hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異なるカテゴリーの顔間の特徴・印象の定量的分析に基づく顔認知要因の解明

顔特徴・顔印象の定量的解析手法を利用した顔認知要因の解明について以下の研究を行った。(1)顔特徴の自動抽出方法の高精度化:髪領域の明度と彩度の分布を調べることにより、白髪や茶髪も含めた髪領域を安定して抽出できるようにした。眉領域の画素数を数えながら多段で閾値処理を行うことにより、眉領域の抽出精度を向上させた。また、撮影条件の違いや個人差の影響を受けやすい顎輪郭と口に関して、処理条件を変えた複数手法を選択的に適用させることで特徴点抽出の精度向上を図った。(2)異なるカテゴリーに属する顔の間の特徴・印象の解析:(a)顔輪郭の図形的特徴(丸、四角、ベース、三角等)に着目し、遺伝的アルゴリズムを用いて各図形的特徴に対応した典型顔を生成した。典型顔と入力顔間のマハラノビス距離を評価することにより、入力顔輪郭の図形的特徴付けを行えるようにした。(b)正面顔から少しずつ角度を回転させた斜め顔のサンプルを収集し、顔輪郭、眉、目、鼻、口各々の形状に対する固有空間を求めた。顔向きの違いに対応する主成分を求めることにより、サンプルには含まれない任意の顔向きの似顔絵の生成を可能にした。(3)顔特徴・印象に対する解析手法の実利用:車のフロントフェース画像を対象にして、部品形状・配置各々の主成分得点に対する対話的操作システムを開発した。本システムを利用して、車のフロントフェース画像に対する印象解析を行った。更に、精悍な、かわいいなどの印象を持った車のフロントフェース画像をデータベースから検索できるようにした。(4)表情認識:顔を額、眉及び目、鼻、口の4領域に分け、各領域の組合せを変えながらSub-block eigenphase法をベースにした表情認識を行う。この結果のモードを求めることにより認識率の向上を図ると共に、顔領域の部分的オクルージョンに頑健な表情認識手法を開発した。24年度が最終年度であるため、記入しない。顔特徴・顔印象の定量的解析手法を利用した顔認知要因の解明について、以下の研究を行った。(1)顔特徴の自動抽出方法の改良(高精度化)従来法では正確な抽出が難しかった髪の毛、眉について、誤抽出の自動判定及び修正を行えるようにし、特徴抽出の精度の向上を図った。具体的には、髪の毛について、照明による光りの影響の軽減、茶髪・白髪への対応を行った。また、眉について、影の影響の軽減、細い眉、薄い眉への対応を行った。(2)異なるカテゴリーに属する顔の間の特徴・印象の解析1)親(大人)の顔と子供の顔:親(大人)と子供、各々の顔データ群に基づいて、各々に対する各顔部品形状・配置に関する固有空間を求めた。この固有空間を利用して、親と子供各々で、各顔部品形状・配置に関する特徴記述(顔部品であれば、長さ、太さ、大きさ、傾き、配置であれば、外・内型、上・下型など)を行った。特徴的な顔部品への重み付けを行った上で、特徴記述結果の組合せを親子で比較し、親子の顔の類似度を的確に判定できるようにした。2)正面顔と横顔・斜め顔:横顔について、顔輪郭に加え、眉、目、口各々の形状に対する固有空間を求め、特徴解析を行った。この結果に基づいた特徴強調により似顔絵生成を行った。また、正面から±30°の範囲の斜め顔に対して主成分分析を行って、顔向きの変化に対応した主成分を抽出し、任意の顔向きの似顔絵を生成できるようにした。(3)顔特徴・印象に対する解析手法の実利用に関する検討人間の顔を対象にした、顔部品形状・配置に対する対話的操作システムに準じて、車のフロントフェースにおける各部品の形状、配置情報に対する主成分分析を行った。また、主成分の重みの値を対話的に操作するためのツールを作成した。顔特徴解析に基づく似顔絵生成手法について携帯端末(iPhoneを想定)への実装を図り、ソフトウェアによるエミュレーションを通じて動作確認を行った。

更に、精悍な、かわいいなどの印象を持った車のフロントフェース画像をデータベースから検索できるようにした。(4)表情認識:顔を額、眉及び目、鼻、口の4領域に分け、各領域の組合せを変えながらSub-block eigenphase法をベースにした表情認識を行う。この結果のモードを求めることにより認識率の向上を図ると共に、顔領域の部分的オクルージョンに頑健な表情認識手法を開発した。24年度が最終年度であるため、記入しない。顔特徴・顔印象の定量的解析手法を利用した顔認知要因の解明に関して、主たる研究項目、1)顔特徴の自動抽出方法の改良(高精度化)、2)異なるカテゴリーに属する顔の間の特徴・印象の解析、3)顔特徴・印象に対する解析手法の実利用に関する検討、の各々に対して研究を進め、相応の研究成果を得ている。また、得られた研究成果について、積極的に学会発表を行っている。平成23年度の研究成果を踏まえて、引き続き、顔特徴・顔印象の定量的解析手法を利用した顔認知要因の解明について研究を進めていく。主たる研究項目は、1)顔特徴の自動抽出方法の改良(高精度化)、2)異なるカテゴリーに属する顔の間の特徴・印象の解析、3)顔特徴・印象に対する解析手法の実利用に関する検討、であり、概ね、当初の研究計画に沿って進める。
超臨界水中での反応晶析機構の解明

