hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
摩擦の物理

固体界面間の滑り摩擦については古くから多くの研究が行われてきた。近年ではミクロ・ナノスケールの摩擦の研究が始まり、その特異な振る舞いが注目を集めている。界面摩擦に類似の現象は、密度波や超伝導体中の磁束格子のピン止めと運動など、固体内でも観測される。これら多様な系の摩擦現象には多くの共通する性質があるが、個性もある。その物理に関しては基本的な多くの問題が未解決である。本計画では様々なスケールの界面摩擦をそれぞれのスケールに適したモデルに基づき調べ、摩擦機構の統一的理解、摩擦の普遍性と多様性の解明を図った。具体的実績を以下に挙げる。i)滑り面の一方の結晶の原子を固定した2次元モデルにより次のことを明らかにした。・外力と運動の方向がずれる場合がある。・乱れが静摩擦力を小さくする場合がある。・運動状態は動的ブラッググラス相と呼ばれる特異な秩序を持つ。・動いていても、速度に垂直な方向には有限の静摩擦力が働く。ii)介在物のある滑り摩擦の有効モデルをつくり、静摩擦力の特畏な振る舞い、これまでの考えとは逆に介在物の結晶秩序が強まることにより滑りやすくなる現象などを発見した。iii)グラファイトは摩擦係数の低い良い固体潤滑剤である。グラファイトフレーク-グラファイト基盤間の摩擦のシミュレーションにより、初めてその低摩擦係数を再現し、その機構を明らかにした。また荷重依存性などグラファイトの摩擦力顕微鏡実験の結果を説明することに成功した。iv)様々な摩擦現象はピン止めのある弾性体モデルにより表すことが可能だが、そこでは塑性変形の効果が無視される。塑性変形の効果を取り入れたモデルの詳細な解析により、その特異な振る癖いとその機構を初めて明らかにした。界面間に潤滑剤や粉体など介在物がある場合の摩擦を考える。この系はスムースな運動、規則的なスティックスリップ運動、非規則的でその強度分布が巾上則に従うスティックスリップ運動など様々な運動を示す。しかし、どのような条件下でどのような運動をするのか、はあきらかではない。それを統一的に理解し、さらに物性を予測するため、我々は介在物のある系の滑り摩擦の有効モデルを作り、その振る舞いを調べてた。このモデルでは、まず介在物の層状構造を仮定し、各相の局所的な密度揺らぎを表す変数により系を記述する。そして、介在物を上下の基盤の間に挟み、上の基盤に繋がったバネの他端を一定の速度で駆動する。このモデルを数値的に調べることにより以下のことがわかった。低速駆動の場合は、周期的スティックスリップ運動が見られる。固化した介在物が応力を受け、融解しそのときスリップする。すると応力が緩和し、再び固化しスティックする。これを繰り返すことによりスティックスリップ運動を起こすそして高速では非周期的なカオティックな運動が見られる。このように駆動速度を変えることにより、運動形態の相転移を示す。さらに、上下の基盤と介在物の間の結合定数を変化させたときの系の振る舞いを調べ、このとき最大静摩擦力は適当な結合定数のところで最大値をとることを示した。結合定数が十分小さければ、滑りは基盤と介在物の間で起こり、摩擦力は小さい。逆に結合定数が十分大きいと、基盤に接している介在物の層は基盤の格子の周期にロックされる。このとき、滑りは介在物の層の間で起こるが、いま上下の基盤と介在物はインコメンシュレートな関係にあるため、このときも摩擦力は小さい。適当な結合定数のときは、基盤に接している介在物の層が、内部の介在物の層と基盤を仲介するため、摩擦力が大きくなると考えられる。

滑り摩擦を軽減するために最も良く行われる方法は界面間に潤滑剤を導入することである。通常のマクロな機械における滑り面間では、潤滑剤の導入により流体潤滑が達成され、摩擦は小さくなりスムースな滑りがおこる。しかし、ナノマシーンなどでは、滑り面間に導入される潤滑剤も微量となる。そして潤滑剤が数分子層となると、バルクの融点より高温でも潤滑剤が固化し、スティックスリップが起こることが実験的に観測されている。これまでこのスティックスリップは、固化した潤滑剤がずり応力により融けスリップを起こす、するとずり応力は緩和し潤滑剤は再び固化しスティックする、このことを繰り返すことにより起こるといわれてきた。我々は、潤滑剤など介在物のある系の滑り摩擦の有効モデルを作り、その振る舞いを調べることにより、新しいスティックスリップのシナリオを発見した。一般に物質が違えば格子定数が違う。そのため、固化した潤滑剤の結晶秩序は上下の界面物質とインコメンシュレートな関係にある。このままだと、潤滑剤と上下の界面物質の間の静摩擦力は0となる。しかし、界面物質との相互作用のため潤滑剤の固相は歪み、ディスコメンシュレート構造を作り、両者の間には有限の最大静摩擦力が働く。ここにずり応力が加わると、潤滑剤はもとのインコメンシュレートな結晶秩序を回復し、それにより摩擦力は小さくなり、スリップを起こす。すると応力は緩和し潤滑剤の固相は歪みディスコメンシュレート構造を作り、スティックする。すなわち、回復した結晶秩序が滑りをもたらすのである。また、グラファイト基盤とグラファイトフレーク間の原子摩擦、弾性多様体のピン止めと運動、それへの塑性変形の効果についても新たな知見を得た。固体界面間の滑り摩擦については古くから多くの研究が行われてきた。近年ではミクロ・ナノスケールの摩擦の研究が始まり、その特異な振る舞いが注目を集めている。界面摩擦に類似の現象は、密度波や超伝導体中の磁束格子のピン止めと運動など、固体内でも観測される。これら多様な系の摩擦現象には多くの共通する性質があるが、個性もある。その物理に関しては基本的な多くの問題が未解決である。本計画では様々なスケールの界面摩擦をそれぞれのスケールに適したモデルに基づき調べ、摩擦機構の統一的理解、摩擦の普遍性と多様性の解明を図った。具体的実績を以下に挙げる。i)滑り面の一方の結晶の原子を固定した2次元モデルにより次のことを明らかにした。・外力と運動の方向がずれる場合がある。・乱れが静摩擦力を小さくする場合がある。・運動状態は動的ブラッググラス相と呼ばれる特異な秩序を持つ。・動いていても、速度に垂直な方向には有限の静摩擦力が働く。ii)介在物のある滑り摩擦の有効モデルをつくり、静摩擦力の特異な振る舞い、これまでの考えとは逆に介在物の結晶秩序が強まることにより滑りやすくなる現象などを発見した。iii)グラファイトは摩擦係数の低い良い固体潤滑剤である。グラファイトフレーク-グラファイト基盤間の摩擦のシミュレーションにより、初めてその低摩擦係数を再現し、その機構を明らかにした。
慢性血栓塞栓性肺高血圧症の発症機序の解明-慢性肺血栓塞栓症の作成と解析

