hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高精度プロテオミクスによるシグナル伝達制御機構の数理システム解析

シグナル伝達系は細胞の運命決定を担う最も重要な生命制御システムの一つであり、リン酸化やユビキチン化・アセチル化をはじめとするタンパク質翻訳後修飾による精細な制御に基づく複雑な相互作用ネットワークによって、転写・翻訳をはじめとする基本的な生命活動の駆動力として機能している。本研究課題では、細胞外部からの刺激入力や阻害剤による摂動によって変動するシグナル複合体やそれらのリン酸化、ユビキチン化、アセチル化等の翻訳後修飾レベルを網羅的・統合的に計測する高深度定量プロテオーム解析基盤を確立すると共に、得られる大規模な同定・定量情報に基づいて鍵となるシグナル制御を統計科学的に抽出する情報解析方法論を構築し、分子細胞生物学的手法による詳細な機能解析、並びに数理モデルによる精密な反応制御パラメータ解析と相互に連携するオミクス情報解析基盤の構築を行う。本年度は、代表的な翻訳後修飾でありながらリン酸化と比較して包括的な解析が進んでいないユビキチン化及びアセチル化に注目し、複数の培養細胞における大規模プロテオーム解析を実施した。その結果、各々の解析で約5000種類のユビキチン化ペプチド及び約1600種類のアセチル化ペプチドを同定し、全体で900種類を超える新規修飾部位を検出することに成功した。大変興味深いことに、生命維持の根幹に関与するActin、Elongation factor、Histone等の因子を含む141種類のタンパク質に関しては、約240か所のリシン残基がユビキチン化及びアセチル化双方の修飾を受けていることが明らかとなった。タンパク質の翻訳後修飾は、プロテオームの多様性を飛躍的に高めることにより種々の重要な細胞システムの制御に深く関与することが知られている。近年、細胞内シグナル伝達において翻訳後修飾間での巧妙な相互クロストークを介した厳密な制御機構の存在が報告されていることから、複数の翻訳後修飾情報を多角的かつ統合的に取得することは当該システムの本質を理解する上で極めて重要であると考えられる。今回取得した翻訳後修飾プロテオーム情報を基にCanonical pathway解析を行った結果、ユビキチン化及びアセチル化ネットワーク双方においてEIF2 Signaling pathwayが統計科学的に有意に抽出された。一方、検出されたユビキチン化・アセチル化部位は細胞ごとに非常に多様性に富んでいることから、被修飾リシン残基周辺のアミノ酸配列情報をヒトタンパク質配列データベースにおける当該残基周辺配列と照合したところ、ユビキチン化及びアセチル化双方に関してそれぞれ特徴的な結合モチーフが抽出され、各々の細胞の性質を規定する制御機構の存在が示唆された。シグナル伝達系は細胞の運命決定を担う最も重要な生命制御システムの一つであり、リン酸化やユビキチン化・アセチル化をはじめとするタンパク質翻訳後修飾による精細な制御に基づく複雑な動的相互作用によって、転写・翻訳をはじめとする基本的な生命活動の駆動力として機能している。がんをはじめとする多くの疾患はこの複雑な生命システムの制御異常・破綻を起点としていることから、各種疾患に関与する情報伝達ネットワークの異常を理論的に制御するためには、シグナル伝達系を構成しているタンパク質群やそれらが織り成す複合体に関する包括的な理解のみならず、翻訳後修飾による微細な制御を包含した統合的なネットワーク解析を通してシステムとしての作動原理を明らかにすることが必要不可欠である。本研究計画では、数理モデルによる精密な反応制御パラメータ解析や分子細胞生物学的手法による詳細な機能解析と相互に連携する横断的オミクス情報解析基盤を構築し、領域内連携を強力に推進する。本年度は、高感度・高精度nanoLC-MS/MS解析技術を用いてシグナル伝達系の構成因子群に関する活性変動をネットワークレベル及び複合体レベルの両面から定量的かつ網羅的に計測するプロテオーム解析プラットフォームを確立すると共に、大規模な活性変動情報を基に重要なハブとして機能している候補因子群を統計科学的に抽出する一連の情報解析基盤を構築した。また、武川班と協働で近接局在因子群のラベル化に基づく新たなシグナル複合体精製法を確立し、今まで生化学的に解析が困難であった弱い分子間相互作用や結合・解離が速い動的相互作用に適用可能な分析プラットフォームを構築した。本年度は、細胞外部からの刺激やシグナル阻害剤による摂動によって活性が変動するシグナル伝達系の構成因子群及びそれらのリン酸化、ユビキチン化、アセチル化等の翻訳後修飾レベルの動態を包括的・統合的に計測する高精度定量プロテオーム解析技術を確立した。また、数千に及ぶシグナル因子群に関する大規模計測データから、刺激や摂動によって有意に変動するサブネットワークを統計的に抽出する情報科学的方法論の開発を併せて行った。本年度は、ユビキチン鎖のトリプシン消化により生成するGly-Gly構造を特異的に認識する抗体を活用した微量ユビキチン化ペプチド精製法と高精度質量分析システムを組み合わせ、複数の培養細胞に関する大規模ユビキチン化プロテオーム解析を行った。

