hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河口・沿岸水圏の水質環境モデリングに関する基礎的研究

本研究の目的は,流れと物質輸送が塩分濃度差や水温差による密度傾度に強く影響される河口・沿岸水圏に対する一般的(汎用的)で信頼性(再現性および安定性)の高い動力学的水質環境予測モデルを体系的に開発することにある.具体的には,当該水圏を一次元強混合型,鉛直二次元成層型,三次元成層型(平面二次元強混合型を含む)に類型・特化して,それぞれの流れ形態について密度可変場の非定常分布系の流れ(運動量および質量保存)と水質(保存系および非保存系)の連成系モデルを導出することを目的としている.本研究を通じて得られた成果は次のとおりである.1.各水圏類型に対する可変密度場(特殊な場合として不変密度場が含まれる)の流れ解析モデルとして,汎用性の高い有限要素モデルを創築し、解の安定性,理論解等との比較による解の再現性,解析の効率性を検証した.2.一次元型および三次元型の水圏類型について、水質指標の輸送方程式(移流・分散方程式)を基礎として有限要素法による水質解析モデルを創築し,これらと流れ解析モデルとを連成させてボックスモデルに代わるより精緻な水質予測モデルを導出した.3.鉛直二次元問題では,その流れ解析モデルが河口部におけるプランクトンの鉛直運動と滞留・集積状況を推定するのに利用でき,赤潮の発生機構の解明にとって有用となることを示した.4.水質環境モデルの発展形としての生態系モデル,河川水質の制御(管理)モデルについて,原初的なモデルを創案し,それらの基本特性を調べた.今後の課題として,モデルの再現性に関するさらなる検討と,不確定パラメータの推定および同定方法についての考究が必要である.本研究の目的は,流れと物質輸送が塩分濃度差や水温差による密度傾度に強く影響される河口・沿岸水圏に対する一般的(汎用的)で信頼性(再現性および安定性)の高い動力学的水質環境予測モデルを体系的に開発することにある.具体的には,当該水圏を一次元強混合型,鉛直二次元成層型,三次元成層型(平面二次元強混合型を含む)に類型・特化して,それぞれの流れ形態について密度可変場の非定常分布系の流れ(運動量および質量保存)と水質(保存系および非保存系)の連成系モデルを導出することを目的としている.本研究を通じて得られた成果は次のとおりである.1.各水圏類型に対する可変密度場(特殊な場合として不変密度場が含まれる)の流れ解析モデルとして,汎用性の高い有限要素モデルを創築し、解の安定性,理論解等との比較による解の再現性,解析の効率性を検証した.2.一次元型および三次元型の水圏類型について、水質指標の輸送方程式(移流・分散方程式)を基礎として有限要素法による水質解析モデルを創築し,これらと流れ解析モデルとを連成させてボックスモデルに代わるより精緻な水質予測モデルを導出した.3.鉛直二次元問題では,その流れ解析モデルが河口部におけるプランクトンの鉛直運動と滞留・集積状況を推定するのに利用でき,赤潮の発生機構の解明にとって有用となることを示した.4.水質環境モデルの発展形としての生態系モデル,河川水質の制御(管理)モデルについて,原初的なモデルを創案し,それらの基本特性を調べた.今後の課題として,モデルの再現性に関するさらなる検討と,不確定パラメータの推定および同定方法についての考究が必要である.本研究の目的は,流れと物質輸送が塩分濃度差や水温差による密度傾度に強く影響される河口・沿岸水圏に対する一般的(汎用的)で信頼性(再現性および安定性)の高い動力学的水質環境予測モデルを体系的に開発することにある.具体的には,当該水圏を一次元強混合型,平面二次元強混合型,鉛直二次元成層型,三次元成層型に類型・特化して,それぞれの流れ形態について非定常分布系の流れ(運動量および質量保存)と水質(保存系および非保存系)の連成系モデルを導出することを目的としている.本年度は,目的の前半部分に当たる流れ系(密度に依存しない流れも含む)解析に焦点を絞り,有限要素法を基本手法として各流れ形態ごとに固有のモデルを構築して,それらの数値解析上の基本性状を調べることと解の再現性(精度)を検証することに力点を置き研究を進めてきた.一次元強混合型問題に対しては,河口デルタの複雑な河川網や水路網の非定常流解析に容易に適用でき,数値的に安定で数カ月,数年に及ぶ長期間解析が可能な陰形式モデルを創出した.成層型問題のうち平面二次元と三次元問題については,水深方向に多項式近似を行った三次元モデルがあれば,三次元問題はもちろんのこと多項式の近似次数をゼロ次(直線近似)にすれば二次元問題も扱えることから,チビシェフの多項式を用いた三次元モデルを開発した.このモデルが示す密度が一定の場における流れ解析の精度を理論解との比較で,また水温による密度変動場における鉛直水温分布の再現性を実測値との比較で検証したところ,モデルは十分満足のいく精度で実現象を再現するものであることが明かとなった.鉛直二次元問題については,水深方向に線形の線要素を用いる新しいモデルを開発し,塩分変化を伴う実問題への適用により精度的検討を行ったところ,これについても十分満足のいく結果が得られた.本研究の目的は,流れと物質輸送が塩分濃度差や水温差による密度傾度に強く影響される河口・沿岸水圏に対する一般的(汎用的)で信頼性(再現性および安定性)の高い動力学的水質環境予測モデルを体系的に開発することにある.

具体的には,当該水圏を一次元強混合型,平面二次元強混合型,鉛直二次元成層型,三次元成層型に類型・特化して,それぞれの流れ形態について非定常分布系の流れ(運動量および質量保存)と水質(保存系および非保存系)の連成系モデルを導出することを目的としている.昨年度においては,目的の前半部分に当たる流れ系(密度に依存しない流れも含む)解析に焦点を絞り,有限要素法を基礎手法として各流れ形態ごとに固有のモデルを構築して,それらの数値解析上の基本性状を調べることと解の再現性(精度)を検証することに力点を置き研究を進めてきた.本年度は,その成果を踏まえて,流れと水質の連成系モデルについて研究展開を行い,これまでに予備的,試験的に作り上げてきた各水圏類型に対する水質予測モデルを一般的で信頼性のあるモデルに改良することを試みた.一次元強混合型流れ系については,BODおよびDOの水質因子を対象とするデルタ河川網の水質予測モデルを完成させたが,具体的な実測データ等が入手できなかった関係上,モデルの再現性に関する検討はできていない.平面二次元強混合型,鉛直二次元成層型,三次元成層型についても,汎用的でかつ安定なモデルを完成させることができたが,一次元の場合と同様の理由から,実現象との比較によるモデルの検証はできなかった.今後は,これら各種モデルの精度的検討を中心として研究を継続していく予定である.
全国漢籍データベースの実現に向けて

