hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水圏微生物による光毒素クロロフィルの無毒化メカニズムの究明

微細藻類捕食性プロティストの二員培養および微細藻類の単藻培養実験から,シクロフェオフォルバイドエノール(CPE)を産生する代謝が真核生物に遍在するもっとも代表的なクロロフィル分解代謝経路であり,多くの二次植物においても確認されることが分かった。また,CPE代謝をおこなう捕食性プロティストのトランスクリプトーム解析では,クロロフィルを含有するシアノバクテリアの捕食時に特異的な遺伝子発現プロファイル変化が示された。さらに,ユーグレナ藻のRNAiノックダウン実験によりクロロフィル代謝関連遺伝子を逆遺伝学的アプローチによって突き止め,二次葉緑体にクロロフィルサイクルが保存されていることが示された。クロロフィル分解代謝の分子生物学的ないし生化学的な解明を目指す本研究の2年間の期間の1年目である平成28年度には,研究代表者である柏山を軸として,分担研究者それぞれとの間で萌芽性の高いテーマを選んで実施した。すなわち,柏山と谷藤は,シアノバクテリアを餌として増殖するケルコゾアParacercomonas sp. KMO002株を環境試料中から分離して,この生物がクロロフィルを無毒化する分解代謝であるCPE代謝をおこなうことを確認した。さらに,KMO002株とシアノバクテリアSynechococcus elongates PCC 7942の二員培養系を確立し,現在,KMO002株のRNA-seq解析に向けて準備を進めている。また,Synechococcus sp. NIES-969などを餌として増殖するGoniomonas sp. SNK003株(柏山らが28年度に分離)に関しても,CPE代謝が確認され,同様にRNA-seq解析に向けて準備を進めている。また,KMO002株に近縁な二次植物であるクロララクニオン藻で葉緑体分解に伴うCPE代謝を発見した。このため,クロララクニオン藻のRNA-seq解析も視野に入れ,適切な培養株の選別をおこなった。柏山と中澤は,CPE代謝が確認されている二次植物であるEuglenophyceaeに近縁な微細藻類捕食性のRapaza viridisについて,Euglena gracilisで中澤が確立したRNAiノックダウンの手法の応用を目指して検討を進めた。また,柏山と矢吹は,矢吹が吸収栄養性の培養株として確立した各種Diplonemidaの微細藻類捕食,特に,Prochlorococcus marinusなどの外洋性の微細なシアノバクテリアとの共培養系の確立と,これに伴うクロロフィルの分解代謝の確認を目指して検討した。平成28年度には,(実施項目1)微細藻類食プロティストの二員培養株の確立とHPLC/MS/MS実験系の構築,および(実施項目2)RNA-seqデータベースの収集・構築と解析およびRNAiノックダウン実験のための培養株の選択までを目標とした。実施項目1のうち,二員培養株の確立に関しては順調に進んで, 3種類の異なる真核生物スーパーグループに属する系統で,RNA分析やRNAiノックダウン実験に適したシアノバクテリアとの二員培養株を確立することができた。さらに,現在は一歩進んでRNA-seq解析に向けた実験を開始している。一方で,HPLC/MS/MS実験系の構築は遅れており,実質的に29年度に持ち越すこととなった。実施項目2に関しては,公開されている既存のデータベースには微細藻類捕食性のものに関しては十分でないと判断したため,上述のように,方向性を転換して自分たちで複数の系統でRNA-seq解析をおこなう方向性で進展している。なお,当初微細藻類捕食性のユーグレノイドとしてRNA分析やRNAiノックダウン実験の対象として検討を開始したRapaza viridisについては,CPE代謝をおこなうことを確認したほかに,他の微細藻類捕食性生物には知られていない,ユニークな現象を発見するに至り,当初の計画とは方向性がやや異なるものの,現在,クロロフィルを含有する色素体に関するこの現象について,より詳細な研究を進めている。クロロフィル分解代謝の分子生物学的ないし生化学的な解明を目指す本研究の2年目である平成29年度には,研究代表者である柏山を軸として,分担研究者それぞれとの間で平成28年度の成果に基づいてそれぞれの研究を発展させた。すなわち,柏山と谷藤は,Paracercomonas sp. KMO002株とシアノバクテリアの2者培養Synechococcus elongates PCC7942の二員培養系から前者のみのmRNAを抽出・精製し,RNA-seq解析に成功した。さらに,KMO002株について非光合成バクテリアを餌として増殖させた条件との比較トランスクリプトーム解析をおこない,有意な差異を認めたが,クロロフィル代謝に関わる遺伝子を絞り込むまでには至らなかったため,現在,比較する培養条件の再検討と追加の解析を進めた。柏山と矢吹は,微細藻類捕食性のPalpitomonas vilixやCollodictyon sp.などが,無色の生成物を生じる未知のクロロフィル代謝をおこなっている可能性があることを突き止め,クロロフィル代謝産物の特定を進めた。柏山と横山は,Abollifer globosaが珪藻Skeletonema sp.を捕食する際の細胞内のオルガネラの動態を理解する目的で,ライブ蛍光染色による蛍光顕微鏡観察実験を進め,クロロフィルの分解代謝のタイミングと酸性小胞の形成と細胞内に配置されていくタイミングとの相関を明らかにした。さらに,ハプト藻が単藻培養条件で,自らの葉緑体の分解に伴うクロロフィルのCPE代謝をおこなうことを突き止めた。

