hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ドーパミン受容体の発現変異遺伝子とSCZD4の発現による精神分裂病遺伝子の解明

分裂病の遺伝子解明を困難にしている理由の一つに、遺伝子解明に適当な症候群性の分裂病が存在しないことがある。22q11欠失症候群は患者の約10%ほどが思春期以降に分裂病とくに妄想型を発症することが報告され、分裂病の遺伝子解明の手がかりになる可能性がある。しかし、精神疾患患者集団での大規模な調査がされていないため、精神疾患におげる22q11欠失のかかわりは不明である。本研究では、22q11欠失のPCR法を用いたスクリーニング法を開発した。PCR法を用いて22q11欠失の有無を決定する方法は、Homologous Gene Quantitative PCR法(HGQ-PCR)を用いた。22q11欠失症候群の共通欠失領域中に存在する遺伝子のうち、ZNF74遺伝子とそれと相同的なX染色体の領域を同じプライマーで増幅し、X染色体から由来する増幅産物をreferenceとしてZNF74由来の増幅産物の量比で欠失のスクリーニングとした。22q11欠失の確認はFISH法を用いて行った。HGQ-PCR法によるスクリーニングを分裂病患者300人、コントロール300人の計600人に対して行ったところ、分裂病群に1人欠失の可能性のある人が検出された。この症例に対してTUPLE1をプローブとして染色体FISHを行ったところ、欠失が証明された。この患者は、妄想型分裂病の他、軽度精神遅滞があった。しかし、心奇形、口蓋裂などの22q11欠失に特徴のある臨床症状はなかった。本研究で検出された22q11欠失の患者は身体所見は乏しく、本研究によるスクリーニングがなければ、22q11欠失の診断は不可能であった。本研究結果は、学習障害を合併している分裂病患者では22q11欠失の有無をスクリーニングすることが必要であることを示している。本研究で開発された方法はその診断スクリーニングとして役立つことが期待される。ドーパミンD2受容体の変異検索を行い、プロモーター領域に-141CIns/Del多型を発見し、この多型が細胞レベルで転写活性に影響を持っていることを示した。さらに、この多型が精神分裂病と関連していることを症例・対照研究で示した。さらに、この多型が精神分裂病患者において抗精神病薬の副作用と関連していることも見いだした。第22染色体の中でも22q11.2領域はその欠失によるVelo-Cardio-Facial Syndrome(VCFS)において思春期以降分裂病あるいは分裂病様症状が好発することから、この領域に分裂病に関わる遺伝子が存在している可能性が推測されSCZD4と命名されている。本研究では、その遺伝子の検出を目的としては分裂病患者において欠失している領域の決定を行うために、ヘテロ接合性の消失を指標として22q11.2領域の検索を行った。4カ所の多型マーカーD22S941、D22S944、D22D311,C0MTにおいては症例・対照間で変異の頻度に差はなく、遺伝子型頻度はHardy-Weinberg平衡から期待される頻度と有意差はなかった。一方、D22S264では対照群83%に対して、患者群では70%と有意にヘテロ接合体の頻度の低いことが確認された(p=0.0002)、また、Hardy-Weinberg平衡からも有意に偏っていた。

D22S264より数kbp離れた所に存在するZNF74遺伝子の変異検索により多型を検出し、遺伝子型を決定したところ、患者群ではヘテロ結合体がHardy-Weinberg平衡から期待されるより有意に少なく観察された。これらによりD22S264からZNF74遺伝子を含む領域で欠失により精神分裂病の素因となる遺伝子が存在していることを示唆された。分裂病の遺伝子解明を困難にしている理由の一つに、遺伝子解明に適当な症候群性の分裂病が存在しないことがある。22q11欠失症候群は患者の約10%ほどが思春期以降に分裂病とくに妄想型を発症することが報告され、分裂病の遺伝子解明の手がかりになる可能性がある。しかし、精神疾患患者集団での大規模な調査がされていないため、精神疾患における22q11欠失のかかわりは不明である。本研究では、22q11欠失のPCR法を用いたスクリーニング法を開発した。PCR法を用いて22q11欠失の有無を決定する方法は、Homologous Gene QuantitativcPCR法(HGQ一PCR)を用いた。22q11欠失症候群の共通欠失領域中に存在する遺伝子のうち、ZNF74遺伝子とそれと相同的なX染色体の領域を同じプライマーで増幅し、X染色体から由来する増幅産物をreferenceとしてZNF74由来の増幅産物の量比で欠失のスクリーニングとした。22q11欠失の確認はFISH法を用いて行った。HGQ-PCR法によるスクリーニングを分裂病患者300人、コントロール300人の計600人に対して行ったところ、分裂病群に1大欠失の可能性のある人が検出された。この症例に対してTUPLElをブローブとして染色体FISHを行ったところ、欠失が証明された。この患者は、妄想型分裂病の他、軽度精神遅滞があった。しかし、心奇形、口蓋裂などの22q11欠失に特徴のある臨床症状はなかった。本研究で検出された22q11欠失の患者は身体所見は乏しく、本研究によるスクリーニングがなければ、22q11欠失の診断は不可能であった。本研究結果は、学習障害を合併している分裂病患者では22q11欠失の有無をスクリーニングすることが必要であることを示している。本研究で開発された方法はその診断スクリーニングとして役立つことが期待される。
分子夾雑系におけるウイルスキャプシド自己集合の物理化学

球状ウイルスは、自身のゲノム核酸を覆うようにタンパク質が自己集合してキャプシドと呼ばれる殻構造を形成する。質量分析や顕微鏡観察の進歩により、天然ウイルスキャプシドの自己集合過程における中間体の解析が行われているが、水溶液中や分子夾雑環境下でのキャプシド形成の定量的な解析は行われていない。当研究室ではトマトブッシースタントウイルス(TBSV)由来の24残基ペプチドが水中で自己集合し30-50nmの人工ウイルスキャプシドを形成することを報告してきた。本研究では、N末端側に蛍光性Rhoをラベル化したbeta-Annulusペプチドを用いて、水溶液中での自己集合挙動を蛍光相関分光(FCS)法によって解析した。Rho-beta-Annulusペプチドの濃度一定(5 uM)の下、未修飾beta-Annulusペプチド濃度を変化させてFCS測定を行ったところ、25 uM以上において二成分モデルでフィッティングでき、未集合のRho-beta-Annulusペプチドの拡散時間と、集合体と考えられる大きな拡散時間が得られた。Stokes-Einsteinの式より、粒径はそれぞれ0.1nmと35nmであった。beta-Annulusの臨界会合濃度(CAC)は25 uMであることから、蛍光ラベル人工ウイルスキャプシドの形成をFCS測定できたと判断した。また、人工ウイルスキャプシドへのFITCラベルデキストランの内包挙動をFCSで解析することにも成功し、デキストランの分子量依存的に内包が起こることを示すことができた。さらに、ジスルフィド結合を介して短鎖DNAを内包した人工ウイルスキャプシドの構築にも成功し、還元環境下でのDNAの放出制御ができることを示した。当初計画どおり、ローダミンラベルbeta-Annulusペプチドを合成し、希薄水溶液中、ローダミンラベルbeta-Annulusペプチドと非ラベルbeta-Annulusペプチドの混合系での蛍光相関分光(FCS)測定により、人工ウイルスキャプシドの自己集合過程の解析にある程度成功した。しかし、ローダミンラベルしたことにより、ペプチドの自己集合過程に影響を及ぼしたため、人工ウイルスキャプシド形成過程を明確に解析するには至らなかった。当初の目的である分子夾雑環境下でのFCS解析もできていないため、研究がやや遅れていると考えている。今年度は、BODIPYなどのペプチド自己集合に影響が小さいと思われる蛍光色素でラベルしたbeta-Annulusペプチドを合成し、その希薄水溶液中での自己集合過程をFCS測定を検討する。キャプシド形成の見かけの会合定数K、協同性パラメータn、自由エネルギー変化ΔGなど求める解析法を確立する。また、TBSVやヒトパピローマウイルス(HPV)のキャプシドタンパク質を蛍光ラベル化し、FCSによる自己集合挙動の解析法を確立する。さらに、beta-Annulusペプチド/キャプシドタンパク質の自己集合のFCS解析を、高濃度のPEGなどの水溶性クラウディング剤存在下で行う。各クラウディング条件におけるKおよびΔGを求め、クラウディング環境によって自己集合挙動に及ぼす影響を議論する。会合のΔGを水の活量に対してプロットすることで、ウイルスキャプシド形成におけるペプチド/タンパク質への水分子の結合・放出の効果が明らかになると思われる。

