hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
代数曲線符号に対する高速一般化最小距離復号

この観点から、サーヴェイ論文を論文集Grobner Bases and Applications、および、Codes,Curves and Signalsに出版し、さらに、解説記事を電子情報通信学会誌、および、数理科学に掲載した。一般化最小距離復号も1次元から多次元への拡張の中で考えることができるが、そのようなより広い視野の中で、まず、1次元代数的符号の高速な一般化最小距離復号法を我々の立場で整理し、電子情報通信学会論文誌に出版した。次に、今回の主題である多次元符号の一般化最小距離復号法の中核となるべき「代数曲線符号の消失・誤り同時訂正の高速アルゴリズム」に関する、アメリカ、デンマークの研究者達との共著論文をIEEE Transactions on Information Theoryに出版した。しかし、その単純な反復として一般化最小距離復号を実現するだけでは、最終的な高速性が損われてしまう。そこで、このような多数回の反復における無駄な計算を如何に消滅するかが残された課題となっている。特に、代数曲線符号の場合、未知シンドロームを決定するための多数結論理を伴うことが、この困難の源である。これを解決するために、BMSアルゴリズム適用の前、または、後から消失を追加する方法、さらには、予め与えられた消失に対するBMSアルゴリズムの結果から、消失を削減する逆向きのアルゴリズム等、様々な変種を導入し、これらの応用によって問題の核心に迫るべく検討を重ねている段階である。これらの試みについては、1999年11月、Hawaii大学で開催されるAAECC-13 Conferenceにおいて発表すべく論文を投稿したばかりである。本研究は、本研究代表者が行ってきた代数曲線符号の設計距離までの硬判定高速復号法(BMSアルゴリズム)を、消失・誤り訂正を含む軟判定復号法のより強力な手法である一般化最小距離復号法に、その高速性を生かしつつ拡張することが主要な目的である.従来のRS符号等に対しては高速な一般化最小距離復号が可能であり、他の研究者により既に複数のヴァージョンが与えられていた。ところで、現在までの代数幾何符号(代数曲線・曲面符号)に対する研究成果を整理する中で、これらの符号が復号法も含めて、従来の代数的符号を1次元から多次元へ自然に拡張したものであるという認識を得た。次に、今回の主題である多次元符号の一般化
省エネルギー型高速嫌気性生物反応槽を用いた新規下水高度処理システムの開発

高速嫌気性反応槽と接触酸化槽を組み合わせた下水処理システムは、標準活性汚泥法と比較して、処理の高速化と高度化、稼働エネルギーの省力化、廃棄汚泥の減量化が期待できる。そこで、高速嫌気性反応槽の一つであるUASB反応槽と接触酸化槽を組み合わせた室内実験装置を使用して、都市下水を想定した低濃度有機性廃水を、HRT4.5h、循環比(原水に対する接触酸化処理水の返送流量比)2で連続実験を行い、処理温度の低下に対する有機物、窒素、リン等の処理特性の変化などについて検討を行った。その結果、UASB槽内温度3°C以上(接触酸化槽内温度12°C以上)において、処理水CODcrは、原水300mg/lに対して30mg/l以下(BODでは20mg/l以下)の良好な水質が得られ、CODcr除去率は平均92%以上の高い値を得ることができた。処理水の窒素は、接触酸化処理水中に含まれる亜硝酸および硝酸がUASB反応槽内で脱窒されて、UASB槽内温度7°C以上ではT-N除去率が平均60%以上の値を得たが、槽内温度が63°C(接触酸化槽内温度では1512°C)に低下すると、UASB槽内の脱窒機能の低下、接触酸化槽内の硝化機能の低下が確認された。リンについては、処理水に著しい減少傾向は確認されなかった。また、UASB反応槽内のメタン生成菌(MPB)、硫酸還元菌(SRB)、脱窒菌(NRB)の基質利用関係についても評価した結果、NRBが優先的にCODcrを利用して、残りのCODcrをMPBとSRBが基質競合している(MPBとSRBのCODcr利用比はおよそ1:2)ことが判明した。高速嫌気性反応槽と好気処理槽を組み合わせた下水処理システムは、これまでの標準活性汚泥法と比較して、処理の高速化、稼働エネルギーの省力化、廃棄汚泥の減量化、窒素およびリンの除去が期待できる。そこで本研究では、平成12年度において、人工都市下水を使用して、高速嫌気性反応槽の一つであるUASB反応槽と接触酸化槽を組み合わせた室内実験装置によって連続処理を行い、高速処理特性の評価と高度処理(窒素除去)性能の評価を行った。本研究で使用した室内実験装置において、UASB反応槽は、有効容量を7lとし、長時間煮豆工場廃水で馴致されたグラニュール汚泥を植種した。後段の接触酸化槽は、有効容量を71とし、槽内部には生物付着担体を充填した。原水は、人工都市下水を想定して、200mg/lのショ糖、100mg/lのポリペプトン、100mg/lのNH4Clを使用し、CODcr300mg/l、T-N30mg/lに調整した。実験は、まず、水理学的滞留時間(以下HRTと称す)を16hから2.4hまで段階的に減少させて高速処理性能を評価した。その結果、HRT3hの高速条件下において、原水CODcr200300mg/lに対して、好気処理水CODcrは20mg/l以下(CODcr除去率90%以上)の安定した水質を確認することができた。その後、HRT4.5hの一定条件において、好気処理水の一部をUASB反応槽流入部へ循環させ、窒素の除去性能を評価した結果、原水量と循環量の流量比1:2の場合、処理温度1315°Cにおいて、CODcr除去率90%以上、T-N除去率41.8%の除去性能を確認した。平成13年度においては、本システムの窒素除去性能を、微小電極を使用した生態学的な解析も加えてさらに詳細に検討を進める予定である。
求愛ロボットを駆使した性淘汰の実証研究:シオマネキでの解析