日本の全国図書目録データベースとしては、現在、国立情報学研究所の運用するNACSIS-CATがある。一方いわゆる「漢籍」は中国の学術のトータルな伝統をふまえて今日まで存在しているものであり、分類や書誌事項に独自の取り扱いが求められる。日本で広く行われている冊子体漢籍目録の多くが、これまで伝統的な四部分類を採用して編纂されてきたのには理由があるのである。こういった漢籍目録編纂の歴史をふまえ、それらを基礎として、今後全国漢籍データベースを構築する際にも、この伝統を保存していくことが重要かつ効率的であろう。本研究の目的は、我が国で学術的に適正な全国的規模の漢籍データベースを構築するためには、組織的および技術的にどのような問題点が存在するか、またその問題点を克服して漢籍データベースを実現するためにはどのような方法がもつとも効率的であるかを探ることであった。そのために、研究組織では何度かの会合を行って、(1)データベースのフォーマット及び設計の検討を行い、暫定的な試行版を作成した。また(2)全国の約600の公私図書館に対してアンケート調査を行い、漢籍の整理状況とデータベース化への意見を求めた。さらに(3)情報学研究所、東京大学東洋文化研究所附属東洋学情報研究センター、京都大学人文科学研究所附属漢字情報研究センターを幹事機関とし、全国漢籍データベース協議会を発足させた(事務局は漢字情報研究センター)。本研究の枠内で行った基礎的な調査研究は、今後、全国漢籍データベースが具体的に構築され発展していく上で、記念碑的な第一歩となるであろう。
ウイルスへの直接結合によらない牛乳ラクトフォリンの示す感染阻害メカニズムの解明

ロタウイルスは乳幼児下痢症の主因である。これまでの研究から、牛乳に含まれるロタウイルス感染阻害成分としてラクトフォリン(lactophorin, LP)を見いだした。本研究より、LPは、ウイルスとの接触する機会をもたなくとも、宿主細胞に対して何らかの相互作用をおよぼし、ロタウイルス構成タンパク質の合成およびアセンブリを阻害していることが明らかとなった。乳幼児の免疫系は未熟なことからワクチンを補填する予防法の開発も重視されている。これまでの研究から、牛乳に含まれるロタウイルス感染阻害成分としてラクトフォリン(lactophroin, LP)を見いだした。その阻害様式は、LPとウイルスの直接結合によるものではなく、LPが宿主細胞に対して何らかの相互作用をすることによって生じる感染阻害であることが示唆されている。LPの示すユニークなロタウイルス複製阻害機構の解明をめざして、本研究ではLPがウイルス複製後期に与える影響について検討した。定法に従い牛乳からプロテオースペプトンを調製後、尿素存在下でのヘパリンアフィニティークロマトグラフィーに供してLPを精製した。35S-Met/Cysを用いてヒトロタウイルス感染細胞内で合成されるタンパク質を経時的に追跡した。LP(50 μM)を添加し1時間作用させた細胞を十分に洗浄した後にウイルス感染させると、LPの事前添加が無い場合と比較して、ウイルスタンパク質の合成が著しく抑制することを見いだした。さらに、ウイルス感染前のLP添加は、毒素領域をコードするウイルスゲノムNSP4の発現量も大幅に減少させた。LP添加1時間後(すなわちウイルス感染直前)のLPの細胞局在性について免疫染色法を用いて検討したところ、LPは核周辺に凝集したかたちで観察された。本研究により、細胞に添加されたLPは1時間の処理の間に細胞内に取り込まれることが明らかとなった。またウイルス複製過程に対しては翻訳およびアセンブリの抑制、一部のウイルスゲノムの転写抑制が認められた。今後は、LPの細胞内局在に関する詳細な解析、ウイルス複製前期(ウイルスの接着、侵入、脱殻、および全ウイルスゲノムの転写)に与えるLPの影響を検討する必要がある。申請者らはこれまでに、牛乳の加熱耐性タンパク質の一つであるラクトフォリン(18 kDa lactophorin, LP18)が、乳幼児下痢症の主因であるヒトロタウイルス感染に対し、極めて強力な阻害活性を示すことを見出した。興味深いことに、その阻害は、LP18とウイルスの直接的な結合による阻害ではなく、LP18と宿主細胞側のレセプター様分子との相互作用による阻害であることが示唆されている。申請者らは、LP18の示すユニークな感染阻害メカニズムの解明を目指し、本研究では、少なくとも4つで構成されるLP18分子種の特徴付けを目標に掲げた。定法に従い、牛乳からプロテオースペプトンを調製後、尿素存在下のヘパリンアフィニティークロマトグラフィーに供することでLP18を精製した。35S-Met/Cysを用いてヒトロタウイルス感染細胞内でのウイルスタンパク質合成の経時的追跡とその合成に与えるLP18の影響について検討した。本来なら、感染細胞内では、感染7時間後を境にウイルスタンパク質の合成が盛んになるのであるが、感染前の細胞にLP18を添加することでウイルスタンパク質の合成を抑制することを見出した。また免疫染色法を用いてLP18の細胞局在性について検討したところ、4°Cと37°Cの条件下においてLP18の染色像が異なっていたことから、LP18は宿主細胞内に取り込まれることが示唆された。このLP18の取り込みは、LP18分子構造内の77位N型糖鎖を除去すると見られなくなる。以上の結果から、LP18は、N型糖鎖を介して宿主細胞内に取り込まれることでウイルスの複製およびアセンブリを抑制する可能性が指摘された。LP18の分子種の単離は、二次元電気泳動後のゲルからタンパク質溶出することで分取しており、今後、活性を検討する。O型糖鎖の分析も継続して実施中である。当初の研究計画(LP18分子種の特徴付け)に照らすと、少し遅れている点もある。しかしながら、RIでの検討および細胞免疫染色の検討から、そのLP18のヒトロタウイルス感染阻害様式は、宿主細胞内に取り込まれてウイルス感染から防御するという、今までに報告されたことのない全く新しい感染防御のスタイルのようであることが浮き彫りにされつつある。当初の計画と多少離れた検討も行っているが、全体として、当初の計画以上に進展していると評価した。クロマトグラフィー手法を用いた分子種の単離は、牛乳から精製されるLP18の量が非常に微量であるため、様々な分離条件での検討できずに困難を極めている。その代案として、二次元電気泳動後のゲルからのタンパク質溶出で分取する予定である。ウイルスは宿主細胞に侵入後、1脱殻、2転写、3複製、4アセンブリ、5出芽の順を経て子孫ウイルスを残す。本年度の結果から、複製を抑えていることが明らかとなっている。次年度は2転写に与えるLP18の影響を検討項目に加えていきたい。

次年度の研究は、岐阜大学大学院連合農学研究科へ移動して実施する。施設の移動に伴い、設備の購入(電気泳動関連、免疫染色用抗体、RI備品など)が必要となる。また研究打ち合わせや学会での研究成果を発表するために出張経費、論文投稿の際の諸経費を予定している。
KNbO_3圧電薄膜の作製と次世代移動体通信用弾性表面波デバイスの研究

