hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
止血血栓に関与する蛋白質とその結合蛋白質複合体の結晶構造解析

活性化した血小板上で、プロトロンビンや活性型凝固X因子やIX因子は瞬時に活性化され、局所的な止血が完成する。しかし、凝固因子の生体膜リン脂質上での活性化や分子レベルの結合機構についての解析は殆ど行われていない。我々が単離した3種類のヘビ毒由来の抗凝固タンパク質(IX/X-bp,IX-bp,X-bp,分子量2.9万)は、Glaドメインにモル比1:1で強固に結合し抗凝固活性を示すことをこの数年来、明らかにしてきた。従って、これらのGlaドメイン結合タンパク質はGlaドメインの機能を解析する有力なツールである。今回、凝固IX因子のリン脂質結合部位であるGlaドメインとIX-bpの複合体の結晶化とその結晶構造解析を行ない、血液凝固因子のGlaドメインとリン脂質の結合様式を分子レベルで解明した。さらに1mM Caと5mMMg存在下でのIX-bp(凝固IX因子結合タンパク質)と凝固IX因子Glaドメインペプチド(残基1-46)の複合体を単離した。次いでGlaドメイン複合体の結晶化とそのX線構造解析を行った。構造既知のIX/X-bp(Nature Str.Biol.で発表済)を利用した分子置換法により立体構造を決定した。一方、我々は血小板膜上に存在するコラーゲン受容体(インテグリンα_2β_1)と結合するEMS16を単離し、その諸性質を明らかにした。α_2β_1のコラーゲン結合部位を含むIドメインとその結合蛋白質(EMS16)との複合体を結晶化し、その結晶構造解析に成功した。その結果、EMS16のIドメイン結合部位を明らかにすることにより、EMS16によるコラーゲン血小板凝集阻害機作を明らかにした。血管障害時に露出するコラーゲンにより活性化した血小板上で、プロトロンビン、凝固X因子やIX因子は瞬時に活性化され、局所的な止血が完成する。この活性化反応は、カルシウム及びホスファチジルセリン依存性の生体膜上の活性化反応として重要である。しかし、凝固因子の生体膜リン脂質の結合機構や酵素反応増幅機序の分子レベルの解析は殆ど行われておらず、ただプロトロンビンのGlaドメイン(γ-カルボキシグルタミン酸ドメイン)を介して生体膜のリン脂質と結合しているという実験事実のみ明らかにされている状態である。一方、我々が単離した3種類のヘビ毒由来の抗凝固タンパク質(IX/X-bp,IX-bp,X-bp,分子量2.9万)は、Glaドメインにモル比1:1で結合することを明らかにしてきた。今年度は、血液凝固因子のGlaドメインとX-bp複合体の結晶化とその結晶構造解析を行ない、血液凝固因子のGlaドメインとリン脂質の結合様式を分子レベルで解明することを目的とする。IX/X-bp(凝固IX因子/X因子結合タンパク質)、X-bp(X因子結合タンパク質)をヘビ毒1gからそれぞれ5mg単離した。これを10回繰返し、それぞれ50mg単離した。ウシ血漿25lから凝固X因子を20mg単離した。これを10回繰り返し、X因子を200mg単離した。X因子のα-キモトリプシンによる限定分解によりX因子のGlaドメインを断片化後、Glaドメインペプヂド(残基1-44)を5mg単離した。X因子GlaドメインペプチドとX-bp又はIX/X-bpを等モル混合し、1mMCa存在下でのゲルろ過により複合体を単離し、小スケールではX-

bpとGlaドメイン複合体の結晶化に成功した。現在、スケールを上げ、Glaドメイン複合体の結晶化とそのX線構造解析を行っている。今回、凝固因子のリン脂質結合部位であるGlaドメインとX-bpの複合体の結晶化とその結晶構造解析を行ない、血液凝固因子のGlaドメインとリン脂質の結合様式を分子レベルで解明することを試みた。IX/X-bp(凝固IX因子/X因子結合タンパク質)、X-bp(X因子結合タンパク質)をハブ毒及びヒャッポダ毒1gからそれぞれ30mgと20mg単離した。これを数回繰り返し、それぞれ約50mg単離した。ウシ血漿25lから凝固X因子を20mg単離した。これを10回繰り返し、X因子を200mg単離した。X因子のα-キモトリプシンによる限定分解によりX因子のGlaドメインを断片化後、Glaドメインペプチド(残基1-44)を10mg単離した。X因子GlaドメインペプチドとX-bp又はIX/X-bpを等モル混合し、1mM Ca存在下でのゲルろ過により複合体を単離した。現在、小規模スケールであるがX-bpとGlaドメイン複合体の結晶化を試み、すでに成功しているが、今後、スケールを上げGlaドメイン複合体の結晶化とそのX線構造解析を行う予定である。これと平行してCa^<2+>イオンのほかにMg^<2+>イオンが機能発現には必要だと我々が報告している凝固IX因子を約50mg単離した。IX因子のAsp-Nプロテアーゼによる限定分解により、Glaドメインペプチド(残基1-46)を5mg単離した。IX因子GlaドメインペプチドとIX-bpを等モル混合し、ゲルろ過により、複合体を単離し、結晶化と構造解析を行った(すでに小規模であるが予備実験は終了した。結晶化の条件は5mM Ca^<2+>,2mM Mg^<2+>,7%PEG6000,pH8.0と決定している)。構造解析:水野洋博士との共同研究で決定した構造既知のIX/X-bp (Nature Str.Biol.で発表)を利用した分子置換法により立体構造を決定した。プロトロンビンやX因子の迅速な活性化反応は、カルシウム及びボスファチジルセリン依存性の生体膜上のリン脂質急速なセリンプロテアーゼの前駆体活性化反応として重要である。しかし、凝固因子の生体膜リン脂質上での活性化や分子レベルの結合機構や酵素反応の増幅メカニズムについての分子レベルの解析は殆ど行われていない。我々が単離したヘビ毒由来の抗凝固タンパク質は、Glaドメインとモル比1:1で強固に結合し抗凝固活性を示すことを明らかにしてきた。従って、これらのGlaドメイン結合タンパク質はGlaドメインの機能を解析する有力なツールである。今回、凝固IX因子のリン脂質結合部位であるGlaドメインとIX-bpの複合体の結晶化とその結晶構造解析を行ない、血液凝固因子のGlaドメインとリン脂質の結合様式を分子レベルで解明した。IX-bp(凝固IX因子結合タンパク質)をハブ毒1gから5mg単離した。これを7回繰り返し、約35mg単離した。一方、ウシ血漿25lから凝固IX因子を5mg単離した。これを5回繰り返し、IX因子を25mg単離した。
交流電場を用いた単一細胞操作と誘電スペクトロスコピー