配偶者選択による性淘汰と同性間の性淘汰が、雄の装飾や左右性に与える影響を知るため、左右不相称の性的二型が顕著なシオマネキ(Uca属)を対象とした野外観察・実験、および形態の種間比較を行った。求愛ロボットによる実験は完結できなかったが、社会行動が発達したUca lacteaでは、利き腕が違う雄間闘争は、利き腕が同じ雄どうしよりも長引く傾向があることが見いだされた。これはU. vomerisでの結果とは異なり、大型鋏脚の形態における種間差とともに、左右性の維持機構が単一ではない可能性を示唆する。配偶者選択による性淘汰と、もう1つの性淘汰である同性間淘汰が、雄の装飾や左右性に与える効果を検討するため、左右不相称の性的二型が顕著で、理想的なモデル生物であるシオマネキ(Uca属)を対象とした野外観察、野外実験、および形態の種間比較を行った。まず、(1)雌の配偶者選択が雄の利き腕の頻度に影響するか否かを検討する実験を行うため、求愛ロボットの作製に取りかかった。この際、海外(オーストラリア)での作製に予想以上に時間がかかることが判明したため、国内でも平行してロボットを作製する準備を開始した。また、実験計画の自由度を高めるため、ロボットとともに3DCGを利用することとした。(II)同性間淘汰が雄の利き腕の頻度を説明するかどうか、という点については、熊本のU.lacteaを対象に、利き腕が同じ雄同士、および利き腕が違う雄同士の闘争のパターンや、闘争が決着するまでに要する時間を比較した。その結果、利き腕の違う雄同士の闘争が長く続く傾向があることが明らかになった。さらに、(III)異性間淘汰と同性間淘汰の相対的重要度を推定するため、雄の体サイズ(甲幅)に対する大型鋏脚の長さ、および体湿重に対する大型鋏脚の湿重を測定し、それらを種間で比較した。平成22年度には、沖縄のU.perplexaやU.vocans、タイのU.annulipesについての計測を行い、求愛行動(waving)が複雑なU.perplexaとU.annulipesの大型鋏脚はU.vocansのそれよりも長く、かつ大型個体では軽いという傾向が認められた。配偶者選択による性淘汰と、もう1つの性淘汰である同性間淘汰が、雄の装飾や左右性に与える効果を検討するため、左右不相称の性的二型が顕著で、理想的なモデル生物であるシオマネキ(Uca属)を対象とした野外観察、野外実験、および形態の種間比較を昨年度に引き続いて行った。(1)求愛ロボットは雌の配偶者選択が雄の利き腕の頻度に影響するか否かを検討する実験に使用するためのものであるが、当初予定していた海外(オーストラリア)での作製が難しくなったので、実験計画の自由度を高めるため、ロボットに加えて3DCGの作製を開始した。(2)同性間淘汰が雄の利き腕の頻度を説明するかどうか、という点については、熊本のU.lacteaの雄間闘争の解析を進めた。その結果、利き腕の違う雄同士の闘争はエスカレートしやすく、利き腕が同じ雄同士のそれより長く続くことから、本種においては、同性間淘汰が雄の左右性の維持に関与すると推定された。雄のサイズおよび利き腕を操作した闘争実験も開始したが、結論を示すだけの十分な実験例数には至っていない。(3)異性間淘汰と同性間淘汰の相対的重要度を推定するため、雄の形態の種間比較を継続した。特に、平成23年度には、行動的データが既に蓄積されている沖縄のU.perplexaを主なターゲットとして標本を追加し、解析を進めた。これにより、求愛行動(waving)が複雑なUca perplezaやU.annulipes("Uca lactea complex")の大型鋏脚の甲幅に対する相対長は、wavingのパターンが単純なU.vocansのそれよりも長く、かつ大型個体では軽いという結果がより堅固なものになった。熊本のUca lacteaにおいて、利き腕が同じ雄間と違う雄間の闘争を比較したところ、利き腕が違う場合に長引く傾向が認められた。特に、30分を越えるエスカレートした闘争は、利き腕が違う巣持ちの雄と放浪の雄にのみ見られた。さらに、本種を対象とした観察と実験から、雄は全行動時間の70%を、雌を誘引するシグナルと考えられるbackground waving(BW)に費やし、waving rateはサイズとともに、また放浪雌が増えると増加することが判明した。利き腕の違いがBWに影響するか否かまでは検討できなかったが、自分のdetectabilityを高めて雌を誘引するBWは、放浪雄をも誘引する可能性が高く、雄間闘争にも影響するだろう。次のステップの研究へと繋がる成果と考えられる。

左右性の形態的検討では、日本とタイの種類についてそれぞれ2個体群、オーストラリアの種類については1個体群を対象とした(検討個体数:4551036)。解析の結果、“Uca lactea complex"の3種における左利き個体の割合は49.251.6%、“U. vocans complex"の3種では1.56.4%、変動は後者で有意(G検定;p < 0.0001)であることが明らかになった。日本の2種について鋏長/甲幅、鋏湿重/鋏長を測定したところ、“U. lactea complex"のU. peplexaではそれぞれ平均が1.64と0.016g/mm、“U. vocans complex"のU. vocansでは1.30と0.019g/mmとなり、前者の大型鋏脚は長く、軽い傾向への選択がかかっていると考えられた。以上の成果は、甲殻類学会の2演題において発表するとともに、雄の社会行動に係るコストに関する論文を1報、左右性の維持機構に関する論文を2報、国際誌に公表した。当初予定していたオーストラリアでの求愛ロボットのオーストラリアでの作製が、技術者の体調等の理由から難しくなったため、国内での作製および3DCGを利用した実験の併用に切り替えた。行動観察や、形態の種間比較については、ほぼ予定通りに進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。求愛ロボットや3DCGを使った雄の左右性を操作した野外実験は、本研究課題の目的を達成するために重要なものであるので、その他の観察・実験および形態の種間比較の結果公表を進めながら、3DCG等を使った実験の実現も急ぐ。結果の公表については、投稿中の論文の受理・掲載を目指すとともに、平成24年度には国内外での学会発表を精力的に行う予定である。
哺乳類細胞のDNA修復機構と細胞周期制御の連関

DNA上に損傷が生じると細胞は、G1期やG2期で細胞周期を停止し、損傷の修復が完了するまでS期やM期へは進行しない。このことは、DNA修復と細胞周期制御をつなぐ連関機構が存在することを意味し、これを明らかにすることは重要な意義を有する。本申請者らは、クロマチン構造をとったDNAを鋳型とした無細胞DNA修復系を用いて、すでに、XPC蛋白質及びHHR23Bという新しい修復因子の複合体を同定している。これらの蛋白質は、XPCは、非常に多くのりん酸化を受けうる部位を持つこと、またHHR23Bは、そのN末領域にユビキチンと高い相同性を持つ領域があるから、細胞周期とDNA修復を結ぶ接点の一つになりうると考えられる。本年度は、これらの組み換え蛋白質を作成して解析を行った。バキュロウイルス系を用いて作成した、XPC蛋白質は、強くDNAに結合するというXPC-HHR23B複合体のもつ性質を単独で示した。また、無細胞ヌクレオチド除去修復系において、XP-C群細胞抽出液の修復欠損を相補した。しかし、XP-C群細胞抽出液中に存在する過剰のHHR23Bを除去した修復系においては、XPC蛋白質単独では、弱い相補活性しか見られず、組み換えHHR23Bの添加により修復活性は、著しく促進されたことから、両者が共存することが除去修復に重要であると考えられる。HHR23Bについては、さらに、欠失変異体を作成して解析を進めており、現在までに、N末部分のユビキチン相同領域が、無細胞修復系では、必要でないことを明かにしている。さらに、抗体を用いた解析から、XPC-HHR23Bは、核に局在することを示した。現在、さらに、細胞周期やDNA損傷による局在の変化及び修飾の変化について解析を進めめてる。
産後2週間健診の効果的な実施とハイリスク産婦への保健師の支援に関する研究