取得した解析データを統合した結果、5,000箇所を超えるユビキチン化部位が同定され、興味深いことにその中で約700箇所の被修飾部位が新規であり、機能が報告されている部位は10箇所に満たなかった。さらにユビキチン化部位を規定するモチーフの特徴を統計科学的に解析するため、同定されたユビキチン化修飾リジン周辺のアミノ酸配列情報とヒトタンパク質配列データベースにおける当該残基周辺配列を照合したところ、グルタミン酸、アスパラギン酸が濃縮され、システイン、ヒスチジン、及びトリプトファンが枯渇していることが明らかになった。タンパク質のユビキチン修飾系は、8種類の結合様式を基盤とする多様なポリユビキチン鎖構造を駆使して、タンパク質分解のみならずシグナル伝達や細胞周期など様々な生命現象の制御に深く関与することが明らかになってきている。近年のショットガンプロテオーム解析技術の進展に伴い、リン酸化プロテオーム情報は飛躍的に蓄積が進んでいるが、ユビキチン化に関しては技術的に立ち遅れているのが現状である。そこで本研究課題では、ユビキチン鎖からトリプシン消化により生成するGly-Gly構造を特異的に認識する抗体を活用した微量ユビキチン化ペプチド精製法と高精度質量分析システムを組み合わせ、複数の培養細胞に関する大規模ユビキチン化プロテオーム解析を実施した結果、5,000箇所を超えるユビキチン化部位が同定された。シグナル伝達系は細胞の運命決定を担う最も重要な生命制御システムの一つであり、リン酸化やユビキチン化・アセチル化をはじめとするタンパク質翻訳後修飾による精細な制御に基づく複雑な相互作用ネットワークによって、転写・翻訳をはじめとする基本的な生命活動の駆動力として機能している。本研究課題では、細胞外部からの刺激入力や阻害剤による摂動によって変動するシグナル複合体やそれらのリン酸化、ユビキチン化、アセチル化等の翻訳後修飾レベルを網羅的・統合的に計測する高深度定量プロテオーム解析基盤を確立すると共に、得られる大規模な同定・定量情報に基づいて鍵となるシグナル制御を統計科学的に抽出する情報解析方法論を構築し、分子細胞生物学的手法による詳細な機能解析、並びに数理モデルによる精密な反応制御パラメータ解析と相互に連携するオミクス情報解析基盤の構築を行う。本年度は、代表的な翻訳後修飾でありながらリン酸化と比較して包括的な解析が進んでいないユビキチン化及びアセチル化に注目し、複数の培養細胞における大規模プロテオーム解析を実施した。その結果、各々の解析で約5000種類のユビキチン化ペプチド及び約1600種類のアセチル化ペプチドを同定し、全体で900種類を超える新規修飾部位を検出することに成功した。大変興味深いことに、生命維持の根幹に関与するActin、Elongation factor、Histone等の因子を含む141種類のタンパク質に関しては、約240か所のリシン残基がユビキチン化及びアセチル化双方の修飾を受けていることが明らかとなった。
カオス通信方式の移動通信への応用に関する研究

本研究では,カオス通信方式を移動通信に応用した場合に問題となる多元接続干渉やマルチパス干渉を抑圧するための手法について基礎的な検討を行なった.まず,カオス同期の原理を利用しカオス通信の多重化を行なう方法について検討した.従来のカオス多重通信では,アナログ信号の伝送を主に対象にしており,複雑な送受信機を必要とした.これに対し本研究では,ディジタル信号の多重通信に限定することで,1チャネルだけで情報信号と同期信号を伝送できることを示し,また相関器を用いた簡易な受信機が利用可能である事を示した.カオスのパラメータを変調する方式とカオスシステムの出力を変調する2方式を提案し,その動作を計算機シミュレーションにより確認した.更に1ビット当りの拡散符号長を長くする事で,相互相関特性が良くなり,可能な多重数を大きくできる事がわかった.次に,マルチパス通信路におけるカオス通信について検討した.まず従来の方式はマルチパス干渉を考慮せず設計されるため,マルチパス干渉がある場合にうまく動作しない事を示した.次に送信機で通信路が既知であれば,干渉があまり大きくない場合にうまく動作する方式を提案した.さらに,受信機でも通信路が既知であれば,干渉が大きくてもうまく動作する方式を提案した.さらに,オブザーバの原理を応用し,受信機のみで通信路が既知の場合にうまく動作する方式を提案した.これらの動作を計算機シミュレーションにより確認した.次に,パルス幅変調(PWM)を利用したカオス通信方式を提案した.従来の方式はPAMを利用しており,拡散符号長が短い場合ビット誤り率特性が劣化する.本研究では,PWMを利用して送信信号を定包絡化することで,ビット誤り率が1ビット当りの拡散符号長に依存しなくなることを示した.本研究では,カオスを用いた通信方式を移動通信に適用した場合の基礎的性能の評価をビット誤り率により行なった.検討した方式は,直接拡散によるスペクトル拡散通信方式における2値拡散符号の代わりに,カオス系列を用いたものとみなせる.まず白色ガウス雑音のみが存在する場合のビット誤り率について検討した.これまでの研究でテント写像を用いた場合について,相関器出力のガウス近似により求められるビット誤り率が計算機シミュレーション結果とよい一致を示す事が分かっていたが,ペルヌ-イシフトについても同様の結果が得られ,ガウス近似によるビット誤り率評価法の有効性が示された.またカオスの初期値を一様分布から選び,かつカオス写像が区分線形関数であればカオスは定常過程になり,特定の時刻の誤り率は全ての時刻の誤り率と同一であることが分かった.次に単一のマルチパス干渉が存在する場合のビット誤り率について検討した.遅延波の遅延時間によらずガウス近似によるビット誤り率と計算機シミュレーションによる結果は良く一致することを示した.またガオス通信の結果とGold符号を用いた場合の結果はほぼ同一であることを示した.また遅延時間が1チップ時間長以上の場合、従来の2値符号を用いる場合と違い,カオス通信のビット誤り率は一定であることが分かった.次に多元接続干渉が存在する場合のビット誤り率について検討した.単一ユーザの通信の場合と違い,多元接続通信を行なった場合は,拡散符号長が短くてもユーザ数が多ければ,ガウス近似による誤り率とシミュレーション結果は良く一致することが分かった.また1ビット時間長の拡散符号を用いる場合について多元接続干渉の除去法を提案し,その有効性を確認した.今後は拡散符号長が1ビットより長い場合の干渉除去法を検討する予定である.本研究では,カオス通信方式を移動通信に応用した場合に問題となる多元接続干渉やマルチパス干渉を抑圧するための手法について基礎的な検討を行なった.まず,カオス同期の原理を利用しカオス通信の多重化を行なう方法について検討した.従来のカオス多重通信では,アナログ信号の伝送を主に対象にしており,複雑な送受信機を必要とした.これに対し本研究では,ディジタル信号の多重通信に限定することで,1チャネルだけで情報信号と同期信号を伝送できることを示し,また相関器を用いた簡易な受信機が利用可能である事を示した.カオスのパラメータを変調する方式とカオスシステムの出力を変調する2方式を提案し,その動作を計算機シミュレーションにより確認した.更に1ビット当りの拡散符号長を長くする事で,相互相関特性が良くなり,可能な多重数を大きくできる事がわかった.次に,マルチパス通信路におけるカオス通信について検討した.まず従来の方式はマルチパス干渉を考慮せず設計されるため,マルチパス干渉がある場合にうまく動作しない事を示した.次に送信機で通信路が既知であれば,干渉があまり大きくない場合にうまく動作する方式を提案した.さらに,受信機でも通信路が既知であれば,干渉が大きくてもうまく動作する方式を提案した.さらに,オブザーバの原理を応用し,受信機のみで通信路が既知の場合にうまく動作する方式を提案した.これらの動作を計算機シミュレーションにより確認した.次に,パルス幅変調(PWM)を利用したカオス通信方式を提案した.従来の方式はPAMを利用しており,拡散符号長が短い場合ビット誤り率特性が劣化する.本研究では,PWMを利用して送信信号を定包絡化することで,ビット誤り率が1ビット当りの拡散符号長に依存しなくなることを示した.
カオス的な自己組織化臨界としての位相連鎖の数理機構

