hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
横紋筋の太いフィラメントの長さを決定する新規タンパク質の探索

横紋筋の太いフィラメントの長さがどのように決まるのか明確になっていない。巨大弾性タンパク質コネクチンは太いフィラメントの全長に沿って結合しているタンパク質であり、そのAIジャンクション領域は太いフィラメントの端に位置している。そこで、AIジャンクション領域に結合し、太いフィラメント構成タンパク質であるミオシンの重合を止める未知のタンパク質が存在するのではないかと考え、研究を行った。昨年度に引き続き、AIジャンクション領域に結合するタンパク質をヒト心筋のcDNAライブラリーから酵母2-ハイブリッド法により探索し、48個の結合する候補を得て、そのうち32個の塩基配列を決定した。特にその中の1つについて、大腸菌内で融合タンパク質として発現・精製後、AIジャンクション領域の融合タンパク質との結合をプルダウン法により調べたが、結合は見られなかった。引き続き、他の結合候補に関しても、解析する予定である。また、ミオシン1分子の長さを考慮すると、ミオシンの重合を止める未知のタンパク質はコネクチンのD域やC域の最初のスーパーリピートに結合する可能性も考えられる。そこで、これらの領域をコードする配列を4つに分けて、ヒト心筋のcDNAライブラリーから酵母2-ハイブリッドスクリーニングにて結合タンパク質の候補を探索した。その結果、D1+2領域は24個結合候補を得て、そのうちの20個の配列を決定した。同様にD3+4領域は45個の候補を得て現在配列解析中であり、C1領域は18個の結合候補を得て全部の配列決定を終えた。一方、D5+6に結合する候補は見つからなかった。特に、D1+2領域結合候補の5クローンとC1領域結合候補の4クローンの配列はヒトのゲノム上に存在するにも関わらず、データベースに登録されていない、未知のものだった。今後、これらのクローンの解析を中心に、更なる研究を進めていく予定である。横紋筋サルコメアの太いフィラメントの長さがどのように決まるのか明確になっていない。巨大弾性タンパク質コネクチンは太いフィラメントの全長に沿って結合し、そのAIジャンクション領域は太いフィラメントの端に位置している。そこで、AIジャンクション領域に結合し、太いフィラメントのミオシンの重合を止める未知タンパク質が存在する可能性を考え、探索を行った。まず、ヒト骨格筋のTotal RNAからRT-PCRによりAIジャンクション領域(約3900bp)を増幅した。これを、2-ハイブリッドシステム用プラスミドのDNA結合ドメインの下流に組み込み、酵母AH109株(MATa)に導入した。そしてコネクチンモノクローナル抗体1G1,3A1,3B9,4C9を用いてウエスタンブロットを行い、酵母内でAIジャンクション領域が発現することを確認した。次にこの酵母を、ヒト心筋cDNAライブラリーを導入した酵母Y187株(MATα)と接合させ、ヒスチジン、アデニン欠損培地で選択することでAIジャンクション領域結合タンパク質のスクリーニングを行った。計3回のスクリーニングにより、およそ400万クローンスクリーニングし、7個の酵母を得た。これらの酵母のβ-ガラクトシダーゼ活性を調べたところ、2個の酵母が青色を示した。しかし、これらの酵母からプラスミドを取り出し、シーケンスを行ったが、ともに3'非翻訳領域をコードしているものだった。結合するクローンを得られない原因の1つとしてAIジャンクション領域全体(分子量約15万)では大きすぎてbaitとしてうまく機能していないのではないかと考えた。今後、AIジャンクション領域を分割したものを用いてスクリーニングを行う予定である。
電力システムにおける効果的な設備配置に関する研究

本研究では、配電設備の最適配置の効率的な決定手法の確立を目的とし、その第一段階として、地理情報処理と数理手法に基づく新設配電線の最適位置決定手法を電力会社の協力を得て開発した。また、開発した手法の有用性を検証するために、配電システムの例題モデル上での多く計算を実施し、有効な結果を得ることができた。この研究を通して得られた成果は、電気学会を中心として国内外で口頭発表している。開発手法は、新設配電線の配置の決定を5つの決定問題に分割し、地理情報を用いてグラフ化した各決定問題を数理手法でシーケンシャルに解いていき最適な新設配電線配置を決めるというものである。以下に開発手法が実施する各決定を示す。(決定1)新設架空線の負荷部分の地理的配置の双対有効勾配法による決定(決定2)(決定1)で決定した負荷部分と立ち上がり点とを接続する新設架空線候補の改良ダイクストラ法による決定(決定3)立ち上がり点と変圧器バンクとを接続する新設引き出しケーブル候補の改良ダイクストラ法による決定(決定4)(決定1)、(決定2)で得られた新設架空線候補と新設地中線候補との組合せによる最適な候補(新設配電線の配置)のFord-Fulkerson法による決定(決定5)(決定4)で得られた新設配電線と既存配電系統との連系線経路のタブ-探索による決定本研究では、配電設備の最適配置の効率的な決定手法の確立を目的とし、その第一段階として、地理情報処理と数理手法に基づく新設配電線の最適位置決定手法を電力会社の協力を得て開発した。(決定1)新設架空線の負荷部分の地理的配置の双対有効勾配法による決定(決定2)(決定1)で決定した負荷部分と立ち上がり点とを接続する新設架空線候補の改良ダイクストラ法による決定(決定3)立ち上がり点と変圧器バンクとを接続する新設引き出しケーブル候補の改良ダイクストラ法による決定(決定4)(決定1)、(決定2)で得られた新設架空線候補と新設地中線候補との組合せによる最適な候補(新設配電線の配置)のFord-Fulkerson法による決定(決定5)(決定4)で得られた新設配電線と既存配電系統との連系線経路のタブ-探索による決定
公的年金制度による脱貧困化に関する研究