本研究では産後2週間健診の実施方法や実施内容を把握し実施効果を明らかにすることで、産後間もない母子が健診を受診しやすい環境を整え、健診の受診促進を図る。また、ハイリスク妊産婦への対応は地域の関係機関の多職種と保健師との協働が重要であることから、産後2週間健診の結果を活用した保健師の支援や多職種との有機的な連携方法を明らかにすることで、地域における母子保健の更なる強化を図ることを目的としている。今年度は主に関連する研究論文の検討、学会、書籍等から情報収集を行った。産後2週間健診の取り組みについての論文は少ない。学会発表がいくつか報告されていることから今後の動向を確認していく必要がある。産婦健康診査事業は平成29年度に開始され、市町村主体で産後2週間健診への取り組みが始まったことからA県内の実施状況を把握した。現在実施している市町村はなく、産後健診は1から2か月時点に実施している自治体があった。各自治体の妊娠期から4か月児健診までの保健師の支援内容や子育て支援について、母子保健部門の保健師にインタビューを行った。母子手帳の交付や乳児全戸訪問事業では、保健師だけでなく助産師が多く関わり、支援を行っていた。また、産後早期には母乳に関する相談が多い現状が把握できたことから、保健師と助産師の協働が重要である。医療機関では産後健診で精神科のフォローが必要となった場合の受け入れ機関が少ないこと等の課題が明らかになった。A県内の妊娠期からの4か月児健診までの母子への支援体制がおおむね把握できた。順調に進行している。産後健診の実施状況から、平成31年度(2019)より産後健診事業が開始される予定の市町を確認することができた。今後、産後健診受診者の状況を調査し、研究を進める予定である。産後2週間健診の実施自治体が少ない為、受診者数が目標に届かない場合は調査期間を延長し対応する予定である。順調に進行している。2018年度に統計ソフトやPC環境を整える予定であったが、研究室の移動等により延期し、2019年度はそれらの購入を予定している。また、調査対象として、新たに子育て世代地域包括支援センターの助産師に対する調査の必要が生じた、2019年度に実施予定である。
根菜類の湿式加熱における物性及び調味の制御とその最適化

根菜類の湿式加熱における調理条件設定を目的とし、軟化の速度定数及び拡散係数を測定した。調味液及びだし汁中でのダイコンの軟化の速度定数を測定した結果、調味料及びだし汁の種類によって軟化速度は異なり、水煮の軟化の速度定数に近いのは醤油及び鰹と昆布の混合だしであった。また、ダイコン中のスクロース及びグルタミン酸ナトリウムの拡散係数を測定し、アレニウスの式で表した。蒸し加熱とゆで加熱の軟化の速度定数を比較したところ、85°Cではゆで加熱が、100°Cでは蒸し加熱がわずかに大きかった。しかし、同じ時間で蒸し加熱またはゆで加熱した試料の硬さを官能評価したところ、両者の評点に有意な差は認められなかった。ダイコン1 cm角を8595°Cの食塩水、醤油水溶液、砂糖水溶液、酢酸緩衝液、脱イオン蒸留水中で加熱し硬さの硬さの経時変化をテクスチュロメータにて測定した。調味液濃度は1及び2 %食塩水溶液,7及び14%醤油水溶液(1 %または2 %食塩水溶液相当,いずれもpHは約4.9)、砂糖水溶液5及び10 %、とした。酢酸緩衝液は醤油水溶液とpHが同等となるようにpH 4.90に調整した。さらに,熱伝導解析及び硬化・軟化解析を組み合わせて各水溶液中で加熱した種々の形状のダイコンの温度及び硬さの変化をシミュレーションした。硬さの測定結果をもとに、軟化の速度定数を求めたところ、2 %食塩水溶液>1 %食塩水溶液>14 %醤油水溶液>脱イオン蒸留水>7 %醤油水溶液≒酢酸緩衝液の順に大きく,食塩は軟化を促進し,酢酸緩衝液はpHの低下により軟化を抑制した。醤油水溶液は濃度により硬さへの影響が異なり,7 %水溶液はpHの影響が大きく軟化を抑制し,14%水溶液はpHは7%水溶液と同程度であるが,食塩濃度が2 %であり,食塩の影響が大きくなるため軟化を促進した。しかし、いずれの場合も食塩水溶液中での加熱に比べてその差はわずかであり、醤油水溶液は食塩とpHの両者の影響により、水煮に近い挙動を示すと考えられた。また、砂糖水溶液中での加熱は硬さに影響を及ぼさなかった。2 cm角の最適加熱時間で各水溶液中で加熱したダイコン3cm角の中心部の硬さの予測より,食塩水溶液は硬さの変化が急激なため2cm角と3cm角は同時に適度とならず,その他の水溶液は同時に適度な範囲となることを確認した。煮物調理のおいしさを決定する上で調味操作は重要であり、一定品質の調理品を得るには調味料成分の拡散過程を予測し、適度に仕上がる条件を設定することが必要である。これまで、根菜類中の調味料成分の拡散係数とそれを用いた拡散過程の予測については食塩について報告している。本研究では、甘味成分のショ糖とうま味成分のグルタミン酸ナトリウム(MSG)の拡散係数の測定を行った。さらに、調味料を単独または混合した調味液中で加熱した際の拡散過程を予測することを目的とした。実験には青首ダイコン中央部を2 cm角に成型して用いた。調味料成分の濃度測定は、食塩はモール法、ショ糖はHPLC、MSGは高速アミノ酸分析計を用いた。2070°Cの0.15 M(5.13%相当)ショ糖水溶液または0.1 M(1.69%相当)MSG水溶液に浸漬した試料中のショ糖およびMSG濃度の経時変化を測定し、三次元拡散方程式に基づくプログラム計算より、各温度における拡散係数を算出し、それらの温度依存性をアレニウスの式で表した。確認実験を行ったところ、得られた拡散係数を用いた予測値は実測値と概ね一致し、測定した拡散係数を用いた濃度変化の予測は可能であることを確認した。次に、単独調味液または混合調味液で試料を加熱した。単独調味液は、食塩水溶液(0.8、1.6%)、ショ糖水溶液(5、10%)、MSG水溶液(0.5、1.0%)、混合調味液は、2種(0.8%食塩、5%ショ糖、0.5%MSG)、(1.6%食塩、10%ショ糖、1.0%MSG)とした。食塩は単独溶液浸漬と混合溶液浸漬試料の間で濃度差はみられなかった。ショ糖及びMSGについては、濃度に有意な差がみられる場合もあったものの、今後さらに検討が必要であると考えられる。H27年度は各調味料成分の測定を主たる目的としており、本年度の研究計画は概ね終了した。根菜類の最適蒸し時間を予測するため、蒸し加熱中の試料内部温度及び硬さの変化をシミュレーショし、中心部を適度な硬さに仕上げるための最適加熱時間を予測した。比較のため、ゆで加熱についても検討した。試料はジャガイモ、ニンジン、ダイコンとした。これまでゆで加熱では、水温変化を試料表面温度とみなし、三次元熱伝導微分方程式に対する差分方程式を用いて試料内部温度の変化が予測可能であることが報告されている。本研究では、同様の手法を用い、蒸し器内温度を試料表面温度とみなして計算を行った。その結果、予測した蒸し加熱中の試料内部の温度変化は実測値とほぼ一致し、蒸し加熱中の根菜類の内部温度変化が予測できることを確認した。

