hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
4次元結晶構造解析法によるニトリルヒドラターゼの水和反応その場観察

ニトリルに水を付加するニトリルヒドラターゼ(NHase)を材料とし,SPring-8のBL45XUにおいて,大角度回転結晶法(LOT)による4次元結晶構造解析を可能とした.これにより10分オーダーの時間分解能を達成することができた.NHaseの光活性化過程を単一の結晶を用いてLOTにより追跡した.光により鉄から一酸化窒素が解離するとともに新たな水分子が鉄に配位する過程,鉄の配位子場を構成しているシステインスルフェン酸(αCys114-SOH)の酸素原子の極近傍(2.5Å)に新たな水分子が出現する過程を見いだした.これらの水分子はNHaseの水付加反応機構に直接関与するものと予想された.不活性型NHaseの反応キャビティに基質および基質類似体を導入し,それぞれ光活性化後の反応過程を追跡した.NHaseの反応キャビティにはαGln90が存在し,反応中心を取り巻く水分子と水素結合している.αGln90をGluまたはAsnに置換した突然変異体を作製して酵素活性を検定したところ,αGln90Gluは野生型の1/4程度に,αGln92Asnでは1/50以下に低下していた.これらの結果からαGln90の側鎖は,NHaseの水付加活性に直接関与していることが示唆された.NHaseと機能の類似したイソニトリルヒドラターゼ(INH)の遺伝子を同定し,大腸菌での高発現系構築に成功した.部位特異的変異法によりINHの活性アミノ酸残基の同定を試み,Cys101が触媒機構上必須であり,またThr102も重要な役割を果たすことを明らかにした.ニトリルに水を付加するニトリルヒドラターゼ(NHase)を材料とし,SPring-8のBL45XUにおいて,大角度回転結晶法(LOT)による4次元結晶構造解析を可能とした.これにより10分オーダーの時間分解能を達成することができた.NHaseの光活性化過程を単一の結晶を用いてLOTにより追跡した.光により鉄から一酸化窒素が解離するとともに新たな水分子が鉄に配位する過程,鉄の配位子場を構成しているシステインスルフェン酸(αCys114-SOH)の酸素原子の極近傍(2.5Å)に新たな水分子が出現する過程を見いだした.これらの水分子はNHaseの水付加反応機構に直接関与するものと予想された.不活性型NHaseの反応キャビティに基質および基質類似体を導入し,それぞれ光活性化後の反応過程を追跡した.NHaseの反応キャビティにはαGln90が存在し,反応中心を取り巻く水分子と水素結合している.αGln90をGluまたはAsnに置換した突然変異体を作製して酵素活性を検定したところ,αGln90Gluは野生型の1/4程度に,αGln92Asnでは1/50以下に低下していた.これらの結果からαGln90の側鎖は,NHaseの水付加活性に直接関与していることが示唆された.NHaseと機能の類似したイソニトリルヒドラターゼ(INH)の遺伝子を同定し,大腸菌での高発現系構築に成功した.部位特異的変異法によりINHの活性アミノ酸残基の同定を試み,Cys101が触媒機構上必須であり,またThr102も重要な役割を果たすことを明らかにした.ニトリルに水を付加するニトリルヒドラターゼを材料とし,SPring-8の超高輝度放射光を利用して4次元結晶構造解析を実現するために,理化学研究所ビームライン(BL45XU)に,大角度回転結晶法(LOT)を適用するためのワイセンベルグ機能を付加した.またビームラインの回折計に適合したノ』型カッパーゴニオメーターを開発してLOTに不可欠な結晶試料の軸立てを可能にした.これらにより従来2時間を要したフルデータ測定を20分まで短縮することができた.今後ニトリルヒドラターゼでは,データ測定領域を通常の半分に制限することにより10分以下の測定時間を達成する予定である.ニトリルヒドラターゼの光活性化過程の内の3段階について,単一の結晶試料を用いたクライオ凍結法によりそれぞれの結晶構造を1.6Åの高分解能にて明らかにした.これにより光により鉄から解離した一酸化窒素は,光照射後180分を経過しても反応キャビティ内部に留まっていることが判明した.ニトリルヒドラターゼと機能の類似したイソニトリルヒドラターゼ遺伝子(inhA)のクローン化ならびに大腸菌での高発現系構築に初めて成功した.イソニトリルヒドラターゼはPyrococcus horikoshii由来の細胞内プロテアーゼ(PH1704)と一次配列上の相同性を示した.部位特異的変異法によりイソニトリルヒドラターゼの活性アミノ酸残基の同定を試みた結果,Cys101が触媒機構上必須であり,またThr102も重要な役割を果たすことが判明した.光を受けて活性化し,ニトリルに水を付加する鉄型ニトリルヒドラターゼ(NHase, Rhodococcus sp.N771由来)を材料とし,SPring-8の超高輝度放射光を利用して4次元結晶構造解析を進めた.

昨年度に引き続き,鉄型NHaseの光活性化過程を,単一の結晶試料を用いて大きな角度の回転結晶法(LOT)により追跡した.光により鉄から一酸化窒素が解離するとともに新たな水分子が鉄に配位する過程,鉄の配位子場を構成しているシステインスルフェン酸(αCys114-SOH)の酸素原子の極近傍(1.7Å)に新たな水分子が出現する過程を見いだすことに成功した.これらの水分子はNhaseの水付加反応機構に直接関与するものであると予想されるため,4次元データに基づく結晶構造の精密化をさらに進めている.鉄型NHaseの基質結合キャビティにはαGln92が存在し,反応中心を取り巻く水分子と水素結合している.αGln92をGluまたはAsnに置換した突然変異体を作製して酵素活性を検定したところ,αGln92Gluは野生型の1/4程度の活性を示したが,αGln92Asnでは1/50以下に低下していた.また前者は野生型と同様に安定化剤n-酪酸存在下で安定であったが,後者はn-酪酸と相互作用せず,空気中では数日で活性を失った.これらの結果からαGln92の側鎖は,Nhaseの水付加活性ならびにn-酪酸による安定化に関与することが示唆された.
Ni基金属ガラス箔の溶接接合特性評価と異材接合への展開