本研究の目的は慢性血栓塞栓性肺高血圧症の前段階である慢性肺血栓塞栓症の発症に線溶系異常と内皮機能障害の双方が必要であることを検証することである。しかし、実験開始後に本仮説を証明するために当施設で確立していた慢性血栓塞栓症のモデルマウスの再現性が乏しいことが発覚した。慢性血栓塞栓の再現性は乏しかったが、肺高血圧症を本モデルマウスで作成することはできていた。本モデルマウスの作成工程が内皮障害を来したマウスに血栓塞栓を作成することであるため、内皮障害を有する血管の血栓への生体反応に着目することにした。近年、血管内皮細胞が血管内異物を貪食し血管外へ排泄する能力(Angiophagy)が報告された(CK Lam et al. Nature. 2010)。Angiophagyは亜急性期から慢性期に血栓を血管外へ排泄する機能であることも報告されており(Grutzendler J et al. Science. 2014)、慢性肺血栓塞栓症の発症に関連する血管内皮機能である可能性がある。そこで、慢性肺血栓塞栓症の発症機序を解明するために、本研究の目標を血栓に対する血管内皮機能であるAngiophagyについて、肺血管内皮細胞を用いて解析することに変更し、本研究を進める方針とした。正常肺動脈内皮細胞における異物貪食に関する異物貪食能、細胞遊走能、アポトーシスを組織学的に検証した。今回の検証で肺動脈内皮細胞に異物貪食能があることが確認され、細胞遊走能やアポトーシスが異物の貪食の有無にかかわらず有意差がないことが確認された。今後は、肺動脈内皮異常細胞モデル(低酸素暴露モデルおよび一酸化窒素合成酵素(NOS)阻害薬による内皮障害モデル)を用いて、肺動脈内皮異常細胞で同様の検証を行う予定である。慢性血栓塞栓性肺高血圧症(chronic thromboembolic pulmonary hypertension: CTEPH)は肺血栓の器質化によって発症する肺高血圧症である。CTEPHの生命予後は肺血行動態に依存し、既存の治療だけでは限界があることから、新しい治療法の開発が求められている。現在、新しい治療法の開発の糸口として肺血栓が器質化する機序に関する研究が注目されているが、肺血栓が器質化する前段階である慢性肺血栓塞栓症の発症機序が不明であり、研究は未発達のままである。本研究では、共同研究者の研究報告と臨床研究から慢性肺血栓塞栓症の発症には線溶系異常と内皮機能障害の双方が必要であるという仮説を立て、本仮説を検証することを目的とする。さらに、本仮説をもとに作成した慢性肺血栓塞栓症の病理組織や遺伝子発現の解析によって慢性肺血栓塞栓の発生機序を解明し、CTEPHの病態解明や新しい治療の開発に繋げる。目標達成のために、本研究では「計画1:線溶系異常および内皮機能障害マウスを用いて慢性肺血栓塞栓症を作成する、計画2:慢性肺血栓塞栓症を免疫組織化学的に解析する、計画3:慢性肺血栓塞栓症の遺伝子発現を解析する」を施行する。計画1:線溶系異常および内皮機能障害マウスを用いて慢性肺血栓塞栓症を作成することに難渋し、時間を要した。線溶系異常および内皮機能障害マウスを用いて慢性肺血栓塞栓症を作成する。慢性肺血栓塞栓症を作成したマウスを解析する。

慢性肺血栓塞栓、非閉塞部位の肺動脈、右室の肺病理組織に免疫組織染色を行い、血栓の性状や血栓周囲組織、非閉塞部位の肺動脈、右心室の炎症を評価する。慢性肺血栓塞栓症の遺伝子発現の解析をDNAマイクロアレイにてを行う。慢性肺血栓塞栓症の慢性肺血栓と新鮮血栓を比較し、慢性肺血栓塞栓症の発生と相関する遺伝子群を明らかにする。現在、線溶系異常および内皮機能障害マウスを用いて慢性肺血栓塞栓症を作成することに難渋し時間を要しているため、使用額が予定されていた額まで使用していない。次年度、線溶系異常および内皮機能障害マウスを用いて慢性肺血栓塞栓症を作成する。慢性肺血栓塞栓症を作成したマウスを解析する。これらの実験計画に基づいて、次年度使用額を使用する。
消化管癌-胎児性遺伝子の単離と組織診断への適用

細胞間接着、情報伝達、形態形成にかかわるそれぞれの遺伝子ファミリーは発生過程において発現が時間的、空間的に制御されており、このような遺伝子が癌になって高発現することがしられている。本研究ではラット胎仔のcDNAlibraryからcadherinfamilyの細胞内domainの保存されたオリゴヌクレオチドをprobeにして、新しいcadherin,K-cadherinを単離しその解析をおこなった。K-cadherinはmouseのN-,E-,P-cadherinと低い相同性を有し、一部しか明らかになっていないhuman cadherin-6とアミノ酸レベルで95%の相同性があった。4.1kbと8kbのtranscriptが胎仔腎および脳に発現していた。in situ hybridizationでは、胎生14日のcommashapedの尿細管に局在していた。Ratの腎癌細胞、ヒト腎癌細胞でやはり高発現していた。L-cellにtransfectionしaggregation assayを試みたところ、弱い付着性を観察した(予備実験)。K-cadherinは比較的進行した腎癌や食堂癌で発現がみられ抗体の作製をいそいでいる。また昨年単離したERK/Nuk/Cek5の全長をとり染色体の位置をきめることができた。最近ligand(LERKfamily)の続々と発見されているeph familyの遺伝子で、病理組織学的に腺窩上皮をともなった分化の良い胃癌で高発現していた。さらにやはり昨年単離したMSX2のヒト骨軟部腫瘍や大腸腫瘍における発現を検討した。spindlecelltumorに一定レベル以上の発現をみとめ悪性組織球腫などの鑑別診断に有用であった。さらにhomeodomainを一部のみ含む部分とhomeodomainを全部含むC末とのGST fusion proteinを抗原に2つのmonoclonal抗体を作製し免疫染色で使用できるかどうか評価しつつある。ヒト腫瘍のなかでは、chondrosarcomaの一部の未分化の紡垂形細胞の核が染色されており(未発表)ラット新生仔頭蓋骨に発現しているという従来の報告とcompatibleであった。Westernblotではそれぞれspecificに、抗原にしたfusion proteinと反応し、GST自体とは反応しなかった。Northern levelの過剰発現と抗原の同定との関連についての検討が、臨床応用に必要である。
バックグラウンド黄砂の動態と高所における大気液相化学および植生への影響評価