試料を1cm角に成型し、85100°Cで蒸し加熱またはゆで加熱した際の軟化の速度定数を求めた。その結果、軟化の速度定数は85°Cではゆで加熱、100°Cでは蒸し加熱の方がわずかに大きかった。さらに、得られた速度定数を用いて予測した蒸し加熱中の硬さの変化は実測値と概ね一致した。適度な硬さに仕上げるための最適加熱時間は蒸し加熱がゆで加熱に比べて12分短かった。実際に試料を加熱して官能評価したところ、適度な硬さであると評価され、求めた加熱時間の妥当性を確認した。さらに、湿式加熱として加熱時間を統一できるかを検討するため、蒸し加熱とゆで加熱の硬さを平均して軟化の速度定数を求め、硬さの変化を予測した。ここから算出した最適加熱時間で加熱した試料の官能評価をしたところ、蒸し加熱とゆで加熱の硬さの評点に有意な差は認められなかった。一方、色や味はゆで加熱よりも蒸し加熱した試料が濃いと評価された。本研究において、両者の加熱時間は同じとしてもほぼ同程度の硬さに仕上がることを確認した。根菜類の湿式加熱における調理条件設定を目的とし、軟化の速度定数及び拡散係数を測定した。調味液及びだし汁中でのダイコンの軟化の速度定数を測定した結果、調味料及びだし汁の種類によって軟化速度は異なり、水煮の軟化の速度定数に近いのは醤油及び鰹と昆布の混合だしであった。また、ダイコン中のスクロース及びグルタミン酸ナトリウムの拡散係数を測定し、アレニウスの式で表した。蒸し加熱とゆで加熱の軟化の速度定数を比較したところ、85°Cではゆで加熱が、100°Cでは蒸し加熱がわずかに大きかった。しかし、同じ時間で蒸し加熱またはゆで加熱した試料の硬さを官能評価したところ、両者の評点に有意な差は認められなかった。初年度に予定していた実験を終了し、とりまとめているところである。さらに、平成27年度に向けた実験も予備的に着手できたことから、概ね順調に進展していると考える。これまでは湿式加熱として煮物調理に着目してきたが、根菜類の湿式加熱として蒸し加熱も行われることから、次年度は蒸し加熱を中心とした調理条件設定について検討を行う。調理科学平成27年度は根菜類中の調味料の拡散係数及び調味過程のシミュレーションを行う。最初にスクロース及びグルタミン酸ナトリウムの拡散係数を測定する。さらに、調味料を複数用いた液中でのシミュレーション等を行う予定である。また、平成28年度に向けた蒸し加熱中のシミュレーションに関する予備実験にも着手する。
不和合性群Iプラスミドの接合伝達機構の解析

IncI1プラスミドR64の54kbの接合伝達領域は、49個の遺伝子を含む。そのうち24遺伝子が表面接合伝達に必須であり、液内接合伝達にはさらにIV型線毛をコードする12個のpil遺伝子が必要である。IV型線毛の先端に局在するPilVアドヘシンのC末部はシャフロンのDNA多重逆位により7種に変換する。1.R64のプレピリンペプチダーゼをコードするPilU遺伝子の42株の突然変異株を分離し、PilUの構造と機能の関係を明らかにするとともに、PilUがアスパラギン酸ペプチダーゼであることを証明した。2.接合伝達遺伝子群発現の正の調節遺伝子TraCが組換え酵素RciのC末部に作用することにより、シャフロン組換えの頻度を負に調節していることが示唆された。3.シャフロンの組換え配列sfxは、他の組換え系と異なり非対称であることが明らかになっている。一方、シャフロンにより調節される7種PilVアドヘシンの発現は一定ではなく、平衡状態ではPilVA、PilVA'の発現が高い。それぞれ左右アーム配列の異なる2種のsfx配列を両端にもつミニシャフロンでは、Rciの存在下で平衡時に正逆いずれかにずれていることが示された。これはsfx配列の非対称性が、7種PilV発現量の相違の原因になっている可能性を示す。4.R64の接合伝達はNikABタンパクによるoriTへの特異的ニックの導入で開始する。oriT結合タンパクNikAのNMR解析を行った結果、NikAのアミノ末端側51残基の領域が二量体を形成して、リボン-ヘリックス-ヘリックス(RHH)のDNA結合構造を形成していることが明らかとなった。SELEX法によりoriTコア配列中のACGGTA配列がNikA認識配列となることを推定した。1、R64のプレピリンペプチダーゼをコードするpilU遺伝子の42株の突然変異株を分離し、PilUの構造と機能の関係を明らかにするとともに、PilUがアスパラギン酸ペプチダーゼであることを証明した。phoA、lacZとの融合遺伝子の酵素活性を測定した結果、PilUの数回のトランスメンブラン領域を含む複雑な膜トポロジーが示された。2、R64シャフロンのsfx組換え配列は非対称であるが、対称組換え配列を作成すると、C末欠失Rciでも組換えが起きる。この系を用いた実験から、接合伝達遺伝子群発現の正の調節遺伝子TraCがRciのC末部に作用することにより、シャフロン組み換えの頻度を負に調節していることが示唆された。3、シャフロンにより調節される7種PilVアドヘシンの発現は一定ではなく、平衡状態ではPilVA、PilVA'の発現が高い。sfx配列の保存されていない左アーム配列がこの現象の原因になっている可能性が示された。4、R64の接合伝達はNikABタンパクによるoriTへの特異的ニック導入により開始される。oriT結合タンパクNikAのNMR解析を行った結果、NikAのアミノ末端側51残基の領域がリボン-ヘリックス-リボン(RHH)構造を形成していることが明らかとなった。

