hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グレリン受容体を活性化するアルパカ由来ナノボディの作製と結晶構造解析への応用

申請者が発見した摂食亢進ホルモンのグレリンは、N末端から3番目のセリン残基が脂肪酸のオクタン酸で修飾されており、この修飾基が活性発現に必須である。本研究では、なぜオクタン酸修飾がグレリン受容体の活性化に必要なのか、結晶構造を解明して明らかにしようと試みた。そのためのツールとして、アルパカのナノボディを結晶化の共蛋白とすること計画した。本年度はパンニングをさらに進め、グレリン受容体認識のナノボディのスクリーニングを続ける予定であったが、平行して進めていたグレリン受容体に対するマウス・モノクローナル抗体を得ることができ、それを用いてグレリン受容体の結晶構造解析に成功した。得られたグレリン受容体の構造は、アンタゴニストが結合した不活性型構造で、GPCRに特徴的な7回膜貫通領域を有していた。他のペプチド性GPCRと異なっている点が大きくは二点ある。一つはリガンド(アンタゴニスト)結合ポケットの構造で、グレリン受容体においてはリガンド結合ポケットが二股構造になっていた。またもう一点は、第6と第7ヘリックスの間の大きく開いたギャップ構造である。このギャップ構造には疎水性のアミノ酸残基、とくにフェニルアラニンが多く存在した。われわれはこの部分をフェニルアラニン・クラスターと名付けた。フェニルアラニンの側鎖は疎水性が強いことから、このフェニルアラニン・クラスターとグレリンの脂肪酸修飾基が相互作用し、これによってグレリン受容体が活性型に変化することが想定された。今後はグレリンとグレリン受容体が結合した活性型構造を解明して、今回の結果を確認していく計画である。グレリン受容体を無細胞系で発現させ、リポソームに組み込み、これを抗原としてアルパカに免疫した。このアルパカからリンパ球を採取し、mRNAを分離した。ナノボディをコードするIgG、すなわち重鎖一本鎖抗体のIgG2とIgG3をPCRで増幅し、抗原認識部位のcDNAを得た。これを発現ベクターに組み込み、ファージに発現させ、ファージディスプレイ・ライブラリを構築した。グレリン受容体タンパク質を無細胞系で合成しビオチン化リポソームに組み込んだものを、ストレプトアビジンでコートされた96wellマイクロプレートに固定した。固定は室温で2時間行い、そのあと1%BSAのブロッキング液を満たして、非特異的な吸着を抑えるようにした。1091010/mlのファージ液を200 μl各wellに加え、室温で1時間置いた。リポソームを使っているために洗浄液(PBS)には界面活性剤を含めなかった。PBSで5回ウォッシュし、0.1Mグリシン・バッファーでグレリン受容体リポソームに結合したファージを溶出した。コントロールとしてグレリン受容体ではなくアデノシンA2A受容体を用いて同様なパンニング操作を行い、非特異的な吸着を調べた。この結果、上記の条件ではグレリン受容体とコントロールのリポソームの間で、結合したファージ数に差がなく、パンニング操作がうまくいかなかった。そこでファージ液をコントロール・リポソーム(A2A)に5回連続で結合させて非特異的なファージを出来るだけ除き、そのあとにグレリン受容体リポソームに結合させることにした。さらにブロッキング液として1%BSAとともに1%スキムミルクも検討した。溶出においてもグリシン・バッファーではなく、トリプシン液を使って結合したファージをマイルドな条件で溶出するようにした。グレリン受容体に対するナノボディ作製において、1年目にファージディスプレイ・ライブラリを完成し、バイオ・パンニングによるスクリーニングにまで進んだ。本年はパンニングの条件設定に取り組んで、非特異的な結合を低下させるための、実験条件やブロック用の試薬、溶出条件などを検討し、現時点での最適なパンニング条件を得た。昨年度、ファージティスプレイ・ライブラリを作製してグレリン受容体の立体構造を認識するナノボディクローンの取得を試みた。本年度は様々に条件を変えてパンニング操作を行った。1,ネガティブ・パンニング用にA2Aリポソームを使い、これに結合しないファージをまず選択したのち、グレリン受容体に結合するファージを探索した。2,グレリン受容体をアビジン・ビオチン結合ではなく、リポソームを直接プレートに固定し、パンニングを行った。3,無細胞系で合成したグレリン受容体リポソームではなく、昆虫細胞で発現したグレリン受容体を精製し、それをプレートに固定してパンニング操作を行った。その結果、13において、いずれも非特異的な結合が多く、回収したナノボディ・ファージはグレリン受容体を認識するものではなかった。今後はパンニングをさらに進めるとともに、アルパカ重鎖のサブクラスを用いた新しいファージディスプレイ・ライブラリを構築してスクリーニングを続ける予定である。グレリン受容体の立体構造を特異的に認識するアルパカ・ナノボディは残念ながらまだ取得できていない。今後もさらにスクリーニングを継続する必要がある。

その一方で平行して進めていたグレリン受容体に対するマウス・モノクローナル抗体を取得することができ、これを用いてグレリン受容体の結晶構造解析を一つ明らかにすることができた。当初の計画ではアルパカ・ナノボディをグレリン受容体の結晶構造のための共蛋白に使用する予定だったが、先にマウス・モノクローナル抗体でうまくいった。今後はグレリン受容体を活性化するリガンド模倣性のアルパカ・ナノボディに焦点を絞ってスクリーニングを行っていく計画である。申請者が発見した摂食亢進ホルモンのグレリンは、N末端から3番目のセリン残基が脂肪酸のオクタン酸で修飾されており、この修飾基が活性発現に必須である。本研究では、なぜオクタン酸修飾がグレリン受容体の活性化に必要なのか、結晶構造を解明して明らかにしようと試みた。そのためのツールとして、アルパカのナノボディを結晶化の共蛋白とすること計画した。本年度はパンニングをさらに進め、グレリン受容体認識のナノボディのスクリーニングを続ける予定であったが、平行して進めていたグレリン受容体に対するマウス・モノクローナル抗体を得ることができ、それを用いてグレリン受容体の結晶構造解析に成功した。得られたグレリン受容体の構造は、アンタゴニストが結合した不活性型構造で、GPCRに特徴的な7回膜貫通領域を有していた。他のペプチド性GPCRと異なっている点が大きくは二点ある。一つはリガンド(アンタゴニスト)結合ポケットの構造で、グレリン受容体においてはリガンド結合ポケットが二股構造になっていた。またもう一点は、第6と第7ヘリックスの間の大きく開いたギャップ構造である。このギャップ構造には疎水性のアミノ酸残基、とくにフェニルアラニンが多く存在した。われわれはこの部分をフェニルアラニン・クラスターと名付けた。フェニルアラニンの側鎖は疎水性が強いことから、このフェニルアラニン・クラスターとグレリンの脂肪酸修飾基が相互作用し、これによってグレリン受容体が活性型に変化することが想定された。今後はグレリンとグレリン受容体が結合した活性型構造を解明して、今回の結果を確認していく計画である。当初計画のグレリン受容体を活性化するナノボディを取得するために重要な点は、パンニング操作の改良である。パンニング操作では当初、非特異的な結合が多く、グレリン受容体リポソームとコントロールとの差ができなかった。様々な改良の後に、ようやく両者の差があるパンニング操作を見出したが、それでもその差はわずかである。今後は同様なパンニング操作を34回と繰り返し、グレリン受容体に対するナノボディを濃縮していく。また現在ではパンニング操作に使うリポソームは、免疫につかったものと同じものなので、リポソーム自体に対するナノボディの作製も考えられる。そのために非特異的な結合が多いと想像される。そこでこれを回避するために、パンニングに使うグレリン受容体タンパク質を、現在の無細胞でのリポソームに組み込む合成方法ではなく、昆虫細胞で合成したグレリン受容体を直接スクリーニングプレートに結合させて、これをターゲットにパンニングすることを試みる。このような改良点から、出来るだけ多くのグレリン受容体認識ナノボディを得て、そのなかから受容体のリガンド結合部位を認識するものを選び出す予定である。
ショウジョウバエ始原生殖細胞の転写抑制機構におけるメチオニン代謝の役割

