hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全てのＨＬＡクラスＩを対象としたＣＭＶ特異的ＣＴＬ監視法および樹立法の開発

CMV特異的CTLの検出法として、IFNγELISPOTassayの条件を検討した結果、末梢血単核球、CD8陽性T細胞のみでは、十分な感度が得られなかったが、CD8陽性T細胞に抗原提示細胞であるCD40活性化B細胞を加えることにより、CMVpp65特異的T細胞が検出可能であった。CMV既感染のHLA一致ドナーより造血幹細胞移植を行う患者およびそのドナー、計5組より、文書同意を得た上で血液を採取し、未知エピトープを同定中である。既知および同定したペプチドを含めIFNγELISPOTassayを行う予定である。前年度、健常人血液検体および患者血液検体収集のためプロトコールをヒトゲノム・遺伝子解析研究倫理審査委員会に申請し、承認を受けた。現在までに、5組のHLA一致血縁者間造血幹細胞移植患者、ドナーより同意を得て、移植前および移植後day 30, day 60, day 90, day 180の検体を保存した。CMVpp65由来エピトープが既知であるものをHLA-A:18種類、HLA-B:14種類、HLA-Cw:4種類のペプチドを合成し、準備しているが、HLA-A,B,Cの各アリルとも既知であったレシピエント・ドナーは1組のみであり、その他は、CMVpp65由来エピトープが未知であるアリル(HLA-A*31:01,HLA-B*13:01,B*54:01,B*55:02, HLA-C03:03,C*03:04)を含んでいたため、これらドナーでのCMVpp65特異的CTL株樹立およびエピトープ同定を行なっている。2)造血幹細胞移植後患者におけるCMVpp65抗原特異的CTLのモニタリング当院における同種造血幹細胞移植後の患者末梢血中のCMVpp65特異的CTLの動態を解析する。既知および新規同定したCMVpp65抗原エピトープペプチドを用い、患者または幹細胞移植ドナーの有するそれぞれのHLAアリルに提示されるペプチドCD40ーB細胞にパルスし、反応性をIFN-γELISPOT法にて解析する。CMVpp65由来エピトープがすべて既知であるレシピエント・ドナーについては、day180までの検体が揃い次第、未知であるアリルを有するレシピエント・ドナーについては、免疫優位なエピトープが確定し次第、IFNγELISPOT assayを行う予定である。造血幹細胞移植後におけるウイルス感染症は、依然大きな問題である。移植後早期のサイトメガロウイルス(CMV)感染症は、CMV抗原血症またはCMV-DNAのモニタリングによりPre-emptiveに抗ウイルス剤を使用することによりコントロール可能となったが、移植後100日以降の後期サイトメガロウイルス感染症は抗ウイルス剤に耐性のことが多く、CMV肺炎などのCMV病に進展した場合には死亡率46%(Boeckh et.al., Blood 2003)と治療成績は極めて不良である。難治性の移植後ウイルス感染症(CMV,EBVなど)に対して、ウイルス特異的細胞傷害性T細胞を投与する養子免疫療法が試みられており、有望な成績が報告されている。しかし、欧米人に多いHLA型を対象としたものであるため、日本人では一部にしか適用できない。現在までに、5組のHLA一致血縁者間造血幹細胞移植患者、ドナーより同意を得て、移植前および移植後day 30, day 60, day 90, day 180の検体を保存している。これまでに、我々のグループではHLA-A拘束性2種類、HLA-B拘束性7種類、HLA-C拘束性5種類のCMVpp65由来エピトープを同定しているが、未だ5組すべてのHLAクラスIをカバーできていないため、新たにCMVpp65由来のすべての8-11aaペプチドを含むペプチドライブラリを作成し、引き続きCMVpp65特異的CTL株樹立およびエピトープ同定を行なっている。1)健常人CMV既感染者におけるCMVpp65抗原特異的CTLが拘束される免疫優位(Immunodominant)なHLAアリルの検索健常人血液検体および患者血液検体収集のためプロトコールを作成。岡山大学大学院医歯薬学総合研究科ヒトゲノム・遺伝子解析研究倫理審査委員会に申請し、承認を受けた。現在までに、1組のHLA一致血縁者間造血幹細胞移植患者、ドナーより同意を得て、移植前検体を保存した。日本人のHLAクラスIアリル頻度5%(10人に一人)以上のHLAクラスIアリルのうち、CMVpp65

由来エピトープが既知であるものをHLA-A18種類、HLA-B14種類、HLA-Cw4種類のペプチドを合成し、IFNγELISPOT法を行った。以前の研究により、自身のもつHLAクラスI拘束性pp65由来ペプチドが全て既知であり、かつ免疫優位なエピトープが分かっているCMV既感染健常者から得られたリンパ球について、このドナーのもつHLAクラスIに提示される合成ペプチド5種類でIFNγELISPOTを行ったところ、HLA-B*15:01拘束性ペプチドについてのみ反応が見られた。この反応は、末梢血非刺激CD8分離リンパ球を自己CD40活性化B細胞を抗原提示細胞として用いた時のみ観察可能であり、PBMCに直接添加した場合、CD8リンパ球のみの場合ではスポットが観察できなかった。免疫優位なエピトープが分かっておらず、HLAアリルのうち半分のみが既知エピトープであるCMV既感染者より得られたリンパ球を用いて、同様の実験を行ったがスポットは確認できなかった。残りのHLAアリルが免疫優位であると考えられ、現在CTL株樹立およびエピトープ同定を行なっている。現在5組のHLA一致血縁者間造血幹細胞移植患者、ドナーから検体保存を行なっているが、そのうち未知であるエピトープの同定作業がまだ済んでおらず、モニタリングを進めることができていない。倫理委員会提出用のプロトコール作成、およびELISPOT assayの条件設定に時間がかかり、当初目標としていたエピトープ同定が終了していない。現在検体集取を開始できており、研究は進行できている。下記計画に基づき、研究をすすめる予定である。造血幹細胞移植後患者におけるCMVpp65抗原特異的CTLのモニタリングにおいては、まず血縁者間造血幹細胞移植のドナー、レシピエントペア(双方ともCMV既感染者)において、CMVpp65抗原特異的CTLモニタリングを行い、その知見を基に、非血縁者間造血細胞移植患者に拡げていく予定としている。1)健常人CMV既感染者におけるCMVpp65抗原特異的CTLが拘束されるImmunodominantなHLAアリルの検索(平成24年度より継続)2)新規CMVpp65抗原由来エピトープペプチドの同定1)で樹立されたCTLのドナーが既に同定されたHLAアリル以外を有する場合は、新規エピトープの同定を試みる。樹立された抗原特異的CD8+T細胞をクローン化し、HLA拘束性、認識するエピトープを以前発表した方法(Kondo et al., Blood 2004)を用いて同定する。3)造血幹細胞移植後患者におけるCMVpp65抗原特異的CTLのモニタリング当院における同種造血幹細胞移植後の患者末梢血中のCMVpp65特異的CTLの動態を解析する。既知および新規同定したCMVpp65抗原エピトープペプチドを用い、患者または幹細胞移植ドナーの有するそれぞれのHLAアリルに提示されるペプチドまたはoverlappingpeptideを末梢血単核球にパルスし、反応性をIFN-γELISPOT法にて解析する。
グローバルネットワークによる母語・バイリンガル教授法開発に関する研究