平成18年度に引き続き,厚さ25μmのNi基(NiNb_<53>Nb_<20>Ti_<10>Zr_8Co_6Cu_3)金属ガラス箔の実用継手形成を目指し,過冷却液体温度域で2枚の箔を重ねて溶接する,重ね溶接継手を形成する溶接法の確立を目的とした.昨年度推察された,短冊状箔材の真空熱処理温度861K迄の構造緩和,871K以上結晶化温度迄の試料全体でのhR14Ni_4Ti_3結晶相生成,947K以上での全面結晶化の微視的構造変化と引張破面に見られる粗いベイン模様を示す領域,細かいベイン模様を示す領域,平坦な領域の3種類の破面形態ならびに引張強度との対応関係を調査した.その結果,試料の微視的構造変化と破面形態の破面全体に対する割合(破面面積率)ならびに引張強度との間に関連性が見いだされた.また半導体レーザ,電子ビーム,ファイバーレーザの2枚重ね継手の強度と破面面積率の間にも比例関係が見られた.このことから,試料の微視的構造変化に応じて引張破面形態が変化し,それに応じて引張強度が変化すること,破面形態観察と破面面積率測定により試料の微視的構造変化の度合いがおおよそ把握できることが示唆された.3種類の溶接法での溶接ビード中央部TEM観察の結果,比較的冷却速度の早い電子ビーム溶接,ブァイバーレーザ溶接において溶接ビードが非晶質状態を維持していることを確認した.さらに半導体レーザによりNi基金属ガラス箔とステンレス箔および純Ni箔との異材重ね溶接を実施し,溶接入熱および治具の抜熱を制御することにより,溶接欠陥の無い継手を形成した.Ni基(Ni_<53>Nb_<20>Ti_<10>Zr_8Co_6Cu_3)金属ガラス箔材の実用継手形成を目指し,過冷却液体温度域で重ね溶接継手を形成する新しいブレーズ溶接法の確立とその接合機構の解明を目的とした.まず,短冊状試料をガラス転移温度(Tg)から結晶化温度(Tx)付近の7温度条件で5分間真空熱処理を行い熱的安定性を評価した.X線回折の結果,Tgを超える861K迄は結晶化ピークが見られなかったが,10K上の871K以上ではNi_4Ti_3のピークが見られ,Txを超える947K以上ではその形状が顕著に変化した.硬さ試験の結果,861K迄は母材同等の810HV,871K以上は1000HV,947K以上は1200HVであった.また熱処理材の引張強度は未処理材に比べ大幅に低下した.よって,861K迄は構造緩和もしくはNi_4Ti_3微結晶生成が,871K以上Tx迄は試料全体のNi_4Ti_3生成が,947K以上では全面結晶化が起きていると推察された.この様な熱的安定性を有する箔材に,高冷却速度が期待できるファイバーレーザを適用し,重ね溶接性と機械的性質を評価した.レーザ出力60-180W,溶接速度6-10m/minの範囲でAr雰囲気中にて溶接を行った結果,本条件範囲内では溶接欠陥は見られなかった.溶接ビードのX線回折の結果,全ての条件で結晶化ピークが見られず,その断面硬さが母材同等だったことより溶接ビードは構造緩和もしくは非晶質状態と推察された.さらにレーザ出力120W,溶接速度6m/minの溶接ビードTEM像においてナノ結晶等は観察されず,非晶質の重ね継手が形成できたと考える.重ね継手の引張試験の結果,破断は溶接ビード端部もしくは溶接ビード以外の母材部で発生したため,最大荷重値を載荷面積(9mm×25μm)で除し,便宜上重ね継手強度と定義した.その値は,800-1700MPaであった.平成18年度に引き続き,厚さ25μmのNi基(NiNb_<53>Nb_<20>Ti_<10>Zr_8Co_6Cu_3)金属ガラス箔の実用継手形成を目指し,過冷却液体温度域で2枚の箔を重ねて溶接する,重ね溶接継手を形成する溶接法の確立を目的とした.昨年度推察された,短冊状箔材の真空熱処理温度861K迄の構造緩和,871K以上結晶化温度迄の試料全体でのhR14Ni_4Ti_3結晶相生成,947K以上での全面結晶化の微視的構造変化と引張破面に見られる粗いベイン模様を示す領域,細かいベイン模様を示す領域,平坦な領域の3種類の破面形態ならびに引張強度との対応関係を調査した.その結果,試料の微視的構造変化と破面形態の破面全体に対する割合(破面面積率)ならびに引張強度との間に関連性が見いだされた.また半導体レーザ,電子ビーム,ファイバーレーザの2枚重ね継手の強度と破面面積率の間にも比例関係が見られた.このことから,試料の微視的構造変化に応じて引張破面形態が変化し,それに応じて引張強度が変化すること,破面形態観察と破面面積率測定により試料の微視的構造変化の度合いがおおよそ把握できることが示唆された.3種類の溶接法での溶接ビード中央部TEM観察の結果,比較的冷却速度の早い電子ビーム溶接,ブァイバーレーザ溶接において溶接ビードが非晶質状態を維持していることを確認した.

さらに半導体レーザによりNi基金属ガラス箔とステンレス箔および純Ni箔との異材重ね溶接を実施し,溶接入熱および治具の抜熱を制御することにより,溶接欠陥の無い継手を形成した.
脂肪組織由来多能性幹細胞移植による肝代謝性疾患治療の試み