近年の癌・幹細胞研究において、細胞内代謝はタンパク質、あるいは核酸修飾の基質産生を介して、エピゲノム状態等に影響を与えることが知られている。例えばメチオニン(Met)の一次代謝産物であるS-アデノシルメチオニン(SAM)は、ゲノムDNAあるいはヒストンのメチル化修飾の際のメチル基供与体になることが知られている。本研究ではショウジョウバエPGCの細胞内代謝状態がPGCのもつ転写制御において果たす役割の解明を目的に研究を行った。PGCの代謝状態を解明するためにPGCに対するメタボローム解析を行ったところ、PGCでは体細胞に比べてMetの含有量が高いのに対し、SAMの含有量が低いことが明らかとなった。そこでMetをSAMに変換する酵素(Sam-S)の発現を調べたところ、PGCを含む生殖系列においてSam-Sの発現は顕著に低いことが明らかとなった。以上の結果は、生殖系列においてSAM合成は抑制されていることを示唆している。次に生殖系列におけるSAMの産生抑制の意義を明らかにするために生殖系列においてSam-Sを強制発現し、その影響を観察した。その結果、Sam-Sを強制発現した卵巣の形成細胞層において、アポトーシスが亢進することが明らかとなった。この領域はDNAダメージチェックポイントが働く領域であること、またメチル化修飾の一つであるDNAへの6mA修飾がトランスポゾンの活性化を誘導することを考えあわせて、Sam-Sを強制発現した卵巣において、トランスポゾンが活性化すると予想した。そこでSam-Sの強制発現をした卵巣においてトランスポゾンの発現量を計測したところ、コントロールに比べて有為にトランスポゾンの発現量が上昇することが明らかとなった。以上の結果は、生殖系列におけるSAMの合成抑制は、生殖系列におけるトランスポゾンの発現抑制に必要であることを示唆している。27年度が最終年度であるため、記入しない。多くの動物種において始原生殖細胞(PGC)は抑制的なクロマチン状態、低い転写活性、そして潜在的な多能性など、発生学的に興味深い特徴をもつことが知られている。しかしこのような特徴がどのような仕組みによってPGCに与えられているのかは不明な点が多い。本研究ではショウジョウバエのPGCをモデルとして用い、ショウジョウバエPGCがもつ抑制的クロマチン状態の形成において、メチオニン代謝が果たす役割について着目して研究を行っている。平成26年度までに以下のことが明らかとなっている。1:PGCと体細胞のメチオニン代謝状態を比較したところ、PGCにおいては体細胞に比べてメチオニンの含有量が高いこと、反対にメチオニンの1次代謝産物であるS-アデノシルメチオニン(SAM)の含有量が顕著に低いことが明らかとなった。SAMはヒストンメチル化の際のメチル基供与体として働くこと、PGCにおいては転写活性化を司るH3K4メチル化が抑制されていることを考えあわせるとPGCにおけるSAMの低下はヒストンのメチル化抑制を介して抑制的な転写状態の形成に寄与する可能性がある。2:メチオニンをSAMに変換する過程はSam-Sと呼ばれる酵素により司られる。そこでSam-S mRNAおよびタンパク質の発現を観察したところ、共に体細胞では高く、PGCでは低いことが明らかとなった。このことはPGCにおけるSam-Sの発現抑制がSAMの低下を招いていることを強く示唆している。3:上記2の結果をうけて、PGCにおいてSam-Sの強制発現を行い、その影響を観察した。その結果、Sam-Sを強制発現した胚においてはPGCの形態が異常となることが明らかとなった。1:Sam-Sの発現をタンパク質レベルで解析するためにSam-Sに対する抗体を作製し、免疫化学染色を行った。その結果、Sam-S mRNAにくわえてSam-Sタンパク質についても、PGCにおいて発現が低下しているということが明らかとなった。

この結果は、PGCにおけるSAMの含有量の低下は、PGCにおいてSam-Sの発現が低いためであるということを強く示唆している。またPGCにおけるH3K4メチル基転移酵素(dSet1)の発現を調べた。その結果、dSet1はPGCにおいて高いレベルで発現していることが明らかとなった。以上の結果は、PGCにおいてH3K4のメチル化が起きない原因は転移酵素が無いためではないということを強く示唆している。2:上記1のように、PGCにおけるSam-Sの発現抑制は、PGCのメチオニン代謝状態の形成、さらにPGCにおける抑制的なクロマチン状態の形成に関与する可能性がある。そこでSam-Sを強制発現するトランスジェニック系統を作出し、PGCにおいてSam-Sの強制発現を行った。その結果、Sam-S強制発現胚のPGCは野生型胚と比較して形態が異常となる予備的な知見を得た。この結果はPGCにおけるSam-Sの発現抑制は、PGCの形成および発生過程において重要な役割を果たしていることを示唆している。このように、研究は概ね順調に進捗している一方で、未解決の課題を残している。まずSam-Sの強制発現によって、PGCの抑制的クロマチン状態が解除されるかどうかである。これについてはH3K4メチル化レベルの変化を中心に解析していく。またSam-Sの強制発現の表現型が、SAMの上昇によるものであるかどうかを検証する必要もある。このことはSAMの顕微注入によって同様の表現型がみられるかどうかで検証する予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。上記のように26年度において進捗した点とともに、課題となる点も明らかとなっている。そこで27年度では特に以下の点に注力して研究を推進する予定である。1:上記のようにSam-Sの強制発現によってPGCの形態が異常となる予備的な知見を得ている。そこでこの結果を確かめるとともに、PGCの発生過程における影響を解析する。またこの異常がSAMの量の上昇によるものであるかどうか、SAMを顕微注入することにより、同様の表現型がみられるかどうか調べることで検証する。2:Sam-Sの強制発現がPGCの抑制的クロマチン状態の解除を引き起こすかどうか検証する。特にPGCにおいて抑制されていることが知られているH3K4のメチル化が変化するかどうか検証する。もしSam-Sの強制発現によってH3K4のメチル化が誘導された場合、それが転写抑制の解除につながるかどうかをRNAポリメレースIIのリン酸化度を観察することで検証する。さらにH3K4メチル化の脱抑制がPGCの形態異常を引き起こすかどうかを、Sam-Sの強制発現した胚でメチル基転移酵素の働きを阻害することで検証する。3:上記解析によりSam-SのPGCにおける発現抑制がPGCの発生過程において重要であることが明らかとなった場合、PGCにおいてSam-Sの発現抑制を司る因子の特定を試みる。
圧縮性ジェットの崩壊とそれに伴う空力音発生メカニズムの解明

