hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
廃棄物の処理・処分に伴う温暖化ガス発生量のライフサイクル分析手法による定量化

わが国の一般廃棄物は,容器包装リサイクル法施行などにより家庭由来のゴミ中の食品残渣(厨芥類)の比率が高まることから,厨芥類の中間処理または代替処理が今後必要となると予想される。国あるいは地方自治体が,廃棄物処理政策を決定する上では,経済性と並んで,処理そのものによる環境影響を最小化する努力が求められる。そこで,本研究では廃棄物の中でも特に食品残渣に着目し,現行の処理方式と循環処理過程(メタン発酵,堆肥化および農地還元)を取り入れた処理方式合計4つのシナリオ,収集,焼却,メタン発酵,堆肥化,搬出,埋立,農地還元の7つのプロセスを対象にしてライフサイクルアセスメントを行い,環境影響の比較を行った。影響項目は,温暖化ガスの発生に伴う地球温暖化の他,酸性物質の発生による大気の酸性化,廃棄物発生量により決定される埋立地消費,有害物質(重金属およびダイオキシン類)の発生量とし,これら4項目の総合評価についてもあわせて行った。その結果,収集,焼却,搬出,埋立という現行の処理方式は,総じて環境に対する影響が高いとの結果が得られた。地球温暖化について見ると堆肥化シナリオが最も悪い環境を及ぼすことが予想され,最も影響の小さいのはメタン発酵・堆肥化シナリオであった。各プロセスで見ると,焼却,堆肥化,農地還元の影響が大きく,メタン発酵はその影響を低減する効果を有した。また,その他の環境影響を考慮した場合も,メタン発酵過程を含むシナリオは他と比べて環境の影響が低く,食品残渣の中間処理としてメタン発酵過程を用いることは環境負荷低減に貢献できるものであることが明らかとなった。現状のライフサイクルアセスメントでは,リサイクル工程や廃棄物の処理・処分段階での環境負荷が十分に定量化されていないことを踏まえ,廃棄・リサイクル工程での環境負荷を明らかにするために,特に生ごみ処理に注目し,その処理方法による温室効果ガス排出量を定量化して比較した。家庭から排出される生ごみの処理方式として,収集方式(混合収集/自家処理/分別収集),処理方式(直接埋立/焼却/無動力堆肥化/動力堆肥化/大規模堆肥化/メタン発酵),処理残渣の使途(埋立/焼却後埋立/農地-園芸利用)の異なる10種類のシナリオを想定した。エネルギー消費にともなう二酸化炭素の発生に加え,埋立地や農地におけるメタン・亜酸化窒素の排出および堆肥利用による合成肥料の代替効果も考慮した。温室効果ガスの排出については,いずれのシナリオにおいても,輸送プロセスでの排出は少なく,処理プロセス(焼却,堆肥化,焼却前の埋立,土中分解)からの排出が多かった。温室効果ガスの種類別に見ると,生ごみの分解によって生じる二酸化炭素およびメタンが大半を占め,エネルギー消費に由来する二酸化炭素の排出は少なかった。亜酸化窒素は,各シナリオにおける温室効果ガス総排出量の1割前後を占め,エネルギー由来二酸化炭素と比較してシナリオ間の差が小さかった。これらから,各シナリオにおける温室効果ガス排出量の多寡を決定する主な要因は,生ごみの分解によるメタン放出および処理過程でのエネルギー消費にあると評価された。シナリオ別に見ると,生ごみを分別してメタン発酵させた後,残渣を焼却するプロセスが76.379.5kg-C/tonと最も温室効果ガス排出が少なく,生ごみ処理機を用いて分解処理するプロセスが227230kg-C/tonと最も排出が多かった。わが国の一般廃棄物は,容器包装リサイクル法施行などにより家庭由来のごみ中の食品残渣(厨芥類)の比率が高まることから,厨芥類の中間処理または代替処理が今後必要となると予測される。

そこで,本研究では廃棄物の中でも特に食品残渣に着目し,現行の処理方式と循環処理過程(メタン発酵,堆肥化および農地還元)を取り入れた処理方式合計4つのシナリオ,収集,焼却,メタン発酵,堆肥化,搬出,埋立,農地還元の7つのプロセスを対象にしてライフサイクルアセスメントを行い,環境影響の比較を行った。影響項目は,温暖化ガスの発生に伴う地球温暖化の他,酸性物質の発生による大気の酸性化,廃棄物発生量により決定される埋立地消費,有害物質(重金属およびダイオキシン類)の発生量とし,これら4項目の統合評価についてもあわせて行った。その結果,収集,焼却,搬出,埋立という現行の処理方式は,総じて環境に対する影響が高いとの結果が得られた。地球温暖化について見ると堆肥化シナリオが最も悪い影響を及ぼすことが予測され,最も影響の小さいのはメタン発酵・堆肥化シナリオであった。各プロセスで見ると,焼却,堆肥化,農地還元の影響が大きく,メタン発酵はその影響を低減する効果を有した。また,その他の環境影響を考慮した場合も,メタン発酵過程を含むシナリオは他と比べて環境の影響が低く,食品残渣の中間処理としてメタン発酵過程を用いることは環境負荷低減に貢献できるものであることが明らかとなった。
有機ホウ素化合物を用いる環状化合物の合成法の開発