柏山と中澤は,CPE代謝をおこなう海産プロティストのRNAiノックダウン実験系の確立を目指し,の微細藻であるEutreptiella sp.と藻類食アメーバのNeoparamoeba sp.についてそれぞれエレクトロポレーション法の条件を検討した。微細藻類捕食性プロティストの二員培養および微細藻類の単藻培養実験から,シクロフェオフォルバイドエノール(CPE)を産生する代謝が真核生物に遍在するもっとも代表的なクロロフィル分解代謝経路であり,多くの二次植物においても確認されることが分かった。また,CPE代謝をおこなう捕食性プロティストのトランスクリプトーム解析では,クロロフィルを含有するシアノバクテリアの捕食時に特異的な遺伝子発現プロファイル変化が示された。さらに,ユーグレナ藻のRNAiノックダウン実験によりクロロフィル代謝関連遺伝子を逆遺伝学的アプローチによって突き止め,二次葉緑体にクロロフィルサイクルが保存されていることが示された。平成29年度には,まず,前年度のやり残した課題であるHPLC/MS/MS実験系の構築をおこなう。そして,CPE代謝産物が認められず,未知のクロロフィル代謝分解の存在が予想されている微細藻類捕食性のプロティストに関して,分析を試みる。一方,本研究課題の目玉として,無色プロティストのRNA-seq解析とRNAiノックダウン実験を強力に推し進める。具体的には,まず,複数のシアノバクテリア食プロティストのRNA-seq解析を進める。特に,シアノバクテリア食と吸収栄養の切り替えが可能なKMO002株やSNK003株については,それぞれの培養条件のトランスクリプトームデータを比較することで,クロロフィル代謝に関わる遺伝子の候補を洗い出す。これら候補遺伝子のRNAiノックダウンにより,クロロフィル代謝異常のフェノタイプをスクリーニングし,CPE代謝に関わる遺伝子の特定をおこなう。なお,本研究を加速させるため,平成29年度から横山亜紀子博士を分担研究者に追加した。分担者である中澤は,当初,平成28年度予算として150,000万円の分担を受け,主に,柏山と共同で,クレード全体でCPE代謝が確認されているユーグレノイドのRNAiノックダウンの手法の応用を目指したが,対象としたRapaza viridisについて,派生的な研究の必要が生じたため,当初の計画から変更があり,予定していた試薬類の購入の一部を控えた。また,中澤の産休前の期間には,体調を考慮して,ミーティングへの出席を控えてもらい,旅費に余剰が生じた。これらにより101,832円の繰越しをおこなった。分担者である矢吹は,当初,平成28年度予算として150,000万円の分担を受け,主に,柏山と共同で,Diplonemidsのシアノバクテリアとの二員培養系の確立し,生化学的な研究基盤の構築を目指したが,前者の進捗に時間を要し,後者のための試薬類の購入の一部を控えたため,48,224円を繰越した。中澤分の繰越しに関しては,前年度の計画を引き継いで捕食性ユーグレノイドのRNAiノックダウンの実験系の検討を進めるため,繰越し分はこのための試薬類の購入費に充てる予定である。
創薬研究を見据えた脳オルガノイド誘導法によるDravet症候群病態モデルの作製

Dravet症候群(DS)は、原因となる遺伝子異常が明確となった数少ない乳児期発症難治性てんかんの一つであり、発作重積等により約2割の患者が若年死亡する。DS患者では、主にSCN1A遺伝子の異常が同定され、遺伝子の変異同定による遺伝子診断は可能だが、詳細な分子病態は未だ不明な点が多く、効果的な治療法が未確立である。DSモデルマウスを用いた研究より、発達期の前脳GABA性介在性神経細胞におけるNav1.1のハプロ不全が報告された。これにより中枢神経におけるGABA作動性神経細胞を含む神経ネットワークに異常が生じ、脳の抑制性の機能不全により神経細胞の過剰興奮が誘起され、重篤なてんかん発作を発病すると考えられている。しかしながら、モデル動物とヒト脳における神経細胞基盤の違いは周知の通りであり、必ずしも患者の複雑な表現系が推定される病態を反映しているとは言い難い。しかしながら、DSの病態・治療研究には患者の脳組織を利用することはできず、患者由来神経細胞を用いたヒト脳神経のex vivo疾患モデルが必要不可欠である。そこで本研究は、DS患者由来iPS細胞より、病態への関与が想定される終脳領域の脳オルガノイドを作製する。DS患者由来終脳オルガノイドおよび次世代微小電極マイクロアレイ機(マエストロ)を用いて1終脳オルガノイドDS病態モデルの作成2細胞分子レベルでの病態形成機構の解明3薬剤スクリーニングへの応用を目指す。ヒト終脳オルガノイドの神経組織を用いて疾患関連表現型の妥当性を深めることで、真のてんかんの病態に基づく病態関連変化を示す神経細胞を同定する。認可医薬品の薬剤スクリーニングへの応用が可能な病態モデルを作成することで、革新的な治療法や予防法の開発につなげることを目指し、創薬基盤研究の発展に寄与する。健常者由来iPS細胞(健常コントロール)、DS患者由来iPS細胞(DS病態モデル)及び患者由来人工健常iPS細胞(SCN1A遺伝子異常を修復したDS病態モデルとisogenicな健常コントロール)の3ラインのiPS細胞を用いて、終脳オルガノイド誘導法によるヒト終脳領域特異的な脳オルガノイドの作製に成功している。また、作製した脳オルガノイドにおける遺伝子発現パターン解析より、終脳領域に属する終脳オルガノイドであることを確認した。加えて、マエストロを用いて、健常者由来終脳オルガノイドの自発的な神経活動発火および神経ネットワークバーストの測定に成功しており、今後、DS病態モデルについても同様の解析が実施可能である。作製した脳オルガノイドを用いて、抑制性GABA系および興奮性グルタミン酸系神経細胞を対象に細胞レベルで病態への関与を解析するために、免疫染色によりNaV1.1の発現パターンの検討と共に、他のNaVチャネルなどの関連タンパク質についても発現パターンを確認する。さらに、SCN1Aを始め、種々の目的遺伝子発現は定量的PCR等により評価する。疾患関連遺伝子発現の変化を同定するため、網羅的遺伝子発現解析アレイを行う。電流固定法による活動電位発生の測定と評価、電位固定法によるNa+電流、自発発火、シナプス電流等の測定についても検討する。また、これまでよりも効率的に脳オルガノイドを作製するために、フローティング培養法を用いた脳オルガノイド誘導法を検討中である。

加えて、マエストロを用いて、健常者由来終脳オルガノイドの自発的な神経活動発火および神経ネットワークバーストの測定に成功しており、今後、DS病態モデルについても同様の解析が実施可能である。作製した脳オルガノイドを用いて、抑制性GABA系および興奮性グルタミン酸系神経細胞を対象に細胞レベルで病態への関与を解析するために、免疫染色によりNaV1.1の発現パターンの検討と共に、他のNaVチャネルなどの関連タンパク質についても発現パターンを確認する。さらに、SCN1Aを始め、種々の目的遺伝子発現は定量的PCR等により評価する。疾患関連遺伝子発現の変化を同定するため、網羅的遺伝子発現解析アレイを行う。電流固定法による活動電位発生の測定と評価、電位固定法によるNa+電流、自発発火、シナプス電流等の測定についても検討する。また、これまでよりも効率的に脳オルガノイドを作製するために、フローティング培養法を用いた脳オルガノイド誘導法を検討中である。これまでよりも効率的に脳オルガノイドを作製するために、フローティング培養法を用いた脳オルガノイド誘導法を試みる予定である。フローティング培養法のためにインキュベーター内で使用可能な震蘯培養器一式ならびに培養用のフラスコ類の購入費用として、前年度の研究費を今年度に繰り越した。今年度に繰り越した研究費は、フローティング培養法のためにインキュベーター内で使用可能な震蘯培養器一式(OHAUS社製のオービタルシェーカー、ユニバーサルプラットフォーム、PVC125mL三角フラスコクランプおよび、三角フラスコクランプおよび専用プラットフォーム)ならびに培養用のフラスコ類の購入費用として使用する。
エンドスコピーとユニポテント軌道積分の研究