実験と計算の両方を行い、それぞれ、成果が得られた。実験では、非定常ミニジェットを用いてジェットの流れ場を変化させ、ジェットの崩壊を早めることを試みた。また、ジェットの混合と空力音との関係を実験的に明らかにした。結果をまとめると、1)ミニジェットをフラッピングモードでメインジェットに噴射させた場合、周囲流体との混合が最も促進された。このとき、ポテンシャルコアの下流方向長さは最大35%短縮した。2)ミニジェットの周波数を上げるほど、ジェットがより良く崩壊する。3)不足膨張ジェットは安定しているため、周期擾乱を与えても、適正膨張ほど影響を受けない。4)騒音に関しては、定常噴射の場合のみノイズが減少した。特に、メインジェットが不足膨張の場合には約7dB減少した。非定常モードの擾乱の場合には、非定常干渉のため、逆に騒音は増大した。一方、計算に関しては、1)軸対称計算によるジェットでは、せん断層の不安定から生じた巻き上がり渦が周期的に生成され、これが合体や加速度運動を行うときに、マッハ放射による音発生がある。特に、渦の4重極の圧縮部分が外側に伸びて、マッハ波を形成する。2)3次元ジェットでは、上流部で発生する軸対称の不安定がいつまでも維持できなく、周方向変化を持つ3次元性が現れ、エネルギーが拡散する。その結果、軸対称ジェットに比べて外側に放射されるマッハ波も弱められる。3)ジェットの中心軸に沿う速度分布は、3次元計算の場合には実験データと良く一致する。ただ、下流側では多少ずれを示す。4)不足膨張ジェットでは、せん断層に存在する渦と、衝撃波セルの反射衝撃波との干渉により、周期的な擾乱が発生し、それが音になるメカニズムが捕らえられた。5)計算された音は、マッハ波に関しては、130dB程度、OASPLは150dB程度であった。また、ノズル付近では高周波が、下流に行くにつれ、低周波が支配的となる。本年度は先ず高速ジェットに関する文献を収集し、それに基づいて高速ジェットを作り出す実験装置を作製した。現在は、マッハ数1.5のノズル(スロート径7.5mm、ノズル出口径8.1mm)を用いて超音速ジェットの実験を行っている。細い管を利用してジェットの中心軸に沿っての総圧と静圧の分布を測定し、ショックセルの構造を確認した。また、これらの圧力データより軸に沿うマッハ数分布も計算された。ジェット貯気槽の圧力を3kgf/cm^2から5kgf/cm^2に増やした結果、遠方場(ノズル出口中心よりジェット径の100倍の距離で、中心軸下流側から30゚の位置)での音圧は115dBから126dBに増加した。また、ジェット騒音を軽減するために、ジェット出口において周方向に等間隔で4個所に矩形板の先端を45°の角度を付けてジェットせん断層に0.5mmだけ挿入すると音が112dBに減少し、減音効果が確認された。これらの実験研究と平行して、今ままで開発してきたナビエ・ストークス方程式を解く数値計算コードを改良した。その結果、これまで支障を来してきた計算途中で圧力が負になるという不具合を取り除くことが出来た。この数値計算コードを使用して、計算領域を軸方向にジェット出口径の20倍、半径方向に16倍の大きさに拡張した計算を行った。解像度を上げるために、軸方向に1070点、半径方向に690点の格子点を使用した。

その結果、圧力や密度の等高線においてジェットの下流側に伝播するマッハ波放射による音波が明瞭に捉えられた。さらに、我々が開発した速度発散法による可視化を用いると、更に多くの波が存在しているのが明らかになった。特に、ジェットのすぐ外側を上流に進行する波や、ノズルリップで発生した圧力波がジェットの内側を通ってせん断層と衝突する辺りで発生する別の種類の波も観察された。今年度は、高速ジェットを作り出す実験装置をさらに改良し、詳細なデータを取得した。特に、今回は、渦を発生させるために、ベーン型のタブを開発した。ノズル出口の縁に周方向に直径に対して対称になるようにタブを設置し、流れ場や音響場への影響を調べた。このとき、設計マッハ数1.33のノズルが使用された。ベーン型タブは2つのモード、つまり、固定モードと自由回転モードが選ばれ、ノズル出口圧力と周囲圧力との比であるノズル圧力比を種々に変えて実験を行った。ピトー管で測定した結果、ベーン型タブは主流方向の縦渦を生成することが分かった。これによりジェットはより外側に広がり、中心軸に沿う速度は減少する。音場の測定では、音圧総量レベル(OASPL)は約10dB減少した。また、スクリーチ音も抑えられた。このときの推進力ペナルテイは1枚のベーンに対して約1.5-2%であった。ベーンの挿入高さ、ベーン角、ベーンの数などのパラメータをふってパラメータスタデイも行われた。その一方で、不足膨脹軸対称ジェットを数値シミュレーションした。マッハ数は1.5、レイノルズ数は10^5である。数値計算コードは、空気4次精度、時間3次精度である。ノズル出口と外側の圧力との圧力比は2である。セル構造やマッハデイスク、ジェットせん断層がきれいに捕らえられた。せん断層では渦が生成され、外側に広がっていく。これら下流方向に移動する一対の渦から発生するマッハ波の音が、下流方向に軸とある角度を持って外側に伝わるのがはっきりと捕らえられた。また、速度発散法を適用することにより、音波のような小さな波が鮮明に捕らえられ、スクリーチ音に対応する音波も捕獲された。実験と計算の両方を行い、それぞれ、成果が得られた。実験では、非定常ミニジェットを用いてジェットの流れ場を変化させ、ジェットの崩壊を早めることを試みた。また、ジェットの混合と空力音との関係を実験的に明らかにした。結果をまとめると、1)ミニジェットをフラッピングモードでメインジェットに噴射させた場合、周囲流体との混合が最も促進された。このとき、ポテンシャルコアの下流方向長さは最大35%短縮した。2)ミニジェットの周波数を上げるほど、ジェットがより良く崩壊する。3)不足膨張ジェットは安定しているため、周期擾乱を与えても、適正膨張ほど影響を受けない。4)騒音に関しては、定常噴射の場合のみノイズが減少した。特に、メインジェットが不足膨張の場合には約7dB減少した。非定常モードの擾乱の場合には、非定常干渉のため、逆に騒音は増大した。一方、計算に関しては、1)軸対称計算によるジェットでは、せん断層の不安定から生じた巻き上がり渦が周期的に生成され、これが合体や加速度運動を行うときに、マッハ放射による音発生がある。
一軸配向ポリエステルにおけるシシカバブ構造の高分解能電子顕微鏡観察