2018年度では、まず初期視覚野の符号化とダイナミクスを表現する計算論モデルおよび力学系モデルに関する情報収集を行った。情報量最大化原理・スパース符号化原理・予測符号化原理などの従来からある計算論モデルに加え、より力学系としての脳のダイナミクスの力点を置いたモデル、すなわち、初期視覚野において発生する自発活動のメカニズムを探求するモデルについて、特にKenetらの実験結果を解釈するのに有用と思われる研究事例について調査した。次に、視覚刺激の大域的な形状を数学的に表現するための方法として、パーシステントホモロジーなどの代数トポロジー・計算トポロジーに基づく数学的表現方法を考え、その妥当性を検証するために、視覚情報処理においてトポロジーを利用した研究事例について調査した。そして、これらの先行研究を踏まえて、本研究で提案する形状知覚に関する数理モデルの基本的部分をデザインした。また、以前から行なっている、再帰的神経回路網によるパターン生成学習において発生するカオス遍歴的なダイナミクスについて、リアプノフ指数の揺らぎと結合行列の固値分布の観点から引き続き研究を進め、国際会議で発表した。それらに加え、行列間のlog-detダイバージェンスに基づく行列間距離の導入と多様体学習による遍歴的に遷移する非定常ダイナミクスの低次元可視化に関する解析法を提案し、数値シミュレーションデータに適用するなどを通じて予備的結果を得た。研究実績の部分でも述べたように、モデルの基本的なアーキテクチャはデザインすることが出来たが、全体としての整合性はまだ不透明な部分もあり、数値シミュレーションなどによる具体的検証もできていない。再帰型神経回路網における遍歴ダイナミクスについても、全体としては進展はあったが、当初の目標であったネットワーク内部の情報流の揺らぎの観点からの解析が進んでいないなど、遅れが生じている。2018年度では、与えられた視覚刺激を一つの図形として大域的に知覚する状態の数学的表現として、代数トポロジーに基づく諸量(パーシステントホモロジーなど)を用いるアイデアを提案した。2019年度では、ボトムアップ的なヘッブ学習により図形の局所的特徴表現の獲得とトップダウン的な拘束条件となる図形のトポロジカルな構造の獲得の双方による自己組織化としての図形の知覚問題に取り組む。そして、安定カオスや情報流の大偏差的揺らぎの観点から複数のセルアセンブリ間の遷移列として実現する位相連鎖の非線形動力学的・統計力学的性質を調べる。また、行列間のlog-detダイバージェンスに基づく行列間距離の導入と多様体学習による遍歴的に遷移する非定常ダイナミクスの低次元可視化に関する脳情報解析法を提案する。fMRIで観測されるdynamic functional connectivity等への適用を視野に、本領域の実験系研究者との共同研究を実施する。
カドヘリンとオクルディンの両方のジャンクションに存在する蛋白質ZO-1の解析

本年度は、ZO-1結合蛋白質であるZO-2について解析を進めた。【マウスZO-2遺伝子の単離】ZO-2遺伝子についは、ヒト遺伝子が同定されていたため、その配列をもとにマウス肺のcDNAライブラリーをスクリーニングし、マウスZO-2遺伝子を単離した。【バキュロウイルスによる蛋白質発現】ZO-1およびOccludinなどとの結合様式を解析するために、バキュロウイルスを用いた蛋白質発現系にマウスZO-2遺伝子を導入した。これにより、多量に可溶性のZO-2蛋白質を得ることが可能となった。さらに、N末側とC末側に分けた形の分子についても発現させ、結合実験に使用した。【ZO-1およびOccludinとの結合実験】ZO-2は、免疫沈降によりZO-1と結合することが示されていたが、今回組み替え蛋白質を用いた実験系により、結合が直接的であることが具体的に明らかとなった。さらに、結合部位を絞り込むことを試みたところ、ZO-1のN末から約1/4の領域とZO-2のN末側が結合することを示す結果が得られた。一方、ZO-1の、Occludin細胞質領域に対する結合部位を調べた結果、ZO-2と配列上相同性のあるN末側であった。そこで、ZO-2のN末側とOccludinの結合を調べたところ、両者が直接結合しうることが示された。以上の結果から、ZO-2はZO-1と類似した構造を有し、少なくとも蛋白質間相互作用という点について構造上の相同性が共通の機能に反映していることが明らかとなった。
人工骨を担体としたビスフォスフォネート製剤の局所投与による骨巨細胞腫の治療