本研究では、公的年金制度(特に基礎年金)の貧困防止機能を明らかにするために、OECD諸国の基礎年金の国際比較と日本の基礎年金改革の歴史研究を行った。その結果、OECD諸国の基礎年金は「ベーシック・インカム型年金」、「準ベーシック・インカム型年金」、「セーフティネット型年金」、「保険原理型年金」の4つに分類することができ、日本の基礎年金制度は貧困防止機能が最も弱い「保険原理型」であることが明らかになった。また、2004年に行われた年金改革によって、基礎年金の給付水準が大幅に引き下げられため、その貧困防止機能の脆弱化が明らかになった。(1)基礎年金における貧困を予防する機能について明らかにする。(2)年金制度の政策変化の評価枠組みついて分析する。(3)年金制度の制度変化のタイプに応じた制度変化の要因について検討する。1、本年度の研究目的である、OECD諸国のうちで基礎年金制度を有している国について、基礎年金制度のデータベースを作成した。具体的には、1970年から2000年までの期間を対象に基礎年金の普遍性と関連する、給付要件にかかわるいくつかの側面と、給付の水準をもとにデータベースを作成した。このうち、給付要件については、財源の方式(税方式か社会保険方式か)の内容、居住権を基に制度の適用になるか否か(デモグラント型か否か)、個人単位であるか否か、ミーンズテストの有無、インカムテストの有無を取り上げた。また、給付水準は、基礎年金給付額の製造業従事者の平均賃金に対する比(基礎年金/製造業従事者の平均賃金)の指標を取り上げた。2、基礎年金制度のデータベースに基づいて、基礎年金を類型化した。類型化に際しては、上記の給付水準と給付要件をもとにクラスター分析を行って9つの区分を析出し、その特徴に基づいて基礎年金を4つに類型化した。それは、ベーシック・インカム型年金、準ベーシック・インカム型年金、セーフティネット型年金、保険原理型年金である。3、貧困予防効果が最も高いと考えられるベーシック・インカム型年金の決定要因を探るためにパネルロジット分析を行った。その結果、女性の政治参加と財政制約がベーシック・インカム型年金の実現に関わることが明らかになった。日本の基礎年金についてみると、その類型は保険原理型であった。2004年の改革でも、日本の基礎年金では保険原理の修正はなされていない。日本の基礎年金のベーシック・インカム型へのレジームシフトの方向性を考えると、しばしば指摘される財源を税方式に変更するといった改革のほかに、保険原理の修正をはかり、保険料の拠出と給付の結びつきを緩くし、ベーシック・インカム型の年金の一つであるオランダ型の年金に改革することも考えられるということを明らかにした。OECD諸国の基礎年金制度について、普遍性と関連する給付要件にかかわるいくつかの側面と、給付の水準を考慮して上記の各国の基礎年金制度をクラスター分析によって類型化した(対象期間は1971年から2000年)。その結果、4つの類型が抽出できた。ベーシック・インカム型年金は基本的に居住権のみを給付要件とし、給付水準も高いという特徴がある。準ベーシック・インカム型年金は、ゆるい所得調査の付されたものである。セーフティネット型は、年金私的な所得保障手段や報酬比例の公的年金などがない場合に適用される残余的な年金である。そして、保険原理型年金は、社会保険方式による給付と負担の対応関係の明確な保険原理型の年金である。さらに、社会民主主義論・権力資源論、女性の政治参加論などにもとづいて、ベーシック・インカム型年金とそれ以外の年金類型を決定する要因について、上記の期間を対象にパネル・ロジット分析を行った。その結果、女性の政治参加と財政制約がベーシック・インカム型年金の実現を左右することが明らかになった。OECD諸国における近年の年金改革がどのような要因によって行われたのかについてパネルデータ分析を行って明らかにした。また、年金制度の改革内容について類型化を行い改革の特徴を明らかにした。具体的には、社会民主主義レジーム諸国で年金制度の縮減をともなう大規模な年金改革が近年行われたことを明らかにし、それは、経済のグローバル化とは直接起因するものではないが、国内の失業や近年の従属人口比率の上昇に起因することがわかった。また、年金制度改革の類型としては、経路依存とは別の制度改革形態として、「ビックバン」改革、「代替」改革、「転換」改革、「放置」改革という4類型を構築した。そして、社会民主主義レジームで行われている年金改革は、「代替」改革であることを明らかにした。本年は基礎年金改革について以下の3点を明らかにした。

それは、第一に、2004年、2009年の年金改革による基礎年金の給付水準の見通し、第二に、現在の年金額改定方式であるマクロ経済スライドが定められた2004年改革が行われた背景、第三に、非経路依存的制度改革の類型論に依拠した、これらの改革の性格、である。2004年、2009年の年金改革によって、基礎年金の給付水準は対生活扶助基準でみて、従来の給付水準を大きく割り込むことが明らかになった。特に、2009年財政検証による給付改定では、2004年改革で実行されたマクロ経済スライドによる機械的給付削減が踏襲され、厚生年金と比しても大幅な給付削減がなされる見込みである。こうした大幅な給付削減が2004年改革で行われたのは、改革の過程において、公明党を中心とする与党と官僚主導の下で、基礎年金制度は制度の持続だけが問題にされ,その給付水準についてはほとんど検討対象にならなかったためであると考えられる。改革の結果、基礎年金の目的は老後の基礎的生活の完全保障から部分保障へと変化することになる可能性が高い。そのため、2004年改革は、制度の目的を老後の基礎的生活に対する中心的保障から補足的保障へと「転換」する性質のものであることが明らかになった。
癌細胞の糖代謝亢進による細胞内シグナル伝達制御の分子メカニズム

本研究では、乳がん細胞の3次元培養系を用いて、がん細胞の糖代謝亢進によるシグナル経路制御メカニズムを解析した。特に、解糖系から分岐するヘキソサミン合成経路に着目し、この経路に関与する酵素の活性が、がん細胞のシグナル活性や悪性形質において根幹的な役割を果たしていることを明らかにした。また、同経路の下流で行われるタンパク質のO-GlcNAc修飾や、それに関与する酵素の活性が重要であることも見出した。がん細胞特異的にO-GlcNAc修飾を受けるタンパク質の同定を行い、それぞれのがん細胞における機能やO-GlcNAc修飾の意義について解析を継続している。本研究は、糖代謝経路によるoncogenic signalingの制御に関するメカニズムの解明を目的とし、特にO-GlcNAc修飾経路の役割に着目して解析を行うものとして開始した。当初の状況では、糖代謝経路とシグナル伝達経路の相互作用に関するメカニズムとして、ヘキソサミン合成経路の重要性を明らかにしていたが、さらに下流で関与する経路の特定までには至っていなかった。平成22年度に行った研究の結果により、ヘキソサミン合成経路の下流においてO-GlcNAc修飾酵素として機能するOGT(O-GlcNAc transferase)が、癌細胞の表現型(シグナル活性や糖代謝活性の亢進、上皮極性の喪失など)に必須であることが明らかとなった。これは、様々な乳癌細胞を用いた3次元培養系や、乳癌患者検体のマイクロアレイ解析等の結果によっても裏付けられている。上記の結果は、今後の研究を進めていく上で基盤となる最も重要な情報であり、平成23年度に行う研究が意味のあるものであることを保証するものである。正常乳腺上皮細胞とそれに由来する癌細胞の比較により、どの蛋白質が癌細胞特異的にO-GlcNAc修飾を受けており、その修飾がどのような意味を持つのか、順次明らかにしていく予定である。これにより、癌の治療や予防における新たな分子標的の提示ができるものと期待している。また、組織構造の形成や維持における糖代謝の意義について、新たな側面が明らかになるものと思われる。本研究では癌細胞における糖代謝亢進によるシグナル経路の制御メカニズムについて、乳癌細胞の3次元培養を用いた解析を行ってきた。当該年度までに、がん形質の獲得においてヘキソサミン合成経路やその下流のO-GlcNAc修飾経路が重要であることを明らかにしてきた。その結果を踏まえ、癌細胞において糖代謝依存的にO-GlcNAc修飾を受ける蛋白質の同定、およびその役割についての解析を行った。これまでの解析の結果から、幾つかの転写因子やシグナル伝達に関与するタンパク質などが候補として得られており、癌細胞の糖代謝依存性をよく説明するものであると考えている。上述の結果と合わせて、癌細胞における糖代謝亢進がヘキソサミン合成経路とその下流でのO-GlcNAc修飾を介してシグナルや転写を制御し、癌細胞の増殖や生存、形態変化(上皮極性の喪失や浸潤性の獲得)などを促進していることが示唆された。また、以上の結果を踏まえ、上述の代謝経路の反応を担う酵素の発現量と乳癌患者の生存年数の関連性について解析を行ったところ、当該の酵素の高発現は予後の悪さとよく相関することが示唆された。従来のプラスチック上での2次元培養と比べて、3次元培養の環境はより生理的(あるいは病理的)な条件に近く、がんの性状を研究する上でもたいへん有用であることが示唆されてきたが、本研究で得られた結果もまた、実際の乳癌で起こっている現象をよく再現していることが示唆された。
歯と歯周組織の抗原提示細胞ネットワークに関する免疫組織学的、酵素組織化学的研究