TEM観察には厚さ50nm以下の薄い試料が望まれるので、種々のポリエステルついて、メルト状態で「ずり歪み(shea rate :約4×106/秒)」をかけることにより一軸配向薄膜を作製した。エレクトロスピニング(e-spinning)法も採用し、ポリエステルのみならず再生シルクフィプロインについても、ナノファイバーの作製を試みた。ナノファイバーがまだ太すぎること、薄膜、ナノファイバーともに試料の支持法や固定法に問題があることなど、更なる改善が必要である。所期の高分解能観察は達成できなかったが、3年間の主な成果は以下の通りである。1)PBTを静置場でメルトから結晶化させると、結晶化温度が200°Cより高温ではusualな正の球晶が、200°Cより低い場合にはunusualな球晶が形成される。メルトから、あるいは溶液キャスト法も用いて作製した種々の薄膜中に生長した3種類(usualな正、usualな負、unusual)の2次元球晶について、ラメラ成長方向や複屈折特性の原因などを考察した。2)芳香族ポリエステルであるPET、PENならびにPBTの各々について、ずり歪みにより一軸配向薄膜を作製した。特に、PENやPBTでは明瞭な積層ラメラ構造が確認され、ポリエステルでもシシカバブ構造が形成されると結論した。3)生分解性脂肪族ポリエステルであるポリジオキサノン(PPDX)の溶融紡糸繊維の構造を明らかにするために、X線回折やモルフォロジー観察などを行い、e-spinning法によりナノファイバーの作製も行った。また、ずり歪みにより作製したPPDXの一軸配向薄膜と、e-spinning法により作製した再生シルクフィプロイン・ナノファイバーのモルフォロジーについても考察した。4)各種の芳香族ポリエステルについて、e-spinning法によってナノファイバーを作製したが、これらを含め、用いた全ポリマーのナノファイバーの平均直径は、最も小さくできたPBTでも100nm程度であり、平均直径を50nm以下にし、且つ高配向性や高結晶性にするには更なる工夫が要ると分かった。透過型電子顕微鏡(TEM)による高分解能観察には、厚さ50nm以下の薄い試料が望まれる。本年度は、高分解能観察に適したポリエステル薄膜の作製手法確立に主眼をおいた。試料作製法に関する成果を含めて、本年度の研究実績は以下の通りである。1)ポリエチレンナフタレート(PEN)の高速紡糸繊維(紡糸速度:210km/分)について、表面エッチング法によっで繊維内部微細構造を調べ、積層ラメラ構造に関係すると思われるネットワーク構造を確認した。結果は学術論文として公表した(Polymer, Vol.46,No.6,1886-1892(2005))。2)ポリブチレンテレフタレート(PBT)を静置場でメルトから結晶化させると、結晶化温度(Tc)が200°Cより高温ではマルテーゼクロスと直交ニコルの方向とが一致したusualな球晶が、一方、Tcが200°Cより低い場合にはマルテーゼクロスと直交ニコルの方向とぶ約45度ずれたunusualな球晶が形成されると知られている。薄膜中に生長した各々の球晶について、TEMによる電子回折やモルフォロジー観察から、ラメラの成長方向や光学的複屈折特性の原因などを考察した(第54回高分子学会年次大会(平成17年5月25-27日;横浜)で発表予定)。

3)芳香族ポリエステルであるポリエチレンテレフタレート(PET)、PENならびにPBTの各々について、メルト状態で「ずり歪み(shear rate:約4×10^6/秒)」をかけることによりTEM観察用の一軸配向薄膜を作製した。特に、PENやPBTでは明瞭な積層ラメラ構造が確認され、これらの試料ではシシカバブ構造が形成されていると結論した(第54回高分子学会年次大会(平成17年5月25-27日;横浜)で発表予定)。これらの試料について、平成17年度はTEMによる高分解能観察を行う予定である。透過型電子顕微鏡(TEM)による高分解能観察には、厚さ50nm以下の薄い試料が望まれる。昨年度に引き続き、本年度も高分解能観察に適したポリエステル薄膜の作製手法確立に主眼をおいた。特に本年度は、エレクトロスピニング装置を用いたナノファイバーの作製を試みた。試料作製法に関する成果を含めて、本年度の研究実績は以下の通りである。1)ポリブチレンテレフタレート(PBT)を静置場でメルトから結晶化させると、結晶化温度(Tc)が200°Cより高温ではマルテーゼクロスと直交ニコルの方向とが一致したusualな球晶が、一方、Tcが200°Cより低い場合にはマルテーゼクロスと直交ニコルの方向とが約45度ずれたunusualな球晶が形成されると知られている。薄膜中に生長した各々の球晶について、TEMによる電子回折やモルフォロジー観察から、ラメラの成長方向や光学的複屈折特性の原因などを考察し、第54回高分子学会年次大会(平成17年5月25-27日;横浜)で発表した(予稿番号2C09)。2)芳香族ポリエステルであるポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)ならびにPBTの各々について、メルト状態で「ずり歪み(shear rate:約4×10^6/秒)」をかけることによりTEM観察用の一軸配向薄膜を作製した。特に、PENやPBTでは明瞭な積層ラメラ構造が確認され、これらの試料ではシシカバブ構造が形成されていると結論し、第54回高分子学会年次大会(平成17年5月25-27日;横浜)で発表した(予稿番号2C10)。3)生分解性脂肪族ポリエステルであるポリジオキサノン(PPDX)の溶融紡糸繊維は、手術縫合糸として世界中で使用されている。その繊維構造を明らかにするために、X線回折やモルフォロジー観察などを行うとともに、エレクトロスピニング法のよるナノファイバーの作製を試み、結果を高分子学会第54回高分子討論会(平成17年9月20-22日;山形;予稿番号2E15)ならびに日本材料学会第15回高分子材料シンポジウム(平成17年12月12日;京都)で発表した。芳香族ポリエステル(例えば、PBT)のエレクトロスピニング法のよるナノファイバーの作製については、平成18年度繊維学会年次大会(平成18年6月12-14日;東京)で発表の予定である。透過型電顕(TEM)による高分解能観察には厚さ50nm以下の薄い試料が望まれるので、引き続き本年度も薄膜やナノファイバーの作製手法確立に主眼をおいた。
日本資料を視野に入れた二十世紀香港粤語の総合的研究