本研究では,まず,SrTiO_3及びSi基板にKNbO_3薄膜成膜したときのSAW伝搬特性を検討した結果,下地基板と成膜するKNbO_3の格子定数から,実現が期待できる組み合わせでは,(001)<100>KNbO_3//(110)<1-10>SrTiO_3が波長に対する規格化膜厚1で電気機械結合係数がk^2=10.4%であることがわった。ターゲットには,K_2CO_3:Nb_2O_5=1:0とK_2CO_3:Nb_2O_5=3:1のターゲットの組を用いる方法が有効であった。成膜条件を検討することにより,当初より結晶性のよい膜を得ることが可能になった。SAWデバイスの低損失化,及び非線形デバイスとしての応用に向けては,更に結晶性を向上する必要があるなど,新たな研究課題が見つかった。次に,KNbO_3薄膜の分極特性とSAWデバイスとしての特性の対応がSAWデバイスの特性向上に重要であるとの観点から,SrTiO_3基板上にMOCVD法で作製されたKNbO_3薄膜の分極分布を,非線形誘電率顕微鏡により観測し,それに対応させてSAWの励振・伝搬特性を調べた。この結果,KNbO_3薄膜作製において,特に分極操作を行わなくてもある程度の分極が基板の裏から表面の方向に向いており,その分極状態は室温ではかなり安定であることがわかった。また,成膜条件によっては,分極の大きさに分布が生じることが,非線形誘電率顕微鏡により観測された。分極に分布がある部分のSAWの特性の差は挿入損失で約3dBであった。また,SAW材料としての特性向上のため,薄膜を加熱した状態で電圧を印加することで,分極操作を行うことを検討した。as grownの状態で分極に分布があった基板に分極操作を行った結果,as grownの状態で分極分布がない基板とほぼ同じ状態になった。このことから,成膜後の分極操作が可能であることがわかった。本年度は、2基のカソードを有するRFマグネトロンスバッタ装置を用いて、組成の異なった2種類のターゲットから同時に成膜する方法について検討し基礎実験を行った.まず、SrTiO_3及びSi基板にKNbO_3薄膜成膜したときのSAW伝搬特性を検討した結果、下地基板と成膜するKNbO_3の格子定数から、実現が期待できる組み合わせでは、(001)<100>KNbO_3//(110)<1-10>SrTiO_3が規格化膜厚1で電気機械結合係数がk^2=10.4%であることがわかり、この組み合わせで成膜することとした.次にターゲットには、K_2CO_3とNb_2O_5を用いることとし、その比率を1:0,1:1,3:1,7:1と変えて焼成条件を求めた結果、それぞれ750°1050°の温度で、成膜に耐えうるターゲットを作製することが可能となった.これらのターゲットを組み合わせ、成膜条件を変化させて作製した膜についてX線回折により評価を行った.

現在のところ、K_2CO_3:Nb_2O_5=1:0とK_2CO_3:Nb_2O_5=3:1のターゲットの組で、KNbO_3(002)のピークを観測する事ができたが、まだ結晶性は不十分であり、走査型非線形誘電率顕微鏡による評価でも更なる成膜条件の検討が必用であることがわかった.種々の成膜条件と成膜した薄膜の結晶性についての系統的な対応について検討する必要があり、来年度も引き続き研究を進める予定である.本研究は,圧電性が高く温度特性に優れたKNbO_3薄膜の作製と,それを次世代移動体通信用弾性表面波(SAW)デバイスに適用する研究である。これを実現するために,まず,2基のカソードを有するRFマグネトロンスパッタ装置を用いて,組成の異なった2種類のターゲットから同時に成膜する方法について検討し種々の条件で成膜を行った。ターゲットには,K_2CO_3:Nb_2O_5=1:0とK_2CO_3:Nb_2O_5=3:1のターゲットの組を用いる方法が有効であった。成膜条件を検討する事により,当初より結晶性のよい膜を得ることが可能になった。SAWデバイスの低損失化,及び非線形デバイスとしての応用に向けては,更に結晶性を向上する必要があるなど,新たな研究課題が見つかった。次に,KNbO_3薄膜の分極特性とSAWデバイスとしての特性の対応がSAWデバイスの特性向上に重要であるとの観点から,SrTiO_3基板上にMOCVD法で作製されたKNbO薄膜の分極分布を,非線形誘電率顕微鏡により観測し,それに対応させて,SAWの励振・伝搬特性を調べた。この結果,KNbO_3薄膜作製において,特に分極操作を行わなくてもある程度の分極が基板の裏から表面の方向に向いており,その分極状態は室温ではかなり安定であることがわかった。また,成膜条件によっては,分極の大きさに分布が生じることが,非線形誘電率顕微鏡により観測された。分極に分布がある部分のSAWの特性の差は挿入損失で約3dBである。また,SAW材料としての特性向上のため,薄膜を加熱した状態で電圧を印加することで,分極操作を行うことを検討した。as grownの状態で分極に分布があった基板に分極操作を行った結果,as grownの状態で分極分布がない基板とほぼ同じ状態になった。このことから,成膜後の分極操作が可能であることがわかった。これら,KNbO_3圧電薄膜の作製と次世代移動体通信用弾性表面波デバイスの研究の成果については,近く論文として投稿する予定である。
食道癌組織からのHLA拘束性キラーT細胞株の樹立と癌退縮抗原遺伝子の同定