高所に出現する弱い黄砂(バックグランド黄砂)の動態やその自然環境へ及ぼす影響を評価するため、立山において、エアロゾル粒子、微量気体成分、降水、霧水、積雪などの観測・分析を行うと共に、植生への影響について検討した。年度による程度の違いはあるものの、毎年秋期に「バックグラウンド黄砂」の影響がみられることがわかった。立山山の植生は、大気汚染物質だけでなく、黄砂粒子の影響も大きく受けている可能性が示唆された。また、立山での観測と並行して、回転翼航空機による富山県上空大気観測も行った。観測結果から、高所では高濃度の光化学オキシダント物質に植生が晒させやすいと考えられる。富山県の立山西側において、エアロゾル粒子粒径別個数濃度、オゾンや二酸化硫黄などの微量気体成分濃度、硫酸塩粒子濃度などの測定を行なった。2010年11月には越境汚染の影響と共に大規模な黄砂現象が観測されたが、9月や10月においては「バックグラウンド黄砂」の影響は小さかった。また、霧水や降水を室堂平(標高2450m)、弥陀ヶ原(標高1930m)および美女平(標高977m)で採取・化学分析を行った。2010年9月の室堂平で採取した霧水中の化学成分については、国内起源の汚染物質の影響が大きかったものと考えられた。植生に有害な高濃度の過酸化水素も検出された。2010年4月下旬には、室堂平において全層にわたる積雪断面観測を行い、層位構造等の観測や化学分析を行なった。主要イオン成分の他に、過酸化水素やホルムアルデヒド濃度の測定も行った結果、硫酸イオンなど人為起源成分とホルムアルデヒドとの間に有意な相関がみられ、酸性物質とともに光化学オキシダントも輸送されているものと考えられた。また、積雪黄砂層についてストロンチウム同位体比の測定を行い、土壌粒子の起源について検討した。富山市(富山大学内)と立山・浄土山にスカイラジオメータを設置し、標高3000m内にある大気中のエアロゾル光学的特性を測定することが可能となった。観測データから、両地点での光学的厚さは一桁異なるものの、同様のエアロゾル粒子粒径分布が得られた。さらに、2010年8月に回転翼航空機により、富山県上空の大気環境観測を行った。立山高山帯における大気から植生への湿性・乾性沈着量の評価を行ない、夏季においては霧などの湿性沈着が重要な影響を及ぼしていること、立山・浄土のハイマツ林における大気からの窒素負荷量が十分大きいことがわかった。また、立山ブナ林などの植生調査を行った。富山県の立山西側において、エアロゾル粒子粒径別個数濃度、オゾンや二酸化硫黄などの微量気体成分濃度、ガス状水銀、硫酸塩粒子濃度などの測定を行なった。2011年秋期には越境汚染や、弱いながら「バックグラウンド黄砂」の影響が観測された。霧水や降水を室堂平(標高2450m)、弥陀ヶ原(標高1930m)および美女平(標高977m)で採取・化学分析を行った。2011年9月には室堂平において露水の採取・化学分析を行った。高所においては、夜間に発生する露水中にも植生に有害な高濃度の過酸化水素が含まれることがわかった。また、スギ林、ブナ林などにおいて樹幹流や林内雨の採取・化学分析も行った。2011年4月下旬には、室堂平において金層にわたる積雪断面観測を行い、層位構造等の観測や化学分析を行なった。主要イオン成分の他に、水銀、過酸化水素やホルムアルデヒド濃度の測定も行った結果、硫酸イオンなど人為起源成分とホルムアルデヒドや水銀との間に有意な相関がみられ、酸性物質とともに光化学生成物や水銀も輸送されているものと考えられた。また、積雪黄砂層についてストロンチウム同位体比の測定を行い、土壌粒子の起源について検討し、アジア大陸の乾燥地帯から輸送されてきていたことが確認された。さらに、2011年6月に回転翼航空機により、富山県上空の大気環境観測を行った。また、立山ブナやオオシラビソ林などの植生調査を行った。立山西側において、エアロゾル粒子粒径別個数濃度、オゾンや二酸化硫黄などの微量気体成分濃度、ガス状水銀、硫酸塩粒子濃度などの測定を行なった。

前年度と同様に、2012年秋期においても越境汚染、「バックグラウンド黄砂」の影響が観測された。2012年4月下旬には、室堂平において全層にわたる積雪断面観測を行い、層位構造等の観測や化学分析を行なった。主要イオン成分の他に、水銀、過酸化水素やホルムアルデヒド濃度の測定も行った結果、硫酸イオンなど人為起源成分や黄砂由来成分とホルムアルデヒドとの間には正の相関関係がみられ、酸性物質とともに光化学生成物も輸送されているものと考えられる。水銀については人為起源イオン成分との関係は不明瞭であった。また、積雪黄砂層についてストロンチウム同位体比の測定を行い、土壌粒子の起源について検討し、アジア大陸の乾燥地帯から輸送されてきていたことが確認された。富山市(富山大学内)と立山・浄土山にスカイラジオメータを設置し、標高3000m内にある大気中のエアロゾル光学的特性を測定した。観測データから、両地点での光学的厚さは一桁異なるものの、同様のエアロゾル粒子粒径分布が得られた。2012年8月に小型回転翼航空機により、富山県上空の大気環境観測を行った。特に、東アジア域での観測例がない上空大気中の過酸化水素、有機過酸化物の精度の良いデータを得ることに成功した。観測の結果から、上空(高度2000m程度)で過酸化物が高濃度となることが明らかとなった。立山高山帯における大気から植生への湿性・乾性沈着量の評価を行ない、夏季においては霧などの湿性沈着が重要な影響を及ぼしていること、立山・浄土のハイマツ林における大気からの窒素負荷量が十分大きいことがわかった。また、立山ブナやオオシラビソ林などの植生調査を行った。立山での観測や植生調査などは概ね順調に進み、データが蓄積され、立山の自然環境の実態が明らかとなりつつある。ただし、標高2000m以上の高所で観測が可能な期間に、この2年間まとまった黄砂現象が観測されず、その影響の評価がまだ不十分である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も引き続きこれまでの観測・調査を実施し、さらに多くのデータを取得し、高所の自然環境影響について考察を進める。また、山岳と航空機による同時観測も行い、より高精度な物質動態を理解する。植生への影響については、これまでの観測調査を実施するだけでなく、試料の同位体分析などを行い、植生が関与する物質動態の理解や環境ストレスの評価を行う。
オーセンティック・アセスメントに基づく社会系教科の目標準拠評価モデルの開発と普及