本研究は複数言語環境下にある外国人児童を対象に、グローバルな母語学習ネットワークを構築し、母語と学習言語(日本語)の習得を目指したバイリンガル教授法を開発し、その学習効果を検証することを目的とした。具体的には下記の2点を研究の目的とする。1)母語・バイリンガル学習のためのグローバルネットワークの構築とその維持・促進要因の分析2)母語・バイリンガル学習の動機付けと、学習者の多様性に対応した母語・バイリンガル教授法の開発とその効果の分析母語学習のためのグローバルネットワーク構築を目指し、日本・韓国・ベトナムで母語・継承語としてのベトナム語・韓国語(在日本)、日本語(在韓国・ベトナム)を学習するグループの交流を目指して研究・活動を行った。しかし研究・活動の継続の中で相手団体を母語・継承語学習グループと限定すると、相手団体の活動の活発期・停滞期が繰り返される中で交流がスムーズにいかない場合がある。そこで、日本でベトナム語を学習する日本人大学生や韓国で日本との交流を志す団体、ベトナム語で継承日本語とともに、ベトナム人を対象に日本語を教える団体など多様な団体との交流を広げた。これらの母語習得を目指す当事者による活動支援と並行し、2016-2018年の3年間は兵庫県国際交流協会の母語支援研修会の計画立案に携わり、神戸市教育委員会の教員研修なども行った。さらに名古屋外国語大学の吉富氏とともに、保護者向け母語教育マニュアル『じめよう母語学習』を作成し英語、韓国語、中国語、スペイン語、ベトナム語、ポルトガル語に翻訳した。これらの活動から多様な外国ルーツの子どもを支援する人々とのネットワークを形成することに成功した。本研究は複数言語環境下にある外国人児童を対象に、グローバルな母語学習ネットワークを構築し、母語と学習言語(日本語)の習得を目指したバイリンガル教授法を開発し、その学習効果を検証することを目的とする。「1)母語・バイリンガル学習のためのグローバルネットワークの構築とその維持・促進要因の分析」「2)母語・バイリンガル学習の動機付けと、学習者の多様性に対応した母語・バイリンガル教授法の開発とその効果の分析」この研究目標のうち年少者母語学習者の母語学習の動機づけを目指した教授法としてバイリンガルビデオレターの作成とその効果の測定を目指し、また、ベトナム・韓国の日本語教室との間でのネットワーク確立を目指して研究活動を行った。2016年度の主な成果は1神戸市のベトナム系児童のための母語教室にてバイリンガルビデオレターを作成し、ベトナムの児童との間で交流するチャンネルを確立したこと、2韓国語のビデオレター交流の準備を始めることであった。1に関してはベトナム・ハノイにて、日本からの帰国児童(ベトナム系日系混在)の日本語維持のための日本語教室(以下CLB)がその交流相手として確定できた。2016年春の訪問以来、ネット上で数度のビデオレターの交換をすることができた。この活動経過を2017年3月発行の書籍『多文化児童の未来をひらくー国内外の母語教育支援の現場から』松田陽子・落合知子編の第4章「バイリンガルビデオレターによる教授法と母語学習の動機づけ」(pp.47-60)にまとめた。また2017年3月25日の兵庫県国際交流協会主催の母語教育研修会でも母語教育実践者に取り組みの概要を紹介することができた。2については神戸のハングル母語学習クラス「オリニソダン」によるバイリンガルメディアの制作ワークショップを行い、交流先との試行錯誤が行われている。バイリンガルビデオレターの作成と交換による年少母語学習者の母語習得モチベーションを高める教授法の開発について、日本とベトナムの間の双方の国の年少者バイリンガル話者による日本語・ベトナム語バイリンガルビデオレターでの交流はFACEBOOKなどのSNSを活用することで、当初の予定よりも多く、すでに何往復かの交換ができており、軌道に乗せることができた。しかしそれとは対照的に韓国との日本語・韓国語バイリンガルによる年少母語学習者の交流活動に当初の計画ほどの進捗が見られなかった。交流先として内定していた韓国ソウルの日系児童のための日本語母語教室「たけのこ」の活動が不活発期に入っており、今一度韓国に行き交流相手の選定をし直すか、あるいは、日本国内の大阪の団体との交流に変更するか現在関係者の間で検討を重ねている。母語教室には構成メンバーや主催者のライフサイクルとの関係で活動期と活動の停滞期が交互にやってくる。そうした時期を見極めつつ協力団体を探すことの困難さもある。母語教育の活動母体の不安定さという母語教育の根本的な弱点もあるが、そうした弱点を克服しながら活動する母語教育団体を地道に探し、ネットワークを確立する方法を考えていきたい。またこのバイリンガルビデオレターを用いたバイリンガル教授法が学習者の語学習得動機を高め、活動を安定させる一助にもなればと考えている。これらの2つの国でのでの試行錯誤を経ながら母語教育団体のネットワークの促進・阻害要因に関する研究データを蓄積している。またビデオレターの効果に関するDLAやPAC技法を用いた測定を予定していたが、これは関係者へのインタビューにとどまり、数値化した学習効果を測定するのは2017年度後半以降の課題となっている。

