hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゴマ摂取による体内アスコルビン酸濃度の調節とその機構の解明

1ゴマ摂取によるアスコルビン酸合成亢進の可能性アスコルビン酸(AsA)生合成の最終段階の酵素であるL-グロノ-γ-ラクトンオキシダーゼを欠損したODSラット(4週齢、雄)を、基本飼料またはゴマ添加(200g/kg)飼料で4週間飼育し、主要な臓器および血清中のAsA濃度、尿中AsA排泄量、およびビタミンE濃度を定量した。その結果、ゴマ摂取によって腎臓、脾臓、心臓および肺のAsA濃度は上昇し、AsA尿中排泄量も上昇傾向が見られたが、肝臓、小腸および脳中のAsA濃度はゴマ摂取による変化が見られなかった。また、γ-トコフェロール濃度は、すべての臓器および血中でゴマ摂取により著しく上昇していた。2 AsA生合成亢進の機構4週齢のWistar系雄ラットを用いて上記1と同様の実験を行い、AsA生合成の律速酵素であり薬物代謝の第II相反応に関与するUDP-グルクロノシルトランスフェラーゼ(UGT)、第I相反応に関与するシトクロームP450(CYP)1A1/2およびCYP2B1/2の肝臓におけるmRNAレベル定量した。その結果、肝臓中のUGT2B1mRNAレベルは、ゴマ摂取によって著しく上昇し、UGT1A6mRNAレベルもわずかに上昇する傾向が見られた。また、CYP1A1および1A2mRNAレベルは、ゴマ摂取によってほとんど変化しなかったが、CYP2B1/2mRNAレベルはゴマ摂取によりわずかに上昇した。以上の結果から、ラットにゴマを摂取させた場合にはゴマリグナンによって肝臓での薬物代謝が亢進し、その結果AsA生合成も亢進して体内のAsA濃度が上昇することが示唆された。また、一部の臓器では、ゴマリグナンによるビタミンE濃度の上昇を介する抗酸化能の向上によりAsAの酸化分解が抑制される可能性が示された。本研究は、ゴマ摂取ラットの体内アスコルビン酸(ビタミンC)濃度上昇作用を明らかにすることを目的とした。今年度は、(1)ゴマ摂取時に体内のどの臓器でアスコルビン酸濃度が上昇するのか、(2)ゴマ摂取によるアスコルビン酸濃度の上昇作用がゴマに含まれるリグナンの作用であるか、の2点を明らかにするために以下の実験を行った。4週齢のWistar系雄ラットにコントロール飼料(対照群)、ゴマ添加(200g/kg飼料)飼料(ゴマ群)、および主要なゴマリグナンであるセサミン添加(2g/kg飼料)飼料(セサミン群)を4週間摂取させ、主要な臓器および血中のアスコルビン酸濃度と24時間のアスコルビン酸尿中排泄量をジニトロフェニルヒドラジン法で測定した。また、アスコルビン酸と同様体内の主要な抗酸化物質であるビタミンEおよびグルタチオンの臓器中濃度についても、それぞれHPLC法と市販のキットにより測定した。肝臓、腎臓、血清中のアスコルビン酸濃度は、対照群に比べてゴマ群およびセサミン群で有意に上昇し、アスコルビン酸の尿中排泄量も、対照群に比べてゴマ群およびセサミン群で有意に上昇していた。一方、小腸、副腎、脾臓、胸腺、心臓、肺および脳中のアスコルビン酸濃度は、群間に明らかな差は観察されなかった。また、肝臓中のグルタチオン濃度は、対照群に比べてゴマ群で上昇した。さらに、今回測定したすべての臓器や組織および血中のγ-トコフェロール濃度は、対照群に比べてセサミン群およびゴマ群で著しく上昇していた。以上の結果から、ゴマ摂取時には、肝臓、腎臓および血中のアスコルビン酸濃度が上昇することが明らかになった。この結果から、ゴマは主要な抗酸化物質であるアスコルビン酸やトコフェロールの濃度を上昇させることにより、体内で抗酸化力を発揮することが推察された。また、このゴマの作用は、ゴマ中に含まれるリグナン物質の作用であることが示唆された。

以上の結果から、ラットにゴマを摂取させた場合にはゴマリグナンによって肝臓での薬物代謝が亢進し、その結果AsA生合成も亢進して体内のAsA濃度が上昇することが示唆された。また、一部の臓器では、ゴマリグナンによるビタミンE濃度の上昇を介する抗酸化能の向上によりAsAの酸化分解が抑制される可能性が示された。
情報検索のためのテキスト間関係認識に関する研究

本研究では、情報科学論文の高度な検索というターゲットアプリケーションを想定し、検索クエリと検索結果との関係を分類して提示する手法の開発を行った。情報科学論文のアブストラクトを分析し、そこに一般的に現れるテキスト間関係として、手段、目的、結果、などを定義し、実際に100件のアブストラクトに対してこれらの関係を付与したデータを作成した。このデータを学習・評価データとして自動認識手法の開発を行い、実際に検索に利用できるレベルの精度を達成した。さらに、この手法を用いて情報科学論文3000件に自動的に関係を付与し、これを利用して検索結果の分類を自動的に行うプロトタイプシステムを開発した。1.論文間関係を提示する手法の分析,2.含意関係認識の関連研究調査と基盤技術の開発,3.論文検索システムの改良,の3点について研究を行った.項目1について,手法とその効果を自動抽出し技術動向を俯瞰する手法など,情報抽出技術を応用することによって論文の内容を横断的に提示する研究が主に行われている.特に,獲得する情報をより複雑化することで,様々な観点から横断的分析を提供するという研究の方向性が見られ,これらの手法を応用することで論文間の関係・差異を提示することができると考えられる.項目2については,RTEチャレンジ(テキストペアを入力とし,それらの間に含意関係があるかどうかを判定するタスク)を中心として既存研究の調査を行った.既存研究では,2つのテキストの間の単語・句レベルの対応関係を構造的機械学習で学習するものが主流である.現在のタスク設定・データではこのような手法である程度の精度が達成できるものと思われる.また,依存構造木を書き換え規則で対象テキストに近づけていく手法や,入力テキストを論理表現に変換して自動証明器を適用する手法が提案されている.これらの手法は既存のデータにおいては前述の手法と大きな差はないが,入力テキスト間の距離が大きい場合には有効な手法であると期待される.これらの分析に基づき,意味構造を表したグラフを書き換えることにより含意関係認識を行うシステムの開発を進めている.また,本システムの基盤技術である構文解析器の分野適応についても研究を行った.項目3については,生命科学論文データベースMEDLINEのテキストについて論文検索システムを開発しているが,これまでのシステムでは結果のランキングを行っていなかった.ランキングを導入するため,日本語の同様の検索システムを応用し,MEDLINEのテキストを検索できるように移植作業を行った.平成23年度は、1.論文検索において有用なテキスト間関係のアノテーションスキーマの策定、2.テキストの同値性・含意関係認識の高精度化、3.テキスト間関係認識の基盤技術の研究、の3点について研究を行った。項目1については、情報科学論文のアブストラクト30件を対象としてアノテーション作業を行い、実際に論文中に現れるテキスト間関係の分析を行った。その結果、情報科学論文においては、生命科学分野におけるような確立された関係(タンパク質間相互作用など)を予め想定することができないことが明らかとなった。そこで、目的、結果、入力、出力、といった、一般的に現れるテキスト間関係を形式化するアノテーションスキーマを構築した。分析に用いた30件のアブストラクトにおいては、このアノテーションスキーマにより、論文アブストラクトで表現されているテキスト間関係をほぼ網羅的に形式化できることが示された。項目2については、含意関係認識の評価タスクを企画し、標準データセットの構築を行った。本データは、含意関係認識の研究のために公開されており、国内外の多くの研究機関が利用している。また、前年度の調査に基づき、このデータを評価データとして利用して含意関係認識システムの開発を行った。項目3については、基盤技術として構文解析の研究、および、テキスト間関係認識の予備実験を行った。テキスト間関係認識の予備実験では、既存の関係認識手法をそのまま適用すると認識精度が非常に低いという結果が得られたので、次年度にはこれを解決する手法について研究を行う予定である。本年度は、1.論文検索において有用なテキスト間関係のアノテーションデータの構築、2.テキスト間関係の自動認識手法の開発、および3.テキスト間関係を利用した論文検索のプロトタイプシステムの開発を行った。項目1については、前年度に策定したアノテーションガイドラインに基づき、情報科学分野の学術論文のアブストラクト100件に対し、テキスト間関係のアノテーションを行った。このアノテーション作業の課程で表出したガイドラインの問題については随時検討を行い、ガイドラインの修正を行った。また、最終的なガイドラインを用いて第3者によるアノテーション作業を行い、アノテーション作業の一貫性評価を行った。項目2については、テキストからのイベント抽出の既存手法を応用した手法を開発し、項目1で開発したアノテーションデータを用いて評価実験を行った。学習データが小さいため認識精度はまだ十分ではないが、外部リソースや半教師あり学習などを利用することで、より精度を向上させることができると期待される。

