hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気探査データを用いた考古学的手法による中世アイヌ墓制の基礎的研究

本研究の目的は、松前藩の祖武田信広が築城した勝山館跡(室町期)の墓域である夷王山墳墓群の磁気探査及び地中レーダー探査を行った墳墓を対象に発掘調査を実施し、和人墓(土葬・火葬)やアイヌ墓といった葬送を確認するものである。これらの調査成果によって磁気及び地中レーダー探査の精度が確認されれば、発掘調査で遺構を掘削しないで葬送を特定することができ、遺跡の保護はもとより夷王山墳墓群における様相の把握が期待される。平成26年度は、夷王山墳墓群の第I・III・V地区で墓と思われる合計60箇所(各地区20箇所)を対象に地中レーダー及び磁気探査を実施して、強い反応を示した9基で発掘調査を行っている。磁気探査で強い反応がみられた2基では、副葬品である大型の鉄製品の検出が期待されたが、数多くの礫が検出されるのみであった。その結果、当墳墓群の礫が磁気を帯びており磁気探査に反応していることが判明し、磁気探査における確認が困難であることが判明した。一方、レーダー探査で反応がみられた箇所は、いずれも和人墓(土葬)を確認することができた。そのため、レーダー探査が墓を確認する上で有効な手段であることが判明したため、次年度では地中レーダー探査による調査を実施した。平成27年度は、13基の墓と思われる箇所を対象に地中レーダー探査実施し、3箇所で強い反応を得た。その3箇所を発掘調査した結果、2箇所で和人墓(土葬)を検出した。残り1箇所については、駒ヶ岳d火山灰層が検出されたため、テフラに反応したものと思われる。平成26・27年度の調査の結果では、地中レーダー探査が高い確率で墳墓を捉えることができるため、有効な手段であることが確認された。さらに、地中レーダー探査の測定方法や周波数の精度を高めることによって、墓壙形態の把握も可能と思われるため、遺構を破壊することなく遺跡の活用に寄与できるものと考えられる。
真核生物でのDNA合成の校正機構と老化

遺伝子の恒常的保持は、生命推持に不可欠である。ところが、大腸菌,【T_4】ファージの変異DNAポリメラーゼや原発性腫瘍組織、高齢動物組織からのDNAポリメラーゼは、忠実度が低く鋳型のヌクレオチドに対し非相補的なヌクレオチドを取り込む頻度が高い。このようなDNA上の変異出現に対し、大腸菌等ではDNAポリメラーゼ分子中のエクソヌクレアーゼ活性部位による校正機構が知られている。そこで、大腸菌でみられるような塩基置換変異を修復する校正機構が哺乳類にも存在するか否かの検討を研究目的とした。通常のヌクレアーゼ活性は[【^3H】〕DNAの分解量で測定した。校正機構に含まれる【3^'】→【5^'】エクソヌクレアーゼ活性は、鋳型としてpolydad(【T_9】・C)を含むDNA合成系を用い、プライマーの【3^'】-OH末端からdCMPを切除し、DNA鎖伸長活性の再開で測定した。ラット肝粗酵素抽出液より、硫安分画、ホスホセルロースカラムクロマト法、DEAE-セルロースカラムクロマト法等で、3種の【3^'】→【5^'】エクソヌクレアーゼを分離、部分精製した。この中の1種のエクソヌクレアーゼはpolydA・d(【T_9】・C)を含むDNA合成系で、プライマー鎖の【3^'】-OH末端よりdCTPを除き、DNA鎖伸長活性を与える酵素であった。しかし、他の2種のエクソヌクレアーゼは、DNA合成の際、polydA・d(【T_9】・C)にDNA鎖伸長活性の回復を与えなかった。polydA・d(【T_9】・C)にDNA鎖伸長活性を与える【3^'】→【5^'】エクソヌクレアーゼを生後4ヵ月齢と生後26ヵ月齢ラットの肝で比較すると、単位重量当りの活性は、高齢ラット肝では若齢ラット肝の約76%の活性しか認められなかった。以上より、polydA・d(【T_9】・C)にDNA鎖伸長活性を与える【3^'】→【5^'】エクソヌクレアーゼは、DNA合成での校正に関与するヌクレアーゼと考えられる。またこの酵素活性はラットの加齢に伴い低下しており、高齢ラットでは、校正活性の低下が示唆された。
嫌気性バクテリアを利用する金ナノ粒子の新規調製法

還元細菌ShewanellaalgaeによるAu(III)イオンの還元実験を嫌気性条件下で行い、バイオ還元能に及ぼす操作因子の影響を検討した。初期Au(III)イオン濃度を0.15.0mol/m^3、細胞濃度を3.0×10^<14>4.0×10^<15>cells/m^3の広範囲に変化させて還元実験を行った結果、単一細胞あたりのAu(III)イオン還元量は同程度((2.63.4)×10^<-16>mol/cell)になった。また、溶液pHを中性から酸性(pH1.0)に変化させても、S.algaeによるバイオ還元は進行し、30分以内にAu(III)イオンの還元率は8090%程度に達した。還元実験で採取した懸濁物(細胞と生成粒子)のXANESスペクトルをSPring-8で測定し、還元過程における金の原子価の変化を調べた。その結果、処理時間10分以降では、懸濁物にはAu(III)は存在せずにAu(0)が存在したことから、S.algaeによるAu(0)粒子の生成は迅速に起こることが確認された。バイオ還元実験(溶液pH7)の終了後に採取したS.algae細胞の切断面をTEM観察したところ、細胞壁と細胞膜の間に位置するペリプラズム空間に数多くの金ナノ粒子(粒子径1020nm)が存在することがわかった。これら生成粒子の同定をSTEM-EDX分析によって行い、生成粒子は金によって構成されていることを再確認した。溶液pH1.02.0の酸性条件下では、金粒子の生成場は細胞外(溶液中)へと変化し、その粒子径は50400nmにまで増大するとともに、粒子の形態が変化することが見出された。溶液pHの変化に伴う粒子生成場の変化は、ペリプラズム空間に存在するであろう還元酵素が、細胞外に放出されたことに起因すると考えられる。さらに、金ナノ粒子の形態や粒子径を制御する上で、溶液pHは重要な操作因子の一つであることが明らかになった。Fe(III)還元細菌Shewanella algae(ATCC51181株)によるAu(III)イオンの還元実験を嫌気性条件下で行い、金粒子の生成条件について実験的に検討するとともに、生成粒子の性状を評価した。その結果、還元細菌S.algaeと水素ガスの共存下では、液相Au(III)濃度(初期濃度約1mo/m^3、溶液pH7.0)が120分以内に著しく減少し、Au(III)イオンが還元されたことがわかった。一方、対照実験(水素ガス存在下での無菌状態)では、Au(III)イオンが全く還元されなかった。したがって、S.algae細胞は、電子供与体として液相に溶存する水素ガスを用いて、Au(III)イオンの還元(AuCl_4^-+3e^-→Au^0+4Cl_4^-)を促進したと考えられる。また、液相細胞濃度を10^<15>cells/m^3まで高めることによって、バイオ還元は迅速に進行し、30°Cの嫌気条件下で1mo/m^3程度のAu(III)イオンが60分以内にすべて固体粒子に変換されることもわかった。バイオ還元によって生成した固体粒子およびS.algae細胞を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した。ミクロオーダーの楕円状細胞の周辺に、数多くの生成粒子が観察された。生成粒子が細菌細胞の外表面に付着しているのか、あるいは細胞内に存在しているのかについては現時点では明確でないが、平均粒子径が1020nm程度の金粒子が生成していることがわかる。生成粒子の同定を電子線回折分析によって行った結果、Au(0)粒子が生成していることが確認された。また、生成粒子の懸濁液に対して吸収スペクトルを測定したところ、金微粒子特有のプラズモン吸収に起因する吸収ピーク(550nm付近)が観察された。