口腔領域における抗原提示細胞ネットワークの全容を解明するための一連の研究の一環として、ラット切歯、臼歯、ヒト永久歯および乳歯を用いて、以下に示す項目について検討を行った。1.抗原提示細胞ネットワーク:マクロファージを含む抗原提示細胞ネットワークをMHC class II抗原に対する免疫組織化学と、ACPaseの酵素組織化学の二重染色法、ならびに免疫電顕法により精査した。歯根膜と歯髄で、樹状細胞郡とマクロファージ郡の2郡に大別し、両者の分布パターンの異同を大筋で明らかにした。幼若な個体では歯髄、歯根膜ともに樹状細胞は少数で、成長に伴って増加した。ラット臼歯歯根膜では樹状細胞と破骨細胞の棲み分けが確認され、歯髄では樹状細胞が頻繁に象牙細管に細胞突起を刺入していることが確認された。2.窩洞形成刺激が歯髄樹状細胞に与える影響:従来看過されていた窩洞形成後の樹状細胞の早期反応の詳細を明らかにした。窩洞形成直後から多数の樹状細胞が象牙細胞の傷害野へ集積し、修復象牙質の形成開始期まで溜まってダイナミックな動態を示すことが確認され、樹状細胞が外来抗原刺激の感受に加えて、歯髄修復に何らかの関与をしている可能性が示唆された。3.抗原提示細胞と破骨細胞の前駆細胞判別の試み:歯槽骨の骨形成野と骨吸収野が歯根の近遠心で明瞭に区別されるラット臼歯歯根膜では、同じ骨髄単球系細胞である樹状細胞と破骨細胞がやはり明瞭な棲み分けをしていることが確認された。そこで矯正的に骨の吸収と添加の方向を変化させ、樹状細胞と破骨細胞の局在性を変化させることで、in situでの両細胞の分化を誘導し前駆細胞の異同を検討した。4.ヒト乳歯歯髄の樹状細胞:健常、歯根吸収期、歯冠吸収期の乳歯歯髄に多数の樹状細胞の存在を確認した。樹状細胞はヒト永久歯歯髄やラット臼歯と同じく象牙細管に突起を刺入するものが多く、特に乳歯では歯髄側の象牙質吸収野に見られるセメント質様組織の形成との関係が伺われた。当初計画した歯髄樹状細胞の所属リンパ節への移動に関する細胞化学的検討と樹状細胞の抗原物質処理経路の免疫細胞化学的検討については、今後の検討課題とした。以下の3つの研究計画を立案し、実施した。1.抗原提示細胞ネットワークの免疫組織化学的、酵素組織化学的検討においては、まずラット切歯・臼歯の歯髄と歯根膜における抗原提示細胞の分布パターンを光顕・電顕レベルでの免疫組織化学の手法で明らかにすることができた。また酸性フォスファターゼの組織化学とClass II MHC抗原の免疫組織化学の二重染色法を用いて、歯髄・歯根膜の抗原提示細胞をマクロファーゼ群と樹状細胞群の2群に大別し、両者の分布パターンの違いを大筋で明らかにした。

2.窩洞形成刺激が歯髄樹状細胞に与える影響の検討に関連して、従来看過されていた窩洞形成後の歯髄樹状細胞の早期反応について詳細な観察を行い、窩洞形成直後から樹状細胞がダイナミックな変化を示し、歯髄修復に重要な役割を果たしている可能性を示唆した。この研究内容はオランダで開催された第5回歯の形態形成と分化に関する国際会議で発表され、内容はConnenc. Tissue. Res.32:303-311,1995に掲載された。研究分担者の大島はこの研究が評価されて平成7年度の歯科基礎医学会賞を授与された。3.末梢組織における抗原提示細胞と破骨細胞の前駆細胞判別の試みでは、骨吸収系細胞野と骨形成系細胞野が明瞭に区別されることが知られるラット臼歯歯根膜を観察対象として、両部位で抗原提示細胞の分布パターンが大きく異なることを示し、ラット臼歯歯根膜が骨吸収系細胞の分化経路検討するためのモデル実験系として極めて有用であることを示唆した。この実験結果はArch. Histol. Cytol.,58(3):345-355,1955に掲載された。生後の各発達段階の個体における抗原提示関連細胞、特に樹状細胞の細胞特性、空間配置、および細胞動態に関して、生理的、実験的条件下で解析を試みた.本研究年度は、歯と歯周硬組織の吸収から形成への転換に際して見られる、硬組織形成系の分化誘導と樹状細胞の関わりに着目して解析を行った.歯根膜組織における破骨細胞と抗原提示細胞生理的に遠心移動するラット臼歯の歯根膜では、ともに骨髄単球系である破骨細胞と樹状細胞が、明確な棲み分けを示す.すなわち、MHC Class II抗原陽性の樹状細胞(樹状細胞)の大部分は、破骨細胞とは逆に近心歯根膜の骨形成野に偏在する.この歯根膜モデルを用いて、ラット臼歯をWaldo法にて近心移動させたところ、移動開始後3日で圧迫側から伸張側へと変化した歯根膜領域に多数の樹状細胞が出現した.伸張側から圧迫側へと変化した部位では、樹状細胞も破骨細胞も殆ど見られなかったが、1週目には多数の破骨細胞が現れた.生理的吸収野と異なり、同部には樹状細胞も多数観察されたが、この現象は、どの観察野にもわずかながら炎症性変化があったことと関係していると考えられた。健常歯根膜に常在する樹状細胞の役割を示唆する所見はこれまで報告がない.本実験では樹状細胞が歯根膜での骨形成系の誘導と活性化に関与する可能性を積極的に示唆するデータは得られなかったが、侵襲の少ない小動物用矯正装置を導入しての新たな解析が現在進行しつつある.ヒト乳歯歯髄の樹状細胞健常、歯根吸収期、歯冠吸収期の乳歯歯髄いずれにも多数のMHC Class II陽性細胞が確認された.陽性細胞の中には細胞体を象牙前質に置き、細胞突起を象牙細管を深く刺入させているものが多く、永久歯歯髄との相同性が認められた.陽性細胞は破歯細胞の隣接野にも存在したが、セメント質様組織の形成後は全く観察されず、象牙質の吸収からセメント質の添加への何らかの関与が伺われた.
新規な高スピン有機分子の合成と、分子間強磁性的相互作用の発現に関する研究

