hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
テチス海東域で生じた中古生代の海洋底無酸素事変に伴う絶滅から回復イベント

デボン系を中心とする古生界の研究については,順調に進んでいるが,化石の産出量が当初の見積もりを大きく上回っていたため,現在も研究を継続中で具体的な成果の公表は来年度になる見通し.なお,今年度実施した予備調査では,オルドビス系やデボン系などでコノドントや筆石などの新産地を発見し,上部三畳系では地質年代や古地理などを研究する上で重要なアンモナイトや二枚貝などを採取した.テチス海東域における海洋生物の絶滅やその後の回復から放散の過程を解明することを研究の目的として,ベトナムのデボン系石炭系とペルム系三畳系を調査した.本研究ではコノドントなどの化石と安定炭素同位体比などの分析データを用いて,詳細な地質年代を明らかにし,大量絶滅や海洋無酸素事変などのイベント層を特定した.さらに堆積相解析を用いて,堆積環境を復元し,化石の記載や化石群集の識別および生息域の復元などを行なってデボン紀ー石炭紀境界と前期三畳紀のインデュアンーオレネキアン境界,スミシアンースパシアン境界などで生じた地質・古生物学的なイベントや堆積環境,海生動物群集の変遷などについて報告した.北部ベトナムの下部三畳系オレネキアン階の古生物学・層序学・堆積学分野の調査結果を国立科学博物館のモノグラフや古生物学分野の国際誌(Paleontological Research),日本国内の和文雑誌などに投稿し,デボン紀ー石炭紀境界やデボン紀末の海洋無酸素事変に関する研究成果も学術論文としてすでに国際誌(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology)に公表することができた.また2015年度に投稿予定の研究成果もすでに論文の執筆が順調に進んでおり,研究は当初の計画以上に進んでいる.層位・古生物学2015年度は,これまでの下部三畳系の研究成果を学術論文として公表する事と上部デボン系の調査が最重要課題である.下部三畳系の研究成果のうち,スミシアンースパシアン境界の複合生層序(アンモナイト・コノドント生層序と安定炭素同位体比層序)の確立とこの境界で生じた海洋無酸素事変に関する研究成果を国際誌に投稿することや,新たに発見したコノドントと放散虫,オストラコーダなどの化石を記載し,今後の研究に繋げることを目指す.また,研究協力者が所属するベトナム国立自然博物館の開館10周年に伴う論文集の執筆と編集を依頼されているため,研究成果の一部はこの論文集でも公表する予定.ベトナムでの調査は,中部と北部ベトナムに分布する上部デボン系のフランスニアンーファーメニアン境界(F-F境界)付近を中心として,コノドント抽出用の石灰岩試料と化石の採取を行ない,コノドント化石でF-F境界を特定した上で,安定炭素同位体比の分析や有機炭素量の測定,有機炭素分析などを進める.なお,北部ベトナムハーザン省のF-F境界付近では,コノドント以外の化石がほとんど産出しなかったものの,F-F境界よりも下位の層準ではテンタキュロイドが比較的多産していたため,この化石の採集や最終産出層準の確認に努める.ベトナムでは,古生物学者の高齢化が進む半面で,この分野や野外調査のできる若手研究者が不在であるため,研究協力者側からは今後も日本との共同研究やそれらの成果を活用した博物館の展示作成などを求められている.そのため,2016年以降の具体的な共同研究や活動についても相談する予定である.本研究助成を受けたことで,三畳系の地質調査が広域的に実施でき,ベトナムの化石試料だけではなく,アジア各地から産出する化石試料の採取やタイプ標本の観察ができた.また,電子顕微鏡と化石のクリーニング機器に必要な消耗品,微化石の処理に必要な薬品類などを大量に購入できたおかげで,当初の計画以上に研究が進み,データの精度も飛躍的に向上した.
(Sr,Ca)-La-Co系フェライト磁石の粒子界面分析による保磁力特性の解明

本研究は,Ca-La-Co系フェライト磁石の保磁力機構を解明するために,過剰に存在するCaと析出物の関係について検討した。以下に得られた知見をまとめる。1焼結助剤の途中添加を行わない場合,調合時におけるCa過剰量と析出するCa化合物が焼結体に占める割合は,ほぼ比例関係である。2CaO途中添加を行った場合,Ca総過剰量が,CaO換算で0.8wt%付近まではCa化合物の析出物は増加せず,それ以上では急激に増加する。3多粒子粒界において析出する化合物は,必ずCa:Siのモル比が2:1の化合物(Ca2SiO4)である4CaO途中添加を行った場合は,Ca化合物の析出量が増加するに従って保磁力が減少する。本研究はCa-La-Co系フェライト焼結磁石において,特に焼結体の粒子界面の組成分析を行い,粒子界面の状態と保磁力特性を結びつけて議論を行うことにより,保磁力特性向上のための新たな指針を得ることが目的である。1年目の2013年度の研究成果について以下にまとめる。基本組成式をCa0.5+αLa0.5Co0.4Fe11.6Oβとし,Caの過剰量αを0,0.03,0.05,0.1,0.15,0.2と変化させて試料を作製した。これらの反応焼成後粉末の粉末X線回折より,α=0では不純物相としてヘマタイトが検出されたが,α=0.03以上の試料ではマグネトプラムバイト(M)型相単相が得られた。次にこれら試料を用い,焼結温度を11601240°Cと変化させて異方性焼結磁石を作製した。各試料のX線回折の結果より,α=0.05以下の試料では不純物としてヘマタイトが検出され混相試料となった。α=0.1,0.15,0.2の試料は,どの焼成温度においてもM型相単相が得られた。この結果より,本実験において解析対象とする試料を,α=0.1,0.15,0.2とすることを決定した。上記のように決定した3試料において,走査型プローブ顕微鏡(SPM)観察により平均粒子径を求め,ほぼ粒子径の等しい焼結体をそれそれ選び出し,それら試料表面の組成マッピング測定を行った。なお,測定にはEPMAを用いた。その結果,Caはαの値が増加するに従って全体的な濃度が増加するとともに,偏析が起こることがわかった。また,Laについてもαの増加とともに偏析が起こることがわかった。マッピングデータより偏析が起こっている領域が全体にしめる割合を算出し,保磁力との関係を評価したところ,Laの偏析領域が増加するに従って保磁力が直線的に増加する傾向が見られた。来年度以降,途中添加物の影響も踏まえさらに詳細な議論を展開する予定である。前年度の研究において,基本組成式をCa0.5+αLa0.5Co0.4Fe11.6Oβとして,Ca過剰量αを変化させて試料を作製し,平均粒子径が同等の試料を選定してEPMAにより組成マッピング分析を行った結果,過剰量の増加と共にCaとLaの析出量が増大する傾向が確認された。これはαの値により,結晶中にLaが含まれる量が変化していることが考えられる。そこで2014年度においては,組成式を(Ca0.5La0.5)1+αCo0.4Fe11.6Oβとして,過剰量αにLaの量も連動することとし,同様の実験を行った。その結果,過剰量αの増加に伴い,Caの析出量は増加する傾向が見られたが,Laの過剰量はαが増加するに従って,いったん増加した後減少する傾向が見られた。これは,CaとLaの析出割合は線形的ではないことを示唆している。また,保磁力特性については,Ca析出量が増加するにしたがって保磁力も増加する傾向が見られた。これに対してLaの析出量が増加した場合,保磁力はいったん増加した後減少する傾向が確認された。また,Laの析出を極力抑制するために,作製方法改良の検討も行った。これまで微粉砕の工程において,振動ミルを用いて8時間の湿式粉砕を行っていた。しかし,この方法ではLaの析出が見られ,また粉砕後スラリー試料の平均粒子径にバラツキが見られることから,よりバラツキが少なく,且つ,粒子の微細化が行われ,さらにマグネトプラムバイト型結晶構造の分解が起こらない方法として,ジルコニアボールを用いた長時間ボールミリングによる微粉砕を行った。これにより,Laの析出を抑制しつつ,より均一で微細な焼結体作製用スラリーを作製することに成功した。しかし,ジルコニアボールを用いて微粉砕を行った場合,焼結体試料においてM型単相を得るために必要なCaの過剰量が増加する傾向が見られた。また,振動ミルを用いて微粉砕を行った場合に比べて,低温の焼成温度で緻密化が進みやすくなる傾向が見られた。前年度までの研究により,基本組成式をCa0.5+αLa0.5Co0.4Fe11.6Oβとして,Ca過剰量であるαを変化させて焼結磁石を作製し,平均粒子径が同等の試料を選定してEPMAにより組成マッピング分析を行った結果,多粒子粒界においてCaとLaの析出量が増大することがわかった。また作製方法を検討し,Laの析出を抑える方法を確立した。