細胞のミクロ操作技術の開発は、細胞を用いた解析や検査のミクロ化に重要である。このため、細胞を動かす技術として、交流電場を用いた方法に着目した。これは、交流電場下で細胞が分極し、この誘起した双極子と電場との相互作用を利用するものである。この研究では、交流電場を用いた細胞操作の可能性の検討と技術の開発を行った。細胞や粒子の誘電的性質の周波数依存性や、不均質電場や回転電場下で粒子が受ける力やトルクを計算するプログラムを開発して、交流電場下の細胞挙動のシミュレーションを行った。任意形状の細胞を扱うことのできる境界要素法を応用した数値計算法を用いて、赤血球や出芽酵母細胞の誘電緩和スペクトルのシミュレーションを行った。また、差分法を用いた電場計算用のプログラムをつくり、様々な電極配置での電場計算を行った。細胞の動きを解析するために、顕微鏡にCCDカメラを取り付け、画像をデジタルデーターとして取り込みができるようにした。このデーターはコンピユータを用いて解析を行うことができる。電極への交流電圧の供給をマルチプレクサーでスイッチングすることによって、細胞の保持、移動の操作を容易にした。単一細胞の誘電測定については、三端子法を採用して、電極端での漏れ電流による誤差を取り除く工夫をした。細胞内物質を抽出するために、高電圧パルスを用いて細胞膜を破壊する条件の検討を行った。また、赤血球を用いた実験では細胞の融合が起こり、巨大球形赤血球が現れるのを観測した。これは直径が100μm近くあり、単一細胞測定系のテストに都合がよい。この研究で検討した交流電場による細胞操作の技術はまだ実用化には至ってないが、最近の微細加工技術を応用することによって、将来可能になると考えている。単一の生物細胞について蛋白質や遺伝子の解析を行うためには、細胞のミクロ操作技術の開発が必要である。このため、本研究では交流電場を用いた安価で熟練を要しないミクロ細胞操作解析システムを開発する。交流電場下での細胞の挙動を調べるため、細胞や粒子の誘電的性質の周波数依存性や、不均質電場や回転電場下で粒子が受ける力やトルクを計算するプログラムを開発した。また、様々な電極系での電場計算用のプログラムを現在開発中である。交流電場による細胞の動きを顕微鏡下で追跡するために、CCDカメラを用いた画像取り込みシステムを整備中である。単純な電極系を用いた予備テストを酵母細胞で行い、出芽の状態によって、誘電泳動や回転電場での動きが異なることを確認した。また、電極のデザインを検討するため、市販の電気化学用くし型電極を現在テストしている段階である。分別した単一細胞は誘電スペクトロスコピー法により電気的性質を調べるが、このための電極や解析法の検討を行っている。また、細胞内物質を抽出するために、高電圧パルスを用いた細胞膜の破壊については、破壊効率の良いパルスパターン、強度、周波数などの検討を行っている。以上のように、まだ、システムの構築とそのテストを行っている段階である。次年度でミクロ細胞操作解析システムの完成をめざす。

細胞や粒子の誘電的性質の周波数依存性や、不均質電場や回転電場下で粒子が受ける力やトルクを計算するプログラムを開発して、交流電場下の細胞挙動のシミュレーションを行った。任意形状の細胞を扱うことのできる境界要素法を応用した数値計算法を用いて、赤血球や出芽酵母細胞の誘電緩和スペクトルのシミュレーションを行った。また、差分法を用いた電場計算用のプログラムをつくり、様々な電極配置での電場計算を行った。細胞の動きを解析するために、顕微鏡にCCDカメラを取り付け、画像をデジタルデーターとして取り込みができるようにした。このデーターはコンピュータを用いて解析を行うことができる。電極への交流電圧の供給をマルチプレクサーでスイッチングすることによって、細胞の保持、移動の操作を容易にした。単一細胞の誘電測定については、三端子法を採用して、電極端での漏れ電流による誤差を取り除く工夫をした。細胞内物質を抽出するために、高電圧パルスを用いて細胞膜を破壊する条件の検討を行った。また、赤血球を用いた実験では細胞の融合が起こり、巨大球形赤血球が現れるのを観測した。これは直径が100μm近くあり、単一細胞測定系のテストに都合がよい。この研究で検討した交流電場による細胞操作の技術はまだ実用化には至ってないが、最近の微細加工技術を応用することによって、将来可能になると考えている。
「公文類聚」完全目録化による政策合意形成過程の明確化に関する研究

1年目(本年度)は分析の対象となる史料群のうち「公文書」未整理分を購入し、カード化作業を進めた。さきに戦後初期の「教育刷新審議会配布資料集」の資料と目録作成からはじめ、「公文書記録」と周辺資料(事務局側が会議・議事進行のために作成する補助資料等)との関係性を整理し、次に戦前期までの史料として「日本近代教育史料第1期公文記録1」を購入し、「目録化」のためのフォーマット作成を行った。前者の作業は、周辺資料に含まれる「史料」の評価を行うために必要であり、「資料研究」においては一次史料、二次史料という判断が重視されるために必要となる。同審議会についてはすでに「議事録」が作成され公刊されているが、前掲「配布資料集」は写真版で資料そのものを公開するのみであり、さらには「議事録」と対比しながらの考察は十分には行われていない。明治期初期の「太政類典」やその後の「公文録」については何らかの審議会の資料ではなく、事務方(行政側)が発信する文書をつくりあげるプロセスまでは考えることができないという点で限界がある。しかし、本研究で対象とする「公文類聚」には、多くの政府側・文部省(当時)側作成の文書と、それが反映されるまでの審議プロセスがある程度示されているものもある。後者の作業では、2年目以降に国立公文書館のマイクロフィルム資料(重文を含む)を掘り起こし確認するためにも、「目録なし」で発行された「公文記録1」をまずカード化し(フォーマットに整理して)、その資料と公文書館所蔵史料との整合性を確認しながら目録化することが必要となる。その作業を進めているが、エクセル入力の情報の配分については未だ決定していない。本年前期に確定し、後期までに入力を完了させ、公文書館資料とつきあわせていく作業へと進める予定である。歴史研究の基礎資料としての公文史料を完全目録化して、後の歴史研究の進展にも寄与しようとするのが本研究の意義となる。とくに「公文類聚」は未だ教育史研究においても正確な史料の存在や分量も知られていないままであり、十分に活用された研究も数少ない。その達成のためには資料批判の視点を含む完全目録化が必要となる。「概要」にも記したように、その比較の視点を確立するために関係資料を収集し、その比較をスタートし、その統一フォーマットの検討を進めている。ただし、公文書館所蔵資料のうち、閲覧可能な資料だけでもマイクロフィルム版と複製版、そして原資料と3つがある(ものもある)。複製版は明治期の「書写」であり、資料保存の観点から公開に使われることが多かったが、実はマイクロフィルム版と原資料とも異なるものも多い。従来の研究(古い研究)においてはこのために事実と異なる可能性(限界)があったことがわかる。そのため、当初の刊行された「原資料」(の撮影版)と、マイクロフィルム版のみならず、「複写版」とまで合わせみる必要があると考えるに至った。「進捗状況」に記したように確認する対象の史料は一つ増えたが、本年前半でフォーマットを確定して入手済み資料の入力を行う。内容レベルでのカード化を進め、連続性の観点から太政類典、公文録のデータ(目録化されたもの)との照合を進め整理していく。各種議会レベルに区分けしてのデータ整理を行うまでが第一の作業となる。本年後半では公文書館等のデータとの照合の作業と完全目録化のための入力作業となる。その後の最終年度では、教員組織、学校レベルでの「受容」や教育会等の組織への「対応」といった影響関係(史料がどのように影響力をもち反映されていくのか、そのプロセスや、そこでの反応はどうであったのか)を考察していく予定である。

