hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しいガリウム―遷移金属結合を持つ錯体の創製

(1)キヌクリジンが配位して安定化されたガランGaH_3-quinuclidineとタングステンカルボニルを光照射したところ、ガランがGa-H結合でタングステンに配位して三中心二電子結合を形成した初めてのガラン錯体(OC)_5W(H_3Ga-quinuclidine)(1)が得られた。錯体1の構造は、X線結晶構造解析によって決定した。同様にしてモリブデンおよびクロム錯体の合成を試みているが、NMRを見る限りガラン錯体が生成しているものの、熱的に不安定なため単離には至っていない。なお、錯体1はGaH_3-quinuclidineとW(THF)(CO)_5との反応によっても合成できることが分かった。(2)GaH_3-quinuclidineと2等量のW(THF)(CO)_5を反応させたところ、ガランが2つのW(CO)_5フラグメントを架橋した、初めてのガラン架橋錯体2が生成した。錯体の2のX戦結晶構造解析に成功した。(3)Cp^*(dppe)FeGaCl_2(Cp^*=η-C_5Me_5;dppe=Ph_2PCH_2CH_2PPh_2)とK_2Fe(CO)_4とを反応させたところ、初めての置換基を持たないガリウム原子が架橋した二核錯体Cp^*(dppe)Fe-Ga-Fe(CO)_4(3)が得られた。錯体3の構造を結晶構造解析によって決定したところ、2つのFe-Ga結合は非常に短く、ともに二重結合性を持つことが分かった。この事実は、鉄からガリウムヘの逆供与が強く起こっていることを示している。(4)シリル鉄錯体に塩化ガリウムを反応させると、高収率で高純度のジクロロガリル鉄錯体が生成することを見いだした。これは従来のジクロロガリル錯体の合成法と比べて簡便であり、用途が広い優れた合成法である。
原核微生物におけるC1化合物固定酵素反応の分子基盤とその応用

ホルムアルデヒド固定反応を触媒するリブロースモノリン酸経路の2つの鍵酵素ヘキスロースリン酸シンターゼ(Hps)とホスホヘキスロイソメラーゼ(Phi)は、細菌からアーケアまでに普遍的に存在する。本研究では細菌のHps,Phi遺伝子の発現調節機構およびアーケアのHps,Phiの触媒機能や生理的意義に関する知見を得た。1)細菌におけるhps/phiオペロンの発現調節機構:メチロトローフ細菌MycobacteriumgastriMB19および非メチロトローフ細菌である枯草菌のhps/phiオペロン上流に位置する調節タンパク質(RmpR,HxlR)について、そのDNA結合特性を解析した。特に枯草菌のHxlRタンパク質はhps遺伝子上流のDNA配列に特異的に結合し、ホルムアルデヒド依存的なhps/phiオペロンの発現に関わる新規転写活性化因子であることを明確にした。2)アーケアのHps,Phiの機能解析:超好熱性アーケアPyrococcus horikosiiではHpsとPhiが単一ORFにコードされ、融合酵素を生産する。Hps部分、Phi部分と融合酵素を大腸菌で生産し、それぞれの触媒機能を明らかにした。HpsとPhiの融合により、融合酵素が膜画分に局在すること、Phiの耐熱性が向上すること、触媒効率が向上することなど融合酵素の特徴を明確にした。一方、メタン生成菌Methanosarcina mazeiにHpsを含む2種のORFを見出した。その1つは、Hpsとホルムアルデヒド活性化酵素(Fae)に相当する読み枠からなっていた。融合遺伝子、hps、faeそれぞれを大腸菌で発現させ、精製して性質を明らかにした。いずれのアーケアにおいてもHpsおよびPhiはホルムアルデヒドの固定反応だけでなく、その逆反応であるリボース5-リン酸の供給という糖代謝での重要な役割をもつ可能性が示唆された。メタン、メタノールなどのC1化合物を原料とするバイオテクノロジーを展開するためには、C1化合物固定反応の分子基盤を確立し、有用有機化合物を生産するための宿主を構築する必要がある。本研究の最終目標は、メチロトローフ細菌の分子育種系の確立と、分子育種系がある非メチロトローフ細菌へのメタノール資化能の導入を目的とする。本年度得られた成果は以下の通りである。1)枯草菌でのホルムアルデヒド固定酵素系の分子基盤:非メチロトローフである枯草菌には、ホルムアルデヒドの固定に関与するヘキスロースリン酸シンターゼ(Hps)とホスホヘキスロイソメラーゼ(Phi)がある。このhps/phiオペロンの上流にあるyckHの遺伝子産物が全く新しい転写調節因子であり、これがこのオペロンの転写に関与することを見出した。2)BacteriaおよびArchaea由来のHPSの機能解析:耐熱性メチロトローフであるBacillus brevis S1株にhps/phiオペロンを見出し、両遺伝子産物の酵素化学的性質を明らかにした。また、超好熱性ArchaeaであるPrococcushorikoshiiよりhpsを含む融合遺伝子を大腸菌に形質転換し、それぞれの遺伝子産物の酵素機能を明らかにした。3)メタン生成菌におけるHpsの生理的意義:Methanosarcina mazeiにHpsを含む2種のORFを見出した。

4)メチロトローフ細菌におけるHpsの発現調節機構:Mycobacterium gastri MB19株のhps/phiオペロンの上流に調節遺伝子を見出し、その産物を大腸菌で発現させ精製した。現在これによるオペロンの発現調節機構を検討中である。ホルムアルデヒド固定反応を触媒するリブロースモノリン酸経路の2つの鍵酵素ヘキスロースリン酸シンターゼ(Hps)とホスホヘキスロイソメラーゼ(Phi)は、細菌からアーケアまでに普遍的に存在する。本研究ではこれらの遺伝子発現調節機構と酵素の触媒機能や生理的意義に関する知見を得た。得られた成果は以下の通りである。1)細菌におけるhps/phiオペロンの発現調節機構:メチロトローフ細菌Mycobacteriumgastri MB19および非メチロトローフ細菌である枯草菌のhps/phiオペロン上流に位置する調節タンパク質について、そのDNA結合特性を解析した。枯草菌のHx1Rタンパク質はhps遺伝子上流の2カ所に結合し、ホルムアルデヒド依存的なhps/phiオペロンの発現に関わる新規転写活性化因子であることを明確にした。2)細菌およびアーケアのHps, Phiの機能解析:超好熱性アーケアであるPyrococcus horikosiiではHpsとPhが単一ORF下にコードされ、融合酵素を生産する。Hps部分、Phi部分と融合酵素を大腸菌で生産し、それぞれの触媒機能を明らかにした。HpsとPhiの融合により、融合酵素が膜画分に局在すること、Phiの耐熱性が向上すること、触媒効率が向上することなど融合酵素の特徴を明確にした。これらの結果をメチロトローフ細菌のHps, Phiにも適用した。M.gastriのhps, phi遺伝子を融合酵素となるように連結し、大腸菌で生産した。融合酵素は耐熱性の顕著な向上はみられなかったものの、触媒効率は向上した。また本融合遺伝子を発現する大腸菌ではホルムアルデヒド耐性が強化されていることが明らかとなった。
遠隔見守り・防災情報伝達を支援する照明システムのデザイン