フェライト焼結磁石の特性は,CaOやSiO2等の焼結助剤と呼ばれる途中添加物により大きな影響を受けることが知られている。とくにCaO(添加時はCaCO3)は本系組成式におけるアルカリ土類金属と同じ元素であることから,調合時に過剰に添加されたCaと焼結助剤として添加されたCaOが互いに作用し,粒子界面の状態に影響を与えることが考えられる。そこで2015年度は,焼結助剤であるCaOおよびSiO2を途中添加し,調合時のCa過剰量αとともに,焼結磁石の粒界に与える影響について実験・検討を行った。また,TEM-EDXを用いて多粒子粒界の組成分析を行った。2015年度に得られた知見を以下にまとめる。・調合時の過剰Caと途中添加物CaOを合わせた総過剰量が,CaO換算で0.8wt%付近まではCa化合物の析出物は増加せず,それ以上となると急激に増加する。・多粒子粒界において析出する化合物は,Caの総過剰量に関わらず,必ずCa:Siのモル比が2:1の化合物(Ca2SiO4)を形成する。・CaO途中添加を行った場合は,Ca化合物の析出量が増加するに従って,保磁力は減少する。本研究は,Ca-La-Co系フェライト磁石の保磁力機構を解明するために,過剰に存在するCaと析出物の関係について検討した。以下に得られた知見をまとめる。1焼結助剤の途中添加を行わない場合,調合時におけるCa過剰量と析出するCa化合物が焼結体に占める割合は,ほぼ比例関係である。2CaO途中添加を行った場合,Ca総過剰量が,CaO換算で0.8wt%付近まではCa化合物の析出物は増加せず,それ以上では急激に増加する。3多粒子粒界において析出する化合物は,必ずCa:Siのモル比が2:1の化合物(Ca2SiO4)である4CaO途中添加を行った場合は,Ca化合物の析出量が増加するに従って保磁力が減少する。計画段階において,粒界組成分析はEDSを用いて行う予定であったが,空間的な分解能不足により,EPMAによる観察に切り替えた。EPMAは当研究機関は所持していない装置のため,外部の装置を借りる必要があり,これにより研究の遅れが生じた。また,Laの析出は発生しないことを想定していたが,Laの析出が発生していることが確認された。そこで2014年度の研究において,Laの析出が発生しない作製方法を検討する必要が生じた。ジルコニアボールを用いた長時間のボールミリングにより微粉砕を行う方法を検討し,Laの析出を極力抑えた焼結体の作製に成功はしたものの,本件が研究進度の遅れを生じた一番の要因であった。また,Laの析出が発生したとしても結晶構造中のLa量にほとんど変化を生じさせない様な組成式による検討も行った。以上の要因により,現在研究目的に対する達成度は1年程度の遅れが生じている。電子電気材料現在,当所の研究計画に対して,進行度は60%程度であると考えている。研究計画の大きな変更は無いが,以下の課題をクリアする必要があり,2015年度の研究において計画の一部微変更を行い取り組む予定である。<課題>1Laの析出を極力抑えた焼結体を作製する必要がある。また,Laの析出があったとしても,結晶構造中のLa量が変化していない試料の作製が必要である。2ある程度の緻密化が行われ且つ単磁区を有するであろう粒子径の小さな焼結体を作製する必要がある。3磁気力顕微鏡を用いた磁区模様観察において,明瞭な磁区模様を得るための方法を検討する必要がある。これら課題に対して以下のような計画の微変更を行う。(a)当初の計画において,微粉砕は遊星ボールミル又は振動ミルを用いる予定であった。これをジルコニアボールを用いた長時間ボールミリングに変更する。
重粒子線を用いた軽い新粒子探索のための検出器開発

本研究では、近年報告された17MeV程度の非常に軽い質量をもつボソンをはじめとする新粒子の探索・検証を主目的とした、小型大立体角電磁カロリメータ検出器の開発を目指し、そのプロトタイプ検出器の研究開発を行う。本検出器は、シンチレータとマルチアノード光電子増倍管を組み合わせることで入射粒子のエネルギー及び位置検出を行い、持ち運び可能な小型検出器としての開発を目指している。これにより将来的には、異なる実験施設に持ち運び、多彩なチャンネルでの未知粒子探索を行うことを目標とする。
衛星データを用いた森林植生季節変化パラメーターの詳細解析に関する研究