本研究の目的は,「オーセンティック・アセスメント」と呼ばれる評価理論を社会科(市民性育成教育)に対応させ,我が国における目標準拠評価の実践を円滑に進めるための技法を開発し,さらにそれらを普及させるためのモデルを示すことにある。開発した技法と普及モデルに基づいて,北海道教育大学附属釧路小学校,附属釧路中学校,北海道内における公立小学校,中学校にて社会科授業を開発し,実践を行った。本研究の目的オーセンティック・アセスメントは,構成主義に基づく授業を評価するための理論として,1980代にアメリカ合衆国で開発された。オーセンティック・アセスメントは,目標準拠評価を実践するための基盤理論であり,我が国でもその内実が本格的に研究され始めている。また2000年から2010年にかけて,アメリカでは評価技法の開発と普及に関する博士論文が爆発的に提出されており,研究成果に基づく書籍も出版され始めている。本研究では,アメリカ市民性教育におけるオーセンティック・アセスメントの評価実践について,アメリカで提出された博士論文を分析対象とし,「論文の記述内容」「論文に記載されている授業実践内容」「論文執筆者が確定した学習者の認識内容」「論文執筆者が開発した評価経営」の四つの観点から分析を行った上で,(1)現在のアメリカ社会科が育成を目指す人物像とはどのようなものか(目標構造の抽出),(2)その目標を達成するために,どのような授業が組まれているのか。(構成主義に基づく授業構成理論の抽出),(3)その授業では,学習成果の評価の仕組みがどのように組み込まれているのか。(評価手法の分析),(4)評価の結果得られた情報は,具体的にどのように分析されているのか。またその分析ツールはどのように開発されているのか。(情報の分析手法の検討),(5)評価情報は授業や学習者の学びにどのようにフィードバックされているのか。(情報の利用方法の検討),(6)開発した評価技法(情報の分析手法と利用方法)をどのように普及させているのか。(普及のモデルの抽出),(7)抽出した普及モデルは,日本の小学校,中学校,高等学校において,どの程度有効的に機能するのか。(普及モデルの検証)を明らかにすることを目指している。平成24年度は,(1)(5)を明らかにした。本研究の最終的な着地点は,「オーセンティック・アセスメント」と呼ばれる評価理論を社会科(市民性育成教育)に対応させ,我が国における目標準拠評価の実践を円滑に進めるための技法を開発し,さらにそれらを普及させるためのモデルを示すことにある。開発した技法と普及モデルは,北海道教育大学附属釧路小学校,附属釧路中学校,北海道内における公立小学校,中学校,高等学校にて検証し,その有効性を証明するところまでを研究の射程としている。具体的には,アメリカ市民性教育(初等教育,中等教育,高等教育)におけるオーセンティック・アセスメントの評価実践について,アメリカで提出された博士論文を分析対象とし,「論文の記述内容」「論文に記載されている授業実践内容」「論文執筆者が確定した学習者の認識内容」「論文執筆者が開発した評価経営」の四つの観点から分析を行った。その結果,以下のことが明らかとなった。(1)現在のアメリカ社会科が育成を目指す人物像とはどのようなものか(目標構造の抽出)(2)その目標を達成するために,どのような授業が組まれているのか。(構成主義に基づく授業構成理論の抽出)(3)その授業では,学習成果の評価の仕組みがどのように組み込まれているのか。(評価手法の分析)(4)評価の結果得られた情報は,具体的にどのように分析されているのか。(情報の分析手法の検討)(5)評価情報は授業や学習者の学びにどのようにフィードバックされているのか。(情報の利用方法の検討)(6)開発した評価技法(情報の分析手法と利用方法)をどのように普及させているのか。(普及のモデルの抽出)本研究の目的は,「オーセンティック・アセスメント」と呼ばれる評価理論を社会科(市民性育成教育)に対応させ,我が国における目標準拠評価の実践を円滑に進めるための技法を開発し,さらにそれらを普及させるためのモデルを示すことにある。1.研究の最終的な着地点は,「オーセンティック・アセスメント」と呼ばれる評価理論を社会科(市民性育成教育)に対応させ,我が国における目標準拠評価の実践を円滑に進めるための技法を開発し,さらにそれらを普及させるためのモデルを示すことにある。2.平成23年度には,以下の計画を遂行した。(1)アメリカ合衆国でしか入手できない博士論文資料の収集【平成23年度】(2)アメリカ合衆国における評価実践の影響の聞き取り【平成23年度】(3) (1),(2)で収集した評価実践情報の言語化及びデータ化【平成23年度】3.研究成果は,学会誌,書籍等で発表済みである。(1)藤本将人「「評価研究」からみた社会科研究の方法論と国際化の課題」全国社会科教育学会『社会科教育論叢』第48集,2012年5月発表予定。(2)藤本将人「社会科における資料

(1)文字資料」社会認識教育学会編『新社会科教育学ハンドブック』明治図書,2012年4月,pp.212-219. (3)藤本将人「社会科授業の目標の転回」『社会科教育2012年5月号』明治図書,2012年5月1日,pp.14.(4)藤本将人「社会科における『思考・判断・表現』の評価のあり方ー全国学力・学習状況調査(国語・算数)からみえる社会科学力ー」日本教材文化研究財団『研究紀要』第41号, 2012年3月, pp.45-53.研究目的として掲げた(1)(7)のうち,(1)(5)までを達成しているからである。研究は概ね順調に進展している。今年度は,以下の手続きを終了している。(1)現在のアメリカ社会科が育成を目指す人物像とはどのようなものか(目標構造の抽出)(2)その目標を達成するために,どのような授業が組まれているのか。(構成主義に基づく授業構成理論の抽出)(3)その授業では,学習成果の評価の仕組みがどのように組み込まれているのか。(評価手法の分析)(4)評価の結果得られた情報は,具体的にどのように分析されているのか。またその分析ツールはどのように開発されているのか。(情報の分析手法の検討)(5)評価情報は授業や学習者の学びにどのようにフィードバックされているのか。(情報の利用方法の検討)研究目的として掲げた(1)(7)のうち,(6)(7)を達成することを目指す。今後の研究計画は,以下の通りである。1.評価実践情報に内在されている普及モデルの抽出【平成24年度】2.情報を整理し,データーベース化する。【平成24年度】平成24年度は,抽出した普及モデルは,日本の小学校,中学校,高等学校において,どの程度有効的に機能するのかを検証する予定である。学会での研究成果発表(旅費)国内×4回の旅費を申請する予定。学会誌による投稿(その他)など【平成24年度】・アメリカ合衆国にて収集した教育の事実をコンピュータでデータベース化する。・内在されている評価原理を教科教育の手法により分析・抽出・言語化・モデル化する。・日本国内において,既に申請者に協力を確約していただいた方々は,以下の通りである。・小林一博(北海道教育大学附属釧路中学校主幹教諭:社会科担当)・村瀬清史(北海道教育大学附属釧路中学校教諭:社会科担当)・筧豊(北海道教育大学附属釧路小学校教諭:社会科担当)上記三名の先生方と一緒に,普及モデルの開発とデータベースの作成を進めさせていただくことになっている。研究費は,これらモデルケースを分析するために必要な旅費,物品費に使用される予定である。
酸処理エナメル質の再石灰化機構に関する電顕的研究