RHH構造中のβ-sheet部分のアミノ酸置換変異の解析から、21番目のArg残基がDNAの配列特異的認識に関与することが示唆された。IncI1プラスミドR64の54kbの接合伝達領域は、49個の遺伝子を含む。そのうち24遺伝子が表面接合伝達に必須であり、液内接合伝達にはさらにIV型線毛をコードする12個のpil遺伝子群が必要である。IV型線毛の先端に局在するPilVアドヘシンのc末部はシャフロンのDNA多重逆位により7種に変換する。平衡時の7種pilV遺伝子の存在頻度は不均一である。R64シャフロンのsfx組換え配列は非対称である。2種のsfx配列を逆向きに配した人工ミニシャフロンを持つプラスミドを作成し、Rciの存在下での正逆方向へのin vivo逆位過程を調べた。左アームの等しいsfx配列を持つミニシャフロンの場合は、正方向または逆方向から出発した場合も平衡時には正逆等しい頻度のプラスミドが得られた。左右とも異なるsfx配列の場合には、正逆いずれから出発しても、正逆いずれかに偏った平衡に達した。これらの結果は、シャフロンsfxにおける左右アーム配列の相違による組換え速度の違いが、細胞集団中での7種のpilV遺伝子の存在頻度を決定している可能性を示す。R64接合伝達の開始にはNikAタンパクの伝達起点oriTへの結合が必須である。SELEX法により予想されたNikAの認識配列ACGGTAは、NMR解析により明らかになったNikAのN末端領域(NikA1-51)二量体によるリボン-ヘリックス-ヘリックス(RHH)構造によって認識されていると考えられる。この配列を5塩基離して直列に並べたDNAプローブを作成すると、NikA1-51二量体2個分の結合が観察された。完全長NikAでは、そのC末端側領域の相互作用による四量体化が、oriTコア配列中のACGGTA配列を1個しか持たない非対称な17塩基のリピートA配列への結合を可能にしていることが示唆された。
界面活性剤ミセルの形状(球状-棒状)転移の速度論的研究

界面活性剤はcmC以上の濃度でミセル(球状)を形成するが、ある種のものは高濃度または塩添加によりその形状が球状→棒状と転移する。本研究では臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB)ミセルの形状転移について、電導度、音速および圧力ジャンプ緩和測定を行った。電導度による測定では1mM付近に第1cmCに起因する折曲点と、250mM付近に新たな折曲点を見出した。これはCTABミセルの球-棒転移点(第2cmC)である。転移のないCTA-Cl塩溶液ではこのような折曲点は見られない。電導度と濃度との関係から棒状ミセルでは球状に比して対イオン会合が促進されることがわかる。音速測定でもCTA-Clでは濃度とともに単調増加するのに反し、CTABでは250mM付近に折曲点が現れる。これは棒状ミセルで対イオン会合が促進され水和量が減少するため圧縮率が増大することによると思われる。圧力ジャンプ緩和の測定では低濃度域でcmC以上の濃度の溶液中で数msecオーダーの緩和が観測された。これは緩和時間の逆数(【τ^(-1)】)に正の濃度依存性があることから、モノマー【→!←】ミセル(球状)の平衡に起因するとした。さらに高濃度になると一旦緩和は消失するが第2cmC付近で再び100msecオーダーの時間域に現れる。この緩和は塩添加下での第2cmC以上でも出ること、同じように球状-棒状転移をするドデシルアンモニウムクロリド溶液中でも見られること、しかしDTA-Cl溶液中では現われないこと、等々の結果からCTABミセルの球状-棒状転移は数100msecの時間域で起っていると結論した。【τ^(-1)】の濃度依存性のデータを詳しく検討することにより転移機構の解明を行っている。
進行膵癌に対する免疫化学療法の選択基準

進行膵癌に対して、WT1を標的とした免疫療法の有効性を明らかにするため、多施設共同ランダム化第II相試験を実施し、免疫誘導の有無と治療効果との関連を検討した。進行膵癌においてWT1ペプチドワクチンによるWT1特異的免疫反応の誘導が、無増悪生存期間(PFS)の改善に優位に寄与していることが示された。さらに、膵癌は全例WT1の発現を認めた。特に、細胞質におけるWT1の低発現群は、中高発現群と比較し、有意差に全生存期間(OS)と無病生存期間(DFS)が延長していた。進行膵癌に対してWT1を標的とした免疫治療法(WT1ペプチドワクチンとWT1樹状細胞ワクチン)と化学療法の併用の開発が期待される。進行膵臓癌における免疫応答について検討するため、進行膵臓癌に対して実施してきた「WT1ヘルパー/キラーペプチドパルス樹状細胞併用化学療法」の臨床試験サンプルを用いた免疫モニタリングを実施した。その結果、下記の事が明らかになった。(1)本治療で、腫瘍サイズが縮小した例は認められなかったが、長期生存を認めた例は、治療早期より血漿中のIL-6とIL-8は低下した。更に、IL-6とIL-8の低下は治療中長期に及び低下が認められた。したがって、血漿中のIL-6とIL-8は生命予後のバイオマーカーとなる可能性が示唆された。(2)血漿中のPDL1は本治療により低下が認められたが、生命予後との有意な相関は認められなかった。したがって、進行膵臓癌の免疫抑制を解除することが重要であると考えられた。また、膵臓癌局所と末梢血中の免疫担当細胞と生命予後の関係について検討した。その結果、膵臓癌局所のCD163陽性マクロファージとCD66b陽性好中球の増加は生命予後と相関していた。更に、末梢血中の好中球/リンパ球比(NLR)と膵臓癌局所のCD163陽性マクロファージ及びCD66b陽性好中球の増加は相関していた。したがって、癌局所の免疫反応を改善するような治療法の開発が、重要であると示唆された。膵臓癌局所及び末梢血中の免疫担当細胞と治療効果の有無について検討し、新規性のある結果が得られた。進行膵臓癌に、「MHC class Iとclass IIのWT1ペプチドをパルスした樹状細胞と化学療法の併用療法」を7例に実施ししてきた。その結果、WT1ペプチドに対して遅延型皮内反応が認められた3例は、有意に長期生存を認めた(Clin Cancer Res 2014)。治療効果のバイオマーカーを探索する目的で、患者サンプルを用いて血漿中の炎症性マーカー(matrix metalloproteinase 9 (MMP-9)、myeloperoxidase (MPO)、arginase 1 (ARG1)、TGF-β)をELISA法にて測定した。その結果、1年以上のoverall survival(OS)が得られた3例は有意にMMP-9が低値を維持していた。しかし、MPO、ARG1、TGF-βは生命予後との相関は認められなかった。更に、R0の手術を受けた膵臓癌に対して、WT1モノクローナル抗体(6F-H2)を用いて、WT1の発現を免疫組織学的に検討した。WT1免疫染色に関しては新規染色方法を開発した。膵臓癌65例全症例で細胞核及び細胞質にWT1の発現を認めることが出来た。更に、術後生命予後の判明している50例の膵臓癌に関して検討すると、癌細胞質におけるWT1蛋白の低発現群(n=19)は、中等度(n=23)高度発現群(n=8)と比較し、有意差にOSとdisease-free survival(DFS)が延長していた。また、これまでに報告されている他の予後関連因子との多変量解析においても、癌細胞質におけるWT1蛋白の発現強度の増強とOS/DFSの悪化との間に、有意な関連性が示された。したがって、膵臓癌の細胞質におけるWT1蛋白の中高発現は、術後の再発および生命予後関連バイオマーカーとなり得る可能性が示唆された。WT1の発現を評価する目的で、免疫組織学的方法を確立することが出来たが、新規臨床試験の準備に時間を要している。WT1を標的とした免疫療法とゲムシタビン(GEM)を併用した第I相臨床試験を実施してきた結果、WT1特異的免疫反応(WT1-DTH)が誘導できた症例は、全生存期間(OS)が有意に延長していた。従って、進行膵癌に対して、WT1を標的とした免疫療法の有効性を明らかにするため、多施設共同ランダム化第II相試験を実施し、免疫誘導の有無と治療効果との関連を検討した。進行を対象とし、GEM併用WT1ペプチドワクチン(GEM/WT1)群とGEM単独群へ1:1にランダム割付した。進行膵癌85例が最終的に解析可能であった。1年OS%は、GEM/WT1群35.7%、GEM群20.9%であった。無増悪生存期間(PFS)は、GEM/WT1群157日、GEM群100日であった。GEM/WT1群の50%で治療後にWT1-DTH陽性化を認めた。転移膵癌でGEM/WT1群DTH(+)、GEM/WT1群DTH(-)、GEM群の、1年OS%は40.0%、20.0%、13.3%、PFS中央値は198日、87日、100日であった。