1)母語・バイリンガル学習のためのグローバルネットワークの構築とその維持・促進要因の分析」「2)母語・バイリンガル学習の動機付けと、学習者の多様性に対応した母語・バイリンガル教授法の開発とその効果の分析」この研究目標のうち年少者母語学習者の母語学習の動機づけを目指した教授法としてバイリンガルビデオレターの作成とその効果の測定を目指し、また、ベトナム・韓国の日本語教室との間でのネットワーク確立を目指して研究活動を行った。2017年度の主な成果は下記の通りである。1神戸市のベトナム系児童のための母語教室にてバイリンガルビデオレターを作成し、ベトナムの児童との間で交流するチャンネルを確立し、さらにそこに京都のベトナム語学習者の日本人学生グループを加え、3極交流を実現し、ビデオ交流とともに1学期に1度の頻度で対面による交流を実現させた。27月22日と12月16日の2度にわたって関西母語教育支援研究会を開催し、中国語の母語学習者のビデオレターによる交流を行うグループとコリア語のICTを用いて母語教育学習を行うグループとの交流を行い、それぞれの抱える課題やそれを克服するヒントを共有した。32018年1月28日の兵庫県国際交流協会の委託を受け、母語教育研修会を開催し、「母語教育は家庭だけの問題か」と題し、ベトナム語、韓国語に加えてスペイン語の母語学習グループの主催者がそれぞれの子どもを育てるうえで経験した悩みと母語教室立ち上げまでの経緯を共有し、100名近い学校関係者や母語教育実践者と議論を行うなどした。今年度は上述の関西母教育支援研修会を2回主催し、母語教育研究者実践者と交流を図り、ネットワークを構築する。兵庫県国際交流協会の委託で母語支援研修会を企画運営するといった活動をおこなった。そのほか神戸市教育委員会の外国人児童の日本語支援のための母語教育担当教諭向けの研修会講師を行ったり、ナポリ東洋大学において移民にかかわる国際研究集会のパネルディスカッションで本研究の取り組みを紹介するなど行ってきた。また現在ビデオレター交流と母語教室主催者のライフストーリー分析を行う研究論文を共同研究者と執筆中で、近々公刊の予定である。本研究は複数言語環境下にある外国人児童を対象に、グローバルな母語学習ネットワークを構築し、母語と学習言語(日本語)の習得を目指したバイリンガル教授法を開発し、その学習効果を検証することを目的とした。具体的には下記の2点を研究の目的とする。1)母語・バイリンガル学習のためのグローバルネットワークの構築とその維持・促進要因の分析2)母語・バイリンガル学習の動機付けと、学習者の多様性に対応した母語・バイリンガル教授法の開発とその効果の分析母語学習のためのグローバルネットワーク構築を目指し、日本・韓国・ベトナムで母語・継承語としてのベトナム語・韓国語(在日本)、日本語(在韓国・ベトナム)を学習するグループの交流を目指して研究・活動を行った。しかし研究・活動の継続の中で相手団体を母語・継承語学習グループと限定すると、相手団体の活動の活発期・停滞期が繰り返される中で交流がスムーズにいかない場合がある。
従来の限界を超えた空間分解能で生体組織深部を可視化する無標識分子イメージング

生命科学の研究ではガラス基板上などで2次元培養した細胞が盛んに利用されているが、生体内と異なる培養環境により細胞の活性や機能が失われるという報告がある。本研究では、生体組織試料や生体組織に極めて近い構造をもつミニ組織モデル(オルガノイド)深部の分子情報を高空間分解能で視覚化することを目的とし、無標識で分子イメージングを高速に行う誘導ラマン散乱顕微イメージング技術に生体透過性の高い波長帯である波長1100 nmと1650 nm帯と擬似構造化照明を適用した深部・無標識・高空間分解能イメージング技術を開発する。
外因性内分泌撹乱化学物質のバイオモニターリング技術の開発

内分泌攪乱化学物質(Endocrine disruptor : ED)、即ち、動物の内分泌系を攪乱する化学物質による環境や農水畜産物の汚染の拡大とそれに伴う人の健康並びに生態系への影響が心配されている。これらEDは極低濃度(ナノレベル)で、動物の内分泌系に作用する。そこで、これまでにないナノレベルのEDsを検出・負荷軽減する新たな技術が求められている。とりわけ、迅速かつ簡便に汚染現場を監視するモニタリング法の開発が求められている。そこで、生体の抗原抗体反応の特異性、反応性を利用した免疫化学測定法をEDの環境測定の迅速・簡便法として開発することを試みた。1.外因性内分泌攪乱化学物質のハプテン・抗原(免疫原)の作製除草剤アラクロール、シマジンなどのハプテン、抗原(免疫原)などを合成し、免疫原をマウスに免疫して抗体を調製し、また、抗原をELISAの測定条件確立に供した。2.モノクローナル抗体の調製とELISAの確立免疫したマウスから、抗体産生細胞をスクリーニングすることにより、除草剤アラクロール、シマジン及びPCBなどに特異的なモノクローナル抗体産生細胞を得、それらから調製したモノクローナル抗体を用いたELISAの測定条件を確立した。PCBに対する2種のモノクローナル抗体はELISAで高感度であり、また、広範囲のpH及びメタノール含有の条件下での安定測定に有効であった。3.遺伝子組換え一本鎖可変領域scFv抗体の調製ビスフェノールAについて4種のモノクローナル抗体産生細胞からおのおの相当するscFv抗体を調製し、また、ノニルフェノールについては2種のscFv抗体を調製した。いずれのscFv抗体もELISAにおいて相当するモノクローナル抗体と同等の反応性を示した。また、組換え体scFv抗体を調製し、ELISAにおける抗原との反応性から、抗原・抗体反応の反応性や特異性に係わるアミノ酸残基を特定した。4.アフィニティーカラムの開発ビスフェノールAのscFv抗体を組換え大腸菌の培養により大量に調製・精製し、5lの培養で10mgの精製抗体を得た。精製scFv抗体を用いてアフィニティーカラムを開発した。本カラムを用いて、試料前処理条件を確立し、その結果、本カラムは実環境試料水からのビスフェノールAの濃縮に有効であった。(1)環境ホルモンと呼ばれるビスフェノールA,ノニルフェノール,及びアラクロールに対するハプテンを合成した。ビスフェノールAとノニルフェノールに関して、ハプテンと担体蛋白質との結合体を作製した。さらに、ビスフェノールAのハプテン担体蛋白質結合体の免疫原として、マウスに免疫し、脾臓細胞を調整して、ミエローマと融合し、抗体を産生するハイブリドーマを取得し、産生するモノクローナル抗体を用いてビスフェノールAを測定するELISAを確定した。(2)有機リン殺虫剤の部分構造であるパラニトロフェノールのモノクローナル産生細胞から、抗体の可変領域のcDNAをクローニングし、塩基配列から抗原との結合領域のアミノ酸配列を決定した。