溶液pH1.02.0の酸性条件下では、金粒子の生成場は細胞外(溶液中)へと変化し、その粒子径は50400nmにまで増大するとともに、粒子の形態が変化することが見出された。溶液pHの変化に伴う粒子生成場の変化は、ペリプラズム空間に存在するであろう還元酵素が、細胞外に放出されたことに起因すると考えられる。さらに、金ナノ粒子の形態や粒子径を制御する上で、溶液pHは重要な操作因子の一つであることが明らかになった。
行動障害を示す発達障害児童への対応に焦点を当てた教員研修プログラムの開発

発達障害の幼児児童が示す行動問題への対応が、学校や幼稚園、保育園において解決すべき大きな課題となっている。先行研究では、機能的アセスメントを用いた研修プログラムの必要性が示されている。本研究の目的は、教員・保育者に機能的アセスメントを習得してもらうための研修プログラムの開発研究であった。本研究の結果、実際の支援のプロセスを研修プログラムの中に取り入れていくことが、研修効果を効果的にするために重要であることが示された。発達障害者支援法や特別支援教育体制の拡がりにより、通常の学校や保育の現場において発達障害のある幼児児童への指導が課題となっている。特に行動障害を示す幼児児童への対応については、通常の教育活動に支障を来すなど大きな問題となっている。このような問題に対しては、応用行動分析学における機能的行動アセスメントとそれに基づく支援の実施が有効であることが示されている。これまでの機能的アセスメントの研究では、専門家が、ある特定の幼児児童の問題に関してコンサルテーションを実施する形態で検討されていた。しかし、コンサルテーション終了後の成果の維持や拡がり(他の幼児児童の行動障害への応用など)が課題とされていた。そこで本研究は、コンサルテーションや研修の機会を通じて、教師や保育者が独力で問題解決できるための支援の条件を検証することを目的とした。その際にポイントとなる条件として、「クラス単独ではなく、全校的(全園的)体制での支援」「既存の外部支援機会(例えば、巡回相談)の活用」「問題解決型の研修プログラム」の3つをあげて、それぞれについての検討を実施することを目的とした。今年度は、ひとつの小学校を研究対象として、在籍する全校児童の挨拶行動に関する介入を、教師に対する研修プログラムに基づいて実施し、その効果を検討することを目的とした研究を実施した。対象小学校は、全校児童が300名程度の学校であり、各学年(6学年)2学級ずつで構成されていた。全校児童の挨拶行動について、(1)挨拶をしない児童が多い、(2)挨拶をしても教師の方に顔を向けない、(3)声が小さくて聞こえない、などの課題があるということが校長\教頭等の教師から報告があった。支援プログラムにおける独立変数は、全学級において、担任教師から、1)正しい挨拶の定義(声の大きさや顔を見ることなど)について、2)挨拶のよい例\よくない例の提示、3)挨拶に関するロールプレイ、を朝の会に実施するよう依頼した。また、毎朝、朝の会において、児童に対して「今日、挨拶をした人」という問いかけをし、そのときに手を挙げた人数を、折れ線グラフで教室内に掲示する「グラフ\フィードバック」の手続きも導入した。従属変数としては、週3回、登校時間において、校門前での児童の様子をビデオカメラにより撮影記録を行った。そして、その記録を元に、挨拶をした人数を把握した。この結果、全校の教員に対する挨拶促進のための手続きの教示が、児童の挨拶行動の促進に効果があったことが示された。校門での挨拶に加えて、教室に入るときの挨拶を記録しグラフ・フィードバック手続きを応用するなど、研修で取り上げた支援手続きの適用範囲を拡大する教師も観察された。独立変数間の相互作用に関する問題や従属変数の測定方法の問題等が課題として残った。研究目的:本年度は、保育園での保育士に対する研修に焦点を当てて研究を行った。行動障害を示す幼児への支援計画の立案に関して、保育士への研修ならびに療育専門機関との協働的アプローチの有効性について検討することを目的とした。研究方法:保育園2園、保育士4名、幼児9名、療育専門機関の職員2名が本研究に参加した。保育園において「ルールのある遊び」を社会的スキル指導の機会として位置づけて、週1回、その実施を保育園に要請した。さらに情報共有シートを作成し、保育士に対して、遊びの指導時の様子を記録するように依頼した。保育士によって記録された情報共有シートは、地域の療育専門機関へとイントラネットを通じて送付された。その記録に対する助言やフィードバックが、療育専門機関から保育士へと送付された。そして、その助言に基づく支援を保育士が実施した。従属変数としては、「療育専門機関の職員から助言内容の変化」「保育士のアドバイス実行数」「対象幼児の行動変化」とした。研究結果:療育機関の職員からのアドバイスのうち、保育士によって実行されたアドバイスは、33種類中22種類であった。クラス全体に対する支援と個別幼児に対する支援は同種類(11種類ずつ)であった。また実行されたアドバイス内容は、22種類中20種類が他の場面や他の幼児に対して応用されていた。また、アドバイスに沿って実行された支援のうち、実際に幼児の行動変化に影響を与えたものは、76.1%であった。参加者に対する社会的妥当性調査では、一定の効果を確認できた一方で、実行に対する負担感などの課題が示された。

