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音楽科の学力のミニマムスタンダードに関する実証的研究

本研究は、学習指導要領音楽科における〔共通事項〕に示された音楽の諸要素や構造を、音楽科の学力を形成する教育内容のミニマムスタンダードとして精査し、それらの教育内容としての段階性を踏まえたモデル授業を開発することを目的とした。我が国の音楽科の教育内容論やそれにかかわる授業構成の変遷を分析し、小学校音楽科事例を検討することから、教育内容としての音楽の諸要素や構造の範囲と段階の課題を明らかにした。それらから、教育内容としての段階性を踏まえたモデル授業を開発・検証した。まず、[共通事項]の内容調査として、英国のナショナルカリキュラムの調査やアメリカにおける1970年前後の教育カリキュラムの調査を行った。そして、我が国の音楽科における、1980年代から[共通事項]にいたる教育内容論の文献・資料を収集し、分析を行った。これらについては、今後の課題を踏まえ、26年度に発表予定である。また、それを踏まえ、高知大学教育学部附属小学校と連携して、音楽づくりに焦点をあてて、[共通事項]との関連から段階性を検討した。具体的には、以下の通りである。1同附属小学校26年生591名を対象とした音楽づくりの授業に関する関心調査と、同附属小学校で1990年代から行ってきた音楽づくりの授業の収集と分析。関心調査では、興味を持った音楽づくりを聞いた上で、どこが好きか、どんな工夫をしたかを問うものである。2児童の音楽づくりにおける気づきやこれまでの音楽づくりの授業の分析から、【共通事項】との関連で段階性を検討し、1年間に3回計6カ年18回分の音楽づくりカリキュラムを作成した。成果は、「音楽づくりを中心としたカリキュラムの基礎的研究ー高知大学教育学部附属小学校児童の音楽づくりに関する関心調査からー」というテーマで高知大学教育学部研究報告(第74号21-34頁、2014年3月)に発表した。また、同校が指定を受けた国立教育政策研究所教育課程研究指定事業【音楽】研究とタイアップして附属小学校第2回公開授業研究会を開催し、学外研究者、実践者らとともに協議を行った。実践現場への還元としては、県内市教研(土佐市、高知市等)での講話や「2014ミュージックメッセin KANTO」の講座等で講座を行った。平成25年度に引き続き、我が国の音楽科において、〔共通事項〕にいたる教育内容論を歴史的に検討した。そして、それらを踏まえて、学習指導要領の変遷にかかわる国内の授業実践の変遷を分析し、さらに幼児期の音楽活動から音楽科にいたる教育内容を一定整理し、今後の教育内容と授業構成の課題を明らかにした。あわせて、海外のナショナルカリキュラムと授業内容研究として、渡英して調査を行った。イギリスでは、ロンドンのカムデン区児童福祉課を訪れてナショナルカリキュラムの普及度と区独自のカリキュラムについてインタビュー・資料調査を行い、リール小学校、ボックストン小学校の音楽授業を視察およびインタビュー調査し、東ロンドン大学のクリストファー・ダラディ博士に英国のナショナルカリキュラムの実際と音楽授業の動向についてインタビュー調査を行った。モデル授業を提案・公開するにあたって、研究協力校である高知大学教育学部附属小学校のこれまでの研究授業の変遷を整理し、音楽づくりを中心としたカリキュラムの枠組みを作成した。また、平成27年2月に提出した「音楽科における教育内容論の成立と展開に関する研究ー授業構成の方法との関連を視野に入れてー」(関西学院大学リポジトリ)内で提案した音楽科の教育内容原案を先のカリキュラムの枠組みと照らし合わせ、枠組みの有効性を検証するとともに、ミニマムスタンダードとなる教育内容を確認し、同附属小学校と協力して段階性を踏まえたモデル授業を検討した。それらのモデル授業は、同校の第66回学習指導研究発表会(2016年2月6日)で公開した。研究全体の成果は、平成28年度に『音楽科における教育内容論の成立と展開に関する研究』(仮題)として出版する予定である。平成25年度、26年度に行う予定であった、モデル授業の開発と試行、イギリスの現地調査、国内の授業実践の調査、教育内容論の歴史的検討は、すべて実行し、成果として公表した。社会科学これまでの成果を踏まえ、音楽科の学力を形成する教育内容のミニマムスタンダードを提唱し、これまでに開発した授業やカリキュラムをもとに、段階性をふまえたモデル授業を提案する。25年度に計画している国内外の教育内容研究・授業研究動向の収集と整理は行ってきており、概ね予定どおりであるが、まだ成果としては発表していない。また、モデル授業の開発と試行は26年度に計画していたが、25年度中に試行を発表することができた。よって、研究の部分によって成果の発表状況に差があるが、進行としては順調であるため、(2)の区分とした。文具等の物品のメーカー違いで余剰が出たためまず、収集整理を行ってきた教育内容・授業研究の動向について、さらに追加資料を調査するとともに、成果を発表する。また、昨年度作成した「音楽づくりカリキュラム」を精査し、追試可能な事例集としてまとめる。本年度の発表等で使用する。

2015年4月4日に上記関西学院大学リポジトリに提出はしているが、まだ掲載はされていない。科研分担者等との打ち合わせ旅費を予定していたが、分担者とは別予算の業務で会い、空き時間に打ち合わせすることができたため、旅費支払い分が不要になった。科研分担者等と検討した結果、本年度授業試行において授業協力者に支払う謝金等として使用することを計画している。
トリスタン主リングを用いたコヒーレントX線の生成と利用に関する国際共同研究の企画

トリスタン主リングの超高輝度放射光源化を実現するための企画調査活動として、まず平成4年7月2、3日の2日間、高エネルギー物理学研究所において研究代表者および分担者ならびに協力者が集まって研究会と分担者会議を開催した。この会合では高輝度でコヒーレントなX線を発生するための技術的問題点ならびに主リングにおいて行う利用実験について研究発表および提案がなされ、討論、意見交換が行われた。続いて平成5年1月12-13日に高エネルギー物理学研究所において研究会ならびに分担者会議を再び開催した。この会合ではコヒーレントX線の光源となる自由電子レーザー、主リングにおけるビームラインなどが主題となり、また利用実験も議題となり、討論、意見交換が活発に行われた。また平成4年12月に来日したスタンフォード大学ウィニック教授と国際共同研究について意見交換を行った。上記の会合での合意にもとずき、光源化計画の詳細を記述したデザインレポートの執筆、編集を開始した。このレポートで主リングの加速、真空、制御などのシステム、挿入光源の構造、ビームラインの構成、光学素子の熱対策、安全管理、代表的な利用実験課題など光源化計画の全容を英文でまとめ、平成4年12月に印刷し、国内をはじめ国外関係者に配布した。
公共財の自発的ガバナンス・メカニズムの社会的ジレンマ概念による数理的・実証的解明