平成5年度の最も注目すべき結果として、完全に有機物よりなる強磁性体を3種、錯体よりなる分子性強磁性体を2種見い出したことが挙げられる。特に、単一の有機ラジカル結晶の強磁性体は従来2種が知られているのみであったが、本研究で見いだされた物質は史上第三、四、五番目のものである。我々は芳香族環とアゾメチンで結合したTEMPOラジカル誘導体で、強磁性的相互作用を有するものを見出した。測定を行った21種のTEMPOの誘導体類のうち7種が強磁性的相互作用を示したが、この誘導体の系は従来の常識に反してその性質を示す確立が極めて高い。それらのヘリウム希釈冷凍機の温度領域での交流磁化率、磁化曲線の測定を行った。その結果、芳香族としてフェニル、ビフェニル、p-クロロフェニルのものがそれぞれ0.18,0.4,0.4Kで強磁性転移を起こし、2-ナフチルのものが0.12Kで反強磁性転移を起こすことが解かった。また、幾つかのものについては室温におけるX線結晶構造解析を行った。前二者の構造解析によれば、このN-O部分は二次元ネットワークを形成している。別のアプローチとして、スピン源として遷移金属イオンを用い芳香族環としてピリミジンで架橋配位とするバナジル二核錯体は、全ての場合に分子内強磁性的相互作用を示した、つまり基底三重項であった。分子内における交換パラメーターは1.12.7Kであった。無置換配位子の場合は、分子間においても強磁性的相互作用が働いており、これは140mKで強磁性体に相転移することが解った。分子間の強磁性的相互作用はキナゾリンの銅錯体でも見られ、これも極低温の測定により強磁性体転移することが解かった。
クシャン王朝と漢・六朝時代西域との交流

ガンダーラ仏教美術は、東西の文化が不思議なほど見事に融和してできあがった事例である。国際化が進む現代の社会現象を考える上でも興味深い。しかし、ガンダーラ美術の歴史的背景についてはまだ謎の部分が多い。今回の研究課題もその解明の一端を担うものである。私がこれまで従事してきたパキスタン、アフガニスタンの仏教遺跡の発掘調査(1960-1989)などにより、ガンダーラ美術の生成、発展に中央アジア出身のクシャン王朝が大きく関与していたことが判明してきた。クシャン民族は中央アジアからガンダーラ(現パキスタン北部)に侵入し、そこを拠点にインドや漢・六朝時代西域に支配力を拡大した。シルクロード・ネットワークの掌握であった。そうした国際環境のなかで、インド仏教文化と初めて接触した中央アジアのクシャン民族が固有の信仰を幾分残存させながら、かれらの宗教、芸術活動としてガンダーラ仏教美術を創造し、石彫をはじめとする多くの文化遺産を今日に残した。研究論文「ガンダーラの瑜伽師と弥勒信仰」(1994年)は、ガンダーラ仏教美術にはじめて登場する弥勒菩薩像とその信仰をとりあげ、未来仏弥勒(ミロク)の思想がクシャン民族本来のゾロアストラ教的救世主思想とインド仏教の混合、とくにヨーガg実践者(瑜伽師)がクシャン人のために仏教にとりこんだ思想であったことを論証する。ついで「ガンダーラ弥勒信仰と隋唐の末法思想」(1995年発表予定)はガンダーラ弥勒信仰が西域、中国社会にどのように及び、どのような影響を与えたかについて論証する。そのほかの研究成果としては、新出土のガンダーラ彫刻を漢・六朝時代の古訳漢文経典を活用して解釈した論文「ウシがブッダの足を舐める話-新出土のガンダーラ石彫-」(1995年)、建築意匠からガンダーラ美術の特色を考察した論文「ガンダーラ彫刻にみられる建築意匠-肘木と欄楯-」(1994年)を作成した。そうした国際環境のなかで、インド仏教文化と初めて接触した中央アジアのクシャン民族が固有の信仰を幾分残存させながら、かれらの宗教、芸術活動としてガンダーラ美術を創造し、石彫をはじめとする多くの文化遺産を今日に残した。今回発表した研究論文「ガンダーラの瑜伽師と弥勒信仰」は、ガンダーラ仏教美術にはじめて登場する弥勒菩薩像とその信仰をとりあげ、未来仏弥勒(ミロク)の思想がクシャン民族本来のゾロアストラ教的救世主思想とインド仏教の混合、とくにヨーガ実践者(瑜伽師)がクシャン人のために仏教にとりこんだ思想であったことを論証した。

また一方,日本国内に所蔵されるガンダーラ美術作品も近年増加しつつあり、弥勒菩薩像にかかわるもの、および新収のガンダーラ彫刻の資料調査のため、東京、京都を中心に数回の国内旅行をおこなった。研究図書(備品)としては、『インド考古学年報』(1902-37)29冊(復刻)を購入した。今世紀初にガンダーラ美術がどのように調査、発掘されたかを知るうえで必須のものであり、有用であった。前年度の研究成果「ガンダーラの瑜伽師と弥勒信仰」をふまえて、ガンダーラにはじまった弥勒(みろく)信仰が西域・中国社会にどのように及び、どのような影響を与えたかについて、研究論文「ガンダーラ弥勒信仰と隋唐の末法思想」(未発表)を作成することができた。弥勒信仰とは、現在トゥソツ天において修行する弥勒菩薩が、亡きシャーキャムニ・ブッダの跡を継ぎ、将来この世にブッダとして到来し、シャーキャムニ・ブッダの救いに漏れた人びと、仏教を護持した人びとを救済するという救世主的未来仏思想である。中国は西暦400年前後にガンダーラから多くのヨーガgの達人(大禅師)を迎え、また中国僧が多数ガンダーラに留学することにより、ガンダーラ弥勒信仰が中国に広まり、弥勒関係経典が多種漢訳された。当時の有力な仏教学者の道安(312-385A.D.)も熱心な弥勒信奉者であった。弥勒経典によると、弥勒仏が到来する前に人びとは現在よりさらに厳しい五濁悪世を経験し、寿命を10歳にまで縮める。しかし人びとの悔俊と修善により徐々に平和が回復され、寿命が五万歳というユートピア世界をつくりあげる。その時に弥勒仏が到来するという。しかし北斉時代の中国は大動乱期にあり、人びとは悪世の真っ只中、末法時代にあると信じた。そのため末法時代に速効性のある独特の仏教が必要とされ、いくつかの中国的新仏教、宗派が考えだされた。しかしそれはガンダーラ弥勒思想の一部分を強調したことになり、仏教を歪曲、矮小化することになりかねず、後世の中国、日本仏教を特殊化する遠因になったことを論証した。研究成果としては、そのほか新出土のガンダーラ彫刻を漢訳経典で解釈した論文、建築意匠からガンダーラ美術の特色を考察した論文を作成した(別紙の「研究発表」参照)。
ブロック共重合ポリマをベースとしたナノ複合材料におけるスケール効果の理解