目的;脂肪組織由来幹細胞(ADMSC)移植による新たな代謝性肝疾患治療法の確立。方法と結果;ドナー;DPP4陽性ラット、レシピエント;陰性ラット。1.レシピエントラットの前処置として、門脈枝結紮により肝細胞増殖刺激を与えると共に部分肝X線照射を行いレシピエント肝細胞の増殖能を抑制。2.ドナーラットより分離の1成熟肝細胞、2小型肝細胞、3新鮮ADMSCをレシピエントラット脾臓へ移植。2カ月後犠牲死し肝臓摘出、DPP4染色施行。12で移植細胞によるレシピエント肝細胞の置換を認めた(2>1)。3は移植細胞は散在するのみ。ADSMCをin vitroで肝細胞へ分化を試みたが十分な分化を得られず。1)当初の予定通り、レシピエントラットに「門脈枝結紮+肝x線照射」の前処置を加えた。2)ドナー腹腔内脂肪より分離した新鮮なADMSCを10,000,000個、前処置後のレシピエントラット脾臓へ移植した。コントロールとしてはドナー肝から分離した肝細胞を移植した。3)8週後、犠牲死し、摘出肝から作成した凍結切片をDPP IV化学染色に供した。肝細胞を移植したコントロールでは、ドナー肝細胞は著明な増殖を認め、レシピエント肝細胞を置換した。しかしADMSC移植群では、ドナー細胞はレシピエント肝内へ生着し、肝細胞への分化を示唆するものの、その数はわずかであった。新鮮なADMSC移植では、肝再生刺激下でも十分な数の分化肝細胞を得ることは出来なかった。今後は、同様な前処置を行ったレシピエントラットに対して、ドナーより採取のADMSCをin vitroで肝細胞へ分化誘導させた後、移植する実験を行う予定である目的は脂肪組織由来幹細胞(ADMSC)の移植による新たな代謝性肝疾患治療法を確立することである。動物実験系を用いて、ADMSCから分化誘導したhepatocyte様細胞をレシピエント肝に移植し、さらに増殖刺激を加えることにより、増殖を促し、特に代謝性肝疾患に対する細胞療法の有用性を検討する。方法と結果;ドナー;DPP4陽性ラット、レシピエント;DPP4陰性ラット。1.レシピエントラットの前処置として、門脈枝結紮により肝細胞増殖刺激を与えると共に、部分肝X線照射を行いレシピエント肝細胞の増殖能を抑制した。2.ドナーラットより分離した、1成熟肝細胞、2小型肝細胞(肝細胞の前駆細胞)、3新鮮ADMSC(腹腔内脂肪組織由来)を、上記前処置を加えたレシピエントラットの脾臓内へ移植した。全てのレシピエントラットは研究期間中生存した。2カ月後に犠牲死させ、肝臓を摘出し、移植細胞を判別するためにDPP4染色を行った。12では移植細胞によるレシピエント肝細胞の置換を認めた(2>1)。3では移植細胞はレシピエント肝に散在するのみであった。移植前に、ADSMCをin vitroでhepatocyte様細胞への分化を試みたが、十分な分化を得られなかった。考察;成熟肝細胞や小型肝細胞は、選択的に増殖刺激を受けることにより、効率良くレシピエント肝内で増殖可能であり、将来の細胞療法の細胞源として有用であると考えられた。ADSMCに関しては、十分なhepatocyte様細胞への分化誘導は困難であり、肝疾患に対する細胞療法への応用は困難であると考えられた。再生医療学まず、基礎実験として、freshなADMSCを増殖刺激を加えたレシピエント肝内へ移植した。今後は、同様な前処置を行ったレシピエントラットに対して、ドナーより採取のADMSCをin vitroで肝細胞へ分化誘導させた後、移植する実験を行う予定である。未分化状態のADMSCは、再生刺激が存在する肝内で肝細胞(様細胞)に分化することが示唆された。ADMSCは脂肪内に存在し、骨髄中に存在する組織幹細胞に比較して、採取が容易、大量に採取可能、という利点を有している。将来の臨床応用への期待もあるが、肝疾患治療という目標達成には、今回の検討では、生着した細胞数が不十分であった。今後、1移植細胞の生着率の向上(細胞接着因子の利用、移植部位の見直し、等)、2in vitroで肝細胞分化後に移植を行う、等の工夫を要すると考える。当該年度では、freshなADMSCを移植する基礎実験までしか施行しなかったため。ADMSCをin vitroで肝細胞様細胞へ分化させた後、前処置を加えたレシピエントラットへ移植を行う予定。
オートファジーを標的とした膵癌に対する集学的な新規放射線化学療法の開発

オートファジーは放射線照射や抗癌剤の曝露後の細胞の生死を決定づけるとされる細胞内分子機構である。ヒト膵癌細胞を用い、放射線照射、抗癌剤(ジェムザール)、その併用療法でのオートファジーの誘導の程度を、LC3のWestern Blotでの定量や電子顕微鏡におけるオートファジー腔胞の証明を中心に解析し、更に動物実験におけるIn vivoの評価を中心に解析した。ジェムザールはオートファジーの誘導に有効な薬剤であり、更に併用療法ではオートファジーの増強が確認された。膵癌は最も難治な悪性腫瘍の一つである。近年、放射線治療とジェムザール等新規抗癌剤の併用が適応されつつあるが、原発巣の制御を含めて更なる治療成績の向上が望まれている。固形腫瘍では、放射線照射によるアポトーシスによる細胞死は数%であると報告され、非アポトーシスによる細胞死の誘導がその治療効果の鍵を握ると考えられる。その中でもオートファジーは放射線照射後の細胞の生死を決定づけるとされている細胞内分子機構であり、その制御が更なる治療効果を誘導する可能性が高いので今回の研究ではそのオートファジーに着目し、放射線照射、抗癌剤(ジェムザール)でのアポトーシスと対比した形でのオートファジーの誘導の程度を判定した。オートファジーに誘導の分子機序の証明と関連して、電子顕微鏡、LC3のタンパク量を示すウエスタンブロットにてジェムザール、放射線治療、併用の各々でLC3の発現が増加することをin vitro発見した。また電子顕微鏡でもそれに相応する空砲化などの変化を確認している。またオートファジーの選択的阻害剤を用いた検討でオートファジーは細胞死に深く関与していることを証明した。一方でアポトーシスの誘導は各々で殆ど変化が無かったので、抗腫瘍効果の増加分はオートファジーが深く関与していることが示唆された。更に動物実験にても細胞実験と一致する結果を得ており、併用療法はジェムザール、放射線治療各々の単独治療よりも治療効果が高く、その効果比に応じてマウスに移植した膵癌細胞から得られた腫瘍を用いる実験系にてオートファジーも強く誘導されることが証明した。課題はオートファジーを標的とした膵癌に対する集学的な新規放射線化学療法の開発であるが、膵癌は最も難治な悪性腫瘍の一つであり、放射線感受性は中程度であるものの、放射線治療単独では治癒に至ることが少ない。近年、ジェムザール等新規抗癌剤の併用が適応されつつあるが、原発巣の制御を含めて更なる治療成績の向上が望まれている。固形腫瘍では、放射線照射によるアポトーシスによる細胞死は数%であると報告され、非アポトーシスによる細胞死の誘導がその治療効果の鍵を握る。その中でもオートファジーは放射線照射後の細胞の生死を決定づけるとされル細胞内分子機構であり、その制御が更なる治療効果を誘導する可能性が高い。今回の研究ではそのオートファジーに着目し、放射線照射、抗癌剤(ジェムザール)でのオートファジーの誘導の程度を判定し新たな治療戦略を開発することを目的とした。方法と結果を以下に示す。ヒト膵癌細胞を用いてジェムシタビンの増殖抑制効果をMTT Assayで判定した。放射線照射と併用療法の効果はColony forming assayで判定した。ヌードマウス皮下にMIAPaCa-2を移植し、増殖抑制効果と生存率を比較した。オートファジーの関与は併用療法、ジェムシタビン、放射線照射の順で強いことがLC3の定量、電子顕微鏡像で確認された。一方、アポトーシス関与はいずれの治療法でも5%以下と少なかった。3-MAを作用させAutophagosomeを定量した検討ではオートファジーは本治療法では細胞増殖抑制に寄与していることが示唆された。In vivoでもオートファジーの関与に相関するように腫瘍の増殖抑制効果が確認され、摘出腫瘍ではLC3、Beclin-1の発現が確認された。今回の検討ではアポトーシスではなく、オートファジーが膵癌の増殖抑制効果に強く関与していることが判明し、新たな知見と考えられた。その中でもオートファジーは放射線照射後の細胞の生死を決定づけるとされる細胞内分子機構であり、その制御が更なる治療効果を誘導する可能性が高い。前年度の研究ではそのオートファジーに着目し、放射線照射、抗癌剤(ジェムザール)でのオートファジーの誘導の程度を判定し、LC3のWestern Blotでの定量や電子顕微鏡におけるオートファジー腔胞の証明を中心に解析してきたが、本年度では時に,動物実験におけるIn vivoの評価を中心に解析した。移植腫瘍での放射線照射、ジェムザール、併用療法におけるオートファジーの関与の検討に対して免疫組織学的評価を中心に実施したが、併用療法ではオートファジーが増強されることが確認された。さらに他の抗癌剤を用いて同様の実験結果が得られるか否かを検討したが、ジェムザールと比較してオートファージーの反応は少なく、また放射線照射の併用においても増強効果が弱い実験結果を得た。