本年度の主な成果は、社会的ジレンマ状況における社会規範の機能に関する理論的考察である。この成果は、「複数均衡としての社会規範ー繰り返しゲームにおける均衡精緻化と協力行動ー」という題目で、博士論文としてまとめた。この中では、繰り返しのある社会的ジレンマのStrong Perfect Equilibriumを導出し、小集団のコモンズのようなコミュニケーションが可能な社会的ジレンマ状況で協力を促進する社会規範が観察されるメカニズムを説明した。この中では、通常のナッシュ均衡の仮定に加え、「結託による逸脱」という仮定を導入した。そうすることによって、非協力行動が頻繁に発生するサブゲーム完全ナッシュ均衡は排除され、その一方で一定数以上協力行動が行われる均衡は不安定にならなかった。このことについて本論文では、次のような解釈を与えた。それは、まずコミュニケーションが可能な状況では、Colemanが指摘したような効率的な社会規範が維持される。その一方で、不可能な状況ではUnpopular Normのような非効率的な社会規範が維持されてしまう、と解釈できる。この途中経過は、数理社会学会大会で報告し、コメントを得た。そのうえで博士論文を2014年1月に提出し、3月の教授会で博士号の授与が決定した。また、東北大学総長賞の受賞論文となった。これと並行して、只見町のフィールドワークも実施した。この調査では、只見町内という狭い範囲に点在する共有林について、いくつかの集落では外部の利用者に開放し有効活用している一方で、別の集落では厳しく侵入を取り締まっている。このような差が生じる要因を考察した。この成果は共同研究者とともに国際コモンズ学会で口頭発表を行った。(抄録なし)本年度に実施した研究活動を、項目ごとに述べていく。一点目は、社会的ジレンマ解決メカニズムの理論的検討である。この分析の結果、無限繰り返しのある社会的ジレンマゲームの強完全均衡を導出し、プレイヤー間のコミュニケーションが可能な状況においては、パレート効率的な均衡が実現されうることが分かった。既に論文として取りまとめ、現在論文を投稿し査読を受けている。二点目は、市町村合併のゲーム理論を用いた考察である。平成の市町村合併における交渉過程を、ゲーム理論の交渉理論を用いて数理的に定式化した。この分析の結果、交渉に費用が発生する場合、交渉をまとめるためには、次のような脅しを用いる必要があることが分かった。それは、「もし提案が順当なものだったにも関わらずその提案を受けたプレイヤーが拒否した場合、提案を行った側のプレイヤーは二度と交渉のテーブルにつかない」というものである。この成果は、論文に取りまとめて投稿論文として発表した。三点目は、質問紙調査による東日本大震災後の節電行動の測定である。東日本大震災による発電所の被災・停止のため、東北電力管内は電力不足が深刻となった。このとき、節電を行うか否かの意思決定が社会的ジレンマ状況となった。この状況における節電行動を質問紙調査によって測定したことで、理論モデル構築において有益な示唆が得られつつある。現在までに得られた成果は、ポスター報告により発表を行った。四点目は、福島県只見町におけるフィールドワークである。これは、入会地管理のルールについて聞き取り調査を行うことにより、社会的ジレンマの理論モデル構築の示唆を得るために実施した。五点目は、入会地管理事例の統計データ構築である。本年度は、これまで作成したデータに国勢調査等との情報を結合する作業を行った。現在も引き続き結合作業を行っており、作業が終了し次第統計分析を行う予定である。本年度に実施した研究活動を、項目ごとに述べていく。本年度の主な成果は、社会的ジレンマ解決メカニズムのゲーム理論的定式化である。繰り返しのある社会的ジレンマの均衡精緻化を行い、コミュニケーションがある状況において協力が実現されるメカニズムを説明した。ここで用いた均衡概念は、すでに先行研究で提唱されているStrong Perfect Equilibriumというものに、若干の修正を加えたものである。現在までの成果は、国際会議での口頭発表を行った上で、国内学術誌への掲載が決定している。また、現在までにはオリジナルのStrong Perfect Equilibrium均衡概念を用いた証明を試みてきたが、こちらもほぼ終了しており、現在はとりまとめの段階に入っている。次に、東日本大震災後の節電行動の質問紙調査による分析を行った。これは去年に引き続き行っていたプロジェクトである。このプロジェクトでは、節電行動という社会的ジレンマ状況において、他者からの監視と他者の協力行動の認知が協力行動を促進していることを示唆する結果が得られた。この成果は、国内学会でポスター発表を行った。最後が、只見町のフィールドワークである。この調査では、只見町内という狭い範囲に点在する共有林が多様な制度によって管理されていることを確認し、そのような制度が発生するメカニズムを探索した。成果としては、外部の入山者を取り締まる制度が生じるメカニズムについて、二次の社会的ジレンマ問題の解決として定式化した。この成果は共同研究者とともに国際学会で口頭発表を行った。