本年前期に確定し、後期までに入力を完了させ、公文書館資料とつきあわせていく作業へと進める予定である。歴史研究の基礎資料としての公文史料を完全目録化して、後の歴史研究の進展にも寄与しようとするのが本研究の意義となる。とくに「公文類聚」は未だ教育史研究においても正確な史料の存在や分量も知られていないままであり、十分に活用された研究も数少ない。その達成のためには資料批判の視点を含む完全目録化が必要となる。「概要」にも記したように、その比較の視点を確立するために関係資料を収集し、その比較をスタートし、その統一フォーマットの検討を進めている。ただし、公文書館所蔵資料のうち、閲覧可能な資料だけでもマイクロフィルム版と複製版、そして原資料と3つがある(ものもある)。複製版は明治期の「書写」であり、資料保存の観点から公開に使われることが多かったが、実はマイクロフィルム版と原資料とも異なるものも多い。従来の研究(古い研究)においてはこのために事実と異なる可能性(限界)があったことがわかる。そのため、当初の刊行された「原資料」(の撮影版)と、マイクロフィルム版のみならず、「複写版」とまで合わせみる必要があると考えるに至った。「進捗状況」に記したように確認する対象の史料は一つ増えたが、本年前半でフォーマットを確定して入手済み資料の入力を行う。内容レベルでのカード化を進め、連続性の観点から太政類典、公文録のデータ(目録化されたもの)との照合を進め整理していく。各種議会レベルに区分けしてのデータ整理を行うまでが第一の作業となる。本年後半では公文書館等のデータとの照合の作業と完全目録化のための入力作業となる。その後の最終年度では、教員組織、学校レベルでの「受容」や教育会等の組織への「対応」といった影響関係(史料がどのように影響力をもち反映されていくのか、そのプロセスや、そこでの反応はどうであったのか)を考察していく予定である。入手した資料(公文類聚)の分量が想定していた量を上回り、また公文書館所蔵資料の三点の関係(原本ーマイクロフィルム版ー筆写による複写版)があって、史料間の対照に時間がかかった。とくに不規則な「筆写による複写版」との対応が今後必要になってくることがわかり、その作業を進めるためのフォーマット考案にまず時間をかけることとしたため。そのため、マイクロフィルム撮影等の印刷代と人件費・謝金(作業手伝い)を使わないことで初年度を終えるため。
酵母Candida albicansで高頻度に起こる染色体再配列と細胞形態変異

有性世代をその生活史に欠き、半数体の核相時期をもたない酵母C.albicansでは、集落形態が10^<ー2>から10^<ー3>という高頻度で変異する現象が認められる。集落形態変異を起こした集落を構成する細胞にはそれぞれの集落形態に応じた特徴的な細胞形態が観察されるほか、大型で多倍数化している細胞が観察された。また集落形態変異を起こした集落の培養についてその染色体構成をパルスフィ-ルド電気泳動により調べてみると、染色体バンドパタ-ンに変化がみられた。そこで多倍数化と高頻度変異能、染色体再配列の関係が示唆された。この関係性をさらに確認するために、温度感受性に多倍数化した細胞を出現させる変異株(#31ー30)やそれを細胞融合によって人為交配させた株を用いて、高温(37 ^°C)処理で多倍数化を誘起したところ、(1)異型接合に存在する栄養要求性変異が現れる頻度が増加すること、(2)集落形態変異が高頻度に現れること、(3)変異した集落についての染色体バンドパタ-ンには変化を起こしたものもみられることが判明した。多倍数化細胞の出現頻度と栄養要求性変異体の出現頻度との間には平行関係がみられることから、多倍数化した細胞が高頻度変異現象に関与している可能性が示唆された。一方、人為的交配を行う細胞融合の過程では、核融合過程で倍数性が増加する。この系においても染色体再配列の起こることが親株と融合株との間で染色体バンドパタ-ンを比較することから判明した。いずれの系でも、クロ-ン化したrDNA遺伝子をプロ-ブとして用い、分離した染色体DNAバンドとのハイブリダイゼ-ション実験の結果、rDNA領域が染色体再配列を起こした染色体に存在する場合と、さらにrDNA以外の因子が再配列に関与している場合もあることが分かった。とくに後者については、rDNA以外の反復配列をクロ-ニングし、それがどう染色体再配列に関わるかを明らかにすることが今後の課題である。カンジタ酵母の形態変異を解析するために、細胞融合を利用した遺伝解析とそれを応用する実験系を開発した。Candida albicans A5153株とNARA2株を栄養要求性の相補により、原要求性の融合株を得た。融合株に弱線量の紫外線を処理して栄養要求性が再び発現するようになる分離体を得た。こうして得た分離体では染色体バンドパターンが変り、集落形態の変異が栄養要求性とともに連鎖して現れる。こうして得られる分離体をさらに菌糸形成や倍数性の性質に注目して調べたところ、細胞融合に用いた親株のいずれかの有する形態的特徴を引継いだもの、全く両親とは異なった特徴をもつものに分けられることが判明した。得られた種々の分離体を比較することから、菌糸形成の過程を、凝集能の現れる素過程、温度、エタノ-ルに感受性の各素過程に分けられることが分かった。この結果は植物学会で講演発表し、現在論文を作成中である。また、この系で温度感受性に倍数性のかわる変異体が分離された。この変異体は高温(37°C)処理によって核DNA量があがる(核内倍化)こと、低温(30°C)に戻すと核DNAの減数的分裂が蛍光顕微鏡観察により認められ、集落形態の変異体および要求性変異体の分離頻度が上昇した。