キャプシド形成の見かけの会合定数K、協同性パラメータn、自由エネルギー変化ΔGなど求める解析法を確立する。また、TBSVやヒトパピローマウイルス(HPV)のキャプシドタンパク質を蛍光ラベル化し、FCSによる自己集合挙動の解析法を確立する。さらに、beta-Annulusペプチド/キャプシドタンパク質の自己集合のFCS解析を、高濃度のPEGなどの水溶性クラウディング剤存在下で行う。各クラウディング条件におけるKおよびΔGを求め、クラウディング環境によって自己集合挙動に及ぼす影響を議論する。会合のΔGを水の活量に対してプロットすることで、ウイルスキャプシド形成におけるペプチド/タンパク質への水分子の結合・放出の効果が明らかになると思われる。
波動-粒子相互作用・電磁場による放射線帯・衝撃波・極域磁気圏での宇宙プラズマ加速

本研究では、地球周辺のおける宇宙プラズマ・波動・電磁場の直接観測において普遍的に見られる粒子加速とその関連現象を中心的な研究課題とする。特に、プラズマ波動-粒子相互作用による放射線帯粒子生成における高エネルギー粒子加速、オーロラ電子に代表される波動・電磁場による極域磁気圏でのプラズマ粒子加速、の2課題に対して観測技術的側面、及び、データ解析・モデリング的側面において相補的な研究を実施した。本研究では、宇宙プラズマ粒子の基本加速機構の研究とジオスペース環境科学の両面で必須となるプラズマ粒子・波動計測手法の研究開発を行い、今後の国内外の直接探査衛星計画に適用されるプラズマ粒子センサーと波動一粒子相互作用解析装置の具体的な製作・試験を遂行する。この基盤となるのが、昨今、我々が主導函役割を果たすことで着実に革新されつつある最先端の計測技術と構築中の較正地上実験装置の整備・改良である。平成21年度は、本研究代表者が立教大学で独自構築したプラズマ粒子センサー較正用装置イオンビームラインを東京大学に移転し、再構築を行った。これにより、東京大学においてもイオン・電子ビームラインの稼働を実現した。また、ジオスペース探査衛星(ERG)計画にむけて、特に本年度は中間エネルギー電子センサー静電分析器等の詳細設計・製作を行った。加えて、電子検出素子APDの計測性能試験を、電子ビームラインを利用して実施し、APDの温度特性試験、高エネルギー陽子照射試験などを行い、衛星搭載デザインの性能を地上実証した。宇宙プラズマ波動一粒子相互作用解析装置(WPIA)では、プラズマ波動・粒子観測データを10マイクロ秒の精度で処理する必要があり、観測データへの正確な時刻付けや相関処理のために、データ配信回路を新規に設計した。特に、WPIAにおける波動データと粒子データの同時オンポード処理系を実現するための「衛星機上データ処理ボード」を試作し、同ボード上で動作するソフトウェアの開発を実施した。WPIAでは異なる観測系である波動観測器と粒子観測器のデータを同時に処理する必要があり、また、その観測時間も10マイクロ秒程度の精度で保証する必要がある。WPIA処理と各観測装置との時刻保証ができる通信方法を含め、マネージ可能となるソフトウェアの実現を目指し、同時に周辺インターフェース性能の評価を行った。本研究では、宇宙プラズマ粒子の基本加速機構の研究とジオスペース環境科学の両面で必須となるプラズマ粒子・波動計測手法の研究開発を行い、今後の国内外の直接探査衛星計画に適用されるプラズマ粒子センサーと波動-粒子相互作用解析装置の具体的な製作・試験を遂行する。この基盤となるのが、昨今、我々が主導的役割を果たすことで着実に革新されつつある最先端の計測技術と構築中の較正地上実験装置の整備・改良である。昨年度に立教大学から東大の新規クリーンルームに移転させたプラズマ粒子センサー較正用装置イオンビームラインの最終整備を行った。特に、電子ビーム特性改良、真空槽内センサー回転制御系の1軸追加整備を実施した。最近承認された日本独自のジオスペース探査衛星(ERG)計画に向けて、5keV以上2MeV程度までの中高エネルギー帯域の電子計測をそれぞれに最適化された2台のセンサーで行う予定であり、本年度は、中エネルギー帯域電子センサーの詳細設計・試作を行い、再整備された電子ビームラインにて性能評価試験を行った。また、世界初となるソフトウェア処理型の波動-粒子相互作用解析装置の基礎開発として、衛星機上処理専用回路上で、ハードウェアを制御するミドルウェアを導入し、その上でWPIAを動作させるための基本プログラムの開発を開始した。またWPIA出力を評価するための疑似データを生成するためのシミュレーションを行った他、粒子センサーの性能も踏まえたWPIAアルゴリズムの検討を行った。また、極域磁気圏での宇宙プラズマ観測に基づき、オーロラ発光を引き起こす電子降下領域の近傍に、それらとは逆の準静電場構造を示唆するイオン降下現象を発見し、その現象の空間分布・時間変動に関する見積を行った。本研究は、地球周辺のおける宇宙プラズマ・波動・電磁場の直接観測において普遍的に見られる粒子加速とその関連現象を中心的な研究課題とし、観測技術的側面、及び、データ解析・モデリング的側面において相補的に推進する。本年度は以下の内容を達成した。(A)プラズマ粒子センサー較正用装置イオンビームラインの機器配置の改善や制御系パラメータの調整により、イオン・電子ビーム特性改良を施した。特に、韓国の超小型人工衛星搭載用荷電粒子分析器の較正試験において、加速電圧出力電源からの雑音を低減し、38 keVまでの電子ビームの強度補正を施し、有意義な試験データを取得した。(B)日本独自のコミュニティーミッションとしてのジオスペース探査衛星(ERG)計画に向けて開発中の中エネルギー帯域電子計測センサーの性能向上実験を行い、フライトモデル開発の基礎とした。特に、黒色塗装された静電分析部と小型APD(アバランシェフォトダイオード)の製作を行った。(C)衛星機上処理専用回路(CPU)のボードを用いて具体的な機上ソフトウェアのプログラミングを作製した。特に、機上位相校正に必要なFFT、逆FFT処理を可能な限り高速に実行できるようプログラムを最適化した。(D)