この中では、通常のナッシュ均衡の仮定に加え、「結託による逸脱」という仮定を導入した。そうすることによって、非協力行動が頻繁に発生するサブゲーム完全ナッシュ均衡は排除され、その一方で一定数以上協力行動が行われる均衡は不安定にならなかった。このことについて本論文では、次のような解釈を与えた。それは、まずコミュニケーションが可能な状況では、Colemanが指摘したような効率的な社会規範が維持される。その一方で、不可能な状況ではUnpopular Normのような非効率的な社会規範が維持されてしまう、と解釈できる。この途中経過は、数理社会学会大会で報告し、コメントを得た。そのうえで博士論文を2014年1月に提出し、3月の教授会で博士号の授与が決定した。また、東北大学総長賞の受賞論文となった。これと並行して、只見町のフィールドワークも実施した。この調査では、只見町内という狭い範囲に点在する共有林について、いくつかの集落では外部の利用者に開放し有効活用している一方で、別の集落では厳しく侵入を取り締まっている。このような差が生じる要因を考察した。この成果は共同研究者とともに国際コモンズ学会で口頭発表を行った。翌年度の研究の基礎を、十分に構築できたためである。1点目の研究において、無限繰り返し社会的ジレンマ・モデルを分析する枠組みについて着想を得られた。この枠組みを用いて研究を遂行することで、翌年度は次の二点が期待できる。まず二次のジレンマ問題に突き当たっている他の先行研究に対して、解決方法を提示することである。次が、今年度に行った25点目の研究に対して、相互の関連を理論の水準で明らかにすることである。本研究の目的である社会的ジレンマの解決を説明するモデルを、大部分について構築できたためである。本年度構築したモデルは、非常にシンプルで単純なモデルであるが、現在までのところ現実に観察される社会的ジレンマの解決現象をうまく説明できている。ただし、入会地データベース作成とその統計分析については、十分な結果を得ることができなかった。まず、無限繰り返し社会的ジレンマ・モデルの更なる考察を行い、実証研究に資するインプリケーションを導くことである。現在は、コミュニケーションが社会的ジレンマを解決するメカニズムについて考察を行っており、翌年度の早い段階で、これを完成させることを目指している。他にも、段階的サンクションが必要とされるメカニズムや、下位集団を仮定した場合の効果についても考察する。実証研究についても継続し、理論モデルから得られたインプリケーションの検証を行うための準備を行う。まず、無限繰り返し社会的ジレンマ・モデルの更なる精緻化を行い、利他的懲罰に関するインプリケーションを導くことである。
非対称配位圏がもたらす金属錯体の光新機能

機能性ナノマテリアルの開発が大いに耳目を集めている.そのメインストリームである金属・半導体ナノ材料に関しては,近年単純な対称構造からヘテロ接合などの非対称構造,またはらせんに代表される特殊な幾何構造へと興味がシフトしつつある.一次元ポリマーの単一分子鎖は金属・半導体ナノ材料よりも更に微小な,究極のナノ材料となりうる.筆者が最近開発した配位高分子「ジピリン金属錯体ナノワイヤ」は,有機溶媒中で超音波処理することで,ワイヤ繊維1本1本を剥離し, AFMを用いて観察することができる.この剥離挙動は有機高分子では極めて珍しい.本研究ではビナフチルを軸不斉源とするヘリカルナノワイヤP1の構築を行った.超音波処理したP1をHOPG平滑基板上にサンプリングし,大気下AFMで観察すると, 2 μmを超える単一ポリマー鎖が観測された(高さ1.1 nm).光機能として円偏光発光(CPL)を追究した.対応するモノマーM1に比べ, P1はCPLの非対称因子gCPLが5.9倍増大した.これはヘリカルなワイヤ構造が色素部位であるジピリン亜鉛錯体のキラリティを増幅・固定化しているためと考えられる.なお,本研究はDr. J. F. Koegel (Universitaet Bremen)との国際共同研究,ならびに原野准教授(A02)・河合教授(A04)との領域内共同研究により得られたものである.この他イミン連結BODIPYオリゴマーの合成,様々なクロミズムを示すテルピリジン錯体の創成を行った.ヘリカルワイヤについて大きな成果を挙げることができた。非対称要素を組み込んだジピリンナノワイヤの研究を推進する。
骨格筋電流刺激を用いた単一筋ダイナミクスの変化に対する運動適応の解明

成長や加齢といった長期的な変化から,筋肥大や怪我・疲労といった短期的な変化に至るまで,我々の身体は刻一刻と変化している.では,こうした身体の内的環境の変化に対して,脳はどのように筋への指令を修正し,運動を適応させているのであろうか?本研究ではまず,短期的に内的環境の変化を引き起こす方法として,高周波の骨格筋電流刺激を使って単一筋のダイナミクスを変化させる手法を提案する.そして,生じた運動誤差を減らす過程で力と筋活動の修正量を定量し,内的環境の変化に対する運動の適応機序を明らかにする.成長や加齢といった長期的な変化から,筋肥大や怪我・疲労といった短期的な変化に至るまで,我々の身体は刻一刻と変化している.では,こうした身体の内的環境の変化に対して,脳はどのように筋への指令を修正し,運動を適応させているのであろうか?本研究ではまず,短期的に内的環境の変化を引き起こす方法として,高周波の骨格筋電流刺激を使って単一筋のダイナミクスを変化させる手法を提案する.そして,生じた運動誤差を減らす過程で力と筋活動の修正量を定量し,内的環境の変化に対する運動の適応機序を明らかにする.
遺伝子の機能発現を光制御するOptochemical Biologyの創生