ポリマ材料にナノ分散材を複合化することで,ポリマ材料の機能性を飛躍的に向上させることが可能である.本研究では,ナノ相分離構造を発現するブロック共重合ポリマを用いることで,次世代の高機能性複合材料を開発することを提案している.ブロック共重合ポリマをベースとしたナノ複合材料を考えるにあたり,ナノ分散材のサイズとブロック共重合ポリマのナノ相分離構造のサイズはおおよそ等しいため,「ナノ分散材とナノ相分離構造のサイズがナノ複合材料の機能性にどのように影響するか」という学術的「問い」が生まれた.そこで,本研究では,ナノ相分離構造のサイズを基準としたナノ分散材の分散状態の定量評価を実施することとした.当該年度は,溶液中でのブロック共重合ポリマとナノ分散材の分散状態の定量評価を実施した.具体的には,1.ブロック共重合ポリマの合成,2.ブロック共重合ポリマをベースとしたナノ複合材料の作製,3.ナノ複合材料におけるナノ分散材の分散状態の定量評価の3点に分けて実施した.1.では,アニオン重合法により,分子量分布の狭いブロック共重合ポリマを合成した.これにより,ブロック共重合ポリマの溶液中の相分離構造を制御することが可能となった.2.では,粘土鉱物であるラポナイトをナノ分散材として用い,1.で合成したブロック共重合ポリマと複合化することで,ナノ複合材料を作製した.このナノ複合材料は,室温では液体であったが,体温ではゼリー状の固体であった.このことから,医療応用に向けて有用な材料であると考えられる.3.では,コントラスト変調中性子小角散乱法によりナノ複合材料の分散状態の定量評価を実施した.結果として,ブロック共重合ポリマの相分離構造は,ナノ複合材料におけるナノ分散材の形状の影響を受け,球状から楕円状に変形することが明らかとなった.当該年度は,溶液中でのブロック共重合ポリマとナノ分散材の分散状態の定量評価を実施することを目的としていた.この目的を実現するために,1.ブロック共重合ポリマの合成,2.ブロック共重合ポリマをベースとしたナノ複合材料の作製,3.ナノ複合材料におけるナノ分散材の分散状態の定量評価という3つの要素を掲げていたが,実施上の課題を解決することで,無事に達成することができた.結果として,医療応用が期待されるナノ複合材料を開発できたこと,さらに,ナノ複合材料中のブロック共重合ポリマの相分離構造が変化することを明らかにしたことから,概ね順調に進展していると判断した.今後の推進方策としては,(a)これまでに評価してきたナノ複合材料のより詳細な解析および(b)ブロック共重合ポリマのナノ相分離構造の形状に着目した,ナノ分散材の分散状態の定量評価を実施する予定である.(a)では,ナノ複合材料の濃度依存性の評価や,マルチスケールの構造解析を実施する.(b)では,1.ブロック共重合ポリマの合成において,ナノ相分離構造の形状(球状,柱状など)を制御するために,ブロック共重合ポリマの分子量比MwA/MwBを制御する(ただし,MwA+MwB:一定).実施方法は,平成30年度で確立した手法を踏襲する.ポリマ材料にナノ分散材を複合化することで,ポリマ材料の機能性を飛躍的に向上させることが可能である.本研究では,ナノ相分離構造を発現するブロック共重合ポリマを用いることで,次世代の高機能性複合材料を開発することを提案している.ブロック共重合ポリマをベースとしたナノ複合材料を考えるにあたり,ナノ分散材のサイズとブロック共重合ポリマのナノ相分離構造のサイズはおおよそ等しいため,「ナノ分散材とナノ相分離構造のサイズがナノ複合材料の機能性にどのように影響するか」という学術的「問い」が生まれた.そこで,本研究では,ナノ相分離構造のサイズを基準としたナノ分散材の分散状態の定量評価を実施することとした.当該年度は,溶液中でのブロック共重合ポリマとナノ分散材の分散状態の定量評価を実施した.具体的には,1.ブロック共重合ポリマの合成,2.ブロック共重合ポリマをベースとしたナノ複合材料の作製,3.ナノ複合材料におけるナノ分散材の分散状態の定量評価の3点に分けて実施した.1.では,アニオン重合法により,分子量分布の狭いブロック共重合ポリマを合成した.これにより,ブロック共重合ポリマの溶液中の相分離構造を制御することが可能となった.2.では,粘土鉱物であるラポナイトをナノ分散材として用い,1.で合成したブロック共重合ポリマと複合化することで,ナノ複合材料を作製した.このナノ複合材料は,室温では液体であったが,体温ではゼリー状の固体であった.このことから,医療応用に向けて有用な材料であると考えられる.3.では,コントラスト変調中性子小角散乱法によりナノ複合材料の分散状態の定量評価を実施した.結果として,ブロック共重合ポリマの相分離構造は,ナノ複合材料におけるナノ分散材の形状の影響を受け,球状から楕円状に変形することが明らかとなった.当該年度は,溶液中でのブロック共重合ポリマとナノ分散材の分散状態の定量評価を実施することを目的としていた.

この目的を実現するために,1.ブロック共重合ポリマの合成,2.ブロック共重合ポリマをベースとしたナノ複合材料の作製,3.ナノ複合材料におけるナノ分散材の分散状態の定量評価という3つの要素を掲げていたが,実施上の課題を解決することで,無事に達成することができた.結果として,医療応用が期待されるナノ複合材料を開発できたこと,さらに,ナノ複合材料中のブロック共重合ポリマの相分離構造が変化することを明らかにしたことから,概ね順調に進展していると判断した.今後の推進方策としては,(a)これまでに評価してきたナノ複合材料のより詳細な解析および(b)ブロック共重合ポリマのナノ相分離構造の形状に着目した,ナノ分散材の分散状態の定量評価を実施する予定である.(a)では,ナノ複合材料の濃度依存性の評価や,マルチスケールの構造解析を実施する.(b)では,1.ブロック共重合ポリマの合成において,ナノ相分離構造の形状(球状,柱状など)を制御するために,ブロック共重合ポリマの分子量比MwA/MwBを制御する(ただし,MwA+MwB:一定).実施方法は,平成30年度で確立した手法を踏襲する.
環境変動下における淡水魚類個体群の絶滅機構