これまでケイ素、スズを用いた環状化合物の合成は多数報告例があるがホウ素を用いた環化反応においてはその原料となるホウ素化物の合成が困難であったためにその例は少ない。本研究課題は、クロスカップリング反応、アリルホウ素化反応、ロジウム触媒による1,4-及び1,2-付加反応など、ホウ素化合物の反応の特性を生かした環状化合物の合成法の開発を目的としている。1)アリールおよびアルケニルホウ素化合物の不斉1,4-および1,2-付加反応アリールおよびアルケニルホウ素化合物のロジウム、パラジウム触媒による不斉付加反応について検討した。ロジウム触媒を用いる付加反応では、すでにBINAP,phosphoramidite配位子を用いて高いエナンチオ選択性を達成しているが新規不斉リン配位子として2座phosphoramiditeの開発に成功した。また、パラジウム系ではジカチオン性パラジウム-chiraphos系で反応が進行し高エナンチオ選択的に反応が進行することを見出した。2)分子内にカルボニル基を有するアルケニルホウ素化合物の合成と分子内環化分子内環化を指向した種々のカルボニル基を有するアルケニルホウ素化合物の分子内1,2-付加反応を検討した。反応は[RhCl(cod)]_2触媒で効率よく進行し5員環及び6員環アリルアルコール類が立体選択的に収率良く生成した。触媒的ヒドロホウ素化、ロジウム、ジカチオン性パラジウムによる有機ボロン酸のマイケル反応などの素反応についても調査した。1)アリルホウ素化合物を用いた環化反応の開発アリルホウ素化反応はカルボニル化合物と反応して容易にホモアリルアルコ-ルを立体選択的に与えるが環化反応に適用した例は以外と少ない。そこで、分子内にカルボニル基を有するアリル型ホウ素化合物をヒドロホウ素化/触媒的二重結合異性化を用いて合成し環化反応を試みた。分子内アリルホウ素化には、ルイス酸触媒としてイッテルビウム触媒が有効で立体選択的に環化することがわかった。また、γ-メタルアリル金属化合物はもう一つの金属原子があるためドミノアリル化反応が可能な反応剤である。ジアルデヒドとの反応により分子間での一段階環化反応を調査した。γ-メタルアリル金属化合物の金属種としてホウ素、ケイ素について検討した結果、γ位にホウ素基を有するアリルボランで2分子のアルデヒドと連続的に反応し1,5-ジオール誘導体を与えた。2)分子内にカルボニル基を有するアルケニルホウ素化合物の合成と分子内環化ロジウム触媒によるアルケニルホウ素化合物のカルボニル基への1,2-付加反応はアリールボロン酸よりもその調査が遅れ、簡単なアルケニルボロン酸で数例検討されたのみである。ヒドロホウ素化により合成したアルケニルホウ素化合物はボロン酸エステル型が合成容易であつかいやすい。そこで初年度はアルケニルボロン酸エステルを用いたロジウム触媒による1,2-付加反応を調査した。そこで、ロジウム触媒によるシス選択的ヒドロホウ素化反応により、分子内環化を指向したカルボニル基を有するアルケニルボランを合成し環化反応を試みた。触媒として[RhCl(cod)]_2,塩基としてK_2CO_3が適しておりTHF/H_2O溶媒中で室温、1時間で環化反応が進行することが明らかとなった。1)アリルホウ素化合物を用いた環化反応の開発アリルホウ素化反応はカルボニル化合物と反応して容易にホモアリルアルコールを立体選択的に与えるが環化反応に適用した例は以外と少ない。そこで、分子内にカルボニル基を有するアリル型ホウ素化合物をヒドロホウ素化/触媒的二重結合異性化を用いて誘導し環化反応を試みた、結果、6,7,8員環エーテルの立体選択的合成に成功した。また、γ-ボリルアリルシランのロジウム触媒によるエノンへの1,4付加/アリルシランの分子内カルボニル基への付加環化により、これまで報告例のないシクロブタノール類の立体選択的合成を達成した。2)分子内にカルボニル基を有するアルケニルホウ素化合物の合成と分子内環化前年度開発した多官能基化された末端アルキンへのロジウム触媒によるシス選択的ヒドロホウ素化反応、パラジウム触媒によるハロゲン化アルケニルとジホウ素化合物のカップリング反応により、分子内環化を指向した種々のカルボニル基を有するアルケニルホウ素化合物の合成を試みた。さらに、環化反応での触媒の探索、溶媒、塩基等の添加剤の効果などについても引き続き調査し、光学活性ホスフィン配位子による不斉合成へ展開した。触媒的ヒドロホウ素化、カチオン性パラジウムによる有機ボロン酸のマイケル反応などの素反応についても調査した。

本研究課題は、クロスカップリング反応、アリルホウ素化反応、ロジウム触媒による1,4-及び1,2-付加反応など、ホウ素化合物の反応の特性を生かした環状化合物の合成法の開発を目的としている。1)アリールおよびアルケニルホウ素化合物の不斉1,4-および1,2-付加反応アリールおよびアルケニルホウ素化合物のロジウム、パラジウム触媒による不斉付加反応について検討した。ロジウム触媒を用いる付加反応では、すでにBINAP,phosphoramidite配位子を用いて高いエナンチオ選択性を達成しているが新規不斉リン配位子として2座phosphoramiditeの開発に成功した。また、パラジウム系ではジカチオン性パラジウム-chiraphos系で反応が進行し高エナンチオ選択的に反応が進行することを見出した。2)分子内にカルボニル基を有するアルケニルホウ素化合物の合成と分子内環化分子内環化を指向した種々のカルボニル基を有するアルケニルホウ素化合物の分子内1,2-付加反応を検討した。反応は[RhCl(cod)]_2触媒で効率よく進行し5員環及び6員環アリルアルコール類が立体選択的に収率良く生成した。触媒的ヒドロホウ素化、ロジウム、ジカチオン性パラジウムによる有機ボロン酸のマイケル反応などの素反応についても調査した。
不規則勤務による睡眠のミクロ構造上変化と精神状態および機能