本研究は、超臨界水中での反応晶析機構を解明することを目的とする。超臨界水中での溶液構造と晶析機構の関係を調べるために、SPCモデルに結合原子OH間の非調和振動Morse関係と非結合原子HH間の反発項を用いたTaukanとRahmanらのモデル(T,R,モデル)を採用し、分子動力学シミュレーションを行った。モデル系としてNaCl-水系を採用した。動径分布関数からは、温度上昇とともにイオン周囲の見ず分子の分布頻度が低下するが、これは、Na^+よりはCl^-の方が顕著であった。さらに水和分子の安定性について調べたところ、Na^+については、水分子の絶対数は常温に比べて超臨界状態ではかなり少ないが、安定性についてはほとんど同じであるという結果が得られた。誘電率測定については、まず450°Cまで測定可能な流通式誘電率測定装置を作成を行い、水とメタノール、エタノール、1-プロパノールの各二成分系で、温度62°C65°C、蒸気圧下で測定した。文献値との比較から装置の健全性を確認し、次に静電誘電率_<ε0>、緩和時間log τ(ps)の水のモル分率依存を検討したところ、水のモル分率x_w=0.8近傍において、局所構造の変化が生じていることがわかった。これにより水熱条件下での誘電率測定する技術の基礎が確立できた。流通式反応装置を用いて、亜臨界(300°C)、超臨界(400°C)条件での金属イオンの転化率および生成物の経時変化を調べた。その結果、(1)超臨界条件では加水分解反応が極めて速いこと、(2)加水分解反応で生成した中間体が粒子の成長に寄与していることがわかった。超臨界条件ではその中間体の溶解度が極めて小さいために粒子成長は起こらず、超微粒子(数10nm以下)が生成することがわかった。流通式反応器を用いた研究においては、超臨界水中での反応に寄与する因子を調べるため、同一密度下での、温度、初期pHの粒子成長に与えるについて実験的に検討をおこなた。その結果、pHの影響が大きいことがわかった。密度モデルを用いて高温場の金属イオンの溶存化学種濃度を求め、実験結果との検討を行ない、そ化学種の分布が成長に寄与してことが示唆された。今後、実際の反応場での濃度分布の測定により、詳細を検討する。SPCモデルに結合原子OH間の非調和振動Morsc関数と非結合原子HH間の反発項{Urey-Bradley力場)を用いたTaukanとRahmanらのモデル(TRモデル)を採用し,分子動力学シミュレーションを行った。動径分布関数からは温度上昇とともにイオン周囲の水分子の分布頻度が低下するが,これはNa+よりはCl-のほうが顕著であった。さらに,水和分子の安定性について調べたところ,Na+については水和分子の絶対数は常温に比較すると超臨界状態ではかなり少ないが安定性については,ほとんど同じであるという結果が得られた。誘電率については,450°Cまで測定可能な流通式誘電率測定装置を作製し,水(超純水)とメタノール,エタノール,1-プロパノール(純度各99.5%)の各二成分系で,温度62°C65°C,蒸気圧下で測定した。

文献値との比較から健全性を確認し,次に静的誘電率ε0,緩和時間logτ(ps)の水のモル分率Xw依存を検討したところ、水のモル分率Xw=0.8近傍において局所構造の変化が生じていると考える。今後、水熱条件下更には超臨界状態での測定から局所構造と温度の関係を検討する。金属塩の加水分解反応、粒子成長反応の速度論解析粒子の形状すなわち結晶成長方向の制御因子について検討を行った。硝酸アルミニウム水溶液を原料にベ-マイト微粒子の合成を行ったところ粒子の形状が反応温度、原料濃度により異なっていた。これらはpH(酸濃度)の影響によるものと考察し、原料溶媒に酸(硝酸)やアルカリ(水酸化カリウム)を添加した実験を行った。反応温度は350°C(亜臨界条件)、400°C(超臨界条件)である。その結果、硝酸を加えることで350°C、400°Cともに形状が細長い粒子が生成した。一方、硝酸を加えてない場合、350°Cの場合は菱形状であったのに対し、超臨界状態とすることで細長い粒子が生成した。これらの結晶の成長面の制御因子は硝酸イオンまたは硝酸であることが予想されるが、結果として、超臨界水を晶析溶媒として用いると酸を加えるのと同等の結果をもたらすことができることがわかった。分子内振動を考慮した新しい水の分子モデルを作成した。本モデルとMD法での臨界点の再現性は良好で、また溶媒構造については、水素結合構造が超臨界条件においても弱いものの依然として存在すること、また常温常圧には顕著でない2分岐水素結合(bifurcated structure)の寄与が増大することが示唆された。なお、MD計算結果を基にしたMO計算では、ポテンシャル解析により反応経路の解析が可能なことを確認した。
順序付き特性を有する巡回路問題に対するアルゴリズムの研究

順序付き特性を有する巡回路問題および関連の問題に対して研究を行った。主な研究結果は下の通りである。2.平面的グラフにおける警察・泥棒ゲームについては、警察が3人で必ず泥棒を捕まえることが既にわかったが、ゲームのプレー時間の上界があまり知られていない。その上界が2nであることを証明した研究論文" The capture time of a planar graph"はJournal of Combinatorial Optimizationに発表した。今年度は学術論文を4編発表することができ、より大きな研究成果が得られた。特に、多角形領域内における自己交差のない単純経路を計算する問題や警察・泥棒ゲームなどに対して、順序付き特性を有する幾何・グラフ問題に変換したうえ、効率のよいアルゴリズムを導くことができた。平面上に与えられたn本の射線(rays or half-lines)を訪れる最短の経路を求める問題(the traveling salesman problem for rays)は巡回セールスマン問題の変形版であり、多項式時間のアルゴリズムがあるかどうかは今まで分かっていない。本研究では、最短路がある順序で射線を巡回するという特性を発見したため、この問題を解く(O(n exp 5)時間のアルゴリズムを提案したい。また、巡回警備員問題(the watchman route problem)に対する新しいアルゴリズムも開発したい。1.多角形の形状を予め知ることが許されない場合、今まで見てきた地理情報に基づいて多角形の内部を巡回する問題はオンライン(on-line)型警備員巡回路問題とも呼ばれる。アルゴリズムの評価はオンラインで見つかった巡回路の長さと最短警備員巡回路の長さとの競合比を用いて行う。これまでに最良の競合比は26.5であった。警備員巡回路問題は、反射頂点を端点とする辺から境界線までに延長された直線線分の集合を巡回することに帰着されている。本研究は時計回りと反時計回りの方向に延長された線分に対して、時計回りの巡回路と反時計回りの巡回路を交互に使い、同じタイプの線分のみ訪れる部分問題に帰着させるアルゴリズムを提案した。同じタイプの線分のみ訪れる部分問題については、その部分問題に関する最短巡回路の長さの2√2倍を超えない巡回路をオンラインで辿り着くことができた。最終的に、競合比(4√2+1)のアルゴリズムを開発することに成功し、これまでの競合比26.5を大きく改善した。この研究結果に関する論文は国際会議COCOA2015で発表した。2.与えられた凸多角形の序列を訪れる最短の経路を求める問題に対するO(n*n*n log n)時間のアルゴリズムは報告された。本研究はO(n*n*n)時間の解法を提案した。この結果をさらに警備員やサファリなどの巡回路問題に適用し、既存結果を改善することもできた。この研究結果を纏めた論文は現在投稿中である。3.mxnの格子グラフの支配頂点集合を計算する分散型アルゴリズムも提案した。我々のアルゴリズムを使って計算した支配頂点集合のサイズは最適なものと最大1しか違わないため、最良の結果となっている。この研究結果に関する論文は国際会議FAW2015で発表した。今年度はいくつかの研究成果を得ることができた。特に、オンライン警備員巡回路問題に関する研究結果は研究計画の通りに実行されることができた。凸多角形の序列を訪れる最短の経路を求める研究は、その計算下界の証明に時間がかかったため、少し出遅れた。ただし、研究の結果は既に論文に纏まっており、現在投稿中である。1.災害(例えば、海難など)に遭遇したとき、いかにして早く災害領域から逃げ出すことが避難経路の計画問題に関わる。本研究では、災害領域を未知の凸多角形としたとき、いかにして凸領域の境界線に到達することができるかという避難戦略を設計する。このとき、避難戦略の評価はオンラインで見つかった避難経路の長さと通常の最短避難路の長さとの競合比を用いて行う。本研究では、螺旋状の回路を利用して、競合比13.812の避難戦略を提案した。この研究結果に関する論文はIEICE等で発表した。2.与えられた凸多角形の序列を訪れる最短の経路を求める問題については、多角形間の交差が許さない場合にO(n*n log n)時間のアルゴリズム、交差がある場合にO(n*n*n log n)時間のアルゴリズムは報告された。本研究では、効率のよいかつ簡単な解法を提案し、これまでの時間計算量をO(log n)改善した。この結果をさらに警備員やサファリなどの巡回路問題に適用し、既存解法の時間計算量も改善した。この研究結果に関する論文は国際会議TAMC2017で発表した。3.平面的グラフにおける警察・泥棒ゲームについては、警察が3人で必ず泥棒を捕まえることがわかったが、そのプレー時間の上界が知られていない。本研究では、その上界が2nであることを証明した。この研究結果は国際会議COCOA2016で発表した。4.ラインネットワークにおける警備員巡回路問題とは警備員巡回路がライン上に限定されるとき、与えられたラインをすべて訪れる最短の巡回路を求めることである。現在の最良解法はO(n exp 8)時間かかるため、とても複雑です。我々はこの問題に潜む順序付き特性を見出して、O(n exp 6)時間のアルゴリズムを開発することに成功した。