本研究の目的は、19世紀の西洋人資料、20世紀前半の日本資料、20世紀後半の香港資料を用いて、近代粤語を通時的に研究することである。その結果、19世紀粤語は口語の中に複数の文体が存在していたことがわかった。これは現在でも漢語(ここでは広く方言も含んだ意味での中国語を指す)に特徴的な現象であり、先行研究では、明清時代の口語にも書面語に近い優雅なスタイルと地方の方言をそのまま話す粗野なスタイル(場合によってはさらに両者の中間的なスタイル)が存在していたと報告されている。本研究により、19世紀の広東でも口語の中にいくつかのスタイルがあり、同じ人が場に応じて使い分けていたということがわかった。平成24年度の主な課題は以下の2点であった。1)日本資料・西洋資料・香港資料に記述された二十世紀香港粤語の整理2)上記資料に反映された二十世紀香港粤語の総括1)については、ハーバード大学図書館(平成24年9月)、ニューヨーク公立図書館(同9月)、台湾中央研究院図書館(平成25年2月)、シンガポール国立大学図書館(同3月)などで資料収集を行い、そこで得られた結果を愛知東邦大学ホームページで公開中の拙著『早期粤語文献資料(稿)』に加筆修正して、世界中の研究者が最新版をダウンロードできるようにした。この目録は、資料の所在を明記したものとして世界的に意義があると自負しており、目録の更新は計画通り進んでいる。2)については、学術論文「早期粤語資料の文体考」『太田斎・古屋昭弘両教授還暦記念中国語学論集』pp.332-341.好文出版所収。(平成25年3月)を発表するとともに、6本の研究ノート(「十九世紀の広東語(1)“的"」『KOTONOHA』No.114、「十九世紀の広東語(2)“個"」同No.115、「十九世紀の広東語(3)続“個"」同No.116、「十九世紀の広東語(4)Yes-No疑問文」同No.117、「十九世紀の広東語(5)“在"」同No.118、「十九世紀の広東語(6)選択疑問文のマーカー」同No.120)を発表した。以上の研究ノートは近いうちに早期粤語の概説書としてまとめる予定である。これには、従来各研究者が別個に研究してきた各論を総括するという意義があり、計画とおり進んでいる。研究期間(平成23年度、24年度、25年度)全体を通じて、早期粤語(19世紀20世紀に香港などで話された粤語。粤語は中国語の主要な方言のひとつ)の歴史研究に従事した。平成23年度には、研究期間以前の研究に新たな知見を加えて、国際的なワークショップで口頭発表をした。(「論二十世紀前半葉日本粤語資料中的粤語語法(二十世紀初頭日本粤語資料の粤語語法」,Workshop on Early Cantonese Grammar(早期粤語文法に関するワークショップ),香港科技大学)これにより、日本における粤語研究を国外に紹介するとともに、海外の研究者との学術交流をすることができた。24年度には、国内の学術雑誌に19世紀の広東語文法についての連載をして、これまでの自身の研究および国内外の研究成果を広く一般の研究者に向けて発信した。(「十九世紀の広東語(1)ー(6)」『KOTONOHA』114-120,『KOTONOHA単刊No.6』に再録)これにより、粤語研究者以外にも近代粤語の歴史を網羅的に紹介することができた。このような研究を進める中で、近代中国語の研究における文体の重要性に関心をもつに至り、このテーマにおける論文「早期粤語資料の文体考」(『太田斎・古屋昭弘両教授還暦記念中国語学論集』pp.332-341.東京:好文出版)を発表した。これを発展させて、25年度には、国際学界での口頭発表(「早期粤語語料中的双層語言現象(早期粤語資料に見られるダイグロシア現象)」,第21回国際中国語言学学会年次総会(IACL-21),台湾師範大学)および国内全国大会でのポスター発表(「十九世紀広東知識人の話しことば」第63回日本中国語学会全国大会,東京外国語大学)で国内外の研究者から貴重な意見をいただいた。現在、このテーマでの論文を執筆中である。

本研究の最終的な目的は、日本資料を活用して二十世紀香港粤語を研究し、それにより、従来の現代語研究と現在国際的規模で盛んに研究されているいわゆる早期粤語研究(十九世紀を中心とする粤語の通時的研究)の間の隙間を埋めることである。そのための基礎的作業として、平成23年度は当初の計画通り、資料の整理と紹介に専念した。本研究の学術的な意義としてはまず、日本資料を語料として活用すること自体の意義があげられる。従来通時的研究で日本資料は本格的に語料として利用されてこなかった。こういった資料に注目すること自体が新しい試みである。第二に、日本資料の資料的価値に一定の評価を与える必要があることが指摘できる。日本資料の多くは戦争中に短期間で編纂されたため、資料としての価値を慎重に見きわめる必要がある。解題などを作成して資料の価値を報告すれば、資料的価値の高いものは国内外で語料として利用されるようになり、ひいては粤語研究の発展に寄与することが期待できる。この作業は特に日本人粤語研究者の責務とも言える。最後に、二十世紀粤語を研究することの意義があげられる。二十世紀に香港が経験した経済成長と大幅な人口流入、また中国復帰後の言語環境の変化から考えて、同時期の香港粤語は総合的に記述し、後世に伝えるべきであろう。日本資料はこれに大きな役割を果たす可能性がある。本年度は基礎的な作業に専念したため、学術論文の発表はなかったが、拙著『早期粤語文献資料(稿)』に加筆修正してインターネット上で公開し、世界中の研究者が最新版をダウンロードできるようにしたこと、さらに竹越が香港政府のプロジェクトである「早期粤語語法に関する研究」にアドバイザーとして関わって「早期粤語語法ワークショップ」(2012年12月14日、香港科技大学)に参加したことにより、国際的にも貢献できたと考えている。本研究の目的は以下の3点であった。1)日本資料の整理と紹介2)西洋資料、日本資料、香港資料の総括3)二十世紀香港粤語の総合的な研究このうち、1)と2)については、継続的に資料収集と目録の更新を行っており、おおむね順調に進展している。3)については平成24年度に6本の研究ノートを発表し、次年度にはこれをまとめて総合的な研究として発表する予定であり、おおむね順調に進展していると言えよう。当初の計画通り、本年度は資料の整理と紹介を第一の課題とし、おおむね計画通りに進めることができた。具体的な実施状況は以下の通りである。1.日本資料の整理:既存の目録の加筆修正について。申請者がすでに作成済みの「粤語早期文献資料」(2010年)という目録では各図書館発行の図書目録とインターネットによる検索を通じて情報を収集したが、1950年代に作成された天理大学目録(『日本現存粤語研究書目(稿)』)に所蔵先が記載されている資料のうち約三分の一の所在が確認できなかった。そのため、本年度は、天理大学目録および各図書館で発行している図書目録をもとに、実際に所蔵図書館(大英図書館、ロンドン大学東洋アフリカ研究所図書館など)を訪れて調査をし、目録の拡充に努めた。2.日本資料の紹介:系統的な解題の作成。日本資料の解題はすでにいくつかが影印版とともに収録されているほか、竹越も近年国際学会でいくつかの資料の概略を発表した。こういった先行研究の成果をふまえ、系統的で利用しやすい解題を作成する計画であった。日本資料はその多くが戦争中に短期間で編纂されたため、質の高くないものも含まれている可能性があり、この作業は絶対に必要である。この作業は次年度もひきつづき行う。3.西洋・日本・香港資料の総括。日本資料の価値を客観的に見るためには、時代的に隣接する他国の資料も考慮する必要がある。
ホスホリパーゼC阻害ペプチドによる癌細胞増殖の抑制

