No.8 2024 年 7 月発行
地域コトづくりセンターニュース

鹿児島大学大学院理工学研究科

地域コトづくりセンターニュース No.8

7 月半ばになり、蝉の鳴き声が聞こえるようになりました。足元の草をよく見ると、蝉の抜け殻があちらこちらに・・。いよいよ本格的な夏が始まりそうです。
さて、令和 6 年度 地域コトづくりセンターの「研究部門」では、10 研究会が活動予定です。今年度から新たに設置された「資源リサイクル研究開発研究会」の他、4 つの研究会、「HTS バイオ分子設計研究会」、「ライフサイクルハウス研究会」、「食品加工開拓研究会」、「鹿児島版地盤情報データベース研究会」の活動について、ご紹介いたします。

研究会よりNEWS!
新研究会が設置されました！
資源リサイクル研究開発研究会
代表 理学専攻 化学プログラム・准教授 加藤太一郎

本研究会は、本年 R6 年度（2024 年度）に理工学研究科理学専攻化学プログラムの教員を中心に「化学とバイオの力で資源リサイクル問題を攻略する」ことを目指して発足した新しい研究会です。我々は、今まさに廃棄物(ゴミ)という言葉に対する認識を転換すべき時期に来ています。日々の生活の中で排出される利用目的を終えた素材(ゴミ)を次の資源としてどのように生まれ変わらせられるかについて、企業や自治体と連携しながら一緒に考え、試行錯誤できるような研究グループを創っていきたいと考えています。学内はもちろん、学外の研究者にも参加いただきながら、鹿児島から世界へ革新的な資源リサイクル研究の取り組み事例を積極的に発信していきます。興
味を持たれた方のご参加をお待ちしています！

研究会設立の目的
待ったなしの脱炭素化の流れを実現するために二酸化炭素の排出削減が声高に叫ばれています。これまで廃棄物とみなされていた化石燃料由来の化学製品をリサ1

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イクルして再利用する取り組みを推進すると同時に、そもそも化石燃料に依存しない基幹物質の生産推進が必要不可欠な状況です。この問題解決のために重要となるのが「化学の知見を利用する分子レベルでの分解・再合成」と「バイオの力を利用する混合系からの選択的物質変換」であると我々は考えています。本学は化学とバイオの知見を有する研究者を多数擁しています。今回、その力を部局を横断して結集し、化学・バイオの力を活用するモノづくりのための学術基盤研究を推進する組織「資源リサイクル研究開発研究会」を設立しました(下図参照)。
本研究会を中心として、持続的な社会の発展と地域産業の高度化を推進する地域イノベーションを創出する研究協力体制を整えます。また各研究者のシーズを組み合わせることで、地域課題や企業の資源リサイクル問題をスマートに解決することを目指します。

取り組み概要本学は、2024 年 2 月に九州電力株式会社、サーキュラーパーク九州株式会社(CPQ)および薩摩川内市と、南九州地域の循環経済と脱炭素化の推進による持続可能な社会の構築を目指す事業(サーキュラーエコノミー実証事業)の推進に関する協定を締結しました。本研究会ではその協定に則り、サーキュラーエコノミー実証事業拠点である CPQ を中心とした企業(産)や薩摩川内市(官・民)と連携しながら、域内で発生する素材の再資源化に向けた検証を行います。また定期的な勉強会の開催によって、学内外の研究者の部局の垣根を超えた交流を活性化させ、化学・バイオの知と資源を集積していきます。これによって将来的な大学発スタートアップの設立や大型競争的資金獲得を目指した学術研究連携へとつなげたいと考えています。先進的な資源リサイクル研究の実証試験場として、本研究会の成果事例を世界へとアピールするための環境を整えます。

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TOPICS!
HTS バイオ分子設計研究会
代表 理学専攻 化学プログラム・教授 伊東祐二

発足からの経緯HTS（High Throughput Sequencing）バイオ分子設計研究会は、地域コトづくりセンター内の研究会として H28 年度（2016 年度）に発足した。ゲノム解析などの DNA 配列解析に利用される次世代シークエンサー（Next Generation Sequencer, NGS）を、抗体ライブラリやペプチドライブラリ等の分子ライブラリからの機能性分子のスクリーニングに応用する技術開発とその普及を目的に設立されたものである。当初研究会は、５社の外部研究者が会員となって始めたが、活動としては、年に１回外部から講師を呼んで講演会を 2017 年から開催しており、コロナで中断したものの、計５回の講演会を行っている。研究会発足当時は、高価であった NGS の試薬（1 回あたり 50 万円）も、ある程度安く（30 万円ほど）なってきており、それに伴って、NGS を使った機能性分子の同定法は、広く製薬企業中などでも使われる一般的な技術になっている。

