周期の内部波が、その上に半日周期の内部波が顕著であった。特筆すべきは、高調波である1/4日、1/3日周期成分が卓越し、エネルギーレヴェルとしては一日、半日周期成分に匹敵するほど高いものであった。また、曳航式ADCPからは内部潮汐による流速は斜め伝播する様子が伺えた。数値実験は三次元レベルモデルにより、伊豆海嶺北部域で発生した内部潮汐波が駿河トラフ深層に斜め伝播する過程を追跡した。数値実験は駿河湾口から伊豆海嶺北部域をモデルとして、海嶺の浅瀬で内部波を発生させたところ非常に強い内部潮汐が駿河湾内に内部ケルビン波の性質を持って伝播する事が示された。内部波の海嶺上での効果的な発生により増幅され、強い潮流が深海にまで達することが確認された。これらは二層モデル結果を支持する事はもちろん、二層モデルでは明らかに出来なかった深層流速の定量的な議論が可能になった。
骨伝導性を有する各種生体材料が骨芽細胞の分化に及ぼす影響

骨伝導性を有する生体材料がなぜ骨伝導性を示し、骨添加を生ずるようになるのか、その詳細なメカニズムはこれまで明確にはされていなかった。そこで今回、骨伝導性のメカニズムを解明することを目的に、数種類の骨伝導性を有する生体材料上で、培養ヒト骨芽細胞を培養し、生体材料が骨芽細胞の増殖および分化に及ぼす影響を生化学的、分子生物学的手法で解析することにより骨伝導性を客観的、数量的に解析し検討を行った。各種生体材料(金属系材料は純チタン、リン酸カルシウム系材料はハイドロキシアパタイトおよびリン酸三カルシウム、ガラス系材料は生体活性ガラス、プラスチック系材料はculture plastic dish)の表面粗さを非接触型表面粗さ測定機にて測定した。その結果、多孔体を有するリン酸カルシウム系材料の平均表面粗さが大きかった。そのため、材料表面を均一な荒さにするため試料の作製および調整を行った。ついで、調整した各種生体材料上でヒト骨芽細胞を培養し、細胞増殖および分化に及ぼす影響について検討した。その結果、細胞増殖はculture plastic dishが一番大きかった。また、リン酸カルシウム系材料では骨芽細胞の分化マーカーであるアルカリフォスファターゼ活性において高い値を示した。一方、純チタンにおいては、最も骨芽細胞の増殖率が小さかった。この原因を検索するため、リン酸カルシウム系材料(ハイドロキシアパタイトおよびリン酸三カルシウム)を疑似体液および培養液に浸漬した。その結果、ハイドロキシアパタイトの場合溶液中のカルシウムイオンは一定であったが、リン酸三カルシウムの場合カルシウムイオンは上昇を示した。このことから、骨伝導性を有する生体材料は表面の粗さが一定であった場合、溶出するイオンに影響を受けることが示唆された。骨伝導性を有する生体材料がなぜ骨伝導性を示すのか、また骨添加を生ずるようになっていくのか、その詳細なメカニズムについて現在のところ明確にはされていない。しかし、これらのメカニズムを解明することは、新規の生体材料を開発していく上で必要不可欠であると考えられる。そこで今回、骨伝導性のメカニズムを解明することを目的に、数種類の骨伝導性を有する生体材料上で、ヒト骨芽細胞を培養し、生体材料が骨芽細胞の増殖および分化に及ぼす影響を生化学的、分子生物学的手法で解析することにより骨伝導性を客観的、数量的に解析し検討を行った。まず、各種生体材料(金属系材料は純チタン、リン酸カルシウム系材料はハイドロキシアパタイトおよびリン酸三カルシウム、ガラス系材料は生体活性ガラス、プラスチック系材料はculture plastic dish)の表面粗さを非接触型表面粗さ測定機にて測定した。その結果、多孔体を有するリン酸カルシウム系材料が平均表面荒さが大きかった。まず、試料表面を均一な荒さにするため試料の作製および調整を行った。その結果、細胞増殖率はculture plastic dishが番大きかった。一方、純チタンにおいては、最も骨芽細胞の増殖率が小さく、アルカリフォスファターゼ活性、オステオカルシン量が比較的少なかった。今後、各試料から培養液中に溶出する成分分析とその成分が骨芽細胞の増殖・分化における影響、および各試料に付着するタンパクの同定を行う予定である。
