hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザー誘起水中衝撃波高周波照射によるナノ粒子デリバリ

また,水中衝撃波強さはレーザー強度に対してほぼ線形的に増加することから,水中衝撃波強さの制御が容易であることが示唆された.高繰り返しレーザーでの発生は効果的な衝撃波は得られなかった.しかしながら低周波数で繰り返し再現性の高い水中衝撃波を生成できることが示唆された.水中衝撃波の発生方法とその予測に関して,所定の結果が得られている.水中衝撃波をレーザーによって発生させる場合の金属の薄膜の性情に関して,再度,検査を行った.薄膜は埼玉県の産業技術総合センターを利用して,自ら作成したものである.薄膜の厚さを種々に準備してその厚さの効果について議論した.本年度の半ばに,薄膜の厚さをある程度に厚くした場合の数値シミュレーションから,衝撃波の強さがある範囲で強くなるとの予測が出されたため,これを実証すべく本実験を行った.これは金属内を伝播する応力の波動において,特殊な現象が見られたために,その効果を実証すべく行ったものであるが,残念ながらこれを実証する結果は得られなかった.そのために,再度,数値シミュレーションを行って,検討しなおすこととしたが,当初,準備した膜厚に対しては,予測した値に近い衝撃波強さが得られており,目標の数値は達成したものと判断することができる.また,本研究での目的としている高繰り返し周波数での,衝撃波発生方法と粒子ドライブ技術に関しても試験を行った.これには,当研究室で保有している繰り返し周波数10kHzまで発信可能なYLFレーザーを用いて試験した.この実験によれば,衝撃波の発生の確認はできず,衝撃波の発生のための繰り返し周波数は数10Hzに留まるとの結果が得られた.これについて,金属内の光音響波の解析を詳細に行って,この音響波の挙動を正確に計算しなおす必要があるという状態である.高繰り返し周波数での水中衝撃波の発生に関しては,まだ改善の可能性があり,引き続き,改善すべき項目を探っていく必要がある.光音響効果を利用した水中衝撃波を利用して,媒質中に急激な圧力上昇を発生させる実験を行った.平面ガラス上に金属の薄膜を蒸着させ,これにYAGレーザーを照射することで,金属薄膜中に弾性波を形成し,これが薄膜中を伝播し,他端の水との接触面に到達した時に,衝撃波を伝播させる.伝播した衝撃波は球状の伝播波として広がっていき,周囲に急激な圧力の上昇を引き起こす.これまでに申請者らは,この基本メカニズムを確認して,レーザーの強度と伝播衝撃波の強さとの関連について基礎的なデータの積み重ねを行ってきた.伝播する衝撃波の伝播マッハ数はほとんど1,もしくはそれよりも数100分の1大きい程度であるが,照射するレーザー強度によって,衝撃波による圧力上昇は急激に上昇することが判明している.前年度,および前々年度の研究では,これらの基本的な性状を把握することを目的として実験を重ねてきた.実験の結果では,衝撃波の伝播において,レーザー照射の照射面の大きさに対して,ほぼ同程度の距離離れたところまで,平面波の伝播モードで衝撃波は伝播して,それを越えると球面波の伝播特性を示す伝播速度の変化で進行することが確認された.本年度の実験においては,ファイバーにコーティングされたチタニウムによって生成される衝撃波の観察を行った.衝撃波の生成面はファイバーにすることで小さくなり,このことによって装置の小型化,実用化を目的にした実験を遂行することができた.