核内倍化とその後に続く核の減数的分裂を経ることと変異の生ずる程度との間の強い相関が示唆された。このことは、高頻度変異現象と倍数性の変換現象とが共に絡みあっていることを意味し、こうした発見は世界初のものであると自負している。1.栄養要求性遺伝子の解析が進んでいて集落形態高頻度変異を行なわないA5153株(His^ーTrp^ーLys^ー)と、集落形態高頻度変異を示すNARA2株(Met^ーPro^ー)とを細胞融合でかけあわせた融合株を得て、さらにその融合株を弱線量紫外線処理することで、どちらの親株にもない集落形態をもった変異体を多数単離することに成功した(平成元年度)。このなかに温度感受性に集落形態変異の頻度を上昇させるがあった。顕微分光法による核DNA定量、抗チュブリン蛍光抗体による核の紡錘体観察の結果から高温(37°C)では核相を増加させていることが判明した。またこの変異体ではこの高温処理により栄養要求性変異を生ずる頻度も増加することから、高頻度変異と核相の変化との間に相関のあることも判明した。2.__C.<albican>___ーに近縁な石油資化酵母__C.<tropicalis>___ーにおいても本研究者は集落形態が高頻度に変異する現象を確認し、集落形態変異株を分離するのに成功した。そのなかでも正菌糸および偽菌糸の両方で増殖する変異株、および偽菌糸形成が盛んになる変異株では、染色体電気泳動の結果からバンドのVIIとVIIIにおいて移動度の変化または喪失がみられ染色体再配列を起こしていることが判明した。一方酵母型で増殖する親株では、石油資化誘導条件下で偽菌糸形成の頻度が増加するにもかかわらず染色体電気泳動のバンドパタ-ンには全く変化がみられなかった。よって前二者の変異体は遺伝的変異であり、菌糸形成という細胞変異において関連する遺伝子がバンドVIIおよびVIIIに存在することを示唆している。3.平成3年度以降では、カンジダ酵母の遺伝子ライブラリ-を作成し、菌糸形成や高頻度変異に関わる遺伝子の分離と同定、染色体上での位置関係を明らかにする予定である。有性世代をその生活史に欠き、半数体の核相時期をもたない酵母C.albicansでは、集落形態が10^<-2>から10^<-3>という高頻度で変異する現象が認められる。集落形態変異を起こした集落を構成する細胞にはそれぞれの集落形態に応じた特徴的な細胞形態が観察されるほか、大型で多倍数化している細胞が観察された。また集落形態変異を起こした集落の培養についてその染色体構成をパルスフィ-ルド電気泳動により調べてみると、染色体バンドパタ-ンに変化がみられた。そこで多倍数化と高頻度変異能、染色体再配例の関係が示唆された。この関係性をさらに確認するために、温度感受性に多倍数化した細胞を出現させる変異株(#31ー30)やそれを細胞融合によって人為交配させた株を用いて、高温(37°C)処理で多倍数化を誘起したところ、(1)異型接合に存在する栄養要求性変異が現れる頻度が増加すること、(2)集落形態変異が高頻度に現れること、(3)変異した集落についての染色体バンドパタ-ンには変化を起こしたものもみられることが判明した。多倍数化細胞の出現頻度と栄養要求性変異体の出現頻度との間には平行関係がみられることから、多倍数化した細胞が高頻度変異現象に関与している可能性が示唆された。一方、人為的交配を行う細胞融合の過程では、核融合過程で倍数性が増加する。
Braid群の手法による量子トポロジーと接触トポロジーの相互関連の理解

量子トポロジー・接触トポロジーともに現在活発に研究され、進展が著しい3次元のトポロジーの研究分野であるが、それぞれの分野の課題や未解決問題や目標は大きく異なり、二つの研究分野間の交流は活発とは言えない。近年、二つの分野に相互関連や応用があることを示唆する結果が得られており、二つの分野に密接な関連があることが期待される。このような現状を踏まえて、接触幾何の情報を量子不変量あるいはそれに関連した不変量から得ること、また逆に量子不変量に関連する情報を接触幾何の手法や情報から得ることを研究し、二つのトポロジーの分野の統合を目指す。
生涯学習を支援するデジタルアーカイブシステムの構築

<本研究目的と実施>近年、図書館や博物館、美術館において資料のデジタルアーカイブ化が進んでいる。資料の保存の他に広く閲覧性を高めることで、市民や学生、研究者の利用促進を図り、より高度で多様な文化の理解や創造のために図書館や博物館、美術館の利用を促進することが目的である。研究者や学生のみならず、特に市民に対して誰もがいつでもどこでも自由に学習して学ぶことのできる開かれたデジタルアーカイブは生涯学習社会を支える基盤となる。しかし、多様な学習ニーズ・学習レベルが混在する市民の生涯学習に対して、一次資料、二次資料のみ提供を行うデジタルアーカイブでは充分な情報を提供しているとは言い難く、生涯学習を実践する市民から十分に活用されているとは言えない。そこで、本研究では市民参加型のデジタルアーカイブの構築を通して市民の生涯学習をより支援するため、デジタル化された資料と市民を有機的に結合するデジタルアーカイブシステムの研究開発を目的とする。(1)デジタルアーカイブを単純に掲示するのではなく閲覧性を高めるシステムの開発(2)デジタルアーカイブの横断的な利用を可能とするインターフェース、および、専門家や図書館員等の専門職員が所蔵するデジタルアーカイブに対して、一般的なメタデータ以外の多様で様々な関連した情報を自由に掲示できるシステムの開発<研究成果>(1)地図表示アプリケーションを利用したサーバーインストール型高精細画像閲覧ビューワーを開発し安定運用が可能となった。画像回転機能を開発し立体・地図など図書館等の収蔵物画像の閲覧性が高まった。(高精細画像閲覧ビューワーアプリケーション)(2)図書館等の収蔵物画像の任意の箇所にコメントを記述できるツールを開発し実装した。Facebookアカウントをもつ市民や学生、研究者がコメント等の付帯情報を記述でき、意見交換する環境ができた。(付帯情報掲示ツール)<本研究目的と実施>近年、図書館や博物館、美術館において資料のデジタルアーカイブ化が進んでいる。(付帯情報掲示ツール)
専門・語学統合カリキュラム・教材開発に向けての組織的日米共同研究