この研究結果を纏めた論文は現在投稿中である。今年度はいくつかの研究成果(発表済み論文:5編、投稿中論文:2編)を得ることができた。いろんな幾何問題(例えば、避難経路の計画問題)を順序付き特性の側面から捉えて、効率のよい解法を結び付くことができた。さらに、与えられたn個の点を最小半径の2つの円でカバーするという平面上のtwo-center問題も順序付きの点系列をカバーする問題に変形できる。現在、two-center問題を解く効率的なアルゴリズムに関する論文を纏めている最中である。主な研究結果は下の通りである。1.ラインネットワークにおける警備員巡回路問題とは警備員の巡回路がライン上に限定されたとき、与えられたラインをすべて訪れる最短の巡回路を求めることである。現在の最良解法の時間計算量がO(n exp 8)時間で、とても複雑である。我々はこの問題に潜む順序付き特性を見出して、より簡単なO(n exp 6)時間のアルゴリズムを開発した。この研究結果に関する論文"An improved algorithm for the watchman route problem forlines"はIPLでは発表した。2.平面上に与えられた点集合を半径最小の円盤を2個用いてカバーする問題は平面的ツーセンター問題(planar 2-center problem)と呼ばれる。平面的k-センター問題はNPー困難であることが分かったが、ツーセンター問題には効率的な解法がある。本研究では、凸位置にある点集合をカバーする円盤半径の単調性を見つけ、効率のよいアルゴリズムを開発することに成功した。この結果を任意位置にある点集合にも拡張でき、これまでの時間計算量を改善した。この研究結果に関する論文は国際会議COCOON 2017で発表した。3.与えられた凸多角形の序列を訪れる最短の経路を求める問題については、多角形間の交差が許さない場合にO(n*n log n)時間のアルゴリズム、交差がある場合にO(n*n*n log n)時間のアルゴリズムは報告されたが、平面分割や点位置決定等の複雑なデータ構造に依存するとの欠点がある。本研究では、効率のよいかつ簡単な解法を提案し、これまでの時間計算量を改善した。この研究結果に関する論文"The touring polygon problem revisited"はIEICETrans. Fund, (2018年5月号)で発表した。今年度はいくつかの研究成果を得ることができた。特に、平面的ツーセンター問題に対しては、順序付き特性の側面から捉え、効率のよいアルゴリズムを開発することができた。この手法をほかのツーセンター問題(例えば、多角形内部領域のカバー問題や3次元のツーセンター問題など)にも拡張でき、関連のアルゴリズムは現在開発中である。順序付き特性を有する巡回路問題および関連の問題に対して研究を行った。
航空宇宙工学用語標準化に関する調査研究

1.航空宇宙工学における各部門別用語収集作業の完了本研究の研究分担者が「空気力学」「材料」「構造」「飛行力学」「原動機・推進」「宇宙システム」「航空機運航」など航空宇宙工学の各分野を担当し、必要に応じて専門家による作業小部会を組織して、それぞれが並行して各部門関連用語の収集を行った。本作業は平成8年度から開始され、本年度に上半期に完了した。用語収集の対象は、「航空宇宙工学便覧」や航空宇宙学会誌に掲載された論文、代表的な教科書、また宇宙開発事業団などが独自に所有している用語集などである。平成8年度にデータベース化された昭和48年度発行の用語集(航空工学編)も検討の対象とされ、各分野の現状に即して用語の取捨選択および内容の修正が行われた。データは、「漢字表記」「ローマ字表記」「かな表記」「英語表記」「使用分野」「略語表記(ある場合)」から成り、インターネットまたはフロッピ-ディスク経由で東京大学工学系研究科内の用語集作成事務局に送られた。2.航空宇宙工学用語データベースの作成各分野ごとに収集された用語を統合し「航空宇宙工学用語データベース」として一本化した。ローマ字表記の誤りなど基本的チェックを行った後、分野間で重複した語の削除し、また、一つの語に複数の訳語が対応する場合はそれぞれを別のデータとして区別し、漏れがないよう注意を払った。本研究の幹事を中心に、各分野に渡る横断的な用語の検討が行われ、重要な用語の欠落、不要な用語など摘出した。最終的な収集語数は10270語であり、航空宇宙工学の基本要素から最先端技術までをカバーした用語データベースとする事ができた。そのデータをもとに英和、和英、略語集をデータベースソフトウェアを用いて作成した。以上により、航空宇宙工学用語の標準化と文部省学術用語集の原案の作成と言う本研究の目的は達成されたと思われる。1.データ作成に関する今後の方針の決定研究計画が正式に認められた後、代表者・幹事らが何回かの集まりを開いて作業の進め方についての原案を作成した。ついで昭和48年度発行の用語集(航空工学編)、昭和59年度発行の機械工学用語集資料,さらには宇宙開発事業団などが独自に所有している用語集など参考となる資料を洗い出しその収集を行った。メンバーが集まる機会を2月初旬に企画し、幹事らが作成した原案をもとに今後の作業の進め方について検討を行った。その結果、1)メンバーは航空宇宙学会の各部門を代表する形で参加しているのでそれぞれが担当部門の用語を拾い出していく方法をとる事、2)東京大学工学系研究科にデータ入力用のパソコンを設置し、これをインターネットに接続する事、3)作業の効率化を図るため各メンバーは作成したファイルを順次用意したデータ入力用パソコンに電子メールを利用して送る事、またデータはASCIIファイルとする事、4)各部門の重複を避けるために「航空宇宙工学便覧」の担当項目に基づいて部門分担の範囲を特定する事、5)もれなどの確認にかなりの時間をとられる可能性があるので、2年度末を目標に第1次の用語集原案作成を目指す事の方針が決定し、それぞれ作業を開始した。2.データ入力用のパソコンとネットワーク接続の準備データ作成の中心となるパソコン及び付随するプリンター等を購入し、東京大学工学系研究科に設置した。メンバーとのデータや連絡を密にするためにネットワーク接続を準備した。3.昭和48年発行用語集集録用語の入力作業データパソコン入力作業のためにアルバイトを雇い入れたが、今後の各メンバーの作業を円滑に行えるように、昭和48年発行の用語集のデータをデータベースソフトを利用してパソコンに入力する作業を開始した。これらのデータは完成し次第各メンバーに電子メールを通じて配布する予定である。1.航空宇宙工学用語データ収集作業平成7年度に決定された作業方針に従い、実際の用語収集作業を開始した。データは、「漢字表記」「ローマ字表記」「かな表記」「英語表記」「分野」「備考」から成り、インターネットまたはフロッピ-ディスク経由で東京大学工学系研究科に設置済のパソコンとソフトウエアを用いてデータベース化される。なお、本年度から近年普及が著しいWindows95対応パソコンも導入され、データ管理能力と各分担者間のデータ互換性の向上が計られた。本研究の組織は「空気力学」「飛行力学」「構造」「推進」「宇宙技術」など航空宇宙学会の各部門を代表するメンバーで構成されているため、それぞれが並行して担当部門の用語を拾い出している。また部門によっては専門家による作業小部会を組織し作業に当たっている。昭和48年度発行の用語集(航空工学編)もデータベース化され用語収集の際の資料として使われている。各部門とも作業は順調に進んでおり、航空工学関連で約900語、宇宙工学関連で約1000語が既にデータベース化され平成9年3月末までには全部門での収集作業が終了する予定である。1部門当たり数百語が見込まれ全14部門で合計数千語と昭和48年度発行の旧用語集(航空工学編)をはかるに上回る内容の充実が期待される。2.今後の作業方針現在、東京大学工学系研究科内のデータベース作成本部にて収集しつつある用語データは各部門からのデータを累積したもので必ずしも部門間の整合がとれたものにはなっていない。