遺伝子の機能発現を光制御する新手法の開発を目指して研究を行った。化学合成と酵素反応を組み合わせて,長鎖2本鎖DNAおよびプラスミドDNAの任意の配列領域を光分解性保護基で修飾する方法を開発した。ビオチン付きのヌクレオチドケージング試薬を用いて,RNAのケージド化合物が合成できること,この手法をCRISPR/Cas9システムのgRNAに適用して,ターゲットDNA認識部位,および,Cas9結合部位をそれぞれ保護したケージドgRNAを作り分けられることを実証した。モデル生物個体内の狙った細胞で,狙った時期に,任意の遺伝子の機能発現と機能阻害を達成する手法の開発を目指して研究を進めた。平成26年度は,ケージドプラスミドDNAを調製する方法を確立するため,ケージドプライマーの開発と修飾位置特異的ケージドプラスミドDNAの合成を目的にした。以下の2通りの方法で2種類のケージドプライマーを調製した。1つ目は,核酸塩基に光分解性保護基を導入したモノマーを合成して固相合成に利用する方法で,5'端から6番目のグアニンの6位にBmc基を導入した33-mer DNAの合成に成功した。合成したケージド33-mer DNAをプライマーの一方に,3 kbpのプラスミドDNAをテンプレートに用いてPCRを行い,1か所の塩基がケージンググループで修飾された全長のプラスミドDNAの直鎖状コピーが調製可能であることを示した。2つ目の方法は,あらかじめ合成した短鎖DNAをケージング試薬で修飾する方法で,化学合成した33-mer DNAのリン酸部位をBio-Bhc基で修飾したケージドプライマーを合成した。この段階では未修飾DNAが混在しているが,そのままPCRのプライマーとして利用して,3 kbpのプラスミドDNAの全長コピーを調製した。得られたPCR産物から,プライマーに設定した領域がBio-Bhc基でケージングされたDNAを精製できること,ケージングの有無を電気泳動で検出できることも確認した。また,遺伝子の機能発現を光制御する別法として,アンチセンスおよびアンチジーン作用が期待されるペプチド核酸(PNA)のケージド化合物を合成する方法を確立した。1.長鎖2本鎖DNAおよびプラスミドDNAの任意の配列領域を光分解性保護基で修飾する方法を開発した。ヌクレオチド選択的ケージング試薬Bio-Bhc-diazoと26-merの1本鎖DNAの反応で,Bio-Bhc基が共有結合で結合すること,紫外光照射で脱保護されて元の未修飾DNAが生成することを確認した。導入されたBio-Bhc基は,DNA1分子に付き1個であることをMALDI-TOFマスペクトル測定で明らかにした。Bio-Bhc基で修飾された26-mer DNAをプライマーに用いるlong PCRと,それに続く,アフィニティ精製,およびライゲーション反応で,プライマーに設定した領域だけにケージンググループを持つケージドプラスミドDNAを調製可能であることを示した。2.ビオチン付きのヌクレオチドケージング試薬を用いて,RNAのケージド化合物が合成できることを示した。100塩基程度の1本鎖RNAのリン酸部位に共有結合でケージンググループを導入できること,紫外光照射で脱保護できることを確認した。ゲノム編集技術を光制御する手法に展開することを目指して,CRISPR/Cas9システムのgRNAの修飾を行った。合成後アフィニティ精製したケージドgRNAを用いて,インビトロでCas9活性の光制御能を検討する実験系を構築した。3.特定の細胞にターゲッティング可能なケージド化合物を調製するプラットフォームとしてクリッカブルケージンググループを開発した。細胞ターゲッティングのためのハロタグリガンドとイメージング用の蛍光性グループを併せ持つケージドドーパミンの合成に成功した。領域選択的に修飾されたケージドプラスミドDNAの調製法を確立したこと,DNA1分子に付き1個のBio=Bhc基が共有結合で導入されることを初めて確認したこと,当初の計画にはなかったが,CRISPR/Cas9システムのgRNAのケージド化合物合成に利用できることを明らかにし,ゲノム編集の光制御法への展開の端緒が開けたこと,当初の計画通り,細胞ターゲティング能が期待されるケージドドーパミンの開発に成功したことによる。核酸の機能を光制御することができれば、遺伝子の機能発現や調節を制御する手法になると考えられる。本研究では我々のグループで開発したモジュール型ケージング試薬(Bio-Bhc-diazo)を用いて、核酸の機能を光制御することを目的とした。前年度までの研究で,Bio-Bhc-diazoと短鎖の1本鎖DNAとの反応で,光解離性グループであるBio-Bhc基が1個だけ導入された修飾DNAが合成できることを明らかにした。合成および精製法の最適化を図ることである程度の量のBio-Bhc基修飾DNAを調製できることを明らかにした。Bio-Bhc-DNAをプライマーに用いるlong PCRを利用して,予め選択した位置にBio-Bhc基を1個だけ導入したプラスミドDNAを調製する方法も最適化した。プロモーター領域をBio-Bhc基で修飾したケージドプラスミドDNAを調製して,目的遺伝子の機能発現の光制御を試みたところ,in vitroの転写翻訳系,および,生細胞系のいずれにおいても期待した発現制御を観察することができなかった。プラスミド内の修飾領域が重要であることが示唆された。塩基配列選択的にオリゴヌクレオチドを修飾することが期待できるBio-PNA-Bhc-diazoを設計・合成した。PNAは1本鎖および2本鎖DNAのいずれも配列選択的に認識することが期待できる。

短鎖の1本鎖DNAを用いて検証した結果,PNA認識配列を持つDNAは,高収率・高選択性でBio-PNA-Bhc基で修飾可能であることを明らかにした。この手法をCRISPR/Cas9システムのgRNAに適用して,ターゲットDNA認識部位,および,Cas9結合部位をそれぞれ保護したケージドgRNAを作り分けられることを実証した。遺伝子の機能発現を光制御する新手法の開発を目指して研究を行った。化学合成と酵素反応を組み合わせて,長鎖2本鎖DNAおよびプラスミドDNAの任意の配列領域を光分解性保護基で修飾する方法を開発した。ビオチン付きのヌクレオチドケージング試薬を用いて,RNAのケージド化合物が合成できること,この手法をCRISPR/Cas9システムのgRNAに適用して,ターゲットDNA認識部位,および,Cas9結合部位をそれぞれ保護したケージドgRNAを作り分けられることを実証した。当初の計画通り,ケージドプライマーの化学合成と,それを用いるlong PCR法によって,修飾領域を選択して長鎖DNAのケージド化合物を調製する方法を開発することができた。この方法で調製したケージドDNAは,プライマーに設定した領域内にケージンググループを持つ。プライマー領域は自由に選択することができるので,任意の領域の核酸塩基またはバックボーンのリン酸部位を修飾したケージドプラスミドDNAの調製が可能になった。さらに,1光子および2光子励起下で高い光反応性を持つと期待されるケージドペプチド核酸の合成法を確立し,遺伝子の機能発現を光制御する方法のレパートリーを広げることができた。1.新たに開発したヌクレオチド選択的ケージング試薬Bio-Bhc-diazoを用いて,任意の領域に光分解性保護基を導入した長鎖2本鎖ケージドDNAおよびケージドプラスミドDNAを調製する方法を開発したので,この方法の汎用性の確認と調製法の最適化を図る。さらに,任意の遺伝子発現を効率よく光制御する手法に展開するため,修飾プライマーに導入されたケージンググループの位置と数,およびコピーできるプラスミドの長さと種類を明らかにする。2.塩基配列選択的にオリゴヌクレオチドを修飾することが期待できるBio-PNA-Bhc-diazoを新たに開発する。PNAは1本鎖および2本鎖DNAのいずれも配列選択的に認識するので,全長のmRNAやプラスミドDNAを配列選択的に修飾したケージドオリゴヌクレオチドを合成可能になる。この手法をCRISPR/Cas9システムのgRNAに適用して,ゲノム編集を光制御する技術への展開を図る。3本鎖形成可能な配列のPNAを導入したBio-PNA-Bhc-diazoを調製して,PNA結合配列を導入したプラスミドDNAとの反応で,領域選択的な2本鎖DNAのケージングが可能か検証する。3.内在性遺伝子の転写,翻訳および遺伝子産物の機能を活性化または阻害する低分子量機能性分子のケージド化合物を開発する。モデル生物個体での利用が可能になるように,細胞種選択性を付与する。
クロックスキューを利用した同期方式における回路の自動合成に関する研究