淡水魚の絶滅機構を明らかにする目的で調査・研究を行い次の結果を得た。(1)イワナの縁辺個体群であるヤマトイワナ(キリクチ)とアマゴの産卵場所及び産卵行動の比較を行い、産卵場所は前者が支流部、後者が本流であり、産卵行動にも明瞭な違いがあった。(2)またイワナの有効個体数を明らかにする目的で雄の産卵独占率を観察し、これが個体群の有効個体数を減少させることが解った。(3)アルプスイワナとオショロコマの同一遺伝子座を解析したところ、両種ともにSINES配列の挿入多型が観察された。(4)アユの島嶼集団について,ミトコンドリアDNAの塩基配列分析を行ったところ,推定集団サイズが小さいほど遺伝的変異性が小さいという傾向のあることが明らかになった.(5)ハナカジカにおいて支流集団内では遺伝的変異が著しく低く、集団間では遺伝的文化が高いことが明らかとなった。イワナ、アユ、ハナカジカでは環境の少しの変化によって絶滅する可能性が示された。(6)モデルによって最適成熟サイズが個体の成長関数と死亡率・繁殖率によって決定されることを示し、繁殖遅延が起こるための条件を明らかにした。サケ科魚類(サケ属、イワナ属、アユ)における局所個体群の生物学的特性(個体群変動・繁殖特性や遺伝的特性)を明らかにし、地球規模および地域レベルで生じる環境変化に伴う絶滅機構を解明する研究を行い、次のような結果を得た。(1)分布最南端におけるイワナ個体群(キリクチ)の季節的・年間変動を明らかにするために個体数推定、産卵生態およびアマゴとの種間関係を調査した。(2)滝と堰堤上流部に生息するアメマスおよびオショロコマ河川型集団のmtDNAの分析を行い、この個体群の遺伝的変異性が著しく低下していたことを明らかにした。また地球温暖化における両種の生息空間の細分化と地域個体群の絶滅を予測した。この結果、4度の上昇で両種の分布域は著しく縮小すると予測された。(3)日本西南部に生息するアユの遺伝的特徴を明らかにするために本州-九州の個体群のmtDNAの塩基配列を決定した。(4)サケおよびイワナ属魚類においてゲノム中で増幅しているレトロポゾンを分析し、種特異的に増幅したレトロポゾンを幾つか単離し、集団解析に使用できるかどうかを検討した。(5)河川における水温の歴史的変化を明らかにするために、最終氷期における気温低下量、花粉化石、氷河作用などを用いて約2万年前の最寒冷期について、これまでの資料を収集、推定を行った。(6)環境変動によって引き起こされる成熟サイズの変化を予測するために、淡水魚の最適成熟サイズを生存率・成長率・繁殖率から推定する数理モデルを作成し、コンピュウタ-シミュレーションによる数値計算をおこなった。(7)全体の進行状況と個々の研究の総合化のための討論を深めた。淡水魚類数種の絶滅機構に関わる生物学的特徴を明らかにする目的で生態学的・遺伝学的研究を行い、次のような結果を得た。1)イワナ(キリクチ)個体群の年変動を解析し、河川改修、密漁による人為的影響がその変動要因として極めて大きい事が明らかとなった。(2)本州(長野県)の山地渓流に生息するイワナ小個体群において、体の大きな雄数尾が繁殖を独占し、多数の雄は繁殖に失敗することが明らかとなった。(3)地球温暖化に伴う種間相互作用を明らかにする目的で、水温がアメマスとオショロコマ2種のイワナ属魚類の種間競争に与える影響を分析した。(4)淡水魚の最適成熟サイズを求めるための数理モデルを開発し、そのモデルを利用してそのサイズがどのような環境条件下で大きくなるかを分析した。(5)アユの島嶼個体群に注目し、それらのミトコンドリアDNAの変異を塩基配列レベルで分析し、集団サイズが小さいほど遺伝的変異性が小さくなることが明らかとなった。(6)イワナ属5種の種特異的マーカー遺伝子座を単離し、その数種において種内、亜種間での多型現象を確認した。このことによって、地域集団間での遺伝的交流の度合を検証できる可能性が示唆された。(7)河川性ハナカジカの分布南限個体群を対象に、その遺伝的変異性および生活史特性に関して調査した。

本種は極めて限られた湧水のある流域にのみ生息し、遺伝的変異性が極めて低くまた寿命が短く、著しい矮小型であることが判明した。淡水魚の絶滅機構を明らかにする目的で調査・研究を行い次の結果を得た。(1)イワナの縁辺個体群であるヤマトイワナ(キリクチ)とアマゴの産卵場所及び産卵行動の比較を行い、産卵場所は前者が支流部、後者が本流であり、産卵行動にも明瞭な違いがあった。(2)またイワナの有効個体数を明らかにする目的で雄の産卵独占率を観察し、これが個体群の有効個体数を減少させることが解った。(3)アルプスイワナとオショロコマの同一遺伝子座を解析したところ、両種ともにSINES配列の挿入多型が観察された。(4)アユの島嶼集団について,ミトコンドリアDNAの塩基配列分析を行ったところ,推定集団サイズが小さいほど遺伝的変異性が小さいという傾向のあることが明らかになった.(5)ハナカジカにおいて支流集団内では遺伝的変異が著しく低く、集団間では遺伝的分化が高いことが明らかとなった。イワナ、アユ、ハナカジカでは環境の少しの変化によって絶滅する可能性が示された。(6)モデルによって最適成熟サイズが個体の成長関数と死亡率・繁殖率によって決定されることを示し、繁殖遅延が起こるための条件を明らかにした。
褥瘡発症の力学的メカニズムの解明と褥瘡予防機器の最適設計