1.外因性内分泌攪乱物質のハプテン、抗原(免疫原)の作製ビスフェノールA.PCB、除草剤シメトリン、シマジン、トリフルラリンとアラクロールなどのハプテン、抗原(免疫原)などを合成した。2.モノクローナル抗体の調製とELISAの確立免疫原をマウスに免疫した後、抗体産生細胞をスクリーニングすることにより、ビスフェノールA.シメトリン、シマジン、トリフルラリン、アラクロールなどに特異的なモノクローナル抗体を調製して、それらを用いたELISAの測定条件を確立した。3.モノクローナル抗体可変領域scFvの調製モノクローナル抗体産生細胞からmRNAを調製して、それからcDNAを取得するなどを経てscFVcDNAを調製して、それらを大腸菌に発現することによりビスフェノールA.シメトリンに対するscFvを調製した。ビスフェノールAに関しては4種のモノクローナル抗体産生細胞からおのおの相当するscFvを調製し、また、シメトリンについては1種のscFvについて長鎖と短鎖を入れ換えた2種のscFvを作出した。いずれのscFvもELISAにおいて相当するモノクローナル抗体と同等の反応性を示した。また、シメトリンscFvでは長鎖と短鎖を入れ換えることにより、反応性が2倍変わることが判明した。1.外因性内分泌攪乱化学物質のハプテン、抗原(免疫原)の作製ビスフェノールA.ノニルフェノールPCB、などのハプテン、抗原(免疫原)などを合成し、免疫原をマウスに免疫して抗体を調製し、また、抗原をELISAの確立に供した。2.モノクローナル抗体の調製とELISAの確立免疫原を免疫したマウスから、抗体産生細胞をスクリーニングすることにより、ビスフェノールA.ノニルフェノール、PCBなどに特異的なモノクローナル抗体産生細胞を得、それから調製したモノクローナル抗体を用いたELISAの測定条件を確立した。とりわけ、PCBに対するモノクローナル抗体はELISAで高感度であった。3.モノクローナル抗体一本鎖可変領域scFvの調製モノクローナル抗体産生細胞からmRNAを調製して、それからcDNAを取得するなどを経て一本鎖scFvcのDNAを調製して、それらを大腸菌に発現することによりビスフェノールA.ノニルフェノールに対するscFvを調製した。ビスフェノールAに関しては4種のモノクローナル抗体産生細胞からおのおの相当するscFvを調製し、また、ノニルフェノールについては2種のscFvを調製した。また、ビスフェノールAのscFvを組換え大腸菌の培養により大量に調製して、アフィニティーカラムの開発に供した。それを用いて、試料前処理用アフィニティーカラムの基本を確立した。1.外因性内分泌攪乱化学物質のハプテン、抗原(免疫原)の作製除草剤アラクロール・シマジンなどのハプテン、抗原(免疫原)などを合成し、免疫原をマウスに免疫して抗体を調製し、また、抗原をELISAの確立に供した。2.モノクローナル抗体の調製とELISAの確立免疫原を免疫したマウスから、抗体産生細胞をスクリーニングすることにより、除草剤アラクロール、シマジン及びPCBなどに特異的なモノクローナル抗体産生細胞を得、それから調製したモノクローナル抗体を用いたELISAの測定条件を確立した。
ページ中の可変的要所抽出によるWeb探索学習における模索経験支援

研究活動におけるサーベイや課題解決型学習(PBL)において模索的Web探索の意義,その能力育成の重要さが増している.この種のWeb探索の円滑な遂行には,探索目的に応じた適切なクエリ捻出,有用Webページ獲得のための探索結果の吟味,有用Webページ中の重要箇所の整理とそれに基づく考察が重要であるが,探索課題に関する知識が薄く,Web探索に不慣れな学習者には,困難な作業である.本研究では,「学習者の模索経験の重要性とそこに専念する難しさ」に着目し,Web探索の一連のフェーズを見渡した実際的支援の実現を目指す.そのために,探索すべき事柄の学習者自身による表現の切っ掛けとなるクエリ推薦手法,有用Webページ推定手法,ページ中の可変的要所の抽出・視覚化手法を開発する.これにより,Web探索におけるクエリ捻出から探索成果物の考察まで一連のフェーズにおける「余計なハードル」を低減することで,学習者の模索経験への傾注促進を試みる.30年度は,主に,探索課題・視点に応じた探索成果物中の重要箇所の抽出・視覚化手法の開発に取り組んだ.まず,前年度に開発した手法により推定した有用ページと,学習者が収集した有用ページ(探索成果物)について,それらを取得した際の検索クエリの当該ページでの出現状況,および,類似成果物に対する重要箇所判断傾向を分析した.これらの分析結果に基づいて,ページ中の重要箇所を推定・組織化する方法を検討した.これらの手法を導入し,切っ掛けとなる検索クエリ推薦,有用ページの推定,探索成果物中の重要箇所の視覚的提示を担うシステムのプロトタイプを開発した.その後,プロトタイプを用いた実験を行い,提案手法の特徴を検証した.研究活動におけるサーベイや課題解決型学習(PBL)において模索的Web探索の意義,その能力育成の重要さが増している.この種のWeb探索の円滑な遂行には,探索目的に応じた適切なクエリ捻出,有用Webページ獲得のための探索結果の吟味,有用Webページ中の重要箇所の整理とそれに基づく考察が重要であるが,探索課題に関する知識が薄く,Web探索に不慣れな学習者には,困難な作業である.本研究では,「学習者の模索経験の重要性とそこに専念する難しさ」に着目し,Web探索の一連のフェーズを見渡した実際的支援の実現を目指す.そのために,探索すべき事柄の学習者自身による表現の切っ掛けとなるクエリ推薦手法,有用Webページ推定手法,ページ中の可変的要所の抽出・視覚化手法を開発する.これにより,Web探索におけるクエリ捻出から探索成果物の考察まで一連のフェーズにおける「余計なハードル」を低減することで,学習者の模索経験への傾注促進を試みる.29年度は,主に,切っ掛けとなるクエリ推薦手法,有用Webページの推定手法の開発に取り組んだ.まず,Web探索学習支援に関する最新動向の調査を行った.また,実際のWeb探索における模索行動の様態を入念に観察・調査した.その上で,学習者が使用したクエリや獲得ページから探索状況を推定し,それに応じて,捻出クエリと学習者が有用と判断しているWebぺージ間の特徴語の類似性・発散性を分析することで,切っ掛けクエリを抽出する手法を開発した.また,ある時点までに学習者が獲得したWebページ群と,その分析結果を足掛かりとして収集した有用Webページ候補中の特徴語句の類似性などを診断することで,新たな有用ページを推定する手法を検討した.当初の予定通りのスケジュールで進んでいると考えられる.研究活動におけるサーベイや課題解決型学習(PBL)において模索的Web探索の意義,その能力育成の重要さが増している.この種のWeb探索の円滑な遂行には,探索目的に応じた適切なクエリ捻出,有用Webページ獲得のための探索結果の吟味,有用Webページ中の重要箇所の整理とそれに基づく考察が重要であるが,探索課題に関する知識が薄く,Web探索に不慣れな学習者には,困難な作業である.本研究では,「学習者の模索経験の重要性とそこに専念する難しさ」に着目し,Web探索の一連のフェーズを見渡した実際的支援の実現を目指す.そのために,探索すべき事柄の学習者自身による表現の切っ掛けとなるクエリ推薦手法,有用Webページ推定手法,ページ中の可変的要所の抽出・視覚化手法を開発する.これにより,Web探索におけるクエリ捻出から探索成果物の考察まで一連のフェーズにおける「余計なハードル」を低減することで,学習者の模索経験への傾注促進を試みる.30年度は,主に,探索課題・視点に応じた探索成果物中の重要箇所の抽出・視覚化手法の開発に取り組んだ.まず,前年度に開発した手法により推定した有用ページと,学習者が収集した有用ページ(探索成果物)について,それらを取得した際の検索クエリの当該ページでの出現状況,および,類似成果物に対する重要箇所判断傾向を分析した.これらの分析結果に基づいて,ページ中の重要箇所を推定・組織化する方法を検討した.これらの手法を導入し,切っ掛けとなる検索クエリ推薦,有用ページの推定,探索成果物中の重要箇所の視覚的提示を担うシステムのプロトタイプを開発した.その後,プロトタイプを用いた実験を行い,提案手法の特徴を検証した.30年度は,主に,探索課題・視点に応じた探索成果物中の重要箇所の抽出・視覚化手法の開発に取り組む.まず,前年度に開発した手法により推定した有用Webページと,学習者が収集した有用Webページ(探索成果物)から,それらを取得した際の検索クエリの当該ページでの出現状況,および,類似成果物に対する重要箇所判断傾向を分析する.これらの分析結果から,ページ中の重要箇所を推定・組織化する方法を検討する.