本研究の目的は,クロックスキューを利用した同期方式である準同期方式に適した論理回路とクロック回路を自動合成することで,様々な仕様に対応できる回路を自動合成する設計技術を確立することである.本年度では,準同期方式において回路を自動合成する設計技術確立のために,4つの成果が得られた.論理回路を合成した後に回路を大幅に変更すると,その後行われる設計の過程で回路の性能が大きく変化してしまい,所望の性能向上が見込めないことがある.そこで1つ目として,既存の論理回路を大きな変更をすることなしに性能向上を図る手法を提案し,その効果を確認した.現在の集積回路設計では,回路を正常に動作させるために設計マージンを大きく確保しなければならなく,そのマージンを確保しつつ,仕様を満たす回路を得るために大きな設計コストを費やしている.そこで2つ目として,より少ない設計マージンで仕様を満たすため,仕様を満たすかどうかを統計的に解析する手法を提案した.3つ目として,回路素子の同時動作による回路の誤動作を回避するため,クロックスキューを適切に設定する手法を提案し,シミュレーションにより効果を明らかにした.最後に,現在,集積回路設計において広く用いられている設計ツールを用いて準同期方式のクロック回路を合成する手法を提案し,シミュレーションにより効果を確認した.これらの4つの成果により,導入コストを大きく掛けることなく準同期方式における回路を自動合成する設計技術を利用できるほど,準同期方式の回路の自動合成技術の信頼性が大きく向上した.本研究の研究目的は,クロックスキューを利用した同期方式である準同期方式に適した論理回路とクロック配線を自動合成することで,様々な仕様に対応できる回路を自動合成する設計技術を確立することである.その設計技術を確立するためには,チップを実装できる環境を集積回路設計者に提供するため,現在使われている集積回路設計ツールに組み込むことが不可欠である.本年度は,論理回路の自動合成に関する研究と,クロック配線の自動合成に関する研究で,自動合成した準同期方式の集積回路の集積回路設計ツールへの組み込み研究の成果の発表を行った.論理回路の自動合成に関する研究では,論理回路において記憶素子の挿入位置の変更により記憶素子数と回路の動作周期が変化することを利用して,回路の小面積化,低電力化,高速化を行う手法を提案した.簡便な回路素子の遅延モデルにおいて提案手法の性能を評価したところ,記憶素子数,回路の動作周期ともに半分になる回路もあった.実際の集積回路ツールへ組み込み,より詳細な遅延モデルにおいて性能を評価したところ,簡便な遅延モデルと詳細な遅延モデルの相関がそれほど高くなかったため,提案手法を適用する効果が限定的となったが,効果がある回路も多く存在することを確認した.クロック配線の自動合成に関する研究では,準同期方式向けのクロック配線を既存の集積回路設計ツールの機能を利用することで自動設計する手法を提案した.想定していた性能と集積回路設計ツールのシミュレーション結果がほぼ一致したので,提案した手法が集積回路設計ツールと高い親和性が認められた.本年度の結果により,クロック配線を自動合成する手法は確立できたと考えられる.そこで今後は,より詳細な遅延モデルにおける論理回路の自動合成手法を確立し,本研究の目的である様々な仕様に対応できる回路を自動合成する設計技術を確立することを目指す.本研究の目的は,クロックスキューを利用した同期方式である準同期方式に適した論理回路とクロック回路を自動合成することで,様々な仕様に対応できる回路を自動合成する設計技術を確立することである.本年度では,準同期方式において回路を自動合成する設計技術確立のために,4つの成果が得られた.論理回路を合成した後に回路を大幅に変更すると,その後行われる設計の過程で回路の性能が大きく変化してしまい,所望の性能向上が見込めないことがある.そこで1つ目として,既存の論理回路を大きな変更をすることなしに性能向上を図る手法を提案し,その効果を確認した.現在の集積回路設計では,回路を正常に動作させるために設計マージンを大きく確保しなければならなく,そのマージンを確保しつつ,仕様を満たす回路を得るために大きな設計コストを費やしている.そこで2つ目として,より少ない設計マージンで仕様を満たすため,仕様を満たすかどうかを統計的に解析する手法を提案した.3つ目として,回路素子の同時動作による回路の誤動作を回避するため,クロックスキューを適切に設定する手法を提案し,シミュレーションにより効果を明らかにした.最後に,現在,集積回路設計において広く用いられている設計ツールを用いて準同期方式のクロック回路を合成する手法を提案し,シミュレーションにより効果を確認した.これらの4つの成果により,導入コストを大きく掛けることなく準同期方式における回路を自動合成する設計技術を利用できるほど,準同期方式の回路の自動合成技術の信頼性が大きく向上した.
高次元における非線形分散型方程式の解の漸近挙動の解明

本研究では,数理物理や非線形光学の分野で普遍的に現れる非線形分散型方程式の解の時間無限大での漸近挙動を解明することを目標とする.主眼とすることは解の長時間挙動に対する非線形項の影響を詳細に解析することであり,それぞれの方程式がもつ分散性と非線形性の相互作用をどのように捉え,制御するかということが問題となる.研究のキーワードを「高次元」として,線形方程式についてすら詳細な解の漸近挙動が知られていない高次元の数理モデルに対する解析や,空間次元が比較的低い場合で結果が得られている方程式に対して,結果を高次元に拡張することを目指す.本研究では,数理物理や非線形光学の分野で普遍的に現れる非線形分散型方程式の解の時間無限大での漸近挙動を解明することを目標とする.主眼とすることは解の長時間挙動に対する非線形項の影響を詳細に解析することであり,それぞれの方程式がもつ分散性と非線形性の相互作用をどのように捉え,制御するかということが問題となる.研究のキーワードを「高次元」として,線形方程式についてすら詳細な解の漸近挙動が知られていない高次元の数理モデルに対する解析や,空間次元が比較的低い場合で結果が得られている方程式に対して,結果を高次元に拡張することを目指す.
保育遊具「砂場」の環境心理学的研究