食道癌患者の末梢血からHA拘束性のKE4CTILを誘導し、大量培養した。このHLA-A24拘束性のCTL細胞株をプローブとして、食道癌細胞株およびヒト末梢血単核球のoDNAライブラリーからの自己抗原遺伝子のスクリーニングを遺伝子発現クローニング法にて実施した結果、KE4CTLにより認識される遺伝子を単離した。この遺伝子の塩基配列を決定したところ、srcファミリーのオンコジーンであり膜結合型のチロシンキナーゼであるlckと完全に一致した。発現ベクターに組み込んだlck遺伝子をVA13細胞に遺伝子導入した結果、遺伝子の用量に応じたC化の生物活性が認められたとともに、lck遺伝子産物はKE4CTLによりHLA-A24拘束性に従って認識される抗原であることが確認された。このCTLにより認識されるlck遺伝子産物のHLA-A24分子との結合ペブチドを解析するために、lckタンパク質のアミノ酸配列からHLA-A24分子のパインディングモチーフを検索し、13個のペプチドを合成した。これらのペプチドをHLA上に提示させたところ、3つのペプチド(HYTNASDGL,TFDYLRSVLおよびDYLRSVLEDF)がCTLにより認識されていた。さらに、これらのlck遺伝子産物由来のペプチドが、in vitroにおいて大腸癌患者の末梢血からHLA-A24およびlck遺伝子産物を発現する大腸癌細胞を認識するペプチド特異的なC化を誘導することを確認した。また、このlck遺伝子産物の発現をモノクローナル抗体を用いてウエスタンブロッティング法により検討した結果、大腸癌のほとんどの検体において発現していることを確認した。したがって、lck遺伝子産物由来のペプチドが大腸癌に対する癌ワクチンとして作用する可能性が示唆されることから、臨床応用に向けてさらに検討が必要である。[目的]我々は食道癌の摘出標本より採取した局所浸潤リンパ球(TIL)及び転移リンパ節リンパ球から細胞傷害性T細胞(CTL)を誘導し、また誘導されたCTLの特異性について検討を加えた。[方法]食道扁平上皮癌20症例(癌組織6例,転移リンパ節13例,癌性胸水1例)から採取したTILをIL-2(100U/ml、塩野義製薬)存在下で90日以上のlong term cultureを行いCTLを誘導した。蛍光抗体染色により、これらのCTLのphenotypeはCD3^+,CD8^+,TCRα/β^+、CD4^-であった。CTLのCytotoxicityはHLA-classIの明らかな各種癌細胞株を用いて、^<51>Cr-release assayで、またELASAによるIFN-γの定量と各種モノクローナル抗体によるBlocking試験を行った。さらに、癌細胞より作製したHLA-A2601とCw0102のcDNAを用いて、transfection実験を行い、細胞傷害性を測定した。[結果]HLA-classI拘束性、腫瘍特異的CTLが合計5株樹立された。内訳は食道癌の転移リンパ節リンパ球より4株(HLA-A26とA33拘束性,2例;A24とA26拘束性,1例;A26拘束性,1例)、癌性胸水リンパ球より1株(HLA-Cw0102拘束性)であった。食道癌由来のCTLは食道や肺、頭頚部の扁平上皮癌細胞株に対してHLA-classI分子を一致した癌細胞株のみ、特異的に細胞傷害性を示し、胃、大腸の腺癌細胞株や正常の上皮細胞と線維芽細胞に対しては傷害性を示さなかった。[結論]食道扁平上皮癌の局所や転移リンパ節に癌組織特異的なHLA classI拘束性CTLが存在しており、その拘束性にHLA-classI分子として少なくとも扁平上皮癌ではA24,A33,A26及びCw0102分子に関係している可能性が示唆された。
出芽酵母を使ったＤＮＡ複製、修復後のクロマチン構造の再生機構の解明

1.出芽酵母Hst3, Hst4はクロマチン中のヒストンH3の56番目のリジン(H3-K56)の脱アセチル化を通して染色体構造の維持に貢献している。hst3 hst4二重遺伝子欠損株はH3-K56の恒常的なアセチル化状態を引き起こすほか、栄養飢餓条件下で細胞分裂を停止した状態でもその寿命が短くなる。筆者はhst3 hst4欠損株は糖代謝経路中の糖新生経路が活性化しており、栄養飢餓下で生存しにくいことを明らかにした。またhst3 hst4欠損株の短寿命を回復させる遺伝子欠損として解糖系/糖新生経路に関与する糖代謝酵素TDH2遺伝子を同定した。tdh2欠損では糖新生経路の活性化が起こらないため、hst3 hst4 tdh2欠損株は糖新生経路が抑制され、hst3 hst4欠損株よりも細胞寿命が伸びる。このようにHst3, Hst4は糖新生経路の制御を通して細胞寿命の制御している。2.先行研究により同定したtdh2欠損は、hst3 hst4欠損株の短寿命を回復させるだけでなく、H3-K56の恒常的なアセチル化が原因のDNA損傷剤への感受性も回復できる。さらにtdh2欠損は、ヒストンH4の16番目のリジン(H4-K16)の脱アセチル化を行なうsir2欠損株の短寿命も回復することができた。筆者はtdh2欠損のよるsir2欠損株の短寿命回復に着目した。sir2欠損株が示す短寿命は、H4-K16の恒常的なアセチル化に伴うrDNA領域の不安定化に起因する。筆者はtdh2欠損によりsir2欠損株内でSir2以外のデアセチラーゼがH4-K16の脱アセチル化を行なうことを明らかにした。このようにtdh2欠損により変動する糖代謝中間産物にはデアセチラーゼの活性を上昇させる、あるいは基質の特異性を切り替える機能が含まれていることが示唆される。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究成果:真核生物の染色体クロマチンはエピジェネティクスの担い手であり,DNA鎖の複製の際には染色体部位特異的なクロマチン構造も同時に複製される。二対の姉妹染色分体を形成するために、クロマチンの基本単位構造であるヌクレオソームを新規に補充する必要がある。新しいヌクレオソームにはクロマチン構造決定に重要なヒストン修飾がないため、クロマチン複製の際には古いヌクレオソームから新しいヌクレオソームへヒストン修飾パターンがコピーされると考えられていた。本研究では、新規ヌクレオソームへのヒストン修飾の導入のメカニズムを解明した。その結果、古いヌクレオソーム中のヒストン修飾の種類および有無に関わらず、新しいヌクレオソームへの導入されるヒストン修飾は導入された染色体領域の種類に依存することを明らかにした。研究の意義:正確な遺伝情報の複製を保証するDNA鎖の半保存的複製と違い、クロマチン構造を決定するヒストン修飾パターンの複製が、ヒストン修飾酵素のクロマチンへの結合の有無に依存することを意味している。これはヒストン修飾酵素の細胞内の増減によってヒストン修飾パターン、つまりはクロマチン構造が可逆的に変化し得ることがわかる。研究の重要性:ヒトにおいて老化に伴う腫瘍形成は、ヒストン修飾酵素の発現量が変化することによるエピジェネティクス的遺伝子発現制御の消失が原因の一つとされている。本研究にて明らかになったクロマチンにおけるヒストン修飾パターンの複製のメカニズムは他の真核生物種においても保存されており、将来的にはヒトなどの腫瘍形成のメカニズムを解明する足がかりとなると期待される。

筆者はtdh2欠損によりsir2欠損株内でSir2以外のデアセチラーゼがH4-K16の脱アセチル化を行なうことを明らかにした。このようにtdh2欠損により変動する糖代謝中間産物にはデアセチラーゼの活性を上昇させる、あるいは基質の特異性を切り替える機能が含まれていることが示唆される。24年度が最終年度であるため、記入しない。本申請ではDNA損傷修復・複製に伴うクロマチンの再生機構に関する研究を行なうことを主眼にしており、本研究のクロマチン構造の形成に必要なヒストン修飾の複製のメカニズムの解明は研究の主目的と合致している。今後、DNA損傷修復とクロマチン構造の関係について研究を行なう。これに関連してエネルギー代謝がクロマチン構造異常に伴うDNA損傷修復欠損をある程度抑制することが明らかになっている(増本ら、未発表データ)。本研究では今後、エネルギー代謝によるクロマチン構造制御を介したDNA損傷修復機構の解明を行なう予定である。
電位依存性K^+チャネルにおける不活性化機構に関する研究