次に,抽出手法のモジュール化,ユーザビリティに配慮したインタフェース・インタラクションのデザイン,探索成果物などのデータ管理に関わる内部設計を行う.それらを基に,探索状況に応じた模索経験の手がかり示唆システムのプロトタイプを開発する.その後,プロトタイプを実際のWeb探索学習に適用し,提案手法の特徴を検証する.上手く行かないケースや課題を含めた丁寧な評価・知見集約に努める.(理由)30年度は丁寧な検証のための打合せや研究成果発信のための費用が必要なことを念頭に,開発用マシン購入費用などを削減努力した結果である.(使用計画)検証のための入念な打合せ,研究成果発信・議論に努める.
陸域再循環過程の定量化に関する同位体水文気象学的研究

昨年度実施した野外観測を補完するために、湖面上での水蒸気同位体測定を行なった。その結果にもとづいて、水面蒸発フラックス同位体組成の基礎理論であるCraig-Gordonモデルの再検証を行ったところ、その妥当性が改めて確認されるとともに、適切なパラメータ選択について新たな知見が得られた。また、樹種構成の異なる森林での補足的な同位体調査結果から、植物蒸散による同位体フラックスを求める場合、植物の吸水深度が共存樹種構成によって変化することを考慮に入れる必要があることが明らかとなった。以上の結果にもとづき、日本のように土地利用が複雑な地域にも適用できるよう、昨年度開発した陸域再循環率算定アルゴリズムを改良した。昨年度取得した水蒸気同位体広域分布を用いてこの手法の適用を試みたところ、2004年6月14日のつくば市周辺域の陸域再循環率はおよそ25%であり、霞ヶ浦近傍に限れば再循環水の約60%が霞ヶ浦からの蒸発によってもたらされているという結果が得られた。ただし、これらの数値は気象条件によって当然異なる。また、夏季の水田では、水面蒸発よりも稲からの蒸散のほうが重要であることも見出された。同位体トレーサーアプローチによる陸域再循環率算定結果と比較するために、領域気候モデルを用いた評価を研究協力者と共同して実施した。モンゴル高原について適用した結果、半乾燥草原での再循環率算定に関しては、同位体トレーサーとほぼ同様の結果が得られた。ただし、大陸規模の再循環率を評価するにあたっては同位体的手法の限界が明らかとなった。領域気候モデルによる評価の妥当性にも検討の余地があるため、大陸スケールの再循環率算定は今後の大きな課題の一つである。一方、モンゴルの降水の同位体組成は陸面再循環過程よりも気団の温度変化に対して敏感であり、温度変動の良いプロクシとなり得ることが見出された。この知見は、大陸内部の気候変動を復元する上で貴重な副産物と言える。陸域起源水蒸気の同位体signatureを明らかにするため、草地上複数高度での水蒸気サンプリングを行い、Ming Line法を用いて同位体フラックス比を算出した。その結果、水蒸気のδ値は低高度で常に大きいという特性が明らかになった。また同位体フラックス比はさらに大きく、表層土壌水のδ値に近似していた。このことは、草地からの水蒸気供給機構としては蒸散の役割が支配的で、同位体分別はほとんど生じないということを意味している。一方、林地において複数樹種の樹液の同位体組成を測定したところ、アカマツは地下水もしくは深層土壌水の値に近く、シラカシやアズマネザサは浅層の土壌水の値に近いという結果が得られた。すなわち、森林から大気へ供給される水蒸気の同位体組成は土壌水同位体組成の深度変化と樹種構成に依存することになる。上記の他、関東平野内の5地点で降水同位体組成の高分解能モニタリングを実施した。その結果、前線性イベントでは広域的に一様な同位体組成となるものの、対流性のイベントでは同位体組成の不均一性が大きく、その傾向は特にイベント初期に顕著であった。これらの結果は、対流性イベントにおけるローカルな水蒸気ソースの寄与の大きさを暗示している。今後は、水蒸気同位体組成の空間分布を詳細に調査するとともに、降水および地表状態などとの相互関係を明らかにする必要がある。昨年度取得した草地と森林における土壌水・水蒸気・植物体内水等の同位体データを用いて解析を行った結果、個々の地表被覆に関しては、植生(土地利用)情報と土壌水の同位体組成が既知であれば、水蒸気フラックス同位体組成の評価・予測が可能であることが確認された。次に、以上の知見・手法を広域に拡張した場合の問題点を把握するため、筑波大学近辺ならびに関東平野スケールでの大気水蒸気多点サンプリングを実施し、その同位体組成の時空間分布特性を把握した。その結果、高度数m程度の測定値から評価された水蒸気フラックスの同位体組成は、マイクロスケール(2km)ではほぼ均質とみなすことができることが確認された。また、メソγスケール(220km)では巨大な水体(霞ヶ浦)からの水蒸気供給の影響が検出された。さらに、メソβスケール(20200km)では、バックグラウンド水蒸気の同位体組成そのものが陸域起源水蒸気の寄与を受けて空間的に均質ではなくなっている事実が明らかとなった。特に、鹿島灘から海風が侵入する状況下では内陸に向かうにつれ水蒸気同位体組成が低くなる傾向が見出され、陸域起源水蒸気と海洋起源水蒸気の混合が示唆された。これら広域における異種水蒸気塊の混合過程についても、基本的にはKeeling Plotを用いた解析が有効であることが確認された。以上の結果を踏まえて陸域再循環率の算定アルゴリズムを構築し、再循環率が比較的高いと予想されるモンゴルでの観測データについて試算したところ、およそ20%という値が得られた。

以上の結果にもとづき、日本のように土地利用が複雑な地域にも適用できるよう、昨年度開発した陸域再循環率算定アルゴリズムを改良した。昨年度取得した水蒸気同位体広域分布を用いてこの手法の適用を試みたところ、2004年6月14日のつくば市周辺域の陸域再循環率はおよそ25%であり、霞ヶ浦近傍に限れば再循環水の約60%が霞ヶ浦からの蒸発によってもたらされているという結果が得られた。ただし、これらの数値は気象条件によって当然異なる。また、夏季の水田では、水面蒸発よりも稲からの蒸散のほうが重要であることも見出された。同位体トレーサーアプローチによる陸域再循環率算定結果と比較するために、領域気候モデルを用いた評価を研究協力者と共同して実施した。モンゴル高原について適用した結果、半乾燥草原での再循環率算定に関しては、同位体トレーサーとほぼ同様の結果が得られた。ただし、大陸規模の再循環率を評価するにあたっては同位体的手法の限界が明らかとなった。領域気候モデルによる評価の妥当性にも検討の余地があるため、大陸スケールの再循環率算定は今後の大きな課題の一つである。一方、モンゴルの降水の同位体組成は陸面再循環過程よりも気団の温度変化に対して敏感であり、温度変動の良いプロクシとなり得ることが見出された。この知見は、大陸内部の気候変動を復元する上で貴重な副産物と言える。
エクソームシークエンスによる髄鞘化関連遺伝子の解析