本研究は、保育・教育施設における砂場の環境に関する諸条件と保育指導との関係性、および乳幼児の砂遊びの展開や変化について考察を行うものである。昨年までは、砂場の最も基本的な構成要素となる「砂」に関しての調査を行い、砂場環境として最も「適切な砂」とはどのようなものかについて一定の基準を探るとともに適切性の検証を行ってきた。またこの「適切な砂」を各保育施設において適性に導入することが可能となるようなシステムづくりへの取り組みとして、いくつかの自治体や保育園・幼稚園の園長との懇談を重ね、その可能性と課題について検討を重ねている。「砂」の適切性という課題は、乳幼児及び保育者を対象として、従前の砂との比較による検証作業を行っている。まず、乳幼児については、「適切な砂」によってどのような遊びの種類、展開の仕方、時間、頻度、子ども同士の関係性の変化等に焦点を当て、継続的な観察を行っている。また保育者にとって「適切な砂」はどのような砂場保育への意識変化をもたらしたか、指導方法や指導計画、教育課程等への砂場遊びの位置づけ等に新たな展開がみられたかどうかについて調査を行っている。さらに、保育者の砂場保育に対する課題意識と理解をより明快なものとするために、砂場保育に関する研修プログラムの開発と実践を通した研修カリキュラムの改善を行っている。この試みは、これまでの砂場のハードに関する研究に加えて、その活用法や意義の理解といったソフト的な側面からの新たな取り組みでもある。特にこの領域においては、砂場活用の効果が幼児期に留まらず、小学校教育との連携にもつながるものであり、砂場によるアプローチカリキュラム及びスタートカリキュラム開発の可能性を広げている。本研究では、このような砂場の環境改善が引き起こす実践的変化への取り組みと、新たな保育・教育カリキュラムの構築といった理論的発展を追求するものである。「適切な砂」の適切性に関する検証は、福島県福島市と同県棚倉町、東京都杉並区、京都府京都市上京区と京田辺市、鳥取県米子市の幼稚園・保育所、小学校の砂場にJIS規格上の「砂」(0.075mm2.0mm)を90%以上含む砂を配置し、子ども及び保育者・教師からその影響を探っている。いずれの調査においても「適切な砂」は、扱い方への好感度も高く、砂遊びの方法や展開のバリエーションを広げ、今後も継続して使用したいという結果が得られた。このような結果から、今年度の課題でもあった「適切な砂」の継続的な導入の方向性として、公立園であれば自治体の担当部局において、また私立園校であれば経営における長たる責任者の砂への理解と認識が重要であるということと、さらに砂搬入時における留意点についても考察することができた。砂場保育に関する研修プログラムについては、これまで取り組んできた各種研修会の振り返りを行い、次のような点をプログラムの柱とすべきことを明らかした。1現職保育者が感じている砂場保育への疑問や悩み、保育者研修プログラムに対する期待、2砂場保育の実践に必要な具体的な砂遊びスキル、3砂場保育の効果を高める道具類と新たな使用に関する工夫、4砂場保育を実施していくうえでの長期にわたる指導計画のポイント、5砂場の活用に関する幼小連携の可能性。今年度はさらに、京都府上京区において砂場の環境改善に取り組んできた保育所が連携し、地域の公園における砂場でのアウトリーチ型子育て支援活動の展開を始めた。また京田辺市でも、砂場保育及び園庭全般に関する自主的な学びの動きが始まり、研修のシリーズ化が実現している。本研究による砂場の環境改善という社会実験が、実践現場における自らの保育・教育の見直しと、新たな取り組みへの意欲を引き出していることに注目するとともに、砂場の環境改善の持続的システムが今後の課題ととらえている。本年度は研究最終年度に当たることから、これまで取り組んできた次の5点について、それぞれ次のような到達を目指して研究に取り組むこととする。第1に、保育所・幼稚園における「適切な砂」による砂場環境改善と子どもの遊びの変化、保育者の砂場保育への関わりの変化についての課題である。ここでは「適切な砂」の適切性について、子どもの遊びの実態変化、保育者の砂場保育への意識とカリキュラム構成の可能性と課題を明かにする。第2に、保育者の砂場保育の実践力を高めるための研修プログラムの改良を図る。この課題では砂場活用のスキルと砂場保育の理論的な理解の二つの側面からの研修カリキュラム案を構築したい。また、そのためにこれまで行ってきた現職の保育者・教員に対するアンケート調査の一部見直しを図る。特に砂場環境改善に向けてのより具体的かつ実践的な内容に関する問題をより明確に把握することを通して、研修内容の充実を図りたい。第3に、砂場保育における子どもたちの遊びの展開をより広げることができるような砂場道具類の活用実験を集中的に行い、準備すべき道具のモデルを示す。第4に、「適切な砂」を持続的に砂場へ導入するための方法とシステムづくりの課題について、自治体や保育所間連携組織との取り組みを通してより確実なものとして提案したい。第5に、砂場の活用を通じた幼小連携のための交流プログラムを実施し、アプローチカリキュラムとスタートカリキュラムにおける砂場活用の課題と可能性の概要を明らかにしたい。これらの研究はいずれも密接に関連するもので同時並行的に進めるが、まずは実験的課題を年度前半に行い、後半において結果の分析と考察に取り組む。研究の場としては福島県、京都府、鳥取県における保育・教育施設及び自治体との協力のもと推進し、砂場保育が一地域に留まらない全国的な可能性を持つものとしてその到達点を探っていくこととする。