このことから、オートファジーの膵癌における関与は薬剤により選択的であり、広域の反応ではない。むしろジェムザールがなぜ、高頻度にオートファジーを起こしやすいかは現時点では不明であるが、今後は興味ある観点であると考えられる。現時点では培養細胞を用いたin vtitroの検討を重ねているが、明確な分子機序を証明するには至っておらず、今後も検討を続けていく予定である。
ダメージ関連分子パターンに着眼した肺線維化関連疾患に対する新規治療法の開発

特発性肺線維症(IPF)は肺がんを合併したり、手術などのストレスにより重篤な呼吸不全に陥るが、肺線維化の機序については分子レベルでは十分に解明されていない。一般に細胞障害などのストレスに伴い細胞からダメージ関連分子パターン(DAMPs)が放出され、炎症を惹起することがわかっている。申請者らは、肺の線維芽細胞にDAMPsの受容体であるRAGEが発現していること、さらに、放出されたDAMPsが線維芽細胞のRAGEを活性化し線維化を促進することを見出した。本研究では、DAMPs→RAGE→肺線維化パスウェイの中心的分子を同定し、肺の異常線維化に関連した疾患・病態に対する新規治療法の開発を目指す。
代数幾何・表現論・組み合せ論の研究と整数論への応用

1.分担者有木は、巡回群の対称群による環積に対応したヘッケ環について研究し、その既約表現の構成(共同研究)と、環が退化するためのパラメーターの条件を求めた。今後の展望として、退化したヘッケ環の表現論や、原始的な鏡映群に対応したヘッケ環の構成とその表現論について研究して行く。2.分担者田中は、対称群に対応したヘッケ環及びその既約表現の基底について調べ、パラメーターqがOに近付いて行くときの様子を組み合せ論的に記述した。今後は上記有木ー小池の導入したヘッケ環や、プラウアーの交換子環のqアナローグに対して同様の考察を進めて行きたい。3.分担者松下は、フィボナッチ数やルカ数について研究をし、種々の性質を発見した。今後より一般化した形での成果をあげて行きたい。4.上記三者は、定期的にセミナーを開き、有限体上の一般線形群の既約表現の制限則を階数の小さな場合に計算した。今後この結果を一般の階数の場合に拡張し、その組み合せ論的な記述を目指す。5.分担者中村は、素数分布に関するエルデーシュの予想を解決した。また多重完全数についていくつかの性質を発見した。今後もこれらの研究を継続して行く。6.代表者彌永は、以上の成果をふまえつつ、二次体上の二次形式やエルミート形式についての結果を得た。今後はこれらの結果を上記の分担者の研究に反影させながら、更に深い研究をして行く。特に4の研究と深いかかわりがある事が期待される。
組織因子が産業事故潜在イベントに及ぼす影響に関する基礎的研究

【目的】近年、経営管理的な問題をはじめとする組織因子によって誘発される産業事故、すなわち"組織事故"に関する研究が活発化している。これは、産業事故の発生原因を技術的な問題や個人の問題に限定することなく、組織全体の問題としてトータルに捉えようとするものであり、産業事故防止に対する新たな視点として注目されている。しかしながら、未だ従来の研究では、組織事故の発生プロセスを特定するには至っていない。そこで本研究では、平成12年度から平成13年度にわたる2ヶ年を通して、組織因子と産業事故発生との関わりを定性的に検討し、組織事故の発生プロセスに関する理論的枠組みを構築することを目的とする。【実施概要】平成13年度は、平成12年度に構築した仮説的な組織事故モデル(リスク事象に対する6つの処理ステップからなる組織のリスク情報処理モデル)の精緻化を行うことを目的とした。まず第1に、組織因子に関する既存の主要なモデル(11モデル)について概観し、それらの相互比較を通して組織因子の再整理を行った。その結果、モデル内に体系的に含まれるべき組織因子の領域や概念的枠組みなど、組織事故モデルの精緻化に向けての示唆が得られた。第2に、組織事故事象として位置づけられる「JCO事故」を分析対象とし、上記仮説モデルを用いて事例分析を行った。その結果、リスク事象が組織因子としての機能をもつに至る過程の連鎖や各処理ステップに関与する組織因子の種類など、組織事故モデルの精緻化に向けての示唆が得られた。第3に、産業組織を対象としてヒヤリング調査を実施し、実際の組織内のリスク情報処理プロセスの詳細、および各処理ステップに関与する組織要因についての意見聴取を行った。その結果、組織のリスク情報処理プロセスの階層性やそのパターンなど、組織事故モデルの精緻化に向けての示唆が得られた。第4に、以上の一連の調査・分析を通して得られたモデル精繊化に向けての示唆を上記仮説モデルに反映させ、最終的に、「リスク事象の発生プロセス」と「リスク事象の継続プロセス」の2段階プロセスから組織事故の発生を説明する"包括的組織事故モデル"が構築された。そこで本研究では、平成11-12年度の2ヶ年を通して、組織因子と産業事故の発生との関わりを詳細に検討し、組織事故の発生プロセスに関する理論的枠組みを構築することを目的とする。【実施概要】平成11年度は仮説的な組織事故モデルの構築を行った。まず第1に、安全に関する組織研究(組織信頼性研究/安全文化研究など)についての広範なレビューを行い、既往研究にて確認されている組織因子を同定した。第2に、実際の産業組織(化学プラント)を対象としてヒアリング調査を実施し、文献調査にて抽出不足であった組織因子を新たに同定した。第3に、以上の検討を通して明らかにされた組織因子群と産業事故の発生プロセスとの関連づけを行い、両者の関係を特定するモデルの構築を試みた。その検討過程においては、潜在リスク情報を組織はどのように発見し処理するのか、そのような組織の情報処理にはいかなるステップがあるのか、その過程で潜在リスクはどのように組織内に潜伏して事故を発生させるのか、以上3点が明確になるよう配慮した。その結果、6段階の組織情報処理プロセス(情報認知段階、情報検討段階、関連情報収集段階、リスク評価段階、対策立案段階、対策実行段階)を基礎とする仮説的な組織事故モデルが構築された。そして最終的に、当該仮説モデルの枠組みに基づいて、組織因子に関する評価項目(組織のセルフチェック用)を抽出した。これは、6段階の組織情報処理プロセスのそれぞれに関わる組織因子を暫定的に評価するためのものであり、12次元261項目から構成されている。