本研究課題の目的は,住居内の各所に設置された照明機器をインターネットに接続することで,点灯・消灯履歴をモニタリングして離れて暮らす親族などが安否確認に活用できる遠隔見守り機能と,点滅や光色変化によって緊急速報発令時,災害発生時などに居住者にその情報を伝達する防災情報伝達機能をあわせもった照明システムを設計し,システム構築と実証実験を実施してその有用性を明らかにすることである.2018年度はシステム設計のための基礎調査,システムの仕様設計・機能実装を完了した.基礎調査では,照明の光色と点滅パターンの組み合わせが与える印象の評価実験と,照明の光色と照度の組み合わせが心理的ストレスに与える影響の評価実験を実施し,防災情報伝達に適した照明の発光方法を検討した.システムの仕様設計はおおむね当初計画の構想にもとづいて行い,防災情報伝達のための照明の発光方法は基礎調査の結果を参考に決定した.見守りのための照明の点灯・消灯履歴のモニタリング機能は,無線制御対応LEDランプ(Philips Hue)の点灯・消灯ログを取得するプログラムをプログラミング言語Pythonで記述して実装した.見守る側への情報通知は既存のSNSのTwitterを用い,過去24時間以内に照明を点灯・消灯があったかどうかを定期的に投稿するほか,特定の指定条件(トイレの照明が24時間以上点灯されていない等)を満たしたときにEメールで通知を受けることができる機能を実装した.照明光による防災情報伝達機能は,無線制御対応LEDランプの発光をコントロールし,避難情報,土砂災害警戒情報,豪雨予報などが届いたときに光色変化や点滅で通知するプログラムをプログラミング言語Pythonで記述して実装した.防災情報の取得には既存サービスの「Yahoo!防災速報」を用いることで,インターネット経由で即時性の高い情報取得を可能とした.当初計画でシステムの実装に使用する予定であったTwitterAPIの機能の一部が仕様変更により使用できなくなったため,システムの内部仕様の設計見直しやプログラムの仕様変更,追加の動作テストが必要となった.これにより,システムの仕様設計・機能実装の段階で当初計画より期間を要し,2018年度内を予定していた試験運用の開始が2019年度にずれ込んだため,計画より若干の遅れが生じている.2019年度は,はじめにシステムの試験運用を実施して動作確認・データ収集を行い,問題点や改良の余地がみられた場合には仕様の見直しや改善を行って,頻繁なメンテナンスを必要とせず長時間の安定した連続動作が可能なシステムを完成させる.そして,システムの有用性実証実験と分析評価を実施し,システム導入によって得られる効果を明らかにする.本研究課題の目的は,住居内の各所に設置された照明機器をインターネットに接続することで,点灯・消灯履歴をモニタリングして離れて暮らす親族などが安否確認に活用できる遠隔見守り機能と,点滅や光色変化によって緊急速報発令時,災害発生時などに居住者にその情報を伝達する防災情報伝達機能をあわせもった照明システムを設計し,システム構築と実証実験を実施してその有用性を明らかにすることである.2018年度はシステム設計のための基礎調査,システムの仕様設計・機能実装を完了した.基礎調査では,照明の光色と点滅パターンの組み合わせが与える印象の評価実験と,照明の光色と照度の組み合わせが心理的ストレスに与える影響の評価実験を実施し,防災情報伝達に適した照明の発光方法を検討した.システムの仕様設計はおおむね当初計画の構想にもとづいて行い,防災情報伝達のための照明の発光方法は基礎調査の結果を参考に決定した.見守りのための照明の点灯・消灯履歴のモニタリング機能は,無線制御対応LEDランプ(Philips Hue)の点灯・消灯ログを取得するプログラムをプログラミング言語Pythonで記述して実装した.見守る側への情報通知は既存のSNSのTwitterを用い,過去24時間以内に照明を点灯・消灯があったかどうかを定期的に投稿するほか,特定の指定条件(トイレの照明が24時間以上点灯されていない等)を満たしたときにEメールで通知を受けることができる機能を実装した.照明光による防災情報伝達機能は,無線制御対応LEDランプの発光をコントロールし,避難情報,土砂災害警戒情報,豪雨予報などが届いたときに光色変化や点滅で通知するプログラムをプログラミング言語Pythonで記述して実装した.防災情報の取得には既存サービスの「Yahoo!防災速報」を用いることで,インターネット経由で即時性の高い情報取得を可能とした.当初計画でシステムの実装に使用する予定であったTwitterAPIの機能の一部が仕様変更により使用できなくなったため,システムの内部仕様の設計見直しやプログラムの仕様変更,追加の動作テストが必要となった.これにより,システムの仕様設計・機能実装の段階で当初計画より期間を要し,2018年度内を予定していた試験運用の開始が2019年度にずれ込んだため,計画より若干の遅れが生じている.2019年度は,はじめにシステムの試験運用を実施して動作確認・データ収集を行い,問題点や改良の余地がみられた場合には仕様の見直しや改善を行って,頻繁なメンテナンスを必要とせず長時間の安定した連続動作が可能なシステムを完成させる.そして,システムの有用性実証実験と分析評価を実施し,システム導入によって得られる効果を明らかにする.2018年度に計画していた項目のうち,システムの試験運用を2019年度に実施することとしたため,その経費分を2019年度に繰り越して執行する予定である.
4-α-グルカン転移酵素の結晶構造と新規環状糖生成機構の解析