本研究では、衛星データを用いた森林植生季節変化パラメーターの詳細解析を行うとともに、それらの手法をシステム化することで、自動処理を実現した。本課題では我々が開発した衛星データモデル化手法を応用し、以下の2つについて開発を行なう:(1)環境変動にともなう季節変化パラメーター変動の解析手法開発およびシステム化、(2)環境変動現象の先行指標の抽出手法の開発およびシステム化である。さらには衛星ライダーデータを導入して、森林の三次元構造情報の解析手法の開発およびシステム化も実施した。本研究では以下に挙げる二つについて開発を行なうことを目的としている。1環境変動にともなう季節変化パラメーター変動の解析手法開発およびシステム化本年度は2012年までのMODISなどの高頻度観測衛星データを収集、スペクトルの時間変化や地表面温度などについて時系列モデル処理を行って水分環境および温度環境のモデル化・時空間解析を行った。特に、メコン川流域を含むインドシナ半島全体を対象にして地表面の分光反射スペクトルの時間的変化について高頻度観測衛星データを用いて解析を行なった。その結果、2011年のタイ国で発生した洪水について詳細な解析を行なうとともに、地表面温度を用いた、地点毎の水分環境を推定する指数の開発を行なっている。温度は植生の蒸発散などに関連しており、マイクロ波リモートセンシングデータからは高い分解能で推定が困難である土壌水分の高頻度推定を目指して研究を行なっている。本年度は、連続値の時系列モデルについてGPGPU化作業を行っている。この作業はこれまでに申請者が開発したfortranプログラムからGPGPU処理に適した部分を解析し、該当部分を改変することで対応している。なお、インドシナ半島地域については、現地からの情報などを手がかりにASTERなどの中高分解能衛星データによって森林劣化や森林開発、水分環境変動などの現象の起こった位置や規模、時間などを確認した。2環境変動現象の先行指標の抽出手法の開発およびシステム化時系列モデル処理および現象が起こった可能性のある画素を自動で抽出し、得られた画素の位置や現象の種類などの情報(植生環境変動関連地理情報)を配信するシステムを構築した。今年度は、導入したサーバーなどのハードウェアおよび演算ソフトウェア、配信システムなどの試験を行なった。本研究では以下に挙げる二つについて開発を行うことを目的としている。1森林環境変動にともなう季節変化パラメーター変動の解析手法開発およびそのシステム化本年度は、植物季節変化パラメータの解析を行った。植生の水分条件に関連するとされる地表面温度の昼夜差も、これまでのスペクトル的な解析の結果と同様に森林開発等にともなう環境変動を反映していることを確認した。現在は植物季節パラメータの可視化を行っている。これまでに研究代表者が開発した時系列モデル化手法とスペクトル異状検知手法について、他の植生研究者への利用拡大を図ることを目的として、高頻度観測衛星データ解析に関連する国際ワークショップを開催するとともに、時系列処理手法の講習会も行った。2森林環境変動現象の先行指標の抽出手法の開発およびそのシステム化モデル化された高頻度観測衛星データを用いて解析を行ったところ、数キロ四方にもわたる皆伐などの大規模な事象については検知できるものの、森林劣化などについては広域での検出が困難な場合があることが確認された。そこで、森林劣化を樹高などの森林構造情報を手掛かりとして検出ことを考え、衛星LiDARであるICESat/GLASプロダクトの導入を行った。ICESat/GLASプロダクトは、森林構造の情報を含んでいるとされるLiDAR波形と、LiDARフットプリント座標が別なプロダクトに含まれているため、全データを入手してサーバー上で展開、LiDAR波形とフットプリント座標の対応付けを行って二次データセットとして整備した。研究代表者が別のプロジェクトで開発した方法を基にLiDAR波形解析の高度化を行い、メコン川流域の森林構造に関するマップを作成した。また、森林劣化の詳細な情報を得る目的で、高分解能衛星データ(RapidEye)と衛星LiDARデータを用いた森林構造マップ作成法の開発を行った。本研究では以下に挙げる二つについて研究および開発を実施することを目的としている。1環境変動にともなう季節変化パラメータ変動の解析手法開発およびシステム化昨年度までデータ収集および解析を行ってきたメコン川流域に加え、今年度は森林開発が著しいボルネオ全域を対象としてMODISなどの高頻度観測衛星データの収集を行うとともに、研究代表者が開発した時系列モデル化手法による解析と森林季節変動パラメータの抽出を行った。西カリマンタンなどでは、森林からプランテーションへの転換した画素を明瞭に区別できることを確認した。これに加え、昨年度整備した衛星LiDAR ICESat/GLAS全球データセットから当該地域のデータを抽出し、高解像度の森林構造マップの作成を目的として解析を行っている。また、メコン川流域や中央アマゾンなどのMODISやCAIなどの高頻度観測衛星データを確認したところ、雲がない場合でもヘイズや水蒸気などの影響で地表面の状態が観測できない画素がしばしば現れる。これまで研究代表者が開発した方法では、可視バンドの地表面反射率データを時系列的に、連続値として取り扱うことができなかった。そこで今年度は、放射伝達モデル計算とこれまで研究代表者が開発した状態空間モデルを用いた時系列モデル化手法を融合させたアルゴリズムを開発した。放射伝達モデル計算は計算負荷が大きいため、機械学習法を用いた高速化の実装を行った。2環境変動現象の先行指標の抽出手法の開発およびシステム化昨年度に引き続き、高頻度観測衛星の空間分解能(500m)より分解能が高い森林構造マップの作成法の改良およびシステム化を行っている。

現在、昨年度より広域スケール(約100キロ四方)での森林構造マップ作成法の開発をすすめており、この結果と森林植生季節変化パラメータとの関連についても解析を実施している。全体の状況であるが、昨年度は健康上の理由から課題に従事する時間のねん出が困難であったことおよび研究補助者に適任者を見つけられなかったため、進捗状況はやや遅れている。森林劣化などを精密に検知する目的での森林構造マップ作成手法の開発は新たに付け加えた内容であるが、これについては順調に進捗している。一方、学会等の研究集会での成果報告等が健康上の理由により宿泊を伴う遠方への学会等参加が困難な状況が続いていることと、成果を投稿論文としてまとめる作業で進捗に遅れが生じている。1環境変動にともなう季節変化パラメータ変動の解析手法開発およびシステム化森林劣化検知を目的とした広域森林構造マップ作成手法の開発は一昨年度までのメコン川流域に加え、現在はボルネオ島全体のデータ処理および解析までほぼ順調に進んでいる。連続値での時系列モデル手法のGPGPU実装については結果を確認するための試験が長引いており、システム整備に関しては遅れが生じている。2環境変動現象の先行指標の抽出手法の開発およびシステム化引き続き実施している森林開発にともなう環境変動の先行指標抽出のための指標作成には、事例を増やす必要があり、森林劣化も対象に加えて解析を行っているため、進捗に遅れが生じている。これまでに得られた成果を基にして、森林環境変動の起こった可能性が高い画素の抽出方法について検討および考察を加えて実際に全自動処理およびデータ配信を可能なシステムの構築をすすめた。本研究では以下に挙げる二つについて開発を行うことを目的としている。1環境変動にともなう季節変化パラメーター変動の解析手法開発およびシステム化森林劣化や小規模な森林減少について、三次元的かつ面的な森林構造情報と森林季節変化パラメーターとの関連を解析し、高頻度観測衛星データの時系列モデル化によって森林構造の変動を自動的に検知可能な手法の開発を進めた。特に、ライダー波形データの解析において、逆行列を用いない逐次的最適化アルゴリズムを開発した。この手法はGPGPU上の処理にも親和性の高いと思われるが、まずはGPGPUを用いない処理系の構築を行い、テストデータを用いて性能等の試験を行った。2環境変動現象の先行指標の抽出手法の開発およびシステム化高速処理のためのGPGPU化については引き続き開発および実装を行った。また、本研究課題で開発される手法や植物季節プロダクトの自動生成と配信を行うシステムについては昨年度に引き続き構築および運用試験を実施した。
細菌における活性イオウ分子の代謝機構とその抗菌剤感受性制御の分子基盤