酸処理されたエナメル質は口腔内環境下で経時的に再石灰化するが、研究の多くは分析化学的手段あるいは走査電顕によるものである。酸処理エナメル質の再石灰化過程を詳細に検討する上で透過電顕による観察は不可欠であるが、硬組織の透過電顕試料の作成には技術的な熟練が必要とされる。今回、酸処理エナメル質の再石灰化過程を潅流系実験装置内で再現し沈着結晶を高分解能透過電顕(HREM)で観察することを企てるに当り、試料作成法の技術的な改善をはかり、HREM観察をおこなうこととした。そして、これらの技術的改善について株式会社トプコンの坂本英明氏らの協力を得た。実験試料は、ウシ切歯唇側面から得られたエナメル質ブロックである。ブロック表面を65%リン酸で酸処理した後、潅流系実験装置に取り付け再石灰化実験をおこなった。実験終了後、試料はエポン樹脂で包埋したが、エポン樹脂処方は硬組織試料用に硬めになるようにした。再石灰化層とエナメル質を縦断するように、ダイヤモンドナイフを取り付けたウルトラミクロトームで超薄切し、HREM(トプコン社製、EB-002)を用いて加速電圧200kVで観察した。HREM観察により、酸処理エナメル質表面に新生結晶の形成が確認された。直接倍率16万倍および20万倍の観察で、鮮明な結晶像を得ることに成功した。硬組織試料の透過電顕的研究をおこなう上で貴重な試料作成技術を修得できたと考えられ、今後、酸処理エナメル質の再石灰化過程を解明するために用いていきたいと考えている。
新規極限環境適応因子ポリ-γ-グルタミン酸:産生機構の解明と生物工学的応用

極限環境微生物やポリ-γ-グルタミン酸(PGA)、生産菌の分子生理学的研究の進展に伴い、PGA及びその類縁バイオポリマーが環境適応因子としての側面を備えていることが分かってきた。はじめに、この特性を酵素工学分野にも応用するため、次のような研究を行った。すなわち、有用でありながら様々な環境要素に感受性が高く不安定な酵素・DNAリガーゼに対し、好塩古細菌Natrialba aegyptiacaが生産するPGA類似ポリマー"ハロフィリシン"を共存させたところ、温度、pHや塩濃度など、種々の環境要素に対し、耐性向上の可能性が示唆された。本研究において、PGAの新たな用途として、酵素をターゲットとする生物工学的な利用法がはじめて提案された。ハロフィリシン生合成に関する研究を進める中で、納豆菌と同じくN.aegyptiacaの細胞膜にも微弱ながらPGA合成活性が存在することを見いだした。さらに、数万塩基対の大きさのプラスミドDNAが存在し、これには少なくとも納豆菌のPGA合成に関わるpgsB遺伝子のホモログが存在することをPCR法で突き止めた。ここで新たに発見されたプラスミドは好塩古細菌の分子育種に有用なベクターの開発にも繋がる。さて、ハロフィリシンの主鎖はL-グルタミン酸めみからなるL-PGAである。同じく、好アルカリ海洋細菌のBacillus haloduransはL-PGAを生産する。plg1、plg2及びplg3と名付けた遺伝子群がその生合成に重要であった。大腸菌を宿主とする発現系を利用して各Plg遺伝子産物を生産し、ほぼ均一に精製した。反応特性解析の結果、Plg2タンパク質にはL-グルタミン酸に対するリガーゼ活性が、Plg3タンパク質にはL-グルタミン酸のγ-オリゴペプチドに対するリガーゼ活性が見いだされた。これにより、PGAの新たな合成メカニズムを提唱するに至った。ポリ-γ-グルタミン酸(PGA)は納豆に独特の風味を与える粘性物質の主成分であることや生分解性と高吸水性を備えた環境低負荷型高分子素材であることが知られている。一方、その生理機能についての知見は皆無に等しかった。代表者らはPGAがアルカリ環境や高塩濃度下でのみ生育する、いわゆる極限環境微生物で高頻度にPGA生産能が見いだされていることに注目し、PGAには環境適応因子としての機能が備わっていることを示唆した。PGAは酸性ポリマーであるため環境中のアルカリpHの中和に役立ち、その吸水性を利用すれば高塩環境下で発生する脱水現象から身を守ることもできる。一方で、PGAのような電荷を帯びたポリマー、あるいはその誘導体の保水能が高塩環境では著しく損われることも知られている。これらの事実は、好塩古細菌Natrialba aegyptiacaが生産するPGAは高塩環境下でも十分な保水性を維持できるように特殊化した構造を持つことを示唆している。代表者らは、本古細菌を短期間(4日、脱水現象なし)及び長期間(30日、脱水現象あり)培養し、PGAの構造変化を調べた。その結果、短期間培養であられるPGAはL-グルタミン酸のみからなるL-PGAであったのに対し、長期間培養で得られた酸性ポリマーは、このL-PGAを主鎖とし、側鎖にL-アスパラギン酸が結合した複合型ポリアミノ酸であることが示唆された。このような構造をもつポリマーはこれまで知られておらず、またPGAの機能改良という応用面でも重要な示唆を与えるものと期待される。一方、代表者らは、好アルカリ細菌Bacillus haloduransのL-PGA生産システムの解明にも着手した。最近、B. haloduransの全ゲノム配列が公開され、すでに代表者らによって明らかにされている納豆菌のPGA合成酵素と類似の遺伝子産物が見つかるものと期待された。ところが、そのようなホモログタンパク質は本菌には見つからず、既知のPGA合成酵素とは全く異なる酵素によりL-PGAが生産されていることが明らかとなった。本研究において、代表者らは、B. haloduransのL-PGA合成に関わる遺伝子群の同定に成功し、plg123名付けた。これらの遺伝子産物は、納豆菌のPGA合成酵素PgsBCAとの類似性はなく、むしろシアノファイシンと呼ばれるポリアミノ酸の合成酵素、特にそのアミノ基側ドメインと類似することが判明した。ポリ-γ-グルタミン酸(PGA)は多機能性バイオポリマーであり、種々の応用が期待されている。今回は、特に好塩古細菌Natrialba aegyptiacaに注目し、本菌が生産するPGA類似の新規酸性ポリアミノ酸の均一精製法の確立、化学的分解法及び修飾法を適用した構造解析、本ポリマーを利用した高吸水性ゲルの作製法の確立及び新たなPGA生合成経路の同定と全容解明を目指し、研究を進めた。本古細菌は培養初期にL-グルタミン酸(L-Glu)のみからなるPGA(L-PGA)を作った。さらに、培養の長期化に伴い、その一部がL-アスパラギン酸(L-Asp)で修飾されていた。この修飾型ポリマーを便宜上ハロフィリシンと名付けた。両ポリマーはこれまで共存状態でしか調製できなかったが、強塩基性担体の陰イオン交換クロマトグラフィーにより、はじめて分離に成功した。また、アミノ基修飾剤FDNBによる化学修飾法を適用し、両者が1,000kDaを超える超高分子物質であることを証明した。希塩酸及び透析操作によりハロフィリシンの部分解裂ペプチドを作製し、これがL-PGAのカルボキシル側鎖にL-Aspがアミド重合した新規な物質であることを立証した。