オーロラ帯における沿磁力線電場による粒子加速現象に粒子速度分布と沿磁力線電流・オーロラ発光の領域・時間変化との相互比較を行った。また、電離圏イオンの加熱・加速現象と沿磁力線電場・電流との領域・強度の比較を行い、オーロラ帯上空に複雑に分布する上下方向の沿磁力線電場の存在を示唆し、電離圏高度でのイオンの分布関数に定性的な解釈を与えた。地球周辺のおける宇宙プラズマ・波動・電磁場の直接観測において普遍的に見られる粒子加速とその関連現象を中心的な研究課題とする。最終年度となる今年度では、プラズマ波動-粒子相互作用による放射線帯粒子生成における高エネルギー粒子加速、オーロラ電子に代表される波動・電磁場による極域磁気圏でのプラズマ粒子加速、の2課題に対して観測技術的側面、及び、データ解析・モデリング的側面において相補的な研究を実施した。具体的な研究課題を以下に列挙する。(A)昨年度に引き続き、宇宙プラズマ粒子センサー較正用地上装置の整備・改良を施した。特に、新規に整備されたクリーンルームへの移設を完了し、真空ポンプ更新も含めた再整備を行った。(B)ジオスペース探査計画「ERG」衛星搭載用プラズマ粒子センサーの総合開発を実施した。宇宙プラズマ粒子の基本加速機構の研究とジオスペース環境科学の両面で必須となるプラズマ粒子計測手法の研究開発を行い、ERG衛星に適用されるプラズマ粒子センサーと波動-粒子相互作用解析装置の具体的な設計・開発の日程・項目に関して検討を施した。ジオスペース探査衛星ERGに向けて中間エネルギー荷電粒子分析器の実験室モデル開発を行った。実験室ビームラインを使用して得られたエネルギー・角度特性(感度プロファイル)はシミュレーションとよく一致しており,設計通りの性能が達成できていることが確認できた。(C)特に電離圏・磁気圏結合という観点からオーロラダイナミクスと電離圏イオン流出現象に関するデータ解析を行った。プラズマ粒子センサー較正用装置イオン・電子ビームラインの整備・再構築に関しては当初の予定通りの進捗であり、今後の研究において律速となる点は発生していない。海外との共同較正試験においても、発生した問題に対しては、日頃より調達・整備しておいた予備機器の臨機応変な適用により解決されている。ERG衛星計画自体の承認、及び、全体の設計が見通しよりも遅れているので、各搭載機器、例えば本研究では、特に高・中エネルギー帯域電子計測センサーが該当するが、これらの詳細設計が遅延している。しかしながら、本研究課題である、センサーを構成する各要素の開発においてはほぼ予定通りである。この他、衛星機上処理用ソフトウェア、及びデータ解析に関しては、順調な研究進捗推移となっており、特に、極域オーロラ帯での粒子加速現象に関しては、様々な新しい事例・側面に迫れており、将来の探査計画立案の基礎ともなっている。本研究分野における将来の衛星観測計画として推進すべき課題と具体的な計画の策定に着手する段階にまで達している。
クラッド金属板のプレス成長限界および成形性評価因子に関する研究

近年,製品の高品質・高機能化,軽量化指向に伴って,各種の金属クラッド板が多用されるようになってきた.従来,クラッド板のプレス加工に関してはいくつかの研究がなされているが,その基礎となる塑性構成式(加工硬化特性,降伏条件,応力-ひずみ増分関係)や,成形性評価法についてはまだあまり検討されていない.そこで,本研究では,クラッド金属板のプレス成形限界および成形性評価因子に関して,実験と解析の両面から次のような検討を行った.まず,クラッド板のプレス成形性を余地するためには,それを構成している単一板の塑性変形特性を詳細に把握しておくことが不可欠であるとの観点から, Al板とSPCC板の一軸引張り,等二軸引張り,平面ひずみ圧縮試験を行った.そして,得られた応力-ひずみ曲線を, Hill,後藤, Bassaniの異方性降伏条件式を用いて整理した.また,等塑性仕事則にもとづいて降伏軌跡を描き,異方性降伏条件式の比較を行った.次に, Al-SPCCおよびAl-Cuの組合わせからなるクラッド板の等二軸引張りを対象にして,エネルギ法による近似解析を行い, A-B2層材の応力-ひずみ曲線,降伏曲線,成形限界線図(FLD)に対する材料の組合せとクラッド比の影響について考察を行った.また, Al-Cu-Alおよびその逆の組合せからなる3層重ね合せ管材のしごき加工を行い,各構成部材の変形状態に対する加工条件の影響を実験的に検討した.その結果,クラッド板の加工硬化特性やプレス成形限界は,クラッド比によって変化すること, n値の差が小さい材料の組合せでは成形限界の向上はあまり期待できないことなどがわかった.今後は,組合せる板の異方性や構成部材界面における剥離なども考慮して,さらに詳細な検討を進めていく予定である.近年,製品の高品質・高機能化,軽量化指向に伴って,各種の金属クラッド板が多用されるようになってきた.従来,クラッド板のプレス加工に関してはいくつかの研究がなされているが,その基礎となる塑性構成式(加工硬化特性,降伏条件,応力-ひずみ増分関係)や,成形性評価法についてはまだあまり検討されていない.そこで,本研究では,クラッド金属板のプレス成形限界および成形性評価因子に関して,実験と解析の両面から次のような検討を行った.まず,クラッド板のプレス成形性を余地するためには,それを構成している単一板の塑性変形特性を詳細に把握しておくことが不可欠であるとの観点から, Al板とSPCC板の一軸引張り,等二軸引張り,平面ひずみ圧縮試験を行った.そして,得られた応力-ひずみ曲線を, Hill,後藤, Bassaniの異方性降伏条件式を用いて整理した.また,等塑性仕事則にもとづいて降伏軌跡を描き,異方性降伏条件式の比較を行った.次に, Al-SPCCおよびAl-Cuの組合わせからなるクラッド板の等二軸引張りを対象にして,エネルギ法による近似解析を行い, A-B2層材の応力-ひずみ曲線,降伏曲線,成形限界線図(FLD)に対する材料の組合せとクラッド比の影響について考察を行った.また, Al-Cu-Alおよびその逆の組合せからなる3層重ね合せ管材のしごき加工を行い,各構成部材の変形状態に対する加工条件の影響を実験的に検討した.その結果,クラッド板の加工硬化特性やプレス成形限界は,クラッド比によって変化すること, n値の差が小さい材料の組合せでは成形限界の向上はあまり期待できないことなどがわかった.今後は,組合せる板の異方性や構成部材界面における剥離なども考慮して,さらに詳細な検討を進めていく予定である.最近、製品の高品質・高機能・軽量化指向に伴って、各種金属クラッド板や、金属板の間に樹脂の層をサンドイッチにした、いわゆる複合板材が多用されるようになってきた。これら複合板材は厚さ方向に性質が変化しているため、単一板の場合とは異なって、板厚方向の変形特性を把握することが重要である。そこで本年度は、アルミニウム軟質板と硬質板を組み合わせたクラッド板を複合板材の一例として使用し、まず平面ひずみ圧縮試験を行って、直接的に板厚方向の加工硬化特性を調べた。また、剛塑性有限要素法によって、平面ひずみ厚縮変形のシミュレーションを行い、平面ひずみ状態が保たれる適正な試験条件(試験片の板厚t,板幅w,工具幅bの関係)について検討した。さらに、クラッド材の板厚方向の変形特性が重要な因子になる実際の加工例として、クラッド管のしごき加工を試み各層の変形の様子を観察した。以上の検討結果より、w≧8b;2t≦b≦4tであれば、板幅の両端部を除いて、ほぼ平面ひずみ状態に保たれることが確認された。また、平面ひずみ圧縮試験を行うと、きわめて大きなひずみ範囲(ひずみε=2.0)にわたって応力-ひずみ曲線を得ることができ、薄肉容器のしごき加工のように板厚方向にきびしい変形を受ける場合の加工硬化挙動を知るうえで好都合であることが確かめられた。さらに、通常の1軸引張試験から得られる応力-ひずみ曲線と、平面ひずみ圧縮試験から得られるものとの間には幾分差違が見られ、変形抵抗の変形様式依存性についてもきめの細かい検討が必要であることが示唆された。今後は、液圧バルジ試験と単純圧縮試験を行って等2軸引張変形下における加工硬化挙動を詳細に調べるとともに、各種複合板材の成形限界(FLD)についても検討を進める予定である。
メルヘン・伝説等を教材として活用した高校世界史の授業内容開発