システインパースルフィドは、システインのチオール側鎖に、さらに過剰なイオウ原子が付加したアミノ酸誘導体である。本研究では、これまでほとんどわかっていなかった細菌でのパースルフィド分子の生成動態の解明を目指した。その結果、調べたすべてのグラム陰性菌において、システインパースルフィド、グルタチオンパースルフィドが内因性に生成していること、さらに細菌のパースルフィドが活性酸素に対して防御的に作用していることが示唆された。以上の結果より、パースルフィドは細菌の酸化ストレス抵抗性に大きく寄与しており、パースルフィド生成機構は抗菌治療の新しい標的となりうることが期待される。システインチオール基[Cys-SH]にさらに過剰なイオウ原子が付加したシステインパースルフィド[Cys-SSH]やポリスルフィド[Cys-S(S)nH]はその強力な抗酸化活性が明らかになり、活性酸素の多彩な生理活性を制御する活性イオウ分子として注目されている。本研究では、活性イオウ分子のハイスループット解析法を構築し、既に確立した質量分析に基づく精密同定・定量法と、大腸菌の網羅的遺伝子欠損株を駆使して、これまでほとんど分かっていない細菌における活性イオウ分子の代謝(生成、分解)機構を解明する。さらに近年明らかになりつつある抗菌剤の殺菌機構における活性酸素の作用に対して、活性イオウ分子がどのように関わっているのか、その分子基盤を明らかにし、新しい抗菌剤感受性の制御機構の解明に向けた研究を推進する。本年度は、菌体からの活性イオウ分子の抽出方法について検討を行った。対数増殖期の細菌培養液0.4 mLから検出感度に十分なシステインパースルフィド関連分子を、モノブロモビマンで誘導体化して抽出でき、タンデム質量分析装置にて定量できることがわかった。さらに本法を用いて、様々なグラム陰性菌について、活性イオウ分子の網羅的解析を行った結果、大腸菌、緑膿菌、セラチア菌、ネズミチフス菌、チフス菌、赤痢菌において、システインパースルフィド、グルタチオンパースルフィドの生成を明らかにした。今後、これら細菌における活性イオウ分子の生体機能について解析を行なう。当該方法により、グラム陰性菌での活性イオウ分子の検出に成功した。昨年度までに、様々なグラム陰性菌において、システインパースルフィド、グルタチオンパースルフィドが内因性に生成していることを明らかにしてきた。そこで本年度は、その酸化ストレスに対する機能を解析した。新たに開発したパースルフィドドナーで細菌を処理すると、菌体内のパースルフィドを選択的に増加することが可能となった。そのようにしてパースルフィドを増加させた細菌は、過酸化水素処理や、マクロファージによる殺菌に対して顕著に抵抗性を示すことがわかった。このことから、細菌のパースルフィドが活性酸素に対して防御的に作用していることが示唆された。細菌の酸化ストレス抵抗性において、パースルフィドが防御因子として関わることを明らかにできた。これまでに、様々なグラム陰性菌において、システインパースルフィド、グルタチオンパースルフィドが内因性に生成していること、さらに細菌のパースルフィドが活性酸素に対して防御的に作用していることが示唆された。本年度は、菌体内でどのような機構によりパースルフィドが生成しているかを解析した結果、cysteinyl-tRNAsynthetase(CARS)がシステインを基質とし直接システインパースルフィドを合成する極めてユニークな活性があることを発見した。このことから、CARSは抗菌治療の新しい分子標的として、その阻害剤の探索も含めた今後の研究が期待される。

その結果、調べたすべてのグラム陰性菌において、システインパースルフィド、グルタチオンパースルフィドが内因性に生成していること、さらに細菌のパースルフィドが活性酸素に対して防御的に作用していることが示唆された。以上の結果より、パースルフィドは細菌の酸化ストレス抵抗性に大きく寄与しており、パースルフィド生成機構は抗菌治療の新しい標的となりうることが期待される。本法をグラム陽性菌にも適応を拡大するとともに、細菌における活性イオウの役割、特に抗菌剤感受性をはじめとするストレス適応反応における役割を解析する。細菌におけるパースルフィドの制御(生成と分解、代謝)機構を明らかにし、それを標的とした新しい抗菌治療の可能性を探る。29年度が最終年度であるため、記入しない。細菌学29年度が最終年度であるため、記入しない。
ダイズトリプシンインヒビターのアミノ酸残基の化学的変換による阻害機作の研究

本研究により、Ti^aおよびTi^bをArg(63)ーIle(64)およびMet(84)ーLeu(85)の計2箇所のペプチド結合を切断することによって得られた蛋白部分とペプチド部分の相互交換によって、新インヒビターを再構成しうることを明らかにした。また、Ile(64)ーMet(84)ペプチドに相当する合成ペプチドを用いても同様にインヒビターを再構成しうることを明らかにした。再構成インヒビターのトリプシン複合体の解離定数の解析の結果、62番目にTyr、71番目にHisを持つインヒビターは最も強い阻害活性を示し、62番目にPhe、71番目にAsnを持つインヒビターは最も弱い阻害活性を示すことが明らかになった。また、62番目にTyrと71番目にAsn、あるいは62番目にPheと71番目にHisを持つインヒビターはTi^aとTi^bの阻害活性の中間の阻害活性を示した。以上のことから、62と71番目のアミノ酸残基はトリプシンとの結合に際して重要な働きをしており、62番目においてはPheよりTyrの方が、また71番目においてはAsnよりHisの方がトリプシンとの結合により強い親和性を示すことが明らかになった。以上の蛋白部分とペプチド部分の相互交換において、ペプチド部分にもう1箇所存在したアミノ酸配列の相違、すなわち74番目のTi^aのSerとTi^bのArgの違いについては、合成ペプチド(74番目がArgの他はTi^aのペプチドと同じ構造を持つペプチド)を用いた再構成インヒビターの阻害活性の測定によりこのアミノ酸残基がトリプシンとの結合に重要な役割を果していないことも明らかとなった。以上の相互交換に用いた21残基のペプチドより3残基短い2種類の合成ペプチドは、再構成インヒビターを生成せず、再構成には一定の長さが必要であると考えられる。1.ダイズトリプシンインヒビターTiaのTle^<64>Met^<84>ペプチドのSer^<74>をArgに置換したペプチド(a′)を固相ペプチド合成法により合成し,逆相HPLCにより精製したところ,カルボキシル末端Met^<84>が一部メチオニンスルフォキシドになったペプチド(a′(0))が(a′)と同時に得ることができた.これら両ペプチド(a′)と(a′(0))とTiaのタンパク部分(A)およびTibのタンパク部分(B)とをそれぞれ混合することにより,置換インヒビター, Ti(Aa′),Ti(Ba′),Ti(Aa′(0))ならびにTi(Ba′(0))を作り,これらをイオン交換カラムを用いたFPLCにより精製することにより純品を得,トリプシンとの複合体の解離常数Kiを測定したところ, Ti(Aa′)は6.2×10^<-10>M,Ti(Ba′)は2.9×10^<-9>M,Ti(Aa′(0))は4.2×10^<-10>M,Ti(Ba′(0))は6.4×10^<-9>Mであり,未置換修飾インヒビターTi(Aa),Ti(Ba)と同程度のトリプシンインヒビター活性を有することが明らかになった.このことはSer^<74>のArgへの変換,およびMet^<84>のMetOへの酸化は阻害活性には殆んど影響を及ぼさないことが明らかになった.2.現在TiaのIle^<64>Met^<84>ペプチドのHis^