項目3については、テキスト間関係を利用した論文検索システムを開発し、単なるキーワード検索ではなく、そのキーワードが論文で果たす役割(手段、入力、結果、評価など)に基づいて検索結果を分類することができることを示した。ここでは、項目2で開発した技術を応用し、情報科学分野の学術論文のアブストラクト約3000件に対してテキスト間関係を自動認識した結果を検索対象データとして用いている。アノテーションスキーマの策定に際し、生命科学論文における既存研究のような方法論が適用できないことが判明し、そのため用語や関係のアノテーション方法について再検討する必要が生じた。そのため、当初計画より研究期間を延長しているが、研究内容についてはほぼ計画通り達成している。平成24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究実績に基づき、翌年度は、1.テキスト間関係アノテーションデータの構築、2.含意関係認識・テキスト間関係認識の高精度化、3.論文検索プロトタイプシステムの開発、を推進する。これらは当初の研究計画の6.テキストの同値性・含意関係認識の評価,高精度化, 7.テキスト間関係認識手法の開発,実装, 8.テキスト間関係認識を利用した論文検索システムの構築,評価,に相当しており、研究内容はほぼ計画通りである。
存在限界線を越えた中性子過剰核の構造

存在限界線を越えた中性子過剰核をどのようにしたら検出出来るかは未知の課題である(論文1)。この課題を如何にして進めていくか種々の角度から検討した。一つの方法としてdriplineになるべく近い中性子過剰核を多量に作る。それにはイオン源加速器反応装置分離装置検出系等を最適化し目的とする不安定核の強度が最大になるように実験装置を調整する必要である。その作業に参加した。粒子不安定中性子過剰核から放出する中性子を検出しそのエネルギ-分解能時間分解能を定めるために中性子カウンタ-のテストを行った。そのためにこの科研費で購入したプラスチックシンチレイタ-と両端に取り付けた特殊光電子増倍管(2台)と高圧電源による測定系を組んで用いた。又信号の取り込み回路及びソフトを開発した。我々の開発した共鳴粒子分光法において同時計測系と組み合わせても充分高性能が得られることが分かった。全く未知の元素領域に踏み込むことであるので専門家(理化学研究所)と何回も検討打ち合わせを行った(旅費の重要性)。水素・ヘリウム・リチウム・ベリリウムのどの元素群が存在限界線を越え得る可能性があるかそのうち一番検出しやすい原子核は何か又それに対する実験条件は運動学的にいって何かの詳細な検討及び討議を行った。どのような物理量を系統的に積み上げていったら正しい正確な推定が出来るかを不安定核の核半径の系統性の結果から(論文2)及び不安定核ビ-ムによる弾性散乱微分断面積から(論文3)考察した。更に如何なる励起状態が存在限界線近く叉は越えた原子核に現れるかについて推定しデ-タを収集した。実際に安定核間の二重荷電交換反応等を用いて実験を行いいくつかの中性子過剰核について新しい励起状態を発見し推定した構造を確かめた(論文4)。その作業に参加した。
層状複塩基性塩を基盤とする機能集積型ナノ触媒の精密設計に関する研究