褥瘡発症の力学的メカニズムを明らかにし,褥瘡予防機器を改良してその予防効果を高めることを目的に研究を行った.皮膚圧迫による皮膚内部の血管変形を求める力学解析手法を提案し,解析結果を動物実験と比較してその有効性を確認した.また,褥瘡発生リスク評価のためのヒト腰部有限要素モデルを作成して実験との比較により妥当性を確認した.さらには,ヒト腰部モデルを褥瘡予防マットレスの評価に応用し,最適化の可能性を明らかにした.褥瘡発症の力学的メカニズムを明らかにし,褥瘡予防機器を改良してその予防効果を高めることを目的に研究を行った.皮膚圧迫による皮膚内部の血管変形を求める力学解析手法を提案し,解析結果を動物実験と比較してその有効性を確認した.また,褥瘡発生リスク評価のためのヒト腰部有限要素モデルを作成して実験との比較により妥当性を確認した.さらには,ヒト腰部モデルを褥瘡予防マットレスの評価に応用し,最適化の可能性を明らかにした.本研究では,褥瘡発症の力学的メカニズムを明らかにし,褥瘡予防機器を改良してその予防効果を大いに高めることを目的としている.平成21年度は,皮膚内部の血管分岐網を考慮し,皮膚圧迫による血管の変形を求める力学解析法の確立を主な目標として研究を行った.ラットの腹部に挿入した金属板と直径20mmの金属製圧子とで皮膚を挟み込み8Kgfの荷重を6時間負荷する実験を行い,実験後に圧迫を受けた皮膚組織を採取して光学顕微鏡で撮像した.圧迫を加えない皮膚組織も同様に撮像し,それらの画像を比較することで壊死の発生部を明らかにし,その部分における毛細血管分布の確認を試みた.これらの画像から,生体忠実度の高い血管分岐網モデルを作成するために必要な三次元的な血管分岐網形態まで得ることはできなかったが,壊死部における毛細血管の位置や径の情報を得ることができた.より詳細な毛細血管分岐網モデルの作成法については,平成22年度も検討を継続する.また,上記の実験に対応した力学解析モデルを作成し,それを用いてミクロな血管の変形が解析可能なマルチスケール力学解析手法の検討を行った.まず,真皮,皮下組織,皮筋,筋肉からなるマクロな皮膚モデルに荷重・支持条件を与えて有限要素法により応力解析を行い,その上で,大きな応力が発生した箇所に解析領域を絞り込む.さらに,実験で求めた毛細血管の位置と径の情報から血管を内包するミクロモデルを作成し,それにマクロモデルの変形を反映した境界条件を与えて,毛細血管の応力や変形の解析を行った.その結果,大きなせん断変形を受ける箇所で血管断面積の減少が大きく,せん断が毛細血管の閉塞に大きく影響していることがわかった.皮膚の深層でせん断変形が起きにくいような圧迫条件を求めることができれば,褥瘡の予防法に応用可能であることが示唆された.本研究では,褥瘡発症の力学的メカニズムを明らかにし,褥瘡予防機器を改良してその予防効果を大いに高めることを目的としている.平成22年度は,前年度に引き続き,皮膚圧迫による皮膚内部の血管の変形を求める力学解析モデルの作成と,それに対応した動物実験との比較検証を行った.さらに,褥瘡予防機器を想定したねたきり患者の力学モデルの作成と力学解析を行った.皮膚内部の血管を考慮した解析で得られた血管閉塞状態を,実験で得られた組織の損傷状態と比較した,解析では,昨年度に開発した,血管を内包するミクロモデルにマクロモデルの変形を反映した境界条件を与え毛細血管の応力・変形解析を行うマルチスケール解析法に,有限要素の内挿関数を用いてより境界条件を正確に反映するような改良を行った.解析では,圧縮主応力が高い筋組織において血管断面積の最大減少率は約12%で,必ずしも毛細血管が閉塞するには至らない結果となった.圧縮主応力も褥瘡発生の指標とされるヒト毛細血管内圧の4.3KPaを下回っていた.実験でも筋組織の層では一部に出血痕が見られるものの褥瘡までは発生しておらず,毛細血管は閉塞に至らずとも虚血に近い状態であることを示した解析は妥当と考えられる.提案したマルチスケール解析法の有効性から,詳細な血管分岐網モデルまでを作成する必要は無く,むしろ分岐部の形状をミクロモデルに反映させる解析の方がより効率的であることがわかった.褥瘡予防機器を想定したねたきり患者の力学モデルについては,まず,マットレスから身体に作用する力や筋力を計算するための筋骨格モデルを作成し,仰臥位で腰部に作用する力を求め,実験と比較してその有効性を確認した.さらに,骨盤などの骨と軟組織からなる腰部有限要素モデルを作成し,これに筋骨格モデルで得られた荷重を与えて力学解析を行った,解析モデルの妥当性については平成23年度に検討する.本研究では,褥瘡発症の力学的メカニズムを明らかにし,褥瘡予防機器を改良してその予防効果を大いに高めることを目的としている.平成23年度は,前年度に引き続き,圧迫による皮膚内部の血管変形を求める解析を行った.また,褥瘡予防機器を想定した患者の力学モデルの作成と解析を行い,その妥当性検証のための実験と改良を行った後,エアマットレスの最適性について検討した.昨年度までに開発したミクロモデルにマクロな変形を反映させ血管の応力・変形解析を行う手法によって大きなせん断変形を伴う解析を行った.血管断面積の最大減少率は圧縮応力が支配的な場合が約12%なのに対し,大きなせん断変形を伴う場合は約19%となり,褥瘡発生にせん断の影響が大きいことを定量的に明らかにした.

患者の力学モデルの検証実験では,成人男性の仰臥位における腰部の接触圧力を圧力センサで計測し,仙骨部で最大の接触圧力が発生していることが分かった.これに対し,昨年度までに開発した解析モデルでは,臀部で最大接触圧力が発生しており妥当性に欠けていた.そこで,骨盤,軟組織,皮膚に加えて脂肪層を考慮した解析モデルに改良し,骨以外の材料特性について非線形弾性を与えて解析を行った結果,最大接触圧力が仙骨下で発生する圧力分布が得られ,定性的および定量的に実験との良い一致が認められた.これにより,褥瘡発生リスク評価のための有効な腰部有限要素モデルを得ることができた.さらに,このモデルを利用して圧切替型の褥瘡予防エアマットレスを対象に解析を行い,その性能評価を行った.3本のエアセルが1組となり内圧が交互に切り替わる各状態において,いずれの場合も最大接触圧力が褥瘡発生の目安を下回り,現状のデザインにおいても褥瘡予防効果が十分あることがわかった.接触圧力や組織内部の応力に応じて,褥瘡が起こりにくいように圧切替時間を最適化できる可能性が示された.
結晶学的せん断帯の生成・成長による構造物の衝撃崩壊特性の最適化