研究目的:現在、特別支援教育において行われている教員研修プログラムは、1回数時間という限られた時間の中で、主として知識を身につけることを目的として実施されることが多い。またその研修内容が、実際の指導場面において活用されているか、さらに幼児児童の行動上の問題の改善という成果に結びついているかどうかが、評価されていない。本研究においては、保育者を対象に4日間の研修プログラムを実施し、対象保育者が担当している幼児の行動上の問題の低減に効果をもつかどうかを行動観察によって実証することを目的とした。さらに、単なる知識教授型ではなく、対象幼児の行動記録とその記録に基づく支援方法の検討を含むPDCAサイクルを循環させるスキルの教授を目的とした研修プログラムの実施の効果を検討することを目的とした。研究方法:対象者は、保育者18名(幼稚園教諭4名、保育所保育士14名)であった。その保育者の担当する幼児のうち、研究協力を得られた5名を対象とした。約1ヶ月に1回2時間、計4回のプログラムを実施した。研修期間中に参加者は、担当する子どもの様子を記録し、その記録をもとに支援計画書を作成した。その後、支援計画に沿った実践と記録を行い、実践の記録は研修実施者にFAXで送付した。研修実施者はFAXにてフィードバックした。従属変数としては、研修参加前と後に、保育者効力感、ストレス、保育者の支援計画、園での保育者の支援行動の変化、子どもの変化をアンケートにより評価する。また研修プログラムの社会的妥当性の評価をおこなう。また、研究者が直接園に出向き、保育者及び幼児の行動観察を行うことで、研修期間中の保育者の実践経過を評価した。研究結果:研修参加した保育者において、支援プログラムを自ら作成する行動が観察された。さらに、保育中の行動観察を通じて、保育者の支援行動の改善と対象幼児の行動改善が観察された。研究目的:本研究は、保育園・幼稚園を中心として、行動障害を示す発達障害のある幼児への対応方法について、保育者や幼稚園教諭への研修プログラムを開発し、その成果について、行動観察を中心として、実証的に検討することを目的としていた。今年度は、本プロジェクトの最終年度として、以下の2点を目的として、研究を実施した。(1)研修プログラムに参加した、保育者を対象にフォローアップ調査を実施して、現在の状況について聞き取り調査を実施し、研修プログラムの長期的な効果について検討する。(2)担当保育者が研修プログラムに参加するだけでは十分に行動変容が見られない幼児については、外部支援者がより積極的に保育場面に介入することによって、幼児の行動改善を促すとともに、外部支援者との協働的な支援経験が、保育者に与える効果について検討することを目的とした。研究方法:(1)平成21年度に実施した保育研修プログラムに参加した保育者のうち、協力を得られた2名の保育者に対して、面接調査を実施した。主たる質問内容は、「研修内容で現在も役立っている内容は何か」「研修プログラムにおいてどのような点の改善が望まれるか」などであった。(2)研修のみでは行動改善が困難であった幼児が在園する保育園において、外部支援者として定期的なケース会議の実施を提案し、そこに大学院生が参加するとともに、保育場面の記録を取る援助を実施した。研究結果:
サイトカイン・ケモカイン産生制御による中耳炎症性疾患に対する新規治療戦略の確立

High-mobility groupbox protein 1 (HMGB1)は30 kDaの核タンパク質で、マクロファージ、単球、好中球、内皮細胞、上皮細胞、樹状細胞、平滑筋細胞など様々な細胞での発現が報告されている。HMGB1は、p53やNF-kappa Bなどの転写因子の機能発現に重要な核内DNA結合タンパク質であると同時に、活性化された樹状細胞、マクロファージ、あるいは壊死細胞から細胞外に放出され、周辺細胞が発現しているRAGE、あるいは、TLR2やTLR4にリガンドとしても作用する。この結果、これらの細胞の転写因子を活性化し、種々の炎症性疾患で重要な働きをしていることが報告されている。昨年度までの検討で、我々はヒト慢性化膿性中耳炎やヒト真珠腫性中耳炎の中耳組織中のHMGB1の発現を確認するとともに、グラム陰性菌の細胞壁を構成するリポ多糖であるエンドトキシンにより誘導された実験的中耳炎モデルマウスにおけるHMGB1の発現を検討した。本年度は、近年、炎症因子として重要視されているNLRP3インフラマソームに注目して検討を行った。NLRP3インフラマソームは炎症性サイトカインとして重要なインターロイキン1ベータの誘導経路において重要な働きをしていることが報告されているタンパク複合体である。ヒト慢性化膿性中耳炎やヒト真珠腫性中耳炎の中耳組織を用いて免疫組織化学染色を行ったところ、NLRP3インフラマソームの発現を認めた。野生型マウスの中耳にエンドトキシンを経鼓膜投与し、24時間後に中耳洗浄液を回収した。洗浄液中のNLRP3インフラマソーム濃度を測定したところ、エンドトキシン群ではコントロール群と比較してNLRP3インフラマソーム発現が有意に高かった。これらの結果から、HMGB1やNLRP3インフラマソームは中耳炎の炎症誘導において重要であることが明らかとなった。中耳炎のおもな起炎菌は、肺炎球菌やインフルエンザ菌などのグラム陰性菌である。その一方で、炎症が慢性化した場合にはグラム陽性菌が起炎菌となることも多い。近年、多数の抗菌薬に対して耐性を持つ多剤耐性菌による慢性化膿性中耳炎症例が増加しており、臨床上の問題となっている。また、難治性中耳炎のひとつとして、中耳腔に著明な好酸球浸潤を認めるとともに、非常に粘度の高い中耳貯留液が見られることが特徴の好酸球性中耳炎がある。マクロファージ遊走阻止因子はサイトカインの一種であり、化膿性肺炎などの細菌感染による炎症だけでなく、気管支喘息などにおける好酸球性炎症においても重要な役割を果たしていることが報告されている。研究代表者は、マクロファージ遊走阻止因子ノックアウトマウスの中耳にエンドトキシンや卵白アルブミンなどの炎症惹起因子を注入した場合、野生型マウスと比較して炎症性サイトカインやTh2型サイトカインの産生が減少することを確認した。また、中耳腔における炎症細胞浸潤や好酸球浸潤が減弱することを組織学的に確認した。好酸球や薬剤耐性菌が関与する慢性中耳炎症例が増加しており、これらは既存の薬剤や外科的治療では対応困難なケースがある。このため、従来とは異なる視点からの治療選択枝の確立が望まれている。今後の研究によって、マクロファージ遊走阻止因子ノックアウトマウスにおいて炎症が減弱する機序を明らかにし、好酸球性中耳炎や慢性化膿性中耳炎に対する新規治療法を開発してゆく予定である。実験機器のトラブルなどもなく、当初の計画通り順調に進んでいる。今回、我々はヒト慢性化膿性中耳炎やヒト真珠腫性中耳炎の中耳組織中のHMGB1の発現を確認するとともに、グラム陰性菌の細胞壁を構成するリポ多糖であるエンドトキシンにより誘導された実験的中耳炎モデルマウスにおけるHMGB1の発現を検討した。ヒト慢性化膿性中耳炎やヒト真珠腫性中耳炎の中耳組織を用いて免疫組織化学染色を行ったところ、HMGB1の発現を認めた。洗浄液中のHMGB1濃度をELISA法にて測定したところ、エンドトキシン群ではコントロール群と比較して有意に高かった。以上の結果から、HMGB1は中耳炎症性疾患において何らかの役割を果たしていることが推察された。中耳炎の主な起炎菌はグラム陰性菌であるが、炎症が慢性化した場合はグラム陽性菌が起炎菌となる場合も多い。HMGB1はグラム陽性菌、グラム陰性菌双方の炎症病態に関与していることが示唆されており、また、サイトカインとしての作用以外にも様々な作用を持つことが知られている。