歴史自体に興味・関心を示さない生徒が増えている昨今であるが、人は決して歴史から逃れることはできない。人は何らかの形で自分(自身)と歴史を切り結んでいる。しかし、自我関与できる題材が少なくなった(今日の)豊かな時代に生きる若者の動機付けは難しい。彼らはインターネット等で周りとつながっていると思っており、過去と「つながる」必要性を感じていない。茂木健一郎は少女の「サンタクロースは存在するか?」という問いに、切実な「仮想」の系譜に「つながる」ことの意味を見出した。メルヘンの主人公も、仮想という点では、サンタクロースと同様であろう。ならば、この主人公たちをとおして、過去と「つながる」ことも可能ではないのか。歴史を好きになるには「歴史にロマンを感じる」ようになればよいと言われるが、ロマンとは物語(ロマンス語による騎士道物語には恋愛、SFを始め、様々なジャンルのものが描かれた)のことである。そこで、広い意味での物語を手がかりに、授業構成を試みた。各地に伝わる民話は「虚構の出来事を虚構として語る物語」であるが、詳細になれば伝説へ、長く豊かになれば物語へと変化する。若者は(歴史のような)既に確定した過去には興味を示さなくとも、ファンタジーとして未来を創造するので、ファンタジーへも変化する「語り」(メルヘンや伝説)を考えてみた。メルヘンや伝説を教材として用いることで、生徒に興味・関心を持たせるとともに、生徒が自らのこととして考えざるを得ない、自我関与の及ぶ範囲の出来事を提示することで、歴史をとおして現在を考えることができるように、授業を組み立てた。古いものがなければ、新しいものは決して生まれてこない。歴史は(無意味な)過ぎ去った(過去の)出来事の羅列ではなく、われわれが(そこに)「つながる」ことで意味をもつのであることを、考えさせた。「赤ずきん」では時代に応じた登場人物の役割の変化を、「シンデレラ」・「白雪姫」では共通して登場する魔女をとおして「視る」ことと仮想現実(VR)を、「ドラキュラ」では死ねない死体としての吸血鬼をとおして延命治療を、「アーサー王」では(中世から)今でも変わらない恋愛の形を盛り込んだ。検証授業を行ったが、概ね好評であり、多くの生徒が過去と「つながる」ことができると答えてくれた。H28は日本史も教えていたので、「日本の妖怪」と「西洋の妖怪」を題材とした主題学習「妖怪」を行った。その中で、ある生徒が「歴史は『説明する』ことも、『語る』こともどちらも必要だと思うけど、『語る(話す)』ことの方に興味がある」と答えてくれた。ここに、歴史学習の新しい方途の可能性があるのではないだろうか。
中学校における多読指導のための基礎的研究

本研究では、多読指導の実践を通し、学習者の英語力レベルと多読用図書の英文レベルの調整をするための基礎研究として、多読用図書の英文レベルに関する調査研究を行い、その関係を明らかにしようとした。BR1では、ステージが上がるにつれ語数が増えてくると生徒が感じる面白さが高まっていく傾向があり、BR2はある程度語数が増えて内容が充実してくると、ストーリーの長さが面白さに影響を与えることは少なくなり、本の内容やジャンル、学習者の趣味・嗜好などによって面白さの程度が変わってくることがわかった。また、カバー率が95%に及んでいなくても絵本の場合は絵を見て理解していることが判明した。面白さ、理解度、読みやすさの3点に焦点を当て、これらと関連がある指標はどれかを観察した。相関が0.70以上のものをみると、BR1では、異語数とFOG、SMOGが3つの指標どれとも相関が高い結果になった。BR2では、面白さ、理解度、読みやすさのすべてと相関の高かった指標がないことが明らかになった。
食事のタイミングがアレルギー反応に及ぼす影響

研究代表者らはマスト細胞の概日時計(時計遺伝子Clock)がIgE受容体発現を制御することによってI型アレルギー反応(IgE刺激によるマスト細胞の脱顆粒反応)の強さを時間依存的にコントロールしていることを見出した。一方、肝臓のような末梢細胞の概日時計は食事による影響を強く受けそのリズムを変化させる。マスト細胞のような免疫細胞の概日時計リズムが食事の影響を受けるかどうかは未だ明らかではない。本研究では「食事のタイミングがマスト細胞の概日時計リズムを変化させ、I型アレルギー反応の強さや時間依存性に影響を与える」という仮説を検証する特に現代社会に特徴的な夜間にシフトした食生活のI型アレルギー反応への影響を解析する。
一般魚類ではみられない、淡水カジカ類の異型精子の機能解明と精子保存への機能利用