GEM/WT1群のDTH(+)例で末梢血中のWT1-CTLが治療後に顕著に増加した。したがって、進行膵癌においてWT1ペプチドワクチンによるWT1特異的免疫反応の誘導が、治療効果の改善に寄与している可能性が示唆された。膵癌に対してWT1樹状細胞ワクチンの新規臨床試験を実施する上で、膵癌細胞におけるWT1の発現の有無と臨床的意味を検討する必要性がある。免疫組織化学的な方法を新たに確立することにより、検討した膵癌手術50症例全例において、膵癌細胞の細胞核および細胞質にWT1の発現を認めた。膵臓癌の細胞質におけるWT1の低発現群は、中高発現群と比較し、有意差にOSと無病生存期間(DFS)が延長していた。したがって、WT1を標的とした治療法を開発が期待される。進行膵癌に対して、WT1を標的とした免疫療法の有効性を明らかにするため、多施設共同ランダム化第II相試験を実施し、免疫誘導の有無と治療効果との関連を検討した。進行膵癌においてWT1ペプチドワクチンによるWT1特異的免疫反応の誘導が、無増悪生存期間(PFS)の改善に優位に寄与していることが示された。さらに、膵癌は全例WT1の発現を認めた。特に、細胞質におけるWT1の低発現群は、中高発現群と比較し、有意差に全生存期間(OS)と無病生存期間(DFS)が延長していた。進行膵癌に対してWT1を標的とした免疫治療法(WT1ペプチドワクチンとWT1樹状細胞ワクチン)と化学療法の併用の開発が期待される。今後、腫瘍抗原や腫瘍局所の免疫抑制細胞の役割を詳細に検討し、膵臓癌局所をどのような免疫状態することが、進行膵臓癌の生命予後を改善することに寄与できるか検討を重ねる。その結果を踏まえ、新臨床試験を実施する。1.WT1を標的とした免疫化学療法の治療効果評価方法の確立2.新規腫瘍抗原ペプチドの開発3.膵臓癌に対して、WT1を標的とした免疫化学療法の臨床試験(または先進医療)の実施がんワクチン1年目は、進行膵臓癌に対して実施してきたWT1ヘルパー・キラーペプチドパルス樹状細胞療法の免疫モニタリングを実施した。この免疫モニタリングの結果を踏まえて、2年目後半から新規臨床試験の実施を行う。したがって、1年目よりも2年目以降に使用額が増えるため、次年度使用額が増加することが予想される。したがって、申請時と比較し2年目の使用額が増加した。次年度に、臨床試験を実施する計画をしているため、樹状細胞培養のサイトカイン(GM-CSF、IL-4、PGE2、OK-432)および培養液(AIM-V)、ペプチドなどの高価な消耗品を購入するため。2年目に、免疫を誘導するために、より効果的な樹状細胞の作製を試みる。それに必要な消耗品(GM-CSF、IL-4、OK-432、PGE2、Zometa、alphaGalCel、腫瘍抗原ペプチドなど)を中心に購入する。また、樹状細胞の評価のために必要なELISAやFACS用の抗体なども購入する。進行膵臓癌に対して、標準抗癌剤併用WT1ペプチドパルス樹状細胞療法の臨床試験を通して、免疫モニタリングを実施する。
ガラス状および溶融状けい酸塩の粘度,密度および構造の研究

地殻形成の主要成分であるけい酸塩などメルト、およびガラス状態における粘度、密度などの物性と構造の相関を系統的に研究することを主目的として、本年度は、比較的少量の試料に対しても精度よく単色X線を照射可能なS湾曲結晶モノクロメータの製作ならびに蛍光X線除去用検出システムの定電圧発生装置の付加による既設構造解析装置の性能向上を計った。本年度はとくに、X線回析実験により得られる動径分布関数から精度よく最隣接近傍の原子相関の配位数を求めるため、pair function法を導入し、従来の方法では不可能であったFourier変換の打ち切り効果に伴うリップルと各原子ペアから生ずる周期性リップルを区別して配位数を正確に算出する処理方法を確立した。ついで、この処理方法を用い、基本系であるシリカ、メタけい酸塩組成のカルシアおよびマグネシアけい酸塩融体の構造解析を実施し、基本構造単位であるSi【O_4】四面体の存在を確認し、さらに【Mg^(2+)】および【Ca^(2+)】イオの酸素配位数がそれぞれ4および6であることを明らかにした。けい酸塩と類似の構造をもつとされているりん酸塩ガラスで、【Mg^(2+)】や【Zn^(2+)】を含む場合に密度や屈析率などの物性に他の酸化物を含む場合とは異った振舞いが知られており、これらのイオンの酸素配位数が結晶化学的に予想される6ではなく4であるためといわれている。しかし構造解析的結論は得られていないので、MgOおよびCaOを含むりん酸塩およびけい酸塩ガラスについて系統的な構造解析を試みた。その結果、【Mg^(2+)】イオンの酸素配位数はりん酸塩、けい酸塩の双方において4であるが、【Ca^(2+)】イオンのそれはりん酸塩で5、けい酸塩中で6であることが判明した。他方、メルトの粘度および密度に関しては、今年度、感度1mgの上皿式電子天科を既存の粘度計と組合せて設置し、同一メルトについて粘度と密度を支互に測定できるよう装置を改良した。
膵ランゲルハンス島B細胞の再生能および再生促進因子に関する研究