研究内容
我々も本技術を、様々な機能性分子の設計に利用し、その成果を報告してきた。
図には、アルパカ由来の VHH 抗体ファージライブラリから、フローサイトメータを使った細胞パンニングという手法で、ガン細胞に特異的な抗体ファージを濃縮し、濃縮された抗体クローンの配列を NGS で網羅的に解析することで、ガン細胞特異的な抗体の 単 離 に 成 功 し た 研 究 の 概 要 を 示 し て い る （International Journal of Molecular

HTS バイオ分子設計の研究概要

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Sciences, DOI:10.3390/ijms241310804）。
通常、細胞パンニングにより回収される抗体ファージ中の配列は、数万から数十万種類となるため、この中から特異的配列をもつ抗体を一般的なスクリーニングにより同定することは不可能に近い。しかし、NGS 解析では、一度に数百万以上の配列を解析できるため、回収された抗体クローンのアミノ酸配列を網羅的に決定できる。同定した配列の中から、細胞パンニングを通して増加する配列を、独自で開発した
SOPRA プログラム上で解析することにより、機能分子の候補配列を特定することができる。

最近の活動
本研究会の関連した学会として、2022 年 4 月に、日本抗体学会を設立し、初代会長を拝命した。特に、抗体のデザイン手法への本技術の利用促進を通して、医薬品開発などの抗体の産業応用を推進している。我々の技術を企業内に導入したいという希望が、以前より聞かれていたが、特許（低分子化抗体のスクリーニング方法及び製造方法：特許第 6338235 号）を申請した際、ある企業の希望により、独占的実施権を付与していた。そのため、自由に他の企業へのライセンスも商業実施もできない状態であったが、申請から 10 年を経て、独占的実施権が解除されたことから、積極的な企業への導出が可能となった。特許期間 20 年のうち、残り 10 年でどれくらいの活用ができるかわからないが、積極的な活用により、研究成果の社会実装につなげていきたい。

ライフサイクルハウス研究会

代表 工学専攻 建築学プログラム・准教授 鷹野敦研究会の概要ライフサイクルハウス研究会では、大学・製材所・工務店・構造デザイナーの協働により、地域の資源と技術、設備によって製造・建設が可能な“革新的な木質構法”の開発を行っています。鹿児島の製材所が開発を行ってきた「J ログ工法: 柱梁の軸組に角材を積層したパネルを組み合わせる工法」を基盤とし、木材の特性を最大限に活かし、建物のライフサイクルを通して“人”にも“自然環境”にも最適な新しい構法システム（ライフサイクルハウスシステム）の研究開発と社会実装を 2017 年から継続して行っています。主な成果を以下に紹介します。

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木造耐力壁の壁倍率認定
構法としての汎用性を高めるため、当初から構造性能の改良に取り組んできました。仕様を改善しながら基礎的な試験を繰り返し、2020 年度に木造耐力壁の壁倍率（地震や風など建物に加わる横からの力に対する壁の強さを表す数値）の国土交通大臣認定取得へ向けた性能評価試験を実施し、目標とした倍率（2.6 倍: 一
般的な在来木造（軸組工法）に用いられる構造用合板張りの壁と同等）を取得しました。また、本構法による耐力壁は粘り強く、大地震等に対して高い安全性を発揮することが確認できました。

性能評価試験の様子

建築設計と建設実証
構造試験と並行して、本構法を用いた個人住宅や店舗の設計・建設実証も行ってきました。また、本構法の汎用性を高めるデザイン的な展開として、災害時の仮設住宅や仮設トイレ、フィンランド式サウナのプロトタイプの製作などを、県の補助金を活用して行ってきました。現在は、セカンドハウスや農作業小屋など様々な用途に使用できるタイニーハウスモデルの開発を進めています。木の良さを最大限に活かした建物を実現するため、設計と建設作業を通した課題の整理と改善を行っています。

本構法用いた店舗

本構法を応用したフィンランド式サウナ

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環境性能の評価
本構法の環境的なメリットを確認するため、資源の消費量や地球温暖化への影響など 8 つの指標について、一般的な工法（在来木造、鉄筋コンクリート造など）と比較を行いました。本構法では、強度や断熱性、調温・調湿性、美観など、木材の持つ材料特性を活かすことで、プラスターボードや断熱材など化石燃料由来の建材の使用量を最小化します。その結果、他の一般的な工法に比べて温暖化ガスの排出など環境への負荷が大きく削減され、経済性も高まることが確認できました。また、木材を大量に用いることで（在来木造の 5 倍程度）、建物内に多くの二酸化炭素を固定することができ、カーボンニュートラルな建造環境の実現に大きく寄与できる構法であることがわかりました。この研究成果については、国際学会で発表も行っています*1。
参照*1: Atsushi Takano, Masashi Aiki, Ryuto Yasunaga. Sustainable building material
selection: A case study in a Japanese context. IOP Conf. Series: Earth andEnvironmental Science588 (022069) 1 – 4. 2020/11