HMGB1を中心とした炎症経路を制御することによって中耳炎症性疾患に対する新たな治療法の開発を目指す。実験機器のトラブルなどもなく、計画は順調に進行している。High-mobility groupbox protein 1 (HMGB1)は30 kDaの核タンパク質で、マクロファージ、単球、好中球、内皮細胞、上皮細胞、樹状細胞、平滑筋細胞など様々な細胞での発現が報告されている。HMGB1は、p53やNF-kappa Bなどの転写因子の機能発現に重要な核内DNA結合タンパク質であると同時に、活性化された樹状細胞、マクロファージ、あるいは壊死細胞から細胞外に放出され、周辺細胞が発現しているRAGE、あるいは、TLR2やTLR4にリガンドとしても作用する。この結果、これらの細胞の転写因子を活性化し、種々の炎症性疾患で重要な働きをしていることが報告されている。昨年度までの検討で、我々はヒト慢性化膿性中耳炎やヒト真珠腫性中耳炎の中耳組織中のHMGB1の発現を確認するとともに、グラム陰性菌の細胞壁を構成するリポ多糖であるエンドトキシンにより誘導された実験的中耳炎モデルマウスにおけるHMGB1の発現を検討した。本年度は、近年、炎症因子として重要視されているNLRP3インフラマソームに注目して検討を行った。NLRP3インフラマソームは炎症性サイトカインとして重要なインターロイキン1ベータの誘導経路において重要な働きをしていることが報告されているタンパク複合体である。ヒト慢性化膿性中耳炎やヒト真珠腫性中耳炎の中耳組織を用いて免疫組織化学染色を行ったところ、NLRP3インフラマソームの発現を認めた。野生型マウスの中耳にエンドトキシンを経鼓膜投与し、24時間後に中耳洗浄液を回収した。洗浄液中のNLRP3インフラマソーム濃度を測定したところ、エンドトキシン群ではコントロール群と比較してNLRP3インフラマソーム発現が有意に高かった。これらの結果から、HMGB1やNLRP3インフラマソームは中耳炎の炎症誘導において重要であることが明らかとなった。マウスの実験で得られたデータを参考に、それぞれの炎症因子がヒトの慢性中耳炎症例で発現しているかどうかを確認する。また、ヒトの末梢血単核球を用いて細胞培養を行い、エンドトキシンなどの刺激によって種々の炎症因子の発現がどう変化するかを確認する。慢性中耳炎や真珠腫性中耳炎のヒト臨床検体、及び野生型マウスを用いた実験的中耳炎モデルマウスを用いた検討で得られた知見を参考に、培養細胞を用いた検討を行ってゆく。培養細胞を用いた検討では各種炎症因子の阻害剤を用いて、それぞれの炎症因子が中耳炎の病態にどのように関与しているかを明らかとしてゆく。薬品や抗体などの購入に際して、各社から発売されている類似品を比較し、より安価な物品を購入するよう努力した結果、支出額を削減することができたため。物品を購入する際に業者間比較を行ったことなどにより、予定額より支出を抑制することが可能であったため次年度使用額が生じた。次年度の物品費と合わせて適切に使用する予定である。次年度の薬剤購入に使用する。
分子スイッチ能を有する毒素を利用した新規なセシウムイオン捕捉剤の作製

放射性セシウムの効率的な除去は急務な課題である。タンパク質がセシウムイオンと結合する性質を利用した除去剤の開発例は未だにない。申請者が構造解析したウエルシュ菌毒素(CPE)の構造は、3量体の中心に2つの金属イオン結合部位を持つ。立体構造解明により、3量体の分子中央に負の電荷をもつグルタミン酸が3個ずつ集まってできたグルタミン酸クラスターが2つあることを見出した。このクラスターに金属イオンがそれぞれ配位することがわかった。本研究では、この毒素の特徴を利用して、セシウムイオンを捕捉する分子ピンセットの作製を目的とする。今年度は数種類のウエルシュ菌毒素の作成を行い、精製結晶化を行った。また得られた結晶にセシウムイオンをソーキングしてセシウム複合体のX線構造解析に成功した。またX線吸収微細構造(XAFS)の手法を用いて、セシウムの吸収端である0.35オングストローム付近でのXAFSを測定した。SPring-8のBL41XU並びにBL44XUで構造決定を行った。データ測定の結果、いずれの変異体CPEにおいても約2.3Å分解能の回折データを収集出来た。今回、9種類の変異体帯を作成し、すべての変異体について結晶化を行い、構造決定し、構造精密化を行った。CPE-E94D(不活型含む)及びCPE-D48A-E110D(不活型のみ)については、結晶構造解析ならびにXAFS解析の両方でセシウムの結合を確認できた。XAFS解析のedge部分を挟んで左のpeak側と右のremote側の両側の波長で、回折データ測定をした結果、peak側でセシウムの異常分散ピークを確認でき、remote側で異常分散ピークが消えていることから、結合しているものがセシウムであると確認できた。また、クラスター部分のアミノ酸が結合する金属イオンが、変異体の種類によって変化する可能性があることが示唆された。このためウエルシュ菌毒素とセシウムイオンの結合様式を、X線構造解析並びにX線吸収微細構造(XAFS)の手法を用いて解明する。更にこの毒素タンパク質にアミノ酸変異を導入することで、セシウムを選択的に取り込む分子ピンセットを作製する。今年度はウエルシュ菌毒素とセシウムイオン複合体のX線構造解析に成功した。測定の結果から、セシウム結合能の高い変異体を遺伝子組換えの手法を用いて作成し、精製結晶化を行った。CPEが3量体の中心に有する金属結合部位の2つのグルタミン酸をアスパラギン酸に変異させた2種類の変異体についても大量培養並びに精製を行い、2種類の変異体結晶をそれぞれ作成した。更にセシウムをソーキングした結晶をSPring-8のBL41XU並びにBL44XUで構造決定を行った。その結果、BL41XUの高エネルギーモードで測定したXAFSにセシウムの特性吸収を示すピークが確認され、高いセシウム結合能を持ったタンパク質を創製することに成功した当初の計画では変異体の作成は平成30年度以降の予定であったが、セシウムとCPEのX線構造解析からのXAFS測定がスムーズに行えたため、その結果を検討し、変異体の作成に着手した。この変異体の作成もスムーズに行うことができたため、年に二回しかない秋季の高エネルギーモードでのデータ測定に間に合うことができたため。データ測定の結果、いずれの変異体CPEにおいても約2.3オングストローム分解能の回折データを収集出来た。