本研究の最終年度である平成9年度は、ローマ字表記の誤りなど各用語データのチェックの後、取捨選択をしつつデータを編集1本化し、使いやすく質の高い「航空宇宙工学用語集」としてまとめるのが課題となる。1.航空宇宙工学における各部門別用語収集作業の完了本研究の研究分担者が「空気力学」「材料」「構造」「飛行力学」「原動機・推進」「宇宙システム」「航空機運航」など航空宇宙工学の各分野を担当し、必要に応じて専門家による作業小部会を組織して、それぞれが並行して各部門関連用語の収集を行った。本作業は平成8年度から開始され、本年度に上半期に完了した。用語収集の対象は、「航空宇宙工学便覧」や航空宇宙学会誌に掲載された論文、代表的な教科書、また宇宙開発事業団などが独自に所有している用語集などである。平成8年度にデータベース化された昭和48年度発行の用語集(航空工学編)も検討の対象とされ、各分野の現状に即して用語の取捨選択および内容の修正が行われた。データは、「漢字表記」「ローマ字表記」「かな表記」「英語表記」「使用分野」「略語表記(ある場合)」から成り、インターネットまたはフロッピ-ディスク経由で東京大学工学系研究科内の用語集作成事務局に送られた。2.航空宇宙工学用語データベースの作成各分野ごとに収集された用語を統合し「航空宇宙工学用語データベース」として一本化した。ローマ字表記の誤りなど基本的チェックを行った後、分野間で重複した語の削除し、また、一つの語に複数の訳語が対応する場合はそれぞれを別のデータとして区別し、漏れがないよう注意を払った。本研究の幹事を中心に、各分野に渡る横断的な用語の検討が行われ、重要な用語の欠落、不要な用語など摘出した。最終的な収集語数は10270語であり、航空宇宙工学の基本要素から最先端技術までをカバーした用語データベースとする事ができた。そのデータをもとに英和、和英、略語集をデータベースソフトウェアを用いて作成した。以上により、航空宇宙工学用語の標準化と文部省学術用語集の原案の作成と言う本研究の目的は達成されたと思われる。
地殻・上部マントル物質の変形組織の精密構造解析と地球内部のレオロジー