蛋白質機能解明を志向した新しい人工蛋白質構造体の構築法の開発

1.ユニットアセンブリング法を用いたα-ヘリックス4量体の構築本研究ではユニットアセンブリング法を用いて、多くの蛋白質に見いだされるalpha-ヘリックス4量体構造の構築法を開発した。アミノ酸21残基からなる4つのペプチドユニットをpyridenesulfenyl化によるSH活性化法により選択的に順次架橋し、分子量9390の人工蛋白質を構築した(Futakiら,Tetrahedron Letters)。また、クロロアセチル基とSH基とのあいだの選択的S-アルキル化反応を用いる別法を開発し、分子量9140の人工蛋白質が構築出来た(Futakiら,Peptide Chemistry 1993)。CDスペクトル等を用いてこれらの蛋白質の性質を詳細に検討したところ、これら蛋白質は安定なα-ヘリックス4量体構造をとっていることがわかり、これらの方法は蛋白質モデルの構築に有用であることがわかった。2.ナトリウムチャンネル膜電位センサー領域モデルの構築ナトリウムチャンネルの膜電位センサー領域は正電荷に富むα-ヘリックス4量体(S4セグメント)からなっている。このモデルを構築するために、アミノ酸24残基からなるペプチド4本を合成した。予備実験の結果、1)に述べた方法のうちS-アルキル化を用いる方法が有用であることがわかったので、この方法を用いてこれらのペプチドユニットを選択的に架橋し、膜電位センサー領域のモデル蛋白質を合成した。現在、得られた蛋白質のイオンチャンネルとしての活性、さらには、この方法の蛋白質機能解明に対しての有用性について検討を行なっている。
現代日本の地域と国民国家-中心と周辺-

筆者は、これまで、国民国家の調整能力、統合力をテーマとしてきたが、本研究では、地域社会と国民国家との関係の変容を分析した。すなわち、近代社会では、国家は、国民国家として、その領土内の地域を包摂、統合し、中央主権化をすすめてきたが、現在、情報化、グローバリゼーション等の要因によって、国家と地域との関係は揺らいでいる。国家の再配分政策、国土開発にもかかわらず、国内で、中心と周辺の二元化、乖離、不均等発展が進み、国民国家の統合力は相対化されており、経済的な中心地域は、国際都市として国家から自立する一方で、経済的に周辺的に位置づけられていた地域は、中央を経由しない地域間の交流、他の国家の地域との交流をすすめるなど、地域独自の国際化の動きが見られる。それは、一方では、地域の多様化、個性化が進むともみることができる。しかし、他方では、国家にとっては余分な機能を地域に任せ、国際化、情報化という環境のもとでより高度な機能(危機管理、情報管理)をはたすとも見られる。そこで、近代以後の国家と地域社会との関係の歴史的変容を中心と周辺の関係から理論的に整理するともに、現在、日本海側の各地域で進められている、「周辺」地域が主体で中心地域とは異なる国際化をめざす「環日本海構想」を事例にして、この関係を考察した。現段階では、自治体が主体であり、日本海側の中心となるために、各自治体が直行便の航路の開設にしのぎあっていること、これからは、地域の共通の問題として何が認知されるか(例えば、環境問題)、日本海側の各地域社会間の関係、日本海側の地域と太平洋側の大都市との関係、中小企業と大企業との今後の関係が重要なポイントなることがわかった。
超伝導ソレノイド磁場内でのシリコン半導体飛跡検出器の開発と建設

本研究は、LHC・ATLAS実験で期待される物理及び予期せぬ物理の発見に不可欠な反応から発生する全ての粒子の飛跡検出・視覚化及び磁場をかけての運動量の測定を行うための、内部飛跡検出器のソレノイド磁場を作る超電導電磁石及び高精度の飛跡検出及び運動量測定を行うシリコン半導体飛跡検出器の開発と建設を行う。超電導電磁石は、飛跡検出器の外に置かれる電磁カロリーメータの測定を悪化させないよう軽量・薄型構造を目指し、コイル部を薄くするだけで無く断熱のためのクライオスタットを液体アルゴン電磁カロリーメータと共用する設計で開発・建設する。シリコン半導体飛跡検出器では、反応点から発生する多数の粒子による放射線損傷に耐え得るシリコンストリップ測定器の開発とともに、必要となる大面積(全体で約31平方メートル、シリコン量で約62平方メートル)をカバーするための高精度シリコンストリップ測定器モジュールの開発及び日本分担の980モジュールの検査、第2層円筒シリンダー(直径80cm、長さ1.6m)へのモジュール設置方の開発・検査を行う。平成16年度において、液体アルゴン検出器の真空槽に組込まれた超伝導ソレノイドシステムの液体アルゴン検出器との組み合わせた稼動試験を行い、また、シリコン飛跡検出器関係では、量産されたシリコン半導体検出器モジュールの受け入れ検査、温度サイクル試験、低温定時間稼動検査を完了、検査完了のシリコン半導体検出器モジュールの、シリコン半導体飛跡検出器シリンダー組立地への輸送、シリコン半導体飛跡検出器シリンダー上へのモジュールの設置及び設置後の稼動検査、モジュールを搭載したシリコン半導体飛跡検出器シリンダーのCERN実験場地上クリーンルームへの運搬、を完了した。