<71>をAsnに置換したペプチド,Ile^<64>をSerに,Arg^<65>をAlaに,Phe^<66>をGlyに置換したそれぞれのペプチドを合成中であり,これらを精製してインヒビターのタンパク部分(A)および(B)と混合してインヒビターを得る予定である.本研究により、Ti^aおよびTi^bをArg(63)-Ile(64)およびMet(84)-Leu(85)の計2箇所のペプチド結合を切断することによって得られた蛋白部分とペプチド部分の相互交換によって、新インヒビターを再構成しうることを明らかにした。また、Ile(64)-Met(84)ペプチドに相当する合成ペプチドを用いても同様にインヒビターを再構成しうることを明らかにした。再構成インヒビターのトリプシン複合体の解離定数の解析の結果、62番目にTyr、71番目にAsnを持つインヒビターは最も強い阻害活性を示し、62番目にPhe、71番目にAsnを持つインヒビターは最も弱い阻害活性を示すことが明らかになった。また、62番目にTyrと71番目にAsn、あるいは62番目にPheと71番目にHisを持つインヒビターはTi^aとTi^bの阻害活性の中間の阻害活性を示した。以上のことから、62と71番目のアミノ酸残基はトリプシンとの結合に際して重要な働きをしており、62番目においてはPheよりTyrの方が、また71番目においてはAsnよりHisの方がトリプシンとの結合により強い親和性を示すことが明らかになった。以上の蛋白部分とペプチド部分の相互交換において、ペプチド部分にもう1箇所存在したアミノ酸配列の相違、すなわち74番目のTi^aのSerとTi^bのArgの違いについては、合成ペプチド(74番目がArgの他はTi^aのペプチドと同じ構造を持つペプチド)を用いた再構成インヒビターの阻害活性の測定によりこのアミノ酸残基がトリプシンとの結合に重要な役割を果していないことも明らかになった。以上の相互交換に用いた21残基のペプチドより3残基短い2種類の合成ペプチドは、再構成インヒビターを生成せず、再構成には一定のペプチドの長さが必要であると考えられる。
敗血症におけるエンドトキシントレランスとプライミングのメカニズムの研究

救急・集中医療において敗血症性(特にエンドトキシン)ショックは未だ治療に難渋する病態のひとつである。この病態を理解する為の基礎研究として、ヒト末梢血単核球におけるエンドトキシンreprogramming(トレランス/プライミング)を検討。末梢血単核球を種々の濃度のエンドトキシン(以下LPS)で6時間前処理し、培養上清を除去し再度LPSまたはCon Aで刺激し、培養上清中のサイトカインを測定。微量LPS前処理→LPSでは、TNF、IFN-γはプライミング、IL-10はトレランスが観察され、高濃度LPS前処理ではTNFはトレランス、IL-10はプライミングが観察された。IL-6は全濃度LPS前処理でプライミングが観察された。一方、LPS前処理→Con A刺激では、前処理のLPS濃度依存性にCon AによるTNF、IL-10、IL-6産生は増強され、IL-2は前処理のLPS濃度依存性に産生が抑制された。IFN-γはいずれの濃度の前処理においても影響を受けなかった。次にこれらのLPS前処理による末梢血単核球の選択的サイトカインモデュレーションが他のサイトカインや薬剤によって影響を受けるか検討。LPS前処理時にIL-12あるいはGM-CSFを投与し、再度LPSで刺激したところそれぞれのLPS濃度でTNF、IL-6、IL-10の産生増強が観察されたが、LPS微量前処理で増強(抑制)、LPS高濃度前処理で抑制(増強)のパターンは影響を受けなかった。またステロイド(メチルプレドニソロン)や蛋白分解酵素阻害剤(ウリナスタチン)では一部のサイトカイン(TNF、IFN-γ)はその増強(抑制)パターンが完全に消失した。以上よりLPS前処理によって各種サイトカインは選択的にモデュレーションを受け、それらは二次刺激の種類によっても異なった結果を示した。さらにそのモデュレーションは薬剤で調節できる可能性があり、敗血症におけるエンドトキシントレランスとプライミングを修飾できる可能性が示唆された。この病態を理解する為の基礎研究として、エンドトキシン受容体を発現している単球/マクロファージと、それらとサイトカインによりクロストークしているリンパ球についてエンドトキシンreprogramming(トレランス/プライミング)を検討した。まず健常人血より分離した末梢血単核球を種々の濃度のエンドトキシン(以下LPS)で刺激し、十分量のサイトカイン(TNF-α,IL-6,IL-10,IL-15JFN-γ)とNOが産生される至適LPS濃度と刺激時間を検討した。TNF-α,IL-6は6時間以降、IL-10は24時間以降、IFN-γは48時間以降で検出可能であり、IL-15、NOはいずれの(6、24、48、72)時間でも十分検出できなかった。IL-15、NOは再度検討し、他の刺激物質併用も考慮する予定である。末梢血単核球を種々の濃度(01000ng/ml)のLPSで6時間前処理し、その後培養上清除去し、再度100ng/mlLPSで刺激し、培養上清中のサイトカインを測定した。TNF-αはマウス腹腔マクロファージと同様に極微量濃度(0.01ng/ml)LPS前処理でプライミングが観察され、0.5ng/ml以上でトレランス(あるいはdesensitization)が観察された。IL-6は全濃度でプライミングが観察された。IL-10はTNF-αとは逆のパターンをとり極微量濃度でトレランス(あるいはdesensitization)が観察され、0.5ng/ml以上ではプライミングが観察された。IFN-γは高濃度前処理による増強効果(プライミングかどうかは検討中)が認められた。以上の情報を基礎とし、エンドトキシンreprogramming(トレランス/プライミング)のメカニズムを解析中である。