淡水カジカ類を種々の条件で水温・光を制御して飼育しても,精子形成に伴い異型精子の形成が確認された.これより,異型精子欠如個体の作製はできなかったが,異型精子は精子形成で正型精子とともに形成される精子であることが分かった.また,淡水カジカ類で確認されている異型精子のステロイドホルモン合成能は海産カジカでも確認できた.淡水カジカ類の精子運動特性を明らかにし,それらの情報を基にアユカケの精子凍結保存条件を確立した.淡水カジカ類を種々の条件で水温・光を制御して飼育しても,精子形成に伴い異型精子の形成が確認された.これより,異型精子欠如個体の作製はできなかったが,異型精子は精子形成で正型精子とともに形成される精子であることが分かった.また,淡水カジカ類で確認されている異型精子のステロイドホルモン合成能は海産カジカでも確認できた.淡水カジカ類の精子運動特性を明らかにし,それらの情報を基にアユカケの精子凍結保存条件を確立した.カジカ科魚類の異型精子は,周年一定水温で飼育すると異型精子が形成されないというが,その形成要因は不明である.異型精子欠如個体の作出が可能となれば,異型精子の形成メカニズムを明らかにすることが可能となる.そこで,秋(短日化&水温低下)の精子形成期に,日長と水温を制御した実験区((1)短日化&一定水温,(2)短日化&水温低下,(3)一定日長&一定水温,(4)一定日長&水温低下)で飼育したときの異型精子形成の有無を調査した.水温低下の実験区(2)および(4)において異型精子の形成は確認できたが,一定水温の実験区(1)および(3)では精子形成が正常に進行していないため異型精子の形成も確認できなかった.これより,一定水温により精子形成が正常に進行しないため,異型精子が形成されないものと考えられる.次年度は他の環境要因を制御して,異型精子欠如個体の作出を検討する.カジカ科魚類の異型精子の機能を解明する一助として,海産カジカのケムシカジカの雄性生殖器官および異型精子の性ステロイド合成能を比較検討した.先ず,雄性生殖器官の概観とその内部構造を比較すると,精巣の構造は同じであったが,輸精管の構造に若干の差異が確認できた.両種の異型精子の形態はともに円盤状を呈していたが,ケムシカジカの異型精子の長径は淡水カジカと比べて有意に大きかった.ケムシカジカの異型精子においても,淡水カジカ類と同程度の合成能を有することが明らかとなった.これより,異型精子の性ステロイド合成能は,淡水産および海産カジカともに見られる機能であると考えられた.1.異型精子の形成要因・メカニズムの解明異型精子の形成要因を解明するために,両側回遊魚であるカジカ小卵型を用いて未成熟期の夏から産卵期まで,日長と水温を制御した飼育試験を行った.しかし,実験終了直前の11月に,飼育水の汚濁により飼育個体が死亡したため実験は不成立に終わった.来年度,再実験を行う予定である.降河回遊型のカマキリの産卵前後における,飼育水への異型精子放出の有無を調べたところ,産卵後に飼育水中に異型精子様物質が検出された.この物質が異型精子であるか否かを検討中である.2.精子凍結保存法の確立環境水のイオン濃度が、400mOsm/kg(200mM NaCl)から1000mOsm/kg(500mM NaCl)で高い運動精子率を示した.この結果は,カマキリの産卵が汽水から海水で行われることを反映していた.カマキリ精子凍結保存条件のために,4種類の凍結防止剤(ジメチルスルフォキサイド:DMSO、メタノール:MeOH、エタノール:EtOH、グリセロール)で希釈した時の運動精子率から,凍結防止剤に対する薬剤耐性を調べた.その結果,カマキリ精子の薬剤耐性はDMSO, MeOHで最も高かった,つぎに,凍結保存し解凍後の運動精子率から,カマキリ精子の凍結保存耐性を検討した。その結果,DMSOを用いて凍結解凍後の運動精子率が88%と著しく高かった.これより,カマキリ精子の凍結保存には,凍結防止剤としてDMSOが適していることが分かった.両側回遊型または湖封型の淡水カジカ類(カジカ中卵型・小卵型・ウツセミカジカ)の正型精子は,環境水の浸透圧が0200mOsm/kgで高い運動精子率を示し,淡水よりも少し高い浸透圧付近で精子運動性が高くなることが明らかとなった.これは,4001000mOsm/kgで精子運動性が高い降河回遊型のアユカケの結果とは大きく異なった.昨年度確立したアユカケ精子凍結条件で保存した凍結精子を用いて人工授精を行い,凍結精子の有効性を検討した.精子は凍結保存溶液(10%DMSO/FBS)で液体窒素液面から10cmの高さに固定して-50°Cまで冷却後,液体窒素に浸漬し保存した.これらの凍結保存精子を同腹の卵に対して人工授精を行い,発眼率およびふ化率を測定した.

2009年の凍結精子の解凍後運動率は約88%と高かったが,過熟卵率が高いと発眼率およびふ化率は低くなった.2010年の凍結保存精子の運動率は,凍結前で49.1%,解凍後は39.8%(凍結前に対する相対比は81.0%)であった.この凍結前と凍結後の精子を用いて同腹の卵と授精させたところ,いずれの精子を用いても同腹卵の発眼率およびふ化率に差はなかった.以上より,1年以上凍結保存したアユカケ精子を用いても人工授精が可能であった.また,アユカケ正型精子の凍結保存時に異型精子を添加し凍結保存しても,正型精子の解凍後運動性に影響はなかった.
ゲノム編集技術による癌促進型マイクロRNAの機能解析と革新的膀胱癌治療法の開発

論文発表も行い、順調である。さらに、多方面からのアプローチを行って、ゲノム創薬に繋がる研究を実践する。単独の癌促進型マイクロRNAのノックアウトにより、十分な癌抑制効果が認められない事が予想される。その場合、複数の癌促進型マイクロRNAをノックアウトすることにより、より強い抗腫瘍効果が得られるかを検討する。分子経路を促進/遮断する既存治療薬の効果確認実験において、もしターゲット遺伝子を阻害する適当な既存薬がない場合には、ドラッグリポジショニングにより既存薬でそのシグナルを遮断することも検討する。また阻害薬により顕著な抗腫瘍効果が得られない場合には、Gemcitabine + Cisplatinによる化学療法や放射線治療との併用効果も検討する。膀胱癌では次世代シークエンサーによるmiRNA発現解析を行い、933個の既知miRNAと17個の新規miRNAの発現を解析し得た。933個の既知miRNAのうち、膀胱癌で有意に発現が低下していた60個のmiRNAの中でリストの上位のものから解析を行ってきた。その結果、microRNA-199familyの発現高値は膀胱癌患者の予後良好の予測因子であり、インテグリンシグナル伝達を制御して、癌抑制的に働くことが示唆された。このようにマイクロRNAを基点とした膀胱癌の新しい癌シグナル経路が明らかにした。現在、in-vivoにおいてナノミセルを用いた癌抑制マイクロRNAのマウス尾静脈投与実験が進行中である。マイクロRNA発現プロファイルに基づいて実験が進行中であり、結果を論文化できている論文発表も行い、順調である。今後、さらに解析のスピードを速める。膀胱癌における分子標的薬の著効例や、臨床膀胱癌におけるPD1抗体治療の著効例に対する次世代シーケンサーによる遺伝子・マイクロRNA発現解析も検討しているさらに、多方面からのアプローチを行って、ゲノム創薬に繋がる研究を実践する。
カーボンナノチューブを用いた光電子複合デバイスの研究