本年度は主として、昨年度平賀との共同研究で得られたで非アルキメデス体上の特殊線形群のquasi-splitでないinner formのL-packetの構造を記述する結果を整理し、まとめる作業とその一般化を試みた。特殊線形群について、上記の結果は、取り扱う表現についてdiscreteという条件がついていた。これをtemperdというより広い範囲の表現について示すことに成功した。一般の表現についてArthur packetを決定することが次の課題であるが、これは誘導表現の分解を必要とし、非常に興味のある問題である。また、代数体上の特殊線形群のinner formの保型表現のL-packetを考察するため、一般のreductiveな代数群の保型表現を、その交換子群を含む部分代数群に制限したときにそれがどのように分解するかを考察し、この分解がある有限群を用いて記述されることを見いだした。これにより、一般線形群の保型表現の特殊線形群への制限に関するBlasiusの予想をより一般化した形で証明できた。また別の応用として、特殊線形群およびそのinner formの保型表現について、弱い形の重複度公式を証明することができた。これは特殊線形群の場合はWhittaker functionalを持つため、強い形のものが証明できるが、一般の場合は大局的なintertwining operatorと局所的なものの関係が完全には記述できず、今後の課題の一つと思われる。本研究の所期の目的であった巾単軌道積分については、あまり大きな進展はなく、研究の現段階の把握と問題点の整理に終わったが、概均質ベクトル空間とエンドスコピー、transferfactorの関係は今後の重要な研究課題であると思われる。今年度は,研究計画初年度として,局所体上の代数群の巾零軌道積分と局所体上の概均質ベクトル空間のゼータ関数について主として資料の収集とその検討を中心として行った.第一は,Assemの論文の収集とその検討を行った.とくにSp(n)の場合に綿密に行い,いくつかの巾零軌道積分の計算を精密化することができた.また,Assem予想のWaldspurgerの結果の検討については,もっとも基本的と思われるユニタリ群の場合を中心に行った.また今野を中心として,Plancherelの公式に関するWaldspurgerの結果について検討を行った.これらについては,来年度この方面を研究者を集め,研究集会を行いより理解を深める予定である.これ以外の結果としては,概均質ベクトル空間のゼータ関数とも関係の深い,Yoshida liftingのKoecher-Maass級数の計算を始めた.これら素数巾を含まないレベルの時は,Boechererによってなされているが,最近橋本氏の予想と関連して,一般の場合を計算することが重要と思われた.これについて,計算の主な部分であるoptimal embeddingの決定を一般の場合に行った.また,局所体上の多元環の表現の部分群への制限の分岐則について考察し,ノルムが1の部分群のへの制限に重複度が出てくる例を多く見い出し,これらの現象の一般的な理解を目標として研究を進めている.池田は,いわゆるIkeda liftingのユニタリ群への拡張について考察を行い,Arthur予想との整合性を満たす予想を得た.今年度は,7月に数理解析研究所において短期共同研究「p進群の調和解析」を行い,28名の参加者があり,有意義な集会となった.この集会で講演された宇沢達氏の対称多様体の整数環上の構造に関ずる結果は,巾単軌道積分の計算に応用が期待される.また1月には,Strasbourg大学のJ.F.Dat氏を招き,情報交換共同研究を行ったが,これから研究すべき方向の一つを示唆され有意義であった.今年度は,主として一般線形群およびそのinner formの許容表現の,特殊線形群およびそのinner formへの制限則について齋藤と平賀郁が共同で研究した.その結果として,特殊線形群のinner formの許容表現のLanglands packetの内部が,Langlands parameterから従来定義されていたS群の代わりに,その単連結群での逆像をとり,その連結成分の既約表現をとることにより明解に記述されることが分った.これは,一般線形群のinner formに関するautomorphic inductionを考察し,そのtransfer factorを精密に計算することにより得られる.この結果は,現在はdiscrete seriesの表現に限られているが,より一般の跡公式を考察することにより,Arthur packetの記述,代数体上の保型表現の重複度公式も,得られると期待される.またこのpacketの内部の記述は,他のreductive groupのときにも適用されると予想される.今迄あまり解明されていなかった,quasi-splitでない群の表現に関して明解な方向を与えると期待される.この他の結果としては,今野拓也がU(2,2)の場合にそのunipotent表現のpacketを記述し,代数体上の保型表現に関して,その重覆度公式を得た.また平賀郁は,表現のZelevinski対合が,Arthur packetを保ち,Arthur parameterを用いて簡明に記述されることを予想し,基本補題の仮定の下に,いくつかの重要な結果を得た.本年度は主として、昨年度平賀との共同研究で得られたで非アルキメデス体上の特殊線形群のquasi-splitでないinner formのL-packetの構造を記述する結果を整理し、まとめる作業とその一般化を試みた。

また、代数体上の特殊線形群のinner formの保型表現のL-packetを考察するため、一般のreductiveな代数群の保型表現を、その交換子群を含む部分代数群に制限したときにそれがどのように分解するかを考察し、この分解がある有限群を用いて記述されることを見いだした。これにより、一般線形群の保型表現の特殊線形群への制限に関するBlasiusの予想をより一般化した形で証明できた。また別の応用として、特殊線形群およびそのinner formの保型表現について、弱い形の重複度公式を証明することができた。これは特殊線形群の場合はWhittaker functionalを持つため、強い形のものが証明できるが、一般の場合は大局的なintertwining operatorと局所的なものの関係が完全には記述できず、今後の課題の一つと思われる。本研究の所期の目的であった巾単軌道積分については、あまり大きな進展はなく、研究の現段階の把握と問題点の整理に終わったが、概均質ベクトル空間とエンドスコピー、transferfactorの関係は今後の重要な研究課題であると思われる。
神経原性疼痛過敏における一酸化窒素cGMP系の脊髄での役割に関する研究