さらに、L-PGAあるいはハロフィリシンと塩基性アミノ酸のリジンをアミド重合させ、自重量の2,000倍を超える高吸水性ゲルの作製に成功した。これにより、有用性の高いアミノ酸系の生分解性高分子素材の作製法が確立された。既知のPGAの多くはD-Gluを主成分とするが、本ポリマーは完全なL型という点でユニークである。その合成機構解明の一環として、ここでは基質供給系について調査した。その結果、L-Glu合成酵素活性は特段に高かったが、既知のPGA生産菌に広く認められていたD-アミノ酸供給酵素は全く存在しなかった。PGAの立体化学性は基質レベルで制御されている可能性が高い。極限環境微生物やポリ-γ-グルタミン酸(PGA)、生産菌の分子生理学的研究の進展に伴い、PGA及びその類縁バイオポリマーが環境適応因子としての側面を備えていることが分かってきた。はじめに、この特性を酵素工学分野にも応用するため、次のような研究を行った。すなわち、有用でありながら様々な環境要素に感受性が高く不安定な酵素・DNAリガーゼに対し、好塩古細菌Natrialba aegyptiacaが生産するPGA類似ポリマー"ハロフィリシン"を共存させたところ、温度、pHや塩濃度など、種々の環境要素に対し、耐性向上の可能性が示唆された。本研究において、PGAの新たな用途として、酵素をターゲットとする生物工学的な利用法がはじめて提案された。ハロフィリシン生合成に関する研究を進める中で、納豆菌と同じくN.aegyptiacaの細胞膜にも微弱ながらPGA合成活性が存在することを見いだした。さらに、数万塩基対の大きさのプラスミドDNAが存在し、これには少なくとも納豆菌のPGA合成に関わるpgsB遺伝子のホモログが存在することをPCR法で突き止めた。ここで新たに発見されたプラスミドは好塩古細菌の分子育種に有用なベクターの開発にも繋がる。さて、ハロフィリシンの主鎖はL-グルタミン酸めみからなるL-PGAである。同じく、好アルカリ海洋細菌のBacillus haloduransはL-PGAを生産する。plg1、plg2及びplg3と名付けた遺伝子群がその生合成に重要であった。大腸菌を宿主とする発現系を利用して各Plg遺伝子産物を生産し、ほぼ均一に精製した。反応特性解析の結果、Plg2タンパク質にはL-グルタミン酸に対するリガーゼ活性が、Plg3タンパク質にはL-グルタミン酸のγ-オリゴペプチドに対するリガーゼ活性が見いだされた。これにより、PGAの新たな合成メカニズムを提唱するに至った。
テッポウユリの自家不和合性消失の遺伝・生理機構および自家和合性成立の進化的背景

テッポウユリは長年にわたって自家不和合性を示すと考えられてきたが,筆者らは,集団遺伝学的分析に基づき,テッポウユリにおいて,自家和合・不和合性に関する種内変異がある可能性を予言し,その後,自生分布域北部に位置する屋久島と喜界島の集団が,自家不和合性個体が優占する集団であることを実際に見いだした.本研究では,分布地域をほぼ網羅するよう選抜したテッポウユリ18集団およびテッポウユリ近縁種であるタカサゴユリ3集団の自然交雑種子より育成した実験実生集団を用いた自殖種子生産調査,自家花粉管伸長観察,花器形態調査,AFLP系統分析を行い,テッポウユリにおける自家和合・不和合性の発現様式,地理的分布および成立背景について以下のことを明らかにした.1)分布域の北部(黒島,屋久島,喜界島,奄美大島)および南部(蘭嶼島)に自家和合性個体が優占的な集団が存在する.2)テッポウユリの自家不和合性反応は量的であり,花柱内だけでなく,子房内でも起こっている.3)テッポウユリの自家和合性は優性遺伝する.4)分布域北部の自家和合性優占集団では花柱長,雄蕊長,および花粉量の減少が生じており,それは,これらの集団が自殖性へシフトしている事実と密接な関連があると考えられる.5)分布域の北部と南部に存在する自家和合性優占集団は,異所的に成立した別系統である.6)蘭嶼島集団の個体はテッポウユリからタカサゴユリへの分化過程における中間型と考えられる.テッポウユリは長年にわたって自家不和合性を示すと考えられてきたが,筆者らは,集団遺伝学的分析に基づき,テッポウユリにおいて,自家和合・不和合性に関する種内変異がある可能性を予言し,その後,自生分布域北部に位置する屋久島と喜界島の集団が,自家不和合性個体が優占する集団であることを実際に見いだした.本研究では,分布地域をほぼ網羅するよう選抜したテッポウユリ18集団およびテッポウユリ近縁種であるタカサゴユリ3集団の自然交雑種子より育成した実験実生集団を用いた自殖種子生産調査,自家花粉管伸長観察,花器形態調査,AFLP系統分析を行い,テッポウユリにおける自家和合・不和合性の発現様式,地理的分布および成立背景について以下のことを明らかにした.1)分布域の北部(黒島,屋久島,喜界島,奄美大島)および南部(蘭嶼島)に自家和合性個体が優占的な集団が存在する.2)テッポウユリの自家不和合性反応は量的であり,花柱内だけでなく,子房内でも起こっている.3)テッポウユリの自家和合性は優性遺伝する.4)分布域北部の自家和合性優占集団では花柱長,雄蕊長,および花粉量の減少が生じており,それは,これらの集団が自殖性へシフトしている事実と密接な関連があると考えられる.5)分布域の北部と南部に存在する自家和合性優占集団は,異所的に成立した別系統である.6)蘭嶼島集団の個体はテッポウユリからタカサゴユリへの分化過程における中間型と考えられる.琉球列島の喜界島,久米島,石垣島,台湾の鼻頭角,蘭嶼島の自生集団由来のテッポウユリ実生を用いて自家交配を行ったところ,喜界島および蘭嶼島集団において,それぞれ,91%,100%の結実率を示した.また,屋久島の自然集団において自家交配を実施したところ,鷹交配と同程度の結実率(65%)を示した.これらの事実より,本課題実施以前に自家和合性個体で優占されることが明らかとなっていた喜界島集団に加え,新たに,屋久島や蘭嶼島においてテッポウユリの自家和合性集団が分化していることが明らかとなった.屋久島自然集団においてテッポウユリ個体の開花前の花蕾を除雄し,そのまま放置すると,結実が見られず,その一方で,自然状態では71%の結実が見られた.この結果は,喜界島で行った同じ実験と一致しており,屋久島のテッポウユリ集団もほとんど自殖により維持されていると考えられた.今年度新たに,黒島,種子島よりテッポウユリ個体を得ることができた.今後,こうした未調査の島嶼の個体群について同様の実験を進め,テッポウユリ種内における自家和合・不和合性の地理的変異の詳細を明らかにする.テッポウユリの島嶼集団の遺伝的類縁関係を明らかにするために,いくつかの個体を用いて,ネギ属に適用されている手法に準じてAFLP分析行った.しかしながら,増幅されるDNAフラグメントの数が多く,多型識別が困難であった.これは,ユリ属植物のゲノムサイズがネギ属よりも巨大であることに起因するためと考えられた.そこで,増幅プライマーの塩基数を増やして,増幅されるフラグメント数を減らしたところ,多数の多型AFLPマーカーを得ることができた.今後,本手法を用いてテッポウユリ種内の正確な系統関係を明らかにし,自家和合性および不和合性のどちらが,祖先形質または派生形質であるかを推定する.テッポウユリは長年にわたって自家不和合性を示すと考えられてきたが,筆者らが行った自生集団の集団遺伝学的分析は,テッポウユリにおいて,自家和合・不和合性に関する種内変異がある可能性を示唆している.