電界ドープ型pn接合素子を作製し、本素子を用いた電子/正孔の同時注入・再結合による発光および光検出を確認した。本素子のFETのドレイン電流変調動作を確認し、光電子複合デバイスの可能性を明らかにした。またCNT薄膜トランジスタについては、108素子よりなるリング発振器の作製と動作実証(0.51μs/gate)に成功した。集積規模、および動作速度はナノカーボンでは世界のベストデータである。また走査型プローブ顕微鏡を駆使してCNT-FETやCNT-TFTの電気特性評価を行い、CNT中欠陥の影響、島状チャネルの存在等を明らかにした。本研究は、これまでのカーボンナノチューブ電界効果トランジスタ(CNT-FET)研究の成果をさらに発展させ、一つのデバイスで電子デバイスと光デバイスの二つの機能を実証し、新奇光電子複合デバイスの可能性を明らかにすることを目的とする。カーボンナノチューブトランジスタ(CNTFET)のショットキ障壁トランジスタモデルに基づいて着想しその基本動作を実証した「小さな仕事関数(Ca)を有する金属をソース・ドレイン電極とするnチャネルFET」は、Caが活性であるため、素子表面をパシベーション膜で覆うことが必須である。従来広く用いられている、PCVD、熱CVD等ではCNTへの損傷が大きく適用が困難であることを明らかとした。この対策として原子層堆積技術を検討し、成膜温度250°C、プリカーサ暴露時間(水:0.025秒、Hf[N(CH3)2]4:0.25秒)の条件で比較的良好なHfO2膜が形成できることを示した。さらに本技術をCNTFETに適用し、ドレイン電流の変化が小さく低損傷であることを明らかにするとともに、表面パシベーションによりヒステリシスが低減することを示した。次に光電子複合デバイスを実現するための第1歩として、ナノチューブの発光特性と外部環境との関係を調べた。発光エネルギーは外部環境(雰囲気)の誘電率に依存して変化し、この現象は励起子のクーロン引力および電子-電子クーロン斥力の誘電遮蔽効果で説明できることを示した。まず電子デバイスとしての特性を評価するため、走査型プローブ顕微鏡を用いてCNTFETの評価を行った。静電気力検出に基づいた電位分布の大気中測定では、ゲートバイアスストレスに依存した電位像およびその過渡応答を観測し、この現象がI_D-V_<GS>特性におけるヒステリシスと対応していることを明らかにした。さらに真空中測定では、ナノチューブあるいはSiO_2/Si基板中の欠陥に対応したと思われる電位分布の不均一を観測した。一方プローブ探針を局所ゲートとするSGM測定においては、ショットキ障壁トランジスタモデルと合致するSGM像を得るととともに、別のデバイスではそれとは異なるドット状のSGM像を得た。後者の結果は、金属ナノチューブチャネル内に形成された欠陥が電位障壁を形成し、これが探針で変調された結果として説明できる。光デバイス設計のための基礎データを取得することを意図して、顕微分光測定を用いた光吸収断面積測定を行い、7.4×10^<-5>nm^2/C-atomを得た。またPL発光分布からカリラリティ分布を見積もるとともに、PL効率がカイラリティに依存することを明らかにした。1.プラズマCVDを用いた、半導体的振る舞いを示すCNTの優先成長の原因について、FET特性評価、ラマン散乱、走査型局所ゲート顕微鏡(SGM)技術を用いて詳細に検討し、金属CNTに導入された欠陥・吸着分子等により障壁が形成され、実効的にバンドギャップが開くことに起因することを明らかにした。2.CNTが基板に接すると発光効率が大きく低下することを明らかにするとともに、その対策として、基板と接しない素子作製技術を検討し、電子ビーム微細パタン形成技術の詳細検討により基本技術を確立した。3.発光の基本となる電子/正孔同時注入動作を実現する方法として、分離デュアルゲートによる電界注入構造を考案するとともに、電子ビームによる微細パタン形成技術の詳細検討により擬似pn接合の作製を可能とし、電子/正孔同時注入動作を実現した。4.嫌気環境CNT成長装置のヒータ改良と原料ガスのアセチレンへの変更により、炭素汚染が少なく継続的なCNT成長が可能な条件を明らかにした。1.発光の基本となる電子/正孔同時注入動作を実現する方法として、昨年度開発した分離デュアルゲート電界注入素子作製技術を適用してそしを作製し、本素子からの発光を確認した。低電圧では発光せず発光半値幅が広い。この解決が課題である。2.H22年度より本特定のテーマとなったカーボンナノチューブ薄膜トランジスタについて、中規模集積回路(108個のトランジスタよりなるング発振器)を作製し、動作実証に成功した。素子特性の均一性が高く、本素子構造・プロセスの技術成熟度が高いことを示している。動作速度は0.51μsと従来報告値よりも二桁高速であり、薄膜トランジスタディスプレイに適用可能なレベルである。3.カーボンナノチューブ(CNT)

薄膜トランジスタの評価に、これまでに開発を進めてきた走査型プローブ顕微鏡を技術を適用し、高密度にランダム配置したCNT薄膜チャネルにおいても、サブスレッシュホールド領域では、チャネルが島状となることを見出すとともに、モンテカルロシミュレーションにより、その原因を明らかに示した。1.電界注入型発光素子の作製技術の改良に取り組み、pn接合を示す整流特性を実現した。また本素子から発光半値幅が50meVと比較的狭い良好な発光を観測し、光電子複合素子としての基本動作を確認した。さらに本素子に光を照射し、300mV程度の開放電圧を確認するとともに、光照射電流の検出に成功した。2.光電子複合素子の高性能化にはp型およびn型の導電型制御が重要である。この目的でAuコンタクトの場合の導電型を詳細に調べ、真空アニール後は従来の報告例と異なるn型伝導を確認し、その原因が、Au/CNT接合におけるAuの実効的な仕事関数の低下にあることを明らかにした。n型伝導はナノチューブの直径に依存しており、直径が細い場合に顕著であること、直径が太い場合は、バンドギャップが狭いため、両極性になりやすいことを明らかにした。3・素子高性能化を目的にグラフェンをコンタクトとすることを試み、コンタクトの作製に成功するととともに、大気中でp型、真空アニール後は両極性伝導を示すこと、グラフェンコンタクトのフェルミレベルは禁制帯中央よりわすかに下に来ることを明らかにした。4.H22年度より本特定のテーマとなったカーボンナノチューブ薄膜トランジスタについては、その特性を支配する要因であるCNT-CNT間の接合抵抗を、導電型プローブ顕微鏡を用いて評価し、数10MΩと高い値が求まった。この低減が素子高性能化にとって重要であることを示した。
構造上のトレードオフに基づく熱帯樹木の共存機構の解明