本研究は、保育遊具「砂場」を環境心理学的な視点から捉え、砂遊びの質的発展につながる環境整備の方法、指導援助のあり方を探ることを目的とする。環境心理学的な視点とは、砂場空間の物理的な特性との関連から子どもの遊びを考察するものであり、本年度は、予定していた施設数よりも多い15施設(幼稚園、保育所、こども園)を訪問し調査を行った。研究は特に1砂場に配置されている砂の質、2砂場の形状、大きさ、深さ、3砂場の位置と数、4砂場及び周辺しつらえ(枠の構造と材質、日よけ、犬猫対策、周辺の配置物、5砂遊び道具の種類と数、配置方法等、の5つの観点から計測、聞き取り、子どもの遊びの様子観察を行った。特徴的な結果の一つとして、砂場の配置と形状には、大きく園庭独立型と園庭自然融和型、園舎接近型を見ることができた。園庭独立型とは、砂場が園庭の端等一部に独立して設置されている砂場で、多くの施設において見ることができる。これには、深底のものと一定の高さををもつ砂場枠によって砂が園庭レベルよりも高いところに集積されているものとの2種がある。園庭自然融和型とは、築山のように園庭の自然と一体化した砂場の設置であり、砂場枠もあるところ無いところがあるが、それほどしっかりと固定化されたものではないのが特徴である。園舎接近型とは、テラスの延長上等、園舎に接触した場所に設置されている砂場である。このような砂場の配置とその形状により、子どもの砂場へのアクセスの頻度や遊ぶ子どもの年齢、遊び内容に互いがあることを確認した。本年度はさらに、砂の質の客観的分析の方法を探ることとして、地質研究所での砂の粒子分析調査を試みたが、それが、有効な手段であることが確認できた。さらに、犬猫対策についても、様々な方法がとられており、今その類型化とそれぞれの効果を分析している。保育施設の訪問と観察は、予定していた施設数を上回って調査を行うことができた。砂質の客観的な指標を得るための砂の粒子分析調査は、年度末近くなって初めて試みたが、これまでにはない砂の検討視点を得ることができた。年度末のトライアルだったため、このデータ量は必ずしも十分ではないが、今後の研究の方向として、大事な視点を得た。保育施設以外にも大型の屋内砂場の観察を行うことができ、保育施設における環境改善のヒントを得ることができた。本年度は、特に物理的な環境特性に関するデータを多く集めることができたが、それに比べて人的環境となる保育者への聞き取りが、少なかったことが課題としてあげられる。子どもの遊びの観察時は、基本的に保育者は保育活動中ということもあり、同時的リアルな聞き取りが難しいこともあるが、今後その方策を考える必要がある。本研究は、遊具「砂場」の物理的な特性が子どもの砂遊びをどのように変化させ、保育者や教師がどのような指導上の問題を解決することができるかを考察することを目的としている。今年度は、北海道、東北、関西及びニュージーランドの幼稚園、保育所、小学校20数施設を訪れ、砂場の大きさや形状、配置数、砂の状態、砂場カバーの有無と素材や形状、砂遊びの道具類と保管状況、日除けや水道からのアクセス等について調査を行った。
妊婦リンパ球より抗OFAーIヒトモノクローナル抗体の作製及び絨毛細胞障害性の検討

OFAーIにはGanglioside GM_2とGD_2が含まれるが、今回は抗GM┣D22ヒトモノクローナル抗体の作製を試みた。まず、122例の妊婦血清中の抗GM┣D22┫D2抗体活性をELISAによりスクリーニングし、最高値を示す妊婦の末梢血よりリンパ球を分離した。このリンパ球をB cell Sourceとし、KRー12との細胞融合法及びEBV immortalization法をくり返したが、不成功に終った。この原因はB cell側にあると思われる為、specific cloneの拡大を目的に、GM┣D22┫D2によるin vitro stimulationを施行し、再度抗体作製を試みた。抗GM┣D22┫D2抗体活性を示す3つのクローンが得られたが、安定化する前に活性が消失してしまった。そこで、各種ガングリオシドを用いた吸収実験により、GM┣D22┫D2に特異的活性を示す血清を選び、モノクローナル抗体の代用とし、クロム遊離法による細胞傷害試験を行った。その結果、GM┣D22┫D2を大量に表現している悪性黒色腫に対しては強い傷害性を示すが、絨毛細胞に対してはほとんど傷害性を示さなかった。したがって、絨毛細胞にはGM┣D22┫D2が表現されていない可能性も考えられる為、各組織よりガングリオシドを抽出し、TLCーImmunostaining法にてGM┣D22の有無を調べた。その結果、流産絨毛も含め全ての絨毛細胞にはGM┣D22┫D2は存在せず、脱落膜に大量のGM┣D22┫D2が存在する事が、今回初めて判明した。また、血中GM┣D22┫D2量を測定したところ、母体血中で最も多量のGM┣D22が検出され、臍帯血に比し約7倍のGM┣D22┫D2が含有されており、母体血中のGM┣D22┫D2の起源は、胎児性ではなく、母体側である事を裏づけている。つまり、妊娠にともない脱落膜化した子宮内膜よりGM┣D22┫D2が大量に表現され、母体血中へ移行し、母性感作が起こり抗GM┣D22┫D2抗体が出現したと思われた。しかし、この抗GM┣D22┫D2抗体は、GM┣D22┫D2を表現していない絨毛細胞に対して傷割性は少ないため、妊娠の継続という点からみても合理的であると思われる。今後は、脱落膜とGM┣D22┫D2の関連につき検討していきたいと考える。

妊婦血清中のGM_2抗体価を,カラムクロマトグラフィーにより精製されたGM_2を抗原としたELISAにて測定した.正常妊娠例及び胞状奇胎妊娠例にて高く,流産例にて低い結果を得た.危険率P<0.01で有意であった.150例を計測し,最も高い抗GM_2抗体価を示した胞状奇胎患者末梢血より,リンパ球を分離し, specific anti GM_2 cloneを増幅させる目的にて, GM_2によるinvitro stimulationを5日間施行し,親株(KR-12)と細胞融合させた.HAT培地による選別を加え,生育したHybridomaの培養上清を, GM_2を抗原としたELISAにてその抗体価を測定した.その結果,微量の抗GM_2抗体産生株しか得られておらず,現在,有望な株の確立までには致っておらない状況である.さらに,同一症例よりBcellを分離し, EBウィルスにてimmortalizationさせ, Bcell cloneを作製した.このcloneをlimiting dilutionによりさらに安定化を計り,その培養上清中の抗GM_2抗体価を測定したが,高抗体価は得られていない.以上,今年度のまとめとしては,抗GM_2抗体価測定法は確立できた.そして,ヒト・ヒトhybridomaは作製する事ができたが, specific cloneの確立には致っていない.妊婦血清中の抗GM_2抗体価を、GM_2を抗原とするELISAにて測定したところ、正常妊娠例及び胞状奇胎妊娠例で高い力価を持つ症例が認められた。正常妊娠における抗GM_2抗体の出現動態は、早い症例では妊娠5週より出現しはじめ、産褥5日目までその抗体価を持続し、産褥30日目では低下する傾向にあった。前年度では、GM_2抗体作製のBcell sourceとしてELISAによる抗GM_2抗体価の測定の結果、最も高い抗体活性を有する患者末梢リンパ球を用いたが、specific cloneを得るに致っていない。そこで今年度は、より正確に抗GM_2抗体価をつかむため、まずELISAにより強い抗体活性を有する妊婦9例を選び、各種ガングリオシッドによる吸収実験を施行した。その結果、9例中5例はほぼGM_2にのみ特異的な吸収をみせ、これら血清はほぼGM_2特異的抗体を有することが確認された。従って、この5例の末梢血リンパ球をBcell sourceとして、ヒトモノクローナル抗体作製を試みた。常法に従い、PEGによる親株(KR-12)との細胞融合と、EBVによりimmortalizationとを施行したが現在までSpecific cloneは得られていない。やはり最大の問題点はB cell sourceとした末梢リンパ球と思われる。今後electric cell fusionなど隔合方法の改善も必要であるが、B cell Sourceの開発に努力することが重要と思われる。モノクローナル抗体がまだ得られないため、先程の吸収実験により確認された坑GM_2抗体を有する妊婦血清は、メラノーマ細胞(M14)に対しては、強い障害性を示すのに対し、絨毛細胞に対してはほとんど障害性を示さなかった。このことは、正常妊婦血中に抗GM_2抗体が存在しながら妊婦が継続する事実と一致する。今後GM_2局在もふまえ、研究する予定である。
直腸癌局所再発におけるサイトカイン分泌環境の解析と遺伝子導入による宿主免疫賦活化