ATLAS実験に於いて、シリコン半導体飛跡検出器は超電導電磁石により生成されるソレノイド磁場内に於いて、衝突点より発生する荷電粒子の飛跡検出と粒子の運動量の測定を行う。LHCで期待される物理の検出には、信号の検出の或いは濃縮技術が非常に重要であり、また、予期せぬ物理を発見するには反応から発生する粒子群の視覚化が効果の高い方法である。ソレノイド磁場を作る超電導電磁石は、電磁カロリーメータの内側に置かれ粒子の通過を邪魔しないよう極力薄く作り、コイル部そのものを薄くするだけで無く、断熱のためのクライオスタットを液体アンゴン電磁カロリーメータと共用する設計で開発・建設する。シリコン半導体飛跡検出器は、反応点から発生する多数の粒子による放射線損傷に耐え得るシリコンストリップ測定器の開発とともに、必要となる大面積(全体で約31平方メートル、シリコン量で約62平方メートル)をカバーするための高精度シリコンストリップ測定器モジュール単体の開発、及び日本分担の製造される690モジュールの全量検査、モジュールを高精度に配置する第3層円筒シリンダー(直径90cm、長さ1.6m)の開発・建設を行う。平成11年度に於いて、超電導ソレノイド電磁石の開発・建設では、コントロールデュワー、チムニー、輻射シールドの製作、コイル組立を終了。また、シリコンストリップ測定器センサーの開発では、耐放射線シリコンストリップ測定器のプロトタイプ試験を完了、最終的に使用するシリコンストリップ測定器センサーを決定。高信頼性ハイブリッド開発の最終段階。高精度シリコンストリップ測定器モジュールの軽量高効率冷却設計を修了し、高信頼性ハイブリッドを組み合わせたプロトタイプモジュールの評価を完了。シリンダーの設計・製作・総合検査では、円筒シリンダーのモジュール設置ジグの開発を継続している。本研究は、ATLAS実験装置で衝突点より発生する荷電粒子の飛跡検出と粒子の運動量の測定を行うため、ソレノイド磁場を作る超電導電磁石及び高精度の飛跡検出を行うシリコン半導体飛跡検出器の開発と建設を行う。LHCで期待される物理の検出には、反応から発生する全粒子の飛跡検出が物理信号の検出・信号濃縮に必須であり、また、予期せぬ物理の発見には粒子群の視覚化が効果の高い方法である。飛跡検出器の外には電磁カロリーメータが置かれるため、超電導電磁石は粒子の通過を邪魔しないよう極力薄く作り、コイル部そのものを薄くするだけで無く断熱のためのクライオスタットを液体アルゴン電磁カロリーメータと共用する設計で開発・建設する。シリコン半導体飛跡検出器では、反応点から発生する多数の粒子による放射線損傷に耐え得るシリコンストリップ測定器の開発とともに、必要となる大面積(全体で約31平方メートル、シリコン量で約62平方メートル)をカバーするための高精度シリコンストリップ測定器モジュールの開発、及び日本分担の690モジュールの検査、モジュールを高精度に配置する第3層円筒シリンダー(直径90cm、長さ1.6m)の開発・建設を行う。平成12年度に於いて、超電導ソレノイド電磁石では、チムニーの単独テスト、コイルの液体アルゴン内筒取付が行われ、コイルの励磁テストを成功裏に完了した。シリコン半導体飛跡検出器の開発では、シリコンストリップセンサー放射線耐性の確認、高精度シリコンストリップ測定器モジュール製作のための製作ジグの開発、最終読み出しLSI候補に対応した銅ポリイミド基材による読み出しハイブリッドの量産前試験、読み出しハイブリッドを搭載したシリコンストリップモジュールの最終設計・量産前試験を継続中である。本研究は、ATLAS実験装置のソレノイド磁場を作る超電導電磁石及びソレノイド磁場内に置かれ高精度の飛跡検出を行うシリコン半導体飛跡検出器の開発と建設を行う。LHCで期待される物理及び予期せぬ物理の発見には、反応から発生する全ての粒子の飛跡検出・視覚化及び運動量の測定が必須である。

超電導電磁石は、飛跡検出器の外に置かれる電磁カロリーメータの測定を悪化させないよう軽量・薄型構造を目指し、コイル部を薄くするだけで無く断熱のためのクライオスタットを液体アルゴン電磁カロリーメータと共用する設計で開発・建設する。シリコン半導体飛跡検出器では、反応点から発生する多数の粒子による放射線損傷に耐え得るシリコンストリップ測定器の開発とともに、必要となる大面積(全体で約31平方メートル、シリコン量で約62平方メートル)をカバーするための高精度シリコンストリップ測定器モジュールの開発・及び日本分担の690モジュールの検査、モジュールを高精度に配置する第3層円筒シリンダー(直径90cm、長さ1.6m)の開発・建設を行う。平成13年度に於いて、超電導ソレノイド電磁石では、超電導ソレノイド電磁石のコイルのCERN研究所への搬送及び現地での検査を完了した。