片理の発達したカンラン岩の組織解析を行い,その変形過程について考察を加えた.この岩石には顕著なカンラン石の配向が認められ,高圧下で78%の縦波速度異方性を確認した.画像解析ソフトにより2000個以上のカンラン石粒子の形状を効率的に解析し,粒径,面積,周囲長,アスペクト比等の統計的な記載を行った.得られた形状パラメータのヒストグラムはガンマ分布あるいは指数分布でよく表され,例えばアスペクト比,円形度,円相当径の平均値(標準偏差)はそれぞれ1.83(0.48),0.66(0.58),59.1(52.7)μmである.また形状パラメータ間には相関が認められ,カンラン石粒子の形状に自己相似性があり,特に粒子の周囲長Pと面積Sとの間にP∝S^<0.54>なる関係が認められ,形状パラメータのフラクタル次元は約1.1である.今回の試料についてさらにU-stageを用い,100個のカンラン石粒子のファブリックを測定した.b軸が片理面に垂直な方向に配向し,a軸とc軸は片理面に平行なガードル分布を形成している.これは(010)[100]すべりが優勢な高温変形でなく,[001]すべりなども活動できるやや低温側の変形であったことを示唆している.さらに結晶内すべりに都合よく向いている粒子は細粒化し,すべりに不都合に向いているものは大きな粒子のまま残っており,粒径の結晶方位依存性が認められた.これらの結果は上部マントルのレオロジーを調べる際の基礎データとなる.またほぼ方解石からなり流動組織の発達した石灰岩について,面構造と平行な面(XY面)と垂直な面(XZ面)について解析を行った.やはり形状パラメータのヒストグラムはガンマ分布でよく表される.この岩石のXZ面ではZ軸方向に細長い粒子が認められ,一方XY面は等粒状である.今回の定量的な統計解析によって数値でその違いを表し,例えばアスペクト比と円形度の平均値がそれぞれXY面で1.68,0.57,XZ面で1.91,0.55である.両パラメータとも1に近いほど等粒状であることを示す.片理の発達したカンラン岩の組織解析を行い,その変形過程について考察を加えた.この岩石には顕著なカンラン石の配向が認められ,高圧下で78%の縦波速度異方性を確認した.画像解析ソフトにより2000個以上のカンラン石粒子の形状を効率的に解析し,粒径,面積,周囲長,アスペクト比等の統計的な記載を行った.得られた形状パラメータのヒストグラムはガンマ分布あるいは指数分布でよく表され,例えばアスペクト比,円形度,円相当径の平均値(標準偏差)はそれぞれ1.83(0.48),0.66(0.58),59.1(52.7)μmである.また形状パラメータ間には相関が認められ,カンラン石粒子の形状に自己相似性があり,特に粒子の周囲長Pと面積Sとの間にP∝S^<0.54>なる関係が認められ,形状パラメータのフラクタル次元は約1.1である.今回の試料についてさらにU-stageを用い,100個のカンラン石粒子のファブリックを測定した.b軸が片理面に垂直な方向に配向し,a軸とc軸は片理面に平行なガードル分布を形成している.これは(010)[100]すべりが優勢な高温変形でなく,[001]すべりなども活動できるやや低温側の変形であったことを示唆している.さらに結晶内すべりに都合よく向いている粒子は細粒化し,すべりに不都合に向いているものは大きな粒子のまま残っており,粒径の結晶方位依存性が認められた.これらの結果は上部マントルのレオロジーを調べる際の基礎データとなる.またほぼ方解石からなり流動組織の発達した石灰岩について,面構造と平行な面(XY面)と垂直な面(XZ面)について解析を行った.やはり形状パラメータのヒストグラムはガンマ分布でよく表される.この岩石のXZ面ではZ軸方向に細長い粒子が認められ,一方XY面は等粒状である.今回の定量的な統計解析によって数値でその違いを表し,例えばアスペクト比と円形度の平均値がそれぞれXY面で1.68,0.57,XZ面で1.91,0.55である.両パラメータとも1に近いほど等粒状であることを示す.岩石組織として、面構造や流動組織の認められる地殻・上部マントル岩石について、その地震波速度異方性を測定した。弱い面構造が認められるはんれい岩と顕著な面構造を示すかんらん岩について、ピストンシリンダー型高圧発生装置を用い、弾性波(縦波)速度を0.4から1.3GPaの高圧下で決定した。測定は面構造に平行で速度の速い方向と、面構造に垂直な方向について行い、面構造の発達しているかんらん岩について、高圧下で78%の速度異方性が認められた。一方はんれい岩の速度異方性は2%以下であった。かんらん岩については面構造とほぼ平行にかんらん石のa軸の選択配向が認められ、測定された速度異方性の原因となっていることが判明した。はんれい岩の速度異方性が小さいのは、その主要構成鉱物である斜長石と単斜輝石が選択配向をあまり示していないことと調和的であった。

さらに、顕著な流動組織や層構造を示す、成長大理石(トルテス)及び緑色大理石(グリーンフロー)について、それらの面構造に平行な方向と垂直な方向の縦波速度を測定した。トルテスでは面構造に平行で速度の最も速い方向で7.07km/s、面構造に垂直で速度の最も遅い方向で6.61km/sであり、速度異方性は6.5%であった。速度の測定誤差は0.02km/s程度である。この岩石はほぼ方解石から成り、速度の速い方向に方解石が細長く伸びている。方解石のa軸方向の縦波速度は7.29km/s、c軸方向のそれは5.57km/sである。今回の測定結果は、これら2つの軸方向の速度の間にあり矛盾はない。方解石の長軸方向にa軸が配向している。グリーンフローはほぼ緑れん石と方解石から成り、その名の通り流動組織が発達している。最も速い方向で縦波速度は6.83km/s、最も遅い方向で6.05km/sである。従って速度異方性は11.4%にも達する。この岩石では興味深いことに面構造に平行な面内では、流動組織がほとんど認められず、鉱物が等粒状かつ等方的に分布している。そのためこの面内では速度異方性はほとんど認められない。これらの研究結果から、地震波速度異方性が岩石の組織と密接に関係していることが調べられた。複雑な岩石組織を定量的に記述するため、多数の粒子について形状を特徴づけるパラメータを決定し、その統計的な記述を行った。本研究で新たに画像解析・計測用のソフトを導入し、500個以上の粒子の形状を効率的に解析し、粒径、面積、周囲長、アスペクト比等の統計的な記載を行った(平均値、分散、分布関数、諸量間の相関関係を決定)。地殻・上部マントルを構成する岩石の多くは面構造・線構造を形成し、これらの構造が岩石の物性の異方性(例えば地震波速度異方性)と密接に関係している。今回は試験的に、ほぼ方解石からなり流動組織の発達した石灰岩について解析を行った。構造による形状パラメータの違いを調べるため、まず超音波法により縦波の速度を測定し、岩石のリフェレンスフレーム(X,Y,Z軸)を決定した。X,Y軸方向はそれぞれ速度の最も速い方向と遅い方向として定義され、両軸に直交する方向がY軸である。X軸はほぼ岩石の線構造の方向に対応し、Z軸はほぼ面構造に垂直である。こうして軸を出した後、XY面とXZ面の薄片を作成し、高精細3CCDカメラにより顕微鏡写真の画像をパソコンに取り込んだ。得られた形状パラメータのヒストグラムは興味深いことに、粒径、面積、周囲長、アスペクト比、円形度のすべてについてガンマ分布でよく表されることがわかった。ただしアスペクト比(>1)と円形度(<1)はその取りうる値に制限があるため、対数をとったものを使用した。ガンマ分布のパラメータを決定し、平均値と標準偏差を求めた。今回の岩石は面構造が発達し、XZ面ではZ軸方向に細長い粒子が認められる。一方XY面では比較的等粒状で、細長い粒子は余り認められない。顕微鏡観察によって定性的にこの様な傾向が認められるが、今回の定量的な統計解析によって、数値でその違いを表した。具体的にはアスペクト比と円形度の平均値がそれぞれXY面で1.68,0.57、XZ面で1.91,0.55である。両パラメータとも1に近いほど等粒状であることを示す。また形状パラメータの間には明瞭な相関が認められたので、その相関関係についても詳しい解析を行った。本年度は新たに線構造・面構造の発達したかんらん岩の組織解析を行い,その変形過程について考察を加えた.顕著なかんらん石の配向が認められるかんらん岩について高圧下で縦波速度を測定し,78%前後の速度異方性を確認した.
公立小学校の英語科導入に関する包括的開発研究