アニオン交換性Ni-Zn層状複塩基性塩(NiZn)への複数機能の集積により,CO_2を試剤とする効率的な環状カーボネート合成を行った.NiZnの基本層中に存在する孤立Zn^<2+>カチオンをLewis酸点として機能させ,Lewis塩基として機能するエトキシドを層間内に導入するとLewis酸-Lewis塩基複合触媒となり,1気圧CO_2雰囲気下での触媒反応が効率的に進行した本申請研究では,効率的な二酸化炭素のエポキシドへの化学的固定化反応を達成するため,Ni-Zn層状複塩基性塩(NiZn)構造中の孤立Zn(II)種をLewis酸点に用いる触媒設計を施した.この物質変換反応を温和な条件下達成する為には,Lewis塩基の存在が必須である.前年度までの研究結果から,NiZnのアニオン交換能を利用することで層間内へ4-(N,N-ジメチルアミノ)フェニルエトキシド(DMAPE-)をインターカレーションし,Lewis酸-Lewis塩基複合型不均一系触媒が開発できることが明らかとなった.これを踏まえ,種々の単純なアルコキシドを検討した結果,エトキシド導入型NiZn(EtO-/NiZn)触媒が得られた。EtO-/NiZn触媒は気圧二酸化炭素雰囲気下にて効率良く反応を進行させた.一方,アニオン分子サイズの小さなMeO-/NiZn触媒においては,反応場となる層間隔が小さくなり,触媒活性は低下した.エポキシドを反応基質として用いる場合,求核性の高いアルコキシドは酸素を含む三員環の開裂をもたらすが,本EtO-/NiZn触媒存在下では,選択的に環状カーボネートが得られた.また,触媒活性・選択性の低下無く再使用可能であった.N,N-dimethylformamide (DMF)を溶媒に用いる場合,例えばKOEtやKOMe,NaOEtやNaOMe等の均一系強塩基触媒存在下での反応においてもエポキシドの開環反応は進行せず,二酸化炭素の挿入反応を経由する環状カーボネートが生成した.このことから,DMF中のアルコキシドが有効なLewis塩基として二酸化炭素を活性化し得ることを見出した.アニオン交換性Ni-Zn層状複塩基性塩(NiZn)への複数機能の集積により,CO_2を試剤とする効率的な環状カーボネート合成を行った.NiZnの基本層中に存在する孤立Zn^<2+>カチオンをLewis酸点として機能させ,Lewis塩基として機能するエトキシドを層間内に導入するとLewis酸-Lewis塩基複合触媒となり,1気圧CO_2雰囲気下での触媒反応が効率的に進行した効率的な二酸化炭素のエポキシドへの化学的固定化反応を達成するため、Ni-Zn層状複塩基性塩(NiZn)構造中の孤立Zn(II)種をLewis酸点に用いる触媒設計を施した。この物質変換反応を温和な条件下達成する為には、Lewis塩基の存在が必須であるが、N,N-ジメチルアミノピリジン(DMAP)を外部添加することで大きく触媒活性が向上し、5気圧二酸化炭素雰囲気下にて環状カーボネートがほぼ定量的に得られることを明らかにした。さらに、NiZnのアニオン交換能を利用する事で、NiZnのマトリックス内にLewis塩基性を付与し、Lewis酸ーLewis塩基複合型不均一系触媒を設計する試みを行った。この機能集積型触媒設計では、4-(N,N-ジメチルアミノ)フェニルエトキシド(DMAPE-)等のアルコキシドをターゲットゲストとし、アニオン交換反応を駆使してNiZn層間内へインターカレーションした。この際、アルコール部位をアニオン化させるため、塩基性条件下でのアニオン交換が必須となるが、水酸化ナトリウム水溶液を用いてアニオン交換させたところ、水溶液中のヒドロキシルアニオンが優先的にNiZn層間内にインターカレーションされ、アミノアルコキシド導入量が少なくなり、結果、触媒活性は低いものとなった。しかしながら、エタノール中でナトリウムエトキシドを用いたインターカレーションを行った結果、明確な層構造を有するエトキシド導入型NiZn(EtO-/NiZn)触媒が得られた。本EtO-/NiZn触媒は、1気圧二酸化炭素雰囲気下にて効率良く反応が進行し、対応する環状カーボネートが効率良く得られた。当初の平成23年度研究実施計画では、層状複塩基性塩を基盤とする触媒設計に関して、1)基本層の原子配列等の微細構造制御、2)二酸化炭素のエポキシドへの固定化反応による触媒活性評価、を挙げていた。この中で、2)に関して、上述のLewis塩基の層間内への導入に関しては一定の成果を上げている。1)に関しては、孤立カチオン種をZn(II)からCo(II)やCu(II)、Ni(II)へと同型置換した複塩基性塩を合成したが、現段階で結晶構造が悪く、明確な層構造を有する不均一系触媒が得られていないため、さらなる合成法の改良が必要であるためである。この点に関して、平成24年度研究計画と併せて開発を進めていきたい。層状複塩基性塩を基盤とする本申請研究目的達成の鍵となるのは、1)層構造を有するマトリックス内に孤立金属カチオン種構築すること、および2)効果的なLewis塩基ゲスト分子の層間内へのインターカレーション、であるため、平成23年度実施計画の若干の未到達領域を補填しつつ、当初の研究実施計画に基づき、機能集積型ナノ触媒の設計指針を確立する。申請計画に基づき、適切に予算を執行する予定である。
アフリカツメガエル肝細胞における変態制御遺伝子の単離と解析

無尾両生類の肝臓の変態期における遺伝子発現変化を調べるために、アフリカツメガエル(X. laevis)を用いて主に以下の2つの方向で研究を行った。1.幼生期肝臓由来cDNAライブラリーと変態期肝臓由来cDNAライブラリーを用いてサブトラクションを行った。得られたいくつかのクローンを用いてdigラベルしたプローブを作製し、変態期前後の肝臓由来RNAを用いてノザンブロットを行った。それらの内の一つは変態期に発現が著しく低下することが明らかになった。そこでDideoxy法によりこの塩基配列を決定し、DDBJに対するホモロジーサーチを行ったところ、これがアフリカツメガエルのトリプシンに高い相同性をもつことがわかった。このcDNAは、すでにShiら(1990)によって報告されているアフリカツメガエルトリプシンと高い相同性をもつが、完全には一致しておらず、特に3'側非翻訳領域の配列は大きく異なっていた。2.前変態期幼生を甲状腺ホルモンで処理し、肝臓からRNAを抽出した。Differential Display法を用いて、同時期の未処理の幼生の肝臓から抽出したRNAと比較を行ない、遺伝子発現の変化の解析を試みた。発現が変化するいくつかのバンドを見い出し、これらをクローニングした。これらからdigラベルしたプローブを作製し、現在順次ノザンブロットによる解析を行っている。現在までに幼生期から成体期にかけて緩やかに発現が上昇するクローン、変態最盛期に強く発現するクローン、などを見い出している。
トリプチセン骨格を利用した平行型分子歯車の高度分子設計