近年免疫臓器としての腸管の機能解析が進みつつある。広大な面積を占める腸管粘膜は異種抗原や刺激物質、腫瘍などに対して最前線の防御機構としての役割を果たしている。われわれはTCRVα24-PE/Vβ11-FITCによる二重免疫組織染色でNKT細胞を同定、TCR-Vα24染色(DAB)により大腸癌細胞周辺および癌細胞内のNKT細胞の局在をはじめて確認した。その臨床例解析により大腸直腸癌におけるNKT細胞は、リンパ節転移陰性例、壁深達の進んだ症例、Dukes AB症例で多く発現し、有意な予後因子であることを明らかにした。一方炎症と癌との比較のため潰瘍性大腸炎7例と大腸癌24例でTCR-Va24抗体を用いてCSA法による免疫組織染色を行ったところ、UCの活動度が高い部位にはVa24NKT細胞も高度に浸潤していた。UCのVa24NKT細胞数は、正常粘膜や癌部に比べて有意に高値であった(p<0.0001)。ヒト移植小腸におけるレシピエント細胞抗原負荷に対する小腸MALT系の反応の解析も行ったが、拒絶反応におけるレシピエント細胞の浸潤と同期してCD11c+CD8-パイエル板樹状細胞の活性化がおこりパイエル板の腫脹がおこることを発見した遺伝子治療の基礎としてはhydrodynamics法を用いたmock plasmid投与が肝転移を抑制する機序についてマウス大腸癌株CT26を用いて検討した。hydrodynamics法は静注に比べて有意に肝転移を抑制し、plasmidのCpG配列をメチル化すると抗腫瘍効果が減弱し、これはNK細胞が関与することを発見した。宿主における炎症や癌の進展において、NKT細胞やNK細胞など自然免疫に関与する細胞が深く関与することを明らかにでき、今後の直腸癌局所再発の治療戦略に大きな示唆を与えることができた。大腸直腸癌の宿主免疫を検討した研究の多くは獲得免疫系に関してであり、自然免疫系を検討した報告は少ない。Natural Killer T(NKT)細胞はヒトではinvariant T cell receptor(TCR) Vα24Vβ11を発現する第4のリンパ球である。NKT細胞は自然免疫系に属し、獲得免疫系の種々の細胞とのcross-talkを行い、以降の免疫反応に大きな影響を及ぼすとされているが、ヒト大腸直腸癌に於ける役割は殆ど知られていない。本研究では大腸直腸癌に於けるNKT細胞の局在を免疫組織学的に同定し、腫瘍の発育進展における意義につき検討した。大腸直腸癌103例をTCR-Vα24-PE/Vβ11-FITCを用いた二重染色でNKT細胞を同定、その後TCR-Vα24染色(DAB)により大腸癌細胞周辺および癌細胞内のNKT細胞の局在を確認した。腫瘍部に於けるNKT細胞数は、15.2±16.2 cells/5HPFであり、正常部(2.6±3.7 cells/5HPF)に比べ有意に高値であった。性別・占居部位・分化度・リンパ管侵襲・静脈侵襲とは相関が見られないものの、リンパ節転移や壁深達度と有意な相関が見られた。また、Kaplan Meier法(logrank test)により生存率を比較すると、NKT high群は有意に良好であった。大腸癌におけるNKT細胞は、リンパ節転移陰性例、壁深達の進んだ症例、Dukes AB症例で多く発現し、有意な予後因子であることが明らかとなった。大腸癌の発育進展に対する防御機構としての自然免疫系の関与が示唆され興味深い知見である。TCRVα24-PE/V

β11-FITCによる二重免疫組織染色によりNKT細胞を同定、TCR-Vα24染色(DAB)により大腸癌細胞周辺および癌細胞内のNKT細胞の局在をはじめて確認した。その臨床例解析により大腸直腸癌におけるNKT細胞は、リンパ節転移陰性例、壁深達の進んだ症例、Dukes AB症例で多く発現し、有意な予後因子であることが明らかとなり、大腸癌の発育進展に対する防御機構としての自然免疫系の関与が示唆された。炎症と癌との比較のため潰瘍性大腸炎7例と大腸癌24例でTCR-Va24抗体を用いてCSA法による免疫組織染色を行ったところ、UCの活動度が高い部位にはVa24 NKT細胞も高度に浸潤していた。UCのVa24 NKT細胞数は、正常粘膜や癌部に比べて有意に高値であった(p<0.0001)。遺伝子治療の基礎としてはhydrodynamics法を用いたmock plasmid投与が肝転移を抑制する機序についてマウス大腸癌株CT26を用いて検討した。hydrodynamics法は静注に比べて有意に肝転移を抑制し、plasmidのCpG配列をメチル化すると抗腫瘍効果が減弱し、これはNK細胞が関与していた。宿主における炎症や癌の進展において、NKT細胞やNK細胞など自然免疫に関与する細胞が深く関与することを明らかにでき、今後の直腸癌局所再発の治療戦略に大きな示唆を与えることができた。