鹿児島版地盤情報データベース研究会

代表 工学専攻 海洋土木工学プログラム・教授 酒匂一成
社会基盤設備の整備や地盤災害対策の検討等において，対象とする地域の地盤を的確に把握することは非常に重要である。本研究会では，鹿児島県内で実施された公共工事で実施されているボーリング及び土質試験結果を収集し，地質や土質特性の情報をデータベース化し，その工学的活用を目指した活動を実施している。
鹿児島県内の地盤情報に関して，1995 年に鹿児島大学理学部地学科が中心となり，鹿児島大学地域共同センターにおいて，工学部，農学部，鹿児島県地質業協会の共同 研 究 に よ り ， 『 鹿 児 島 市 地 盤 図 』 が 作 製 さ れ た 。 （https://www.sci.kagoshimau.ac.jp/oyo/ground.html，2024 年 5 月現在）。
これは，1993 年以前の鹿児島平野のボーリングデータ（約 2,000 本）が収集されたものである。その後，鹿児島県建設技術センターが所有する地盤情報をもとに，2012
年に九州地盤情報共有データベース（公益社団法人地盤工学会九州支部，
https://jgskyushu.jp/xoops/uploads/JIBANDBV3-1.pdf，2024 年 5 月現在）が構築さ
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れた。これは，1993 年以降の国土交通省と鹿児島県土木部のデータが主であるため，鹿児島市街地のデータが少なかった。そこで，本研究会では，これらの情報をまとめ，更に最新の情報を収集することにより，「鹿児島版地盤情報データベースシステム（K-DBS）」を構築し，その一部を一般公開している。

鹿児島版地盤情報データベース https://www.web-gis.jp/K-DBS/
これまでに，13000 本を超えるボーリング情報を格納し，さらに新たなボーリング情報の収集を行うとともに，それらの工学的利活用を目指し，三次元地盤モデルの構築を行った。今後も，鹿児島県，鹿児島県建設技術センター，鹿児島県地質業協会などの協力を得ながら，データベースの高度利用に向けた研究を進めていきたい。

食品加工開拓研究会

代表 工学専攻 化学工学プログラム・教授 二井 晋

発足の経緯と目的
南九州地区は、黒酢、桜島大根、ぶりやカンパチ、黒牛や黒豚など、特色ある食品の宝庫であり、様々な製品を加工する技術がある。化学工学は、化学を使ったものづくりの学問であり、工学全般に幅広く展開されており、化学工学の様々な知識が食品製造に応用されている。そこで、大学の知識を地域の産業と結びつけることにより、食品産業の発展をはかることをねらいとして研究会が設立された。

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最近の活動
最近の研究会では、年に１回外部から講師を招いた講演会を開催して、情報を発信している。以下に 2021 年以降開催した講演会のポスターを示す。

最近のキーワード
食品機能化に役立つマイクロカプセル、注目著しいファインバブルに関する学術的な内容から、応用展開にいたる技術を紹介するとともに、地域の食にも着目して積極的に情報を発信している。
講演会は無料であり、会員でない皆様にも広く公開しているので、奮ってご参加いただき、技術開発の端緒をつかんでいただければ幸いである。

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事務局より
今回は 5 つの研究会の活動についてご紹介しましたが、いかがでしたでしょうか？本
ニュースレターに関する、ご感想やご質問はメール(kotozukuri@eng.kagoshima-u.ac.jp)
にてお寄せください。
●地域の皆さまへ
地域コトづくりセンターの開催するシンポジウムや、センター所管の研究会に関するニュース、講演会など皆さまがご参加いただけるイベントは、地域コトづくりセン
ターのホームページよりご案内しております。ぜひご覧ください。
（『地域コトづくりセンター』で検索、または下部の QR コードを使用ください。）●大学院生の皆さまへ“研究型”インターンシップについて知りたい、またはチャレンジしたい方にむけて、イベント情報などを同ページで配信しています。ご質問のある方は、お気軽にセンターへお立ち寄りください。（工学部建築学棟 1 号館 1 階）
～地域コトづくりセンターの活動～

地域コトづくりセンターシンポジウム「人工知能と半導体」(2023 年 12 月 学習交流センターにて)研究インターンシップ説明会(2024 年 4 月 稲盛会館にて)「鹿児島ロケット 5 号機 霧島レイ号」打上げ（2024 年 2 月 辺塚海岸にて）編集・発行

鹿児島大学大学院理工学研究科 地域コトづくりセンター〒890-0065 鹿児島市郡元 1-21-40℡ 099-285-7689

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