本研究では,分布地域をほぼ網羅するよう選抜したテッポウユリ17集団およびテッポウユリ近縁種であるタカサゴユリ3集団の自然交雑種子より育成した実験実生集団を用いた種子生産調査,自家花粉管伸長観察,花器形態調査,AFLP解析を行い,テッポウユリにおける自家和合・不和合性の発現様式,地理的分布および成立背景について以下のことを明らかにした.1)分布域の北部(黒島,屋久島,喜界島,奄美大島)および南部(蘭嶼島)に自家和合性個体が優占的な集団が存在する.2)テッポウユリの自家不和合性反応は量的である.3)テッポウユリの自家不和合性反応は,花柱内だけでなく,子房内でも起こっている可能性がある.4)分布域北部の自家和合性優占集団では花柱長,雄蕊長,および花粉量の減少が生じており,それは,これらの集団が自殖性へシフトしている事実と密接な関連があると考えられる.5)分布域の北部と南部に存在する自家和合性優占集団は,異所的に成立した別系統である.6)蘭嶼島集団の個体はテッポウユリからタカサゴユリへの分化過程における中間型と考えられる.
精神障害者の地域生活支援を実現するための住居確保に関する実証的研究

研究目的を達成するために,調査対象者(精神障害者生活訓練施設及び地域生活支援センターに所属する精神保健福祉士)への質的インタビューをおこない,質的研究法の一つである修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチを用いて分析結果を出した.分析結果をストーリーラインとして示すと以下のようになる.「精神障害者生活訓練施設に所属する精神保健福祉士(PSW)が利用者(退所後の利用者も含む)の住居を確保・維持するために,最長3年間という利用期限を常に意識しつつ,《利用者志向の援助》と《住環境の構築・維持》という働きかけをおこなう.これには〈施設から地域へ志向していくPSW〉が影響している.《利用者志向の援助》とは,施設入所から退所を経て,地域で生活する利用者に向けられた種々の働きかけである.その働きかけには,施設利用中の問題に向き合う〈個別の直接援助〉と退所後に地域で起こる問題への〈あいだに立つ援助〉がある.《住環境の構築・維持》とは,利用者が地域で生活していくために必要不可欠な住まいを確保し,住み続けるために必要な環境を構築していくための働きかけを意味する.その働きかけには,住むところを作る〈資源開発〉とそのための〈関係者調整〉がある.」研究目的を達成するために,調査対象者(精神障害者生活訓練施設及び地域生活支援センターに所属する精神保健福祉士)への質的インタビューをおこない,質的研究法の一つである修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチを用いて分析結果を出した.分析結果をストーリーラインとして示すと以下のようになる.「精神障害者生活訓練施設に所属する精神保健福祉士(PSW)が利用者(退所後の利用者も含む)の住居を確保・維持するために,最長3年間という利用期限を常に意識しつつ,《利用者志向の援助》と《住環境の構築・維持》という働きかけをおこなう.これには〈施設から地域へ志向していくPSW〉が影響している.《利用者志向の援助》とは,施設入所から退所を経て,地域で生活する利用者に向けられた種々の働きかけである.その働きかけには,施設利用中の問題に向き合う〈個別の直接援助〉と退所後に地域で起こる問題への〈あいだに立つ援助〉がある.《住環境の構築・維持》とは,利用者が地域で生活していくために必要不可欠な住まいを確保し,住み続けるために必要な環境を構築していくための働きかけを意味する.その働きかけには,住むところを作る〈資源開発〉とそのための〈関係者調整〉がある.」本研究は,主に統合失調症(精神分裂病)を念頭にした精神障害者を対象とし,地域生活支援を実現する住居確保に焦点を絞ったものである.精神障害者地域生活支援センターは,地域で生活している精神障害者の相談に応じ,必要な指導及び助言を行うと同時に,他機関・施設などとの連絡調整を総合的に行っており,精神障害者が各種の福祉サービスを利用する際の窓口的機能を果たしている.住居確保もその重要な機能である.そこで,地域生活支援センターにおける住居確保に関する事例をデータ収集し,質的研究法の一つであるグラウンデッド・セオリー・アプローチによる解明をおこない,地域生活支援センターに配属されている精神保健福祉士による住居確保の内容や方法などの実践理論を生成し,精神障害者の地域生活支援に関与する専門職たちの共通認識を確立することを目的としている.平成16年度は,精神障害者地域生活支援センターで精神保健福祉士がおこなっている住居確保に関する事例の収集をおこなった.比較的歴史があり,先駆的な活動を続けている地域生活支援センターには地域生活支援の具体的な実践例があるので,いくつかの地域生活支援センターを訪問し,住居確保に関する事例を収集した.研究代表者と研究分担者が共同して,これらを実施した(延べ10カ所を訪問し,質的インタビューを実施した).収集したデータについてはトランスクリプトを作成し,ベースデータの一部として分析し始めている.なお,収集したデータを処理するためのパソコン一式を購入した.分析法として,グラウンデッド・セオリー・アプローチを採用しているので,理論的サンプリングと継続的比較分析法によって,データに密着した分析,分析とデータ収集との並行作業をおこなっている.平成17年度以降も,引き続きデータの収集と分析をおこなう.本研究は,主に統合失調症(精神分裂病)を念頭にした精神障害者を対象とし,地域生活支援を実現する住居確保に焦点を絞ったものである.精神障害者地域生活支援センターは,地域で生活している精神障害者の相談に応じ,必要な指導及び助言を行うと同時に,他機関・施設などとの連絡調整を総合的に行っており,精神障害者が各種の福祉サービスを利用する際の窓口的機能を果たしている.住居確保もその重要な機能である.そこで,地域生活支援センターにおける住居確保に関する事例をデータ収集し,質的研究法の一つであるグラウンデッド・セオリー・アプローチによる解明をおこない,地域生活支援センターに配属されている精神保健福祉士による住居確保の内容や方法などの実践理論を生成し,精神障害者の地域生活支援に関与する専門職たちの共通認識を確立することを目的としている.平成17年度は,平成16年度に引き続き,精神障害者地域生活支援センターで精神保健福祉士がおこなっている住居確保に関する事例の収集をおこなった.比較的歴史があり,先駆的な活動を続けている地域生活支援センターには地域生活支援の具体的な実践例があるので,いくつかの地域生活支援センターを訪問し,住居確保に関する事例を収集した.研究代表者が質的インタビューを実施した.収集したデータについてはトランスクリプトを作成し,ベースデータの一部として分析し始めている.分析法として,修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチを採用し,理論的サンプリングと継続的比較分析法によって,データに密着した分析,分析とデータ収集との並行作業をおこなっている.