医学部における研究倫理教育の基盤構築を目指して～現状調査と評価ツールの開発

2019年度は、前年度に行った日本の医学部に関する3つの調査の分析を行う。具体的には、研究倫理教育の実施の有無、担当者の有無、シラバス上の教育時間、研究倫理教育項目、教育時間、教育手法、評価方法の現状、および、研究倫理教育のニーズやゴールの設定に関する考えについて、分析する。また、研究倫理の専門家の協力を得て、国内の医療従事者や学生を学習者として想定した「研究の場における倫理的感受性尺度」を作成する。作成した尺度の評価として、Web調査会社に登録している医療従事者および医療系学生を対象とした調査を実施し、その信頼性と妥当性を検討する。日本の医学部における研究倫理教育のニーズとゴール設定の把握を目的として、医学部を擁する全82大学を対象にした質問紙調査(本調査)を計画した。ニーズ調査にはコンジョイント分析を用いるため、その事前調査として、学生のうちに学んできた方がよいと考えらえる研究倫理の教育項目を抽出するためのWeb調査を実施した。事前調査では、Web調査会社に登録する、研究に携わったことがある医療従事者400名を対象として、研究倫理の教育項目を、研究公正、被験者保護、動物実験の倫理の3領域として、eAPRINや国内で報告されている教育項目を参考に、それぞれ11項目、13項目、10項目を提示し、それぞれの教育項目を学ぶべきと考える時期を、臨床実習前シニア研究者の6段階もしくは学ぶ必要がない、判断がつかないの8選択肢から選択してもらった。有効回答者370名の回答を分析した結果、卒前教育で重視される教育項目上位を把握することができた。具体的には、研究公正領域では盗用、データの取扱い、社会への情報発信となり、被験者保護領域では、研究における個人に関わる情報の取り扱い・守秘義務、生命倫理学の歴史と原則とルール、診療におけるインフォームド・コンセント、動物実験の倫理の領域では、日本の法的枠踏み、動物実験基本方針と自主管理、実験処理の苦痛度検索であることを把握できた(論文投稿中)。続いて、事前調査の結果を踏まえて、82大学医学部を対象とした現状調査とニーズとゴール設定を把握する本調査を実施した。学事的な内容については学事担当者を対象に、現在行っている研究倫理の授業内容については担当教員を対象に、今後の教育のゴール設定やどの教育項目を重視するかのコンジョイント分析の設問は今後の教育担当者を対象として質問紙を郵送した。本調査は配布・回収を終え、現在集計中である。予定していた事前調査および日本の全医学部82大学に対して質問紙を送付するところまで終了している。学事担当者を対象とした現状調査は回答数28(回収率34.1%)、現在研究倫理を担当している教員を対象とした現状調査は回答数23(回収率28.0%)、今後の研究倫理教育を担当する予定の教員を対象とした教育のゴールやニーズの調査は回答数22(回収率26.8%)であった。一方、倫理教育に関する評価については、国内のシンポジウムなどを通して教育の現状を概ね把握した。研究における倫理的感受性尺度の先行研究については、海外の論文に当たっているが、いまだ体系的な整理がついていない。国内の82医学部における研究倫理教育の現状調査およびニーズ調査にあたるコンジョイント分析の集計および分析を行う。その後、論文化し、研究成果を社会に還元していく。倫理的感受性尺度の方は、研究や科学におけるMoral Sensitivity、Ethical sensitivityをキーワードに海外の論文を再度検索していく。研究における倫理的感受性尺度の先行研究が得られたら、翻訳もしくはオリジナルの尺度を開発していくかの方略を決め、研究倫理の専門家の意見を踏まえながら、尺度を作成する。尺度を作成したら、その信頼性と妥当性を検討するための調査を実施する。