複数の3枚歯の形状をもつトリプチセン骨格を,アントラセンの土台部に連結することにより軸が平行に近い分子歯車を設計した.目的の化合物は,1,8-ジヨードアントラセンと9-エチニルアントラセン誘導体のクロスカップリング反応により合成した.化合物の構造をX線解析とDFT計算により調べ,リンカーの長さ,軸間距離,歯車の形状と歯車の平行性との関係を明らかにした.温度可変NMR測定により合成した化合物の動的挙動を観測し,歯車の回転機構を考察した.複数の3枚歯の形状をもつトリプチセン骨格を,アントラセンの土台部に連結することにより軸が平行に近い分子歯車を設計した.目的の化合物は,1,8-ジヨードアントラセンと9-エチニルアントラセン誘導体のクロスカップリング反応により合成した.化合物の構造をX線解析とDFT計算により調べ,リンカーの長さ,軸間距離,歯車の形状と歯車の平行性との関係を明らかにした.温度可変NMR測定により合成した化合物の動的挙動を観測し,歯車の回転機構を考察した.分子機械の回転機能制御に関する基礎的研究として,トリプチセン骨格を3枚歯部品に用いた平行型分子歯車を設計し,いくつかの基本化合物を合成した.まず,合成法を確立するために,歯車部に9-トリプチシル基,軸部にエチニル基,土台部に1,8-置換アントラセンをもつ化合物の合成を行った.その結果,Sonogashiraカップリングを鍵反応として用いると,効率的に目的化合物が得られることが明らかになった.続いて,置換基を導入した歯車部,ジアセチレン軸部,ナフタレン土台部をもつ誘導体を同様な方法で合成した.合成した化合物の分子構造をX線解析およびDFT計算で調べ,2つのトリプチシル基の噛み合いの程度と軸の平行性を評価した.ジアセチレンとアントラセンを部品にもつ化合物では軸角度が21°であり,従来のかさ歯型歯車と比較して大幅に軸の平行性が向上した.歯車の回転過程は,2位にメチル基を導入した歯車をもつ誘導体で調査した.温度可変NMRの測定データから,低温でも回転が十分に遅くならないことがわかった.モデル化合物を用いて,2種類の回転機構の遷移状態の理論計算を行った.その結果,独立回転が相関回転より高い障壁をもつことが示された.これらの結果をもとに歯車の回転機構を提案し,それを補強するために嵩高い置換基もついくつかの誘導体を合成した.さらに多様な構造と高度な機能をもつ歯車を創出するために,9,9'-ビアントリルを4枚歯歯車にもつ誘導体および環状骨格をもつ誘導体を合成するための予備的な合成実験も行った.分子機械の回転機能制御に関する基礎的研究として、トリプチセン骨格を3枚歯部品に用いた平行型分子歯車を設計した。昨年度に合成した基本化合物をもとに、高度な歯車機能をもつ化合物およびトリプシセン骨格以外の歯車部をもつ化合物を合成した。歯車機能の高度化については、1,8-置換アントラセンを土台部に用いて、異なる歯車軸長をもつ分子と環状分子を研究の対象とした。2つのトリプチシル基をアセチレンとジアセチレンのリンカーで連結した化合物を、Sonogashiraカップリングを鍵反応として合成した。軸ずれに伴う歯車の噛み合いとリンカーの変形を、DFT計算により評価した。環状化合物としては、トリプシル基を4個含む大環状化合物を合成することができた。DFT計算および温度可変1H NMR測定の結果から、環化により歯車間の相互作用が強められていることが明らかになった。9,9'-ビアントリル骨格の構造的特徴を活用して、疑似4枚歯の歯車部品として分子歯車に組み込んだ。従来の方法で合成した9,9'-ビアントリルを臭素化続いてエチニル化し、この歯車部ユニットをアントラセン土台部に連結した。2つのビアントリル基はある程度かみ合い、非常に速く回転していることが明らかになった。上記と同様な環状化合物も合成し、回転速度に及ぼす影響を調べた。いずれの化合物においても、分子が大きくなるにつれて溶解度が急激に減少し、精製や測定に問題が生じた。溶解性向上のために従来長鎖アルキル置換アントラセンを土台部に用いてきたが、効果をさらに高めるために新しい可溶性置換基として3,5-ジアルコキシフェニル基を導入した。分子機械の回転機能制御に関する基礎的研究として、トリプチセン骨格を3枚歯部品に用いた平行型分子歯車を設計した。これまで2年間に合成した基本化合物をもとに、高度な歯車機能をもつ化合物およびトリプチセン骨格以外の歯車部をもつ化合物を合成した。歯車機能の高度化については、複数のトリプチセンを環状構造に組み込んだ分子を標的とした。4つの歯車を組み込んだ大環状化合物は非常に難溶性であり,可溶性置換基であるジアルコキシフェニル基を導入することで,合成と精製に成功した。DFT計算により,歯車部は立体的に相互作用していることが確かめられた。また,歯車部をさらに接近させ,分子ひずみと回転機能の効果を調べるために,剛直な骨格をもつ環状化合物の合成を試みた。合成を効率化するために,鍵となるユニットとして9,10位に異なるエチニル基をもつトリプチセン誘導体を調製した。この化合物を用いて,2つの歯車を非常に接近させた環状化合物の前駆体を簡便に合成することが可能になった。多様な歯車として2枚歯構造をもつ9-置換アントラセンユニットを用い,ユニット間の相互作用を研究した。

1,8-置換アントラセンの土台部にアセチレンリンカーを介して2つのユニットを組み込んだ4種類の化合物を,Sonogashiraカップリングを用いて合成した。X線構造では,パイ電子系間の引力的な相互作用のため,ユニットが接近するような顕著な分子の変形が認められた。多数のアントラセンをアセチレンリンカーにより連結した環状オリゴマーも合成し,温度可変NMRの測定から分子の動的挙動の特徴を明らかにした。これらの結果から,分子構造と歯車機能および分光学的性質の関連性を考察した。年次計画に沿って、これまで2年間に基本的な化合物の合成法を確立し、歯車の機能を高度化するための研究を行うことができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。高度な歯車機能および複雑な構造もつ化合物をさらに合成し、本研究課題で提案した平行型分子歯車の特徴を提示する。歯車機能の応用についても検討する。
シイタケ菌の農業形質に及ぼす細胞質遺伝因子の役割の究明

本研究は、シイタケのミトコンドリア(mt)DNAに関する遺伝学的基礎研究を推進することで育種の効率化に寄与することを目的に、mtDNAの制限酸素切断長多型性(RFLP)の解析並びにその交配における伝達様式の解明を進め、それらの知見に基づいて作成した細胞質置換二核菌糸体株の生物的諸性質を比較分析することにより、農業形質に及ぼすmtDNAの役割について検討したものである。その結果、以下の成果が得られた。【.encircled1.】本菌のmtDNAは菌株によりRFLPに富むことがわかった。そして、それらのRFLPフェノタイプ間の非類似度のUPGMA統計分析によって、地理的起源の類似する菌株は系統的に近縁であり、異なる菌株は遠縁であることが示唆された。【.encircled2.】一方、和合性-核菌糸体間の交配で生じる正逆2種類の新生二核菌糸体へのmtDNAの伝達様式は、それぞれ核の受け入れ側として働く親一核菌糸体のmtDNAが例外なく伝わる、いわゆる片親遺伝(母性遺伝)であることがわかった。さらに、二核菌糸体のmtDNAは子実体そして胞子へと変化することなく伝わることが知られた。【.encircled3.】これらの知見を基に整備したプロトプラスト培養による脱二核化処理と交配を組み合わせた手法により、特定の二核菌糸体において異なるRFLPのmtDNAを有する種々の細胞質置換株が容易に作成できることがわかった。【.encircled4.】そこで、2種類の既成栽培品種と夫々について作成した5種類づつの異なるmtDNAを持つ細胞質置換株を用いて、それらの菌糸生長度、コロニー形態、エステラーゼ等のアイソザイムパターン、コロニー間の拮抗帯線形成、子実体の生産性及び形態などの生物的諸性質について綿密に比較検討したが、いずれの形質においても有為な差は認められなかった。従って、シイタケの農業形質を含むこれらの生物的性質は、異なる種類のmtDNAの入れ替えによる影響をほとんど受けないものと推察した。本年度は、シイタケ菌におけるミトコンドリアDNAの制限酵素切断型多形の調査をさらに進めるとともに、プロトプラスト培養による脱二核化処理と交配を組み合わせた手法が本菌の細胞質置換に有効であるか否かの確認ならびに子実体発生特性の異なる市販シイタケ品種2株の細胞質置換株の作成について重点的に検討した。その結果、以下の成果を得ることができた。1.ミトコンドリアDNAの制限酵素切断型多形については、国の内外から収集した計51の野生株のミトコンドリアDNAをBamHIとEcoRIの2種類の制限酵素で切断後、アガロースゲル電気泳動で分析した。その結果、これらの菌株のミトコンドリアDNAは異なる28のタイプに分類することができ、しかもそれらのタイプの類似度は地理的起源を同じくする言い換えれば同じ国の野生株間では高く、異なる国の野生株間では著しく低いことが示された。2.次に、このようなミトコンドリアDNAの制限酵素切断型多形を細胞質型分析のための指標として用い、プロトプラスト培養による脱二核化処理と交配を組み合わせた手法による本菌の細胞質置換の可否を検討した。その結果、二核菌糸体の核構成を変えることなく、異細胞質を有した種々の細胞質置換株が本法によって容易に作成できることが判明した。3.そこで、上述の市販シイタケ品種F305とK170を供試して、それらの細胞質置換株の作成を実施したところ、前者については目的とする5種類の細胞質置換株を作成し終え、後者については作成実験を継続中である。なお、F305の細胞質置換株の生物的諸特性の分析を進めているが、菌糸生成度や菌糸形態には元株と比べて顕著な差異がないことが示された。【.encircled4.】