シリコン半導体飛跡検出器の開発では、高耐放射線シリコンストリップセンサー、銅/ポリイミド基材ハイブリッド基板量産品、ASIC実装ハイブリッドの量産品、シリコンストリップモジュールの検査を、また円筒シリンダーへのモジュール設置ジグ、読み出しのためのデータ収集機器の整備を行った。本研究は、ATLAS実験装置のソレノイド磁場を作る超電導電磁石及びソレノイド磁場内に置かれ高精度の飛跡検出を行うシリコン半導体飛跡検出器の開発と建設を行う。LHCで期待される物理及び予期せぬ物理の発見には、反応から発生する全ての粒子の飛跡検出・視覚化及び磁場をかけての運動量の測定が必須である。シリコン半導体飛跡検出器では、反応点から発生する多数の粒子による放射線損傷に耐え得るシリコンストリップ測定器の開発とともに、必要となる大面積(全体で約31平方メートル、シリコン量で約62平方メートル)をカバーするための高精度シリコンストリップ測定器モジュールの開発及び日本分担の690モジュールの検査、モジュールを高精度に配置する第3層円筒シリンダー(直径90cm、長さ1.6m)の開発・建設を行う。平成14年度に於いて、超電導ソレノイド電磁石では、超電導ソレノイド電磁石のCERN研究所での運転のためのクライオジェニクス系の現地設置・試運転を完了した。シリコン半導体飛跡検出器の開発では・シリコン半導体センサー量産品の検査、銅/ポリイミド基材ハイブリッド基板量産品の検査、ASIC実装ハイブリッドの量産品の検査・シリコン半導体モジュール量産品の検査、を続行し、10%のモジュールを製作した時点で進展レビューを行った。円筒シリンダーへのモジュール設置ジグ、読み出しのためのデータ収集機器の整備を続行している。本研究は、LIIC・ATLAS実験で期待される物理及び予期せぬ物理の発見に不可欠な反応から発生する全ての粒子の飛跡検出・視覚化及び磁場をかけての運動量の測定を行うための、内部飛跡検出器のソレノイド磁場を作る超電導電磁石及び高精度の飛跡検出及び運動量測定を行うシリコン半導体飛跡検出器の開発と建設を行う。
新規基底細胞癌(BCC)関連遺伝子の単離

基底細胞癌(BCC)発症に関与する新しい遺伝子を単離するため、まずBCC腫瘍細胞の分離、培養方法の確立を試みた。3名のBCC患者の手術検体から腫瘍部分と腫瘍近傍の正常皮膚を採取し、0.1mg/mlのディスパーゼを添加したKGM培養液に入れ4°Cで16時間インキュベートした。正常皮膚は表皮のみ剥離しそれをコラーゲンコートディシュに播きKGMで培養した。腫瘍部分は腫瘍表面の被覆表皮を除去し腫瘍本体のみを取り出し、よくピペッテイングした後、コラーゲンコートディシュに播きKGMで培養した。その結果、3検体中1つでBCC腫瘍細胞と思われる細胞の増殖が観察され、2回継代後凍結保存した。その細胞の形態は、正常の角化細胞とほぼ同様であった。次に培養に成功した細胞が本当にBCC由来であるかどうかを確かめるため、BCC腫瘍細胞で発現が増加すると報告されているpatched, PDGFR-αの免疫染色を施行した。スライドグラス上で細胞を培養し、固定後patched, PDGFR-α抗体で免疫染色したが腫瘍由来細胞と正常部由来角化細胞の間で明らかな発現の差はみられなかった。現在RT-PCRを用いて両者のpatched, PDGFR-α, Gli1の発現の比較検討を施行中である。
日中韓三国間の技術スピルオーバーと企業・産業の生産性に関する理論・実証研究

(1)日中韓三国を念頭に,国際的寡占市場での企業の研究開発(R&D)投資・直接投資・輸出戦略及び政府の産業政策に関する理論的考察を行い,新たな知見を得た.(2)中国の知的財産市場における日本企業の特許出願戦略及び先進国から開発途上国への技術拡散が後者の産業競争力に与えた効果を考察した.中国における現地企業と外資系企業のイノベーション活動と技術者の人材管理を比較し,その活動の特徴,R&D活動を担う技術者に対する能力開発活動と人事管理の実態を調査し,新たなファクト・ファインディングを得た.(1)日中韓三国を念頭に,国際的寡占市場での企業の研究開発(R&D)投資・直接投資・輸出戦略及び政府の産業政策に関する理論的考察を行い,新たな知見を得た.(2)中国の知的財産市場における日本企業の特許出願戦略及び先進国から開発途上国への技術拡散が後者の産業競争力に与えた効果を考察した.中国における現地企業と外資系企業のイノベーション活動と技術者の人材管理を比較し,その活動の特徴,R&D活動を担う技術者に対する能力開発活動と人事管理の実態を調査し,新たなファクト・ファインディングを得た.研究実績は以下の通りである.1.日中韓3ヵ国の産業ごとの労働生産性の分析及び相互の比較を行った(研究発表参照).これによって3ヵ国の産業ごと競争力の源泉の1つである労働生産性の水準と時系列変化及び細分化された産業間と産業の設立主体の違い(中国)が労働生産性の水準に大きな影響を与えることが明らかにされた.2.国際的技術移転とこれに関連する戦略等について以下のことを行った.