本研究は自覚的な睡眠障害や精神症状をもたない不規則勤務者の睡眠をCyclic alternating pattern(CAP)法を用いてミクロ構造レベルまで解析し、勤務形態による睡眠構造の変化を明確化するとともに、日中の気分や眠気、精神作業能力、記憶などとの関連を明らかにすることである。昨年度の結果から不規則勤務者は、非不規則勤務者と比較して、POMSを用いた抑うつ指数が高く、特に女性においては、月経関連症状が高いことが示された。そこで今年度は、女性の性周期による睡眠内容の変化をCAP法による詳細なノンレム睡眠に関する検討を行い、有経女性において性周期が女性の睡眠に与える影響について検討した。月経周期は身体のみならず精神機能に少なからず影響を与えることは既知であるが、過去の報告からは、黄体期後期において睡眠の悪化が報告されている。しかし睡眠ポリグラフを用いて周期による差を明確化したものはない。対象は平均年齢29.2+/-4.6才の婦人体温表にて規則的な性周期を確認した健常有経女性とした。婦人体温表にて性周期を確認し、黄体期(Lp)と卵胞期(Fp)にあたる日に睡眠検査室にて睡眠ポリグラフ測定(PSG)を行った。その結果、セントメリー病院睡眠質問票において睡眠の質は黄体期の方が悪い傾向を認めた。さらにPSGによる睡眠内容の解析の結果、従来法による解析では明確な周期による差異は認められなかったものの、CAP解析により、CA rateおよびthe Number of CAPは優位にLpの方がFpに比較して高値を示した(mean CAP rate:Lp 38.2+-7.3%,Fp:30.3+/-8.9)。CAPはノンレム睡眠の不安定性を示す指標であり、Fpに比較してLpにおいて高値を示したことは、特にノンレム睡眠の悪化が示唆された。progesteroneの代謝産物であるAllopregnanoloneはGABA作動性にノンレム睡眠の安定化作用を有するが、黄体期におけるprogesterone分泌量の低下がこの現象に関連している可能性が示唆された.本研究は自覚的な睡眠障害や精神症状をもたない不規則勤務者の睡眠をCyclic alternating pattern(CAP)法を用いてミクロ構造レベルまで解析し、勤務形態による睡眠構造の変化を明確化するとともに、日中の気分や眠気、精神作業能力、記憶などとの関連を明らかにすることである。対象は、自覚的に睡眠や気分、精神作業能力に異常を認めない不規則勤務者(SH)、および対照として非不規則勤務者(RG)とした。被験者は一週間前より、睡眠日誌およびアクチグラフにより、睡眠覚醒リズムを観察した。測定項目は、1)睡眠ポリグラフ(PSG;0時より7時30分まで検査室にて測定、後日R&K法およびCAP法にて視察判定)、2)深部体温、3)自律神経活動(MBIT)とした。またPSG測定前後に以下の項目を測定した。a)主観的評価尺度1) PSQI(ピッツバーグ睡眠調査票),SMH(セントマリー病院睡眠質問票)4) GSRS(消化器症状)5) MDQ(月経関連症状)結果1)平成22年度に測定を行った被験者はSH群3名(平均26.7才)、RE群5名(平均32.0才)で全例女性であった。SH群において・・2) PSQIが5.5ポイント以上は1例(33.3%)であった。3) POMSの抑うつ指数は53ポイントとRG群42.8ポイントより高かった。4) MDQスコアは51ポイントとRG群20.3ポイントより高値であった。5) R&K法による睡眠パラメータの平均は睡眠効率が96.9%,睡眠潜時5.3分で、各睡眠段階の割合においてもRG群と差は認めなかった。6) CAPパラメータでは平均CAP率は41.2%でRG群34.1%より高値を示した。特にstage2におけるCAP cycle数は246.7回と158.3回と比較して高を示した。現時点では統計学的処理が行えないものの、SH群で睡眠の不安定性が増している可能性が示唆された。

さらにPSGによる睡眠内容の解析の結果、従来法による解析では明確な周期による差異は認められなかったものの、CAP解析により、CA rateおよびthe Number of CAPは優位にLpの方がFpに比較して高値を示した(mean CAP rate:Lp 38.2+-7.3%,Fp:30.3+/-8.9)。CAPはノンレム睡眠の不安定性を示す指標であり、Fpに比較してLpにおいて高値を示したことは、特にノンレム睡眠の悪化が示唆された。progesteroneの代謝産物であるAllopregnanoloneはGABA作動性にノンレム睡眠の安定化作用を有するが、黄体期におけるprogesterone分泌量の低下がこの現象に関連している可能性が示唆された.
ZnSe系量子箱の自然構築法開発に関する基礎研究

昨年度までの成果を元に本年度はCdS量子ドットの発光の短波長化と発光素子応用を主に検討を行った。その結果、●昨年度までの成果ではCdS量子ドットから明るい発光が確認されたがその発光波長は青色領域には入っていなかった。そこで、量子ドットのサイズを小さくすることを試み、量子準位による発光の高エネルギー化を計った。その結果、青色領域にまで発光波長の制御が可能なことが明らかになった。これらのことより、ZnSe上の自己構築型CdS量子井戸の光学的特性は、ドットのサイズを変化させることで青色から赤色までの領域で発光色を制御できることが明らかになった。同時に本量子ドットの成長がInGaAS系量子ドットの場合等とは異なり、V-W modeであるとの知見を得た。●ZnSeのpn接合中にCdS量子ドットをつくりこんだ構造による青色発光ダイオードの作製を試みたところ、液体窒素温度から室温までの広範囲の温度領域において高輝度で発光する素子の作製に成功した。その動作電圧や特性の評価を行ったところ、初期的なデータであるものの、従来に得られている素子と比べても遜色のない特性を示していることが明らかになった。発光の更なる短波長化が可能であるとの知見を得た。●ZnSeのかわりにZnSSe母体上にCdS量子ドットを作製することにより、量子ドットからの発光の更なる短波長化が可能であるとの知見を得た。これらのことより、本量子ドットの基礎物性等が明らかになり、次世代の高性能発光素子実現のために望ましい材料系の1つであることを明らかにした。本年度は,主としてZnSe/CdS系の量子箱構造を(100) GaAs基板上に作製すること・その構造や光学的特性等を制御することを試みた。従来の研究によりCdSを成長する際に、基板温度や分子線強度比など成長条件を制御するだけで基板の面方位等を変化させることなく結晶構造が制御できることが明らかになっていた。この性質を利用して量子箱の自己構築の際に形状制御を行うことを試みた。その結果当量子箱構造においては、・単純な成長条件の制御のみによりドットの形状が制御可能なことが明らかになった。原子間力顕微鏡を用いてドットの形状を評価したところ、立方晶のCdSが成長できる条件においては底面が円状のドットが作製でき、立方晶のCdSが成長できる条件では長方形のドットが作製できることが明らかになった。このことはCdS特有の結晶の双安定性が関連していることと考えられ、従来広く研究されている量子ドットのいずれにおいても観測されなかった特徴であり、本量子箱構造の形状制御が特徴的に行えることを明らかにした。・また、他の材料系において行われているように蒸着量の制御等によってもドットのサイズ等が制御できることが明らかにした。・ドットからの発光特性を調べたところ、通常他の量子箱ではドットを他の材料で覆わなければ発光していなかったが、本量子箱構造ではキャップ層がない状態で明るく発光することが確認され、本量子箱構造が発光素子等への応用が有望であることを明らかにした。
フラビンを中心とした電子伝達機構に与える蛋白の重合反応の影響について