神経原性疼痛過敏における一酸化窒素cGMP系の脊髄での役割を調べるために、腹腔側からのアプローチによって神経を縛ることによるモデルを作成した。術野が広くとれるため、従来の背中側からのアプローチよりも容易に神経を縛ることが可能になった。施術が容易であり個体による過敏性の発生には差が少なくなったが、神経付近の交感神経も損傷してしまう可能性が考えられた。その結果神経過敏は生じるが、その程度は背中側からのアプローチほど強くないことが明らかになった。このことは、交感神経の機械的座滅で神経原性疼痛過敏を抑制できる可能性を示唆した。ラット腹腔アプローチ追加実験、交感神経幹切除の効果、方法7週齢SDラットn=9,術者:S(全例)n=3:腹腔アプローチ通常モデル+1週間目に交感神経幹切除(Group C)結果Sun Ho Kim,et al.Pain,55(1993)85-92によれば,交感神経幹を切除するとピタリと痛みが治まる。今回は症例8のみ同様の経過をたどったが,論文の程度には痛みが低下しなかったまとめ経腹腔アプローチは術野が広くとれるため,従来のチャンのSNLモデルよりL5神経の結紮は容易であるが,十分に注意して手術しても一定の割合で交感神経幹に障害を与えてしまう個体が出てしまう可能性がある。神経原性疼痛モデルで,脊髄交感神経の損傷により疼痛反応が抑制される可能性があり,疼痛モデルの再考を迫られた。ラット腹腔アプローチ追加実験-交感神経幹切除の効果(方法)(結果)Sun Ho Kim, et al. Pain, 55(1993)85-92によれば、交感神経幹を切除するとピタリと痛みが治まる。今回は症例8のみ同様の経過をたどったが、論文の程度には痛みが低下しなかった(まとめ)経腹腔アプローチは術野が広くとれるため、従来のチャンのSNLモデルよりL5神経の結紮は容易であるが、十分に注意して手術しても一定の割合で交感神経幹に障害を与えてしまう個体が出てしまう可能性がある。神経原性疼痛モデルで、脊髄交感神経の損傷により疼痛反応が抑制される可能性があり、疼痛モデルの再考を迫られた。1.ラット腹腔アプローチ追加実験-交感神経幹切除の効果前年度の研究により、経腹腔アプローチは術野が広くとれるため、従来のチャンのSNLモデルよりL5神経の結紮は容易であるが、十分に注意して手術しても一定の割合で交感神経幹に障害を与えてしまう個体が出てしまう可能性が示唆された。神経原性疼痛モデルで、脊髄交感神経の損傷により疼痛反応が抑制される可能性があり、L5神経の結紮より交感神経幹に障害を与える可能性が低くなる可能性を求めて、L4神経の結紮を行うモデル作成した。【方法】7週齢SDラットn=9。Effect of sympathectomy on a rat model of periferalneuropathy. Pain, 55(1993)85-92に従い、術後1週間で交感神経幹を切除したn=3:腹腔アプローチ通常モデル(Group A)n=3:腹腔アプローチ通常モデル+1週間目にシャム開腹(Group B)n=3:腹腔アプローチ通常モデル+1週間目に交感神経幹切除(Group C)【結果】L5神経の結紮の場合より、神経過敏性の個体差が少なくなった傾向はあるが、L4神経の結紮では全体的に神経過敏の程度は低なった。これにより手術手技は容易であるが、手術は上手くいってもL5神経ほどの神経疼痛過敏性が得られない可能性がわかった。2.本年度の研究実計画では、浸透圧マイクロポンプにより持続的に投与し、sGCの抑制によるcGMPの低下が脊髄における鎮痛作用に関与していかなる影響を与えるか観察する予定であったが、浸透圧マイクロポンプの流量の安定性に問題があり、より安定した流量を得られる可能性があるポンプが必要となった。新たに機械式注入ポンプの流量の安定性を調べる実験を行い、十分に使用可能な安定性を有していることが確認された。
日本農学原論を構築するための大正・昭和期における日本農学史の実証的研究

本研究は、これまで十分になされてこなかった日本農業の歴史と農耕文化に根ざした日本農学原論を構築するために、大正・昭和期において日本農学がどのように展開してきたかを、史料調査と農家からの聞き取り調査に基づきながら、実証的に明らかにした。欧米農学を融合しながら日本農業の伝統に根ざして作られてきた日本農学の基本的な哲学、原論的理念を明らかした。第1に、日本農学原論に関する研究史整理を行った。また、関係する図書や史料の収集を行った。今後とも引き続きすすめて、日本農学原論の基本的な体系・見通しを確立する。第2に、東京農業大学図書館を調査し、保管されている明治20年代から戦前までの学生卒業論文が閲覧可能であること、データベース化が大正期まですすんでいる事を確認した。これらの卒業論文を検討分析することで、明治昭和戦前期の全国の地主子弟の農学的関心を明らかにすることが出来よう。第3に、農山漁村文化協会図書館を調査し、東京大学名誉教授川田信一郎氏が収集した戦前・戦後の民間農法に関する史料を調査した。これらを検討分析することで、大学を中心とするアカデミズムの農学とは異なる在地での農学の動向を明らかにする事が出来よう。第4に、東北農村を大阪経済大学藤本高志教授、渡邉正英准教授と調査し、年配の農家から戦前・戦後の農村状況の聞き取りを行った。これに関しては、山形県村山市の農家門脇栄悦氏の協力を得た。また、奈良県大和郡山市の農家堀内金義氏ら数名と毎月農家懇談会を開催し、現在の農業問題に関し検討を重ねた。これらの調査研究により、現実の農家の心情にあった日本農学原論とは何かを考えていく事が出来よう。今年度は以上の調査研究活動を行ったが、残念ながら具体的な研究成果を発表するまでには至らなかった。次年度には、研究発表、論文執筆を行う予定である。大正・昭和期の農業史・農学論を中心として、関係する文献の収集に努めた。2010年2月2123日、連携研究者2名とともに東北地方を調査し、昭和期の農業に関する考え方などを農家より聞き取りをした。同年3月1617日に東京農業大学図書館を調査し、大正・昭和期の卒業論文を調査した。これまでの研究成果に関して、2009年8月1213日に中国自然科学史博物館(北京)における「東アジア農業史シンポジウム」で日本農法・日本農学について報告し、内容は2010年3月に中国語で刊行された。同年9月12日、関西農業史研究会の300回記念例会で、「現代日本農法論の構築に向けて」を報告した。同年10月24日の広島大学における史学研究会において、「日本における農法の改良と持続」のテーマで大会報告をした。これは、『史学研究』第268号(2010.6)に掲載予定である。これらをもとに、『大経大論集』第61巻1号(2010.5)に研究ノート「東アジア農業を比較史的にどう見るのか-日本農学原論のための予備的考察-」を執筆し、刊行された。そこでは、農法が農藝・農術・農事の重合的関係にある。農藝は、生と死の絶対的矛盾のもとで、いのちといのりが重視される。農術は、マクロ的・ミクロ的風土技術と養育技術からなり、生態均衡系でバランスを取っている。農事は農家・農業経営・農業政策などの社会的関係であり、作付方式が指標となるとを述べた。引き続き研究ノート(2)の執筆のために努力した。最終年度の本年は、これまでの調査や文献収集を引き続き行うとともに、本研究のとりまとめを行った。戦前期から戦後にかけておもに九州で活躍した松田喜一の活動について、彼の生地である熊本県を調査した。遺族から聞き取りを行い、彼の研修を受けた経験のある唐津の農民・小説家である山下惣一、彼の活動を高く評価している農と自然の研究所の宇根豊から聞き取り調査をした。本研究のとりまとめとして、「東アジア農業を比較史的にどう見るのか(1)(2)-日本農学原論のための予備的考察-」(『大阪経大論集』第61巻1、2号)を書いた。そこでは、次のような新たな見方を提示した。農業技術にはその地域の土地自然条件を受容しながら折り合いを付けて適応しようとする「風土技術」的側面と、作物そのものに目を向けて能動的に肥培管理していこうとする「養育技術」的側面の二つがある。風土技術は、受容的で容器装置的であり、地域文化と長い歴史によって形成された「体験知」がものをいう。この風土技術には、マクロ的なもの(たとえばモンスーン地帯)と、微気象・微地形などのミクロ的なものがある。マクロ的風土には農家はほとんど受容、適応し、ミクロ的風土に対しては、ある程度の改変が可能であり、村・地域ぐるみで取り組むことが多い。農家が個別に改良しやすいのは、能動的・手段体系的・個別管理技術の養育技術であり、「科学知」の応用が利きやすい。たとえば、肥料や農薬、農具、機械などである。