電位依存性K^+チャネルにおける不活性化過程の分子機構を明らかにする事を目的とし、アメフラシの電位依存性K^+チャネルのうち、顕著な不活性化を示すaKv1.1aと全く不活性化を示さないaKv5.1、及びaKv1.1aとアミノ酸レベルでの相同性が高いラットの電位依存性K^+チャネルであるrKv1.4を選び、分子生物学的手法による変異体チャネル作成とアフリカツメガエル卵を発現系とした機能解析実験を平行して行う事で、不活性化過程の解析を試みた。aKv1.1aとrKv1.4は蓄積的不活性化と呼ばれる現象を示すが、無細胞パッチ記録においては、aKvl.laの蓄積的不活性化が増強されるのに対し、rKv1.4のそれは阻害される。蓄積的不活性化には、ポアを形成する領域の構造が関わっていることが示唆されたので、この領域における点変異体を作成し、機能解析実験を行った。その結果、アミノ末端構造によるポアブロックが主因であるN型不活性化が存在する状態では、蓄積的不活性化にチャネルポア構造の形状変化が関与していることが示唆された。次に、この現象がポアブロックのみで生ずるか否かを調べるために、N末端を欠失させたボア変異体におけるボールペプチドによるボアブロックを解析することを計画し、必要なN末端欠失変異体の作成を行った。最近、これら変異体の作成を完了したので、今後、機能解析実験を進める予定である。aKv1.1aとaKv5.1は共に6つの膜貫通ドメインを持つ。不活性化に必要なドメインを探るために、両者の各膜貫通ドメインを交換した16種類のキメラチャネルの作成を試みた。このためには、両チャネルの適切な部位に新たな制限酵素部位を導入する必要がある。現在、原因不明の理由によりaKv5.1の方に制限酵素部位の導入ができていない。今後、この点を解決すべく研究を継続する予定である。本研究の目的は、電位依存性K^+チャネルにおける不活性化の分子機構を明らかにする事である。この目的のために、アメフラシからクローニングされたK^+チャネルのうち、顕著な不活性化を示すaKv1.1aと全く不活性化を示さないaKv5.1を選び、アフリカツメガエル卵をチャネルの発現系として不活性化過程を解析した。また、aKv1.1aと一次構造上の相同性が高いラットのK^+チャネルであるrKv1.4の性質をaKv1.1aと比較したところ、不活性化機構に違いがみられたので、その分子機構の解析を平行して行った。1.aKv1.1aのN型不活性化におけるチャネル閉塞に必須のN末端部位を特定するために、N末端の一次構造にもとづく合成ペプチドを作製し、aKv1.1aのN末端欠失変異異体チャネルに対する作用をinside-outパッチクランプ法で解析した。その結果、N末端の20残基までのアミノ酸が必須ではない可能性を示唆する結果を得たが、チャネル閉塞に必須の部位は明らかにできておらず、この方向での実験を現在継続中である。2.aKv1.1aとaKv5.1はどちらも6つの膜貫通ドメインを持っており、基本的な構造は類似している。そこで両チャネルのキメラを作成して機能解析を行うことにより、不活性化に必須のドメインを絞れるはずである。そこで16種類のキメラチャネルを設計し、現在その一部の作製を終えた段階である。

3.aKv1.1aとrKv1.4は、どちらも不活性化からの回復が遅く、蓄積的不活性化と呼ばれる現象を示す。両チャネルの蓄積的不活性化をinside-outパッチクランプ法で調べたところ、aKv1.1aの蓄積的不活性化はこの実験条件下で増強されたが、rKv1.4のそれは逆に抑制された(第68回日本動物学会)。蓄積的不活性化にはチャネルのポア領域の機構が関与すると考えられるので(Furukawa & Takahashi,1997)、両チャネルのポア領域におけるアミノ酸配列を比較し、aKv1.1aにおけるアミノ酸をrKv1.4の相同部位のアミノ酸に置換した点変異体を作製した。現在までに、378番目のアラニンや379番目のアスパラギン酸をrKv1.4型のアミノ酸に置換すると、inside-outパッチにおける蓄積的不活性化の増強が消失する事や、406番目のアルギニンをrKv1.4型に換えると、不活性化からの回復が数十倍も遅くなる事が明らかになった(第75回日本生理学会大会)。現在、これら点変異体において、さらに詳細な機能解析を進めているところである。電位依存性K^+チャネルにおける不活性化過程の分子機構を明らかにする事を目的とし、アメフラシの電位依存性K^+チャネルのうち、顕著な不活性化を示すaKv1.1aと全く不活性化を示さないaKv5.1、及びaKv1.1aとアミノ酸レベルでの相同性が高いラットの電位依存性K^+チャネルであるrKv1.4を選び、分子生物学的手法による変異体チャネル作成とアフリカツメガエル卵を発現系とした機能解析実験を平行して行う事で、不活性化過程の解析を試みた。aKv1.1aとrKV1.4は蓄積的不活性化と呼ばれる現象を示すが、無細胞パッチ記録においては、aKv1.1aの蓄積的不活性化が増強されるのに対し、rKv1.4のそれは阻害される。蓄積的不活性化には、ポアを形成する領域の構造が関わっていることが示唆されたので、この領域における点変異体を作成し、機能解析実験を行った。その結果、アミノ末端構造によるポアブロックが主因であるN型不活性化が存在する状態では、蓄積的不活性化にチャネルポア構造の形状変化が関与していることが示唆された。次に、この現象がポアブロックのみで生ずるか否かを調べるために、N末端を欠失させたポア変異体におけるボールペプチドによるポアブロックを解析することを計画し、必要なN末端欠失変異体の作成を行った。最近、これら変異体の作成を完了したので、今後、機能解析実験を進める予定である。aKv1.1aとaKv5.1は共に6つの膜貫通ドメインを持つ。不活性化に必要なドメインを探るために、両者の各膜貫通ドメインを交換した16種類のキメラチャネルの作成を試みた。このためには、両チャネルの適切な部位に新たな制限酵素部位を導入する必要がある。現在、原因不明の理由によりaKv5.1の方に制限酵素部位の導入ができていない。今後、この点を解決すべく研究を継続する予定である。
RNAiスクリーニングによるT細胞性急性リンパ性白血病の創薬標的遺伝子の同定