豚腎臓より得られるElectron-transferring flavoprotein(ETF)はheterodimerであり、1分子のFADとAMPを含んでいることを明らかにした。FADは電子移動における活性中心であるが、AMPは電子移動には直接の関与はしない。その作用は蛋白の高次構造の形成を促進することである。即ち、DENATURE型のETFをNATIVE型ETFに変換する過程で重要な役割をはたすのである。さらに我々はETFのふたつのサブユニット(αとβ)の分離精製法を開発し、これらのサブユニットとAMP,FADよりNATIVEなホローETFの再構成に成功した。サブユニットの分離は尿素あるいはグワニヂンを用いETFを変生させることにより可能となり、得られた両サブユニットはUNFOLDING型となっている。これより変生剤を除去しAMP及びFADを共存させることによりNATIVE型ホローETFを再生できたのである。またFADのETFに対する結合は両サブユニット共存下でのみ可能であり、各サブユニットは単独ではFADを結合できない。二種のフラビン蛋白(電子伝達フラビン蛋白(ETF)及びアシルーCoAデヒドロゲナ-ゼ(ACDH)に関する構造の研究を行った。(1)豚腎アポーETFの構造に関する研究。我々が既に報告したようにアポーETFは二種の構造間の平衡で存在している。これをAとAとする。これらは両者とも二量体であり、FADはAのみに結合する。FADとアポETFの結合を速度論的に解析することにより、AとA間の平衡状態を検討できる。本年度はこの方法を用いてAとAの平衡に対する塩の影響を調べたところ、種々の陰イオンによりAのAへの転換が促進されることが判明した。また分子ふるいクロマトグラフィ-において、アポETFの容出曲線が陰イオン濃度に依在して大きく変化したため、AとAの容出挙動が区別された。すなはちAはホロETFと同じ保持時間で容出されるが、Aはこれらより早く容出される。しかし、光散乱法による分子量測定によればAとAは共に二量体であるので、AとAの容出パタ-ンの差は分子量変化を伴わない構造変化の存在を示すものである。さらに遠紫外部CDスペクトルはAがAやホロETFに比べβーシ-トの含量が少ないことをしめした。以上のことよりAはAおよびホロETFに比べて緩い骨格構造をしていて、みかけ上大きな構造を示すことが明らかとなった。(2)豚腎ACDHの構造に関する研究。ACDHの基質およびリガントとの複合体の構造を、共鳴ラマンスペクトル法により検討した。これによりACDHの活性中心には正電荷またはダイポ-ル等の求電子基が存在し、これらが基質の強い相互作用をしていて、この相互作用が酵素活性の発現に重要な役割を担うことが判明した。ApoETFは二種の構造(A^*,A)の間の平衡で存在しており、その一方(A)のみがFADと結合する。反応式は、A^*(] SY.dblarw. [)A,A+FAD(] SY.dblarw. [)holoETFと表わされる。この事を踏まえて、本研究ではFAD-apoETF間の相互作用を明らかにするためATP,ADP,AMP,FMN,リボフラビンとapoETFとの反応を調べた。ATP,ADP,AMPは上述のFADの結合機構と全く同じ反応機構でapoETFと結合し、またこれらのアデニンヌクレオチドはFADの結合を競争的に阻害した。この事からFADの結合にFADのADP部分が重要である事、またapoETFのA^*→Aの変化に伴ってADP結合部位が形成される事が明らかとなった。FMNとリボフラビンはapoETFに結合せず、またapoETFとアデニンヌクレオチドの複合体にも結合しなかった。この事から、イソアロキサジン環がapoETFに取り込まれるためにはフラビン分子がADP部分を含んでいる事が必須であることが分かった。FADの結合速度定数は、ADPの結合速度定数の1/20であった事からFADのリボフラビン部分が立体障害によって結合を遅くしていると考えられる。

一方、apoETF-FAD複合体の解離速度定数は、apoETF-ADP複合体の解離速度定数の1/1000であった事から、FADが一旦apoETFと結合すると、そのリボフラビン部分は複合体を安定化するように働くことが明らかとなった。豚腎臓より得られるElectron-transferring flavoprotein(ETF)はheterodimerであり1分子のFADとAMPを含んでいる(Sato,Nishina,and Shiga(1933)J.Biochem.114,215-222)。本年度はふたつのサブユニット(alphaとbeta)の分離精製法を開発し、これらのサブユニットとAMP,FADよりNATIVEなホローETFの再構成に成功した。サブユニットの分離は尿素あるいはグワニヂンを用いETFを変生させることにより可能となり、得られた両サブユニットはUNFOLDING型となっている。これより変生剤を除去しAMP及びFADを共存させることによりNATIVE型ホローETFを再生できたのである。またFADのETFに対する結合は両サブユニット共存下でのみ可能であり、各サブユニット単独ではFADを結合できない。
蛍光顕微鏡観察のための効率的な植物試料作成技術の確立と学生実習への応用

1.研究目的: GFPに代表される蛍光タンパク質の発見などにより、蛍光顕微鏡を用いた生細胞内の分子イメージング法の発展がめざましく、学部教育においてもこれに対応した教育コンテンツの需要が高まってきている。北海道大学理学部生物学科では、LEDを光源とした蛍光正立顕微鏡45台が導入され、実習に参加する学生全員が個別に蛍光顕微鏡を使用できる環境が整備された。本研究では、植物を材料として、学生一人一人が実習用蛍光観察試料を作製するための新たな方法を確立し、これを用いて学生実習での効率的な実践を目的とする。2.研究方法:アグロインフィルトレーション法を用い、タバコ葉へ蛍光タンパク質遺伝子を導入し、葉の細胞内で目的タンパク質を一過的に発現させた。目的遺伝子(A)とp19遺伝子(B)を組込んだ2種類のアグロバクテリウムを各5ml培養した。培養液2mlを遠心分離し、沈殿を回収した。沈殿に2mlのインフィルトレーションバッファー(IB)を加え懸濁した。各120μlのAおよびBの懸濁液と1560μlのIBを混合し、1.8μlのアセトシリンゴン溶液を加え転倒混和した。1mlの針なしシリンジを用いて混合液をタバコ葉へ注入した。2日間生育した後、葉を蛍光顕微鏡で観察した。目的遺伝子として、GFPおよび植物の栄養応答にかかわるATL31とGFPの融合タンパク質を過剰発現させる遺伝子を用いた。同様の方法を用いて、BiFC法による細胞内におけるATL31とその相互作用因子のタンパク質相互作用の観察を行った。これらの手法を、学部3年生を対象とした実習で実践した。実習時間内で実験を行うため、事前に遺伝子を導入したアグロバクテリウム培養液を学生の人数分用意した。3.研究成果:蛍光顕微鏡を用いた観察により、タバコ葉の細胞内におけるGFPの発現、ATL31の細胞内局在、およびタンパク質の相互作用が確認された。タバコ葉へ混合液を注入する際に失敗する学生もみられたため、改善方法の検討が必要である。
将来にわたる確実な安全性を保証可能な電子決済方式の実現方法に関する研究