両者、および各要素は「生態均衡系システム」として連動しており、生物生産であるが故に、それぞれが勝手に展開することはできない。戦前期までは、これらの側面をうまく調和させながら農業が行われており、アカデミズムの「科学的農学」とは別に、松田喜一らの篤農が独自の「日本農学」を展開していた。彼らには、自然、「いのち」への畏怖があった。
SIR-2と放射線障害

マウスSir2 homolog-1,2,3のそれぞれとEGFPとの融合タンパク質を過剰発現させたNIH3T3細胞株で観察された細胞死及び増殖停止は、FLAG tagとの融合タンパク質では観察されなかったことから、実験系のアーチファクトであることが考えられた。そこで、出芽酵母ではSir2 homologの一つであるHST1とRad27が遺伝学的に相互作用することが明らかにされているので、哺乳動物Sir2の機能にせまるために、まずヒトにおけるRad27のホモローグであるFEN1をクローニングしその機能を検討した。培地中のテトラサイクリンの存在の有無により遺伝子発現の調節を可能としたベクターにヒトFEN1 cDNAを挿入したものを、ヒト膀胱癌由来細胞株であるT24にトランスフェクションし安定な株を単離した。FEN1については、野生型、ヌクレアーゼ活性欠損型、及び、ヌクレアーゼ活性とPCNA結合活性の両方を欠損した型の3種類を用いた。それぞれを導入した細胞株の細胞増殖及びアルキル化剤であるMMSに対する感受性の変化を検討し、以下のことを明らかにした。・FEN1は核内に存在した。・S期には、核内において界面活性剤及び塩による抽出に耐性のクロマチン分画に存在するようになり、その局在はPCNAと一致した。・ヌクレアーゼ活性欠損型、これはドミナントネガティブ型として機能すると考えられるが、細胞増殖には影響を与えなかった。・G1期において、MMSの添加により界面活性剤及び塩による抽出に可溶性の分画から非可溶性の分画に移行するようになり、その局在はPCNAと一致した。またその局在にはFEN1のPCNA結合領域を必要とした。・ヌクレアーゼ活性欠損型発現細胞株は、MMSに対する感受性が野生型発現株に比べて非常に高くなった。また、その感受性はPCNA結合領域を破壊することにより、野生型のレベルまで戻った。・ヌクレアーゼ活性欠損型発現細胞株ではMMSにより引き起こされるDNA損傷の修復が遅延していた。・ヌクレアーゼ活性欠損型発現細胞株ではMMSの添加によりS期進行の遅延及びG2/M期での長期の停止が観察された。・ヌクレアーゼ活性欠損型発現細胞株ではMMSの添加によりChk1がコントロール比べて強くリン酸化され、また低リン酸化型Rbが増加した。またその状態が長期に保たれていた。マウスSir2ホモローグの機能を解析するために、まずその細胞内での局在を検討した。方法としては、各ホモローグとGFPとの融合タンパク質をNIH3T3細胞に発現させることにより行った。その結果、ホモローグ1は核及び細胞質に、ホモローグ2及び3は、主に細胞質に存在することが明らかとなった。次にGFP融合マウスSir2ホモローグ2の細胞内での局在についてコンフォーカルレーザー顕微鏡により詳細に観察したところ、ゴルジ体様の構造に存在することが示唆された。また、核近傍でアグリゲートを形成する傾向があることや、一部の細胞では核内にも存在することが明らかとなった。以上の結果から、マウスSir2ホモローグ1,2及び3は出芽酵母Sir2とは細胞内での局在が異なることが示唆された。次に、各ホモローグの細胞増殖に与える影響を検討するために、それぞれのGFP融合マウスSir2タンパク質を発現している細胞の数を、FACSを用いて経時的に測定した。すると、すべてのホモローグについて、コントロールに用いたGFPタンパク質のみを発現している細胞に比べて、増殖速度が低下していることが明らかとなった。また、ホモローグ2及び3では、測定開始時より細胞数が減少する傾向があったので、それらを発現している細胞に細胞死が誘導されるか否かをFACSを用いて検討したところ、細胞死を起こしていることが示唆された。以上の結果より、マウスSir2ホモローグは細胞の増殖及び細胞死に対して、何らかの機能を果たしていることが想像される。

・ヌクレアーゼ活性欠損型発現細胞株は、MMSに対する感受性が野生型発現株に比べて非常に高くなった。また、その感受性はPCNA結合領域を破壊することにより、野生型のレベルまで戻った。・ヌクレアーゼ活性欠損型発現細胞株ではMMSにより引き起こされるDNA損傷の修復が遅延していた。・ヌクレアーゼ活性欠損型発現細胞株ではMMSの添加によりS期進行の遅延及びG2/M期での長期の停止が観察された。・ヌクレアーゼ活性欠損型発現細胞株ではMMSの添加によりChk1がコントロール比べて強くリン酸化され、また低リン酸化型Rbが増加した。またその状態が長期に保たれていた。
カイロン法を利用した高効率的反応場制御に基づく生理活性分子構築法