超好熱性古細菌Thermococcus litoralisの4-α-グルカン転位酵素はアミノ酸残基659個からなる。本酵素は分子間転移反応によってマルトオリゴ糖の重合度不均化反応を触媒するほか、分子内転移反応によってグルコース重合度16から数百の環状α-1,4-グルカン(サイクロアミロース)を生成する。本研究により以下のことが明らかになった。1.本酵素はN末端ドメインとC末端ドメインの2つのドメインからなっていた。N末端ドメインはTIMバレル構造に類似したα/β構造をとっていたが、通常のTIMバレル構造と異なりβシートは閉じておらず、そして末端のβストランドは逆平行になっていた。この構造はこれまで知られていない新規の構造であった。2.本酵素の触媒残基はGlu123とAsp214で、それぞれ求核触媒基と酸塩基触媒基として働くと考えられた。N末端ドメインには大きなクレフトが存在し、これら触媒基はクレフト内部で向きあって位置していた。3.基質類似阻害剤アカボースと本酵素との複合体の結晶構造を決定した。本酵素は非対称結晶単位中に2分子存在していた。アカボースは、一方の酵素分子のサブサイト-1+3に、活性中心クレフトを覆う6残基からなるループを巻くように結合していた。このループを欠失した変異型酵素では、生成するサイクロアミロースの最低重合度16は変わらなかったが、全体として重合度は低い方に移行した。したがって、このループの存在が高重合度サイクロアミロースの生成に重要であることが示唆された。4.他方の酵素分子の活性中心にはTris分子が結合しており、アカボースは結合していなかったが、サブサイト-7-6に相当するクレフトの末端部分にマルトースが結合していた。このように、活性中心から離れたところにも基質結合部位が存在することが、サイクロアミロースを生成する要因であると考えられる。(1)超好熱性古細菌Thermococcus litralisの4-α-グルカン転移酵素(GTase)の触媒残基の解析:本酵素は人工基質3-Ketobutylidene-β-2-chloro-4-nitrophenyl-maltopentaoside(3KBG5CNP)を供与体、グルコースを受容体とした糖転移反応を行う。したがって、受容体基質の非存在下では3KBG5CNPは本酵素と比較的安定な反応中間体を形成すると考えられる。そこで、この条件下で本酵素の求核性触媒残基を3KBG5CNPで標識し、その後ペプシンによって完全分解し、生成した切断ペプチドをMALDI-TOFMSによって解析した。その結果、本酵素が属するファミリー57の一群の酵素で完全に保存されているGlu123を含む10残基のペプチドが修飾された。Glu123をグルタミンに置換したところ、酵素活性は大幅に低下した。これらの結果から、Glu123が本酵素の求核性触媒残基であることがわかった。(2)多波長異常分散法を用いたX線結晶構造解析:大腸菌のメチオニン要求性株を宿主とするGTase遺伝子の発現系により、セレノメチオニン標識した酵素を得た。硫安とPEG400を沈殿剤として微小な六角柱状の結晶が得られた。この結晶を用いて、SPring-8のBL45XUにおいて三波長の回折データを測定し、多波長異常分散法により解析した。現在精密化を行っているところであるが、本酵素は二つのドメインからなり、N末端ドメインはα/β構造(TIMバレル構造とは異なる)、C末端ドメインはβ構造を形成していた。

N末端ドメインには大きなクレフトが存在し、クレフト内部に触媒残基のGlu123が位置していた。超好熱性古細菌Thermococcus litoralisの4-α-グルカン転位酵素(GTase)はグリコシドヒドロラーゼ・ファミリー57に属する酵素で、分子間転移反応によってマルトオリゴ糖の重合度不均化反応を触媒するほか、分子内転移反応によってグルコース重合度16から数百の環状α-1,4-グルカン(サイクロアミロース)を生成する。本研究においてGTaseの結晶構造の解明に成功した。この立体構造はグリコシドヒドロラーゼ・ファミリー57の酵素では最初に決定されたものである。セレノメチオニンで標識したGTaseの結晶を用いて、西播磨SPring-8のBL45XUにおいて3波長の回折データを測定し、多波長異常分散法によって位相を決定し、立体構造を決定した。GTaseはN末端ドメインとC末端ドメインの二つのドメインからなっていた。N末端ドメインはTIMバレル構造に類似したα/β構造をとっていたが、通常のTIMバレル構造と異なりβシートは閉じておらず、そして末端のβストランドは逆平行になっていた。この構造はこれまで知られていない新規の構造であった。N末端ドメインには大きなクレフトが存在し、クレフト内部には触媒残基の一つであるGlu123が位置していた。Glu123と向き合った位置にファミリー57酵素内で完全に保存されている残基であるAsp214があり、これがもう一つの触媒残基であると推定された。C末端ドメインは特徴的なβサンドイッチ構造を有していた。この構造はこれまで大腸菌βガラクトシダーゼなど3種類のタンパク質で報告されているが、その機能は不明である。さらに、基質類似体アカボースとの酵素複合体の結晶構造を決定することができた。活性部位クレフトを覆うループが存在し、このループがサイクロアミロースの生成に重要な役割を果たしていると思われる。本研究において、グリコシドヒドロラーゼ・ファミリー57の酵素では最初であるGTaseの結晶構造の決定に成功した。GTaseはN末端ドメインとC末端ドメインの二つのドメインからなっており、活性中心はN末端ドメインの大きなクレフトに存在する。基質類似阻害剤であるアカボースと本酵素との複合体の結晶構造を決定した。GTaseは非対称結晶単位中に2分子存在していた。アカボースは、一方のGTase分子のサブサイト-1+3に、活性中心クレフトを覆う6残基からなるループを巻くように結合していた。このループを欠失した変異型酵素では、生成するサイクロアミロースの最小重合度16は変わらなかったが、全体として重合度が低い方に大きく移行する結果が得られた。したがって、このループの存在が高重合度サイクロアミロースの生成に重要であることが示唆された。
落ちこぼし学生の早期発見と，学修改善指導支援環境の整備に関する研究