本プロジェクト4年目の最終年度を迎えた平成18年度は、公立小学校における英語の教科化に伴う課題を総合的にまとめるため、海外の小学校英語科教育カリキュラムのさらなる資料を収集し、小学校英語科導入にあたって実施可能な小学校英語活動学習プログラムを考案・実施し、さらに教員研修の内容を詰めるための調査を実施した。本年度は(1)大学の附属幼稚園、附属小学校における大学院生、大学学部生、研究生による出張授業の実施、(2)大学院生による上越市内の公立小学校への児童が自己効力感を得られるような出張授業の実施、(3)主に海外の日本人学校小学校英語科教育カリキュラムの資料収集、(4)小・中現職教員の小学校英語科にむけての教員研修の内容への希望に関する調査の4点を研究の重点的実施内容とした。具体的には(1)については、2006年秋期冬期にかけて上越教育大学附属幼稚園、附属小学校の特定の学級において各学級担任の協力の下、複数の大学生、大学院生、研究生のティーム・ティーチングによる出張授業を実施した。(2)については新潟県上越市立小学校において、小学生児童が英語の授業において音楽的要素を多用することで自己効力感が得られることを目指した英語学習プログラムを作成し、授業を実践した。さらに、大学の留学生の協力を得て、国際理解教育にも目を向けた数回の授業のためのカリキュラムも併せて開発した。(1)、(2)については児童、教員から肯定的な評価を得た。(3)今年度は日本人学校を対象として、イギリスのロンドンとスイスの小学校英語教育の授業参観や関連資料を収集した。(4)については千葉県柏市において2006年8月と2007年2月に小学校・中学校の現職教員を対象として調査を実施した。調査内容は、小学校英語科の導入に向けて、不可欠だと思われる教員研修の内容についての教員の希望と、研修内容の中でも特に重要だと考えられクラスルーム・イングリッシュについてどのようなものを研修したいのかという希望を自由記述により調査したものである。本プロジェクト初年度にあたる平成15年度は、小学校における英語の教科化に伴う課題を総合的に分析し、公立小学校における英語科教育の最も効果的なカリキュラム開発のため、研究基盤の構築を目指した。つまり、(1)公立小学校の教員ならびに児童およびその保護者を対象とした小学校英語科導入に関するニーズおよび意見等を探るための調査研究、(2)公立小学校における英語科カリキュラム作成の準備、(3)公立小学校英語研修プログラム作成の準備、(4)公立小学校英語の授業観察、資料収集および研究会参加等をとおした資料収集、の4点を目的とした。(1)については、公立小学校での効果的な英語科カリキュラムの開発に先だち、英語科教育に関わる公立小学校の教員や児童およびその保護者の意向を調査し、その結果を学会で口頭発表し、また学会誌、大学研究紀要に論文として発表した。(2)については、学外から講師を招き2003年9月から2004年1月まで月1回小学校英語教育に関する連続セミナーを4回実施し、小学校英語科教育の効果的なカリキュラム作成や公立小学校教員の研修プログラム等に関するさまざまな情報を得た。また、宮城県塩釜市の公立小学校において、全5回の中学年、高学年を対象とした英語活動カリキュラムを作成し、実施した。(3)については宮城県塩釜市教育委員会と共同で同市内の公立小学校教員全員、中学校英語教員を対象とした研修プログラムに関する調査を実施した。(4)については、上越市近隣で積極的に小学校英語教育に取り組んでいる公立小学校の公開研究会等(2003年11月に石川県金沢市立森本小学校で開催された研究会;2004年2月の長岡市教委区委員会主催新潟県長岡市立新組小学校研究会)に参加し、授業参観ならびに資料収集を行った。

平成16年度は,主に以下の4点について研究を進めた。つまり,(1)公立小学校英語現職教員のための研修プログラムに関するニーズおよび意見を探る調査研究のまとめと発表,(2)海外の小学校英語科教育カリキュラムの資料の収集,(3)小学校英語カリキュラム作成,(4)大学院生、大学生による大学近隣の公立小学校への出張授業の試行,である。(1)公立小学校英語現職教員のための研修プログラムに関するニーズおよび意見を探る調査研究については,宮城県塩竃市教育委員会と共同研究を実施しているが,調査結果をまとめ,小学校英語関連学会でその成果を発表した。(2)海外の小学校英語科教育カリキュラムの資料収集については,本年度は,マレーシア,シンガポールを対象とした。(3)小学校英語カリキュラム作成については,宮城県塩竃市立第一小学校において,昨年度に引き続き,研究を実施した。昨年度作成し,その評価に基づき一部修正・改変したカリキュラムに基づき,中学年,高学年対象の各5回の授業をALTの協力を得て実施した。本カリキュラムの特徴は,英語に接する機会が少なく,小学校においても英語授業回数の少ない環境にある児童に対して可能な限り英語をインプットすることを目的としていることである。具体的には1)英語の歌,2)ビデオ,3)児童に無理に英語の発話を強制しないゲーム,4)ALTによる英語の絵本の読み聞かせ,によりカリキュラムを構築した。最後に(4)大学生による出張授業の試行であるが,将来的に学級担任が英語活動を担当していくことが期待されている中,上越教育大学近隣の公立小学校に出張授業を構想し,試行した。本年度は大学院生1名が一人で担当する授業(45分×3回),学部生3名が共同で担当する授業(45分×3回)を試行した。なお,カリキュラムは(3)で作成したものを日本人が担当するのに併せて若干手直し使用した。その結果,同出張授業に対して児童や学級担任等から好意的な評価を得た。本プロジェクト3年目を迎える平成17年度は、公立小学校における英語の教科化に伴う課題を総合的に分析していくため、海外の小学校英語科教育カリキュラムのさらなる資料収集を行うのと同時に、より効果的な小学校英語活動学習プログラムを開発するための研究の実践期と位置づけた。本年度は研究重点項目を、1.昨年度開発した小学校英語カリキュラムの必要箇所を修正し、大学学部生による公立小学校への出張授業の実施、2.ALTが不在であっても実施可能な視聴覚教材を用いた小学校英語活動カリキュラムの開発、3.海外の小学校英語科教育カリキュラムの資料収集の3点に置いた。具体的には1については、宮城県黒川郡町立小学校において複数の大学生による出張授業に複数の学級担任による授業、ALTと学級担任による授業など、さまざまなティーム・ティーチングを組み合わせた5回のカリキュラムを開発し実施した。2については新潟県上越市立小学校に即した英語カリキュラムを、既に開発したカリキュラムを発展させて市販の小学校英語視聴覚教材を用いたカリキュラムを開発し、英語の授業を実践した。
電子冷却法による重イオンビーム冷却の研究