そこで、2種類の既成栽培品種と夫々について作成した5種類づつの異なるmtDNAを持つ細胞質置換株を用いて、それらの菌糸生長度、コロニー形態、エステラーゼ等のアイソザイムパターン、コロニー間の拮抗帯線形成、子実体の生産性及び形態などの生物的諸性質について綿密に比較検討したが、いずれの形質においても有為な差は認められなかった。従って、シイタケの農業形質を含むこれらの生物的性質は、異なる種類のmtDNAの入れ替えによる影響をほとんど受けないものと推察した。本年度は、前年度の研究で設定した細胞質置換法に基づいて作成した子実体発生特性の異なる市販シイタケ品種2株(F305とK170)の細胞質置換体の生物的諸特性を分析することにより、細胞質遺伝因子とりわけミトコンドリアDNA(mtDNA)ゲノムの違いが本菌の農業形質に及ぼす影響について検討した。加えて、本菌の交配におけるmtDNAの伝達様式ならびに子実体形成の細胞起源についても検討した。その結果、以下の成果を得ることができた。(1)二つの和合性-核菌糸体間での交配で生じる正逆2種類の新生二核菌糸体へのmtDNAの伝達については、多くの高等動植物の場合と同様、核の受け入れ側として働く-核菌糸体のmtDNAが例外なく伝達される、いわゆる片親遺伝(母性遺伝)することが判明した。(2)更に、新生二核菌糸体が獲得したmtDNAは変化することなく次世代に伝達することが知られた。(3)また、核組成が同じでmtDNAが異なる2種類の二核菌糸体が共存するコロニーから発生した子実体の中には、2種類のmtDNAを保有する、いわゆる細胞質キメラの子実体が出現したことから、本菌の子実体の細胞起源は従前の1細胞説ではなく多細胞であることがわかった。(4)一方、上記の2品種について作成した夫々5株づつの計10株の細胞質置換体は、制限酵素分析によって明らかに異なるmtDNAゲノムを持つことが確認された。(5)そこで、市販品種2株とこれら10株の細胞質置換体を用いて、それらの菌糸生長、菌糸のコロニー形態、エステラーゼとリンゴ酸脱水素酵素のアイソザイムパターン、帯線形成、子実体の生産力あるいは子実体の形態などについて綿密に比較検討したが、いずれの形質においても顕著な差異が無かった。(6)従って、シイタケ菌のこれらの形質特に農業形質は、制限酵素分析で識別し得るmtDNAゲノムの違いによる影響をほとんど受けないものと推察された。
多重材料モデルを用いた反応系の超流動解析

TiAl,Ti_3Al,NiAl,Ni_3Alなどに代表される高融点金属アルミナイドの衝撃反応合成メカニズムに関しては、主として実験的検討ならびに考察により以下のシナリオの成立が明らかになりつつある。すなわち、(i)主として溶融アルミニュームがTi粒子中/Ti粒間等に不安定流動すること、反応開始条件となる。(ii)不安定流動後、高圧負荷状態下で、Alおよび高融点金属が液状化することにより、両者が超高速に機械的混合・均一化することが、衝撃誘起反応を引き起こし、持続させる駆動力となる。(iii)衝撃負荷後の急冷、残留温度等により、衝撃誘起反応により生成相は影響を受け、衝撃条件によっては、2次反応とも言うべき、衝撃支援反応をする。特に、(ii)に関しては、反応系では実験的に立証することが困難であるため、未反応系であるFe-Cu系の層状試料を用いて、機械的混合・均一化過程に関する実験を行った。その結果、衝撃速度を上昇させることによって、機械的混合が進み、マクロにはFeとCuとが均一分散に近い状態にまで均一化混合されることがわかった。上記の事象を解析的に記述するためには、オイラーモデルによる多重材料近似を用いた解析が必要となる。これは、(1)二次元において、2つ以上の材料及び相が相互作用を及ぼし、1節点あるいは1要素で複数の材料モデルを有しなければならないこと、(2)実験セル構造材あるいは自由空間(ボイドモデル表示)との相互作用も、(1)と同様に扱わなければならないこと、による。本研究では、2種類のオイラーコードを用いて、反応系および未反応系の解析を試みている。
Arntに作用するコアクチベーターの機能解析