テスト得点や出欠などの学修データをeラーニングシステムから収集し,過年度のデータと照合することによって履修中の学生の単位落とし率を推定の上,単位を落としそうな学生とその要因(学力不足や多欠など)をリストアップし,推定単位修得率を記載した励ましメールを配信する学修改善指導支援環境を整備した.1/3セメスター経過時点で励ましメールを半数の学生に配信し奮起を促したところ,推定単位修得率が低い学生ほど学修改善効果(成績や出席率向上)が見られた.さらに,学生ごとのテスト偏差値の推移や年度ごとの特徴をニューラルネットワークに学習させた結果,推定誤差を従来の最大20%から10%未満に抑えることができた.本研究は,次の学修改善指導サイクルの構築を目指している.(1)授業ごとに実施するテストやレポートなどの学修データを,学習支援システム(既開発済み)を介して自動的に収集する.(2)収集した学修データから,学修分析エンジンにて学生ごとの単位落とし率を推定し,落ちこぼし候補学生を要因別にリストアップする.(3)学修改善指導支援環境を介して,推定単位落とし率や落ちこぼし要因別に当該学生へ担当教員が学修改善指導を行う.上記サイクルを構築するために,平成25年度は,平成24年度に引き続き,学修分析エンジンと学修改善指導支援環境の研究試作を行い,実授業で試験運用することにより,評価改良することを目標とした.平成25年度の研究成果としては,学修分析エンジンについては教員とのインタフェースの試作をAppletベースで行い機能整理を行うとともに,研究代表者が試作した学習支援システムe2-ELMとのインタフェースをR言語ベースで試作した.また,研究試作した学修改善指導支援環境を介して,研究代表者の担当授業科目で励ましメールの送信を行い,学期末にアンケートを実施し,有効性を評価した.その結果,メール記載の単位取得率が学生の認識に対して低いほど,学生たちはより勉強に励もうと思うようになることがわかった.しかしながら,実際の学修改善行動に結びついたかまでは確認できなかった.さらに,推定単位落とし率の精度評価を行ったところ,最大20%程度低めに推定していることが判明した.上記成果は日本教育工学会研究会にて発表し,参加教員から,「学生が多いと出席率や学力不足な学生がわかるだけでも役に立つ.」や,「成績の悪い学生には励ましメールを送るだけでは学力向上を図ることはできないのではないか.学修データをもとに学生への個別指導を行うなどの施策が必要ではないか.」などの意見が得られた.テスト得点や出欠などの学修データをeラーニングシステムから収集し,過年度のデータと照合することによって履修中の学生の単位落とし率を推定の上,単位を落としそうな学生とその要因(学力不足や多欠など)をリストアップし,推定単位修得率を記載した励ましメールを配信する学修改善指導支援環境を整備した.1/3セメスター経過時点で励ましメールを半数の学生に配信し奮起を促したところ,推定単位修得率が低い学生ほど学修改善効果(成績や出席率向上)が見られた.さらに,学生ごとのテスト偏差値の推移や年度ごとの特徴をニューラルネットワークに学習させた結果,推定誤差を従来の最大20%から10%未満に抑えることができた.本研究は,次の学修改善指導サイクルの構築を目指している.(1)授業ごとに実施するテストやレポートなどの学修データを,学習支援システム(既開発済み)を介して自動的に収集する.(2)収集した学修データを学修分析エンジンにて学生ごとのの単位落とし率を推定し,落ちこぼし候補学生を要因別にリストアップする.(3)学修改善指導支援環境を介して,推定単位落とし率や落ちこぼし要因別に当該学生へ担当教員が学修改善指導を行う.上記サイクルを構築するために,平成24年度は,学修分析エンジンと学修改善指導支援環境を研究試作し,さらに落ちこぼし学生の早期発見手法の確立と改善指導ノウハウを得るべく学修データを蓄積することを目標とした.平成24年度の研究成果として,まず学修分析エンジンと学修改善指導支援環境を研究試作し,研究代表者らの担当授業科目で試験的に運用できる環境が整ったことが挙げられる.その上で,同年度後期の授業履修者(181名)を“励ましメール"を送付するか否かと送付時期とで無作為に4グループに分けて評価実験を行った.その結果,学生たちの学修意欲の喚起と授業出席率の改善に有効なことを確認したが,成績向上までには至らなかった.上記成果は日本教育工学会研究会にて発表[1]し,参加教員から“落ちこぼし学生"は勉強への姿勢や生活習慣,経済的困窮,発達障害など様々で,彼らの事情に応じた改善指導が必要ではないか,励ましメールを契機に教員と学生とが双方向コミュニケーションが取れるような仕組みを組み込んではなど,貴重なサゼッションを得ることができた.[1]西中間悠,佐野香,小林浩,“励ましメールによる学修改善指導の提案と,その有効性評価",日本教育工学会研究報告集,JSET-13-1,pp.169-176,2013年3月.本研究は,単位を落としそうな学生を早期発見し,教員による学修改善指導を支援するための環境を整備することを目的としている.具体的には,次の3要素からなる.(1)授業ごとに実施するテスト得点や偏差値,出欠などの学修データを,学修支援システム(既開発済み)を介して自動的に収集する.

(2)収集した学修データを学修分析エンジンにて過年度の学修データと照合することによって,履修中の学生の単位落とし率を推定し,単位を落としそうな学生とその要因(学力不足や多欠,学力不足+多欠など)をリストアップする.(3)メール自動配信システムを介して,(2)で求めた要因別に,推定単位落とし率を記載した励ましメールを,1/3セメスター経過時点で全学生に送り奮起を促す.前半の平成2425年度は,学修分析エンジンとメール自動配信システムをそれぞれ研究試作した.研究代表者らの担当授業科目に試験的に適用し,励ましメールによる効果測定と学生へのアンケート調査を行った.その結果,励ましメールは推定単位落とし率が低い学生や多欠学生ほど,学修改善効果(成績や出席率向上)が高いことがわかった.しかしながら,過年度の学修データを含めて推定単位取得率の誤差を検証したところ,年度によっては20%近くもあることが判明した.最終年度の平成26年度は,学生ごとの学修パターン(テスト偏差値の推移)と年度ごとの特徴をニューラルネットワークに学習させることによって,推定誤差を半分以下に抑えることに成功した.また,上記(1)(3)の各システムを連結し,かつグラフィカル・ユーザ・インターフェースを充実することによって,人為的ミスの混入を防ぐとともにコンピュータ操作に不慣れな教員でも使用可能な学修改善指導支援環境に仕上げることができた.学部授業3科目に試験的に適用し,上記と同様の評価を行った結果,所期の目的が達成されたことを確認した.情報通信,ネットワーク,教育工学平成25年度は,平成24年度に引き続き,学修分析エンジンと学修改善指導支援環境の研究試作を行い,実授業で試験運用することにより,評価改良を行うことが目標であった.学修分析エンジンについては教員とのインタフェースの試作をAppletベースで行い,機能整理を行った.現在,AppletベースからWebベースに変更するとともに,追加機能を実装中である.また,研究代表者が試作した学習支援システムe2-ELMとのインタフェースをR言語ベースで試作したが,できるだけ教員の負担を軽減できるよう,改良中である.学修改善指導教員支援環境の研究試作については,2回の励ましメールの送信による評価実験を通して,メール記載の単位取得率が学生の認識に対して低いほど,学生たちはより勉強に励もうと思うようになることが確認された.また,推定単位落とし率の精度評価を行ったところ,最大20%程度低めに推定していることが判明した.以上より,おおよそ目標は達成されているが,やや遅れ気味であると考えられる.平成24年度は,学修分析エンジンと学修改善指導教員支援環境の研究試作を行うとともに,落ちこぼし学生の早期発見手法の確立と改善指導ノウハウを得るための学修データを蓄積することが目標であった.学修分析エンジンの研究試作については,テスト難易度を隠ぺいするための生テスト得点の偏差値への変換,テスト構成の有効性を判断するためのテスト種別間相関係数の算出,欠席不含偏差値と欠席加味偏差値の算出,過去の学修データに基づく単位落とし率の推定,落ちこぼし候補学生のリストアップと落ちこぼし要因判別などの処理を行う分析コア部をR言語を用いて試作した.申請者らが試作した学習支援システムe2-ELMや教員などとのインタフェース部分の試作については遅れが生じている.
プログラム依存グラフを用いたコードクローン検出法の実用化に関する研究