またステロイド(メチルプレドニソロン)や蛋白分解酵素阻害剤(ウリナスタチン)では一部のサイトカイン(TNF、IFN-γ)はその増強(抑制)パターンが完全に消失した。以上よりLPS前処理によって各種サイトカインは選択的にモデュレーションを受け、それらは二次刺激の種類によっても異なった結果を示した。さらにそのモデュレーションは薬剤で調節できる可能性があり、敗血症におけるエンドトキシントレランスとプライミングを修飾できる可能性が示唆された。
フラックスによる粗銅の乾式精製に関する研究

近年、銅製錬で問題となっているV族元素(As,Sb,Bi)の除去を乾式精製で行うプロセス開発の基盤研究を行った。除去プロセスとして、酸化と還元の2つの方法を考え,実験を行ったのでそれぞれの項目について概要をまとめる。(1)ハロゲン系フラックスによる酸化除去銅中のAs,Sbに関しては、炭酸ソ-ダフラックスで除去できることが知られているので、主にBiの除去を目的にハロゲン系フラックスと溶銅間のV族元素の分配実験をおこなった。その結果,BaCO_3-BaCl_2系フラックスはBiの除去にある程度効果的であることが判明した。同時に酸化除去を考える時、フラックスの除去能力を一般的に表す方法としてAs、Sb、Biキャパシティを提案し、それらの値が理論光学的塩基度と対応することを明らかにした。2.CaC^2-ハロゲン系フラックスによる還元除去Biは比較的酸化しにくい元素であるので、金属間化合物を生成させて還元除去する方法を考えた。Biの金属間化合物はCa_3Bi_2が良く知られているが1473Kでは溶融しており、銅との分離ができない。そこでCaC_2-CaCl_2系フラックスを用い、金属間化合物を塩化物浴中に溶解させて分離する方法を提案し、基礎実験を行った。その結果、CaC_2-CaCl_2系フラックスをBi1000ppmの溶銅と1473Kで平衡させると24時間で約30%のBiが除去できた。但し、この場合フラックス中に固定されているBiは除去されたBiの40%程度であった。同様の実験でCaC_2-NaCl系フラックスを用いた場合,Bi除去率は70%近くに上昇した。これは、生成した金属間化合物のフラックス中の活量が低下したためと推察される。除去反応の完全な理論的解明はできなかったが、乾式法によるBi除去プロセスの可能性を示すことができた。2元素フラックスでは、初期組成でCaC_250mol%以上の場合、実験後のフラックス中にCaC_2の固相が見られた。除去剤としてCaC_2単独添加では、溶銅中のBiの70%、Sbは20%、Asは5%ほど除去された。そのうちBiとSbはCaC_2により固定されていたが、Asについては気相中に揮発除去されたことがわかった。これは、CaC_2中に不純物として含まれていたSやClの影響と考えられた。CaC_2単独の場合、BiはBi_3Ca_2のような金属間化合物を形成し除去されることがわかったが、見かけの分配係数は約2程度で、ソーダフラックスによるAs、Sbの値と比較し小さかった。CaC_2にCaCl_2を添加するとBiの除去率は低下し、CaCl_2単独フラックスでは除去率が10%となった。この時、Biはフラックス中にほとんど固定されておらず、気相中に除去された。Sbに関してもほぼ同様にCaCl_2の増加に従い除去率が低下した。一方Asは、CaC_2単独では5%の除去率であったが、CaCl_2が増えると徐々に除去率が大きくなり、CaCl_2単独では20%となった。この場合、Asは塩化物として気相中に除去されたことがわかったが、実用化には無理であった。CaC_2-NaCl系フラックスを用いた場合、20mol%NaCl組成でCaC_2単独の場合より大きい除去率を示した。さらにNaClの割合が増加すると、再びBi除去率が低下した。Sb、Asに関しては、CaC_2-CaCl_2系フラックスの場合と同様の傾向を示した。

除去反応の完全な理論的解明はできなかったが、乾式法によるBi除去プロセスの可能性を示すことができた。近年、銅製錬で問題となっているV族元素(As、Sb、Bi)の除去を乾式精製で行うプロセス開発の基礎研究を行った。除去プロセスとして、酸化と還元の2つの方法を考え、実験を行ったのでそれぞれの項目について概要をまとめる。(1)ハロゲン系フラックスによる酸化除去銅中のAs、Sbに関しては、炭酸ソ-ダフラックスで除去できることが知られているので、主にBiの除去を目的にハロゲン系フラックスと溶銅間のV族元素の今配実験を行った。その結果、BaCO_3ーBaCl_2系のフラックスはBiの除去にある程度効果的であることが判明した。同時に酸化除去を考える時、フラックスの除去能力を一般的に表わす方法としてAs、Sb、Biキャパシティを提案し、それらの値が理論光学的塩基度と対応することを明らかにした。Biは比較的酸化しにくい元素であるので、金属間化合物を生成させて還元除去する方法を考えた。Biの金属間化合物はCo_3Bi_2が良く知られているが1473Kでは溶融しており、銅との分離ができない。そこでCaC_2CaCl_2系フラックスを用い、金属間化合物を塩化物浴中に溶融させて分離する方法を提案し、基礎実験を行った。その結果、CaC_2ーCaCl_2系フラックスをBi1000PPmの溶銅と1473Kで平衡させると24時間で約30%のBiが除去できた。但し、この場合フラックス中に固定されといるBiは除去されたBiの40%程度であった。同様の実験でCaC_2ーNaCl系フラックスを用いた場合、Bi除去率は70%近くに上昇した。これは、生成した金属間化合物のフラックス中の活量が低下したためと推察される。除去反応の完全な理論的解明はできなかったが、乾式法によるBi除去プロセスの司能性を示すことができた。
動脈硬化成立過程における新規エンドセリン、ET-1(1-31)の生理機能の解析