申請者は既にchiral poolの中から酒石酸、アラビノース、あるいはグルタミン酸を用いることにより、様々な立体配置を有するラクタム誘導体が極めて立体選択的に得られ、これらから様々な生活活性アルカロイド類の全合成が可能であることを明らかにしている。一方キシロースを用いることにより、容易にこれらのうちの1つのエナンチオマーを得ることができる。このようにして得たラクタムのカルボニル基に、立体を精密にコントロールしてもう一つの官能基を導入することが可能となれば、本研究の目的である望む連続不斉中心を有したアルカロイドの骨格合成が一挙に可能となると予想される。そこで次の二つの方法を検討することとした。1。ラクタムのアルキル化と、続く不安定中間体ヒドロキシピロリジンのLewis酸存在下による連続的な脱酸素反応を行い、一挙に光学的純度の高い多置換ピロリジン環を構築する。2。1のアルキル化で得られる中間体は、互変異性体であるケトン体との平衡混合物であると考えられる。そこで水酸基の保護基の大きさを考慮した立体選択性の高い還元方法の開発を行い、連続不斉中心を有した鎖状のアミノアルコールを得る。1。の手法では期待した付加および脱酸素反応生成物が収率良く得られなかったが、2の立体選択的還元反応に基づく方法では、遷移金属塩である塩化サマリウム、あるいは塩化セリウムを添加することにより、6員環キレートを経由した極めて立体選択性の高い還元反応が達成された。そこでこの反応を用いることにより、これまでに合成報告例の無い全く新しいピロリジンアルカロイド、Broussonetine Cの全合成を達成した。1。2。1。申請者は既にchiral poolの中から酒石酸、アラビノース、あるいはグルタミン酸を用いることにより、様々な立体配置を有するラクタム誘導体が極めて立体選択的に得られ、これらから様々な生理活性アルカロイド類の全合成が可能であることを明らかにしている。一方、キシロースを用いることにより、容易にこれらのうちの1つのエナンチオマーを得ることができる。1。2。本研究では、まず始めに2の手法による立体選択的還元反応について検討した。その結果、遷移金属塩である塩化サマリウム、あるいは塩化セリウムを添加することにより、6員環キレートを経由した極めて立体選択性の高い還元反応が達成された。今後は1.の方法の可能性の追及と、その生理活性天然物合成への応用について実施計画に従い、研究を進める予定である。

このようにして得たラクタムのカルボニル基に、立体を精密にコントロールしてもう一つの官能基を導入することが可能となれば、本研究の目的である望む連続不斉中心を有したアルカロイドの骨格合成が一挙に可能となると予想される。そこで次の二つの方法を検討することとした。1.ラクタムのアルキル化と、続く不安定中間体ヒドロキシピロリジンのLewis酸存在下による連続的な脱酸素反応を行い、一挙に光学的純度の高い多置換ピロリジン環を構築する。2.1のアルキル化で得られる中間体は、互変異性体であるケトン体との平衡混合物であると考えられる。そこで水酸基の保護基の大きさを考慮した立体選択性の高い還元方法の開発を行い、連続不斉中心を有した鎖状のアミノアルコールを得る。1.の手法では期待した付加および脱酸素反応生成物が収率良く得られなかったが、2の立体選択的還元反応に基づく方法では、遷移金属塩である塩化サマリウム、あるいは塩化セリウムを添加することにより、6員環キレートを経由した極めて立体選択性の高い還元反応が達成された。そこでこの反応を用いることにより、これまでに合成報告例の無い全く新しいピロリジンアルカロイド、Broussonetine Cの全合成を達成した。
核磁気共鳴法(NMR)による幼若ラット脳障害における^1H,^<31>P代謝の研究

雑種犬を用いて、成犬(平均体重21kg)6頭(A群)、と幼若犬(生後1ケ月以内、平均体重1.4kg)5頭(B群)の両群間での、全脳虚血後の脳機能回復の過程を^<31>PMRS及びEEGを用いて観察し、比較検討した。<方法>あらかじめ両側椎骨動脈、浅頸動脈、肋骨頸動脈を結紮した上、左総頸動脈は、血液ガス測定用カテ-テルを挿入して結紮した。更に右総頸動脈を一時的に結紮して全脳虚血状態を作製した。平均15分間の血流遮断により、MRS上、ATPのピ-クが正常値の30%に低下した。この時点で右総頸動脈を再開通し、平均4時間にわたって、MRS及びEEGの回復の程度を観測した。MRSはPhospho Energetics社製動物実験用MRS(2.1Tesla)を用い、頭頂部においた直径2cmの表面コイルから得られた^<31>Pスペクトロムを4分毎に積算して計測した。EEGは、α,β,γ,δ波のそれぞれにつき、パワ-スペクトルム表示して定量した。<結果>(1)MRS:αー,βー,γー,ATP及びPC_r,はA.B両群とも血流再開後30分で正常値の80%まで回復し、両群間に差をみとめない。しかし4時間後には、B群では正常値まで完全に回復するのに対し、A群では80ー90%の回復にとどまり、完全に回復する例をみとめなかった。一方Piは、B群では早期から正常値に回復するのに対し、A群では回復に4時間を要した。(2)EEG:EEGは虚血後MRS上変化をみとめない時期にすでに明らかな変化を示し、AB両群共、虚血後数分で脳波活動の消失をみとめた。血流再開後は明らかにB群で早期に回復の兆しをみとめたが、A群はMRS上の回復がみられても脳波は回復しなかった。<考察>MRS、EEGにより観察された全脳虚血後の脳機能の回復は、幼若犬群が明らかに成犬群より優れ、急性脳損傷に対する幼若脳の可塑性が示された。又MRSは非侵襲的に脳代謝を測定可能であることが示された。62年度の研究は,幼若ラットの核磁気共鳴法によるスピンー絡子緩和時間(T_1時間),スピンースピン緩和時間(T_2時間)の成長にともなう変化と脳水分量の変化との関係,脳発達特に髄鞘化との関係を調べ,次いで幼若ラットの浮腫を作製し成熟ラットとの比較を核磁気共鳴法と,脳水分量の測定の両者で比較した. ^3P核磁気共鳴法によるエネルギー代謝の測定については成犬の低酸素症と正〓の比較を行なった.脳虚血においては成熟ラットにおいて一側性の脳虚血を測定し経時的に核磁気共鳴法による^1H代謝の測定より,水分量の変化との比較を行った. (結果)(1)幼若ラットにおいては生后8週にわたって水分量が減少し,それにともないT_1時間, T2時間が変化した.両者はよく相関した.脳浮腫は幼若ラットにおいて水分量が多い分だけよけいに水分量の変化が強く出現した.脳虚血としては,成熟ラットについて一側の脳虚血を田村篤の方法で作製し,経時的に水分量とT_2時間の測定を行なった.それによると閉塞6時間後には高度梗塞例にのみT_2時間の延長と水分量の増加がみられたが, 12時間後には軽度梗塞群においても水分量の変化とT_2時間の延長がみられた.この遭孔性の水分変化のメカニズムについて今後研究を進める方針である.また,核磁気共鳴による^3P測定によるエネルギー代謝の測定については,成犬について, α, β, γATP,クレアチニンリン酸(CrP),無機リン酸(P),フォスフォダイユステレース,フォスフォモノエステルの7つのピークが検出可能となり,低酸素犬において20分後にATPはまだ変化が少ないが, Piが上昇し, CrPが下降し酸塩基平衡の変化がエネルギー代謝の変化に先行している可能性が推定された.これらの成犬の脳障害のデーターを次年度は幼若例に応用し,発達期と成熟期との比較を行う方針であるが,核磁気共鳴装置は充分に再現性のあるデーターが得られ有用であると考えられた.前年度のラット脳虚血モデルによる核磁気共鳴法、T_1、T_2緩和時間の検討をふまえ、本年度は超電導1、5テスラ(臨床用)核磁気共鳴装置を導入し、脳のサンプルではなく、実験動物を生きたまま脳の一定部位に関心領域を設定し、^1H、^<31>Pスペクトロスコピーをとり、水分量、自由水結合水比、乳酸値、PH、ATP等の脳エネルギー代謝を推定する事が可能となった。本年度は基礎実験として9匹のネコを用い、経眼高的中大脳動脈および両側内頸動脈結さつによる脳梗塞モデルを作成した。病理学的観察では前例に広範囲に中大脳動脈がん流域に梗塞が出来ており、また水素クリアランス法による脳血流測定では、コントロールが平均48ml/minであったのに対し、14ml/minと有意の血流の低下を認めた。核磁気共鳴法による^1Hスペクトロスコピーにおける乳酸NAcAspttはコントロール平均0.5に対し、梗塞群は平均2.1と著明に上昇を認めた。