PLC活性阻害(PCI)ペプチドTyrArgLysMetArgLeuArgTyrの細胞透過性を向上させるため、ペプチドのN末端にアシル基を、またC末端にアミド基を導入した修飾体を既知の方法により合成した。N末端の修飾に用いるアシル基として長さの異なる直鎖脂肪酸を用いたが、ミリスチン酸が最大の細胞膜透過性を示した〔myr-PCI(Y)〕。一方、PCIペプチドの両端のTyrをPheに置換したmyr-PCI(F)も同様に合成した。これら精製ペプチド標品の細胞レベルでのPLC活性抑制能を検討した。PLC情報系が恒常的に亢進していることが確認されている家族性大腸線腫症患者(FAP)由来大腸癌細胞、KMS-8では血清刺激依存性のIP_3産生をmyr-PCI(Y)が低濃度でほぼ完全に抑制した(IC_<50>=0.2μM)。一方、myr-PCI(F)のIC_<50>値は20μMであった。さらに、各種ヒト大腸癌由来の細胞をモデルとして使用し、myr-PLC阻害ペプチドの細胞増殖に及ぼす効果を測定した。その結果、KMS-8細胞の血清刺激に依存するDNA合成や生細胞数の増加がmyr-PCI(Y)の濃度依存的に抑制された(IC_<50>=0.5μM)。同様の現象は、PLC情報系が恒常的に亢進しているKMS-4細胞でも観察された。一方、アミノ酸置換によりPLC阻害活性が減弱したmyr-PCI(F)は、増殖抑制効果を示さなかった(IC_<50>>20μM)。以上の使用濃度では、myrPCI(Y)およびmyr-PCI(F)共に細胞毒性は示さなかった。以上の結果より、PLC活性を直接阻害するインヒビターペプチドが、ある種の癌細胞増殖を効率良く抑制することが明らかになったことから、PLC阻害剤がPLC情報伝達系の亢進している癌に対して抗癌剤として用いることができる可能性が示された。
先秦楚国歴史地理研究(丹陽・郢都位置問題)

本研究によって次の学説を提示することができた。1、春秋時代前期から前278年までの約450年間、楚国の国都郢都は一貫して江陵紀南城であった。2、紀南城遺跡に関する考古学的史料を分析すると、春秋晩期の大城壁築城以前に、すでに内城壁が存在していたことは明らかである。3、郢都紀南城の当初の構造は内城のみの構造であり、その後発展して、春秋晩期に内城外郭式構造になったのである。4、戦国楚国の出土文字資料にみえる楚国の地名位置を探索し、従来とは異なった新しい見解を提出した。5、その新しい見解によって春秋時代の楚国地名位置を探索し、従来とは異なった新しい見解を提出した。6、楚国の建国は西周晩期春秋前期のことである。7、楚国を建国した種族的集団は、湖北省西部に居住していた集団である。8、楚国初期の国都丹陽は湖北省西部に存在し、〓歸の丹陽城遺跡はその有力候補地である。9、楚国の建国は、江陵-漢水中流という幹線水路の掌握を内実の一つとしている。10、西周晩期春秋中期の楚国の文化は、いわゆる楚式連襠鬲を指標とする文化である。11、春秋中期以降、楚国の文化は周系文化を貴重とする文化に変質する。12、丹陽を河南省南部・陜西省南部などにあてる伝承は、春秋中期以降の楚国領域の北方への拡大の過程で生じた伝承であり、歴史的事実を伝えたものではない。13、前278年の陳への遷都は、西周晩期春秋中期に形成された政治的・文化的基盤が完全に放棄されたことを示している。近年出土の戦国楚国竹簡資料のなかから包山楚簡をとりあげ,そのなかの司法関係記事を分析して,国都所在中央司法官庁からの指令発信期日と,事件関係者の中央司法官庁への出廷期日との間隔が,国都と事件発生地との距離にある程度対応しているという事実を発見し,この事実に基づいて,包山楚簡・天皇観楚簡・鄂君啓節に共通して見られる三箇所の地名について,その位置を明らかにした.この結果,この三つの出土資料に見える諸地名の位置を相互整合的に比定するには,国都郢を江陵紀南城にあてるしかないことが判明し,少なくともこれら三資料が書かれた前4世紀後半(戦国晩期)の郢は確かに紀南城であったことがまず確認され,ついで,孝古資料によって前5世紀中ごろから前3世紀前半に至るまで,紀南城の国都としての機能が不断に連続していたことを確認して,要するに出土文字資料と孝古資料という同時代資料による限り,春秋末・戦国初から前278年の郢都陥落まで,郢は一貫して江陵紀南城に他ならなかったことを論証した.引き続いて,紀南城大城壁内部の宮殿址・住居址・水路址・河港址などの分布情況を分析して,城内東南部に左右対称の宮殿配置プランをもった内城区があったことを確認し,さらにその内城区文化層の年代が大城壁築城年代をかなりさかのぼることを確認した.この結果,大城壁の築城年代である春秋末・戦国初以前,つまり春秋時代には左右対照の宮殿配置プランをもつ都市がすでにここに存在していたことが論証されることになった.