髄鞘化障害は大脳の髄鞘化が障害される疾患群でその原因は多彩である。本研究で29例の髄鞘化障害症例を収集し、アレイCGHやエクソームシーケンス(WES)などの遺伝学的検査を施行した。解析の結果、対象29例中19例(65.5%)で原因を同定できた。Pelizaeus-Merzbacher病と18q-症候群が最多で,それぞれ3例(11%)であった。WESにて6遺伝子(TUBB4A, POLR3B, KCNT1, MCOLN1, AHDC1,新規候補遺伝子X),計8症例に病的変異を認め、髄鞘化障害の原因同定にWESが有用であることが確認できた。今後本研究で同定できた新規遺伝子の解析を行う予定である。先天性髄鞘化障害の症例収集を継続し、PLP1、GJC2、MBP遺伝子のシークエンスとCGHアレイ法による18番長腕を含む全染色体の微細なコピー数異常の検索を行い、網羅的な髄鞘化障害の原因遺伝子解析を行った。平成25年度は、髄鞘化障害の新規症例の収集を行うと共に、エクソームシークエンスを行うためにこれまで収集した検体の両親の検体を収集した。そして、原因遺伝子が不明の症例16例(兄弟例2症例、トリオサンプルあり7症例含む)を収集できた。そのうち兄弟症例1家系について、次世代シークエンサーを用いたエクソームシークエンスを行って候補遺伝子の解析を行った。その結果、両親がヘテロで(1本ずつ)変異をもち、健常の同胞1名には変異が1本しかなく、髄鞘化障害同胞2名は2本とも変異をもつ、極めて有力な候補遺伝子の同定に成功した。次に、その新規遺伝子を他の15症例がもっていないか確認したが、同じ遺伝子に変異をもった症例はみつからなかった。そのため、他施設に依頼してさらに髄鞘化障害の20症例を収集し、遺伝子変異を持っているかサンガー法によるシークエンスで確認を行ったが、やはり同定した候補遺伝子に変異は見られなかった。そのため、その遺伝子変異が髄鞘化障害に関連していることを証明するために、蛋白などの機能解析が必要となり、ウェスタンブロットなどの解析を開始した。また、トリオサンプル7症例についても、エクソームシークエンスで解析をすすめ、候補遺伝子の検索を行った。先天性大脳白質形成不全症は,大脳白質のミエリンの先天的形成不全(髄鞘化障害)による白質病変を呈する疾患群であり、頭部MRIのT2強調画像で,大脳白質に高信号を認める。本研究では平成26年度末までに29例(男性22名,女性7名)を収集し、染色体G分染法,染色体高精度分染法,アレイ比較ゲノムハイブリダイゼーション(array comparative genomic hybridization;アレイCGH),既知病因遺伝子のスクリーニング,そして次世代シーケンサーを用いた全エクソームシーケンス(whole-exome sequencing; WES)の遺伝学的検査を施行した。解析の結果、現時点で対象29例中19例(65.5%)で分子生物学的異常を指摘しえた。Pelizaeus-Merzbacher病と18q-症候群が最多で,それぞれ11%であった。アレイCGHでは,EIF2B2遺伝子欠損および15番染色体長腕のヘテロ接合性喪失が同定された。甲状腺機能異常を有する症例および頭蓋内石灰化を伴う症例における病因遺伝子のサンガー法で,それぞれSLC16A2およびTREX1遺伝子の変異が判明した。WESでは,6遺伝子(TUBB4A, POLR3B, KCNT1, AHDC1, MCOLN1,新規候補遺伝子X),計8症例に病的意義を有すると考えられる変異を認めた。うち7変異がこれまでに報告されていない新規の変異であった。新規の疾患候補遺伝子Xは細胞質内tRNAのミトコンドリア内への輸送に関与することが分かっている。本年度はその機能解析のため、まずウエスタンブロットにて患者の線維芽細胞における蛋白発現がコントロールに比して優位に低下していることを確認できた。現在患者の線維芽細胞を用いたATP測定や、変異遺伝子を正常の線維芽細胞に導入してATP測定を行うなどさらなる機能解析を進めている。先天性大脳白質形成不全症は,大脳白質のミエリンの先天的形成不全(髄鞘化障害)による白質病変を呈する疾患群である。本研究において、平成27年度末までに29例(男性22名,女性7名)を収集し、アレイCGHやエクソームシーケンス(WES)を含む遺伝学的検査を施行した。解析の結果、対象29例中19例(65.5%)で分子生物学的異常を指摘し得た。WESにて6遺伝子(TUBB4A, POLR3B, KCNT1, AHDC1, MCOLN1,新規候補遺伝子X),計8症例に病的変異を認め、髄鞘化障害の原因同定にWESが有用であることを確認した。新規の疾患候補遺伝子Xは細胞質内tRNAのミトコンドリア内への輸送に関与することが分かっているが、髄鞘化障害に関連する報告はない。そこで、平成27年度は遺伝子Xの機能解析とこれまでの解析データの整理、および論文作成を行った。まず、ウエスタンブロットにて患者の線維芽細胞におけるX遺伝子の蛋白発現低下していることを確認。