この様に虚血において病理学的梗塞の程度と、核磁気共鳴法による乳酸値とはよく相関する事がわかった。現在^<31>P、スペクトロスコピーによるATP、無機リン酸、クレアチニンリン酸、リン酸エステルの測定のための基礎実験およびコントロール動物の測定中であり、これが可能になれば次年度に幼若および成熟動物において、脳血流、脳エネルギー代謝、酸塩基平衡、水分量などを比較し、小児の脳損傷が成人とどの様に異なるかを比較するモデルとなると考えられる。水頭症および低酸素症動物における核磁気共鳴、^<31>Pスペクトロスコピーの実験においては、ATP等の脳エネルギー代謝産物に変化がみられる事をすでに報告しており、これらの病態にしても幼若動物との差異が明らかになるであろうと考えられる。雑種犬を用いて、成犬(平均体重21kg)6頭(A群)、と幼若犬(生後1ケ月以内、平均体重1.4kg)5頭(B群)の両群間での、全脳虚血後の脳機能回復の過程を^<31>PMRS及びEEGを用いて観察し、比較検討した。<方法>あらかじめ両側椎骨動脈、浅頸動脈、肋骨頸動脈を結紮した上、左総頸動脈は、血液ガス測定用カテ-テルを挿入して結紮した。更に右総頸動脈を一時的に結紮して全脳虚血状態を作製した。平均15分間の血流遮断により、MRS上、ATPのピ-クが正常値の30%に低下した。この時点で右総頸動脈を再開通し、平均4時間にわたって、MRS及びEEGの回復の程度を観測した。MRSはPhospho Energetics社製動物実験用MRS(2.1Tesla)を用い、頭頂部においた直径2cmの表面コイルから得られた^<31>Pスペクトロムを4分毎に積算して計測した。EEGは、α,β,γ,δ波のそれぞれにつき、パワ-スペクトルム表示して定量した。<結果>(1)MRS:αー,βー,γー,ATP及びPC_r,はA.B両群とも血流再開後30分で正常値の80%まで回復し、両群間に差をみとめない。しかし4時間後には、B群では正常値まで完全に回復するのに対し、A群では80ー90%の回復にとどまり、完全に回復する例をみとめなかった。一方Piは、B群では早期から正常値に回復するのに対し、A群では回復に4時間を要した。(2)EEG:EEGは虚血後MRS上変化をみとめない時期にすでに明らかな変化を示し、AB両群共、虚血後数分で脳波活動の消失をみとめた。血流再開後は明らかにB群で早期に回復の兆しをみとめたが、A群はMRS上の回復がみられても脳波は回復しなかった。<考察>MRS、EEGにより観察された全脳虚血後の脳機能の回復は、幼若犬群が明らかに成犬群より優れ、急性脳損傷に対する幼若脳の可塑性が示された。又MRSは非侵襲的に脳代謝を測定可能であることが示された。
生活環境圏におけるCO2濃度の動態把握に基づく探究的な環境学習活動の教材開発