延性の大きい金属の破壊ではその前兆現象としての局所せん断帯の発生がみられる.せん断帯の生成成長は結晶学的な構造に対する負荷および変形履歴に支配されることを利用して薄肉構造体の衝撃崩壊特性を制御する方法を確立することを目的として以下の成果を得た.1.せん断帯損傷モデルによる数値材料試験システムの開発.FCC結晶を対象として,せん断帯発生クライテリオンの数理モデルを提案し,それにより予測されるせん断帯をFCC結晶の第13番目の,非硬化すべり系とする結晶モデルによる多結晶損傷モデルの数値シミュレーターを開発し,これを用いて,平面ひずみ引張りおよび圧縮についての解析を行った結果,せん断帯が成長し材料の表面に貫通するまでの過程をシミュレート出来ることを確認した.2.多結晶のせん断帯生成・成長の数値シミュレーション.確立したFCC結晶のせん断帯発生と成長に関する数値シミュレーターによる平面ひずみ圧縮を受けるFCC多結晶の解析ならびに対応する実験によりせん断帯は隣接する結晶粒との相対的な方位関係により粒内に止まる場合と粒界を貫通して成長する場合があるとの知見を得た.このことはせん断帯の成長に集合組織が影響を与えることを示唆しており,構造部材に使われる材料の集合組織制御を通して,薄肉構造体の衝撃崩壊特性の最適化の可能性を示すものである.3.高ひずみ速度域での材料のひずみ速度依存性が薄肉構造物の衝撃崩壊特性に及ぼす影響の調査.はりおよび円管についての衝撃座屈変形の数値シミュレーターを開発しそれにCowper-Simonds型の構成式を適用して解析した結果,ひずみ速度依存性の大きい材料では衝撃エネルギー吸収効率がわずかながら向上すること,およびその粘性効果により座屈波形を長波長側に変更するためにより安定的に座屈変形が進行し得ることが確認された.結晶学的せん断帯の生成成長のクライテリオンを確立し,その生成成長過程をシミュレーションできる数値解析法を開発することにより薄肉構造体の衝撃崩壊特性を制御する方法を確立することを目的として本年は以下の研究を行った.1.WP1:単結晶のせん断帯生成・成長の力学モデルの確立.FCC結晶を対象として,せん断帯発生クライテリオンの数理モデルを確立し,これにより単結晶のせん断帯発生ひずみおよびその方向と結晶学的負荷方向の関係を明らかに出来た.また,円管による複合負荷試験システムの設計は完了し,申請設備のインストロン試験機をベースにこれに内圧負荷及び負荷経路制御機能を付加し,さらにリアルタイムでの歪計測システムの開発とその基本特性の確認を終え,任意負荷経路における円管の変形過程を実験的にシミュレーションするkとが可能となった。2.WP2:せん断帯損傷モデルによる数値材料試験システムの開発.WP1で確立したせん断帯発生クライテリオンにより予測されるせん断帯をFCC結晶の第13番目の,非硬化すべり系とする結晶モデルによる多結晶損傷モデルの数値シミュレーターを開発し,これを用いて,平面ひずみ引張りおよび圧縮についての解析を行った結果,せん断帯が成長し材料の表面に貫通するまでの過程をシミュレート出来ることを確認した.これにより,せん断帯の生成成長による構造物の崩壊過程を予測出来る可能性を確認した.また,供試材の集合組織を表面波による超音波計測する手法を確立して,集合組織の変形による変化を通して生ずる異方性主軸の余ひずみによる回転量を評価した.延性の大きい金属の破壊ではその前兆現象としての局所せん断帯の発生がみられる.せん断帯の生成成長は結晶学的な構造に対する負荷および変形履歴に支配されることを利用して薄肉構造体の衝撃崩壊特性を制御する方法を確立することを目的として以下の成果を得た.1.せん断帯損傷モデルによる数値材料試験システムの開発.FCC結晶を対象として,せん断帯発生クライテリオンの数理モデルを提案し,それにより予測されるせん断帯をFCC結晶の第13番目の,非硬化すべり系とする結晶モデルによる多結晶損傷モデルの数値シミュレーターを開発し,これを用いて,平面ひずみ引張りおよび圧縮についての解析を行った結果,せん断帯が成長し材料の表面に貫通するまでの過程をシミュレート出来ることを確認した.2.多結晶のせん断帯生成・成長の数値シミュレーション.確立したFCC結晶のせん断帯発生と成長に関する数値シミュレーターによる平面ひずみ圧縮を受けるFCC多結晶の解析ならびに対応する実験によりせん断帯は隣接する結晶粒との相対的な方位関係により粒内に止まる場合と粒界を貫通して成長する場合があるとの知見を得た.このことはせん断帯の成長に集合組織が影響を与えることを示唆しており,構造部材に使われる材料の集合組織制御を通して,薄肉構造体の衝撃崩壊特性の最適化の可能性を示すものである.3.高ひずみ速度域での材料のひずみ速度依存性が薄肉構造物の衝撃崩壊特性に及ぼす影響の調査.はりおよび円管についての衝撃座屈変形の数値シミュレーターを開発しそれにCowper-Simonds型の構成式を適用して解析した結果,ひずみ速度依存性の大きい材料では衝撃エネルギー吸収効率がわずかながら向上すること,およびその粘性効果により座屈波形を長波長側に変更するためにより安定的に座屈変形が進行し得ることが確認された.結晶学的せん断帯の生成成長のクライテリオンを確立し,その生成成長過程をシミュレーションできる数値解析法を開発することにより薄肉構造体の衝撃崩壊特性を制御する方法を確立することを目的として本年は以下の研究を行った.1.複合負荷試験システムの確立.前年度基本システムの設計試作を終えた円管による複合負荷試験システムを圧縮力が優勢な負荷経路においても十分に制御可能なシステムに改良するためにサーボシリンダーによる高圧発生装置の設計と試作を終えた.

2.単結晶および多結晶のせん断帯生成・成長の数値シミュレーションシステムの確立.前年度に確立したFCC結晶のせん断帯発生クライテリオンに基づき,せん断帯を仮想的な13番目のすべり系として導入する多結晶有限要素プログラムを開発し,これによる平面ひずみ圧縮および平面ひずみ引張りの数値シミュレーションによりせん断帯の成長による材料の損傷過程をシミュレーションできることを確認した.平面ひずみ圧縮についてはアルミ合金による実験観察結果とも良い一致を示し,開発したモデルの妥当性を検証した.またこのシステムを多結晶体に適用した結果,せん断帯の成長により集合組織が変化することが確認された.3.高ひずみ速度域での材料のひずみ速度依存性が薄肉構造物の衝撃崩壊特性に及ぼす影響の調査.はりおよび円管についての衝撃座屈変形の数値シミュレーターを開発しそれにCowper-Simonds型の構成式を適用して解析した結果,ひずみ速度依存性の大きい材料では衝撃エネルギー吸収効率がわずかながら向上すること,およびその粘性効果により座屈波形を長波長側に変更するためにより安定的に座屈変形が進行し得ることが確認された.延性の大きい金属の破壊ではその前兆現象としての局所せん断帯の発生がみられる.せん断帯の生成成長は結晶学的な構造に対する負荷および変形履歴に支配されることを利用して薄肉構造体の衝撃崩壊特性を制御する方法を確立することを目的として以下の成果を得た.1.せん断帯損傷モデルによる数値材料試験システムの開発.FCC結晶を対象として,せん断帯発生クライテリオンの数理モデルを提案し,それににより予測されるせん断帯をFCC結晶の第13番目の,非硬化すべり系とする結晶モデルによる多結晶損傷モデルの数値シミュレーターを開発し,これを用いて,平面ひずみ引張りおよび圧縮についての解析を行った結果,せん断帯が成長し材料の表面に貫通するまでの過程をシミュレート出来ることを確認した.2.多結晶のせん断帯生成・成長の数値シミュレーション.確立したFCC結晶のせん断帯発生と成長に関する数値シミュレーターによる平面ひずみ圧縮を受けるFCC多結晶の解析ならびに対応する実験によりせん断帯は隣接する結晶粒との相対的な方位関係により粒内に止まる場合と粒界を貫通して成長する場合があるとの知見を得た.このことはせん断帯の成長に集合組織が影響を与えることを示唆しており,構造部材に使われる材料の集合組織制御を通して,薄肉構造体の衝撃崩壊特性の最適化の可能性を示すものである.3.高ひずみ速度域での材料のひずみ速度依存性が薄肉構造物の衝撃崩壊特性に及ぼす影響の調査.はりおよび円管についての衝撃座屈変形の数値シミュレーターを開発しそれにCowper-Simonds型の構成式を適用して解析した結果,ひずみ速度依存性の大きい材料では衝撃エネルギー吸収効率がわずかながら向上すること,およびその粘性効果により座屈波形を長波長側に変更するためにより安定的に座屈変形が進行し得ることが確認された.
長鎖非コードRNAの新規転写活性化機構の解明とそのゲノムワイドな解析

申請者の所属研究室では、遺伝子上流非コード領域から合成される非コードRNA転写によってクロマチン再編成が誘導される機構を発見し(Hirota et al. Nature 2008)、mlonRNAと名付けその制御機構の研究を進めている。本研究の概要は、独自に特定したmlonRNAの転写必須エレメントであるmlon-boxに結合するタンパク質を同定することで、mlonRNAの転写制御機構ならびにmlonRNA転写に共役したクロマチン構造制御の分子機構の解明を試みる研究である。