本年は最終年度であり,昨年に引き続き、社会系専門講義の内容に日本語教育プログラムを連動させて開発した教材の試行版を東京大学教養学部の短期交換留学プログラムの留学生を対象に用いながら改良を加え、完成版を作成し市販教材化した(東京大学出版会からテキスト、予習語彙集の収録版、CDの三点セットとして出版された)。また、引き続き、既存日本語教材の内容分析、専門系科目と日本語教育を連動させることのインパクトの分析、留学生教育における専門、日本語教育の組織的考察等を行ない、報告書にまとめると同時に、内外で研究発表を行なった。日本研究の専門でばないが、日本と何らかの接触を持つ外国人が増えている。こうした広い意味での潜在的知日家をも射程に入れ、世界的に汎用性が高い英語を媒介後として用いながら、専門領域における知識と日本語運用能力が連動した形で獲得できるテクストの開発を目指し、今年一年目は以下のような作業を行った。1)日本社会研究に関連した諸領域(特に日本社会における個人の形成過程)をそれぞれの領域の先端知識を平易な英語で提供しながら、日本に対するステレオ・タイプを破り、日本理解を深めようとするテキスト部分の執筆の一部(「家族」)を、上記のターゲット層に該当する東大の短期交換留学生が受講する講義で試みながら、今年は行った。2)1)に連動する形で、日本社会や日本人理解には不可欠な日本語運用能力の習得を目指す日本語教材をまとめた。3)2)の開発にあたって、従来の日本語教材の内容分析、及び、日本語教材としての特徴の分析等を今年度使用されている上級、中級教科書を網羅的に分析した。4)日本での同種の諸留学プログラムにおける日本語教育に関するアンケートを行い、唯一、学部全体で担うという形で始まった東大の英語による短期交換留学プログラムの組織形態によって可能になる日本語教育のあり方が分析された。本研究二年目にあたる本年度は、昨年に引き続き、社会系講義の内容と日本語教育プログラムの教材を、東大の短期交換留学プログラムに来日する留学生を対象に用いながら、連携し、以下の点において分析した。(1)専門系科目と日本語教育を連携することによるインパクト。専門、日本語双方の側からの分析。(2)他、短期留学プログラムにおける専門科目の位置付け、日本語プログラムとの関係等の調査。(3)アメリカにおける短期留学生(非日本専門家)のニーズ分析(インタビューを3月に予定)(4)社会系科目における短期留学生のニーズ分析本年度は、中間結果を異文化間教育学会で発表すると共に、本研究で開発してきた日本語教材部分はテキスト出版に向けての交渉を行っている。
視床下部腹内側核を介した摂食調節ホルモンの摂食・代謝調節作用とその統合機構

レプチンが視床下部腹内側核( VMH)ニューロンを通してどのようにマウスにおいて代謝調節作用を営むかを、Hyperinsulinemic-euglycemic clampと2DG法を用いて調べた。また、代表的なVMHニューロンの一つであるAd4BPニューロンをDREADD法によって選択的に活性化し、摂食量と代謝に及ぼす効果を調べた。レプチンは、骨格筋と肝臓のインスリン感受性を高め、骨格筋での糖取込を促進する一方、肝臓からの糖産生を抑制した。Ad4BPニューロンをDREADD法によって選択的に活性化することによっても、骨格筋と肝臓でのインスリン感受性を高めた。また摂食も抑制した。また摂食も抑制した。視床下部は、摂食と末梢組織の代謝を統合的に調節する。申請者は、レプチンが視床下部腹内側核(VMH)ニューロンを介して骨格筋など末梢組織におけるグルコースの取り込み及び脂肪酸酸化を促進すること、VMHを含む視床下部AMPKが摂食を調節することを明らかにした。本年度は、レプチンがVMHニューロンに作用を及ぼした後、どのようなシグナル伝達機構を介して骨格筋での糖の取り込みを促進するのか、また、糖の取り込みだけでなく肝臓からの糖産生にどのような調節作用を営むかを明らかにする目的で、Hyperinsulinemic-euglycemic clamp法と2DG法をマウスに適用し、レプチンによる骨格筋、肝臓における糖代謝調節作用を調べた。その結果、レプチンを全身に投与すると、VMHニューロンのMEI(/ERKシグナルを介して骨格筋での糖の利用とインスリン感受性を亢進させることを見出した。これに対して、レプチンはWHニューロンに作用した後、STAT3を介して肝臓からの糖産生を抑制することを見出した。以上の実験結果から、レプチンは視床下部において異なるシグナル伝達機構を介して、骨格筋と肝臓の糖代謝を調節することが明らかとなった。本研究成果は、Diabetesのonlineに掲載された。1)レプチンによる中枢性糖代謝調節機構の解析本研究では、β受容体欠損マウス(β-lessマウス)、骨格筋にdominant-negative AMPKを発現させたマウス(DN-AMPKマウス)を用いて骨格筋でのインスリンシグナル、糖の利用に及ぼすレプチンの効果を調べた。その結果、レプチンは、DN-AMPKマウスではレプチンによる糖取り込み促進作用、インスリンシグナル活性化作用が抑制されないこと、これに対してβ-lessマウスにおいて抑制されることを見出した。AAVベクターをAd4BP -CreマウスのVMHに選択的に接種して、Ad4BPニューロンに“hM3Dq"(mCherryの融合タンパク)を発現させた。このマウスにCNO(clozapine-N-oxide)を投与し、同ニューロンを選択的に活性化して、骨格筋及び肝臓における糖代謝への影響を調べた。その結果、糖負荷試験による血糖上昇が有意に抑制され、糖の利用が亢進することを見出した。さらに、インスリンをマウスに投与した時の血糖低下がより顕著であることから、インスリン感受性が亢進することも分かった。申請者等は、これまで、動物個体の糖代謝を正確に評価する解析法として、現在、最も信頼のおける方法であるHyperinsulinemic-euglycemic clamp法と2DG法をマウスに適用し、レプチンによる骨格筋、肝臓における糖代謝調節作用を調べた。その結果、レプチンによる骨格筋での糖利用の亢進作用が、VMHのMEK/ERK経路を介すること、これに対して、肝臓における糖産生抑制作用がVMHのSTAT3経路を介することを明らかにし、研究成果をdiabetes (2013)に発表した。そこで最終年度である本年度は、DREADD (designer receptors exclusively activated by designer drugs)法を用いて、VMHに発現するAd4BPニューロンを選択的に活性化させた時の、糖代謝に及ぼす効果を調べた。AAVベクターをAd4BP-CreマウスのVMHに選択的に接種して、Ad4BPニューロンに“hM3Dq"(mCherryの融合タンパク)を発現させ、このマウスの腹腔内にCNO(clozapine-N-oxide)を投与し、同ニューロンを選択的に活性化した時のマウスのエネルギー代謝、及び糖代謝への効果を調べた。その結果、Ad4BPニューロンを“hM3Dq"により活性化すると、摂食が抑制されると共に、エネルギー消費が亢進した。また、インスリン感受性が亢進して骨格筋での糖の利用が有意に亢進することが、グルコース・インスリン負荷試験、Hyperinsulinemic-euglycemic clamp、2DG法によって見出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。生理学26年度が最終年度であるため、記入しない。