(1)三国間の産業における国際的技術移転と企業戦略に関する先行研究を収集すると共に,それらの読み込み作業を行った.(2)理論モデルを構築して,中国のような知的財産権の保護が十分でない国におけるその保護の程度が企業間の技術移転やその立地選択に与える影響について予備的な分析を行った.その結果に基づいて論文を執筆中である.(3)二国間の研究開発競争と政策的支援に関して分析した先行研究のモデルを3国ケースに拡張して,三国間の競争に関して予備的な理論分析を行った.3.中国進出の外資系企業(8社)及び中国国有・民営企業(各3社)に対して研究開発活動に関するインタビュー調査を行い,その内容を整理している.次の4つの暫定的な結論が得られた.(1)各社は生産コスト重視戦略から研究開発重視戦略に方向転換しつつある.(2)外資系企業は新製品開発を本国で、製品の品質保証とコストパフォーマンスの改善を中国で行う分業体制から最近中国での新製品開発を重要課題として取り組み出した.(3)中国国有企業は技術者を適切に組織し、効率のよいR&D体制を作るためのマネジメント経験が不足し,R&D活動を組織化していくことが重要課題となっている.(4)中国民営企業は知的財産権が厳しく求められてきたため、企業独自の製品開発が最も重要な戦略であることを十分に認識し、R&Dに必要な人材を獲得しようとしている。2008年は次のような研究活動を行った.1)各国の特許データ等を基にして,日中韓を始めとする東アジア諸国の開発途上国・中進国と日米加等の先進国の間における特許引用,貿易及び技術スピルオーバーに関する実証研究成果の報告及びその論文出版(電子ジャーナル版でオンラインファーストの形で閲覧可能)を行った.2)知的財産権の保護の程度が国際的な技術移転や企業の立地選択に与える影響に関して理論分析を行った.三国間の研究開発競争と政策的支援に関しても理論分析を行った.研究成果は別々の論文にまとめて学術専門誌に投稿中である.更に,国際間のR&Dスピルオーバーに関する先行研究の読み込みを行い,理論モデルの構築に向けた予備的考察を行った.特に,特許の引用データによって捉えることができるスピルオーバーに着目した.3)2008年度に次の現地調査を行った.(1)中国の製造会社の技術開発について,2008年9月から今年2月まで,上海自動車,陜西自動車など十数社に対する聞き取り調査を行った.その結果の一部をすでに「中国製造企業の技術開発と人材育成」という題にする論文にまとめ,現在論文を投稿に向けて修正しているところである.(2)韓国の製造会社の技術開発に関して,2009年3月に現代自動車,現代モビース等の7社に対して聞き取り調査を行った.その結果は現在整理しているところである.加えて,中国の製造会社のイノベーション活動に関するアンケート調査を実施し,合計210社から回答を得たので,現在その回答内容の整理と入力を行っている.4)日本と韓国の労働生産性の比較に向けて,特に後者の製造業に関する付加価値と労働者投入に関するデータの収集を行うと共に,企業のR&Dに関する推測的変動がその投資と産出量に与える効果分析を寡占モデルを用いて考察している.(1)国際寡占モデルの下で,企業がR&D投資を行ない,R&Dスピルオーバーが発生するときのR&D投資戦略と輸出量及び政府の最適貿易政策を分析し,先行研究成果と異なる結果を導くことができた.それをまとめた論文はJITE誌に受理された.更に,費用削減型R&D投資が行なわれるとき,自由参入均衡と次善最適均衡における企業数の比較を行ない,新たな研究結果を得ることが出来た.この成果は『イノベーション,R&Dスピルオーバーと寡占』(岡山大学経済学部研究叢書)の中に収められた.

(2)前年度に分析を行った,三国間の研究開発競争と政策的支援に関する研究成果を複数の研究会で報告した.出席者のコメントに基づいて分析の改良と拡張を行い,既存研究での二国間ケースとは政策的な処方箋の異なる場合があることを明らかにした.また国際間の技術スピルオーバーに関して前年度に行った予備的分析を踏まえて,特許引用データによって捉えることができるR&Dスピルオーバーと貿易パターンの関係を検証するための理論分析を行った.そして貿易パターン(水平・垂直的産業内)によってR&Dスピルオーバーの方向や程度が異なるという理論的予測が得られた.(3)中国企業のイノベーション実態調査ためのアンケートを実施(約240社から回答)した.そして中国民営企業の経営環境,イノベーションの投入状況と成果,新技術取得の経路及び技術者の人事管理に関するデータの整理と分析を実施.加えて世界貿易上位50力国の貿易データに基づき,貿易構造への技術スピルオーバーの影響分析を行なった.(4)中国企業のイノベーション活動と技術者め人材管理に関するヒアリング調査結果を整理した.そしてアンケート調査を基に,中国における外資系企業のイノベーション活動と技術者の人材管理との比較から中国企業のイノベーション活動の特徴,そして企業の研究開発活動を担う技術者の能力開発について分析を行い,論文を完成させた.