プログラム依存グラフを用いた検出法の高速化および高精度化手法を提案した.提案手法をツールとして実装し,オープンソースソフトウェアに対して実験を行った.実験により,提案手法の有効性を確認した.プログラム依存グラフを用いた検出法の高速化および高精度化手法を提案した.提案手法をツールとして実装し,オープンソースソフトウェアに対して実験を行った.実験により,提案手法の有効性を確認した.本年度は既存研究を精査し,申請者自らが既存呪法をツールとして実装し,そのツールを用いてコードクローン検出を行うことで,既存手法の問題点を洗い出した.そして,その問題点を解決すべく,以下の三つの手法を考案した.1.PDG頂点間への実行依存の導入:従来のPDGにはデータ依存と制御依存の二種類が存在するが,この二種類の依存辺だけだと同形の部分グラフとして検出できない場合があることが確認された.実行依存を導入することで,より多くの同形部分グラフを検出可能になる.2.双方向スライスの利用:PDGは有向グラフである.そのため,グラフの形によっては前方スライスのみ,または後方スライスのみでは検出できない同稀有部分グラフが存在していた.よって双方向スライスを用いる.3.スライス基点とするPDG頂点数の削減:PDGを用いたクローン検出手法の大きな弱点は実行時間が長いことである.そのため,冗長と思われる検出処理を省くために,スライス基点とするPDG頂点数を削減する。上記の各手法をツールとして実装した.そして,複数のオープンソースソフトウェアに対して実験を行った.その結果従来手法では検出できないクローンを多数検出できていること,また,従来手法に比べ最大で検出に必要なコストが36%にまで減少していることが確認できた.本年度は,プログラム依存グラフを用いたインクリメンタルな検出法を提案し,ツールとして実装した.インクリメンタルな検出法とは,検出結果とその中間生成物をデータベースなどに保管し,次回以降の検出時に利用する検出法である.検出対象ファイルが前回の検出時から更新されていない場合は,そのファイル自身は解析されず,ファイルに関する必要な情報はデータベースから取得される.このような枠組みを用いることによって,同じファイル集合から何度も検出を行う場合は,2回目以降の検出時間を大幅に短縮することができる.例えば,提案手法を用いることによって,下記のような検出処理を効率的に行うことが可能である,ノ複数のリビジョンから順にコードクローンを検出する.♂着目するファイルに関連するコードクローンのみを検出する.また,前年度に提案した手法を用いて,Template Methodパターンリファクタリングの支援手法を提案した.Template Methodパターンの適用元になるコードは,不一致部分を含むコードクローンであるための従来のコードクローン検出法では十分に支援することができていなかった.提案手法を用いることにより,従来手法では発見することのできなかったTemplate Methodパターンを適用すべき箇所を発見することができる.上記の2つの手法について,実際にツールを作成し,オープンソースソフトウェアに対して実験を行い,共にそれらの有効性を確認することができた.
内耳における浸透圧調節機構の解析-抹消性めまいの病態解明のために-

内耳は抹消感覚器官であると同時に、腎臓と同様イオン交換の盛んな器官である。腎臓、脳においてはオスモライトを介した浸透圧調節機構が存在する。これは細胞内外のイオン組成を変化させずに細胞内外の浸透圧バランスを維持する機構である。腎臓、脳においてはミオイノシトールが主要なオスモライトであり、特に脳では細胞外浸透圧が急速に上昇したとき非常にすばやい転写調節を受けることがわかっている。本研究ではこれが内耳の機能にどのような役割をもっているのか、めまい、耳鳴の原因に関係しているのかを検討した。方法はin situハイブリダイゼーション法を用いて、ラット内耳におけるミオイノシトールトランスポーター遺伝子の局在を検討した。遺伝子発現は、らせん靱帯の線維細胞に最も強く、らせん神経節、らせん板縁、ライスネル膜、内有毛細胞、末梢前庭の感覚上皮、感覚上皮下の線維細胞に見られた。このことから、内耳のリンパ液のイオン組成維持にミオイノシトールトランスポーターが関与していることがわかり、しかもらせん靱帯が高カリウムイオンの内リンパ液のカリウムの輸送に関与しているのではないかと考えられた。また、ミオイノシトールトランスポーター遺伝子が各種のストレス負荷で変化するかどうかを検討した。負荷には高浸透圧刺激、利尿剤であるフロセミド負荷、ストレプトゾシンによる糖尿病ラットでの急性高血糖負荷を行い、ミオイノシトールトランスポーター遺伝子発現の変化をとらえようとした。しかし、内耳においては脳、網膜などの中枢神経系や、腎臓に比べて変化が乏しく、内耳間質細胞では、他臓器に比べて各刺激が影響を及ぼしにくいこともあるが、通常状態でミオイノシトールトランスポーター遺伝子を介した浸透圧調節機構が著明に発達していることが示唆された。われわれは内耳における浸透圧調節機構を検討するため、内耳の神経細胞や間質細胞に豊富に発現しているミオイノシトールトランスポーター遺伝子を中心に解析している。これまでに各種のストレス負荷として高浸透圧刺激、利尿剤であるフロセミド負荷、ストレプトゾシンによる糖尿病ラットでの急性高血糖負荷などを行い、ミオイノシトールトランスポーター遺伝子発現の変化をin situ hybridization法を用いてとらえようとした。また、他のオスモライトトランスポーターの内耳での発現の検討では、タウリントランスポーター遺伝子が外有毛細胞に、グルタミン酸トランスポーター遺伝子が内有毛細胞、支持細胞に、ある種の水チャンネルがヘンゼン、クラウディウス細胞に限局して発現していることを見出した。タウリンやグルタミン酸は神経伝達にも関与しており、そのトランスポーター遺伝子の発現意義についての解釈は困難であり、今後検討すべき課題である。従来単なる支持細胞として考えられていたヘンゼル、クラウディウス細胞に水を選択的に取り込む水チャンネル遺伝子が存在することから、これらの細胞が内耳液のイオン組成維持や、浸透圧調節にある役割を担っていることがわかった。これらは、現在論文投稿中である。本年度は、内耳に対する種々な薬物の影響を検討する実験で、ミオイノシトールの拮抗薬であるメチレンミオイノシトールを投与し、ラット内耳における形態的な変化を検討したが、腎臓で細胞死がおこる薬剤量では変化は認められなかった。このことから内耳が腎臓にくらべて他のオスモライトや細胞保護機構が発達しているのではないかと思われた。新規のメカノセンサー様