本年度は、これまでに行った情報量的に安全な暗号・認証技術に関する議論をさらに進展させ、より高度な安全性の実現を行った。具体的には、従来のほとんどの暗号方式の利用においては、数学的な解析よりもむしろ正規利用者自身の不注意による鍵情報の漏洩が原因となって暗号解読がなされてしまうことがほとんどであることを考慮し、鍵情報の漏洩を想定しても安全性を保証可能な暗号方式の設計とその安全性の解析を行った。本研究において、新たに提案した暗号方式においては、復号鍵を時系列に沿って逐次更新していくことを特徴としており、任意の複数の時点の復号鍵が漏洩したとしても、それら以外の時点に作成された暗号文の平文に関する情報が一切解読不可能であることを証明可能となっている。また、この際攻撃者は、いずれの時点の復号鍵を漏洩させるかを自由に選択できるものと想定しており、さらに、一切の数学的困難性の仮定も用いていない。すなわち、提案した方式は、鍵情報の漏洩が起こりうるものと想定したとしても、無限の計算能力をもつ攻撃者でさえ、一切の部分解読すら行うことができないといえる。本成果は電子情報通信学会英文論文誌等で発表を行っている。また、この他にもIDベース暗号における鍵漏洩問題についての考察などを行い、その成果を国際会議IWAP'04などにおいて発表している。これらの成果をあわせ、本年度は、査読付正論文5件および国際会議発表論文4件を発表している。本研究においては、長期的な信頼性を提供可能な電子決済システムの実現のための要素技術として、いかなる計算量的な仮定も必要としない暗号技術の開発に取り組んでいる。本年度においては、特に、電子決済において重要な要件である利用者の匿名性について研究を行った。まず、計算量的な仮定を必要とせず、なおかつ、送信者の匿名性を保証可能な暗号方式のモデルを定式化し、そこから暗号文や利用者のもつべき秘密情報に必要となる記憶容量の下界を導き出した。さらに、必要となる記憶容量がこれらの下界と一致するような具体的な暗号方式の構成方法を明らかにした。これにより、この方式が記憶容量に関して最適であることが言えるとともに、先に示された記憶容量の下界がいずれも厳密なものであることが示された。この暗号方式は多項式に基づいた構成となっているが、本研究ではさらに、組み合わせ理論に基づいた構成方法も示している。こちらの手法を用いた場合、平文空間のサイズについての制約がないため、多項式に基づいた方式に比べ、より柔軟な設計が可能となる。ただし、組み合わせ理論に基づいた方式に必要な記憶容量は必ずしも最適ではないことに注意しなければならない。また、これに加え、さらに高い安全性の概念である。頑強性についても検討を行っている。頑強性とは、平文に対して攻撃者が意図した操作が加わるように暗号文を改変することが不可能であるような性質をいう。上記の提案方式はいずれも頑強性を満たさないが、簡単な変形により頑強性を付加することができる。これらの研究の他、いかなる計算量的な仮定も必要とせず、なおかつ、送信者の匿名性を保証可能な認証方式についても提案を行っている。これらの研究は、暗号研究分野において最も権威ある国際会議であるASIACRYPTなどで発表を行っている。本年度は、昨年度に引き続き、いかなる計算量的仮定にも依存しない暗号技術について研究を行い、また、その他、計算量的な仮定に依存しつつも、鍵等の重要な情報の漏洩に強い、従来に比べより強固な暗号技術についても研究を行った。結果として、英文査読誌5件および国際会議4件に採択された。なお、国際会議において発表を行った成果はいずれもSpringer Verlag社よりLecture Note in Computer Scienceシリーズとして出版されている。計算量的仮定に依存しない暗号技術についての具体的な研究成果としては、(1)既存の情報理論的に安全な認証方式における重大な問題点を指摘するとともにその背後にある基盤的理論の構築、(2)効率的な情報量的に安全な電子署名の提案、(3)能動的攻撃に対して情報量的に安全性を証明可能な暗号方式の提案、を行った。一方、鍵等の情報の漏洩に強固な暗号技術についての具体的な研究成果としては、(1)暗号化処理と鍵発行処理を分散可能な暗号方式の提案、(2)署名付文書の不正な漏洩元の追跡が可能な電子署名方式の提案、(3)安全性を証明可能な多重暗号化手法の提案、を行った。これらの研究成果により、いかなる計算量的な仮定にも依存しないような暗号技術や、鍵漏洩に対して強固な暗号技術の基盤的理論が確立され、長期的な安全性を保証可能となる。その結果、将来にわたる高度な安全性を提供可能な電子決済方式の実現に大きく寄与できるものとなる。

また、この際攻撃者は、いずれの時点の復号鍵を漏洩させるかを自由に選択できるものと想定しており、さらに、一切の数学的困難性の仮定も用いていない。すなわち、提案した方式は、鍵情報の漏洩が起こりうるものと想定したとしても、無限の計算能力をもつ攻撃者でさえ、一切の部分解読すら行うことができないといえる。本成果は電子情報通信学会英文論文誌等で発表を行っている。また、この他にもIDベース暗号における鍵漏洩問題についての考察などを行い、その成果を国際会議IWAP'04などにおいて発表している。これらの成果をあわせ、本年度は、査読付正論文5件および国際会議発表論文4件を発表している。
プロテオグリカンを用いた切迫早産新規治療薬開発のための研究