今回、CPE-E94D(不活型含む)及びCPE-D48A-E110D(不活型のみ)については、結晶構造解析ならびにXAFS解析の両方でセシウムの結合を確認できた。XAFS解析のedge部分を挟んで左のpeak側と右のremote側の両側の波長で、回折データ測定をした結果、peak側でセシウムの異常分散ピークを確認でき、remote側で異常分散ピークが消えていることから、結合しているものがセシウムであると確認できた。また、クラスター部分のアミノ酸が結合する金属イオンが、変異体の種類によって変化する可能性があることが示唆された。合計9種類のCPE変異体を作成し、精製結晶化を行った結果、全ての変異体について結晶を得ることに成功している。このうち、2種類の変異体についてはセシウムの結合を確認することができたため。放射性セシウムの効率的な除去は急務な課題である。タンパク質がセシウムイオンと結合する性質を利用した除去剤の開発例は未だにない。申請者が構造解析したウエルシュ菌毒素(CPE)の構造は、3量体の中心に2つの金属イオン結合部位を持つ。立体構造解明により、3量体の分子中央に負の電荷をもつグルタミン酸が3個ずつ集まってできたグルタミン酸クラスターが2つあることを見出した。このクラスターに金属イオンがそれぞれ配位することがわかった。本研究では、この毒素の特徴を利用して、セシウムイオンを捕捉する分子ピンセットの作製を目的とする。今年度は数種類のウエルシュ菌毒素の作成を行い、精製結晶化を行った。また得られた結晶にセシウムイオンをソーキングしてセシウム複合体のX線構造解析に成功した。またX線吸収微細構造(XAFS)の手法を用いて、セシウムの吸収端である0.35オングストローム付近でのXAFSを測定した。SPring-8のBL41XU並びにBL44XUで構造決定を行った。データ測定の結果、いずれの変異体CPEにおいても約2.3Å分解能の回折データを収集出来た。今回、9種類の変異体帯を作成し、すべての変異体について結晶化を行い、構造決定し、構造精密化を行った。CPE-E94D(不活型含む)及びCPE-D48A-E110D(不活型のみ)については、結晶構造解析ならびにXAFS解析の両方でセシウムの結合を確認できた。今後はセシウムと毒素タンパク質の詳細の結合状態を検討し、構造の精密化を行う予定である。具体的にはどの程度のソーキング時間および濃度でセシウムが結合するのか、パラメータ条件(濃度、時間)を変更させてより深く結合様式をリファインしていく予定である。今後はすべての結晶についてXAFSとX線構造解析を行う予定である。また透析ボタン法で結晶を作成し、その結晶にセシウムを取り込ませることができるかどうかの評価を行う。セシウムとより結合状態が強い変異体を選び、評価を行う予定である。
タンパク質の静的構造効果と動的構造変化に基づく分子活性化の制御

酵素・タンパク質の機能は、その高次構造の組み合わせによってアミノ酸側鎖の位置・配向が事前組織化された「構造静的効果」と、リガンド結合等の外部刺激によって構造の再配列を伴う「構造動的効果」によって発揮される。前年度までは、前者の構造効果に着目し、水溶性ホベイダグラブス錯体を用いたシステイン残基へのタンパク質化学修飾を検討し、化学修飾に最適の条件を見いだした。本年度は、大きな構造変化を示すタンパク質の表面システイン残基への合成分子の導入を行い、タンパク質がもつ2つの構造挙動効果に立脚した分子活性化の制御方法を検討した。アデニル酸キナーゼ表面のシステイン残基をチオアリル化し、オレフィン部位を有する金属錯体分子を、水溶性ホベイダグラブス錯体を用いてメタセシス反応による導入することを試みた。導入効率は、タンパク質表面の表面電荷、合成分子の疎水性度に大きく依存し、タンパク質表面電荷を中性もしくは弱い陽性にすることが導入効率を大きくさせる主要因であることが分かった。従来のタンパク質化学修飾はシステインなどの反応性の高いアミノ酸残基を直接修飾することで行われたため、それに対応する合成分子の末端官能基も、チオールによる求核攻撃を受けやすい官能基をもつことが必須であった。しかし、本研究で検討したようなメタセシスを介したタンパク質化学修飾は、合成分子の合成ルートの選択幅を多くすることにつながるため、合成分子による生体分子の反応制御に有用であると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。タンパク質・酵素の中は、高次構造の形成により機能に関与するアミノ酸配置があらかじめセットされる「静的構造効果」が重要であり、これは低分子化合物では実現困難な魅力的な反応場を提供する。さらに、この環境下に、合成的手法により調製された無機錯体や有機金属錯体を導入すれば、不斉合成や基質選択的触媒反応に応用できる。しかし、その導入方法には、古典的なシステインチオールを介した反応とは異なる新たな手法の開発が必要である。このことから、我々は、ホベイダグラブス錯体が関与するオレフィンメタセシスに着目し、タンパク質化学修飾にも応用できるメタセシス反応を検討した。水系でのメタセシス反応には、反応溶液中の塩濃度の維持が重要であり、通常、生化学実験で用いられる緩衝溶液中では、この反応効率は著しく低下することが分かった。これを回避するためには、ホベイダグラブス錯体のルテニウム反応中心に配位するクロライド配位子をできるだけ維持することが必要と考え、塩化物塩共存下での反応を検討したところ、反応効率が大幅に向上した。緩衝溶液中でも、塩化カリウムなどの共存塩の存在は必須であり、他のカウンターアニオンの塩では反応効率の向上が見られなかった。したがって、水系メタセシスにおいて、中心金属上のクロライド配位子は反応活性のファインチューニングに重要であることが示された。この結果は、ケミカルバイオロジー分野における実験ツールとして、メタセシス反応を用いる際の実験プロトコルの確立に重要な知見である。人工金属タンパク質構築の新手法を開発する糸口を示しており、本研究の結果は、タンパク質構造が提供する反応場が提供する分子活性化システムを構築するのに重要な手がかりである。2分子の金属錯体を用いて、オレフィンメタセシスを基盤とする化学修飾タンパク質を構築し、タンパク質構造変化に伴い、2分子の金属錯体が接近することで、協奏的機能性金属触媒反応が可能となるかを検討する。
極微小な機能性磁性粒子による新しいガン治療法の開発