電子冷却は加速器技術のみならず物理学的にも興味深い研究対象である。この研究課題では先ず電子冷却法そのものを研究し、更に陽子から重イオンの冷却へと研究を進める。冷却装置は軽イオンから重イオン迄最高エネルギ-200MeV/u迄冷却できるように設計した。最高電子エネルギーはこれに対応して120keVである。電子-イオン問相互作用部の長さは1.5mである。電子の直径は5cm、最大電流密度は0.5A/【cm^2】である。電子光学原はピアス電極、アノード加速電極からなり、平板型カソードを一様なソレノイド磁界中に置いた。計算機実験によって1.2kg以下の磁界で0.1eV程度の電子温度が実現可能なことが判明した。この結果に基づいて電子銃及びコレクターは超高真空、高電圧高温も考慮して注意深く設計した。電子誘導コイルは3つのソレノイドと2つの45°トロイドからなる。中央ソレノイドでは±2×【10^(-4)】以下の磁界の一様性が実現できた。真空箱はSUS31.6Lから成り、真空度【10^(-11)】Torrが達成できるように設計した。真空箱内にはドリフトチューブ、位置検出器、アンテナ等が組込まれている。電子の軌道は小型電子ビームを用いて研究した。電子銃から発し、コレクター迄到達する電子の軌道は蛍光板の発光を見ることによって観測した。冷却部での電子軌道の変位は±2×【10^(-4)】以下で、これは磁場測定の結果と良く一致している。電子冷却の過程は計算機実験によって研究し、一秒程度の冷却時間が実現できることがわかった。電子冷却を内部標的と併用することによって高分解能の研究が実現できるが、これに関しても研究を行った。帯電微粒子流を用いる方法で【10^(14)】【10^(16)】原子/【cm^2】の厚みが得られた。これは冷却リング標的として最も適した値である。冷却を行う為のイオン蓄積リングは建設中で、完成後直ちに先ず陽子の冷却を、続いて重イオンの冷却も行う予定である。内部標的による発熱と電子冷却の釣合の問題も今後の重要な研究テーマである。電子冷却法によって得られる高質ビームを核物理等の研究に応用しようという計画は各国が競って立案し、そのいくつかは建設が始められている。この様な情況の下での本研究はこの分野の研究をリードするものとして意義深い。前年度既に基礎研究を行ない、その一部は既に建設が宏了している。今年度はこれらの研究を一層深めると共に新たに次のステップとしての冷却装置を製作し研究を継続することができた。まず電子誘導磁界中での電子温度を下げる為に高次の補正を可能にするフイルを製作し、測定を繰り返した結果、電子軌道の全領域に渡って極めて一様性の良い磁場を作ることができた。一方電子ビームの通過部は全て超高真空に保つ必要があるが、この様な超高真空を実現する真空容器を設計製作した。この容器はその真空槽としての機能以外にもいくつかの重要な役割を果たすものである。

まず電子誘導磁界の均一性を乱すことがあってはならないので全て材質はSOS316Lを主体とする完全非磁性物質で作られた。また加工、溶接工程で金属の性質が変って磁性を帯びることがあるので製作にあたっては細心の注意が払われた。この容器には各種排気ポンプが組込まれるので、これらを効率良く作動させるための設計を行なった。電子通過部周囲にはドリフトチューブを設置し、漏洩電子電流の測定、電子エネルギーの補正、ビームの位置検出ができるようにした。又内部に設置したアンテナによって電子から放出される電波を検出し、電子温度を測定することもできる。電子冷却を終えた電子は減速後コレクターで回収するが、この目的に使う減速管も製作した。これらはいずれも目標とする性能を達成することができたが、更にこれを磁界内に入れて小型電子銃による電子軌道観測の研究も進行中である。又電子冷却過程の計算機実験をCERNと共同で行い蓄積リングの最適化を行った。これらの成果は下記文献で発表し、更に春の物理学会でも講演する予定である。
広い真空紫外放射波長域を持っ光源の開発

本研究の目的は、高出力で真空紫外域光が放射でき、取り扱い易いランプタイプの光源を開発することである。本研究の光源(D_2-Hgランプ)からの放射は、封入ガスの重水素(D_2)ガス、水銀(Hg)と、これらのエキシマからの混合放射である。放射波長域は115nm400nmで、これを最大3kAのシングルパルス放電で点灯していた。陰極はHgを主とする特殊構造で、立上がり駿度が大きいパルスアーク放電でもパルス毎に電流に応じた電子放出を行い高出力の放射が可能である。この光源に関し本研究で解決すべき主な点は、1.Hgを主とする陰極を、パルス大電流の繰り返し放電(10Hz)で用いた時、シングルパルスで確認された動作が可能か。2.真空紫外光取り出し窓(MgF_2)からいかに光を取り出すか(構造の問題)、窓はランプに直接溶着できるか(膨張係数)、である。1.に対しては、冷却せず点灯した時、数秒で陰極部へ還流すべきHgが陰極部分以外の管壁へ飛散・付着しアーク放電にならなくなった。これはランプの最零点をHgが還流すべき陰極にすれば良いので、陰極部を包む水冷ジャケット構造として陰極の温度低下を行いHgの還流を図った。しかし、まだ管壁へ飛散・付着があるので、逆に光取り出し窓近傍の温度を上げる等Hgの付着を避けるため、ランプ全体の温度管理の工夫が必要である。2.現在のフリットガラスではMgF_2とパイレックスガラスを直接溶着できるものはなかった、このため両材の間にメタル(Ni)を介在させて封着した。しかし、これは広い金属面が放電空間に曝され、長時間の後にも影響がでないか、寿命試験を実施する必要がある。また、窓と放電路との関係を考え、放電部から見たの窓の立体角が大きく、Hgが付着し難い構造にする必要がある。以上、繰り返しパルス印加時も、シングルパルス印加時と同じ動作で放電を行えることが確認されたが、光り取り出しをも考慮したランプの構造、温度管理等の問題解決を図る必要がある事が判った。広い波長域で真空紫外光を放射するランプを開発するのにあたって、1.真空紫外光ランプの問題でまだ完全には解決されていない、真空紫外光取出し窓(Mgf2:)のランプへの接着と、2.この開発するランプ独自の問題である、液体金属陰極(Hg)の陰極部分への環流の二点を解決しておかねばならない。1.の問題は不純ガスのランプ内への析出・混入と言った、ランプの寿命に関わる重要な問題であるため、ガラスメーカーの協力を仰ぎ、ランプ本体とMgF2結晶窓のフリットガラスによる直接接着を試みた。しかし、結晶のガラスの膨張係数の違いが大き過ぎるため、現在開発されているフリットガラスではフリット封着の後、歪みの応力が結晶窓に掛かりMgF2の結晶軸の方向に劈開し直接の封着はできなかった。このため、結晶窓の周囲とランプ本体の窓を封着する部分夫々の表面に金属(ニッケル、インジュウム)を蒸着することで金属化し、金属を介して封着を行った。今後、これらの金属からの不純ガスの析出を調べる。