【研究の目的】早産の原因として絨毛羊膜炎(CAM)が極めて重要である。またCAMの発症、子宮頚管熟化には、頚管中、羊水中の種々な炎症性サイトカインが重要な働きをしている。一方、プロテオグリカン(PG)は細胞外基質の主要構成成分でありながら、これまでは単に組織構造を維持する物質と考えられていた。ところが近年あ研究で細胞の機能発現に重大な影響を与える事が知られるようになり、特に最近ではその抗炎症作用が注目されている。そこで今回は、リポ多糖(LPS)により刺激した子宮頚管由来培養線維芽細胞にPGを添加し、同細胞におけるPGの炎症性サイトカインへの影響を調べる事により、PGの早産防止の新しい治療薬としての可能性について検討した。【研究成果】患者の同意を得て手術時採取した子宮頚管組織片を培養し、得られた線維芽細胞の培地にLPSを1μg/mlの濃度で添加し、さらにPG添加群、非添加群(LPS群)、既存の早産治療薬ウリナスタチン(UTI)添加群に分けて48時間まで培養後、培地中のIL-1β、IL-6、IL-8の産生量をELISA法により定量し比較検討した。その結果、ヒト子宮頚管培養線維芽細胞は上記量のLPS添加によってはIL-1βを産生しなかった。一方、IL-6についてはLPS群では経時的に産生が増加したが、PGを添加することにより、33%から54%の産生量の減少を示した。また、UTIともほぼ同等の抑制効果が認められた。IL-8産生もLPS添加により経時的に増加したが、PGを添加することにより30%前後の減少を示した。しかし、全体として、その減少幅はUTIに比較すると小さいものであった。【結論】PGはCAMの発症、頚管熟化に重要な種々の炎症性サイトカインを著明に抑制したことから、PGが早産防止の新しい治療薬となり得る可能性が示唆された。早産の原因として絨毛羊膜炎(CAM)が極めて重要である。またCAMの発症、子宮頚管熟化には、頚管中、羊水中の種々の炎症性サイトカインが重要な働きをしている。ところが近年の研究で細胞の機能発現に重大な影響を与える事が知られるようになり、特に最近ではその抗炎症作用が注目されている。患者の同意を得て手術時採取した子宮頚管組織片を培養し、得られた線維芽細胞の培地にLPSを1μg/mlの濃度で添加し、さらにPG添加群、非添加群に分けて48時間まで培養後、培地中のIL-1β、IL-6、IL-8の産生量をELISA法により定量し比較検討した。その結果、ヒト子宮頚管培養線維芽細胞の産生する培地中のIL-1β量はLPS添加後12時間後で40.69±3.61pg/mlとピークに達した後漸減した。このLPS添加によるIL-1β産生量はPG添加により濃度依存的に減少し、PG1mg/

ml添加12時間後の培地中のIL-1β産生量は16.81±1.12pg/mlとPG非添加群に比較して約58%の有意な減少を示した。またII-6、IL-8についてもPG添加により同様に著明な減少を認めた。PGはCAMの発症、頚管熟化に重要な種々の炎症性サイトカインを著明に抑制したことから、PGが早産防止の新しい治療薬となり得る可能性が示唆された。【研究の目的】早産の原因として絨毛羊膜炎(CAM)が極めて重要である。またCAMの発症、子宮頚管熟化には、頚管中、羊水中の種々な炎症性サイトカインが重要な働きをしている。一方、プロテオグリカン(PG)は細胞外基質の主要構成成分でありながら、これまでは単に組織構造を維持する物質と考えられていた。ところが近年の研究で細胞の機能発現に重大な影響を与える事が知られるようになり、特に最近ではその抗炎症作用が注目されている。そこで今回は、リポ多糖(LPS)により刺激した子宮頚管由来培養線維芽細胞にPGを添加し、同細胞におけるPGの炎症性サイトカインへの影響を調べる事により、PGの早産防止の新しい治療薬としての可能性について検討した。【研究成果】患者の同意を得て手術時採取した子宮頚管組織片を培養し、得られた線維芽細胞の培地にLPSを1μg/mlの濃度で添加し、さらにPG添加群、非添加群(LPS群)、既存の早産治療薬ウリナスタチン(UTI)添加群に分けて48時間まで培養後、培地中のIL-1β、IL-6、IL-8の産生量をELISA法により定量し比較検討した。その結果、ヒト子宮頚管培養線維芽細胞は上記量のLPS添加によってはIL-1βを産生しなかった。一方、IL-6についてはLPS群では経時的に産生が増加したが、PGを添加することにより、33%から54%の産生量の減少を示した。また、UTIともほぼ同等の抑制効果が認められた。IL-8産生もLPS添加により経時的に増加したが、PGを添加することにより30%前後の減少を示した。しかし、全体として、その減少幅はUTIに比較すると小さいものであった。【結論】PGはCAMの発症、頚管熟化に重要な種々の炎症性サイトカインを著明に抑制したことから、PGが早産防止の新しい治療薬となり得る可能性が示唆された。
窒素ガス吸着により発現する窒化炭素薄膜の超低摩擦機構の解明

本研究グループは、窒素雰囲気下での窒化炭素膜と窒化ケイ素セラミックスとの摩擦において、無潤滑の接触にもかかわらず0.01程度の低摩擦係数が発現することを発見している。本研究は、この低摩擦を与え得るトライボエレメントの工業的応用を最終目標とし、窒素ガス吸着により安定した低摩擦が発現するための必要条件を実験的に明らかにするとともに、窒化炭素膜への窒素ガス吸着による超低摩擦機構を明らかにすることを目的として行った。得られた主要な結果は、以下の通りである。1.窒化炭素膜同士のすべり摩擦における窒素ガス吹き付け潤滑により0.01-0.02の安定した低摩擦が発現される。また、その時のボールの磨耗は、窒化炭素幕と窒化ケイ素の組み合わせと比較し、5分の1の1.13x^<10-8>mm^3/Nmの低磨耗量が発現される。2.窒化炭素膜同士のすべり摩擦において低摩擦を得るための最適な窒素ガス供給量が存在し、その値は2.10cc/mm^2sである。3.窒素ガスによる窒化炭素膜の低摩擦機構は、0.1程度の低摩擦係数を発現するための摩擦機構と0.1から0.01の間の低摩擦を発現する摩擦機構の2つのモデルにより説明し得ることを明らかにした。4.摩擦表面の水及び酸素分子のダングリングボンドに対し、窒素分子が吸着し、炭素膜表面がせん断抵抗の低いグラファイト構造となるため0.1以下の低摩擦が得られる。5.0.01オーダの低摩擦が発現する窒素雰囲気下において、除電気によりイオンを摩擦面に供給することにより、摩擦係数はイオンの量に応じ0.01から0.1の摩擦係数まで変化することを明らかにした。これは、表面の帯電現象が、0.01オーダの低摩擦発現に寄与していることを意味していると解釈される。申請者らは、窒素雰囲気環境下での窒化炭素膜と窒化ケイ素セラミックスとの摩擦において、無潤滑の接触にもかかわらず0.01程度の低摩擦係数が発現することを発見している。本研究では、この低摩擦を与え得るトライボエレメントの工業的応用を最終目的としている。1年目の本年は、窒化炭素膜と窒化ケイ素セラミックスの摩擦に及ぼす窒化炭素膜の成膜条件、基板材料、接触圧力、窒素ガス雰囲気圧力の影響を実験的に明らかにし、安定して0.03以下の摩擦係数を発現するための必要条件を明らかにした。研究で明らかにされた0.03以下の低摩擦を実現するための必要条件を以下に示す。(1)0.03以下の低摩擦係数を得るための窒化ケイ素球と窒化炭素膜の材料特性、表面粗さ、接触荷重により決定される局所接触圧力と窒素ガス圧力の関係に最適値が存在する。(2)窒素ガス圧力が5x10^2Pa以下の場合、局所接触圧力を4Gpa以上にすることにより0.03以下の低摩擦係数を実現できる。これは表面粗さを制御することにより、わずかな窒素ガス圧力でも低摩擦を実現できることを意味している。(3)窒素ガス圧力が5x10^2Pa以上の場合、局所接触圧力を2-3Gpaにすることにより0.03以下の低摩擦係数を実現できる。(4)窒化炭素膜の硬さが窒化ケイ素球より硬い場合、安定した0.03以下の低摩擦係数を実現できる。この場合、窒化炭素膜はほとんど摩耗せず、窒化ケイ素球が摩耗することにより表面がなじみ低摩擦が実現されることに起因する。(5)窒化炭素膜の硬さ、表面粗さは、基板材料、その粗さ、成膜方法に存在する。