急性リンパ性白血病は予後不良の白血病であり、長期生存率が20-40%と低く、細胞障害性の少ない分子標的薬の開発が急務である。本研究では、クロマチンタンパク質に対するshRNAライブラリーを用いたRNAiスクリーニングを行い、T細胞性急性リンパ性白血病(T-ALL)における分子標的薬のシーズとなる遺伝子の同定を目的とした。昨年度までに、2種類のT-ALL細胞株(Jurkat, T-ALL1)を用いたRNAiスクリーニングと正常繊維芽細胞(BJ-hTERT)を用いたカウンタースクリーニング、個別のshRNAを用いた検証実験、正常及びに白血病細胞での発現比較、Crispr法による遺伝子破壊株の樹立等の実験から、最終的にMETTL18、SHPRH、HDAC6を候補遺伝子として同定した。本年度は、特に機能未知のメチル化酵素であるMETTL18に着目して生化学的な解析を行った。申請時点では、SAMアナログであるPropargylic selenium -adenosyl-L-selenomethionine (ProSeAM)を用いたin vitroでの酵素基質の同定を予定していたが、バキュロウイルスの系での組換えMETTL18タンパク質の作成が進まなかったために、結合タンパク質を同定し、その中から基質を同定する事とした。この目的のため、Flag-HA-タグを付加したMETTL18またはFlag-HA-タグを、テトラサイクリン誘導性に発現する細胞株を樹立し抗Flag抗体を用いてFlag-HA-METTL18と共沈する因子群の同定を行った。しかし、現時点でFlag-HA-METTL18に特異的なタンパク質は検出されず、METTL18の結合因子及びに基質のアフィニティー精製は困難であった。そこで、本研究ではT細胞性急性リンパ性白血病(T-ALL)細胞株において、クロマチンタンパク質をターゲットとするshRNAライブラリーを用いたRNAiスクリーニングを行い、T-ALLの分子標的薬のシーズとなる因子群を同定する。また、得られた因子に関しては生化学的な解析を行い、創薬の基盤となる情報(すなわち、どの機能ドメインを標的とした場合に効果的な機能阻害が起こるか?)を収集する。平成28年度は2種類のT-ALL細胞株(Jurkat、T-ALL1)を用いたスクリーニングにより同定した2種類の候補遺伝子(METTL18およびにSHPRH)について解析を進めた。METTL18は機能解析の進んでいない新規メチル基転移酵素であり、このノックダウンは正常細胞(BJ-hTERT)と比較し、選択的にT-ALL細胞の増殖を抑制し、その感受性はMETTL18の発現量と相関した。さらに、shRNAの特性を検証するために、Crispr法によりMETTL18遺伝子破壊を試み、METTL18阻害の低感受性細胞株(Jurkat)でのみ破壊株を複数樹立に成功した。この結果は、shRNAの結果と一致する。SHPRHはDNA修復や転写制御に関与するユビキチン化酵素であり、そのshRNAによる阻害はBJ-hTERT細胞よりも選択的にT-ALL細胞の増殖を抑制した。以上の結果は、これら遺伝子がT-ALL創薬の標的候補となり得る可能性を示唆しており、今後、その分子機構を明らかにする予定である。当初の計画では、8種類のT-ALL/Lymphoma細胞株を用いた大規模のRNAiスクリーニングを予定していたが、幾つかの細胞株がピューロマイシンに対する耐性が高い事、ウイルスによる遺伝子導入効率が低い等の理由により、遂行が困難であった。また、shRNA実験の結果を検証する方法としてCrispr inhibition法を導入する予定であったが、これが機能しなかった。これらの対応策は、"今後の研究の推進方法"に記入する。小規模スクリーニングから得られた候補因子の検証は一般的なCrisprを用いる事により概ね予定通り遂行する事ができた。これまでに、予後不良の白血病である急性リンハ性白血病の創薬標的遺伝子を同定する事を目的として、T細胞性急性リンパ性白血病(T-ALL)の細胞株をモデルとして、shRNAライフラリーを用いたRNAiスクリーニンクを行い、候補遺伝子群を同定した。その中から、2種類の候補遺伝子(METTL18およひにSHPRH)について解析を進めている。平成28年度までに、個々のshRNAを用いた検証実験から、METTL18のノックダウンは8種類のT-ALL細胞株に対して増殖抑制効果を示し、その効果は発現量と相関した。この効果が真にMETTL18の機能抑制に起因するものかを検討するため、低感受性細胞株であるJurkat細胞にてCrispr法により遺伝子破壊株を複数株樹立した。この細胞株は、Cas9による切断部位の塩基配列の決定・発現解析等により、METTL18遺伝子全長を欠損しており、その発現は完全に消失していた。このMETTL18破壊株の増殖能は、親株と比較し有意に低下していた。さらに、高感受性細胞株(T-ALL1)では、破壊株が樹立出来なかった。また、第二候補であるSHPRHに関しては、ノックダウンは正常繊維芽細胞よりも選択的にT-ALL細胞の増殖を抑制し、Crispr法による遺伝子破壊株が樹立出来ない事が判明した。さらに、第三候補としてHDAC6を新たに加え、解析をスタートし、そのノックダウンが一部のT-ALL細胞株で増殖抑制効果を示す事を明らかにした。以上の結果から、これら遺伝子がT-

ALL細胞株の遺伝背景特異性を持つものの、創薬標的候補となるものと考えられる。Crispr inhibitionの系を確立するためにCAGE (Cap Analysis of Gene Expression)データを利用し同定された転写開始領域に対するCrispr inhibitionコンストラクトを作成したものの、全く発現抑制効果が認められなかった。このため、Crispr inhibition系の確立は中止とした。Crispr法により樹立したMETTL18遺伝子破壊Jurkat細胞の解析及びに新規の候補遺伝子HDAC6の解析は順調に進んでいる。急性リンパ性白血病は予後不良の白血病であり、長期生存率が20-40%と低く、細胞障害性の少ない分子標的薬の開発が急務である。本研究では、クロマチンタンパク質に対するshRNAライブラリーを用いたRNAiスクリーニングを行い、T細胞性急性リンパ性白血病(T-ALL)における分子標的薬のシーズとなる遺伝子の同定を目的とした。昨年度までに、2種類のT-ALL細胞株(Jurkat, T-ALL1)を用いたRNAiスクリーニングと正常繊維芽細胞(BJ-hTERT)を用いたカウンタースクリーニング、個別のshRNAを用いた検証実験、正常及びに白血病細胞での発現比較、Crispr法による遺伝子破壊株の樹立等の実験から、最終的にMETTL18、SHPRH、HDAC6を候補遺伝子として同定した。本年度は、特に機能未知のメチル化酵素であるMETTL18に着目して生化学的な解析を行った。申請時点では、SAMアナログであるPropargylic selenium -adenosyl-L-selenomethionine (ProSeAM)を用いたin vitroでの酵素基質の同定を予定していたが、バキュロウイルスの系での組換えMETTL18タンパク質の作成が進まなかったために、結合タンパク質を同定し、その中から基質を同定する事とした。この目的のため、Flag-HA-タグを付加したMETTL18またはFlag-HA-タグを、テトラサイクリン誘導性に発現する細胞株を樹立し抗Flag抗体を用いてFlag-HA-METTL18と共沈する因子群の同定を行った。しかし、現時点でFlag-HA-METTL18に特異的なタンパク質は検出されず、METTL18の結合因子及びに基質のアフィニティー精製は困難であった。1.今後の推進方策得られた候補因子に対する低分子阻害剤が存在しないため、この実験は中止とし、本年度は候補因子の生化学的な解析と新規の候補遺伝子の同定(下記参照)を行う。2.研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での課題等Broad Instituteからリンパ球系の白血病及びにリンパ腫を含む200種類以上の癌細胞株でのRNAiスクリーニングの結果が公開されている。
体外磁場による血管内皮細胞化の促進