第3に、産業組織を対象としてヒヤリング調査を実施し、実際の組織内のリスク情報処理プロセスの詳細、および各処理ステップに関与する組織要因についての意見聴取を行った。その結果、組織のリスク情報処理プロセスの階層性やそのパターンなど、組織事故モデルの精緻化に向けての示唆が得られた。第4に、以上の一連の調査・分析を通して得られたモデル精繊化に向けての示唆を上記仮説モデルに反映させ、最終的に、「リスク事象の発生プロセス」と「リスク事象の継続プロセス」の2段階プロセスから組織事故の発生を説明する"包括的組織事故モデル"が構築された。
長時間スケールの解析を可能にする位相空間サンプリング分子動力学法の開発

分子動力学で取り扱えない長時間スケールの解析を可能とする位相空間サンプリング分子動力学法を開発した。開発した手法をベースとした転位の反応経路解析を、単結晶シリコンの転位生成メカニズムにおいて長年論争があったシリコンの転位のShuffle-Glide論争へ適用した。結果、高温・低応力でGlide-set転位が、低温・高応力でShuffle-set転位が発生することを示し、半導体、MEMS分野へ応用した。本研究では、分子動力学の時間スケールのギャップの問題を解決し、長時間スケールのシミュレーションを可能にする位相空間サンプリング型分子動力学法の開発を行う。具体的には、加速MD手法とNEB法を有機的に結合する。加速MD手法は、あらゆる起こりうる反応経路をサンプリングするための手法として用い、サンプリングされた反応経路をNEB法によって詳細解析する。研究期間内では、最初の適用先として、半導体素子の単結晶シリコンの転位生成の初期過程を取り扱う。平成20年度は、加速MD手法とNEB手法を結合した位相空間サンプリング分子動力学シミュレータのために、加速MD手法で得られた様々な原子の軌跡を使って、NEB法を行うソフトウェアを開発した。そして、実際の転位生成現象への適用のために、インターフェースなどの周辺部分についても開発を行った。結果の一部は、Journal of Applied Physicsへ投稿され、採択された。次に、転位の生成過程を表現する分子動力学ポテンシャルの開発のために、汎用電子状態計算ソフトVASPを使って、様々な転位の解析を行い、結果を合わせこんだポテンシャル作成を試みた。ポテンシャル作成の手法は完成したため、データの収集をさらに行う予定である。手法の一部は、Journal of Applied Physicsへ投稿され、採択された。最後に、作成したポテンシャルを用いて、実際に位相空間サンプリング分子動力学を行い、生じうる様々な転位現象をシミュレートした。具体的には、様々な応力場(応力場の形態・強さ)での転位生成、発生起点の状態依存性(表面、界面、再配列)などについて検討した。平成21年度は。加速MD手法とNEB手法を結合した位相空間サンプリング分子動力学シミュレータの開発を行った。加速MD手法で得られた、様々な原子の軌跡を使って、NEB法を行うソフトウェアを開発し、これらを統合した、位相空間サンプリング分子動力学シミュレータの開発を行った。成果は、Journal of Applied Physicsに投稿され、採択された。次に、転位の生成過程の電子状態計算とそれを表現する分子動力学ポテンシャルの開発を行った。成果は、Acta Materialiaに投稿され、採択される他、開発プログラムをhttp://www.fml.t.u-tokyo.ac.jp/potenfit/で一般公開した。最後に、転位の生成過程の状態サンプリング、活性化エネルギと状態のテーブル化を行い、様々な応力場(応力場の形態・強さ)での転位生成、発生起点の状態依存性(表面、界面、再配列)などについて詳細に検討した。成果は、現在Journal of Applied Physicsに投稿中である。開発した位相空間サンプリング分子動力学法を実際の転位の問題への適用した。半導体素子は、多種の薄膜で構成され、膜が堆積時の真性応力や熱応力を有するため、シリコン基板内には高い応力が生じる。膜の構成過程は、通常800°C以上の高温で行われるため、シリコンは脆性破壊せず、転位を放出する延性破壊をする。たとえば、シリコン上に堆積したSiN膜の真性応力により転位が発生する。発生した転位をTEMやエッチングなどにより観察すれば、転位発生応力の温度依存性データが実験的に得られる。筆者らは、現在までに開発済みの転位動力学ソフトウェアを使って、この転位の解析を行っていたが、数nmのサイズの転位発生条件は転位動力学の適用範囲外なため、試行錯誤でその条件を決めていた。本研究の成果によりは、この発生条件を明らかにすることが可能になり、結果は、J.Apply.Phys.に投稿され、採択された。本結果は、日立・東芝と行った共同研究の実験データを説明することが出来き、半導体素子の転位発生評価法の確立・一般化が出来たものと考えられる。また、MEMSの分野で低温域で発生するShuffle-set転位についての解析も同時に行い、これもMEMSにおける転位の発生の実験結果とよく対応することがわかった。結果の一部は、Philo.Mag.Lett.に投稿され、採択された。加えて、ナノピラーへの適用も行い、Phys.Rev.Bへ投稿し、採択された。
歴史的石造構造物の劣化度,残存強度および耐震性の評価法に関する研究