我々はヒトキマーゼがbig ET-1から31個のアミノ酸からなる新規血管作動性ペプチド、ET-1(1-31)に変換することを見出している。このET-1(1-31)はETA受容体を介して血管収縮反応、細胞内カルシウムの上昇、サイクリンD1を介した細胞増殖能を誘導し、また内皮細胞ではETB受容体を介して一酸化窒素(NO)の産生を促進するなど多彩な生理機能を明らかにした。しかし、in vivoでの基礎データと心疾患でのデータが少ない。本研究はハムスターを用いて、動脈硬化の進展とET-1(1-31)の生理機能の関連性を検討した。普通食、高脂肪食、高脂肪食+L-NAME群の3群を作成し、10週間と40週間処置後の血圧、組織染色、血管張力反応、酵素活性を測定し、解析した。組織の病態変化は、40週間の処置で、高脂肪食群+L-NAME>高脂肪食群の順で大動脈弓、心血管の肥厚が顕著に確認できた。また、胸部大動脈のキマーゼとアンギオテンシン変換酵素、ACEの酵素活性をANGIからANGIIへの変換率、big ET-1からET-1(1-31)への変換率としてHPLCにより解析した。その結果、3群とも処置期間が長いほど両酵素の酵素活性が上昇し、特に高脂肪食+L-NAME>高脂肪食>普通食群の順に酵素活性の上昇が認められた。エンドセリン変換酵素の活性も測定したが、キマーゼやACEほど処置期間と処置法による酵素活性の上昇はなかった。この結果より、動脈硬化の進行にキマーゼとACEが関与し、ET-1(1-31)の生成はキマーゼによることが判明した。更に血管張力反応を解析した結果、ET-1は血管病態の進行と共に内皮依存的にETA受容体を介して血管収縮反応を起こすことが判明した。ET-1(1-31)は10週間の処置ではETA受容体特異的な血管収縮反応を示したが、40週間の処置では高脂肪食+L-NAME、高脂肪食群の順にETB受容体への親和力が上昇することが判明した。以上の結果から動脈硬化の進展にET-1(1-31)が関与するデータが得られ、その作動伝達経路がET-1と異なる可能性が示唆された。我々はこれまでに以下の点を明らかにしてきた。ウシクロマフィン細胞においてエンドセリン-1(ET-1)が一酸化窒素の合成を促進する。ヒト肥大扁桃腺の濾胞中心においてマクロファージと肥満細胞がET-2やET-3ではなくET-1mRNAを発現し、同時に活性型ペプチドを合成していることを明らかにした。このマクロファージはNF-κBの核内への移行と一酸化窒素合成酵素を発現していたことから活性化したマクロファージであることが明らかとなり、扁桃腺の病態進行にET-1が関与している可能性を示唆した。また、我々はこれまでにヒトキマーゼがbig ET-1から31個のアミノ酸からなる新規の血管作動性ペプチド、ET-1(1-31)に変換することを見出した。このET-1(1-31)は特異的にETAタイプ受容体を介して血管収縮反応、細胞内カルシウムの上昇、細胞増殖能、サイクリンD1の誘導等様々な生理機能を有することを明らかにしてきた。しかし、疾患に関する基礎的なデータが少ないのが現状である。そこで、本研究は生活習慣病とET-1(1-31)の関連性についてハムスターを用い、以下の事項を明らかにした。普通食群、高脂肪食群、高脂肪食+L-NAME投与群の3群を作成し、10週間後の血圧、組織染色、血管張力反応、酵素活性(キマーゼとアンギオテンシン変換酵素)を測定し、解析した。その結果、血圧については普通食群(80mmHg)、高脂肪食群(80mmHg)では実験開始から終了まで血圧の上昇は確認されなかった。それに対して、高脂肪食+L-NAME投与群では実験開始から血圧の上昇が見られ、実験終了まで高い血圧を維持した(120mmHg)。組織染色の結果、心臓と大動脈弓において高脂肪食+L-NAME投与群に有意なET-1(1-31)様免疫反応が冠動脈周囲、動脈外膜に確認できた。胸部大動脈における血管張力の結果は普通食群、高脂肪食群ではアセチルコリン、フェニレフリンの反応性に差は見られなかったが、高脂肪食+L-NAME投与群では収縮反応の高進と、弛緩反応の抑制が見られた。また、ET-1(1-31)に対する収縮反応は高脂肪食+L-NAME投与群で有意な収縮反応の高進とETAタイプ受容体への結合特異性が上昇した。胸部大動脈のキマーゼとアンギオテンシン変換酵素は高脂肪食群、高脂肪食+L-NAME投与群で酵素活性が促進し、中でもキマーゼの活性が上昇する傾向が見られた。今後、長期間処置したハムスターを解析することにより、3群間の特徴がより明らかになり、生活習慣病とET-1(1-31)の関連性の解明が進むと考えられる。

このET-1(1-31)はETA受容体を介して血管収縮反応、細胞内カルシウムの上昇、サイクリンD1を介した細胞増殖能を誘導し、また内皮細胞ではETB受容体を介して一酸化窒素(NO)の産生を促進するなど多彩な生理機能を明らかにした。しかし、in vivoでの基礎データと心疾患でのデータが少ない。本研究はハムスターを用いて、動脈硬化の進展とET-1(1-31)の生理機能の関連性を検討した。普通食、高脂肪食、高脂肪食+L-NAME群の3群を作成し、10週間と40週間処置後の血圧、組織染色、血管張力反応、酵素活性を測定し、解析した。組織の病態変化は、40週間の処置で、高脂肪食群+L-NAME>高脂肪食群の順で大動脈弓、心血管の肥厚が顕著に確認できた。また、胸部大動脈のキマーゼとアンギオテンシン変換酵素、ACEの酵素活性をANGIからANGIIへの変換率、big ET-1からET-1(1-31)への変換率としてHPLCにより解析した。その結果、3群とも処置期間が長いほど両酵素の酵素活性が上昇し、特に高脂肪食+L-NAME>高脂肪食>普通食群の順に酵素活性の上昇が認められた。エンドセリン変換酵素の活性も測定したが、キマーゼやACEほど処置期間と処置法による酵素活性の上昇はなかった。この結果より、動脈硬化の進行にキマーゼとACEが関与し、ET-1(1-31)の生成はキマーゼによることが判明した。更に血管張力反応を解析した結果、ET-1は血管病態の進行と共に内皮依存的にETA受容体を介して血管収縮反応を起こすことが判明した。ET-1(1-31)は10週間の処置ではETA受容体特異的な血管収縮反応を示したが、40週間の処置では高脂肪食+L-NAME、高脂肪食群の順にETB受容体への親和力が上昇することが判明した。以上の結果から動脈硬化の進展にET-1(1-31)が関与するデータが得られ、その作動伝達経路がET-1と異なる可能性が示唆された。
高分子担体を活用した環境保全型酵素反応の開発