Fe^<2+>を酸化剤で酸化することによってマグネタイト微粒子を作成し、Fe^<2+>/酸化剤化およびFe^<2+>濃度をかえることで10nm150nmの粒径の異なる微粒子が作製できた。得られたマグネタイト微粒子のうち平均約100nmのものを交番磁場中にさらしたところ、4分間で4050°Cまで温度上昇が認められた。凝集したマグネタイト粒子は、内網系の細胞に駆逐される恐れがあるので、マグネタイト微粒子を水中で安定に分散させるために、粒子表面の修飾を検討した。生体に対する適合性と粒子表面にガン細胞に対するタ-ゲッティング用の抗体を導入することも考慮し、リン脂質二重膜中にマグネタイト微粒子を封入することとした。直接リン脂質の二重膜で覆って分散させるのは困難であったので、マグネタイト微粒子をラウリン酸と混合して水中に分散させておいてからリン脂質で被覆した。リン脂質の構成成分を検討したところ、フォスファチジルコリン(PC)あるいはフォスファチジルエタノ-ルアミン(PE)のみでは塩の添加やp.Hの変動に対し不安定であったが、PC:PE=2:1の構成比で調製することにより安定なものが得られた。得られたマグネトリポソ-ムを動的光散乱法で平均分散粒子径を測定したところ約160nmであった。コレステリルプルランに抗体を共有結合させ、マグネトリポソ-ムと混ぜることによってリポソ-ムを強化するとともに抗体を導入することができ、マグネトリポソ-ム1個当り導入された抗体量は60個と見積もれた。また、抗体修飾プルランの被覆によって平均分散粒子径は約230nmとなった。今後、抗体修飾マグネトリポソ-ムを標的細胞と混ぜ、細胞上での分布、交番磁場適用時の細胞の壊死を観察するとともに、細胞の温度上昇挙動を解析する予定である。
有機表面修飾Ptナノ粒子触媒の酸素還元反応におけるin-situ酸素種評価法開発

有機無機ハイブリッドナノ材料は、その複合化による新奇な特性発現が期待できる。有機化合物で修飾した白金ナノ粒子は、酸素還元反応の電極触媒として高活性を示し、表面修飾が新たな触媒特性向上手法として期待されているが、その特性向上機構は明らかでない。本研究では、反応基質および被毒種に含まれる酸素種に着目し、修飾触媒の界面評価法を開発することで、有機表面修飾による電極触媒特性向上機構を解明する。具体的には1)電気化学交流インピーダンス法による、修飾触媒表面評価法の開発、2)酸素との親和性を制御した新規表面修飾触媒の調製、から成る。解析評価に基づいて新たな機能を付与した高性能電極触媒を創出する。
多施設共同研究における急性骨髄性白血病の中央診断システムの再構築

急性骨髄性白血病(AML)の治療は、化学療法と造血幹細胞移植に加えて分子標的治療を中心とした個別化治療が指向されている。成人白血病治療共同研究グループ(Japan Adult Leukemia Study Group ; JALSG)においても、従来の形態学的分類(FAB分類)から染色体・遺伝子異常を組み込んだWHO分類へ転換を図っていく必要がある。すなわちWHO分類を基点とした中央診断システムを再構築して、WHO分類の特徴と有用性を検討し、我が国におけるAML/WHO分類のEvidence Based Medicine(EBM)を確立するとともに形態診断の質を高めるために細胞形態をデジタル画像化して診断情報に組み込みJALSG参加施設へフィードバックするシステムを新たに構築することも本研究の目的とした。デジタルカメラ付顕微鏡の撮影条件を確立し、染色標本撮影画像の配信は、文字診断情報と共に診断報告システムに組み込み、JALSGのwebサイトに「形態診断セントラル・レビュー結果報告」を開設し、JALSG参加施設の了承を得、診断情報の機密保持を確立(ID、パスワード発行)して各施設へ報告するシステムを確立した。またAML症例の形態デジタル写真と形態所見のデータベース化を図っている。今回WHO分類を行う対象症例は,染色体分析データが利用でき細胞形態観察が可能であった1518例(AML-92;513例,AML-95;363例,AML-97;642例)であった。第1カテゴリーは355例(23.4%)であり、その内訳はt(8;21);239例.(15.7%)、inv(16);58例,(3.8%)、11q23異常が58例(3.8%)であった。AML-MLDと診断されたのは372例(24.5%)であり、791例(52.1%)が上記以外のAMLと診断された。急性骨髄性白血病(AML)の治療は、画一的薬物療法から遺伝子異常に基づいた個別化治療へ向かう途上にある。したがって、成人白血病治療研究グループであるJapan Adult Leukemia Study Group (JALSG)においても、従来のFAB分類(形態学的分類)から特異的染色体・遺伝子変異による分類法(WHO分類)へ転換を図っていく必要がある。すなわちWHO分類を基点とした中央診断システムを再構築して、個別化治療の本格的到来に対応すると共にWHO分類の特徴と有用性を検討し、我が国におけるAML/WHO分類のEvidence Based Medicine (EBM)を確立する。また、形態診断の質を高めるために細胞形態をデジタル画像化して診断情報に組み込む中央診断システムも確立する。現行のJALSGにおける中央形態診断システムは、各施設から診断センターに送付されてくる未染塗抹標本についてメイギムザ、ペルオキシダーゼおよびエステラーゼ染色を行い、FAB分類による形態診断を行い、各施設に報告していた。本研究では、これに加えてWHO分類による診断結果と形態学的診断根拠を画像情報として報告することとした。15年度は、この目的のためにデジタルカメラ付顕微鏡を購入し、様々な検討を行ってきた。当初高倍率(6001000倍)のデジタルカメラによる撮影は、色調および解像度においてフィルム撮影に及ばないと感じられた。しかし、撮影条件を一つ一つ検討していく一方デジタルカメラ製造元による撮影ソフトのバージョンアップが行われ、画像の質は飛躍的に改善されフィイルム写真と遜色がない段階に達した。ここにおいて撮影条件はほぼ確立したと考え、次に画像情報の配信について検討を開始した。添付書類としてインターネット(e-mail)を介して支障なく転送できることが確認でき、画像情報を加えた診断報告システムは整備された。次年度早々には、JALSG参加施設の了承と診断情報の機密保持を確立して各施設への報告を開始する予定である。