平成18年度は,今年度に引き続きデータの収集と分析をおこない,最終的なグラウンデッド・セオリー(分析結果)を提示する予定である.精神障害者の住居を確保・維持し,地域生活支援をおこなっている生活訓練施設と地域生活支援センターに所属する精神保健福祉士(PSW)を対象に,質的インタビュー調査を実施した.質的調査法の一つである修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチによって分析をおこなったが,地域生活支援センターに所属するPSWの住居確保・維持活動については,理論的飽和化までには至らなかった(地域生活支援センターのPSWがおこなう支援の期限・内容・方法などの枠組みが収集したデータから明確にならなかった.反対に,最長3年間という利用期限を有する生活訓練施設は支援の期限や目的などが明白になった).したがって生活訓練施設に所属するPSWから得られたデータに限定して分析結果を提示した.なおその分析結果をストーリーライン(《》をコアカテゴリー,< >をカテゴリーとする)で示すと,以下となる.「精神障害者生活訓練施設(以下,施設)に所属する精神保健福祉士(PSW)が利用者(退所後の利用者も含む)の住居を確保・維持するために,最長3年間という利用期限を常に意識しつつ,《利用者志向の援助》と《住環境の構築・維持》という働きかけをおこなう.これには<施設から地域へ志向していくPSW>が影響している.《利用者志向の援助》とは,施設入所から退所を経て,地域で生活する利用者に向けられた種々の働きかけである.その働きかけには,利用中の問題に向き合う<個別の直接援助>と退所後に地域で起こる問題への<あいだに立つ援助>がある.《住環境の構築・維持》とは,利用者が地域で生活していくために必要不可欠な住まいを確保し,住み続けるために必要な環境を構築していくための働きかけを意味する.その働きかけには,住むところを作る<資源開発>とそのための<関係者調整>がある.」
統計的分布理論とその応用に関する研究

研究実績は大きく分けて2つに大別される。まず1つは、オーダーkの離散分布論の一般化を行った。ここでは、連の数え方に対して、l-overlapping countingと呼ばれる新たな数え方を提案し,オーダーkの離散分布族の新たなクラスを導出した.この分布族はいままでに導出された多くの結果を含んだものとなっている.オーダーkの離散分布族は,多くの研究者達によって様々な設定のもとで研究されてきた.多くの分布が導出されてきたが、その反面,分布間の関係が見えにくくなっているのも事実である。l-overlapping countingという視点から、オーダーkの離散分布族の関係をクリアーにするという新たな知見を与えている。特に,オーダーkの幾何分布を基準に,オーダーkの負の二項分布,オーダーkのポアッソン分布,オーダーkの二項分布の関係を明らかにした.もう1つは、多変量離散分布理論を構築した。これは、重要な多くの応用分野に密接に関わっているが、方法論の進展が遅れているという側面があった。ここでは、単変量分布論に用いられていた、「Markov chain埋め込み法」と呼ばれる方法論を改善することで、多変量理論の研究に可能な形態に整備した。また、ここで提案した方法論が、計算機上で実行可能なように、アルゴリズムの開発もあわせて行った。数式処理言語を用いたシンボリックな計算も可能であり、数値計算にも適している。ここで提案した方法論は、多値系列から派生する様々な応用問題の解決へ適用可能であることが分かった。例えば、DNA配列上のモデリング、またそれら配列において推定、検定といった、種々の統計解析が可能であるという可能性が示唆された。
消散項を持つ作用素のスペクトル理論について

消散項を持つ波動方程式に関して、短距離型の場合は波動作用素の存在、長距離型の場合は初期値をどの様に取っても時間発展させると零になることを示し,それを論文として、雑誌に投稿した。(2011年4月、雑誌Electric Journal of Differential Equationに掲載)定常Maxwell方程式、渦なし系の界面正則性についての研究を渡邊が行った。特に,Maxwell方程式の解析では、自己相互作用を持つ非線型の方程式(MHD)に関して、解の界面正則性についての研究を行った。自己共役作用素に対称ではない摂動を加えた作用素、特に消散項を持つ波動方程式に関して、波動作用素の存在証明を与えた。一般に、自己共役作用素に(ある種)対称な摂動を加えた作用素に対して、波動作用素の存在に関して、多くの結果がある。また抽象的な枠組みでも、スペクトルが全て実数であることから様々な手法を用いて、存在証明がなされているが、非自己共役作用素のばあいは、抽象的な枠組みでの解析が難しいと思われていた。しかし、20年度では、非自己共役作用素に対しても、部分的に抽象的理論の構成すること出来て、その応用として、我々の考えていた波動方程式の波動作用素の存在を証明を与えた。研究計画時点では、そこまでを、期待できるものではなかったが、それよりも、ある種重要な結果を得ることが出来た。この証明の副産物として、短距離型の摂動に関しては、その消散作用素には実数の固有値を持たないことが示された。また、方程式そのものの性質から、消散状態の存在するための一つの十分条件(消散摂動に関しても、短距離型、長距離型の境界)を与えることが出来た。これらを、国際研究集会(Poland、九州大)で講演の機会を得て、発表を行った。また、国内研究集会、セミナー等に出席、講演を行った。以下の研究内容について研究を行った。1.消散項を持つ線形作用素に関して、短距離型の場合は波動作用素の存在、長距離型の場合は初期値をどの様に取っても時間発展させると零になることを示した。更に、中澤は磁場付きの二次元シュレディンガー作用素に関して、一様評価の結果を得た。これらの結果は、研究代表者及び分担者が国内外の研究集会及びセミナーで講演を行った。2.定常Maxwell方程式、渦なし系の界面正則性についての準備段階の研究を渡邊が行った。特に、Maxwell方程式の解析では、自己相互作用を持つ非線型の方程式に関して、解の界面正則性について話題を広げた。もともとの問題に関して、角のある領域での作用素の自己共役性を調べるために、その作用素に付随した方程式の解の性質を調べ、それを使うことによって自己共役性を判定することが多い。3.波動作用素・散乱作用素の定義は様々な方法でなされている。そこでもう一度定義自体の見直しをすることにより、別な形(Lax-Phillips型)の波動作用素を使うことにより、消散項つき作用素の散乱理論の構成に取り組み始めた。その部分的結果に関して、門脇が研究集会及びセミナーでの発表を行った。4.前年度繰越金を使い、渡辺がKursov氏(Polandでの研究集会において)との研究連絡を行ったが、結果まで至らなかった。2.定常Maxwell方程式、渦なし系の界面正則性についての研究を渡邊が行った。特にMaxwell方程式の解析では、自己相互作用を持つ非線型の方程式に関して、解の界面正則性について話題を広げた。そのために、この研究をして、その結果を研究代表者が国内外の研究集会及び学会で発表を行った。