このようにして,内城区の始建年代が未確定ではあるものの,江陵紀南城は春秋から戦国晩期(前278年)まで一貫して楚の国都郢であり,春秋末・戦国初における大城壁の築城は,郢の新建を指すのではなく,既存の郢における外郭城壁の築城にすぎないことを明らかにし,論争の続いている郢の始建・沿革・位置問題に,決定的意見を提出した.先秦楚国の都城郢都は,春秋前期から戦国晩期(B.C278年)まで一貫して江陵紀南城であったことを論証した,昨年度の研究成果を踏まえて,本年度は次のような研究を実施した.(1)郢都の前の都城である,西周時代の丹陽の位置についての諸説を考古学的資料によって検討し,春秋以降の楚文化の様相との関連からして,湖北省西部三峡説がもっとも妥当であるとの結論を得た.(2)湖北省西部・湖南省西北部の殷春秋時代の文化様相を,土器文化を中心に考察し,園底釜と聯襠鬲を独有器とする,独自の民族と文化が展開していたことを明らかにした.そして,その民族とはいわゆる巴系の民族であり,楚国の形成において彼らが主体的な役割を果たし,前期楚国の主要な構成員の一つとなったことも明らかにした.(3)湖北省の江陵・宜昌・三峡地区,湖南省の〓水流域・〓江流域で現地調査と資料収集を実施し,(1)・(2)の所論を補強した.(4)湖北省の荊州地区・潜江地区で宮殿遺跡・水路遺跡などの調査を実施し,各地宮殿遺跡の配置状況・水路網の配置状況と郢都紀南城との位置関係を考察した.(5)戦国楚簡を初めとする戦国楚国出土文字資料の収集と整理を継続して実施し,それらに見える楚国地名と秦漢時代南郡郡域の地名を照合して,いくつかの地名についてその位置を決定した.(6)漢水東部地区の先秦遺跡・遺物に関する資料を収集・整理し,楚国形成過程におけるこの地域の民族的・政治的動向を考察した.(7)楚国滅亡後の各構成民族の動向を追跡するため,青銅器・漆器をはじめとする遺物資料,碑刻文をはじめとする文字資料を収集・整理した.(5)・(6)・(7)については,来年度も研究を継続し,新しい学説を提示する予定である.先秦楚国の都城である丹陽と郵都の位置を歴史地理学的に確定した,一昨年度・昨年度の研究成果をふまえて,本年度はまず次のような研究を実施した.(1)春秋戦国時代の楚系青銅器と竹帛史料の銘文・図案を収集整理し,そのなかから楚国歴史地理研究に有用な情報を抽出して,自説を補強する手段とした。(2)先秦秦漢時代における江漢地区の地勢を,とくに河川の流路を中心に復元した.(3)西周末春秋中期の楚国の政治動向と,漢水西部における当該時代の考古学的文化様相を照合し,楚国の形成過程とその構造の背景にある南方諸民族の様相を考察した.ついで,(1)(3)の研究成果と,一昨年度・昨年度の研究成果を総合し,次の内容による研究報告の粗稿を作成した。-1.楚郢都の始建と沿革:(1)文献史料にみられる郢都の始建と沿革,(2)楚皇城説・季家湖楚城説の考古学的背景,(3)紀南城考古知見の再検討.2.戦国出土文字史料と楚国歴史地理:(1)鄂君啓節舟節地名,(2)包山楚簡受期簡釈地,(3)春秋楚地新釈,3.丹陽位置問題の決着:(1)北方説の考古学的背景,(2)丹陽〓帰説と三峡地区考古知見,(3)丹陽から郢都へ.4.補論(先秦楚国の形成と構造及びその展開).-本研究の結論は,西周時代の都城丹陽を三峡〓帰に,春秋初戦国中期(前278年)およそ五百年間の都城郢都を江陵紀南城にあてるものであり,いわゆる南方説を支持したものである.また,そこからは楚国形成の過程とは,湖北省西部-三峡荊州地区に拠った一集団が,漢水西部地域を政治的に統合していく過程に他ならないとの想定が,必然的に導き出された.以上の研究成果は,研究成果報告書においてその大部分を公表する予定であり,また,出土新史料による補訂をへて,「楚国形成史の研究-歴史地理的考察-」と題した書冊でもって全容を公開したいと考えている.
Studies on the thermoelectric properties of PEDOT:PSS

本研究では、新たに開発した測定方法を用いて、薄膜の面内および断面の両方向の熱電特性測定した。PEDOT:PSS薄膜は、電気伝導度および熱伝導率においては大きな異方性を示し、ゼーベック係数においてはほとんど異方性を示さなかった。キャリア伝導機構および熱伝導機構に異方性が生じるのは、PEDOT:PSS薄膜が導電性PEDOTナノ結晶と絶縁性PSSが層状に形成されたものであるため、断面方向においては伝導性が低くなることに起因すると考えられる。本研究により、有機熱電材料の性能指数の評価は、方向をそろえた測定値を用いることが重要であるとわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。応用化学26年度が最終年度であるため、記入しない。
鰓、耳、腎症候群(BOR)座領域のDNA多型マーカーの作製と連鎖解析

鰓・耳・腎症候群(Branchio-oto-renal syndrome:BOR)は鰓弓由来器管・組織の奇形、難聴、腎の低形成・異形成などを特徴とする常染色体優性遺伝性の先天奇形症候群である。BORの責任遺伝子座は連鎖解析から8番染色体長腕q11-q13の範囲にあると推定されているが、より詳細なマッピングを行うために、当該領域からのYACクローン単離をこころみた。1.細胞およびコスミドライブラリーの作成.重症免疫不全(scid)マウス細胞とヒト細胞の融合により生じたヒト・マウス雑種細胞RD15/5は、scidマウスの放射線高感受性の原因となる遺伝子異常を相補するヒトの遺伝子(HYRC)が存在する、染色体断片8q11-q13領域を含む。今回この雑種細胞RD15/5を用い、コスミドライブラリーを作成した。2.ヒト特異的クローンの選択.ヒト全DNAをプローブにコスミドライブラリーをスクリーニングし、得られた陽性クローン378個のうち、ドットブロットハイブリダイゼーションによりマウス全DNAにハイブリダイゼーションするクローンを除外し、さらにFISH解析を行いヒト染色体8q11-q13領域にマッピングされた14個のクローンのみを解析した(3段階スクリーニング)。3.STSsの作成.14個のヒト特異的クローンをサブクローニングして得られたプラスミドクローンについてサザンブロットハイブリダイゼーションを行い、得られた5個のユニークなプラスミドクローンの塩基配列を解析しプライマーを設計した。4.YACの取得.5種類のプライマーは、有効なSTSsとなりうることを確認後、CEPH YAC libraryの3次元スクリーニング法を用いて、当該領域にマップされる5種類のYACを単離し得た。
消化器癌におけるtopoI阻害剤の作用増幅を目指した新規小分子化合物の探索と応用

本研究ではtopoisomeraseI(topoI)阻害剤の耐性メカニズムがtopoIの分解にあることから、topoI分解を抑制する小分子化合物が発見し、topoI阻害剤の効果を高めることができる新たな小分子化合物の発見をすることを目的とした。まず、topoI分解過程において重要となるtopoIとBRCA1の結合部位に着目し、この部位を阻害する小分子化合物のin scilicoスクリーニングを行った。数十種類の小分子化合物を同定した。さらに、topoIにEGFPを組み込んだtopoI-EGFP細胞を用いて、これらの数十種類の小分子化合物のスクリーニングを行った。このスクリーニングの結果、いくつかの候補分子が発見され、現在、topoI阻害剤との効果を判定している最中である。中には、topoI耐性癌細胞株において非常に効果を認める小分子化合物もあり、かなり期待を持てる結果となっている。29年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞外シグナルによるc-fos遺伝子の発現制御機構