本研究は、生活環境圏におけるCO2濃度の動態把握に基づく探究的な環境学習活動の教材開発を目的とする。また、本研究は、気象や人為の影響を受けて複雑かつ多様に変化する生活環境圏のCO2濃度に着目し、1)CO2濃度の動態を把握するための学習支援システムの開発と、このシステムを活用して2)CO2濃度データを利用した探究的な環境学習活動の継続的実施を支援するための教材開発によって構成される。1)学習支援システムの開発については、「CO2濃度データ閲覧システム」を新たに開発し、東海3県と台湾・苗栗県に開設したCO2濃度測定局の収集データを用いて、特定の気象条件下におけるCO2濃度の日変化パターンを参照できる「CO2濃度データ検索システム」、風向・風速の発生状況を考慮したCO2濃度の分布パターンを参照できる「3次元CO2濃度分布図作成システム」、この2つの学習支援システムを教室内外での学習活動に活用できる学習環境を整えた。2)CO2濃度の動態把握に基づく探究的な環境学習活動の継続的実施の支援に向けては、学校教員向けの指導資料として「学校周辺のCO2濃度調査に基づく環境教育実践マニュアル(日本語版及び中国語版)」を作成した。また、日本と台湾の環境教育モデル校を対象に、学習支援システムを導入した学習指導計画を作成し、環境教育実践マニュアルに沿った実施を支援することで、CO2濃度の動態に対する科学的理解と探究的な学習能力の育成、その学習到達度評価に取り組んだ。なお、環境教育モデル校は、当初、三重県立久居農林高等学校(農業科)、台湾・苗栗県立大同高等学校(普通科)の2校を対象としたが、学校種によって生徒の環境意識が異なることを考慮し、高田中・高等学校(普通科)をモデル校に加えた。本研究の2年目となる平成30年度は、生活環境圏におけるCO2濃度の動態把握のための学習支援システムを導入した学習指導計画を作成し、環境教育モデル校3校を対象に、環境教育実践マニュアルに沿った実施を支援し、学習到達度を評価するという一連の実証研究に主眼を置いた。具体的には、環境教育モデル校3校において環境学習活動の継続的実施を支援するとともに、学習到達度の評価基準を作成し、アンケート調査により教育効果を測定、評価した。その際、生活環境圏におけるCO2濃度の動態把握に基づく環境教育の教育効果に関する既往の研究成果を関連する学協会に論文投稿するなど、科学的知見の蓄積に取り組んだ。また、環境教育モデル校での教育実践を踏まえ、「学校周辺のCO2濃度調査に基づく環境教育実践マニュアル(日本語版及び中国語版)」の改善を図った。以上から、平成30年度は、環境教育モデル校での探究的な環境学習活動の実施支援とその教育効果の検証などを計画したが、概ね順調に進めることができたと評価している。本研究の最終年度として、平成31年度は、1)前年度に実施した学習到達度評価のためのアンケート調査データのテキストデータマイイニングを行い、生徒の環境意識と探究的な学習能力を分析する。また、2)環境教育モデル校での環境学習活動を引き続き支援するが、学習期間が長くなると教育課程外での学習活動が中心となり、参加する生徒の確保が難しいモデル校もあることから、3か月程度を対象とした学習支援を行い、その学習到達度を評価する。このことによって、CO2濃度の動態把握に基づく探究的な環境学習活動のモデル事例を具体化する。さらに、3)モデル校間の国際交流学習を企画し、互いの学習成果を発表し意見交換を行う機会を設けることで、CO2濃度の動態に対する多面的理解とCO2削減に向けた国際協調を下支えする環境意識の醸成に取り組むとともに、その教育効果を検証する。以上から、環境教育モデル校における環境学習活動の支援と教育効果の検証を引き続き推進し、「学校周辺のCO2濃度調査に基づく環境教育実践マニュアル(日本語版及び中国語版)」の改善、充実を図ることで、CO2濃度の動態把握に基づく探究的な環境学習活動の教材とその教育効果を明らかにする予定である。本研究は、気象や人為の影響を受けて複雑かつ多様に変化する生活環境圏のCO2濃度に着目し、1)CO2濃度の動態を把握するための学習支援システムの開発と、このシステムを活用して2)CO2濃度データを利用した探究的な環境学習活動の継続的実施を支援するための教材開発によって構成される。1)の学習支援システムの開発については、まず東海3県及び台湾苗栗県に開設したCO2濃度測定局(8局)を対象に、測定局のCO2濃度常時測定データと近傍の気象台の風向・風速データを統合した「CO2濃度データベース」を整備した。また、測定局で収集される膨大なデータを生徒が容易に処理できるよう、学習支援システムとして、測定局の過去データを用いて、特定の気象条件下におけるCO2濃度の日変化パターンを参照できる「CO2濃度データ検索システム」を開発済である。これに加えて、風向・風速の発生状況を考慮したCO2濃度の分布パターンについても分析できるよう「3次元CO2濃度分布図作成システム」を新たに開発した。さらに、上述の2つのシステムを教室内はもとより、屋外での学習活動でも活用できるよう「CO2濃度データ閲覧システム」を開発した。また、2)CO2濃度の動態把握に基づく探究的な環境学習活動の継続的実施を支援するための教材開発に向けては、日本と台湾の環境教育モデル校として、三重県立久居農林高校、台湾苗栗県の大同高校の2校を選定し、学校教員向けの指導資料として「学校周辺のCO2濃度調査に基づく環境教育実践マニュアル(日本語版及び中国語版)」を作成するとともに、大同高校の生徒を対象に研究授業を実施した。

本研究の初年度となる平成29年度は、生活環境圏におけるCO2濃度の動態把握と目的に開発した学習支援システムの改善、充実を図り、CO2濃度測定局で収集された実測データの情報処理を支援する学習環境を整えることに主眼を置いた。その成果として、新たに開発した「CO2濃度データ閲覧システム」にWEB接続することで、「CO2濃度データ検索システム」、「3次元CO2濃度分布図作成システム」、以上の2つの学習支援システムを、タブレット端末を用いて、教室内だけでなく、屋外の学習活動でも活用できる学習環境を整えた。特に「3次元CO2濃度分布図作成システム」は、測定局の定点データを用いて、風向・風速の発生状況を考慮したCO2濃度分布を視覚化することにより、CO2濃度と気象や土地利用との関係性の探究をし易くしたものである。その際、生活環境圏におけるCO2濃度の動態に関する既往の研究成果を関連する学協会に論文投稿するなど、科学的知見の蓄積に取り組んだ。また、CO2濃度の動態把握に基づく学習プログラム、学習教材、学習指導計画、学習到達度の評価方法を「学校周辺のCO2濃度調査に基づく環境教育実践マニュアル(日本語版及び中国語版)」として整理し、環境教育モデル校の担当教員に提示するとともに、台湾苗栗県の大同高校では研究授業を実施した。なお、環境教育モデル校としては、当初計画どおり三重県立久居農林高等学校、台湾苗栗県の大同高等学校の2校を設定したが、高田中・高等学校(三重県津市)、国立基隆高等学校(台湾基隆市)でも同様の学習活動に着手している。以上から、平成29年度は、環境教育モデル校での探究的な環境学習活動の実施とその支援に向けた条件整備に取り組んだが、概ね計画どおり推進することができたと評価している。本研究は、生活環境圏におけるCO2濃度の動態把握に基づく探究的な環境学習活動の教材開発を目的とする。また、本研究は、気象や人為の影響を受けて複雑かつ多様に変化する生活環境圏のCO2濃度に着目し、1)CO2濃度の動態を把握するための学習支援システムの開発と、このシステムを活用して2)CO2濃度データを利用した探究的な環境学習活動の継続的実施を支援するための教材開発によって構成される。1)学習支援システムの開発については、「CO2濃度データ閲覧システム」を新たに開発し、東海3県と台湾・苗栗県に開設したCO2濃度測定局の収集データを用いて、特定の気象条件下におけるCO2濃度の日変化パターンを参照できる「CO2濃度データ検索システム」、風向・風速の発生状況を考慮したCO2濃度の分布パターンを参照できる「3次元CO2濃度分布図作成システム」、この2つの学習支援システムを教室内外での学習活動に活用できる学習環境を整えた。2)CO2濃度の動態把握に基づく探究的な環境学習活動の継続的実施の支援に向けては、学校教員向けの指導資料として「学校周辺のCO2濃度調査に基づく環境教育実践マニュアル(日本語版及び中国語版)」を作成した。