1.90%膵切除を行ったラットにポリ(ADP-リボ-ス)合成酵素阻害剤である3-3アミノベンザマイド(AB)を0.1g/kg連日腹腔内投与し、糖尿病発症の抑制効果とその機構を検討した。生食のみを投与したラットは術後90日目に82%に糖尿病が発症したのに対し、ABを投与したラットではその発症率が27%と低下した。ABを投与したラットでは残存率のラ氏島は著明に肥大し、B細胞の体積は3.5倍にまで増生していた。3Hチミジンのオ-トラジオグラフィ-ではB細胞の標識指数はAB投与による影響を受けず、術後3、5日目に3%前後の高値を示し以後徐々に低下した。以上よりABは膵切除後に増生したB細胞の機能を保持することにより膵大量切除後の糖尿病発症を抑制するものと考えられた。2.90%膵切除ラットに対しポリ(AD-リボ-ス)合成酵素阻害剤である3-アミノベンザマイド(AB)を0.1g/kg連日腹腔内投与しB細胞再生効果についてオ-トラジオグラフィ-およびstathmokinetic studyにより検討した。生食のみを投与したラットでは術後30日目のラ島は高度に萎縮し、細胞減少を認めたが、ABを投与したラットではラ島は肥大し、B細胞の過形成を認めた。オ-トラジオグラフィ-およびstathmokinetic studyの結果、ABを投与した群でB細胞のlabelingindexおよびmitotic indexの増加を認めた。以上より、ポリ(ADP-リボ-ス)合成酵素阻害剤は、大量切除後の残存B細胞に対して増殖促進効果があると考えられた。膵大量切除(90%)ラットにポリ(ADP-リボース)合成酵素阻害剤である3-アミノベンズアミド(3-AB)を投与し、残存B細胞のDNA合成能、細胞分裂能【^3H】-thymidineによるautoradiography,Bromodeoxyuridine投与による標識数(LI)、およびviniristine投与によるMitotic Index(MI)から検討した。3-AB投与群では生食のみを投与したControl群にくらべ3日、5日目のDNA合成能(LI)が有意に高い値を示した。(B細胞)。さらにB細胞のMIも術後1ケ月後まで高値を維持し、Control群にくらべ有意差をみとめ上昇した。しかし、A・D・PP細胞ではDNA合成に対し3-ABは全く影響を及ぼさなかった。また術後1ケ月目の残存膵ランゲルハンス氏島B細胞の体績は、3-AB投与群では5.484±1.899【mm^3】であったのに対し、Control群では1.579±0.375、無処置群では1.172±0.371【mm^3】と有意に低値を示した。糖尿病発症率(1日1g以上の尿糖排出ラット)は、AB投与例では35%であったのに対し、Control群では100%と有意にAB投与群では糖尿病発症が抑制された。以上より3-ABは膵大量切除後の残存膵B-細胞のDNA合成を特異的に促進させ、その結果B細胞の再生による過形成が出現し、糖尿病発症が抑制されるものと考えられた。また3-ABは残存膵ラ島B細胞のNAD量を保存させ、B細胞の機能も維持させるものと思われた。一方、control群ではB細胞本来の有する再生能の低さのため十分な修復再生が起こらないため糖尿病へ移行するものと考えられた。したがって3-アミノベンズアミドは全く新しい糖尿病治療剤になる可能性が示された。ポリ(ADP-リボース)合成酵素阻害剤であるアミノベンズアミドを90%膵切除ラットおよび犬に投与し,その糖尿病発症抑制効果を検討した.

ラットでは膵切除37日後に本剤投与群では有意にB細胞のDNA合成か亢進し,増殖能が上昇した. 1ヶ月, 2ヶ月, 3ヶ月後の血糖値は本剤投与群で有意に糖尿病発症率が低下した.残存膵B細胞体積も本剤投与群では非投与群にくらべ約5倍に増大しており,本剤が残存B細胞に対し,特異的な再生促進効果を発揮したものと考えられた.本剤による腫瘍,特にランゲルハンス島腫瘍の発生を,投与後1年間観察したが,インスリノーマの発生をみとめなかった.雑種成犬を用い90%膵切除を行なった後,ポリ(ADP-リボース)合成酵素阻害剤であるニコチナマイドを投与した.投与3ヶ月後のIV-GTTでK値, Insulinogenic Indexは非投与群と比較すると投与群では有意に良好であった.残存膵のB細胞体積もラットと同様,非投与群にくらべ,投与群では有意に増量しており,犬においてもニコチナマイドがB細胞の機能保持と再生に関与したものと考えられる.以上よりポリ(ADP-リボース)合成酵素阻害剤はラット,犬における膵大量切除後発症する糖尿病を抑制することが明らかとなった.さらに本剤による糖尿病発症阻止機構はB細胞に対する特異的再生促進効果とB細胞の機能保持からB細胞の変性崩壊を抑制するためと考えられた.ポリ(ADP-リボース)合成酵素阻害剤による膵大量切除後のB細胞再生効果をイヌを用いて確認し、臨床応用へのステップとすることを目的とした。方法は、ポリ(ADP-リボース)合成酵素阻害剤であるニコチン酸アミド0.3g/kg/日を雑種犬に5日間静注した後70%以上の膵切除を行い、さらに術後も連日0.3g/kg/日のニコチン酸アミドを投与した。また、ニコチン酸アミドのかわりに生食を投与した群を作製した。切除後1ケ月目にiv-GTTを施行、point-counting法により残存膵B細胞の体積比率の算出および残存膵内ins ulin含量の定量を行った。また、膵切除後5日目にオンコビン0.05mg/k g/×4を静注し、B細胞のmitotic indexの算出を行った。(stathmokinetic study)また、stathmokinetic studyによる膵切除後5日目のB細胞mitotic indexは生食群0.24%、NA群1.22%とNA群が有意に高率であった。以上よりポリ(ADP-リボース)合成酵素阻害剤は膵切除後のB細胞再生を促し、耐糖能の改善をもたらすと考えられ、ポリ(ADP-リボース)合成酵素阻害剤の臨床応用への可能性が示された。
マルチ破壊モードを有する高経年配管システムの耐震安全裕度の評価手法に関する研究