日本ではこれまで歴史的な土木構造物が重要文化財としてほとんど保護されてこなかったため、都市化による開発や防災を理由として、土木史上の貴重な遺産が次第に姿を消しつつある。その一方で、歴史的石造構造物の中には材料の劣化による強度低下や耐震性が懸念されるものもある。歴史的石造構造物の崩壊は貴重な文化財の消失であるのみならず、人命への大きな危険をはらんでいる。本研究は、歴史的な土木構造物の中で、特に石造構造物の保存に構造および材料工学の立場から注目したものである。わが国には歴史的な石橋、石垣、石塔など、「ヨーロッパは石、日本は木の文化」という一面的認識を覆すだけの石の文化財の蓄積がある。歴史的、文化的価値の高い石造構造物の石材の種類、岩石学的特性、劣化状態などを明らかにするとともに、その残存強度や耐震性の評価法を確立して今後も永く良好な状態で保存していくことは、構造・材料工学に携わる科学者の重要な使命と考える。本研究の成果は次の通りである。1.石材やコンクリートのような脆性材料について、骨材、その間を充填するマトリクス、および骨材とマトリクスの界面の特性を考慮したメゾスコピックなコンピュータモデリングに基づく破壊過程のシミュレーション法を提示した。この成果を、セメント・コンクリート論文集51号(1997年)に発表した。2.一方、大寸法の実構造物では、非均質材料をマクロスコピックに等方性均質材料と見なし、構造解析と破壊力学的考察を行った。これらの成果を、土木学会構造工学論文集Vol.43A(1997年),Engineering Computations Vol.15,No8(1998年),土木学会論文集No.627(1999年)に発表した。1.石材の設置・埋没環境による工学的特性の試験研究建造後150年を経た石造アーチ橋の現地廃石材を用いて、その地質学的試験および物理的・力学的特性試験を行った。2.組積構造物の非線形解析法の提案石材ブロックの回転変形により、全断面圧縮状態から部分断面圧縮状態に変化して不安定変形が発生する組積構造物の非線形力学挙動をシミュレートできるように、ブロックの開口変位を考慮した新しい剛体-バネ系モデルを提案した。解析結果を石造アーチ橋の載荷試験結果と比較し、提案した非連続体モデルの有効性が認められた。3.歴史的石造アーチ橋の破壊に対する安全性150年を経た多連式石造アーチ橋の解析例によれば、石材ブロックの開口を無視した圧縮破壊安全率の計算値は、開口を考慮した場合の約3倍となる。すなわち、連続体モデルはアーチ石橋の安全性を過大評価する。また、石造アーチ橋の強度破壊に対する安全率はかなり大きいが、基礎にわずかな変位が発生すると、橋の安定性は低下することが定量的に確認された。小さな供試体により得られる石材接合面の変形特性をそのまま用いたアーチ橋の解析結果は、載荷試験結果と比べて著しく大きなたわみおよび目地伸縮量を与える.本研究は、歴史的な土木構造物の中で、特に石造構造物の保存に構造および材料工学の立場から注目したものである。切り出された自然石を空積みした石造構造物のような不連続体の静的および動的解析には、連続体と違って種々の困難があり、その残存強度や耐震性を適切に評価する構造工学的手法はまだ確立されていない。本研究では、不連続体モデルによる石造構造物の非線形解析法を新たに提案し、歴史的石造構造物の残存強度や耐震性の評価を行っている。前年度は土中、水中、地表上等、石材の置かれた環境別に、石造構造物現地の廃石材を用いて石材の地質学的試験および物理的・力学的特性試験を行った。

今年度は、不連続体力学モデルによる石造構造物の静的破壊挙動のコンピュータシミュレーションを行った。切り出された自然石を空積みした石造構造物のような不連続体の静的安定解析法はまだ確立されていない。ここでは、古いアーチ橋のような石造構造物を個別の石材ブロック要素からなる不連続体として扱い、前年度に明らかにされた材料の変形および強度特性を要素境界面の分布ばねに集約させる非線形解析モデルを提案した。購入した動ひずみ測定カードおよび電圧測定カードは、提案モデルによる石造構造物の安定性および破壊挙動のシミュレーション、さらに同構造物の動的応答解析の照査実験に使用した。日本ではこれまで歴史的な土木構造物が重要文化財としてほとんど保護されてこなかったため、都市化による開発や防災を理由として、土木史上の重要な遺産が次第に姿を消しつつある。その一方で、歴史的石造構造物の中には材料の劣化による強度低下や耐震性が懸念されるものもある。歴史的石造構造物の崩壊は貴重な文化財の消失であるのみならず、人命への大きな危険をはらんでいる。本研究は、歴史的な土木構造物の中で、特に石造構造物の保存に構造および材料工学の立場から注目したものである。わが国には歴史的な石橋、石垣、石塔など、「ヨーロッパは石、日本は木の文化」という一面的認識を覆すだけの石の文化財の蓄積がある。歴史的、文化的価値の高い石造構造物の石材の種類、岩石学的特性、劣化状態などを明らかにするとともに、その残存強度や耐震性の評価法を確立して今後も永く良好な状態で保存していくことは、構造・材料工学に携わる科学者の重要な使命と考える。本研究では、石材やコンクリートのような脆性材料について、骨材、その間を充填するマトリクス、および骨材とマトリクスの界面の特性を考慮したメゾスコピックやコンピュータモデリングに基づく破壊過程のシミュレーション法を提示した。一方、大寸法の実構造物では、そのような非均質材料をマクロスコピックに等方性均質材料と見なし、構造解析と破壊力学的考察を行った。また、古い石造アーチ橋を個別の石材ブロック要素からなる不連続体として扱い、石材の変形および強度特性を要素境界面の分布バネに集約させる非線形解析モデルを提案した。
次世代全光ルータの設計に関する研究