次に患者の線維芽細胞を用いてミトコンドリア機能を反映するとされているGDF-15を測定したところ著明に低下していることが確認された。さらに酸化ストレスによる患者線維芽細胞の脆弱性が、ミトコンドリア治療薬にてレスキューできることを確認し、ミトコンドリア機能異常を証明することができた。WESを用いた網羅的な髄鞘化障害解析の研究成果について、学術雑誌に論文投稿を行い受理された(Hum Genet. 2016Jan;135(1):89-98)。さらに2016年5月に国際小児神経学会議でも発表を予定している。今後、本研究で同定できた新規遺伝子異常が髄鞘化へどのように関与しているのか、解析していく予定である。髄鞘化障害は大脳の髄鞘化が障害される疾患群でその原因は多彩である。本研究で29例の髄鞘化障害症例を収集し、アレイCGHやエクソームシーケンス(WES)などの遺伝学的検査を施行した。解析の結果、対象29例中19例(65.5%)で原因を同定できた。Pelizaeus-Merzbacher病と18q-症候群が最多で,それぞれ3例(11%)であった。WESにて6遺伝子(TUBB4A, POLR3B, KCNT1, MCOLN1, AHDC1,新規候補遺伝子X),計8症例に病的変異を認め、髄鞘化障害の原因同定にWESが有用であることが確認できた。今後本研究で同定できた新規遺伝子の解析を行う予定である。収集したすべての症例のエクソーム解析が終了し、原因遺伝子の同定率まで計算が完了した。ここまでの内容で解析結果を現在論文投稿済みである。小児神経学これまでの解析結果のまとめと、新規候補遺伝子の機能解析を多方面から進めていく。具体的には変異遺伝子を導入する細胞や方法を工夫する、モデルマウスの作成、核からミトコンドリア内へのtRNA輸送についてimport assayなどを検討している。原因不明の症例に対するエクソーム解析が順調に進み、兄弟例で新規候補遺伝子1つを同定できた。他の原因不明の髄鞘化障害の症例で、同じ遺伝子異常を持つ症例がいるかどうかについて検討を行い、遺伝子をさらに20症例分収集し解析を行った。トリオサンプルも7家系収集でき、さらなる新規遺伝子検索を行える準備が整った。エクソーム解析試薬のバージョンアップが遅れたため、使用予定の予算金を使い切ることが困難であった。1.同定した新規の髄鞘化障害候補遺伝子について、他の症例を検索するためにさらに症例の収集を行う。2.同定した新規遺伝子変異が病因であることを証明するために、蛋白発現や構造解析などの機能解析を進める。3.他のトリオサンプルや原因不明の髄鞘化障害の症例についても、エクソームシークエンスを進めて、さらなる原因遺伝子の検索を行う。新規候補遺伝子の機能解析のための細胞や試薬の購入に充てる新規遺伝子が見つかったのが年度後半であったため、購入が間に合わなかった機能解析関連の試薬などの購入のために次年度に使用したい機能解析のための抗体やゲルなどの購入に充てる
オーダーメード医療を目的とした迅速かつ網羅的な疾患遺伝子多型検出法の開発

ヒトゲノム・遺伝子の機能解析において重要なことの1つに,一塩基多型(SNP)の解析がある。研究代表者らはこれまでに,SNPの検出法としてポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)に亜鉛サイクレンを導入した新しい遺伝子診断技術(亜鉛サイクレンーPAGE)を開発している。亜鉛サイクレンはDNA中のチミン(T)に結合して,局所的なバブル構造を形成させる(2重らせん構造の局所的融解)。DNA中にミスマッチ塩基対を持っヘテロ2本鎖は,その部位にあらかじめ小さなバブル構造を持つため,亜鉛サイクレンによって誘導されるベテロ2本鎖の構造変化は,ミスマッチ塩基対を持たないホモ2本鎖よりも大きい。この構造変化の差が泳動度の差となって表れる。ヘテロデュプレックス法との併用により,研究代表者はこれまでにBrugada症候群の患者ゲノムをサンプルとしたSCN5A遺伝子の網羅的なSNPスクリーニングを行い、幾っかの変異を検出することに成功している。亜鉛サイクレン-PAGEは,亜鉛サイクレンがTに選択に結合する性質を利用したSNP検出法であるが,少なくとも20塩基のG・C連続配列中に存在するG/CあるいはC/G置換は,ヘテロ2本成法を用いることによって検出できることが本研究においてわかった。今回検討した検体では,置換部位かTまでの距離が最長10塩基離れていたが,亜鉛サイクレンがTに結合することによってDNA構造変化にもたらす効果は少なくとも周辺の10塩基対にまで及ぶことがわかった。ヒトゲノムにおいて,20塩基以上のGおよびCが連続するような配列はCpGアイランドなどの塩基配列情報に直接関与しない領域にしか存在しない。従って,本研究により,亜鉛サイクレンーPAGEがゲノムDNAのSNP解析法の1つとして有用であると示ことができた。研究代表者らはこれまでに,SNPの検出法としてポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)に亜鉛サイクレンを導入した新しい遺伝子診断技術(亜鉛サイクレン-PAGE)を開発している。DNA中にミスマッチ塩基対を持つヘテロ2本鎖は,その部位にあらかじめ小さなバブル構造を持つため,亜鉛サイクレンによって誘導されるヘテロ2本鎖の構造変化は,ミスマッチ塩基対を持たないホモ2本鎖よりも大きい。ヘテロデュプレックス法との併用により,研究代表者はこれまでにBrugada症候群の患者ゲノムをサンプルとしたSCN5A遺伝子の網羅的なSNPスクリーニングを行い、幾つかの変異を検出することに成功している。この成果は,2007年3月16日に神戸で開催の第71回日本循環器学会総会・学術集会で発表される。本研究では,SNPを持つグアニン・シトシン(GC)連続配列を人為的に作製し,その変異の検出を試みた。亜鉛サイクレンの作用点はTであるため,変異箇所がGからCへの置換(G-C変異)であっても,その周辺にTさえあれば検出は可能となる。一方,GC連続配列中におけるG-C変異の検出は困難であると予想される。そこで本研究では先ず,GC連続配列(1020塩基連続)中の様々な箇所にG-C変異が導入された約200bpのDNAを作製した。そして,これらの変異が亜鉛サイクレン-PAGEによって検出可能であるかを検討した。この結果,その配列中のいかなるG-C変異でも検出できることを確認した。この成果は,2007年3月29日に富山で開催の日本薬学会第127年会で発表される。
船体、プロペラ、舵、付加物の相互干渉流場数値計算に対する新しい体積力分布の導入