遺伝子を単離したことを昨年度報告したが、これが神経系特異的なアミロライド感受性ナトリウムチャンネルMDEG/BNC1であることが海外の論文により決定した。しかしその機能、生物学的意義は不明である。その遺伝子の点変異により、ナトリウムが細胞内に大量に流入し、細胞が膨化して死んでしまうことから、神経変性にかかわる遺伝子ではないかともいわれている。本年度MDEGに対する抗体による免疫染色を行った結果、脳内で浸透圧変化を感受するとされている視索上核、室傍核、下垂体後葉に陽性反応を認めた。一部下垂体前葉にも陽性細胞が認められるので、このチャンネルが何らかのストレス応答に関係しているのかもしれない。内耳には以前より有毛細胞の機械的刺激の伝達にアミロライド感受性ナトリウムチャンネルが関係していることが推測されている。アミノグリコシド系の薬剤による難聴はこのチャンネルがブロックされるためではないかともいわれているが、遺伝子は単離されていない。本年度は免疫染色、in situハイブリダイゼーション法、RT-PCR法などを用いて内耳におけるこの遺伝子ファミリーを検出しているところである。付随的なデータではあるが、このナトリウムチャンネルが舌味蕾細胞にも発現しており、塩味の味覚との関係も検討している。
力検出を用いた近接場光学顕微鏡の単原子観察条件の研究

光の回折限界を越える原子分解能の光学顕微鏡を開発しようとする試みが行われてきた。しかし、これまで光の場の原子分解能観察は実現されていない。最近、申請者は、物質表面に局在する光(近接場光)の強度分布を力として検出するという新しい概念の光学顕微鏡について研究を行っている。この顕微鏡では、原子間力顕微鏡の力センサーである半導体探針を近接場光の中に挿入し、半導体探針の先端に電子・正孔対を生成させ、その結果生じる半導体探針先端の表面電位(光起電力)を力として検出する。本研究では、近接場光を原子分解能で観察するための条件を理論的・実験的に明らかにした。物質と光との電磁相互作用を原子レベルで直接測定できる装置が開発されれば、光科学や表面科学、材料科学、生物科学など多くの分野で革新的な研究手段になることは間違いない。本研究は、物質表面の個々の原子や分子を原子分解能で観察可能な次世代の光学顕微鏡を開発するとともに、その最適な観察条件を解明することを目的とする。具体的研究課題は、以下の3点である。1)近接場光を力として高感度・高分解能に測定するため、様々な構成要素を低ノイズ化する。2)近接場光を原子分解能で観察するための条件を理論的・実験的に明らかにする。3)原子レベルで平坦な表面を取り上げ、近接場光の原子分解能観察を実証する。本研究では、物質表面に局在する光(近接場光)の強度分布を力として検出するという独創的なアイデアを導入する。このような光学顕微鏡が開発されれば、これまで知ることのできなかった物質と光との原子スケールの相互作用を直接測定できるようになる。得られる知見は、光学材料の機能発現機構を解明することを容易にし、物性科学において極めて重要な学問領域であるナノフォトニクスを大きく進歩させる。回折限界を越える高分解能な光学顕微鏡を開発しようとする試みが行われてきた。具体的には、光照射により物質に誘起された分極がその近傍につくる電磁場、すなわち、物質近傍に局在する光(近接場光)を検出し、高分解能な光学顕微鏡を実現しようとするものである。しかし、先鋭化した光ファイバや金属探針を用いる従来の方式では、原子分解能(0.2nm以下)での観察は実現されていない。申請者は、物質表面に局在する光(近接場光)の強度分布を力として検出するという新しい概念の光学顕微鏡について研究を行っている。この方式は、従来の方式で問題となっていた光の伝搬損失や集光損失がほとんどないため、近接場光分布を原子分解能で測定できる可能性が高い。本研究は、物質表面の個々の原子や分子を原子分解能で観察可能な次世代の光学顕微鏡を開発するために必要な観察条件を解明することを目的とする。その結果、近接場光を高分解能に測定するために制限している因子(例えば、近接場光から力への量子変換効率や、カンチレバーの変位検出計の雑音、カンチレバーの熱振動、カンチレバーのバネ定数や振動振幅などの測定条件)を理論的に検討し、近接場光を力として高分解能に測定するための条件を求めた。また、近接場光を最も高感度に測定するための条件を実験的に検討した。具体的には、周波数シフト曲線(周波数シフトの探針・試料間距離依存性)を測定し、次に、これを数値計算により力曲線に変換し、さらに、様々な振動振幅に対する周波数シフト曲線を導出した。この周波数シフト曲線に対する信号対雑音比を求め、最も感度の良くなる観察条件を求めた。本研究目的である物質表面の個々の原子や分子を原子分解能で観察可能な次世代の光学顕微鏡を開発することに成功した。具体的には、以下の課題について検討し、当初の研究計画を確実に実施できた。まず、近接場光を力として高分解能に測定するための条件を理論的に検討した。次に、近接場光を力として高感度に測定するため、カンチレバーの変位検出計の低ノイズ化を実現した。また、カンチレバーの小振幅動作と高周波化を実現し、近接場光を力として高感度・高分解能に測定できるようにする。また、近接場光を高分解能に検出するため、バックグランド光を低減した光照射系を実現した。さらに、試料表面として原子的に平坦なサファイア表面などを取り上げ、その表面に局在する近接場光を原子スケールで観察できることを実証した。ナノ構造科学近接場光を最も高感度に測定するための条件を実験的に検討する。

具体的には、周波数シフト曲線(周波数シフトの探針・試料間距離依存性)を測定し、次に、これを数値計算により力曲線に変換し、さらに、様々な振動振幅に対する周波数シフト曲線を導出する。この周波数シフト曲線に対する信号対雑音比を求め、最も感度の良くなる観察条件を求める。
光工学的手法による宮内胎児環境因子の測定とその臨床意義に関する研究