平成24年度の実験計画として、1)Hyperinsulinemic-euglycemic clamp法を用いたレプチンによる中枢性糖代謝調節機構の解析、2)VMHニューロンにおける細胞内シグナル伝達機構の同定、3)レプチンをVMHに作用させた時の骨格筋へのグルコースの取り込み促進作用に及ぼす骨格筋でのシグナル伝達機構、4)DREADD (designer receptors exclusively activated by designer drugs)法を用いてAd4BPニューロンを選択的に活性化させるためのベクターの作成を挙げた。この内、1)と2)について論文を発表した。3)と4)についても順調に進んでいる。計画した実験はほぼ実施し、予想した通りの実験結果が得られている。26年度が最終年度であるため、記入しない。"hM3Dq"だけでなく、"hM4Di"をAd4BPニューロンに発現させ、Ad4BPニューロンを不活性化した時の糖代謝に及ぼす影響を調べる。平成24年度に作成したウイルスベクターをAd4BP-CreマウスのWHに選択的に接種して、Ad4BPニューロンに"hM3Dq"(mCherryの融合タンパク)を発現させる。このマウスのVMHにCNO(clozapine-N-oxide)を投与し、同ニューロンを選択的に活性化して、摂食及び代謝調節作用を解析する。購入した消耗品が予想よりも低額であったため。次年度に直ちに消耗品購入に使用する。
赤芽球細胞のアポトーシス抑制機構に関与している細胞内分子の同定

赤芽球からの赤血球の産生調節にはエリスロポチン(EPO)が深く関与している。EPOは標的細胞(赤芽球および赤芽球前駆細胞)上に発現している特異的受容体(EPOR)を介して、増殖や細胞死抑制シグナルを伝達している。我々は、EPORには最初に報告された全長型受容体(EPOR-F)以外に細胞内領域欠損型受容体(EPOR-T)が存在することを見い出した。EPOR-FとEPOR-Tは赤芽球の分化に伴ってその発現比が変化し、すなわち幼弱な赤芽球ではEPOR-TがEPOR-Fと同等かそれ以上に発現しており、分化に伴ってEPOR-Fが優勢になる。以下に当該年度に得られた知見を述べる。EPOR-Tのみを発現した細胞はEPOによって増殖やアポトーシス抑制のためのシグナルを伝達することはできない(既発表)。EPOR-TがEPOR-Fと共存した際にはEPOR-Fからの増殖やアポトーシス抑制シグナル伝達能を阻害する(既発表)。すなわち、EPOR-TはEPO/EPORシグナル伝達系においてドミナントネガティブな因子として作用している(既発表)。EPOR-Tの共存が如何にしてドミナントネガティブに作用するのかという機構に関しては、EPO/EPOR系のシグナルトランスデューサーである。Jak2の燐酸化が阻害されていることを見い出した(未発表)。また、細胞増殖因子群によって惹起させる早期発現遺伝子群のひとつであるc-Junの発現が阻害されるということも見い出した(未発表)。これらJak2燐酸化阻害やc-Jun誘導阻害が如何にして生じているかに関しては、EPOR-TがEPOR-Fとヘテロダイマーを形成してこれらの機構を阻害しているという可能性が示唆されているが詳細な解析はまだである。また、これら以外にもEPO/EPOR系のアポトーシス抑制に関わる未知なる分子が存在することは確実であり、それらの同定は現在進行中である。
脊髄空洞症の素因遺伝子解析

脊髄空洞症は脊髄内部に脳脊髄液が貯留した空洞を形成することで感覚障害や疼痛を呈する疾患で、キアリ奇形などと関連して生じる。主に神経所見と脊髄MRIにて診断がなされる。本邦では2008年8月から2009年7月の1年間における全国疫学調査が実施され、その有病率は人口10万人あたり1.94人程度であろうと推定されている。脊髄空洞症の発症素因は解明されていないが、家族歴症例が存在すること、キアリ奇形などの後頭蓋窩や脊椎の奇形を合併する症例も多いことから、発症には何らかの遺伝素因が関与するものと考えられている。2015年にわれわれは本邦における家族性脊髄空洞症の頻度および臨床的特徴を明らかにするために、全国の神経内科、脳神経外科、整形外科、小児科を標榜する病院(各学会認定教育施設)4,158施設を対象に疫学調査を実施した。その結果、2,791施設(回収率67.1%)より回答を得た。二回にわたり調査を行った結果、5家系が家族性脊髄空洞症に該当した。いずれも両親のいずれかまたは同胞に発症をみる家系であり、全例キアリ奇形1型を伴っている家系であった。そのような背景を踏まえて計画された本遺伝子解析研究については、2017年に新たにキアリ奇形1型に伴う脊髄空洞症の姉妹と軽度のキアリ奇形1型のみを認める母の家族例を見出した。現在この家族例に加えて、発症者と家系内非発症者の3組と伴に次世代シークエンサーを用いて遺伝子解析を実施中である。キアリ奇形1型に伴う脊髄空洞症の姉妹と軽度のキアリ奇形1型のみを認める母の家族例を見出した。現在この家族例に加えて、発症者と家系内非発症者の3組と伴に次世代シークエンサーを用いて解析中であるが、現時点で素因遺伝子は同定できていない。検体をさらに集積し、遺伝子解析研究をさらに進捗させる予定である。現在この家族例に加えて、発症者と家系内非発症者の2組と伴に次世代シークエンサーを用いて遺伝子解析を実施中である。現在この家族例に加えて、発症者と家系内非発症者の2組と伴に次世代シークエンサーを用いて解析中であるが、現時点で素因遺伝子は同定できていない。

現在この家族例に加えて、発症者と家系内非発症者の3組と伴に次世代シークエンサーを用いて遺伝子解析を実施中である。キアリ奇形1型に伴う脊髄空洞症の姉妹と軽度のキアリ奇形1型のみを認める母の家族例を見出した。現在この家族例に加えて、発症者と家系内非発症者の3組と伴に次世代シークエンサーを用いて解析中であるが、現時点で素因遺伝子は同定できていない。検体をさらに集積し、遺伝子解析研究をさらに進捗させる予定である。研究計画の変更のため。さらに蓄積した症例の遺伝子解析諸費用に使用する。
シロイヌナズナのエコタイプを用いた植物の塩ストレス耐性に関わるQTL解析