ビスフォスフォネート製剤の骨巨細胞腫や転移性骨腫瘍への治療効果が近年報告されている。その機序として、破骨細胞による骨吸収を抑制するほか、抗腫瘍効果も有しているとされている。しかしビスフォスフォネート製剤の全身投与は健常骨の骨代謝への影響が危惧される。本研究は、ビスフォスフォネート製剤と親和性の高いハイドロキシアパタイトを含む生体吸収性人工骨ハイドロキシアパタイト・コラーゲン複合体(HAp/Col)を薬剤担体として使用し、ビスフォスフォネート製剤の局所投与による骨巨細胞腫や転移性骨腫瘍の治療法を確立することを目標とする。昨年度、ラット大腿骨遠位部にゾレドロン酸を浸透させた多孔質HAp/Colを移植し、多孔質HAp/Co1を担体としたビスフォスフォネート製剤の生体内での有効性と、HAp/Colの良好な骨伝導性、生体吸収性を確認した。本年度はさらに多くのゾレドロン酸をデリバリーするために、ペースト状の注入可能なHAp/Colを用いてゾレドロン酸の吸着、徐放などについてin vitroで検討を行った。ゾレドロン酸の正確な最大吸着量は薬液の濃度などから計測できなかったが、少なくともHAp/Col 1gあたり、少なくとも3.84mgが吸着されていることが確認された。またPBS中などでは14日間にわたり、ほとんどゾレドロン酸は放出されないことも確認した。次に溶骨性骨腫瘍への効果を検証するため、ヒト前立腺癌細胞の腫瘍細胞株であるPC-3細胞をヌードラット大腿骨に移植し、転移性骨腫瘍モデルを作成しその局所での生着、腫瘍の進展様式などにつき検討を行い、実験モデルとしての条件検討を行った。この結果、3×10^6個では2週間でほぼ大腿骨全体に腫瘍が急激に進展し、1×10^5個では緩徐にかつ安定して腫瘍細胞が生着することを確認した。さらにこのモデルを使用しゾレドロン酸含有ペースト状HAp/Colの抗腫瘍効果について検討を行っている。骨巨細胞腫は成人の長管骨に好発する骨破壊性腫瘍であり、一般的には良性腫瘍とされているが、再発率が高く境界型の側面をもつ。従来、掻爬術に加え骨セメントを充填する治療がおこなわれてきたものの、骨セメントが自家骨に置換されることはなく、充填材を含めた新しい治療法の開発が求められている。一方、ビスフォスフォネート(BP)製剤の全身投与による骨巨細胞腫や転移性骨腫瘍への治療効果が近年報告されている。その機序として、BP製剤は破骨細胞による骨吸収を抑制するほか、抗腫瘍効果も有しているとされている。しかしBP製剤の全身投与は健常骨の骨代謝への影響が危惧される。そこで本研究では、われわれが従来より開発してきた生体吸収性人工骨ハイドロキシアパタイト・コラーゲン複合体(HAp/Col)を薬剤担体として使用し、BP製剤の局所投与による骨巨細胞腫や転移性骨腫瘍の治療法を確立するための実験をおこなっている。平成1819年度の研究において、ラット大腿骨遠位部にゾレドロン酸を浸透させたHAp/Colを移植し、摘出組織切片から破骨細胞への影響を観察した結果、ゾレドロン酸の濃度依存性に破骨細胞数は減少を示した。また経時的にHAp/Colは吸収され自家骨に置換されていくことが観察された。このことからHAp/Colを担体としたBP製剤の生体内での局所除放性と、HAp/Colの良好な骨伝導性、生体吸収性が確認された。次に実際に骨巨細胞腫、転移性骨腫瘍への効果を検証するため、ヒト前立腺癌細胞の細胞株であるPC-3細胞をヌードラット大腿骨に移植し、転移性骨腫瘍モデルを作成、また骨巨細胞腫手術患者より得られた骨巨細胞腫細胞を培養し、初代培養株を樹立しラット骨巨細胞腫モデルを現在作成中である。今後、これらの動物モデルを使用しBP製剤の局所投与の有効性を検討していく予定である。

次に溶骨性骨腫瘍への効果を検証するため、ヒト前立腺癌細胞の腫瘍細胞株であるPC-3細胞をヌードラット大腿骨に移植し、転移性骨腫瘍モデルを作成しその局所での生着、腫瘍の進展様式などにつき検討を行い、実験モデルとしての条件検討を行った。この結果、3×10^6個では2週間でほぼ大腿骨全体に腫瘍が急激に進展し、1×10^5個では緩徐にかつ安定して腫瘍細胞が生着することを確認した。さらにこのモデルを使用しゾレドロン酸含有ペースト状HAp/Colの抗腫瘍効果について検討を行っている。
実体モデルに基づく病的音声生成機構の構築

本研究は,機械的に構築された発話機構の実体モデルに基づき,病的音声の生成機構を構成的に明らかにすることを目的とする。そのために,病的音声における声帯の形態や運動調節系を模擬する人工声帯モデルを構築し,この実体モデルを用いて病的音声の声帯振動を再現する。次に,モデルの形態や運動調節系を多様に変化させることにより,未知の喉頭疾患に対する声帯振動を生成し,喉頭疾患の程度や部位と声帯振動の挙動と病的音声の音響的性質との関連性を生成的視点から定量的に明らかにする。声帯の機械的実体モデルを元に病的音声の声帯振動メカニズムを解明することを目的として、今年度は声帯実体モデルの機構の構築、声帯振動の測定系の構築、及び病的音声を特徴づける声帯の倍周期振動の再現を試みた。(1)声帯実体モデルの機構の構築これまでに構築してきた健常者と対象とした発話ロボットの人工声帯を元に,喉頭機構を中心に病的音声を生成可能な実体モデルを構築した。具体的には、左右声帯の張力と開閉を独立に制御することができる機構を設計・制作するとともに、左右で不均一な形状をもつヒダ声帯モデルの設計・制作を行った。(2)声帯振動の測定系の構築声帯振動様式を可視化するため、毎秒10000コマで撮影可能な高速度カメラを導入し、声帯上部から声帯振動を撮影する測定系、及び声帯音源の音響・空気流体量を測定する系を構築し、声帯振動と声帯音源を同時計測を可能とした。(3)病的声帯振動の再現左右声帯の張力および開閉度を独立に制御することにより、声帯振動様式の変化を測定した。その結果、左右の張力および開閉度を不均衡にすることにより、病的音声に固有な声帯の倍周期振動が再現できることを確認した。また、倍周期振動が生成される喉頭調整の範囲を特定した。声帯モデルによって生成される病的声帯振動と声帯疾患患者の病的声帯振動とを高速度ビデオカメラ映像の元に比較し、倍周期振動に関するその類似性を確認するとともに、声帯疾患の声帯振動に比較して振動の不規則性が現状では不十分であることが確認された。引き続き、左右形状がが不均一な声帯モデルを用いて声帯振動実験を行い、声帯疾患の声帯振動に見られる不規則性の高い振動の再現を検討していく。声帯の機械的実体モデルを元に病的音声の声帯振動メカエズムを解明することを目的として、昨年度に引き続き声帯実体モデルの機構の構築、病的声帯を模擬した人工病的声帯の設計、制作、および病的人工声帯を用いた病的音声の生成実検を行った。(1)病的人工声帯の欄俸様々な病的な声帯を模擬する入工声帯の設計、製作を行った。病的声帯としては、萎縮声帯を模擬し、左右の声帯の横幅が異なる不均一声帯、および声帯ポポリープを模擬し、片側の声帯の縁に半球上の突起をもつポリーブ声帯を作戒した。これらの人工病的声帯の作成に関しては、井同研究者より提供された人の病的声帯の形状を参照しつつ、ポリープの位置や大きさを系統的に変化させた種々の人工声幣を作成した。(2)声帯振動実験人工声帯に声道音響管を接続した状態で、人工肺より送り出される空気流をもとに声帯を自励振動させた。声道音響管の放射端に設置した高速度カメラを用い、声帯振動を毎秒10000コマで測定するとともに、声帯音源波形をマイクロホンにより測定した。また、高速度カメラで測定された声帯振動映像から画像処理によってキモグラプを求め、声帯振動の振動特徴の分析を行った。(3)病的声帯振動の分析喉頭実体モデルの左右声帯の張力、開閉度、肺圧を独立に制御することにより、多様な病的声帯の振動様式をキモグラフと声帯音源スペクトルを用いて分析した。その結果、不均一声帯およびポリープ声帯の両方で、左右の張力および開閉度を不均衡にすることにより、病的音声に固有な声帯の倍周期振動が再現できることが確認された。また、ポリープ声帯では、ポリープの大きさや位置によって倍周期振動の有無や特性が異なることを確認した。