われわれは、本研究により以下の研究成果を得ることができた。1.羊水中には胎児尿由来の、あるいは胎便由来の蛍光物質が存在することを見出した。この内、胎便中の蛍光物質を精製し、亜鉛コプロポルフィリンIであることを同定した。2.これを臨床応用すべく、基礎的な検討を加え、羊水中の蛍光特性を測定できる専用システムを開発した。そして、操作性、信頼性を向上すべく、視覚情報も同時に得られる光ファイバ-羊水鏡を開発した。3.本装置を用いて、妊娠後期の妊婦130例において、経腟的に羊水中の蛍光強度を測定し、胎便成分の有無と分娩転帰について比較検討した。胎便の蛍光ピ-ク検出群50例と非検出群80例を比較したところ、検出群に有意にPROM、IUGR、胎児仮死、臍帯卷路が多く認められ、胎便成分検出の有無が妊婦のスクリ-ニングに有用であることが示唆された。4.胎便吸引症候群(MAS)の診断に本法が有用か否か検討した。MASと診断された3症例、MASと診断されないが羊水混濁を認めた18症例、羊水混濁を認めず、MASと診断されない25症例の新生児尿の蛍光ピ-クを測定した。MAS群では明らかに高値を示し、臨床症状とも一致し、有意差をもって解離し、MASの新しい診断法となることが判明した。5.羊水塞栓症は予後が悪く、未だ浸襲の少ない診断法は確立されていない。そこで、より高感度なHPLCを用いた測定系を検討した。羊水混濁を認めない正常妊婦56例、羊水混濁を認めた妊婦12例、羊水塞栓症6例の血漿中の胎便由来の蛍光ピ-ク値を比較した。羊水塞栓症例では明らかに高値を示し、この三群間では有意な差が認められ、羊水塞栓症の新しい診断に有用であることが示唆された。以上、この新たな蛍光測定手法が、周産期における各種疾患の診断に有用であることを明らかにした。胎児発育に伴って、あるいは児の状態変化に伴って、羊水中に排泄される各種物質と蛍光の関係を明らかにした。羊水中には405nmの励起光に対し、580nmと630nmの蛍光ピークを出す物質と、これとは異なる620nmに蛍光ピークを有する物質が有り、前者は胎便成分を、後者は胎児尿成分を反映していることが判明した。ことに胎便は胎児仮死や胎便吸引症候群(MAS)、羊水塞栓症などに関与し、その測定意義は大きい。そこでまず、胎便中の蛍光物質を明らかにすべく、胎便を精製し、質量分析計、核磁気共鳴の手法を用いて検討したところ、この蛍光物質は亜鉛とコプロポルフィリンの複合体であることが判明した。次に、実際の臨床において経腟・経卵膜的にこの胎便成分が測定可能かいなかの基礎的な検討を行った。頸管粘液や卵膜の光学的特性を検討したところ、測定波長域の光においては殆ど測定に影響を与えず、経腟、経卵膜的に測定できることが判明した。そこで、操作が容易で、軽量コンパクトな蛍光測定による羊水情報測定システムを検討した。まずセンサとしてのファイバは光学的減衰の少ない石英を用いることにした。

また、子宮口があまり開大していなくても、測定できるように、直径をなるべく細くし、かつ、卵膜に損傷を与えないように直径が5mmのセンサを開発した。この形状および構造は、励起光の送光と蛍光の受光が1本で可能な二重構造とし、先端が卵膜に直角にあたるよう緩やかなカーブを持たせ、子宮口からセンサを挿入し易くした。このセンサで得られた蛍光情報を分光器、光電変換器を介して、ラップトップ型のパーソナルコンピュータの液晶画面に蛍光スペクトルパターンを表示した。以上のごとく、光工学的手法を用いた非浸襲的羊水情報を得る手法を確立するとともに、これを測定する専用システムを開発した。われわれは、胎児情報を従来とは全く異なる方法で非侵襲的に得るため、胎児発育、あるいは児の状態変化に伴って、羊水中に排泄される物質とその蛍光の関係を明らかにし、これらを測定するための方法を検討するとともに、プロトタイプの測定システムを昭和63年度に開発した。平成元年度はこのシステムを改良し、精度および、操作性の向上をはかり、正確かつ容易に臨床に利用できるシステムを開発した。前年度のシステムでは経膣的にセンサの先端部を単に手でガイドし、卵膜に接触させ、その前羊水部分の蛍光情報を測定していた。しかし、この方法ではセンサの先端部が、正確に卵膜を通して前羊水に接触しているか否かの判定が困難であった。このため、その診断において正確性に問題があった。そこで、接触部位を目視でも確認しながら測定できるように測定システムに以下の改良を加えた。1.センサ先端部の接触部位を確認できるように、イメ-ジング機能を備えたセンサを開発した。この光ファイバ-は、照明用、励起用、蛍光測定用、イメ-ジング用の計4チャンネルの光学系を一体化し、直径を4.8mmにおそめた。2.目視で確認しながら、同時に羊水中の蛍光情報を測定可能とするため、励起光と照明用白色光源をスイッチングさせた。その周期については、フリッカ-を感じさせない程度とした。3.励起光照射時間に同期して、その間の蛍光を入力、増幅し、パ-ソナルコンピュ-タの液晶画面上にその蛍光スペクトルパタ-ンを瞬時に表示するようにした。以上の改良により目視で測定部位を確認しながら計測することができるようになり、正確な羊水中の蛍光情報、ひいては胎児情報が容易に得られるようになった。平成2年度においては、本システムを用いて臨床デ-タを多く蒐集し、その臨床評価を行い、この蛍光による診断法が母児の周産期管理に有用であることを明らかにしたい。われわれは、胎便中に405nmの励起光に対して、580nmにピ-クを持つ蛍光を発する物質が含まれることを見出し、この光学的な特性を利用した新しい羊水中の胎児情報を得るシステムを開発した。本年度はこの蛍光物質を精製、同定すると共に、このシステムを用いて、周産期における各種診断の有用性を検討した。1)胎便中の蛍光物質を精製し、亜鉛コプロポルフィリンIであることを同定した。2)妊娠後期の陣痛が発来していない妊婦130例において、無作為に経腟的に羊水中の蛍光強度を測定し、その胎便成分の有無と分娩転帰について比較検討した。胎便由来の蛍光ピ-ク検出群50例と非検出群80例を比較したところ、検出群に有意にPROM、IUGR、新生児仮死、臍帯卷絡が多く認められ、妊娠後期における胎便成分検出の有無が妊婦のスクリ-ニングに有用であることが示唆された。3)胎便吸引症候群(MAS)診断に本法が有用か否か検討した。羊水混濁を認め、臨床的にMASと診断された3症例、臨床的にMASと診断されないが羊水混濁を認めた18症例、羊水混濁を認めず、臨床的にもMASと診断されない25症例の三群の新生児尿の蛍光ピ-クを測定した。MAS群では明らかに高値を示し、有意差をもって解離した。また、新生児の臨床症状とも一致し、MASの新しい診断法となることが判明した。
胎児ファイブロネクチンの早産発症における病態解析および早産の新規治療法開発