2年間継続した熱帯雨林の林床に生育する、形態的に多様な稚樹16種の成長特性の測定を終え、得られたデータを解析し、以下のような事実を明らかにした。個体あたりの純生産量、その葉への投資および葉の回転率は、16種の稚樹間で大きく異なっていた。一方、相対重量成長率、相対樹高成長率、純同化率、葉面積増加率の種間差は限定的であった。個体あたりの純生産量は、総葉面積、地上部乾重量および樹冠面積と有意な正の相関を示した。また、葉の回転率は葉の薄さと有意な正の相関を示した。しかし、稚樹の更新戦略に重要な意味を持つ、相対重量成長率、相対樹高成長率、純同化率、葉面積増加率と有意な相関を示す構造的形質はみられなかった。また、稚樹の更新戦略と関係が深いと考えられてきた、分枝頻度、幹の太さ、個葉サイズはどの成長パラメータとも相関を示さなかった。このように成長パラメータと稚樹の構造の関係が弱いことにより、構造的多様性に基づいて生じると考えられてきた樹高成長速度と生存率を向上させる形質(相対樹高成長率、純同化率、葉面積増加率)の間のトレードオフ関係は見られなかった。このように、従来その形態的多様性の高さから機能的にも多様であると考えられてきた熱帯林の稚樹の成長特性は、少なくとも暗い環境においては比較的均一であり、その多様な構造との関係も弱いことが初めて明らかになった。樹高成長速度と生存率を向上させる形質の間のトレードオフ関係も存在せず、これら16種の稚樹において、更新ニッチの分化による安定的共存が成立していることのいかなる証拠も見いだせなかった。研究実施計画に記したように本年度は、主に継続中の定期調査を行い、データを蓄積する年度であった。成長の遅い樹木を対象とする研究においてはこのような期間は不可避であり、最終的に統計的な処理をする以前に知見を得ることは困難であるが、以下ではいくつか観察に基づく報告を行う。継続2年目に入った熱帯林の林床で生育する稚樹の器官レベルの成長、生死を追跡する研究においては、ようやく種間差が見てとれるようになり、ほぼ同じ光環境のもとに生育する種群内においても樹高成長速度、枝の伸長速度、葉の寿命などに大きな種間差がみられることがわかってきた。来年度は、これらのデータを利用して個体全体のバイオマスの収支を推定する予定であるが、器官レベルの種間差を反映してバイオマス収支にも大きな種間差が予測される。その種間差がどのような形質によって説明されうるのか、そしてその種間差が多種共存を促進するようなものであるかどうか考察する予定である。フタバガキ稚樹のデモグラフィーに関する調査は継続4年目に入った。成長の遅いフタバガキ稚樹ではあるが、健全な個体においては着実な成長が測定されており、来年度には解析可能なデータセットが得られると考えている。一般化線型モデルとモデル選択により、暗い環境下での生存率と明るい環境下での成長速度をそれぞれ推定し、両者の間にトレードオフ関係が存在するか、そのトレードオフが構造的形質によってもたらされたものかどうか検証することを予定している。
古代アテネのアクロポリスに建設された建築の設計法に関する研究

アテネのアクロポリスに現存している4棟の神殿と、ヘファイステイオン、バッサエのアポロ神殿は、全て紀元前5世紀後半に建造された神殿である。パルテノン神殿の立面を除き、これらの建築の設計過程を復元することができた。その結果、特にイオニア式の神殿ではヴィトルヴィウスの提示する比例の法則に一致していることが判明した。また、プロピライアやエレクテイオンでは、複合建築としての、また両建築に共通する独特の設計法を発見することができた。1.ヴィトゥルヴィウスの著書に記載される設計法に係わる記述を全て抽出し、ヴィトゥルヴィウスが示す設計法や比例関係の特徴に付いて分析を試みた。また、著書に記載される人物名や建築等も全て洗い出し、ヴィトゥルヴィウスの設計法に係わる知識の背景について分析した。その結果で最も特筆すべき点は、ドリス式の建造物に関する記述は極めて少ないものの、パルテノン神殿に関する記述が存在しており、ドリス式神殿に関する設計法の背景となっていることが推測できたことである。2.エレクテイオン神殿の設計法に関する分析は、本体と北ポーチに関しては専攻科特別研究である程度は行っていた。これらの各部寸法のデータと検証と設計法に関する再分析を実施した。また、全く着手していなかった南ポーチに関しては、各部寸法の収集と設計法の分析を実施した。その結果、エレクテイオンを構成する本体、北ポーチ、南ポーチの平面・立面共に、何れも同じと見なせる設計法が採用されていることが判明した。また、北ポーチは設計変更されているが、その理由が、アゴラからの見え方であり、設計変更された過程も、最初と同一の設計法に基づいていることが判明した。更に、エレクテイオン神殿の各部寸法相互の比例関係は、極めてヴィトゥルヴィウスの著書に記載されている内容に類似している点がい多いことも判明した。ただ、分析が未だ十分とは言えない点もあり、平成20年度は学会発表などは避けた。3.パルテノンやアテナ・ニケ神殿に関してはそれそれの報告書の復刻版や報告書に関する研究書を、ギリシアの書店から入手することができた。また、バッサエのアポロ神殿にしては、日本における他の研究機関が所蔵している報告書のコピーを入手することができた。1.パルテノン神殿及びバッサエのアポロ神殿の設計法に関する分析パルテノン神殿は、基壇の幅の長さが4:9、バッサエのアポロ神殿では2:5という単純な比例関係から設計されている。しかし、設計の始まりはパルテノン神殿では基壇幅の寸法が100尺、アポロ神殿では基壇長寸法が120尺として始められていることが分かった。また、基壇寸法を比例で決定することにより、柱間寸法は基壇長や基壇幅から直接算出されている。特にアポロ神殿では、その結果、正面と側面の柱間寸法が異なったものとなり、パルテノン神殿では正面と側面の柱間寸法は同じであるものの、隅柱間短縮量が非常に大きなものとなっている。また、基壇寸法から柱間寸法を求める計算方法は、プロナオスの柱間寸法を求める時ににも使用され、しかも類似した比例関係が使用されていることが判明した。2.アテナ・ニケ神殿の設計法に関する分析アテナ・ニケ神殿の基壇幅と柱間寸法の関係は、エレクテイオンと全く同一であることが判明した。また、円柱下部直径と柱礎直径の比もプロナオス、オピストドモスの深さなども、基本的には同じ比例関係を用いた設計がなされていることが分かった。アテナ・ニケ神殿やエレクテイオンはイオニア式で、パルテノン、アポロ神殿等のドリス式神殿と、比そのものは異なるものの、エンタブラチュアでは、全体寸法を先に決定し、それを単純な整数で分割して細部寸法を求めるという、共通した設計手順も見いだすことができた。3.実測調査平成21年度の年度末、アクロポリスの上に建つ4棟の建造物の実測調査を実施した。特に、エレクテイオンの南ポーチの基壇寸法、柱間寸法、ニケ神殿のエンタブラチュア各部寸法は、報告書から明確なデータを得ることが出来なかったので、これを実測した。また、報告書の実測データの精度を確認する為に、各神殿のスタイロベイト石材寸法を全て実測した。1.昨年度末に実施した実測調査を踏まえて、エレクテイオンとアテナ・ニケ神殿の設計法に関する再分析を行った。その結果、エレクテイオンでは、本体建物・北ポーチ、南ポーチで同じ設計手順が用いられている箇所も多いが、エンタブラチュアの設計においては、南ポーチだけが異なっていることが判明した。一方、アテナ・ニケ神殿の設計法は、エレクテイオン本体や北ポーチと類似していることが確認できた。またパルテノンにおいてはケラの設計手順についても分析し、おおよその結論を導き出すことができた。2.プロピライアは3つの建物がアクロポリスへ登る大階段をコの字に囲むように建設された複合建築である。