さらに、声帯モデルによって生成される病的声帯振動と声帯疾患患者の病的声帯振動とを高速度ビデオカメラ映像の元に比較し、借周期振動に関する類似性を確認した研究目的:疾患を有する声帯の機械的実体モデルを構築し,声帯実体モデルを用いて病的声帯振動および病的音声を再現することにより,声帯疾患に起因する病的音声の生成メカニズムを構成的に明らかにする.研究経過:昨年度に引き続き,疾患声帯を模擬する声帯実体モデルの作成および実体モデルを用いた病的音声の生成メカニズムを実験的に明らかにする課題に取り組んだ.今年度は,声帯ポリープや声帯嚢胞を有する疾患声帯と対象として病的音声の生成メカニズムに関する検討を進めた.まず,熱可塑性エラストマー(セプトン)素材を用いて声帯ポリープや声帯嚢胞を模擬する半球状の突起が片側声帯に存在する声帯モデルを形成した.この声帯モデルを用いて左右不均衡な声帯張力調整および声門開閉調整による喉頭調整を行い,病的声帯振動の再現を試みた.その結果,声帯実体モデルを用いて人に病的声帯振動に良く見られる二重周期振動を初めとする不規則な声帯振動が再現できることを実証した.また半球突起のサイズが異なる数種類の声帯モデルを作成し,突起のサイズが声帯振動に及ぼす影響,不均衡な声帯張力調整および声門開閉度が声帯振動に及ぼす影響について詳細に検討を行った.その結果,半球突起のサイズが直径7mm以上になると顕著な不規則声帯振動が生じること,声帯張力の不均衡度の増大および声門開閉度の増大によって,不規則声帯振動がより顕在化することが明らかとなった.昨年度実施した,左右非対称声帯モデルに対する実験結果と今回の声帯突起を有する声帯モデルに対する結果より,声帯実体モデルが人の疾患声帯の振動にみられる特徴が比較的よく再現できることが示された.ただし,突起声帯モデルでは,人のポリープ声帯の振動と比較してその不規則性の程度が未だ不十分な面があり,突起物の物理的特性をより人の疾患声帯に近づけることが今後の課題として残された.今年度は様々な形態の病的声帯を模擬する人工病的声帯を作成し、その振動様式を実験的に明らかにすることを目標として検討を進めた。人工声帯では、病的な形態を系統的に変換させてその振動様式を調べることが可能であり、このようなモデルの利点を生かして病的生体振動の要因と結果を系統的に調べることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後はさらに病的声帯の形態とそれによって生じる病的音声の因果関係を系統的に明らかにするとともに、病的音声の音響的性質から声帯疾患の部位を逆に特定する、いわば逆問題についても検討し、病的音声診断の基礎技術の構築に向けて研究を展開していく。
青少年への海洋環境教育-アマモから瀬戸内海を考がえる-

青少年の海洋環境への興味を引き出すためのプログラム開発(瀬戸内海での練習船「広島丸」による体験航海と小型舟艇の漕艇(カッター及びシーカヤック)による海や藻場(アマモ場)の観測・観察・体感を基にした海洋体験学習など。)を行った。そして,受講者相互の視点を交え感想を述べあうことで海への関心を高め,アマモ等の海洋観察から「何故この場所に生育しているのか」等の疑問を持たせ,参加者各自に海洋環境の問題を考えさせる手法を導入し,青少年の環境教育に役立てる教育プログラムを開発すると共に,その効果を実証することも研究目標とした。海洋体験学習実施後にアンケートや感想文を実施し,海洋への関心・興味を持ったプログラム・関心の変化などを調査した結果,以下の概要が明らかになった。1)練習船の体験航海,小型舟艇の漕艇など海洋での実体験は,海洋への関心を高める効果があった。2)海が見せる多面性へのアプローチとして,小型舟艇の漕艇とアマモ観察の組合せは,体験への動議付け効果が大きかった。3)年齢を問わず,本プログラムの受講により海洋に対して前向きな関心を高めることができた。4)特に実技に対して興味を持ち,楽しく取り組んでいることが分かった。今後の課題としては,以下の項目が挙げられる。1)体験学習プログラムの継続実施とその検証の実施2)効果の検証とプログラムの改善点を探るため,講座申込時及び受講後のアンケート調査3)体験学習プログラムの評価法の開発4)天候不良時のサブメニューの開発5)小・中学生に対する出前授業の実施今後もデータの整理・解析を引き続き実施するとともに,他の研究結果や調査結果と合わせ活用することにより,体験学習・海洋環境教育に関する研究をさらに発展させていく予定である。)を行った。青少年が、練習船の体験航海と瀬戸内海を人力船(小型舟艇:カッター及びシーカヤック)若しくは動力船を使用して海や海中(藻場:あまも)を間近に観測・観察・体感したことから海洋環境への興味を引き出し、各自の体験発表の場を設け、受講者相互の視点を交え感想を述べあうことによって、海への関心を高め、アマモ等の海洋観察から「何故この場所に生育しているのか」などの疑問を持たせ、参加者各自に海洋環境の問題を考察させることから、海洋汚染防止思想の向上を図ることを目標とした。青少年への環境教育に役立てる教育プログラムを開発し、その効果を実証することも研究目標としている。1.4月から7月までの間を研究準備期間として、小型舟艇・観察機材などの購入、本研究に関連する研究機関等をたずね情報収集を行い、これまでの実施計画手順を見直し、新たに海洋・環境教育対象者の観察・体験プログラムを作成した。2.7月から8月に実施予定の各公開講座等において、受講者に対して、導入(船・海の基礎知識)、海洋体験・海洋観察(小型舟艇利用)、考察、観察結果をもとにした発表会を実施した。併せて感想文・アンケートを実施した。結果ほぼ全員が、海洋への関心を高め・舟艇利用の体験プログラムに関心が高かったことがわかった。3.初年度に得られた結果を持ち寄り、今年度実施した小中学生への海洋・環境体験教育プログラムを討議した。また、次年度の実施計画や研究成果のとりまとめ方について協議を行った。4.初年度の研究実績について、第11回高専シンポジウムにおける講演発表及び広島商船高等専門学校紀要への投稿を行い、「高専教育」及び野外教育学会等への投稿を行う予定である。青少年が、練習船の体験航海と瀬戸内海を小型舟艇(カッター及びシーカヤック)若しくは動力船を使用して海や藻場(アマモ場)を間近に観測・観察・体感したことから海洋環境への興味を引き出すためのプログラム開発を行った。