本研究プロジェクトは,光スイッチの設計,光バッファリング素子の設計,全体的なルータアーキテクチャの設計を研究することである.光スイッチの設計に関しては,方向性結合器(DC)技術に基づく設計と,アレイ導波路回折格子(AWG)技術に基づく設計の両方の研究を行った.光バッファリング素子の設計に関しては,先入れ先出し(FIFO)共有光バッファ,後入れ先出し(LIFO)バッファ,光マルチプレクサの研究を行った.全体的な光ルータの設計に関しては,初めての共有光ルータアーキテクチャを研究した.また,共有光ルータにおいて,パケット順序を維持するための効率のよいパケット制御法およびスケジューリングアルゴリズムも開発した.本研究プロジェクトは,光スイッチの設計,光バッファリング素子の設計,全体的なルータアーキテクチャの設計を研究することである.光スイッチの設計に関しては,方向性結合器(DC)技術に基づく設計と,アレイ導波路回折格子(AWG)技術に基づく設計の両方の研究を行った.光バッファリング素子の設計に関しては,先入れ先出し(FIFO)共有光バッファ,後入れ先出し(LIFO)バッファ,光マルチプレクサの研究を行った.全体的な光ルータの設計に関しては,初めての共有光ルータアーキテクチャを研究した.また,共有光ルータにおいて,パケット順序を維持するための効率のよいパケット制御法およびスケジューリングアルゴリズムも開発した.我々の2009年の研究は以下に示す通りである.1.光バッファは,光ネットワークにおいて競合を解決するための基本的な要素である.現在の研究では,スイッチファイバ遅延線(SDL)を用いて,光バッファをエミュレートすることに焦点が当てられている.我々は,光フィードバックSDL構成に基づいた,後入れ先出し(LIFO)バッファおよび先入れ先出し(FIFO)バッファの設計の研究を行った.特に,サイズBのLIFOバッファをエミュレートするための新たなスケジューリングアルゴリズムを提案し,従来の設計では9logB本も必要であった遅延線を2logB本に削減可能であることを示した.FIFO光バッファについては,SDLを用いて1対2の共有バッファをエミュレートする方法を示し,さらに拡張して,より一般的なN対2の揚合のエミュレート方法も示した.2.SDLベースの光バッファのブロッキングや遅延の特性は,従来のメモリ(RAMなど)とは大きく異なる.そのような新たな特性を解明するために,我々は光バッファに対する新たな待ち行列モデルを開発した.そのモデルに基づき,プロッキング率と平均遅延の閉形式を導き,バッファの性能とシステムパラメータ(光バッファ長やファイバ遅延線の時間粒度など)とのトレードオフの関係を研究し,さらに,パケット長の分布がバッファの性能に与える全体的な影響を評価した.3.アレイ導波路回折格子(AWG)は,高速で大容量の波長分割多重方式スイッチを構成するための非常に有望な技術である.我々は,波長ー波長,および,波長ーファイバの両方のリクエストモデルに対して,スイッチング速度が高速でノンブロッキング特性を保証可能な新たな自己ルーティングAWGスイッチ構成を提案した.提案した新たなスイッチに対し,ハードウェアコストやクロストーク性能の解析を行った.1.スイッチファイバ遅延線(SDL)に基づき,我々は一般的なN対Nの共有光キューとバッファのアーキテクチャの研究を行った.このような光キューの設計のために,出力から入力にフィードバック接続される複数のファイバ遅延線(FDL)が共有バッファとして機能するような,フィードバック型のクロスバスイッチ構造を採用した.FDLの長さを適切に設定し,FDL間でパケットを適切にスケジューリングすることで,提案する構造がアイドリングなしの先入れ先出し(FIFO)共有光キュー(バッファ)として動作することを示した2.SDLと単一ステージのフィードバックスイッチ構造に基づいて,後入れ先出し(LIFO)光バッファのためのより効率のよい設計を研究した.各FDLの長さの設定とFDL間のパケットスケジューリングを適切に行い,また,FDLがサポートするパケットの同時読み込み/書き込み機能を利用することで,バッファ容量を大幅に増加可能であることを証明した3.制約つき遅延の要求下で,バッファ内でのパケットロスのプロセスを研究した.本研究では,ある連続する到着パケットのブロックにおいて,パケットロス数の確率分布に注目した,我々は,様々なパケットサイズの分布に対して,上記のパケットロス数を計算するための一連の再帰方程式を導出した.また,制約つき遅延やパケットサイズ分布,トラヒック負荷の影響を評価した4.ルータのリンク効率を改善するためのリンクオーバブッキング手法を開発し,さらにフローレベルでサービス保証を行う適切なリンクオーバブッキングの係数を決定するための統合的な分析フレームワークを開発した.提案手法におけるリンク効率とフローのサービス品質(QoS)間のバランスを調査するために,制約つきパケット遅延(遅延に影響されやすいフローに関係する)または有限バッファサイズ(パケットロスに影響されやすいフローに関係する)の下で,対応する待ち行列モデルを開発した1.我々は,専用の入出力キューと比べてより効率の良い構成のキューとして,スイジチファイバ遅延線(SDL)に蓋づくN対Nの共有光キューの構成に注目した.我々が考案した構成は,入力(出力)が外部の到着(出発)のために予約されるクロスバスイッチで構成され,残りの出力から残りの入力にフィードバックされるようにファイバ遅延練(FaL)が接続される.最初に,FDLの長さを適切に設定し,FDL間でパケットを適切にスケジューリングすることで,考案した構造がアイドリングなしの先入れ先出し(FIFO)共有キューとして動作することを示した.

さらにこの成果を,パケットが任意時間に格納され,非FIFO順に出力されるような,より一般的な共有バッファの設計に拡張した.我々の研究は,SDLに基づくN対NのFIFOとN対Nの優先共有バッファの両方に関して,オーダsqr(NB)のFDLによりサイズBのキュー/バッファを構成するための理論的な最初の試みを報告するものである.2,後入れ先出し(LIFO)バッファは輻輳制御とQoS保証を行う基本的なネットワーク要素である.我々は,フィードバックSDLアーキテクチャに基づいた2つの光LIFOバッファ構成を開発した.これらは,クロスバスイッチといくつかのフィードバックファイバ遅延線(FDL)で構成される.最初に,FDLに特定の長さを割り当て,適切なスケジューリングアルゴリズムを用いることにより,サイズBのLIFOバッファをおおよそ3logB本のFDLで構築可能なことを示した.さらに,新たなFDLの割り当てとスケジューリングアルゴリズムを用いることにより,このフィードバック構成がおおよそ2logB本のFDLを用いるLIFOバッファをエミュレート可能なことを示した.我々の2つのバッファ構成は大きなサイズのクロスバスイッチをもとにしているが,FDLのグループ化手法により,複数の独立した小さなサイズのスイッチで構成可能であり,よりよいスケーラビリティを提供可能なことが分かった.3.さらに,より効率のよいSDLベースの光LILOバッファの構成を研究した.最初に,(MU)×(M+1)のクロスバスイッチとクロスバの各入出力を接続するM本のFDLからなる単一ステージのフィードバック構成により,サイズB=2×2pow(M/2)-2(Mが偶数)または(3/2)2pow((M+1)/2)-2(Mが奇数)であるLIFOバッファを構築可能であることを示した.これは,各FDL長の設定とFDL間のパケットスケジューリングを適切に行い,さらにFDLがサポート可能なパケットの同時読み込み/書き込み機能を利用することで実現されている.さらに,単一の大きなスイッチではなく,より小さなスイッチをカスケード接続することにより,上記の新たなLIFOバッファをはるかに少ない数の基本.2×2スイッチ要素で実装可能であることを示した。
身近な鳴く虫の生態と分類の調査、及び初等中等の教育現場における教材化について