アミロペクチン生合成に関与するデンプン枝切り酵素の分子論的解析

本研究では、アミロペクチンのクラスター構造形成に関与すると考えられるデンプン枝切り酵素のうち、主にプルラナーゼについて、イネ胚乳、ジャガイモ塊茎および微生物Klebsiella由来の酵素を取り上げ、その酵素化学的性質を反応速度論や構造生物学的手法を駆使して分子論的に解析した。1.イネ胚乳由来プルラナーゼ:酵素は、極早稲種であるフジヒカリの登熟期のイネ種子胚乳から、アフィニティーカラムとゲル濾過カラムを用いて精製した。プルランを基質としたときの至適pHは5.57.5、至適温度は50°C付近であった。イネ酵素の反応速度パラメータは、微生物Klebsiella由来酵素の値と極めてよく似ていたが、基質アナログによる阻害実験から、両酵素の基質結合部位の構造に違いがあることが示唆された。2.ジャガイモ由来プルラナーゼ:酵素はジャガイモ塊茎から精製した。分子量はほぼ100kDaで、ゲル濾過の結果から、本酵素はイネ胚乳由来酵素と異なりオリゴマー構造を持つと考えられた。至適pHは5.56.5で、イネ酵素に比べると中性付近の活性が低く、至適温度はイネ酵素に比べると10°Cほど低い40°C付近であった。プルランに対する血値はイネやKlebsiella由来酵素とあまり変わらなかったが、左,k_<cal>は10分の1以下と極めて小さかった。3.微生物型Klebsiellapneumoniae由来プルラナーゼ:Klebsiella由来プルラナーゼについて、京都大学の三上らと共同でその立体構造を明らかにした。その結果、イソアミラーゼとプルラナーゼの機能特性の違いは、2つのループ構造によるものではないかと推察された。また本酵素とPseudomonas由来イソアミラーゼの基質特異性の違いを、各種基質に対する反応速度パラメータを詳細に求めることにより比較検討した。デンプンは植物によって作られる最も重要な貯蔵多糖である。現在国内外でイネゲノムプロジェクトが進展しており、今後ゲノム情報を利用した新形質植物の創成が期待される。デンプンの主要構成成分であるアミロペクチンの生合成には10数種類の酵素が関与すると考えられているが、高等植物に存在する澱粉枝切り酵素が、澱粉の分解ばかりでなくアミロペクチンのクラスター構造形成にも関与していることが明らかにされつつある。この様な働きは主としてイソアミラーゼが担っているとされるが、プルラナーゼも相補的な役割を持つのではないかと推定されている。本年度は、イネ胚乳由来プルラナーゼの酵素化学的・反応速度論的性質を調べ、微生物由来のプルラナーゼと比較した。まずイネ胚乳由来プルラナーゼを、登熟期のイネ種子からアフィニティーカラムとゲル濾過カラムを用いて精製した。酵素活性はプルランを基質とし、還元力の増加を測定する事により求めた。酵素はpHが5.5から7.5の間で最大活性を示したので、本研究では50mM酢酸緩衝液(pH5.6)中で活性を測定する事にした。次に至適温度を調べたところ、50°C付近で活性が最大となった。イネプルラナーゼのプルランに対するKm(ミカエリス定数)およびkcat(モル活性)値や、α-、β-、γ-シクロデキストリンによる阻害物質定数(Ki)を調べたところ、これらの値は微生物Klebsiella由来酵素の値と極めてよく似ていることが分かった。

次に、マルトオリゴ糖(アルコール)との相互作用について調べたところ,イネ酵素とKlebsiella由来酵素の間に違いが見られた。この結果と、プルランを部分加水分解して得られた6^3-マルトトリオシル-マルトトリオースを基質にした時の反応速度パラメータから、イネ胚乳酵素と微生物酵素では基質結合部位の構造に違いがあることが示唆された。アミロペクチンの生合成についてはここ数年精力的に研究され、主に穀類を用いた研究によりデンプン枝付酵素、デンプン合成酵素、デンプン枝切酵素の3つの酵素が最も重要であることが明らかになった。このうちデンプン枝切酵素は、アミロペクチンのクラスター構造の形成に関与しているとされるが、この働きは主としてイソアミラーゼが担っている。一方プルラナーゼも何らかの相補的な役割を持つのではないかと推定されている。平成16年度は平成15年度のイネに続き、イモ類であるジャガイモ由来プルラナーゼの酵素化学的・反応速度論的性質を調べた。実験に用いたジャガイモ酵素は、秋田県立大学から頂いた。酵素はジャガイモ塊根から硫安沈殿、アフィニティークロマトなどにより精製した。分子量はほぼ100kDaであるが、ゲル濾過結果から本酵素はオリゴマー構造を持つ可能性が示唆された。なおジャガイモ塊根では、プルラナーゼの活性、タンパク量ともにイネに比べて極めて低く、イネ穀粒中の数%以下にとどまった。プルランを基質にした場合の至適pHは5.56.5で、イネ酵素に比べると中性付近の活性が低い。