例えば、受講者相互の視点を交え感想を述べあうことによって、海への関心を高め、アマモ等の海洋観察から「何故この場所に生育しているのか」などの疑問を持たせ、参加者各自に海洋環境の問題を考えさせる手法を導入した。さらに、青少年への環境教育に役立てる教育プログラムを開発と共に、その効果を実証することも研究目標とした。海洋体験学習実施後のアンケート・感想文を実施し、海洋への関心・興味を持ったプログラム・関心の変化を調査した結果から以下の概要が明らかになった。1)練習船の体験航海、小型舟艇の漕艇など海洋での実体験は、海洋への関心を高める効果があった。2)海が見せる多面性へのアプローチとして、アマモ観察と小型舟艇体験の組み合わせは、体験への動議付け効果が大きかった。3)年齢を問わず本講座の受講によって海洋に対して前向きな関心を高めることができた。4)特に実技を興味を持って楽しく取り組んでいる。今後の課題としては、以下の項目が挙げられる。1)体験学習プログラムの継続実施とその検証の実施2)効果の検証とプログラムの改善点を探るため、講座申込時及び受講後のアンケート調査3)体験学習プログラムの評価法の開発4)天候不良時のサブメニューの開発5)小、中学生に対する出前授業の実施今後も、データの整理・解析を引き続き実施するとともに、他の研究結果や調査結果と合わせた活用により、体験学習・海洋環境教育に関する研究をさらに発展させていきたい。
専用計算機を用いた宇宙空間用電気推進器シミュレーションの高速化

今年度は、昨年度末に行った大規模GPUクラスター上でのスケーリングの計測の結果を元に、プロセス間通信の改善とプログラムの実用性、FPGAへの最適化の検討の向上を行った。プロセス間通信の改善については、領域分割に伴うプロセス間の粒子の交換の部分を対象に、全体全通信(All to All)を用いた通信から隣接するプロセスのみを順に通信する方式(MPI_IsendとMPI_Irecvを利用した非同期通信)への変更を行った。昨年度の全体全通信で想定以上に増加した処理時間は大幅に減少している。プログラムの実用性の向上については、計算の初期化の部分の並列化やリファクタリングを行った。これらは長期的な研究継続に不可欠なものである。FPGAへの最適化の検討に関しては、MPS法をストリーム計算の形式に変更可能かどうかを物理的背景を考慮しながら検討した。その結果、MPS法が非圧縮性流体を対象としている点とバケット法を採用している点をもとに、ストリーム計算化が可能であると結論付けた。また、CPU, GPU, FPGAにまたがる最適化の手法としてMPS法へのテンポラル・ブロッキングの適用も検討し、適用が可能であると結論付けることができた。なお、今年度は申請者の所属が変更になり、旧所属との共同研究の締結に時間がかかり、研究成果の発表・開示に一部制限があった。また、本研究は引き続き科研費(19K20282/若手)として継続することが決定した。本年度は、(1)NSRU-Full-PICのFPGA実装と(2)OpenACCを用いた既存プログラムの短TAT(※)なGPU実装の評価・実証を行った。※短TAT:新規物理モデルのコード化から計算結果を得るまでのシミュレーション全体のターンアラウンドタイムを短縮する手法のこと。研究目的の一つ(1)については、慶應義塾大学天野研究室の大学院生と共に、高速化を阻害する主要因であるRead After Write(RAW)ハザードを解決する手法の提案と実装を行った。具体的には、RAWハザードが発生する割付処理に対してリダクションを用いることでこれを回避した。また、実装には短TATと実用を見据え、高位合成言語OpenCLと高性能コンピューティング向けのFPGAデバイスを用いた。成果として、リダクションの処理時間がXeonに対して約2倍高速化され、消費電力も低減された。この結果は、国際学会や全国大会に投稿・採択された。(2)については、OpenACCという既存のC/C++,Fortranコードを担TATでGPUに移植する商用APIを利用した。対象プログラムとして、MPS法という粒子系シミュレーションを取り扱った。MPS法は、NSRU-Full-PICと計算上の特性が似ており、より簡単なプログラムなため、評価・実証に適している。MPS法をOpenACCのみを用いてGPUに実装することで、Xeon上で動作するMPIのみを用いたフラット並列な実装に対して41.5倍の高速化、OpenMPを用いたハイブリッド並列な実装に対して5.6倍の高速化を達成した。本年度の当初計画である、NSRU-Full-PICのFPGA実装とGPU実装は、以下の通り、おおむね順調に進展していると考える。FPGA実装に関しては、当初計画どおり高速化の阻害要因の分析とリダクションによる高速化が完了した。加えて、高位合成OpenCLを用いたFPGAへの短TATなプログラミング環境の評価・検証を開始することができたため、良好に進展していると考える。GPUへの短TATについては、FPGAと同様にリダクションによるRAWハザードの解決するめどが立ったため、さらなる高速化手法の検討を行っている。また、OpenACCの基礎的な評価・検証が完了したことで、進展は良好であると考える。短TATのためのコード自動生成手法に関しては、必要な機能や言語設計については、NSRU-Full-PICの開発者と議論した結果、実績のある商用APIを適切な場所に自動配置する方向で研究を進めることとなった。なお、物理モデルを理解したうえでの処理フローの改変などのNSRU-Full-PICの改変は、さらなる検討が必要性を感じたため、来年度も継続して行うこととする。研究成果の体外発表についても、国内研究会が3本、国際学会が2本(ポスター、口頭発表)に加え、航空宇宙分野のプログラムの並列化を取り扱った国際ワークショップでの口頭発表が決まったため、順調であると考える。本年度は、JAXAで研究開発中の粒子系シミュレーションプログラムの(1)OpenACC/OpenMPを用いた短TAT(※)なGPU,マルチコアCPU実装の評価・実証、(2) GPUクラスターでの大規模並列実行を行った。(※短TAT:新規物理モデルの実装から計算結果を得るまでのシミュレーション全体のターンアラウンドタイムを短縮する手法のこと。研究目的の一つ)(1)については、昨年度よりも複雑かつ実用的なデータ構造(AoS形式)に改良されたバージョンを対象として、短TATな開発手法の評価と実証を行った。GPU,マルチコアCPUへの実装には、昨年度の議論を元に商用のディレクティブ型API(OpenACC,OpenMP)を用いた。ディレクティブを用いることにより、半年程度で大まかなGPUとマルチコアCPUへの実装と実行時間の評価が完了した。進捗状況に示す通り、AoS,SoA形式のどちらでもOpenACC+GPUを用いることが現状では最も短TATな開発手法であることが示せた。