塩生植物Thellungiella halophilaはモデル植物Arabidopsis thalianaの近似種でありながら顕著な耐塩性・耐凍性・耐熱性を示す、非常に遺伝子資源に富む研究材料である。前年度からT.halophilaの6つのエコタイプおよびA.thalianaを代表する2つのエコタイプを用いて、メタボローム解析(GS/MS, CE/MS, LC/MS)を行った。その結果、T.halophilaの6つのエコタイプはそれぞれ同程度の耐塩性を示すにも関わらず、塩ストレスに対して2タイプの代謝変化を示すことが明らかとなった。この2タイプの地上部におけるNa^+含量を測定したところ、代謝レベルの変化に乏しいグループに比べて、変化の著しいグループの方がNa^+を優位に蓄積していることが明らかとなった。これらの結果より、T.halophilaには、Na^+の蓄積を抑制することによつて耐性を獲得するメカニズムと塩に対して代謝レベルで応答し、耐性を獲得するメカニズムの2つの存在が示唆された。この他、モデル植物Arabidopsis thalianaのエコタイプに顕著な耐塩性を示すエコタイプを見いだし、その原因遺伝子のマッピングを行っている。このうち、A.thaliana Bu-5は塩馴化に優れていることを明らかとなった。Bu-5の塩馴化因子をマッピングしたところ、一つの遺伝子座にのみ極めて高いリンクを示し、その遺伝子座を約60kb以内に絞り込むことに成功した。マイクロアレイ解析の結果より、この領域内に存在する遺伝子群に転写レベルでの違いは認められなかったものの、この領域内には既存の耐塩性に関わる遺伝子が存在しないことから、新規の耐塩性機構の発見が期待される。この研究に関しては現在論文を執筆中である。以上の研究に関しては2007年3月に愛媛で行われた、日本植物生理学会において6件の学会発表を行い、十分に研究内容をアピールすることに成功した。塩生植物Thellungiella halophilaはモデル植物A.thalianaの近似種でありながら顕著な耐塩性および耐凍性を示す。これまでの研究により、T.halophilaはストレス非存在下においてA.thalianaで知られている様々な非生物ストレスおよび生物ストレス誘導性遺伝子を高発現させていることが明らかとなった。T.halophilaは世界で6種のエコタイプが発見されており、それらの耐塩性を確認したところ、全て顕著な耐塩性を示すことが明らかとなった。そこで平成17年度は、T.halophilaの6つのエコタイプおよびA.thalianaを代表する2つのエコタイプをメタボローム解析することにより、耐塩性に関与する代謝産物を調べた。その結果、T.halophilaにおいて、A.thalianaに比べて(1)代謝産物レベルでの応答が小さいグループと(2)代謝産物レベルでの応答が劇的に変化する2つのグループに分類出来ることが明らかとなった。平成18年度ではその詳細な違いについて調べる予定である。また、A.thalianaのエコタイプ、354種を塩ストレス耐性試験し、耐性が確認された5種についてQTLないし、原因遺伝子のマッピングを進めている。5種ともにマッピングを行うための簡便な条件設定を確立した。そのうち1種においては、ラフマッピングの結果、A.thalianaの5番染色体に非常に強いリンクを示すことが明らかとなった。平成18年度では、5種のラフマッピング、さらにはファインマッピングを進める。
神経ガイダンス分子Draxinの総合的解析

脳の機能は、その膨大な数の神経細胞が形成する正確な神経回路網に依存する。神経軸索が、正しい標的細胞に到達する選択的な軸索成長は、発生過程における神経回路網形成において重要な位置を占め、様々な神経ガイダンス分子とその受容体による細胞間相互作用を積み重ねた結果である。脳の複雑さを考慮すると、既知のガイダンス分子以外にもガイダンス分子が存在すと期待して分子探索した結果、既知のガイダンス分子とは全くホモロジーの無い反発性の新規神経ガイダンス分子を見出し、Draxin(Dorsal repulsive axon guidance protein)と命名した。この研究計画では、(1)Draxin遺伝子欠損マウス脳で見出された脳梁、海馬交連、前交連の欠損と視床から新皮質への投射欠損の発症機構を解明し、(2)Draxin受容体を同定し、そのシグナル機構を解明することを目的とした。その結果、Draxin遺伝子欠損マウスに見出された軸索形成の欠失は神経細胞の細胞死によるものではなく、軸索は伸び出すものの正しい方向に伸びれないガイダンスの異常であった。Draxin受容体の探索からは、Netrinの受容体として知られるDCCにDraxinは結合し、DCC遺伝子欠損により、Draxin感受性が低減することを見出した。DCCが異なるガイダンス分子の受容体としてどのようなシグナルを伝えるのか明らかにすることが今後の課題である。脳は、多様な神経細胞集団が極めて複雑なネットワークを形成して機能しているが、発生過程では個々の神経細胞やグリア細胞が細胞間相互作用を積み重ねることにより形成される。我々は既知のガイダンス分子とは全くホモロジーの無い抑制性の神経ガイダンス分子を見出し、Draxin(Dorsal repulsive axon guidance protein)と命名した。Draxinは分子量約5万の分泌型タンパクである。Draxinは新規な分泌タンパクであるため、新規受容体を期待して発現クローニングを行ったが成功しなかった。次に、可能性が想定される既知分子を発現スクリーニングし、一つの候補分子を得たが、シグナル機構そのものの解析はこれからである。最も詳細に解析されている神経回路網として、網膜から上丘への二次元的な面と面の規則正しい神経投射系が知られている。生後7-10日目のDraxin遺伝子欠損マウスの網膜をDilによって標識し、その投射パターンを解析したところ、網膜腹側、耳側、鼻側からの上丘への投射において、正常な投射に加えて異常投射のフォーカスが観察された。しかし、網膜背側からの投射は、正常であった。このようにDraxin欠失による変化の解析から、詳細に解析されてきた網膜-視蓋(上丘)投射形成において、新たにDraxinも関与することを明らかにした。さらにDraxinタンパクは培養網膜組織片からの神経突起形成を阻害するが、領域による感受性の差異は観察されず、Draxinタンパクの網膜組織切片への結合にも領域差は観られなかったことから、これまで知られている軸索ガイダンス分子受容体の網膜に置ける発現パターンは勾配を持っているため、Draxin受容体のシグナル機構の解析が重要と考えられた。我々は既知のガイダンス分子とは全くホモロジーの無い抑制性の神経ガイダンス分子を見出し、Draxin (Dorsal repulsive axonguidance protein)と命名した。そのため、マウスDraxin分子に対するモノクローナル抗体を作成し、マウス胚脳からDraxinタンパクを免疫沈降し、一緒に落ちて来る分子群をプロテオミックスの手法で解析することにした。マウスDraxin-FcタンパクをCOS細胞に発現し、その無血清培養上清からプロテインAカラムによりDraxin-Fcタンパクを精製した。