本実験においてこれらを制御するための指針を得た。本研究グループは,窒素雰曲気環境下でめ窒化炭素膜と窒化ケイ素セラミックスとの摩擦において,無潤滑の接触にもかかわらず0.01程度の低摩擦係数が発現することを発見している.本研究は,この低摩擦を与え得るトライボエレメントの工業的応用を最終目的としている.2年目の本年は,より安定した低摩擦を発現し,かつ摩耗が少ない摩擦対として窒化炭素膜同士の組み合わせを提案し,その摩擦特性に及ぼす成膜条件,摩擦条件,接触圧力,雰囲気ガスの影響を実験的に明らかにした.さらに安定して0.01の摩擦係数を発現するための必要条件を明らかにした.本年の研究で明らかにされた結果を以下に示す.(1)窒化炭素膜同士のすべり摩擦における窒素ガス吹き付け潤滑により0.01-0.02の安定した低摩擦が発現される.またそのときのボールの摩耗は,窒化炭素膜と窒化ケイ素の組み合わせと比較し5分の1の1.13×10^<-8>mm^3/Nmの低摩耗量が実現される.(2)窒化炭素膜同士のすべり摩擦において不活性であるアルゴンガス及び二酸化炭素ガスの吹き付けにり,0.04-0.06の低摩擦が得られる.(3)窒化炭素膜同士のすべり摩擦において低摩擦を得るための最適な窒素ガス供給量が存在し,その値は2.10cc/mm^2sである.(4)窒化炭素膜同士のすべり摩擦の窒素ガス吹き付け潤滑において,摩擦により形成される摩擦表面の水及び酸素分子のダングリングボンドに対し窒素分子が吸着し,炭素膜表面がせん断抵抗の低いグラファイト構造となるため低摩擦が実現される.本研究は,本研究グループが発見した,窒素ガス雰囲気下での窒化炭素膜同士のすべり接触における0.01オーダの低摩擦係数の発現機構の解明を目的とした.最終年度である本年は,過去2年間の研究成果に基づき,窒素ガスにより発現する低摩擦機構のモデルを構築し,これを実証するための実験を行なった.その結果,窒素ガスによる窒化炭素膜の低摩擦機構は,0.1程度の低摩擦係数を発現するための摩擦機構と0.1から0.01の間の低摩擦を発現する摩擦機構の2つのモデルにより説明し得る事を明らかにした.得られた主要な結果は,以下の通りである.1窒素ガス雰囲気下における窒化炭素膜同士のすべり摩擦において,幾何的な相互表面のなじみ過程に伴い,摩擦が減少する.2上記なじみ過程終了時には,窒素ガス雰囲気下のみならず,酸素,二酸化炭素,アルゴン,空気雰囲気下においても約0.1の摩擦係数が発現する.この時,摩擦面には,せん断力の小さいグラファイト構造を有する炭素膜が自己形成されるために0.1程度の低摩擦が発現する.3窒素ガス雰囲気下においては,0.1程度の摩擦係数は0.01オーダの低摩擦まで減少する.この時,窒素ガスの雰囲気を停止すると,0.1程度の摩擦係数まで急増しその値を維持し,再び窒素雰囲気下にすることにより0.01オーダの低摩擦が発現する.4上記過程において,表面構造及び表面粗さに大きな違いは無く,表面のグラファィト化のみでは,0.01オーダの低摩擦現象を説明できないことが実証された.5窒素雰囲気下において発現する0.01オーダの低摩擦時に,除電気によりイオンを摩擦面に供給することにより,摩擦係数はイオンの量に応じ0.01から0.1の摩擦係数まで変化することを明らかにした.これは,表面の帯電現象が,0.01オーダの低摩擦発現に寄与しでいることを意味していると解釈される.
リンパ節転移陰性乳癌患者における予後因子の分子病理学的研究