ArntはAhリセプターとヘテロダイマーを形成し、ダイオキシンやメチルコランスレンなどの外来異物によって活性化される転写因子である。またこの複合体は外来異物で誘導される遺伝子の上流に存在するXRE(Xenobiotic Responsive Element)に結合し、転写を活性化する。アデノウイルスの初期遺伝子の産物である、E1Aはこの転写活性化を強く阻害することは既に分かっていたが、その阻害機構は不明のままであった。最近一般的にその阻害がCBP/p300の作用を阻害することが示唆された。このことはAhリセプター/Arntによる転写活性化が、CBP/p300によって仲介されることを示唆する。そこでArntのC末端に存在する転写活性化ドメインと、CBP/p300のタンパクータンパク相互作用をイーストと培養細胞のツーハイブリッドシステムで調べたところ果たして相互作用することが分かった。しかしながらAhリセプターの転写活性化ドメインは、CBP/p300と相互作用しなかった。種々の欠失ミュータントをつくって相互作用に必要な領域を調べたところCBP/p300のArntと相互作用する領域はCREB-bindingドメインであった。また、この相互作用は細胞内でも起こっていることを証明した。Ahリセプターの転写活性化ドメインはなぜCBP/p300と相互作用しないのに、E1Aで阻害されるのか、別のファクターが存在するのか、検討中である。またArntはAhリセプター以外にSimなどのPASタンパク質と複合体を作るが、そこにCBP/p300が関与するかどうかも検討中である。そこでArntのC末端に存在する転写活性化ドメインと、CBP/p300のタンパク-タンパク相互作用をイ-ストと培養細胞のツ-ハイブリッドシステムで調べたところ果たして相互作用することが分かった。種々の欠失ミュータントをつくって相互作用に必要な領域を調べたところCBP/p300Arntと相互作用する領域はCREB-bindingドメインであった。AhR/Arntによる転写活性化が、アデノウイルスの初期遺伝子であるE1Aによって抑制され、それがおもに、Arntによる転写活性化の抑制によることが、以前の研究ですでに明らかにした。E1Aの転写抑制作用はコアクチベーターであるCBP(CREB Binding Protein)やp300のE1Aによる阻害であることがすでにいくつかの転写系で明らかにされている。そこで、ArntがCBP/p300と直接相互作用するか否かを酵母と、培養細胞を使ったツーハイブリッドシステムで解析した結果、CBP/p300ともArntと結合することが分かった。

さらに細かく相互作用する領域をせばめた結果、CBP/p300のCREB結合領域が、Arntの転写活性化ドメインと相互作用することが分かった。ArntとbHLH-PASドメイン構造が、類似の因子Arnt3のcDNAをクローニングした。Arnt3はAhR,Simとはヘテロダイマーを作らなかったが、HIF-1a,HLF,Clockとはヘテロダイマーを形成した。酵母と培養細胞の発現系で調べた結果、Arnt3は転写活性化領域をもつことが分かった。転写活性化領域を欠失変異体をいくつか作り、特定したところ、Arntと同じくC末端領域であることが分かった。しかしながら、Arntとはアミノ酸のホモロジーはなかった。現在、この領域とCBP/p300が相互作用するかどうかを検討中である。
マイクロ宇宙農場とその地上準備実験

宇宙空間の軌道上で実現可能な最小単位の宇宙農場=「マイクロ宇宙農場」を世界に先駆けて検討し、農作物の「稔りモデル」を構築、必要となる無(低)重力の地上模擬実験を行うことで、将来の宇宙実験に備える。本研究では、より早期に実現可能な、宇宙空間に孤立して浮かぶコロニー型「マイクロ宇宙農場」を想定し、最小単位のマイクロ宇宙農場を実現するため、作成中のクリノスタットの運転時間を週単位で稼働できるように調整し、数週間に及ぶ微少重力下でのマメ科作物の栽培試験を行い、標準重力下での栽培状況と比較し、マイクロ宇宙農場での作物栽培の可能性を検証する。H22年度は、野生型ダイズWilliams82及びNODI-3,コムギ(アヤヒカリ)を用い、播種3日後,ガラス室内のクリノスタット育成容器内,および対照実験用としてクリノスタット育成容器外にて生育させ、2日間クリノスタットを運転させ疑似微少重力環境に置き、根の伸長を比較計測した。その結果、疑似微小重力下では根の伸長が促進されることが分かった。特に、ダイズでその傾向が強かった。そこで、ダイズのみを用い、それらを長期間(7日)微少重力下に置き、根等の生育に与える効果を調べた。その結果、クリノスタットによる疑似微小重力環境は植物の地上部と根部の伸長を促進することが確認できた。一方、根部,地上部の重量測定を行った結果,共に減少する傾向が見られた。以上により、模擬微小重力下では、植物体は伸長が促進され、一方、重量が減少する傾向が分かり、伸長に関連する細胞形態,あるいは細胞数が変化している可能性が推定された。そこで、同様な実験を行った後.各根の組織切片を作り、細胞のサイズを測定した。その結果、細胞の縦方向の長さが対照区より長い傾向が見られたが、これに関してはさらなる検証が必要である。これらに関しては2011年8月に開催される日本土壌肥料学会つくば大会で発表する。H21年度は、クリノスタットにおける植物の重力屈性を測定するための条件検討を行うため、茎の強度が強いリョクトウを用いて重力下における植物の重力屈性を0,1,3,6,12,24,48時間後において観察し画像処理を行った。その結果、試験開始12時間後までは重力屈性が顕著にみられることが分かり、クリノスタットの回転時間を12時間と決定した。次ぎに、作成したクリノスタット内部における植物の重力屈性を調べるため、クリノスタットのチャンバー内に、発芽直後のマングビーンを静置し、クリノスタットを稼働させ重力の影響を評価した。その結果、通常重力下では実生の伸長方向は上方向になるものが、チャンバー内ではマングビーンの実生の伸長方向がバラバラになり、微少重力の効果が出現していることが分かった。また、重力加速度においては,x軸,y軸において0に収束することが計測でわかり,物理的な測定でもクリノスタットの有効性が実証できた。
新たな捜査手段・立証方法に対する法的規制の研究

科学技術の急速な発展・普及とそれによる社会の情報化や国際化に伴い、わが国の犯罪現象も大きな変容を経験している。殊に、組織的な犯罪が、内容的に極めて多様化し、範囲を拡大するとともに、それを行う組織も国際化・広域化が著しいうえ、最新の通信手段が用いられることにより、機動性・匿名性がますます強化され、もともと難しいこの種事犯の解明・摘発をさらに困難なものとしている。これに対応するため、捜査や立証のうえでも、種々の新たな手段・方法が試行され、あるいは提案されているが、本研究では、その中でも特に、通信・会話の傍受、おとり捜査、刑事免責による証言強制などを中心に、それを採用するとして場合の憲法・刑事訴訟法上の問題点につき、諸外国の問題状況との比較や理論的分析の方法により、包括的・統一的に検討を加え、あるべき問題解決の方向につき一定の見通しを得ることができた。(11「研究発表」(1)(6))。しかも、その基礎的作業として、憲法の適正手続の保障や令状主義の意義などの基本的事項につき立ち入った考究を行い、明確な理論的基礎を構築することができたことは、関連する現行法上の様々な問題点の解明にも、有益な結果をもたらした(11「研究発表」(7)(12))。これらの成果の総論的部分は、平成8年5月25日に開催された日本刑法学会第74回大会で、またその各論的部分は、平成9年5月24日に開催された同学会第75回大会および平成10年5月23日に開催された同学会第76回大会で、それぞれ報告され、他の研究者の強い関心を集めたばかりか、組織的犯罪対策立法をめぐる近時の議論の展開にも寄与することができたと考える。1)犯罪現象の推移とそれに対応するため新たに採用され、あるいは採用が検討されつつある捜査手段や立証方法につき、警察庁・科学警察研究所、法務省・検察庁、裁判所を中心に聞き取り調査を行うとともに、関連資料を収集することにより、その実態を明らかにすることに努めた。その成果は、なお整理・分析中であるが、現段階までに、少なくとも実態の概括的理解を得るに至っており、次年度のさらに立ち入った調査の基礎を構築することはできたと考えている。2)アメリカ、イギリスおよびドイツにつき、関連文献・資料を収集、解析することにより、各国における立法や判例の動向、実務運用の状況の把握に努めた。発注した文献が必ずしも年度内に到着しなかったこともあり、この面での作業は、まだその途次にあるが、次年度は、文献・資料の到着に応じ、作業をさらに促進・詳密化していくつもりである。3)代表者および分担者全員による研究会を4回開き、分担事項についての研究の進捗状況を相互に報告・検討し、研究の前進を図った。この結果、相互の間で、共通の基本的問題認識が明確な形で形成されるとともに、各論的問題点についても、問題解決のあり方につきかなりの展望が得られるに至った。これらの成果の一部は、本年5月に開催される日本刑法学会の年次大会において、井上、長沼、酒巻、大澤の4名により発表される予定である。殊に、組織的な犯罪が、内容的に極めて多様化し、範囲を拡大するとともに、それを行う組織も国際化・広域化が著しいうえ、携帯電話を含む最新の通信システムが使われることにより、機動性・匿名性がますます強化され、もともと難しいこの種事犯の解明・摘発をさらに困難なものとしている。