この精製タンパクをDraxin遺伝子欠損マウスに免疫することにより、より効率的に抗体を産生することを試みた。免疫したマウスの脾臓を取り出し、モノクローナル抗体を作製し、Draxinを発現する細胞を用いた免疫染色スクリーニングにより抗体を得た。現在、得られたモナクローナル抗体が免疫沈降に使用可能かどうか、解析中である。神経細胞は結合する相手が運命づけられて発生し、解剖学的に遠くはなれた部位にまで神経軸索を伸長する。この軸索成長は軸索先端が成長する方向を能動的に選択することによって可能となり、その成長方向をガイドする分子が軸索ガイダンス分子である。我々は、新規の軸索ガイダンス分子を探索した結果、脊髄交連神経や大脳皮質由来の神経突起に対し反発活性を示す新規のシグナル分子を見出し、draxin(dorsal repulsive axon guidance protein)と命名した。draxin遺伝子欠損マウスでは、すべての大脳交連線維(脳梁、海馬交連、前交連)の形成不全が観察された(Islam et al.,Science 323,388-393,2009)ため、draxinは非常に重要なガイダンス分子である。draxinは既知のシグナル分子とは全くホモロジーの無い新規分子であるため、その受容体を探索したところ、以下のことを見出した。2)DCCとはnetrin結合部位とは異なる領域にハイアフィニティー(1nM)で結合し、netrin存在の有無にかかわらず、同様に結合する。3)DCCが幅広く発現するマウス胚大脳皮質からの神経突起伸長はdraxinによって阻害され、DCC遺伝子欠損によりdraxinによる神経突起成長阻害作用は減弱する。4)Draxin(+/-)DCC(+/-)のマウス大脳の解析から、それぞれの単独ヘテロマウスに比較し、ダブルヘテロにより脳梁形成が著しく阻害されることから、DCCとdraxinにはgenetic interactionが有る。以上の結果から、DCCはdraxin受容体として機能すると結論した。
技能者の経験的知識の形式化による「気づき」を促す機械設計技術者教育

機械系の開発・設計技術者を目指す学生が,技能者の経験的知識を自ら発見できるような視点を持つことを促す教育手法を開発するために,学生が自分自身のもつ技能に対する視点を認識し,それが熟練技能者の視点とどのように違うかを自己発見できるようなデータベースの構築を考えた.本研究では,その基礎としてまず,種々の機械部品を加工する際に,技能レベルの違いと作業上の観点,注意点,作業手順,作業方法などの違いを明らかにすることを行った.次に,それらによって得られた知見を設計製図授業へ導入することを試みた.機械系の開発・設計技術者を目指す学生が,技能者の経験的知識を自ら発見できるような視点を持つことを促す教育手法を開発するために,学生が自分自身のもつ技能に対する視点を認識し,それが熟練技能者の視点とどのように違うかを自己発見できるようなデータベースの構築を考えた.本研究では,その基礎としてまず,種々の機械部品を加工する際に,技能レベルの違いと作業上の観点,注意点,作業手順,作業方法などの違いを明らかにすることを行った.次に,それらによって得られた知見を設計製図授業へ導入することを試みた.学生が自分自身の持つ技能や技能に対する視点を認識し,それが熟練技能者の考え方とどのように違うかを自己発見できる知識データベース構築の基礎として,本年度はまず,ある機械部品を加工する際に,初心者・中堅技能者・熟練技能者それぞれのレベルにおける作業上の観点,注意点,作業手順,作業方法などの違いを明らかにすることを試みた.具体的な手法として,被験者に対して,旋削加工用の図面を見せ,図面を読んでおおよその加工所要時間の見積と,加工上問題となるような箇所を検討することを依頼した.あわせて,被験者には視線追尾カメラを着用してもらい,図面を検討しているとき,どこを注視しているかを測定した.被験者が図面を初めて見たときから,おおよその図面検討が終了するまでの時間を測定した。被験者の図面検討終了後に加工上のポイントなどをインタビューによって確認した.また,視線追尾測定の結果から,被験者の視点の集中域などを調べた.技能レベルの異なる数名の被験者に対して実験を行ったところ,技能レベルが高い技能者は寸法公差や仕上げ面粗さの指定などを重点的に注視することがわかった.一方で,比較的技能レベルが低いと思われる学生は,形状を注視することが多く,寸法公差などはあまり注視しない傾向にあることがわかった.また,図面の検討時間についても,学生は経験のある技能者の半分程度であった.以上のように,図面検討にかかる時間や検討内容の聞き取りとあわせて,視線の集中域などを検討する手法を用いることで,加工者の違いによる図面や加工に対する認識の違いを抽出するのに有効であることがわかった.次年度は,対象とする図面やヒアリングの内容などの精査を行った上で,より多くの被験者に対する検証を行い,技能レベルと機械図面および機械加工作業の認識レベルの関係について詳細に検討し,熟練技能者の暗黙知を引き出す手法を提案する.学生が自分自身の持つ技能や技能に対する視点を認識し,それが熟練技能者の考え方とどのように違うかを自己発見できる知識データベース構築の基礎として,平成22年度に行った基礎的な機械部品製作プロセスの分析から更に進んで,より熟練技能が必要とされるような機械部品について,その製作プロセスをそれぞれの技能レベルごとに調査分析した.平成23年度は特に,技能五輪全国大会での入賞経験をもち,かつ継続的に15年以上にわたって企業での実務経験をもつ国内でトップクラスといえる熟練技能者の協力を得て実験を行った.その結果,旋盤作業図面読解時の視線の動きおよび視線集中領域の解析,工程を検討する際の思考過程の記録,旋盤技能検定3級作業の記録および作業中の思考プロセスの分析などにより熟練技能者による旋盤作業のデータを得ることができた.次に,主として学生について多数の実験を行って,昨年得られた熟練者と初心者の観点の違いに関する仮説をある程度検証することができた.また,熟練技能者の思考過程,作業過程などを学生および初心技能者に理解させるために,特に勘所となるような部分を視線解析およびインタビューなどによって抽出して明示化した.これらの内容には,技能者が経験的に獲得した知識が含まれており,学生に熟練技能者の考え方に対する「気づき」を与えるのに有効であった.また,旋盤作業だけでなくフライス盤作業なども含む複合的な部品の製作過程についても主に中堅技能者,初心者,学生などを中心として同様の実験を行いデータを蓄積した.これらに加えて,作業者の動作をモーションキャプチャーによって解析することを考え,そのシステムの構築を行った.本年度はまず,作業者の技能レベルによる機械部品の図面読解プロセスおよび製作プロセスの体系化をはかるため,昨年までに行った基本的な機械部品製作プロセスの分析から更に進んで,より一般的な部品の製作プロセスの分析を視線追尾カメラ,ビデオキャプチャシステム,映像解析システムなどを用いて解析した.また,昨年までは旋盤作業のプロセスを中心に検討していたが,今年度は旋盤作業に加えて,フライス盤作業についても技能五輪で入賞経験を持つ高度熟練技能者,経験年数10年程度の中堅技能者,経験年数23年程度の初心者それぞれについて作業工程の分析を行った.その結果,フライス盤作業においては旋盤作業以上に工程設計に多様性があり,技能者のレベルによって工程設計の観点が異なることがわかった.また,フライス盤作業では,機械上での加工だけでなく,ワークを取り外した状態での面取り,測定作業などが頻繁に行われる.初心作業者はこれらの作業を逐次的に行うが,高度熟練作業者は加工と並行して面取り作業や次工程準備等を行うこともある.