乳癌患者の予後因子として現時点において最も信頼できる指標はリンパ節転移の有無、個数とされているが、通常の病理組織学的検索によってリンパ節転移陰性と診断された乳癌患者(以下no乳癌と略す。)の約1520%は術後10年以内に転移によって死亡することが知られている。そこで、no乳癌の適切な予後因子を見出すことができれば術後の補助療法の指標になることが期待される。今回、通常のH.E.染色では検出できないmicrometastasesに着目し、免疫組織化学的検討を行い、予後との関連を検索した。対象は148例のno乳癌、平均年齢は52才、術後の平均follow-up期間は98.5ヶ月であった。ホルマリン固定パラフィン包埋されたリンパ節1454個(1人当り9.8個)と抗Cytokeratin抗体を用いてLSAB法にて免疫染色を行った。同時にp53の発現についても検索した。Micrometastasesは14.2%に認められ、腫瘍径、ホルモンレセプター、組織異型度とは有意な相関はなかった。Log-ranktestでは無病再発率(P=0.0009)、生存率(P=0.0001)いずれにおいても強い相関を示した。また、Coxモデルによる多変量解析では無病再発率(P=0.0053)、生存率(P=0.0035)いずれにおいても唯一、独立した予後不良因子であった。これらの結果より、免疫染色によって検出されたmicrometastasesはno乳癌患者の予後因子として有望であると考えられた。Maspinは浸潤、転移を抑制するいわゆる癌抑制遺伝子の一つとされており、正常乳腺で発現しているが浸潤癌では発現が抑制されるとされている。しかしながら、今回の研究によってmaspinは浸潤性乳癌の約27%に発現しており、悪性度の高い乳癌に有意に発現していること、しかも独立した予後不良因子であることを見出した。さらに、非浸潤性乳管癌の約9.8%に発現しており、やはりcomedo-typeの悪性度の高い癌に有意に多かった。今後はさらに症例数を増やしてno乳癌におけるmaspinの発現と予後との関連を検索する予定である。リンパ節転移陰性乳癌(n0乳癌)患者においては信頼できる予後因子を見つけることが術後の治療方針を決定する上で非常に重要である。今回、我々は当施設で診断された152例の原発性n0乳癌患者のリンパ節を抗ケラチン抗体(AE1/3)を用いて免疫組織化学的にoccult micrometastasisの有無を検索した。また、既知の臨床病理学的予後因子(ホルモンレセプター、P53 status,組織学的異型度、腫瘍径など)も同時に検索し、予後との関連を単変量及び多変量解析で調べた。患者の平均年齢は52才で、平均follow-up期間は97.8ケ月であった。今後はp53遺伝子の変異やmaspinの発現を検索する予定である。本年度の研究実績maspinは癌の浸潤及び転移を抑制する、いわゆる癌抑制遺伝子として近年注目を集めているが、正常乳腺組織の筋上皮細胞で発現が見られることが報告されている。

一方、浸潤性乳癌ではその発現が低下するといわれており、リンパ節転移陰性乳癌においても新たな予後因子としての役割が期待される。しかしながら、人体材料を用いた系統的な研究はまだ報告されておらず、今回まず、浸潤性乳管癌168例について免疫組織化学的にmaspinの発現を検索し、予後との関連を調べた。その結果、以下のような結果が得られた。1)maspinの発現は浸潤性乳管癌のうち46例(27.4%)に見られ、組織異型度(P=0.0001)、腫瘍径(P=0.008)及びp53 status(P=0.003)と正の相関が認められた。2)maspinの発現はリンパ節転移の有無とは関連がなかった。4)単変量解析(log-rank test)ではmaspinの発現は無病再発期間(P<0.0001)及び全生存期間(P<0.0001)いずれとも逆相関した。以上の結果より、リンパ節転移陰性乳癌においてもmaspinは新たな予後因子となり得る可能性が示唆された。また、非浸潤性乳管癌においては9.6%(14/145)にmaspinの発現がみられ、しかも悪性度の高い例に有意に高頻度であった。
運動形成における認知過程の診断に関する研究

本年度の第一の作業は、学習者の欠点に関する認知と指導者の欠点の診断結果を比較することであった。そのために複数の熟練した指導者に欠点を持った後転とびを実際に診断してもらい、それを指導者間における診断結果の相違、診断結果と実際の修正過程における学習者の認知との相違の2つの観点から考察した。考察によって、指導者間の診断結果は、欠点を持った局面がどこにあるのかに関してはほぼ一致しているが、その局面における欠点の解釈に関しては様々であることが明らかになった。また、診断結果と実際の修正過程における学習者の認知との比較においては、かなりの隔たりがあることが明らかになった。本年度の第二の作業は、学習者の認知と指導者の診断結果の相違をもたらす原因の解明であった。考察の結果、両者の相違をもたらす原因として指導者と学習者の目標像の相違、学習者における運動獲得までの認知構造の変化に関する指導者の認識不足、学習者の認知が欠点を持った局面が本来果たすべき機能と1対1の対応を示していないことなどが考えられた。これらの結果から最終的に学習者の認知構造を把握するためには、学習者と指導者の対話が不可欠な点、認知過程を診断する前提として指導目標像の一致が不可欠な点、認知構造を把握するために前年度作成した認知過程モデルを7段階を大きくまとめ、それぞれの段階における認知を主体基準系において解釈するという2段階モデルに変更した方がよい点が明らかになった。2年間の研究結果から、最終的に運動の粗形態定着までの習熟過程と認知構造の変化(認知過程)を関連づけることにより診断のための基準を2段階モデルとしてシステム化できることが明らかになった。しかし、2段階モデルを具体的にシステム化するためには、学習者の認知を主体基準系において解釈し、外的経過と関連づけるための方法論が必要であることが明らかになり、この点が今後の課題として残された。本研究における今年度の目的・計画は、学習者の認知構造を習熟度や生活史の観点からカテゴリー化することであった。しかし、文献調査の結果、様々なスポーツ状況の中では、認知構造を中心にしてそれを様々な観点からカテゴリー化するよりも運動の習熟度を中心にして認知構造の変化を明らかにし、段階づける方が最終的な目的である運動技術診断の方法論を構築するために有効であることが明らかとなった。さらに、運動形成における習熟度を考えた場合、運動の粗形成段階と精形成段階並びに最高精形成段階においては目標図式が異なることが明らかとなり、同一の次元で扱うことができないことも明らかになった。今回の研究計画の中で、この両方の認知過程の変化を段階づけていくことは困難と考えられたために、問題の照準を運動の粗形成過程に絞って仮説を設定した。文献調査の結果から学習者が運動の粗形成を獲得し、それを定着していくまでの認知構造の変化が7段階に区別できるのではないかという仮説が設定され、それを検証するために器械運動における後転とびが課題として選択され、学習者の粗形成段階の獲得並びに定着の過程が観察され、さらにその過程における認知構造の変化がインタビューや質問紙によって調査された。調査の結果、仮説が証明された。最終的に今年度の研究で明らかとなったことは、学習者が運動の粗形成を獲得し、定着させていくまでの認知構造の変化は、全体的イメージの獲得段階、運動の分節化による意識ポイント形成の段階、意識ポイントのイメージ化と安定の段階、かなめの意識ポイントの把握段階(粗形成の獲得)、イメージに基づく運動実施の良否の判断が可能な段階、安定化へのかなめの意識ポイントの変容段階、安定化へのスキーマ形成の段階に分けられるということである。ただし、これら7段階の名称については、より理解しやすい名称へ変更する余地があると考えられる。