急性骨髄性白血病(AML)の治療は、遺伝子異常に基づいた個別化治療へ向かう端緒についたといえる。したがって、この個別化治療に対応してゆくために成人白血病治療研究グループであるJapan Adult Leukemia Study Group(JALSG)においても、従来のFAB分類(形態学的分類)から特異的染色体・遺伝子変異による分類法(WHO分類)へ転換を図っていく必要がある。すなわちWHO分類を基点とした中央診断システムを再構築して、個別化治療の本格的到来に対応すると共にWHO分類の特徴と有用性を検討し、我が国におけるAML/WHO分類のEvidence Based Medicine(EBM)を確立し、また形態診断の質を高めるために細胞形態をデジタル画像化して診断情報に組み込む中央診断システムも確立する必要がある。今までJALSGにおける中央形態診断システムは、各施設から診断センターに送付されてくる未染塗抹標本についてメイギムザ、ペルオキシダーゼおよびエステラーゼ染色を行い、FAB分類による形態診断を行い、各施設に報告していた。本研究では、これに加えてWHO分類による診断結果と形態学的診断根拠を画像情報として報告することとした。15年度は、この目的のためにデジタルカメラ付顕微鏡を購入し、様々な検討の結果、撮影条件はほぼ確立した。16年度は、画像情報の配信について検討を開始した結果、文字診断情報と共に診断報告システムに組み込むことにして、e-mailによって希望施設には配信を開始した。現在、さらに画像配信システムを合理化するためにJALSGのwebサイトに「形態診断レビュー結果」を開設し、JALSG参加施設の了承を得、診断情報の機密保持を確立(ID、パスワード発行)して各施設への報告を開始する体制が整った。急性骨髄性白血病(AML)の治療は、化学療法と造血幹細胞移植に加えて遺伝子異常に基づく分子標的治療を中心とした個別化治療が指向されている。個別化治療の本格的到来に備え成人白血病治療共同研究グループ(Japan Adult Leukemia Study Group ; JALSG)においても、従来の形態学的分類,(FAB分類)から染色体・遺伝子異常を組み込んだWHO分類へ転換を図っていく必要がある。すなわちWHO分類を基点とした中央診断システムを再構築して、WHO分類の特徴と有用性を検討し、我が国におけるAML/WHO分類のEvidence Based Medicine(EBM)を確立するとともに形態診断の質を高めるために細胞形態をデジタル画像化して診断情報に組み込みJALSG参加施設へフィードバックするシステムを新たに構築することも本研究の目的とした。15年度に購入したデジタルカメラ付顕微鏡の撮影条件を確立したことを受けて、16年度は、染色標本撮影画像の配信について検討を開始した。その結果、画像情報は文字診断情報と共に診断報告システムに組み込むことにし、e-mailによって希望施設に配信を開始した。
球面上での非線形楕円型偏微分方程式の解構造の解明

本研究期間において,球面上の領域がほぼ球面全体を覆う場合に非線形楕円型方程式の緯度のみに依存する解に関しての不完全分岐が解明され,不完全分岐が漸近的にどのような形状であるかも解明できた.この成果は,国際学術雑誌``Discrete and ContinuousDynamical Systems"に掲載された.さらに,経度方向依存も考慮した不完全分岐については,研究期間終了間際となってしまったが,どのような構造をしているかが解明された.また関連した話題として,ポテンシャル項のついた熱方程式の解の挙動についても研究し,楕円型方程式の解が時間大域的挙動を支配していることを明らかにした.球面上の非線形楕円型偏微分方程式の解構造を解明することを目的としている.特に,球面上の領域がほとんど球面を覆う場合は,ユークリッド空間の領域とは異なる現象が起こることが分かってきているが,その解構造の決定までには至っていない.解の構造について,領域を拡大して球面全体を覆う場合の解構造を解明することをこの研究期間に目指す.本研究期間において,球面上の領域がほぼ球面全体を覆う場合に非線形楕円型方程式の緯度のみに依存する解に関しての不完全分岐が解明され,不完全分岐が漸近的にどのような形状であるかも解明できた.この成果は,国際学術雑誌``Discrete and ContinuousDynamical Systems"に掲載された.さらに,経度方向依存も考慮した不完全分岐については,研究期間終了間際となってしまったが,どのような構造をしているかが解明された.また関連した話題として,ポテンシャル項のついた熱方程式の解の挙動についても研究し,楕円型方程式の解が時間大域的挙動を支配していることを明らかにした.本年度の研究では、球面上の領域での解析を進める第一歩として、「緯度」のみに依存する場合の非線形楕円型方程式を考察した.この場合は、線形化方程式が、「超球方程式」と呼ばれる特殊な形をした常微分方程式に帰着される.この線形化方程式の解と、元の常微分方程式に対する解の基本性質を考察し、国際研究集会の紀要"Recent Advances in Nonlinear Analysis"で公表した.さらに、この結果を踏まえて、球面上の領域を球面山体に広げるようにした場合の解の挙動については、不完全分岐現象が起こることが解明できた.この内容に関しては、平成19年10月に行われた京都大学数理解析研究所の研究集会「非線形発展方程式と現象数理」で発表し、その概要は数理解析研究所講究録に採録予定である.この結果については、平成19年度中の印刷公表には間に合わなかったが、現在投稿原稿作成中であり、今年度中には投稿する予定である.さらに、より一般化された多様体上での解析も現在推し進めている.また関連した話題として、ポテンシャル項のついた熱方程式の解の挙動についても研究し、解の微分の階数と時間減衰の関係を解明し、日本数学会の欧文誌(Journal of Mathematical Society of Japan)に投稿し平成19年度中に掲載された.この研究には、楕円型方程式の解の性質を十分に使用しており、放物型方程式を対象としているが、当該研究課題と関連のある内容である.さらにこの研究を発展させて、熱方程式の解の最大値(「ホットスポット」という)の挙動についても解明し、ポテンシャルの無限遠方での減衰状況と、ホットスポットの挙動の関係を明らかにした.この結果は平成19年度中に、微分方程式の分野では権威のある学術雑誌であるJournal of Differential Equationsに掲載予定となった.本年度の研究では,19年度に解明すべき方針が分かった,「緯度」のみに依存する場合の非線形楕円型方程式を考察し,局所ながら分岐構造の解明をすることができた.19年度に公表した国際研究集会の紀要"Recent Advances in Nonlinear Analysis"での成果と,数理解析研究所の講究録に掲載された内容を発展させて,これらに記載した以上の成果を得,微分方程式の分野では権威のある学術雑誌である"Journal of Differential Equations"に投稿した.現在は,査読の審査待ちの状態となっている.これらの成果は3次元以上の球面上の領域の内容であるが,2次元球面の場合は状況が異なる,この2次元の場合を,緯度と経度に双方に依存する場合を現在研究中であり,21年度もしくは,22年度までには,すべての次元で,2変数以上の依存性がある場合を解明する方針である.また関連した話題として,ポテンシャル項のついた線形熱方程式の解の挙動についても研究し,線形熱方程式の解の最大値(「ホットスポット」という)の挙動について,球対称な線形楕円型方程式の解の性質と関連づけて解明した.特に,ポテンシャルの無限遠方での減衰状況が速い場合(遅い場合は19年度中に解明し, "Journal of Differential Equations"に掲載された)のホットスポットの挙動を解明し,平成20年度に,微分方程式の国際学術雑誌である"Advances in Differential Eguations"に掲載予定となった.この方面の研究も現在は,ポテンシャルの符号を変えて(構造が複雑であることが分かってきている)研究中である.本年度の研究では、昨年度中に得られた,、、「緯度」のみに依存する場合の非線形楕円型方程式の不完全分岐に関する成果をまとめ、査読付きの国際学術雑誌Discrete and Continuous Dynamical Systems"に投稿し,平成22年度中の掲載が確定した.この成果は,球面上の領域を球面山体に広げるようにした場合の解の挙動について不完全分岐現象がどのように起こり,どのような分岐形状をしているかを解明したものである.この成果は,線形化固有値問題の固有値・固有関数の性質に深く関連することが分かった.この成果を踏まえて,「経度」にも依存する場合の考察を開始している.