至適温度は40°C付近で、イネ酵素に比べると10°Cほど低い。プルランに対するKm値はイネやKlebsiella由来酵素とあまり変わらなかったが、k_<cat>は10分の1以下と極めて小さかった。α-、β-、γ-シクロデキストリン(CD)は、ジャガイモプルラナーゼを拮抗的ではなく非拮抗的に阻害した。またKlebsiella、Bacillus、およびイネ由来の全てのプルラナーゼは、α-、γ-CDに比べてβ-CDの阻害が2桁程強いのに対して、ジャガイモ酵素ではこのような挙動は見られなかった。以上からジャガイモ由来プルラナーゼは、微生物や穀類由来の典型的なプルラナーゼとは異なる性質を持ち、活性中心の構造も異なると推定された。主に穀類を用いたこれまでの研究により、アミロペクチンの生合成には、デンプン枝付酵素、デンプン合成酵素、デンプン枝切酵素の3つが最も重要であると考えられている。このうちデンプン枝切酵素は、アミロペクチンのクラスター構造形成に関わっており、この働きは主としてイソアミラーゼが担うとされている。一方基質特異性の異なるもう一つの枝切り酵素であるプルラナーゼは、発芽時におけるエネルギー獲得のほかに、アミロペクチン生合成にも一定の寄与をしているのではないか、という意見もある。本研究では、これら2つの植物由来デンプン枝切り酵素(イソアミラーゼとプルラナーゼ)について、その構造や反応機構の違いについて分子論的に明らかにすることを目的とし、平成16年度まではイネおよびジャガイモ由来プルラナーゼについて、反応速度論的な解析等を行った。しかし植物由来イソアミラーゼについては、微生物由来酵素と異なり、多量体構造を持つ非常に不安定な酵素であるため、物理化学的手法を用いた解析が十分にできない。
超離散可積分系の統一的研究法へ

従属変数を含めて,すべての変数が離散的な値をとる「超離散可積分系」という特殊な離散的力学系を研究し,それらに適用できる新しい解法を発見した.特に,厳密解が知られていない「超離散sine-Gordon方程式」という方程式を整数上で解くことに成功し,有名なKdV方程式の超離散版における初期値データに組合せ論的な解釈を加えることができた.さらに,超離散化前の段階における可積分系に対しては,高次元の離散可積分系の新しい構築法を開発し,低次元の離散的力学系の可積分性を見極めるための新しい判定法を提唱した.本研究の目標は、超離散可積分系の研究に使われている表現論や組み合わせ論、またはトロピカル幾何学を逆散乱法の観点から統一的に扱うこと、及び(max,+)代数に関する最新の研究成果を取り入れることにより、超離散可積分系を、連続系や離散系の数理に頼らずに考察することである。特に、超離散的逆散乱法における散乱データとrigged configurationという手法で得られるデータとの関係を解明すること、超離散可積分系に付随する線形方程式系のスペクトル問題における波動関数やスペクトルの特徴づけを行い、ダルブー変換のスペクトル曲線等への作用を解明すること、又は超離散QRT写像等とそれらの保存量が定めるトロピカル曲線の分類を行うことを目的とする。本年度は、このプログラムに関して以下の具体的な研究成果を得た。1.超離散sine-Gordon方程式には、ソリトンの分裂と融合のような現象が存在することは約15年前から知られているが、その現象の初めての数学的記述は昨年度の最も重要な研究成果であった。本年度、超離散sine-Gordon方程式を有理数上で考察し、その系におけるソリトンの非弾性的な相互作用が、実際、離散sine-Gordon方程式の正定値分散波の干渉から生じることを示した。さらに、ある種の組合せ論的な方法により、超離散sine-Gordon方程式の整数上のCauchy問題を解くことにも成功した。2.超離散KdV方程式の線形問題に対する散乱データを、箱玉系の場合、rigged configurationという組合せ論的な手法から得られるソリトンに関するデータと結びつけることができた。3.広田・三輪方程式のダルブー変換を用い、広田・三輪方程式からいくつかの新しい2次元の離散ソリトン系とそれらに付随するLax pairを系統的に構成することができた。特に、超離散的逆散乱法における散乱データとrigged configurationという手法で得られるデータとの関係を解明すること、超離散可積分系に付随する線形方程式系のスペクトル問題における波動関数やスペクトルの特徴づけを行い、ダルブー変換のスペクトル曲線等への作用を解明すること、または高種数トロピカル曲線の自己同型群の位数に上限を与える定理が存在するかを調べ、超離散QRT写像等とそれらの拡張写像の保存量に定められるトロピカル曲線の分類を行うことを目的とする。