近年、環境問題・省資源に対しての関心は高まっているが、エネルギ需要に関してはこの動きと相反するように増加傾向にある。中でも原子力発電は石油代替エネルギの中核として位置づけられると共に電力供給の主役として果たす役割は増大していくと予想され、発電プラントの長寿命化は避けられない状況となっている。発電プラントにおける主要機器の一つである配管系は、高エネルギ流体を媒体としており、破壊が生じた場合にシステム全体に波及する被害が甚大であると予想されることから、高経年化による欠陥を想定した場合においても十分な安全性が確保されなければならない。加えて、日本は地震多発国であるため耐震安全性には大きな安全裕度が取られている。しかし、配管における高経年部が耐震裕度に及ぼす影響は十分明らかにされているとは言えない。配管の経年変化により生ずる欠陥としてき裂、減肉が挙げられる。独立行政法人防災科学技術研究所の試験研究プロジェクト「機器・配管系の経年変化に伴う耐震安全裕度評価手法の研究」実施委員会では、これら2つの欠陥が配管系にどのような影響を及ぼすか把握する事を目的として、欠陥を有する直管の繰返し4点曲げ試験と、エルボ部に欠陥を配置した立体配管系加振試験を実施している。本研究ではこの実験で行われた膨大な実験データをもとに、有限要素法による動解析と静解析を組み合わせ,欠陥を有する配管における低サイクル疲労強度の把握を目的とした.配管系の動解析モデルを作成し,動的挙動を再現すると共に,局所的減肉部を有する直管の繰り返し4点曲げ試験,エルボ管の面内曲げ試験,面外曲げ試験,立体配管系試験に対する弾塑性解析を行いマルチ破壊モードの解明に取り組んだ.試験にて確認されたラチェット現象および断面扁平化などの破壊現象を解析により再現することができた.また,得られた破壊予測は実験結果と一致する傾向が認められた.近年、環境問題・省資源に対しての関心は高まっているが、エネルギ需要に関してはこの動きと相反するように増加傾向にある。本研究ではこの実験で行われた膨大な実験データをもとに、有限要素法による動解析と静解析を組み合わせ,欠陥を有する配管における低サイクル疲労強度の把握を目的とした.配管系の動解析モデルを作成し,動的挙動を再現すると共に,局所的減肉部を有する直管の繰り返し4点曲げ試験,エルボ管の面内曲げ試験,面外曲げ試験,立体配管系試験に対する弾塑性解析を行いマルチ破壊モードの解明に取り組んだ.試験にて確認されたラチェット現象および断面扁平化などの破壊現象を解析により再現することができた.また,得られた破壊予測は実験結果と一致する傾向が認められた.本研究では,最終的に地振動を受ける経年劣化配管の動的挙動および破損形態を解析手法および実験的手法を用いて明らかにし,複数経年劣化構造を有する配管システムの耐震性を合理的に評価する手法を確立することを目的としている.本年度は,主に劣化機構のメカニズム解明および解析手法の確立を目標として以下の成果を得た.1.疲労き裂,減肉等劣化構造を有する配管の破壊形態,負荷限界,発生条件について解析ソフトウェアABAQUSを用いて弾塑性解析を行った.塑性変形による劣化を損傷力学に基づく低サイクル疲労評価により評価することで,地震に対する裕度を予測した.また,各種任意形状のき裂を効率よく解析することが可能であるき裂進展評価システム(SCAN)を用いて,疲労き裂進展挙動を明らかにすると共に余寿命評価を行った.得られた解析結果と,要素試験の結果を比較することにより,劣化機構のメカニズムを体系的に整理した.2.申請者らにより開発された応答局面法に基づく統計的設計支援システムを用いて,配管系の動的応答に対する経年劣化部の局所的な塑性変形の影響を近似的に評価できる推定式の作成を試みた.動的解析と静的非弾性挙動を切り分けて応答局面法で評価することによりある程度近似的な評価が可能であることを確認した.3.劣化部配管の簡易モデルを用いて,配管系の弾塑性応答予測法の確立を行った.塑性変形を考慮した要素を用いた配管系のモード解析と振動応答解析により,配管系の有効質量,固有振動数,減衰比と地震応答との関係を明らかにした.また,解析した結果と要素試験結果は定性的に挙動が一致しており,基礎的な解析手法を確立することができた.

本研究では下記3つのキー技術の確立を目指して最終的に地振動を受ける経年劣化配管の動的挙動および破損形態を解析手法および実験的手法を用いて明らかにし,複数経年劣化構造を有する配管システムの耐震性を合理的に評価する手法を確立することを目的としている.本研究のキー技術と特色としては,(i)任意形状の減肉構造を有する配管要素の非線形劣化メカニズムの解明,(ii)劣化構造を含む経年配管系における弾塑性応答特性の評価手法の確立,(iii)(i)および(ii)を統合した簡易耐震裕度評価手法の提案,に大別することが出来る.本研究で得られた成果は以下のようにまとめることが出来る.1.劣化構造を有する配管構造の破壊メカニズムについて,特にエルボなどの配管系継手要素の寿命評価精度を向上するため,非線形有限要素法解析における構成式や評価手法の改善を図った.これにより,各種配管要素の破壊プロセスを定量的に評価する手法を確立させることが出来た.2.3次元配管系の振動応答評価の妥当性について,弾塑性振動応答を考慮した配管系のシミュレーションを行い動的挙動について実験結果との比較を行った.解析によって得られた弾塑性応答挙動は実験結果と良い一致を示しており,動的挙動を精度よく解析する手法を確立することが出来た.3.以上の動解析および非線形崩壊シミュレーションを統合した経年劣化配管系の耐震裕度評価手法を確立させると共に,配管系の設計手法に関する検討を行った.従来の冗長な裕度設計に比べて,非線形の動的・静的挙動を考慮することによって,より定量性の高い設計基準を提案することができた.
生体高分子を標的としたテラヘルツ波照射による細胞機能制御

周波数が光と電波の中間領域に位置するテラヘルツ(THz)波は、可視光と比較して光子エネルギーが1000倍低く、高強度でも照射対象の破壊や変性を誘起しない特徴がある。また、THz波の周波数は分子間振動や格子振動に相当するため、高強度THz波による励起により高分子構造の変換を誘起できると考えられる。本研究では、THz波照射による生体内の高分子操作の可能性を探索する。さらにTHz波の周波数帯特性を活かし、生体高分子を標的とした細胞機能制御技術としてTHz波の応用を目指す。