(2)については、東京大学情報基盤センターのReedbushスーパーコンピュータシステム(RB-H)を利用し、2GPUから128GPUまでの弱スケーリングの測定、各粒子数でのプロセス間通信のパターンの把握、大規模並列実行の実用化への課題の洗い出しを行った。研究成果の対外発表については、国内研究会1本、国際学会3本(ポスター:2,口頭:1)を行った。また、大規模並列化の実績が評価され、2017年度RB-H大規模HPCチャレンジ、2018年度学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点(JHPCN)萌芽型共同研究課題に採択された。本年度の当初計画であるGPUでの更なる高速化(短TAT化と実装)とFPGAへの最適化は、以下の通り当初の計画以上に進展していると考える。GPUでの更なる高速化については、対象プログラムのデータ構造が改良された(実用性の観点から、SoA形式からAoS形式へ変更)ため、ほぼ新規に実装する必要があった。実装に必要な期間は、OpenACCとOpenMPを用いて半年程度である程度のGPU,マルチコアCPUが完了した。また、性能評価として昨年度のSoA形式との実行時間の比較を行ったところ、マルチコアCPUでは90%ほど実行時間が伸びてしまったが、GPUでは35%ほど実行時間が短縮されるという結果が得られた。これらのことから、AoS,SoA形式のどちらでもOpenACC+GPUを用いることが現状では最も短TATな開発手法であると示した。さらに、2128GPUでの弱スケーリングの測定を始め、大規模並列化時の実用を想定した問題点を示すことができたため、順調に進展していると考える。弱スケーリングに関しては、計算上のボトルネックの一つである粒子密度の計算時間は(通信がないため)ほぼ線形にスケールしたが、プロセス間通信にかかる時間が想定を超えて増加してしまった。例えば、位置と速度の通信は2プロセスから32プロセスで6倍以上増加している。FPGAへの最適化手法の考案も行った。具体的には、ボトルネックとなる粒子密度の計算を粒子登録法と時空間ブロッキングを用いることでストリーム計算に適した形に変換する。実装と評価は2018年度を予定している。今年度は、昨年度末に行った大規模GPUクラスター上でのスケーリングの計測の結果を元に、プロセス間通信の改善とプログラムの実用性、FPGAへの最適化の検討の向上を行った。プロセス間通信の改善については、領域分割に伴うプロセス間の粒子の交換の部分を対象に、全体全通信(All to All)を用いた通信から隣接するプロセスのみを順に通信する方式(MPI_IsendとMPI_Irecvを利用した非同期通信)への変更を行った。昨年度の全体全通信で想定以上に増加した処理時間は大幅に減少している。プログラムの実用性の向上については、計算の初期化の部分の並列化やリファクタリングを行った。これらは長期的な研究継続に不可欠なものである。FPGAへの最適化の検討に関しては、MPS法をストリーム計算の形式に変更可能かどうかを物理的背景を考慮しながら検討した。
脳のカルシウム/カルモデュリン/キナーゼ/キナーゼ・カスケード

脳にはカルシウム/カルモデュリン依存性の多機能性蛋白質燐酸化酵素(CaMキナーゼ)として、CaMキナーゼII、IV、Iの3種類の酵素が知られており、このうちCaMキナーゼIVとIは上流のカルシウム/カルモデュリン依存性の蛋白質燐酸化酵素(CaMキナーゼキナーゼ)によって燐酸化されて活性化されることが明らかになっている。本研究課題ではこのカルシウム/カルモデュリン/キナーゼ/キナーゼ・カスケードを研究し次のような研究成果をあげた。1.ラットのカルシウム/カルモデュリン依存性蛋白質燐酸化酵素(CaMキナーゼ)IVのcDNAを昆虫細胞や大腸菌で発現して得た多量の精製酵素を用いて酵素の基本的な性質を明らかにした。2.CaMキナーゼIVを燐酸化して著明に活性化する上流のCaMキナーゼキナーゼ(α)のcDNAをラットの脳からクローニングし、そのヌクレオチド配列を決めた。3.ラットの脳にCaMキナーゼキナーゼのアイソフォーム(β)が存在することを見い出し、精製してその性質を調べた。4.CaMキナーゼキナーゼαの特異抗体を調製し、酵素の脳内分布を免疫組織化学的に調べた。5.CaMキナーゼキナーゼによるCaMキナーゼIVの活性化は、CaMキナーゼIVのN末端から196番目のスレオニン(スレオニン-196)の燐酸化によるものであることを明らかにし、またCaMキナーゼキナーゼαは多数の燐酸化サイトを持つCaMキナーゼIVのスレオニン-196のみしか燐酸化しない基質特異性の高い蛋白質燐酸化酵素であることを明らかにした。6.CaMキナーゼキナーゼによってスレオニン-196を燐酸化されて活性化されたCaMキナーゼIVは、その後カルシウムイオン濃度が低下すると自分のセリン-332を自己燐酸化してカルシウム/カルモデュリン依存性の活性を完全に失うことを見い出した。
シナプス特異的蛋白ZNF231/Bassoonの機能解析

1、我々は、ZNF231/Bassoon cDNAの塩基配列から導きだしたアミノ酸配列を元に合成ペプチドを作成、ウサギに免疫し抗体を作成した。我々のC端18アミノ酸に対する抗体は、ラット大脳粗ホモジェネートにておよそ420kDaの分子量の蛋白を認識し、免疫染色では、ラットの小脳顆粒層のglomerulusが濃く染色された。一般にglomerulusは、苔状線維のシナプス終末を中心とした構造であり、ZNF231/Bassoonがシナプスに豊富に存在していることの反映と考えられた。現在ZNF231/Bassoon蛋白のシナプス内の存在様式について免疫電顕にて検討を行うとともに、ホルマリン固定脳における染色性を改善するための条件検討を行っている。また、新たにN端17アミノ酸の合成ペプチドに対する抗体も作成し現在精製中である。
教室授業における「からかい」と「当惑感情」に関する研究-教師と実習生の比較分析-