2.の液体金属陰極(Hg)の陰極部への環流に関しては、水銀が環流してこないと高エネルギー順位の電子が作成されかつ大電流が流れると言った、この陰極の特質が失われるため重要な問題である。この問題の解決のため、今年度整備費で購入した最大繰り返し周波数20Hzのペルス電源で放電、ハルス電流2kA、3kAで繰り返し周波数を変化させランプの温度上昇を調べた。この結果、放電電流3kA、繰り返し20Hzで3分の放電の後ランプ外面の温度はおおよそ70°Cであった。これは電極外壁の外側にジャケットタイプのガラス壁を設け、水冷することによってガラス面を通して充分冷却できる温度である。このため、次年度はこれらのジャケット構造を持つランプを製作、テストをすると共にXe等重水素以外のガスからの真空紫外光のテストをも行う予定である。本研究の目的は、高出力で真空紫外域光が放射でき、取り扱い易いランプタイプの光源を開発することである。本研究の光源(D_2-Hgランプ)からの放射は、封入ガスの重水素(D_2)ガス、水銀(Hg)と、これらのエキシマからの混合放射である。放射波長域は115nm400nmで、これを最大3kAのシングルパルス放電で点灯していた。陰極はHgを主とする特殊構造で、立上がり駿度が大きいパルスアーク放電でもパルス毎に電流に応じた電子放出を行い高出力の放射が可能である。この光源に関し本研究で解決すべき主な点は、1.Hgを主とする陰極を、パルス大電流の繰り返し放電(10Hz)で用いた時、シングルパルスで確認された動作が可能か。2.真空紫外光取り出し窓(MgF_2)からいかに光を取り出すか(構造の問題)、窓はランプに直接密着できるか(膨張係数)、である。1.に対しては、冷却せず点灯した時、数秒で陰極部へ還流すべきHgが陰極部分以外の管壁へ飛散・付着しアーク放電にならなくなった。これはランプの最零点をHgが還流すべき陰極にすれば良いので、陰極部を包む水冷ジッケット構造として陰極の温度低下を行いHgの還流を図った。しかし、まだ管壁へ飛散・付着があるので、逆に光取り出し窓近傍の温度を上げる等Hgの付着を避けるため、ランプ全体の温度管理の工夫が必要である。2.現在のフリットガラスはMgF_2とパイレックスガラスを直接溶着できるものはなかった、このため両材の間にメタル(Ni)を介在させて封着した。しかし、これは広い金属面が放電空間に曝され、長時間の後にも影響がでないか、寿命試験を実施する必要がある。また、窓と放電路との関係を考え、放電部から見たの窓の立体角が大きく、Hgが付着し難い構造にする必要がある。以上、繰り返しパルス印加時も、シングルパルス印加時と同じ動作で放電を行えることが確認されたが、光り取り出しをも考慮したランプの構造、温度管理等の問題解決を図る必要がある事が判った。
受精から前核形成に至る過程におけるマウス卵分裂期制御機構の解析

Kidのモータードメインを欠損させた変異体と点変異によりモーター活性をなくした変異体をKidノックアウト卵細胞に発現させ、多核形成のレスキュー実験を行った。これにより後期染色体コンパクションに対してKidのモータードメインは必要であるが、モーター活性は必要ではないことが明らかとなった。これまでの結果からKidの染色体コンパクション分子機構、分裂中期から後期にかけての機能転換メカニズムがわかり、この研究をまとめ学術誌に投稿中である。CDKーMastl-Ensa-PP2Aからなる脱リン酸化酵素活性調節経路の前核形成時間制御への関与について、Mastlの過剰発現、ノックダウン実験を行い解析した。結果としてMastlによるPP2Aの阻害効果はは前核形成時間制御に大きく寄与していることが明らかとなった。さらにRSKを酵素、Mastlを基質としてin vitro kinase assayを行い、結果としてin vitroでMastlがRSKによりリン酸化を受けることがわかった。RSKがMastlを活性化することで前核形成時間を制御するモデルが考慮されたため、これを数理モデリングを用いて検討した。結果として、RSKがMastlを活性化する場合、PP2A活性化タイミングを遅らせることができることが示された。異常より前核形成開始の分子機構の一端が明らかとなった。脱リン酸化酵素の過剰発現により前核形成を早期化しその影響を見た。受精卵において雄性前核形成に異常が起き、続く第一卵割で染色体不分離を起こすことがわかった。一方、単為発生卵ではこのような異常は見られなかった。したがって卵細胞内のシグナルネットワークによる前核形成時間制御は、その生理的意義として正常な雄性前核形成のための時間を確保していることがわかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。Kidのモータードメインを他のモータータンパク質のモータードメインと取り替えた変異体を用いたKid欠損卵のレスキュー実験から、Kidのモータードメインに後期染色体コンパクションに対して他のモーターとは異なる特異的な機能があることが明らかとなった。Kidのリン酸化不能変異体の解析により、リン酸化状態によってKidのpolar ejection force活性が調整されることがわかった。この結果によって分裂期中期から後期にかけてのKidの機能の転換メカニズムの概形が描けるようになった。Kidのcoiled-coil領域の機能とリン酸化状態との関わりについて、これらの漁期の変異を組み合わせた変異体を作成し解析した。これによりKidの機能の転換に対してcoiled-coil領域とリン酸化制御は独立に働いていることが見出された。前核形成時にRSK経路がCDK-Gwl-Ensa-PP2Aからなる脱リン酸化酵素活性調整経路に関与していることがRSK阻害実験によりわかった。さらに数理的解析や子の経路中の因子のリン酸化状態の時間的推移からから、この前核形成時間制御機構におけるRSK経路の標的候補分子を推定した。脱リン酸化酵素の阻害、過剰発現により前核形成時間を遅める、または早めることができるようになった。これによって、前核形成時間が体細胞分裂での核膜再形成よりも長い時間を要することの生理学的意義を解析できるようになった。Kidの機能分子メカニズムの解析に対しては、計画通りモータードメイン、coiled-coil領域、リン酸化サイトの解析を行い、それぞれの機能やそれぞれとの相関に関して明らかになった。これら結果によって分裂期中期から後期にかけてのKidの機能の転換メカニズムの概形が描けるようになった。この成果をまとめ次年度に論文としてまとめ発表するという当初の計画を達成する目処がたてられた。前核形成時間制御に関して脱リン酸化酵素やその活性調節経路、さらにそれらとRSK経路との関係について解析を行い、この制御機構の一端が明らかとなった。さらにこの制御機構を乱す条件を確立したことによって、この機構の生理的意義の解析を行うことを可能とした。以上の様に当初予定していた計画に従い解析を行い、おおむね期待通りの成果をあげられた。

27年度が最終年度であるため、記入しない。現在描けているKidの機能転換機能の概形に対して、計画通り精製Kid変異体と微小管を用いた生化学的な解析を加えより詳細をつめ、Kidに関して解析した結果をまとめ論文にする。前核形成時にRSK経路がCDK-Gwl-Ensa-PP2Aからなる脱リン酸化酵素活性調整経路に関与していることがRSK阻害実験によりわかった。数理的解析から推定したこの前核形成時間制御機構におけるRSK経路の標的候補分子についてRSKの直接のターゲットであるか解析を行う。脱リン酸化酵素の過剰発現によりマウス受精卵で核膜形成タイミングを早め、当初計画していたように精子クロマチン状態(DNA修飾やヒストン修飾など)、発生への影響を調べ特殊な制御の意義に迫る。