プロペラと船体・舵との相互干渉をCFD計算内で体積力分布を用いる方法に対して新しい手法を提案した。CFD計算のプロペラ面の速度を直接用い体積力分布を計算する方法でこれまでのものとは異なり、誘導速度を引き算して非粘性プロペラ性能で体積力分布を求める時に行うやり取りを必要としない。この手法を用いて平水中の推進性能、ダクトや舵につけられたフィンのような省エネルギーデバイスの付いた計算や波浪中における推力変動の計算を行い十分に使用可能であることを示した。本研究では船体に取り付けられたプロペラが作動している状態での性能、プロペラの回転に対して準定常流れ場を求めるための体積力分布を粘性流体の数値シミュレーションプログラムの枠内だけで行う手法を開発している。これによりプロペラと自由表面との干渉、プロペラ後流渦と舵や舵に装備された付加物との干渉、船体周辺付加物とプロペラとの渉などを比較的短時間で現状の数値シミュレーションコードで計算することが可能となる。また回転数を増加させての船体の加速運動や実海域を港から港まで航行する場合のシミュレーションなども可能になるような基礎手法を開発することを目的として開発した。具体的には以下の結果が得られた。1.昨年度行った一様流中における計算に続いて、さまざまなプロペラに対し計算を行い実験と比較検討した。モデル定数を決める必要があるが、十分にプロペラの計算モデルとして利用可能であることが明らかになった。2.一様流中でプロペラ没水深度を変えた計算を行い、計測結果と比較した。プロペラの一部が水面上に出るような場合でも実験の傾向をよく表現できることを明らかにした。3.KVLCC2の船尾流場のPIV計測を行い、プロペラ・船体・舵の相互干渉の計算の検証のための基礎データを取得した。4.過去に船体とプロペラの相互干渉問題として計測が行われているSeries60周りの流れについて計算を行い、プロペラ・船体の相互干渉を計算するためのプロペラモデルとして十分利用可能であることを明らかにした。これによりプロペラと自由表面との干渉、プロペラ後流渦と舵や舵に装備された付加物との干渉、船体周辺付加物とプロペラとの干渉などを比較的短時間で現状の数値シミュレーションコードで計算することが可能となる。1.一様流中において、CFDコード内で直接プロペラ幾何形状とCFDで計算される流速から体積力分布を計算する手法を開発した。この手法による計算結果と実験による単独特性、流れと比較しまだ修正が必要な部分もあるが十分にプロペラの計算モデルとして利用可能であることが明らかになった。2.1のプログラムを用いてプロペラが斜航している状態を計算し、回転速度と面内速度の関係により体積力分布が変化することを示した。また固体壁近くで開店する場合なども計算してさまざまな流れに応用できることを明らかにした。3.プロペラ作動時のPIV計測のために基礎的なPIV実験を行い、プロペラ後流も計測が可能であることを確認した。4.過去に船体とプロペラの相互干渉問題として計測が行われているSeries60周りの流れについて計算するための格子分割などを行い、体積力を導入する準備を行った。これまでは粘性流計算中で体積力分布でプロペラの影響を表現する場合、非粘性のプロペラ性能推定プログラムと併用していた。そこでは粘性流計算で得られた流速から非粘性計算で求められる誘導速度を引き算したものを、非粘性プログラムで用いられる流入速度として用いているのが現状である。これに対して本研究では体積力位置の粘性流プログラムの流速計算結果は粘性流中で計算された後流渦による誘起速度も含むため、上記の誘起される誘導速度を足し合わせた流速が得られているとしてそれにより体積力分布を決定するものである。具体的な今年度の成果は以下の通りである。1.一様流中で自由表面近傍での計算については十分に精度のある計算ができることを明らかにした。また船体がついたプロペラ没水深度の浅い場合について検証のためのSPIVを用いた流速分布を位相平均で計測する実験を行い、プロペラの作動がない場合は本研究で用いられている計算プログラムで十分に推定可能であることを示した。2.2年度に引き続き、船体とプロペラの干渉の計算を行いより適したモデル化を検討した。具体的内容としてはダクトや舵に取り付けられた付加物のような省エネルギーデバイスがある場合の計算を行いプロペラモデルが推力やトルクに対して十分な精度があることを確認した。またSPIV計測によりプロペラ直前やプロペラ直後、舵後流などの複雑な領域でも十分に流速分布も推定できることが明らかになった。3.波浪中でのプロペラ推力、トルクの計測及び波との位相平均流れ場を計測したものと本研究のプロペラモデルを埋め込んだ計算を行い十分推定可能であり、推力の分布やプロペラに作用する他方浩の力なども推定可能であることを示した。これまでは粘性流計算の中で体積力分布を表現する場合、非粘性のプロペラ性能プログラムと併用していた。そこでは粘性流計算で得られた流速から非粘性計算で求められる誘導速度を引き算したものを、非粘性計算で用いられる入力として用いるのが現状である。

これに対して本研究では体積力位置の粘性流プログラムの結果は体積力をおくことにより自動的に発生する後流渦による誘導速度も含むため、上記の計算では誘導速度を足し合わせた流速が得られているとして直接これを用いて体積力分布を決定するものである。この手法を適用して得られた本年度の成果は以下のとおりである。1.波浪中をプロペラ作動状態で前進する模型船の推力変動を計測し比較した。この計測ではこれまで言われているように波の山がプロペラ位置に来るときに推力が低く(流入速度が大きい)、谷のときに推力が大きいという傾向は示すものの位相の遅れや正弦関数とは異なる変動をすることが示され、今回の手法を用い、精度よく推定可能であることを示した。2.舵に付いたフィンの影響につき調査した結果、本手法を適用すればフィンによる流れ場の変化、推進性能の変化を精度よく推定できることがわかった。またダクト付き船体周りの流れの計測と計算を行い比較し適用可能であることを示した。3.1は満載状態で十分プロペラ没水深度が深い場合であったが、バラスト状態についても波浪中自航試験、プロペラ作動時の流れ場の計測を行った。現状のモデルでは空気吸い込みを表現できていないため推力を過大評価していることがわかった。関連して船体のない状態で波浪中没水深度が浅い場合について実験、計算を行った。これによると展開面積比が大きい場合は現状の1翼通過時間での時間平均体積力分布でも推定可能であることが示された。展開面積比が小さい場合は空気吸い込みが起こり、何らかのモデル化が必要であることが明らかになった。プロペラと船体・舵との相互干渉をCFD計算内で体積力分布を用いる方法に対して新しい手法を提案した。CFD計算のプロペラ面の速度を直接用い体積力分布を計算する方法でこれまでのものとは異なり、誘導速度を引き算して非粘性プロペラ性能で体積力分布を求める時に行うやり取りを必要としない。この手法を用いて平水中の推進性能、ダクトや舵につけられたフィンのような省エネルギーデバイスの付いた計算や波浪中における推力変動の計算を行い十分に使用可能であることを示した。プロペラが船体の後ろで回転している状態でもCFD計算が可能になってきている。しかし解くためには非常に短い時間間隔が必要となり、必要な計算時間は非常に大きくなるため設計に用いるのは不可能な状態である。そこで本研究の目的は船体に取り付けられたプロペラが作動している状態での性能、プロペラの回転にして準定常流れ場を求めるための体積力分布を粘性流体の数値シミュレーションプログラムの枠内だけで行う手法を開発することである。現在このモデルの開発はほぼ終了している。さらにこのモデルの適用可能性を顕彰するためプロペラと自由表面との干渉、プロペラ後流渦と舵や舵に装備された付加物との干渉、船体周辺付加物とプロペラとの干渉などを比較的短時間で現状の数値シミュレーションコードで計算可能なことを示した。このほかに波浪中で船体運動する船体の自航状態についても計算が可能となり、短波長の実験が主であるが検証データの取得も終わり、後詳細な検証を残すのみでありおおむね順調に進展していると考えられる。
内発的に駆動する認知的制御メカニズムの解明

本研究の目的は,内発的動機づけによって駆動する認知的制御メカニズムを明らかにすることである。課題文脈に応じて方略を調整する認知的制御は,金銭的報酬のような外発的動機づけによって駆動することが明らかとなってきた。しかし,課題そのものを楽しむといった内発的動機づけについては,認知的制御との関係性は検討されてこなかった。そこで,知的好奇心を誘発するパラダイムによって,内発的動機づけを操作し,その課題に対する動機づけが駆動させる認知的制御メカニズムを解明する。