近年,子どもたち(高校生や大学生を含む)の虫に対する興味・関心は薄れてきていると思われる。身近な場所に虫が鳴くような自然がなくなってきたことも相まって,虫に対して「知ってはいるが,実際には身近ではない」と感じることが今後,さらに多くなることが危惧される。本研究は,初等・中等の現場において有効な昆虫の教材化を目指したものであり、その成果の一部は、学校教員養成課程における大学生の昆虫に親しむことの意識を高めるためにも有効に活用されると思われる。昨年度に引き続き、横浜国立大キャンパスと鎌倉市内の神社仏閣周辺の里山林において,調査を行った。また、大学の講義においても、鳴く虫の声を聞き、どのように言語化するか、アンケートを行った。大学内や里山林においては、昆虫相から鳴く虫(種類)を抽出し,各種の鳴き声を録音し,鳴き声から分布を推定するという調査を継続して行った。また,各種が鳴く時間帯や場所、日時と合わせて鳴き声カレンダーを製作し、大学の授業の中で学生に提示し、どのように教材化するかを議論した。鳴く虫の中で代表的なセミ類については,2012年から継続している発生消長の調査を行い、その年変動が明らかになった。その調査結果の一部と鳴く虫の教材化については、「昆虫と自然」誌に掲載された。セミ類以外の鳴く虫についての概要は次の通りである。鳴く虫の中では,アオマツムシ,カネタタキ,コオロギ類が多く観察された。コオロギ類は地面付近で鳴くことが多いが,その他の種では樹木の葉上など,地面より高い場所で鳴くことが多い。また,鳴く季節と時間帯は,秋の夕方から夜だけ,ということはなく(この季節のこの時間帯に鳴き声の聞こえるピークがある),初夏から初冬まで,時間帯もほぼ1日中,鳴き声を聞くことができた。鳴く虫カレンダーの作成を基にした身近な鳴く虫の教材化の可能性について論じた。鳴く虫の調査については、順調に調査が行われている。ただし、音(鳴き声)は聞こえるものの、標本が採集できない種類が複数種いるため、その確定は急務である。音源の解析は、未だソフトウエアの使用に難があり、その解析もまた急務である。代表的なセミ類とコオロギ類等については、すでに報告を学術雑誌に掲載済みであり、今後も複数本の報告を投稿予定である。成果の公表という意味では、順調に進んでいると思われる。神奈川県内だけではなく、県外の代表的な音源の採集が未だ、未完成であり、確実に遂行したいと考えている。昆虫を身近に感じる、という教材としての価値を高めるために、教員養成課程の大学生や若手教員に対しても教材化の価値を高めるような活動をしていきたいと考えている。身近な虫の鳴き声の言語化もそうであるし、セミの抜け殻から種類を探索したり、鳴き声を覚えて、それを基に鳴く虫の分布を記録していく活動などの実践を行いたいと考えている。神奈川県内だけではなく、県外の代表的な音源(セミ類やコオロギ類など)の採集が未だ、未完成であり、2019年度が最終年度であるため、確実に遂行したいと考えている。また、その成果の公表も可能な限り、早くに行いたいと考えている。鳴く虫だけではなく、一般的な昆虫をも身近に感じる、という教材としての価値を高めるために、教員養成課程の大学生や若手教員に対しても教材化の価値を高めるような活動をしていきたいと考えている。教科書に出てくるようなカイコやアオムシだけではなく、トンボやチョウ類なども含めての活動を想定して教材や学習材としての価値を高めていくことが最終目標である。それらを行うことで、今後、教育現場での虫に関する活動が増え、ひいては子どもたちの虫への興味も触発されるものと考えている。我々の身近な場所に多くの「鳴く虫」が棲息している。本邦では古来より,鳴く虫を愛でる文化があり,セミやキリギリス,スズムシなどは俳句の季語や文学作品にも使われる。鳴く虫は,昆虫類の中でも親しみやすく,身近な存在であるが,その分類や生態は解明されていないことも多い。本研究では,昆虫類の中の鳴く虫の分類と生態,特に鳴く時間帯や時期(季節)を調べ,その結果をもとに小中学生向けの教材開発を試みた。近年,身近な場所にも多くの外来昆虫の存在が知られている。鳴く虫を愛でる文化の一端を,外来昆虫に依存している可能性もあると考え,在来種だけではなく,外来種に関してもデータ収集を行った。調査は,野外で鳴く虫の声を録音して音源を保存すること,その音の主を採集し,鳴いている時間帯を記録し,また周年の鳴く時間,時期を表すカレンダーの製作を試みた。教材化に関しては,まず,子どもや現職教員に音(鳴き声)を聞いてもらい,その音を紙に書いて表現する,という作業をしてもらった。その後,他の子どもや教員の書いた音の表現を見て,その音を真似ることができるかを試してもらった。カタカナ書きの音(鳴き声)の表現にも多様性があり,濁点や小文字,ハイフンの使用法等も様々で,表現が一致することはほとんとどなかった。

また,他者が書いた音(鳴き声)の表現を真似るという作業もかなりの困難を伴うことが明らかとなった。これらの活動を通して,子どもや教員が鳴く虫やその鳴き声に興味をいだくことは明らかであるものの,その声を記憶し,野外で実際に聞き分けることは困難であると考えられる。今後は,多くの種の鳴き声の音源収集を行い,声の主との対応をつけ,鳴く虫カレンダーの充実に努めながら,子どもや教員が野外で鳴く虫の声を聞き分けられるような教材開発を行っていきたい。これまでの野外調査の結果、単一種の虫が1個体で鳴くことはなく、時間帯もばらばらであった。そのため、どの種が鳴いているのかの判定が野外では困難であった。飼育環境下でも鳴く行動はほとんど見られず、そのため、鳴き声と声の主の対応関係がわからない例が多々、あった。これらをふまえて、野外での採集に関しては、餌でトラップする方法を用い、雌雄のペアを採集するなどの工夫が求められる。これまでのところ、外来種のセミなどの音源が採集されているが、他は3から5種の鳴き声が混在しているため、まず鳴き声の判別をつけ、種と対応させる作業を優先して行っていく。これらの情報に関しては、図鑑類がほとんど利用できず、代表的な秋の虫に関する情報しかない。普通種だけではなく、多くの種の音源採集が望まれると考える。27年度は生物教育学会において、口頭発表を行い、現場の先生からいくつか指摘を受けた。それらをもとに、計画の微修正を行いつつ、計画を推進していく予定である。鎌倉市内の神社仏閣周辺の社寺林と横浜国立大学構内において、植生と昆虫相を調査した。両地において、植生には昨年度と変化がなく、季節変化もほとんどなかった。セミ類の生態と脱け殻(脱皮殻)については、以下のような結果が得られた。各種の遅鳴き(鳴き終わり)は、ニイニイゼミ、アブラゼミ、ミンミンゼミ、ツクツクボウシ、ヒグラシ、の順であり、これは初鳴きの順とほぼ同じである(初鳴きは、ミンミンゼミとツクツクボウシが逆)。各種の殻出現日の最終日は、上記の遅鳴きと同じ順で、ヒグラシは10月初旬まで観察された。クマゼミの鳴き声は確認されたものの、抜け殻は採集されなかった。セミ類以外の昆虫は、以下のような種が確認された。アオカナブン、ヒカゲチョウ、クロコノマチョウ、オオススメバチ、キイロススメバチ、ジャコウアゲハ、オオヒラタシデムシ、ウスバカゲロウ、コウスバカゲロウ。鳴く虫としては、アオマツムシ、カネタタキ、などが採集されたが、鳴き声の良好な音源は採集できなかった。音源を録音するために採取した個体は、室内で飼育を行った。また、平成29年1月、生物教育学会(於:東京学芸大学)での発表を行った。タイトル:脱皮殻を用いたセミ科の分類と都市近郊における6種の発生消長、発表者;西栄二郎・松尾香菜子(横浜国立大・教育,松尾ー現川崎市立殿町小学校)、発表概要;セミの脱皮殻(抜け殻)を用いた環境調査や環境教育が近年,盛んに行なわれている。脱皮殻による検索表も多く報告されているが、種内の変異や種間の差異についてはほとんど報告されていない。本発表では、これまで提示されてきた検索表の中でも分類が難しいとされるハルゼミとヒメハルゼミの地域変異について述べた。当初の予定とほぼ同様なペースで進んでいる。鳴く虫の音源採集に難があるが、野外から採集した虫を室内で飼育することで、良好な音源が採取できることがあり、それを元に研究の進捗が見込まれる。