我々は胎児ファイブロネクチン(fFN)が羊膜において、コラーゲン分解酵素であるマトリックスメタロプロテナーゼの発現を増加させて羊膜の脆弱化、つまり前期破水を生じたり、子宮頚管熟化や子宮収縮を促すプロスタグランジン産生を促進し、早産発症の重要な病態形成因子であることを示して来た。本研究ではさらに、fFN中のEDAというエクソンがfFNの活性部位であることを証明し、その羊膜における受容体は自然免疫で重要なToll like receptor 4であることが判明した。さらにEDAを妊娠マウスに投与すると早産を生じることを見出した。これらによりfFNによる早産発症のメカニズムの一端が解明された。本研究では、胎児ファイブロネクチン(fFN)が卵膜および子宮平滑筋に与える影響を解析し、fFNが早産発症の病態形成に重要な役割を担っていることを証明し、さらにfFN経路の阻害という新しい観点から早産の予防・治療方法を開発する。1) fFNはヒト子宮平滑筋においてCOX2 mRNAを増加させる→ヒト初代子宮平滑筋細胞にfFNを投与すると、プロスタグランジン(PG)産生の律速酵素であるCOX2 mRNAは対照に比べて約1.4倍増加した(P<0.05)。これはfFNがPGF2αの産生を介して子宮収縮を促進させる可能性を示唆する。2) EDAはfFNによるMMPs, COX2産生の上昇における作用部位である→FNのexonの1つであるEDAのリコンビナント蛋白を作成し(対照ペプチドとなるtype III repeat No11, III11も作成)ヒト羊膜間葉細胞に投与したところ、コラーゲン分解酵素であるMMP1, MMP9 mRNAとCOX2 mRNAとを増加させた。このEDAがfFNによるMMPs, COX2産生を増加の作用部位であることを同定した。3) EDAは妊娠マウスを早産させる→妊娠17.5日目の妊娠マウスの卵膜上にIII11またはEDAを局所投与し分娩までの時間を測定した。すると投与から分娩までの時間はIII11投与群では38.7 ±5.7時間であったのに対して、EDA投与群では24.1 ±1.5時間と分娩までの時間が有意に早かった(n=810, P<0.05)。6時間後にサンプリングを行うと、EDA群ではIII11群に比して卵膜のCOX2 mRNAが約1.5倍高値であった(n=810, P<0.05)。in vitroでもEDAはCOX2を介したPG産生を増加させ、子宮収縮・子宮頸管熟化を促して早産を生じさせている可能性がある。本研究では胎児ファイブロネクチン(fFN)の前期破水・早産発症におけるメカニズムの解明を発展させた。1)fFNの作用部位の同定:fFNのexonの1つであるEDAドメインに対して大腸菌を用いてリコンビナントEDA(rEDA)を作成した。このrEDA(0.1μM)を羊膜間葉細胞に投与するとMMP1 , MMP9 , COX2 mRNAを各々280倍、22倍、4倍増加させ、さらにMMP1活性を34倍、PGE2産生を29倍増加させた(P2)妊娠マウスへのfFNの影響:さらにrEDA (1μM)を妊娠17.5日目のマウス卵膜に局所投与すると、対照群では投与後38±18時間後に分娩となったが(n=10)、rEDA投与群では24±4時間後での早産となった(n=8, P3)fFNの受容体の同定:羊膜間葉細胞においてfFNによるMMP1, MMP9, COX2 mRNAの増加はToll-like receptor-4 (TLR4)機能阻害抗体により抑制された。つまりfFNの受容体の1つとしてTLR4が重要であることが明らかになった。これは自然免疫・炎症カスケードで重要なTLR4シグナルを阻害することにより前期破水の予防・治療の可能性を示唆する重要な知見である。4)fFNの子宮平滑筋に対する影響の検討:初代培養子宮平滑筋細胞にfFNを投与したが、収縮関連蛋白のmRNAの発現はいずれも変化しなかった。つまりfFNが早産を生じるメカニズムとしてfFNが子宮平滑筋に直接作用するのではなく、fFNが卵膜におけるPGE2発現を増加させ間接的に子宮平滑筋を収縮させることが示唆された。周産期医学1)ヒト羊膜間葉細胞における、胎児ファイブロネクチン(fFN)によるMMPs, COX-2活性の上昇における作用部位はFNのexonの1つであるtype III repeat variantのEDAドメインであることを同定した。3)妊娠マウス胎児

ファイブロネクチン早産モデルの病態解析については、recombinant EDAを妊娠マウスの子宮内に投与すると、妊娠マウスが早産することがわかり、これまでに卵膜における解析が終了している。今後子宮平滑筋・子宮頸部の解析も進める。一方、fFNを妊娠マウスに投与した場合の子宮・卵膜の変化については、平成26年度にサンプリングを行い解析を行う予定とする。免疫組織染色によるfFN-免疫細胞のクロストークの解析についても、平成26年度に施行予定とする。4)平成26年度計画のうち、治療応用に向けたfFNとその受容体の経路の阻害に関してはグリチルリチンが有力な候補であることを発見した。以上のように平成25年度は研究計画どおりにおおむね順調に進展しているものと考える。今後の研究の推進方策今後の研究の推進は、基本的には当初の研究計画どおりに行い、大幅な変更はない。胎児ファイブロネクチンによる前期破水・早産発症の分子メカニズムの解析を行うと同時に、卵膜における炎症シグナルを遮断する治療薬の発見に向けた、早産予防・治療応用の可能性についても模索を続ける。研究推進上、必要な試薬があるが、該当金額では購入が難しいため次年度に繰り越した。次年度の試薬購入費として充当する。
読み・書きに困難を示す子どもへの音声を用いた支援方法の開発

研究目的:特別な支援を必要としている子ども達の特性を踏まえ、それぞれの学びやすさに沿って、重要な学習事項である「読み・書き」について、従来の視覚からのアプローチに加えて音声を用いた支援の在り方を開発・提案することで、「読み・書き」に困難のある子ども達への支援の手だてを広げていきたいと考えた。2.研究方法:読み・書きに困難を示している子どもを対象に、以下の手順で取り組みを進めた。1事前の状況を記録、分析する。2そうした困難が起こっている背景についての仮説を立てる。3個別の特性に応じた教材や支援方法を開発する。4学習場面の中で定着に向けての取り組みを繰り返す。51の状況との比較をして、効果を検証する。また、どの場面においても、タブレットの積極的な活用を試みた。3.研究成果:対象となる子ども達の姿から、「内容を理解ができる力があっても、読みの困難から情報に適切にアクセスできていないのではないか」「わかっている事柄に対しても、書きの困難から適切に出力できずにいるのではないか」という仮説を立てて指導方法の開発を試みた。・「音声つきの教材」(Daisyなど)「課題を画像にとって音声をはりつけて教材化したもの」「紙媒体に音声情報の入ったシールをはりつけて教材化したもの」を子どもの状況や学習場面に合わせて組合わせながら支援を行った。また、音声入力を活用しての漢字調べや作文指導にも取り組み、効果が見られた。・タブレットを用いることで音の手だてをつけた教材の作製が容易にできるため、日常的な活用につながった。・対象となった子ども達は音と文字の一致に困難を抱えているが、「音の支援」があることで目で追っている情報を正確に把握することができ、学習への参加がスムーズになった。・やり切れる見通しを持ちながら「読み・書き」を繰り返す中で、ICTの支援がない場面でも、読んだり書いたりするスキルが上がってきており、困難の背景に応じた学習機会の保障という点でも効果的だった。・従来の方法では0点に近かったテストが、音声読み上げを使うことで100点近い点数をとることができる子もおり、評価の在り方についても考え直す必要性を痛感する結果となった。