これに対応するため、犯罪捜査や立証のうえでも、種々の新たな手段・方法が試行されあるいは提案されているが、本研究では、その中でも特に、通信や会話の傍受、おとり捜査、コントロールド・デリバリー、刑事免責による証言強制などを中心に、それを採用するとした場合の憲法・刑訴法上の問題点につき、諸外国の問題状況との比較や理論的分析の方法により、包括的・統一的に検討を加え、あるべき解決の方向につき、一応の見通しを得ることができた。その過程では、憲法の適正手続の保障や令状主義の意義などの基本的な事項につき立ち入った検討を行うばかりでなく、関連する様々な問題点についても考究したため、「11.研究発表」欄に掲げたものをはじめとする具体的な成果を生んだにとどまらず、研究代表者及び研究分担者各人にとり、今後の研究活動の発展の素となるべき理論的基礎を構築することができたと考えられる。この成果の基本的部分は、平成8年5月25日に開催された日本刑法学会第74回大会でも報告され、他の研究者の強い関心を集めたばかりか、法制審議会で現在審議が進められている組織的犯罪対策法案をめぐる議論にも、かなりの影響を与えるものと思われる。
生物種間比較による精子誘引物質の同定を基盤とした不妊症研究

現在、日本では夫婦の7組に1組が不妊だといわれており、その解決は急務である。体外授精・顕微授精で産まれた新生児の障害リスクは自然妊娠に比べて高いことが報告されている。自然妊娠には精子が卵まで導かれる必要があり、精子誘引物質によって達成される。これまでに、ウニ・ニシン・カエルそして植物において分泌性のペプチドにより精子/花粉管が、卵へ誘引されることが知られているが、種特異性をもつ哺乳類の誘引ペプチドは同定されていない。本研究は不妊症の解消のために精子誘引物質の同定を目的とし、自然妊娠の一助となる受精効率の向上を目指した。これまでに報告されているペプチド性の精子誘引物質と似た特徴を持つ遺伝子をマウスでin silico解析をおこなった。次に、本学の動物実験施設においてマウス(C57BL/6)を用いて、PMSGとhCGによる過排卵誘導で、品質の良い卵が得られる条件を検討した。また、精子誘引活性を測定するための生理実験に耐えうる精子の採集についても検討した。取得した卵と精子を用いておこなう生理実験のためのマイクロ流体デバイスの設計をおこなった。今後は、既に確立されている採集法により得た未成熟卵と培地内での成熟手法とを交えて生理実験をおこなうことで、卵が精子誘引能力を獲得する時期を特定する。また、卵丘細胞の有無によっても誘引能力が異なるかを生理実験によって明らかにし、それぞれの卵細胞を質量分析と次世代シーケンサーによって解析する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
自動車用部品の軽量化を実現するステンレス鋼異形鍛造の中空化技術の開発