本年度は研究計画の最終年度に当たり,これまで収集・蓄積した記録データの分析・解釈を中心に行った。収集したデータは,教室授業場面の映像記録(附属学校園教官及び教育実習生)及びインタビュー記録(附属学校園教官,教育実習生及び生徒)から成る。とくに映像記録の分析からは次のような知見が得られた。実習生の授業では,生徒による「からかい」「無視」「嬌声」を単なる授業妨害として排除するのではなく,それらを授業の流れに有機的に取り込むことが「授業づくり」「教師の力量」のポイントとなること,そのために実習生にとっては,生徒との日常的なコミュニケーションが重視され,授業を離れた場面での「教育的かかわり」の構築が重視されていた。Mehan(1979)によると,教室授業における会話構造はI-R-E(Initiation-Response-Evaluation)の枠組に沿った教師-生徒間の権力関係(支配-被支配の関係)を表象しているという。しかし本研究では,そうした否定的な側面だけではなく,むしろ「からかい」や「当惑感情」を手がかりに,互いの信頼関係が構築される様子を描き出すこともできた。いっぽう,附属学校園教官に対するインタビュー記録からは,次のような知見が得られた。すなわち,実習指導において「問題のある実習生」が語られる場合,それは学生の資質が「現に低下している」という「実態」から一方的に構成されるだけではなく,指導者側(大学教官及び実習校指導教官)の「まなざし」によって「つくられる」側面があるということである。さらに,そうしたまなざしが,学校文化に特有の「「揃い」の規範(人間性,子ども,熱意)」を背景としていることが明らかとなった。なお,本研究の成果については,日本教育社会学会第52回大会(於:北海道大学)及び日本教師教育学会第10回大会(愛知教育大学)における発表要旨集録に掲載されている。本研究は、近年「新しい社会理論」として注目される「感情社会学(Sociology of Emotion)」を理論枠組とし、学級秩序の形成に果たす「感情」の役割を明らかにする。特に教室授業場面における「からかい→当惑→当惑感情の処理」という一連の過程に注目した。「当惑感情の処理」は個人の心理的機制ではなく、学級の構成員に分有された秩序形成の・社会的メカニズムである。しかし公教育の「制度疲労」が語られる今日、既存の規範的学校文化は教室における当惑感情の処理に充分対応し得ない。なぜなら公教育の「制度疲労」は、禁欲主義をエートスとする学校文化と、感情を商品化する消費社会文化との乖離を示しており、自明であった「学級=生活共同体」論そのものが揺らいでいるからである。そこで本研究では、従来は「非合理的」と看過されがちであった「感情」を、学級秩序形成の根幹に在るものと捉え、その文化的制度化過程に注目している。本年度は研究計画の初年度であり、当初の予定通り、教室授業場面への参与観察によるデータ収集、および先行研究の整理を行った。まずデータ収集では、教育実習期間中の中学校において教室授業場面の参与観察を行い(100時間)、「からかい→当惑→当惑感情の処理」のプロセスに関わる言動を収集した。同時に教師と実習生、及び生徒へのインタビュー調査を行った。特に教師に対するインタビュー調査(約30時間)では、教育実習生に対する指導教官の「まなざし」に注目し、その指導上の規範的対応のパターンを抽出することができた。なお、これらの記録データはテープ起こし等の処理を経て、現在、データベース化を進めている。また先行研究の整理は、近年、感情社会学において注目を集めているE.ゴフマンの「当惑と相互行為秩序」に関する研究を中心とし、その二次文献等の資料を収集・整理している。本年度は研究計画の2年目に当たり、当初の予定通り、教育授業場面への参与観察によるデータを継続して収集すると同時に、そのデータ入力(データベース化)を行った。また、感情社会学をめぐる先行研究の整理を、理論研究及び実証研究の両面にわたって行った。まず、データ収集では、教育実習期間中の中学校において教育授業場面の参与観察を行い(50時間)、「からかい→当惑→当惑感情の処理」のプロセスに関わる言動を収集した。これらをデータベース化するに当たっては、一連の会話プロセスを忠実に文字に書き起こし、同時にカテゴリカル・データの形にして後の分析に耐え得る仕様に変換した。現在、分析の途中であるが、「当惑感情の処理」に係るプロセスにはいくつかのパターンが認められ、そのうち、自らの当惑が「秩序再生の契機となる場合」と「秩序解体に繋がる場合」に大別出来ることがわかった。すなわち、自らの当惑を「笑い」に転換できるコミュニケーションスキルを持ち得る場合には、事後の秩序維持が強化され、逆に自らの当惑に対して真摯に向き合おうとすればするほど、オーディエンスである生徒との社会的距離が拡大し、却って秩序の解体に繋がるものと言い得る事が出来る。なお、このようなコミュニケーション・スキルの有無の要因について、社会学、とりわけ感情社会学的立場からの分析を行うことが、本研究の課題であり、次年度に向けた課題と考えている。また教師と実習生、及び生徒へのインタビュー調査も、前年度に引き続き行った。教師に対するインタビュー調査(約25時間)では、昨年度、収集したデータの分析も踏まえ、特に教育実習生に対する指導教官の規範的対応のパターンを抽出した。

収集したデータは,教室授業場面の映像記録(附属学校園教官及び教育実習生)及びインタビュー記録(附属学校園教官,教育実習生及び生徒)から成る。とくに映像記録の分析からは次のような知見が得られた。実習生の授業では,生徒による「からかい」「無視」「嬌声」を単なる授業妨害として排除するのではなく,それらを授業の流れに有機的に取り込むことが「授業づくり」「教師の力量」のポイントとなること,そのために実習生にとっては,生徒との日常的なコミュニケーションが重視され,授業を離れた場面での「教育的かかわり」の構築が重視されていた。Mehan(1979)によると,教室授業における会話構造はI-R-E(Initiation-Response-Evaluation)の枠組に沿った教師-生徒間の権力関係(支配-被支配の関係)を表象しているという。しかし本研究では,そうした否定的な側面だけではなく,むしろ「からかい」や「当惑感情」を手がかりに,互いの信頼関係が構築される様子を描き出すこともできた。いっぽう,附属学校園教官に対するインタビュー記録からは,次のような知見が得られた。すなわち,実習指導において「問題のある実習生」が語られる場合,それは学生の資質が「現に低下している」という「実態」から一方的に構成されるだけではなく,指導者側(大学教官及び実習校指導教官)の「まなざし」によって「つくられる」側面があるということである。さらに,そうしたまなざしが,学校文化に特有の「「揃い」の規範(人間性,子ども,熱意)」を背景としていることが明らかとなった。なお,本研究の成果については,日本教育社会学会第52回大会(於:北海道大学)及び日本教師教育学会第10回大会(愛知教育大学)における発表要旨集録に掲載されている。