I.研究目的動脈の狭窄、閉塞の発生には、内皮細胞障害の有無が大いに関係している。血行再建に用いられる代用血管や血管拡張術後の再狭窄にもやはり内皮細胞の有無が重要な関係を有することがわかり、内皮細胞化を促進することが再狭窄防止につながるものと考えられる。そこで磁場の生物学的影響の存在に着目し、その内皮細胞増殖効果の有無、至適曝露条件、in-vitroおよび移植代用血管について検討した。II.研究結果平成3年度:磁場発生装置として2800ガウスの希土類コバルト磁石4個の組み合わせによる磁極をヨーク内で対抗させるH型磁石を試作し、培養内皮細胞に対する増殖効果を観察し、その有効性が示唆された。平成4年度:基礎検討にもとずいて同様の条件でin-vitroの有用性を検討した。イヌ前肢静脈を採取して、頚動脈に自家移植し、基礎検討と同様の磁場条件で、隔日に合計5回照射し、移植早期の静脈グラフト内皮細胞再生期における磁場曝露による再生増殖促進の効果を形態学的に観察した。グラフト再内皮細胞化促進効果について観察し、移植後10日目の観察で対照で平均70%に対し磁場曝露群84.5%の再内皮細胞化率でその有効性が示唆された。III.まとめ本研究では、磁場の内皮細胞増殖促進効果傾向を捕らえることができたが、磁場の至適曝露条件やその効果の判定には、なお検討の余地が残されている。それらは今後の課題であるが、その有効性が示されたことから、種々の動脈再建術後の画期的な再狭窄予防法として体外的磁場照射装置の開発と臨床応用への道が開けたものと考える。磁場効果の評価法雑犬外頸静脈から採取された内皮細胞を型の如く継代培養し、得られた培養細胞を直径10cmの培養器中心に直径1cmの範囲に散布した。培養器の上に約1000ガウスの直流磁石を種々の組み合わせで配置し内皮細胞の増殖進展方向を観察した。その結果いくつかの培養器において増殖方向に明らかなの偏在性が見られた。しかしこの段階でその関係を明確にすることは困難であり、さらに正確な磁場発生装置が必要となった。磁場発生装置の試作固定地場による培養内皮細胞への影響に関する予備実験において、その効果が予測されたことから任意の方向から曝露可能な磁場発生装置を設計,試作した。細胞培養器内で曝露する関係で、今回は厚さ1.5mmの鉄材により外寸12.5×11×6cmのヨ-クを作り、これに、25mmφ×9mm、表面磁力2800ガウスの希土類コバルト磁石4個の組み合わせによる磁極をヨ-ク内で対抗させるH型磁石を構成した。これにより磁極間隙7.6cmで、この中心部に6cmφ×1cmの細胞培養シャ-レを固定し、約420ガウスの磁場を曝露可能である。なお、本研究経費によって購入したガウスメ-タ-により、磁極空隙内磁場強度分布を計測した結果、磁極空隙内中心部で3cmφ×4cmの領域内では、中心磁場強度に対して20%程度以下の偏差であった。現在、本磁石によって予備実験を行っている。培養内皮細胞に対するある程度の磁場の効果がとらえられたことから生体に移植された代用血管へ応用すべく、任意の方向から曝露可能な磁場発生装置を設計、試作した。しかし今回は、生体内に移植された代用血管への磁場の効果とその条件がまったく不明であることから固定型とはせず、基礎検討同様表面磁力2800ガウスの希土類コバルト磁石4個の組み合わせによる磁極をヨーク内で対抗させるH型磁石を作成した。これにより同様に約420ガウスの磁場を曝露可能とした。2.イヌ頚動脈移植自家静脈グラフトへの応用

今回試作された磁場発生装置の規模の点で、イヌ腹部大動脈では、磁場曝露の正確さに疑問が持たれたため照射の容易なイヌ内頚動脈への自家静脈移植とし、静脈グラフトは口径の等しい前肢皮静脈をreverse移植し、それに対する磁場曝露の効果を検討した。雑件4頭を用いて移植後4日目からバルビタール麻酔下に隔日または連日で合計5回照射し、10日目でグラフトを摘出した。対照を得るため両側頚動脈に移植し一側のみに照射する方法でなお検討をすすめている。3.研究結果4頭平均の再内皮細胞化率は、84.5%で、これまでの研究では得られた70%(10日目)をやや上回る結果を得た。現在なお短期例について検討を進めているが、昨今雑犬の入手が困難を極めており研究を予定どうり推進し得なかった。4.まとめ照射条件の解明、とりわけin-vivoで種々の再建部位における照射条件の検討が必要であるが、磁場照射による内皮細胞再生促進効果は、大いに期待されるものと思われる。
風力発電施設に供するタワーの最適構造に関する研究

北西ヨーロッパを中心に活発に建設が進められている洋上風力発電をわが国にも普及させるためには、わが国固有の厳しい台風や地震、および軟弱な地盤や急峻な海底地形等の自然環境条件に対処していく必要がある。風車を支える支持構造に関しても同様であり、それには十分な剛性と強度、風の力を受けにくい形状、ならびに風や波浪、機械振動等の様々な外乱の変動周期との共振回避、振動軽減や疲労損傷低減が要求される。本研究においては、着底・浮体式支持構造のタワーに供する従来の薄肉鋼製円筒タワーに代わる鋼管製トラス構造を提案し、両者について5MW級の洋上風力発電施設に関する比較試設計を実施しその適用性を確認した。ついで、風洞模型実験により、風荷重や発電量に及ぼす影響を明らかにした。さらに着底式支持構造に対し、杭・地盤相互作用を考慮し動的特性や耐震性能を解析的に検証した。その結果、1)円筒タワー・モノパイルおよび鋼管トラスタワー・ジャケットについて、それぞれ全高が107mと97mの4種類の支持構造に対する試設計や構造解析によって、提案した小径・寡少部材でなるトラスタワーとジャケット海中基礎からなる支持構造は、鋼材重量が1.5倍増えるものの剛性は1.7倍と増加し、その結果固有周期が2.5sと短くでき疲労抑制の点で有利である。2)地盤まで含めた固有値解析から、ブレードがタワーと交差する際に後流域の影響を受けて生じる荷重変動に伴い疲労を発生させる周期(12s)より一次固有周期は短く、またローター回転周期(36s)より長く、両者との同調を避けられる最適な設計が可能であることが判明した。3)模型実験の結果から、トラスタワーは面外の振動加速度や変動荷重が円筒タワーより小さく、発電出力は若干大きい。この結論は着底式、浮体式にかかわらず適用されると考える。4)プッシュオーバー解析によりトラスタワー・ジャケット支持構造は、十分な保有耐力を確保し、変形性能(ダクティリティ)も弾性変形に対し崩壊時の変形が45倍にもなることが検証された。以上の通り、提案するトラスタワーおよびトラスとジャケットを組合せた支持構造は、耐震性、動的性能、空気力特性や発電出力等の点で最適な構造の一つであるとの結論を得た。本年度は、文献資料調査、試設計や風洞模型実験を実施し以下の経過的な結論を得た。1)従来データの収集の収集ど2種類の支持構造の試設計(1)トラス構造や円筒タワーに関する風荷重データの資料はルール等を中心に収集した。(2)5,000kW級の発電機を搭載するトラスと円筒タワーからなる支持構造を試設計し、その結果ら両支持構造に作用する風荷重、剛性、鋼材重量、1次曲げ振動固有周期などを推算し、両者の支持構造としての評価を行った。試設計では、水深10mに設置するモノパイル海中基礎と円筒タワーで、またはジャケット海中基礎とトラスタワーで構成される支持構造上に、それぞれ全高88.7mの頭部に約300tの発電機を搭載した条件で、一番厳しくなる定格時の風荷重に対し梁や立体骨組解析を行った(ただし、海底との境界は固定とした)。