異形鍛造部品の中空化技術として,ステンレス鋼の円筒にアルミニウム合金の丸棒をはめ込んだ素材の鍛造成形技術の開発を行った.鍛造は一種類の金属を成形するのが一般的であるが,本技術では二種類の金属を同時に成形するところに特徴がある.本研究では,数値解析及び成形実験を行うことで,金属間の隙間及び摩擦係数の成形性への影響を明らかにし,数値解析手法における温度設定方法及び材料特性の設定方法が確立できた.また,特徴的な素材流れを把握することができた.平成25年度の研究では,アルミニウム合金中子を含むステンレス鋼の鍛造成形解析の解析条件の設定方法を確立することができた.解析条件として重要なパラメータには,摩擦係数,プレス速度,材料特性,初期温度,熱伝達係数,熱伝導率がある.摩擦係数は平成24年度の研究成果をもとに設定し,熱伝達係数及び熱伝導率は文献値をもとに設定した.本年度は,材料特性及び初期温度に着目して実験を行った.まず,初期温度の設定を確立するために,サーモグラフィによる温度分布測定を行った.外径15mm,内径7mmのステンレス鋼の円筒のみを加熱炉で400°Cに加熱してサーモグラフィで温度分布を測定した結果,中空部分の温度が550°C以上となり,中空部分の温度が高くなるため,外径7mmのアルミニウム合金の棒を予め挿入してから加熱するとアルミニウム合金棒が溶融する可能性があることがわかった.そこで,ステンレス鋼の円筒を550°Cに加熱した後,常温のアルミニウム合金の棒を挿入した鍛造素材の温度分布をサーモグラフィで測定した結果,ステンレス鋼の円筒は400°C,アルミニウム合金の棒は200°Cであったことから,初期温度はステンレス鋼およびアルミニウム合金共に同じ温度ではなく,温度差を設けていずれの素材も温間鍛造となるような設定とすることとした.次に,材料特性の設定を確立するために,ステンレス鋼およびアルミニウム合金の圧縮試験を行った.いずれの素材も温間鍛造となる温度まで加熱炉で加熱して圧縮試験を行って得られた応力-ひずみ線図とソフトウェアのデータベースの応力ーひずみ線図を用いて矩形断面形状に横圧縮成形を行った場合の成形実験と鍛造成形解析とを比較した.圧縮試験で得られた材料特性を用いた方が,荷重ーストローク線図,ステンレス鋼およびアルミニウム合金の変形量と変形形状において,実験結果と解析結果が良い一致を示すことがわかった.異形鍛造部品の中空化技術として,ステンレス鋼の円筒にアルミニウム合金の丸棒をはめ込んだ素材の鍛造成形技術の開発を行った.鍛造は一種類の金属を成形するのが一般的であるが,本技術では二種類の金属を同時に成形するところに特徴がある.本研究では,数値解析及び成形実験を行うことで,金属間の隙間及び摩擦係数の成形性への影響を明らかにし,数値解析手法における温度設定方法及び材料特性の設定方法が確立できた.また,特徴的な素材流れを把握することができた.本研究は,ステンレス鋼の異形鍛造品を中空化する技術の確立を目指し,ステンレス鋼の円筒にアルミニウム合金の丸棒をはめ込んだ素材を加熱して型鍛造で横圧縮成形を行い,溶融点の低いアルミニウム合金を溶かし出して中空品を作る方法を提案したものであり,ステンレス鋼とアルミニウム合金の二種類の金属を同時に加熱鍛造するときの成形性を明らかにすることを目的としている.平成24年度の研究では,はめあい状態の鍛造素材を加熱した時に熱膨張によって生じる金属界面特性とその金属界面特性が成形性に及ぼす影響について検討した.金属界面特性の検討では,ステンレス鋼の円筒にアルミニウム合金棒を挿入した素材を対象として,常温状態で隙間ばめ及び中間ばめに相当する試料を用いて加熱して抜き荷重測定実験及び材料力学によるアルミニウム合金がステンレス鋼を押し広げる荷重を計算し,その荷重比率によって金属界面の摩擦係数の検討を行った.抜き荷重測定実験では,ステンレス鋼が温間鍛造,アルミニウム合金が熱間鍛造となる450°Cを目標として電気炉にて500°Cまで加熱した試料をプレス機にセットして行った.荷重測定時の温度は180°Cまで低下し,その温度での摩擦係数が0.01よりも小さい値となることがわかった.金属界面が成形性に及ぼす影響の検討では,ステンレス鋼の円筒の内径とアルミニウム合金の丸棒の外径との寸法が450°Cに加熱した状態で隙間がある場合と隙間も締め代もない場合の2ケースに対して,二つの平板で挟み込むような横圧縮荷重を設定した鍛造成形解析を行った.解析結果より,隙間も締め代もない場合の成形荷重の方が,隙間がある場合の成形荷重よりも小さいことがわかった.また,摩擦係数の設定は成形荷重の値に大きな影響は及ぼさないことがわかった.平成26年度の研究では,アルミ合金中子を含むステンレス鋼の鍛造成形における異形鍛造品の設計指針として,外径15mm,内径7mm及び10mm,長さ30mmの円筒形状のステンレス鋼を幅17mm,長さ32mm,高さ22.16mmの外形をもつ矩形断面の中空形状に成形する異形鍛造を対象として,ステンレス鋼の素材流れを把握することができた.

また,ひずみ速度の成形性への影響として,外径15mm,内径7mm,長さ30mmの円筒形状のステンレス鋼を対象とした鍛造成形において,パンチ速度の違いによる加工荷重を比較し,平均速度33.8mm/sec以上のパンチ速度の場合には,ストローク下死点付近での荷重値が上昇することがわかった.素材流れに関する検討では,平成25年度に確立した解析手法を用いて,アルミ合金中子のない円筒形状のステンレス鋼のみの異形鍛造と比較した.アルミ合金のない場合には円筒形状のステンレス鋼の端部の中空部は閉じる形状となるが,アルミ合金中子を含む場合には,円筒形状のステンレス鋼の端部の中空部は広がる形状となることがわかった.この解析結果は,サーボプレスを用いた実験でも検証することができた.複雑な形状の部品を鍛造するときには,部品形状にあわせて,この傾向を考慮した型設計が必要であると考える.また,アルミ合金中子を含む場合のミーゼス応力分布は円周方向にわたって均一であり,アルミ合金中子がない場合には圧縮方向に対して直角方向に高応力部が集中しており,加工硬化が局所的となり,加工荷重も高く,本研究で提案したアルミ合金中子を含むステンレス鋼の鍛造成形が中空異形鍛造に適していると考える.ひずみ速度の成形性への影響の検討においても平成25年度に確立した解析手法を用いた結果,下死点付近での加工荷重が上昇することを考慮した生産設計が必要であると考える.設計工学,材料力学,生産加工学鍛造素材の界面特性が成形性に及ぼす影響の解明にまでは至っていないものの,鍛造実験を実施することに成功して,鍛造成形解析の解析結果である荷重ーストローク線図およびステンレス鋼およびアルミニウム合金の変形量および変形形状と比較することで,解析条件の設定方法を確立することができ,さらに,この設定方法を用いてコの字断面形状を例に異形鍛造解析における成形性の検討を始めている.鍛造実験は,研究計画で予定していた油圧サーボ式万能試験機,エアハンマーおよび20トン油圧プレスでは,成形ができなかった.万能試験機は高温での試験ができず,エアハンマーでは荷重測定に不具合があり,油圧プレスでは加工速度が遅すぎて温度低下が著しかったことが要因であった.そこで,さらに代替案として,新規に導入した600kNサーボプレスを用いて鍛造実験を行うことで実験を実施することができた.鍛造成形解析での解析条件には,摩擦係数,プレス速度,材料特性,初期温度,熱伝達係数,熱伝導率が重要なパラメータであり,摩擦係数は平成24年度の研究成果で得られた値,プレス速度はサーボプレスから得られた速度に基づく設定値,熱伝達係数及び熱伝導率は文献値を設定することで良好な解析結果が得られることがわかった.また,初期温度は本年度のサーモグラフィの温度測定に基づく値,材料特性は本年度の圧縮試験から得られた温度別の応力-ひずみ線図を用いることで,実験結果と解析結果の良い一致を示すことが確認できた.はめあい状態の鍛造素材を加熱した時に熱膨張によって生じる金属界面特性を解明することを目的として,ステンレス鋼の円筒にアルミニウム合金棒を挿入した試料を用いて加熱して抜き荷重測定実験を行った.温度とステンレス鋼の円筒の外径及び肉厚が摩擦係数に及ぼす影響をまとめる予定であったが,外径φ15及び肉厚4mmの試料を対象として180°Cの状態での摩擦係数が測定できたのみであった.
地域住民の認知症支援意識を高めるVR・ゲーミフィケーション統合プログラムの開発

本研究は、認知症高齢者の生活を支える地域社会の構築を目指し、地域住民の認知症高齢者への支援行動を推進する統合プログラムを開発し、その効果を検証することを目的とする。1年目に、文献レビューと当事者・専門職へのヒアリングに基づきプログラム内容を検討する(STEP1)。2年目に、地域住民向けのゲーミングツールとVRプログラムを作成し、これらを統合させた後、統合プログラムの試行と修正を行う(STEP2)。3年目に、地域住民を対象としたランダム化比較試験により統合プログラムの効果を評価し(STEP3)、統合プログラムの地域への普及を行う(STEP4)。