「緯度」のみに依存する場合は,固有値の多重性が常に1であるが,「経度」依存を加味すると,固有値に多重性が現れ,しかも,領域がほとんど球面を覆う場合には,いくつかの固有値が互いに近いことが分かってきた.固有値が近いことで生じる困難さを解決さを解決すべく研究を進めている.また関連した話題として,ポテンシャル項のついた熱方程式の解の挙動についても研究し,ポテンシャルの減衰と解の最大点の関係を調べ,この成果は査読付きの学術雑誌Advances in Differential Equations"に平成21年度に掲載された.熱方程式であるが,定常解である楕円型方程式の解の挙動が放物型方程式の時間大域的挙動を支配することを明確にした研究結果である.更に,ポテンシャル項の符号が正の場合,楕円型方程式に正値解が存在しない場合があるが,存在・非存在の「臨界」に相当する部分を,Hardyの不等式との関連から現在研究を進めており,初歩的な結果は,平成21年度の京都大学数理解析研究所研究集会で発表した.現在,投稿できるよう原稿を作成している.本年度は,「緯度」のみに依存する場合の非線形楕円型方程式の不完全分岐に関する成果が査読付きの国際学術雑誌"Discrete and Continuous Dynamical Systems"に掲載された.さらにこの成果を発展させて,「経度」方向依存も考慮した不完全分岐について取り組み,研究期間終了間際となってしまったが,どのような構造をしているかが解明された.現在は,その証明について細部を詰めているところである.平成21年度の「実績の概要」において,「固有値が近いことで生じる困難さを解決すべく研究を進めている」と記述したが,この困難さを解決できる目処が十分に立っところまで研究が進んでいる.年度が変わってしまうが,この成果は平成23年度中にも講演で公表し,国際学術雑誌に投稿する予定である.また関連した話題として,負値のポテンシャル項のついた熱方程式の解の挙動についても研究し,3次元以上と2次元の場合の違いを明確にし,2次元の場合でのポテンシャルの減衰と解の最大点の関係が,査読付きの学術雑誌"Discrete and Continuous Dynamical Systems"に掲載された.更に,ポテンシャル項の符号が正の場合は,Schroedinger半群との関連を明確に付け,Schroedinger半群の意味での「劣臨界」と「臨界」の場合それぞれについて,解の時間大域的挙動の違いが楕円型方程式の解の遠方での挙動から遺伝することを解明し,平成23年度中に国際学術雑誌に投稿する予定である.
先天性盲児の空間概念の形成における「オルタナティブ・リアリティ」の成立

研究代表者は先行研究において、頭部伝達関数を使った3次元音源ボードを使って作成したゲーム型の教材システムを作成し、3名の先天盲児に学習セッションを行った。その結果、学習セッションのあとにおいて,音源を定位する精度が向上したことが示唆された(誤差sign-rank-test, p<0.05)(散布度sign-test, p<0.05).これは、人工現実感技術の障害児教育への応用の可能性について実証的なデータを得るに及んだものであり、このことは、空間的な情報を音情報に置き換えて認知学習が成立することを示唆すると考えた。すなわち健常児が認知技能の学習において用いる環境あるいは現実感とは違う代替的な現実を利用することで障害児の認知技能の学習において全く新しい指導法が確立される可能性があった。本研究では、これを明らかにするために、聴覚人工現実感生成システムと3次元位置センサーを用いて、インタラクティブな学習環境を構成し、先天性盲児を対象として、空間概念の形成における「オルタナティブ・リアリティ」成立を検討することを目的とした。システムの精度の向上と空間認知の形成におけるオルタナティブ・リアリティの成立を確認するために頭部伝達関数の測定を行い、聴覚人工現実感生成システムと3次元位置センサーを用いたインタラクティブな学習環境を構築し実証実験を行った。聴覚人工現実感生成システムによる代替的な聴覚空間を利用することで障害児の認知技能の学習において全く新しい指導法が確立されるためには、理想的な音源数の確定とその実現、認知水準に応じたアプリケーションの開発と継続的な実験が必要と考えられた。本研究は、人工現実感生成システムを用いて、インタラクティブな学習環境を構成し、先天性盲児を対象として空間概念等、認知能力の形成・向上をはかるシステムを構築することを目標としている。本年度は、3次元の音源提示システムや、入力装置部分の資料を収集するとともに、システムの部分的な開発を行った。システムの入力部分として、ひずみゲージを用いた応力感知型のスイッチを開発して評価実験を行った。報告は「ひずみゲージを用いた応力感知型押下スイッチの開発と重複障害教育への応用」として、日本バーチャルリアリティ会第6回大会論文集(2001年9月),pp.79-80.、また、「ひずみゲージを用いた応力感知型押下スイッチの開発」として、国立特殊教育総合研究所研究紀要第29巻,pp.33-42において行った。次いで、ひずみゲージを用いたシステムに加えて、感圧ゴムセンサーを用いた応力感知ユニットの試作を行った。このシステムは、イナストマと呼ばれる感圧ゴムを応用したセンサーであり、アンプを必要とせずに、マイクロコントローラとAD変換チップで利用することが可能である。音源を3次元でインタラクティブに操作するためには、入力する応力やその方向を自由に操作して、それらの入力をシステムに取り入れる必要がある。ここでは、棒形の操作部分を作成して、これに感圧ゴムセンサーを取り付けて、操作者の操作力を連続的に取り入れる機能を実現した。次年度は、3次元音源提示部分のソフトウェア部分、すなわち、空間概念の形成・向上をはかる指導プログラムの作成、ならびに評価実験を行う予定である。