ある種の線維芽細胞にPDGFを作用させるか、活性型Ras遺伝子を発現させると、MAPキナーゼが活性化され、c-fos遺伝子の発現が促進されることが知られている。しかし、PDGFなどの細胞外シグナルがどのような機構でRasを活性化するのか、Rasがどのような機構でMAPキナーゼを活性化するのかは不明である。そこで、本研究では、Rasを介する細胞内情報伝達系からc-fos遺伝子に至る伝達経路を明らかにすることを目的として実験を行い以下の結果を得た。私共はすでにRasのGDP/GTP交換反応促進蛋白質(GEP)としてSmg GDSを精製してその一次構造を決定している。最近、Smg GDS以外のGEPとしてCDC25とSosが同定されている。そこで、Smg GDSとCDC25の生化学的性状を比較解析した。その結果、Smg GDSがGTP結合型のRasと複合体を形成するのに、CDC25は複合体を形成しないこと、Smg GDSが細胞膜に結合しているRasには作用しないのに、CDC25は作用すること、また、Smg GDSはRasを細胞膜から細胞質へトランスロケーションさせるのに、CDC25はトランスロケーションさせないことが明らかになった。一方、私共は昨年度、RasによるMAPキナーゼの活性化機構を解析するために、ツメガエル卵の細胞質画分を用いた無細胞系で、RasがMAPキナーゼを活性化する系を確立した。さらに、このアッセイ系を用いて、ツメガエル卵の細胞質画分からRas依存性にMAPキナーゼ・キナーゼを活性化するのに必要な蛋白質因子(REKS)を部分精製した。本年度はREKSを高度に精製して、REKSがRas依存性にMAPキナーゼ・キナーゼをリン酸化して活性化するプロテインキナーゼであることを明らかにした。また、RasがREKSと複合体を形成することから、REKSはRasの直接のターゲットであると考えている。本年度の私共の研究成果から、Rasの活性制御機構とターゲットについて着実な成果を挙げることができ、本年度の研究計画をほぼ達成できたと考えている。
ヒト大脳・中脳オルガノイドを用いた小児難治性てんかんの病態解明

小児難治性てんかんは多くが胎生期の中枢神経系の発生異常によって生じる。その多くは発生メカニズムが十分に解明されておらず、故に根本的な治療法も存在せず、病態解明が早急に必要とされている。本研究では、小児難治性てんかんの一つであるMowat-Wilson症候群の病態を、ヒト大脳・中脳オルガノイド及びゼブラフィッシュを用いて、ヒト中枢神経発生の面から分析・解明することを試みる。
先進的な船舶機関資源管理（ＥＲＭ）に関する研究

本研究は、海洋基本計画における施策およびSTCW条約2010年マニラ締約国会議における改正に対応した海陸複合管理体制における高度で先進的なERM(船舶機関資源管理)を実践する手法を導き,安全で安心な海上輸送の確保による日本経済の基盤維持に貢献しようとするものである。本研究課題の初年度(2017年度)は、最終目標であるミクロ視点とマクロ視点を融合した先進的なERM開発のための基盤を確実に整えることに集中した。また、研究協力者(トルコ共和国Piri Reis大学講師)が現案作成を実質上主導して改正したIMO Model Course 2.07(ERS : Engine RoomSimulator)に、本研究課題および関連する先行研究課題(25420864、22560792)の実績の一部を反映させた。2年目の2018年度は、IMO Model Course 2.07の改正に応じたミクロ視点ERM向上のためのMEPS機関運転実験、および、マクロ視点ERMの導入を目指したMEPS機関管理実験を行い、MEPSプログラムならびにERMシナリオ開発を行い、ERM要素の検証および評価手法の数値モデル構築に向けた準備を進めた。また、船舶機関資源管理の学術的向上を図るため、本研究課題等の実績の一部を活用した申請に基づき、公益社団法人日本マリンエンジニアリング学会(JIME)第二種研究委員会として「機関プラントシミュレータ研究委員会」(本研究課題の研究協力者の三輪誠氏が委員長を務め、研究代表者内田誠、研究協力者引間俊雄氏、植田眞義氏が委員として参画し、全6機関・約20名の委員で構成)が2018年5月に設置された。世界標準になるような教育方法も含め機関シミュレータに関するソフト、ハードの技術開発の指針制定ならびに関連分野での研究開発の活性化が、公的な研究委員会による活動によって促進される。1)第一先行研究課題(22560792)の成果に基づき本研究課題研究代表者が中心となって2013年に開始したERS勉強会の活動継続と、第二先行研究課題(25420864)ならびに本研究課題(17K06964)の成果と活動実績に基づき、2018年5月にJIME第二種研究委員会「機関プラントシミュレータ研究委員会」が設置された。研究委員会の会合は2018年度内に3回(神戸大学深江キャンパス8月、岡山コンベンションセンター10月、東京海洋大学越中島キャンパス3月)開催された。本研究課題研究代表者および研究協力者が研究委員会の運営に参画し、船舶機関資源管理(ERM)手法の世界標準化および関連学術活動の活性化に向けた意見交換ならびに情報交換を行った。2) STCW条約の2010年マニラ改正によるERM強制要件化に対応するため、2017年に改訂されたIMO Model Course 2.07(Engine-Room Simulator)に関し、ERMの実践的な運用における実効性を検証するため、MEPS環境における機関運転および機関管理に関するERMシナリオに基づく実験を実施した。ミクロ視点ERMに注目し、Technical SkillとNon-Technical Skillの評価手法の特徴分析を試みた。また、マクロ視点ERMに注目し、複数の船舶管理を陸上から行うSI(船舶運航管理監督者)あるいはその指示に基づくオペレーターが操作することを想定した遠隔管理システムにおける人(操作者)と機械(遠隔管理システム)のインターフェースに関する人間工学的な基礎実験を試みた。初年度および2年目(前年度)の基盤整備および基礎実験に基づき、MEPS環境下における被験者の協力を得て、ミクロ視点ERM向上のためのMEPS機関運転実験、マクロ視点ERM導入のためのMEPS機関管理実験を重ね、MEPSプログラムならびにERMシナリオ開発の向上を図り、ERM要素の影響・効果を検証して、評価手法の数値モデル化を試みる。海陸複合管理体制下における船舶機関資源管理の改善と向上を目指し、以下の方針で研究を推進する。○MEPS環境下における機関運転管理実験のためのシナリオ開発に関するノウハウを蓄積し、海技教育訓練のための技術の向上を図ると共に、特定の環境に限定されない効果的で普遍的なERMシナリオの構築を検討する。○ミクロ視点ERMの観点からは、船舶機関運転管理の実務現場(本船上)での心的負荷の大小に起因する不安全状態を未然に回避する手法の開発を継続し、マクロ視点ERM評価の観点からは、現場(本船上)と船舶管理本部等(陸上側)相互のERM要素を抽出し、従来型ERMにマクロ視点を先進的に導入するための検討を進める。○ミクロ視点とマクロ視点の融合ERMによる先進的な船舶機関資源管理の具体化を図るため、自律航行船の遠隔管理も見据え、機関室内ドローンの運用など新技術の積極的な導入に関する可能性について検討を進める。○海陸複合管理環境における不安全要素の低減と事故顕在化の未然防止に対するERM要素の効果検証のため、MEPS環境下の実験と数値モデルによる試算の対比を試みる。本研究課題の初年度は当初計画に則り、最終目標であるミクロ視点とマクロ視点を融合した先進的なERM開発のための基盤を確実に整えることに集中した。要点は2点、1)ERSおよびERMの最新実情を把握するための基盤整備と、2)ミクロ視点ERMの機能向上を目指したMEPS模擬実験環境の整備であった。