昨年度の研究により、酵素PPLを用いた分子量550,750,2000のPEGを担持させた基質とのエナンチオ選択的加水分解反応について明らかとなった。短鎖PEGを用いることで基質(鎖状炭酸エステル)の極性が非常に高くなるため生成物との分離が容易となり、TLCやNMRでの反応追跡が可能となる。一方、変換率が30%前後とさほど高くなく、分子量2000の基質においては水相からPEG-炭酸エステルを回収できないなど問題もあった。そこで本研究では有機溶媒とリン酸緩衝液の二相系で反応を行った。また、よりよい酵素系を探すため土壌より得た微生物を用いてスクリーニングを行った。分子量5000のPEGを担持させた基質を用い、ヘキサン/pH6.5リン酸バッファ=9/1の溶液中にPPLを添加し24時間撹拌を行った。分子量5000の基質においても反応が進行することが確認され、変換率は57%に向上し、E値は11であった。また、生成物と基質の分離が抽出及び濾過という一般的で比較的容易な方法によって可能になった。生成物である2級アルコールは反応終了後にヘキサンを用いて抽出を行うことで生成物のみを有機溶媒中に抽出することに成功した。また、未反応の基質についても続けて行う酢酸エチルによる抽出で水層より抽出に成功した。光学分割において最も手間がかかる分離の段階を誰でもできる方法によって成功したことは特筆に値すると思われる。また、土壌より得た微生物約200菌株に対してスクリーニングを行ったところ、6菌株において得られたアルコールの選択性が80%ee以上であることがわかった。これらの成果を現在雑誌論文に投稿準備中である。これまでの酵素を用いた光学分割においては基質と生成物(たとえばエステルとアルコール)の分離精製に多くの労力を必要とした。分離を容易にする方法として固相樹脂を用いる例もあるが、固体であるため問題も少なくない。そこで本研究では短鎖のPEGを基質に坦持させたユニークな基質を用いることにした。短鎖PEGを用いることで基質(鎖状炭酸エステル)の極性が非常に高くなるので生成物との分離が容易となり、TLCやNMRでの反応追跡が可能となる。基質は両親媒性であるため酵素反応を行った際にこれまでにない効果が期待できる。ラセミ体の2級アルコールに対して短鎖のPEG(M_w=550,750,2000)を炭酸エステル結合でつないだものを基質としてそれぞれ合成した。これに対して各種市販の酵素を用いてスクリーニングを行った。市販の酵素12種類についてスクリーニングを行ったところ、PPL(Sigma), PLE(アマノ),esterase SNSM-87(長瀬産業(株)研究開発センターより入手)において反応の進行が見られた。選択性についてキラルカラムHPLCを用いて分析を行ったところPPL, M_w=550を用いた場合がもっとも選択性(変換率0.35,E=29)が高いことがわかった。
環境とSTSとを軸としキャリア教育の要素を加えた総合的な学習

1.総合的な学習の時間における学習テーマについて次の理由から,環境,または環境とSTSを中心とすると全体が構成しやすいことを指摘した。(1)児童・生徒は,現代社会に生きる上で,環境問題を最重要の問題と受け止めている。(2)教師側も,総合的な学習の時間で扱うべき最重要課題として,環境をあげている。(3)「環境・エネルギー」と「生命・医療」こそ,現代社会の2大テーマと言い得る。(4)環境とSTSを中心にして学習活動を構成すれば,国際理解や福祉・健康の学習につながる。2.総合的な学習の時間におけるキャリア教育についてこれまでの進路指導は不十分であり,進学指導に偏っていた。総合的な学習の時間にキャリア教育の要素を加味すれば,「生き方」を問う学習となり得る。大学の研究者を対象とした調査の結果,中学校・高校段階における敦師や授業が彼らのキャリア選択をある程度左右していることが分かった。3.科学関連情報の受け止め方に関する調査科学・技術関連情報に接した時,それがデマ情報であっても,身近さ,現実味,具体性を帯びていれば信じやすいことが分かった。これはSTS教育の必要性を支持する。4.STS的な総合性を持つ高校新設科目「理科基礎」教科書の見本全4種を分析し,科学史の多様な活用法を示した。5.総合的な学習の時間のためのプログラムを4つ開発した。「出生前診断」,「地域の食」,「目常生活と地球温暖化」,及び「石けん・合成洗剤」である。1.学校における環境教育の体系化に関する先行研究を収集し、レビューを行った。2.環境問題・環境教育に関する文献資料について、かなりのものを収集した。3.「総合的な学習」における環境教育の地位について、(1)児童・生徒対象調査、(2)教師対象調査、及び(3)環境教育の特性の検討によって考察し、次の結果を得た。即ち、(1)学習者の過半数が「環境」を近未来社会の課題と認識していること(2)「総合的な学習」で扱うべき重要課題として、教師は「環境」をトップにあげ、どの学校段階・校種においても、環境>福祉・健康>国際理解>情報の順であること(3)環境教育はその特性から、「福祉・健康」や「国際理解」と密接していること、また環境教育の手段として情報機器が頻用され、情報教育の材料として環境がよく取り上げられていること、である。これらを踏まえて、「環境」が「総合的な学習」の有力な軸になる可能性があることを示した。4.環境教育関連で、小学校における学校ビオトープの調査を実施した。学校ビオトープの設置・活用実態や、教師における学校ビオトープ観の調査である。近年設置校が急増していること、全体として設置を高く評価していること、学校ビオトープ観が極めて優れていること等が明らかとなった。1.科学・技術系キャリア選択に関する調査研究(1)千葉大学理学部,工学部,園芸学部所属研究者のキャリア選択に関する調査(2)昭和以降に活躍した科学・技術者のキャリア選択について,伝記等の文献による調査。キャリア選択要因には時代による変化が認められた。理科などの学校教育もそれなりの影響を及ぼしていることが判明した。しかし(1)のサンプル数を増やす必要がある。2.STS教育関連の調査研究(1)小学校理科教科書の内容構成にかんする日米比較研究を実施した。アメリカの理科教科書は純粋自然科学を越える多彩な内容を持つ。小学校教師に対して,それを日本の教科書と比較して提示し,長短等に関する意見を収集した。(2)純粋自然科学の理解度とSTSリテラシーとの関係に関する調査研究を実施した。大学新入生を対象に,生物学の理解とSTSリテラシー(「科学と社会」,「科学と技術」等の理解)との関係を調査分析したところ,生物学理解の上位群下位群との間に有意差があるとは言えなかった。3.環境教育関連の研究:水環境を中心とした環境教育プログラムを開発中である。

4.総合的な学習に関する授業プランの開発研究:千葉県九十九里地域の海産物イワシを核として,小学校中学年,同高学年,及び中学生向けの授業プランを,環境,食,産業,文化・伝統等の多面的観点から開発した。1.科学・技術系キャリア選択の要因についての伝記等による調査(1)生年や職業分野にかかわらず,「能力・学力」が最大の要因である。(2)しかし戦前の教育を受けた世代では,家庭や近隣の「環境」と「親の職業」も大きな要因だが,戦後教育を受けた世代では,学校教育の影響の方がはるかに大きい。又同じことが,実業家と学者との違いについても言うことができる。2.理学・工学・農学系大学教員対象のキャリア選択要因の調査(1)要因の上位3つは,「性格・適性」,「能力・学力」,そして「学校教師」であった。(2)学校段階別に見ると,小学校時代は家庭環境や遊びに影響される。教師や理科授業等は中・高校段階で高く,大学・大学院では,教師がトップの要因となる。本やTV番組は中学校に顕著である。3.科学関連情報の受け止め方に関する調査科学・技術関連の新聞記事等を読んだとき,既知の内容でなければ,それがデマ情報であっても,身近さ,現実味,具体性を帯びていれば信じやすいことが分かった。これはSTS教育の必要性を支持する。4.STS的な総合性を持つ高校新設科目「理科基礎」教科書の見本本4種を,科学史素材の位置づけを分析した。5.学校における環境教育の停滞理由を検討し,環境教育推進の指針を提示した。6.総合的な学習の時間ためのプログラムを4種開発した。「出生前診断」,「地域の食」,「日常生活と地球温暖化」および「石けん・合成洗剤」である。