設計の始まりは大階段の幅に関連する部分で、これを80尺と決め、柱間寸法を算出し、建物全体のレイアウトを決定している。中央建物は、柱間寸法との比例関係で平面設計がなされているが、南北建物では、柱間寸法から決定された基壇寸法から再度小さな柱間寸法が求められ、これを基準に設計されている。また、中央建物の内部設計では、心々間柱間寸法ではなく円柱の内法寸法で設計され、立面設計においては円柱下部直径が基準寸法となっていることが判明した。3.ヘファイステイオンについても分析をし、上段クレピスが100尺として始まる設計過程を復元できた。なお、ここで使用された古代尺がエレクテイオンと全く同じ1尺=0.32510mとなった。4.アクロポリス上の4神殿及びバッサエのアポロ神殿、エレクテイオンの設計手順について、一応の分析を行ったが、その分析精度には未だ検討の余地が残っている。一方、それらの設計法の比較検討も十分ではないが、イオニア式のエレクテイオンやアテナ・ニケ神殿の設計法の類似性、複合建築であるエレクテイオンとプロピライアの全体レイアウト決定法の類似性が確認できた。また、ヴィトゥルヴィウスの示す設計法との類似性も、それぞれの神殿の各所で見ることができた。
数式処理ソフトウェアを応用したWeb教材開発とe-ラーニングシステムへの統合

学習する時間・場所を選ばない教育システムの一つであるeラーニングシステムの重要な機能としてオンラインテストがある。つまり,Web上で正誤問題,多肢選択問題を解き,自動採点・成績管理を行うものである。本研究では,数式処理システムを応用して,オンラインテストに数式による解答を行い,その正誤評価を可能にしたシステムSTACKの整備を行った。これにより,オンラインテストの可能性を広げることができ,自然科学系科目のeラーニングの発展が期待される。Web上での数式の取り扱いに重点をおき,数式処理ソフトウェアを応用した,数式評価可能なオンラインテストを含むWeb教材を開発することと,それらを用いてサーバ上にシステムを構築し,CMSとの連携を実現することによる,自然科学系教育に有効な新しいeラーニングシステムの開発を目的とし,研究期間内に少なくとも以下に示す内容を実現する。(1)単なる数値的な扱いにとどまることなく,Web上で数式の入出力,計算,評価(正誤判定),計算結果の視覚化・グラフ化・アニメーション化を可能にした,オンラインテストを含む,自然科学系Web教材の開発。また,携帯端末(PDA)も視野にいれたサーバサイドの数値計算・数式処理によるデモ用シミュレーション教材の開発も行う。(2)上記Web教材をCMSに統合するための連携システム(モジュール)の開発と,それを用いた自然科学系eラーニングシステムの実現。本研究は,オンラインテストにおいて,受講者の解答としての数式の正誤評価を可能にする教材システムを開発することと,そのシステムとCMSとの連携を実現することを目的としている。この目的を達成するために,初年度にあたる本年度においては,(1)MapleNet, Maple T.A.を利用した,数式処理評価可能なオンラインテストを含むWeb教材を開発すること,(2)それら教材システムとCMSとの連携に関する技術的検討,(3)オープンソースソフトウェア数式処理システムによる開発に関する調査,以上の3点について取り組む計画のもと研究をスタートさせた。(1)については,Mapleの機能を生かした教材の作成を行い,MapleNetを用いてWeb上に教材を公開し,誰でもアクセス,利用できることを実現した。開発したた教材は,「13.備考」に示したURLからアクセス可能である。Maple T.A.の利用については,(2)とも関連するCMSとの連携を考慮した場合,有償ソフトウェアであるためソースコードが公開されていないことから,実現は困難であろうとの判断し,今回は見送ることとした。また,既存のシステムであるSTACKの日本語化を行うことにより,オンライン数学テスト・評価システムの普及に努めた。(2)(3)については,オープンソースのCMSであるMoodleを利用することにより,数式の正誤評価可能なモジュールを構築することが有効であるとの判断から,オープンソースの数式処理ソフトウェアであるMaximaとの連携により実現すること目指し,開発中である。この目的を達成するために,2年目にあたる本年度においては,(1)数式処理可能なオンラインテストを含むWeb教材システムの開発を初年度から継続して行うと同時に,(2)CMSとWeb教材システムとの連携に関する技術的検討と開発を行う計画のもと,研究を開始した。(1)については,PC上で取り組む教材に加えて,iPod touchなどの携帯情報端末上でも動作可能な教材の開発にも注力した。具体的には,MapleNetとJSPとを利用することにより,Webアプリケーションとして動作する教材を開発した。これにより,時間と場所を選ぶことなく,学習できる環境を提示することが可能となる。また,(2)については,STACKという既存のオンライン数学テスト・評価システムをベースに開発を行うこととした。STACKはCMSとしてMoodleを採用し,数式処理ソフトウェアとしてMaximaを利用することにより,オープンソースソフトウェアから構成されている。したがって,既に開発している教材システムと連携させるための,ソース改変も可能であり,ことにより,効果的な教材システムを構築することが可能となる。本年度は,STACKを日本で運用してくために重要な日本語化作業と,様々なバグ修正作業,教材の蓄積を行いながら,基幹部分を構築することができた。本研究は,オンラインテストにおいて,受講者の解答としての数式の正誤評価を可能にする教材システムを開発することと,そのシステムとCMSとの運携を実現することを目的としている。この目的を達成するために,3年目にあたる本年度においては,(1)数式処理可能なオンラインテストを含むWeb教材システムの開発を初年度から継続して行うと同時に,(2)CMSとWeb教材システムとの連携に関して,昨年から取り組んでいる,イギリスで開発されたSTACKというシステムの整備とオンラインテストの蓄積を行ってきた。(1)については,主にMapleとMapleNetを利用したオンライン教材の開発を継続するとともに,Mapleで作成されたグラフなどをTeX文形式に変換することのできるKETpicというライブラリを,Web上から利用できるシステムを開発した。これにより,手元に数式処理ソフトウェアがなくとも,美しい図入り配布教材をWeb上で作成することが可能になった。