その結果、トラス剛性をあげるにはブレースが不可欠であり、そのため鋼材重量はタワー場合で1.56倍と増えてしまうが、剛性が約1.4倍も増加し、その結果固有周期は0.76倍と低減する。2)風洞模型実験(1)計測洞断面は幅3m高さ2mの風洞内に設置したタワー部分に相当する1/100縮尺の円筒およびトラス支持構造模型に作用する定常風による風荷重の計測し、風車のない支持構造本体および発電時の支持構造の相違による回転するローターをディスクに見立ててそれが受ける風抗力係数を測定した。その結果、風荷重と発電出力については、トラスの方が円筒タワーの場合より若干大きい。また、使用したNACA63_2-418断面翼素に関する揚力係数や抗力係数等を用い、翼素理論を適用し得られたディスクとしての抗力係数と実験結果を比較したところ概ね一致した。(2)風車模型の後流域における風速分布の測定から、空間的な風速分布は風車直径分後側で幅方向のブレード先端位置に相当する後流域に乱れが顕著に現れる。しかし支持構造の影響は明確に認められず、トラスも円筒も変らないと判断できる。しかしながら、時間的な変動は、風車がない場合に比べ8-12%程度発生する。円筒に比べトラスの方が乱れは大きく、これに対応し発電量もトラスの方が大きい。(3)自由振動から得られる支持構造物(円筒とトラス構造)の相違は、固有周期が両者ともほぼ0.18s程度であったが、減衰係数はトラスの方が2.8%、円筒の方が4.6%と長かった。わが国は頻繁に来襲する台風により沿岸部や諸島上に設けられた風力発電施設が甚大な被災を受け、また風車先進国である北ヨーロッパと異なり地震も多発する。日本でも洋上風力発電施設の展開を積極的に図っていくためには、それらの被害を避けわが国の海底地形等の自然環境条件に相応しい風車を支えるための支持構造の開発は不可欠である。支持構造は、十分な剛性と強度を有し風の力を受けにくく、そして風車・支持構造全体の固有周期が風や波浪、機械振動等の様々な外乱の変動周期との同調を避け、振動軽減や疲労損傷の低減を図ることが重要である。そこで、本研究では着底・浮体式支持構造のタワーに供する従来の薄肉鋼製円筒タワーに代わる鋼管製トラス構造の開発を目的とし、それら支持構造に支えられる洋上風力発電施設に関する試設計を実施しその可能性を確認し、風洞実験風荷重や発電量を明らかにし、さらに杭・地盤相互作用を考慮した解析により動的特性や耐震性能を検証したものである。その結果、1)5MW級の洋上風車を搭載した全高が107mと97mである円筒タワー・モノバイルおよびトラスタワー・ジャケットについての4種類の支持構造に対する試設計や構造解析を実施した。その結果、提案した小径・寡少部材で成る鋼管トラスタワーとジャケット海中基礎からなる支持構造は、鋼材重量が1.5倍増えるものの剛性は1.7倍と増加し固有周期が2.5sと短くでき疲労を抑制できるといえる。2)地盤まで含めた固有値解析から、ブレードがタワーと交差する際に後流域の影響を受けて生じる荷重変動に伴い疲労を発生させる周期(12s)より一次固有周期は短く、またローター回転周期(36s)より長く、両者との同調を避けられる最適な設計が可能であることが判明した。3)模型実験の結果から、トラスタワーは、面外の振動加速度や変動荷重が円筒タワーより小さく、また風荷重が若千円筒タワーより大きくなることに対応し発電出力は若干大きく空気力学的な面でも優れる。
在籍児童の優先テンポ及び週時程の動能分析からみた知能障害児学校教育課程の日仏比較

(1)目的:精神薄弱養護学校ではどのように学級編成され、どのように週時程が組れているか、最適化支援を目的として日仏比較した。(2)対象:フランスでの実態は、フランス国立特殊教育研究所にいた時(85,86)、Institut Me^^′dicoーE^^′ducatifde BEAUVAISを対象としてなされた。日本での対象校は、62年度科研で動作優先テンポ調査を実施した札幌・星置養護学校、及び集団編成にさまざまな工夫を凝らしてきた京都・与謝の海養護学校の2校で、各小学部2、5年、中学部2年該当の計各3クラスを対象とした。(3)結果1:動作優先テンポ調査による学級編成、集団編成の実態比較。どんな障害児を受け入れ、どのように学級編成しているか。精神活動テンポの指標となる生体のリズム駆動機序に対応して、(a)歩行運動の相反性リズム駆動、(b)跳躍動作の伸展性リズム駆動、両者における好きな速さの持続・安定、スピ-ド調節、同期能を調査した。フランスでは同年齢で学級編成せず、精神活動テンポの速い子どもから遅い子どもまでゆるやかなS字形分布になるよう編成され、家庭的な小舎制の原理が貫かれていた。日本のほうが同年齢ないし能力差の小さい編成となっていた。(4)結果2:スナップ・リ-ディングの実施による週時程の動能比較。自らの動作テンポで持てる力をどのように発揮しているか。クラスの中庸に位置する典型児童生徒を対象として、一週間の活動動能をスナップ・リ-ディング。定位対象、対人関係、活動姿勢、場所、活動内容(生活、遊び、からだ、学習、作業)、手の操作等、5分毎にリ-デイング解析した。週時程は日本のほうが細分化されているが、(a)週休2日の半日を地域社会教育サ-クルで統合教育を実施、(b)室内よりも戸外での身体活動と生活単元学習の実施、(c)教室内の居間的空間の配慮によるリラゼイション等、結果としてフランスのほうがゆったりした展開で、かつ活動関係水準もダイナミック。最適化課題を検討した。