1.超離散sine-Gordon方程式というセルオートマトンには、ソリトンの分裂と融合のような現象が存在することは約15年前から知られているが、その方程式の連続版や離散版にはこのような現象がない為、既存の数学的道具ではセルオートマトンの解が得られないことが数年前に明らかになった。そこで、今年、特殊な変数変換を導入することにより、超離散sine-Gordon方程式のソリトン解を、別の補助的な力学系の解で表現し、単純な組み合わせ論的な過程で記述することに成功した。2.超離散KdV方程式のソリトンとその方程式に付随する線形問題に対して定義できるスペクトルとの関係を、ある重ね合わせのような原理を用いて完全に解明することができた。3.1+1次元の離散ソリトン系を構成するための系統的な手法を発見し、その手法を用いていくつかの新しい離散可積分系を得た。本研究の目標は、超離散可積分系の研究に使われている表現論や組み合わせ論、またはトロピカル幾何学を逆散乱法の観点から統一的に扱うこと、及び(max,+)代数に関する最新の研究成果を取り入れることにより、超離散可積分系を、連続系や離散系の数理に頼らずに考察することである。

1.超離散sine-Gordon方程式には、ソリトンの分裂と融合のような現象が存在することは約15年前から知られている。その現象の初めての数学的記述は本研究計画の最も重要な研究成果である。本年度、この方程式の整数上のコーシー問題を完全に解くことができ、さらに有利数上のコーシー問題についても部分的な結果を得ることができた。2. QRT写像の非自励的な拡張からブローアップで構成できる初期値空間の構造を考察し、この結果を踏まえて、複素射影平面上の一般的な双有利写像の可積分性を見極めるための新しい判定法を提唱することができた。写像の代数的エントロピーが特異点閉じ込め法から得られる簡単なデータのみで計算できることはこの新しい方法の一番大きな利点である。3. KdV方程式の有利関数解と密接な関係を持つBurchnall-Chaundy多項式を離散化し、その多項式に対する新しいLaurent現象を発見した。この結果は離散パンルヴェ方程式の新しい構成法と密接につながると思われている。数物科学・数学本年度に行った研究はおおむね計画通りに進行している。まず、昨年度の実施状況報告書に、平成25年度の推進方策として記載されている最も重要なテーマであった、箱玉系に関するrigged configurationに現れる作用-角変数と超離散KdV方程式に付随する線形問題に対する散乱データとの関連づけという問題を完全に解くことができた。この研究成果を発表する論文は現在作成中である。なお、昨年度に始めた超離散sine-Gordon方程式におけるソリトン相互作用の研究も急速に進んでいる。特に、超離散sine-Gordon方程式のソリトンが、実際、離散のsine-Gordon方程式における正定値の分散波の超離散極限から生じるものであるという発見は、超離散可積分系に対する常識をリセットするような驚くべき研究成果であると思われる。さらに、今年、超離散sine-Gordon方程式の整数上のCauchy問題を解くことに成功したお陰で、整数上の問題だけではなく、これから有理数や実数上のCauchy問題の解法を考察することも可能となる。最後に、QRT写像の非自励的な拡張の代数幾何学的な性質も今年度から考察し始め、既に、それらの性質と特異点閉じ込め法との関係、またはその拡張のやり方と写像の代数的エントロピーとの関係については、いくつかの予想をたてることができた。平成24年度の科学研究費事業交付申請書を作成したときに予知できなかった大きな展開が2つあった為、今年度に得た研究成果と当時の研究実施計画との間に多少ずれが生じたが、研究は現在おおむね順調に進行している。一つの展開は、パリのエコール・ポリテクニークを訪問したとき、超離散sine-Gordon方程式に関する新しい解法を発見したことである。超離散sine-Gordon方程式の解が離散系や連続系とかなり異なっている現象を示していることはよく知られ、その現象は長年、多くの研究者によって研究されてきたことにも関わらず、その方程式におけるソリトン現象を記述する解の性質や構成法は全く不明であった。そこで、平成24年度に、新しく発見した手法により、超離散sine-Gordon方程式のソリトン解を完全に記述することに成功した。
Krasの活性化による癌発生と進展過程におけるCTGFの意義と腫瘍・間質相互作用

Kras変異肝発癌モデルマウスの腫瘍部でCTGFの発現上昇を認め、Ras/Mek/Erk経路の活性化によるCTGF発現上昇が示唆された。このマウスから肝細胞特異的にCTGFを欠損させると腫瘍径、腫瘍個数、肝重量体重比は低下し、組織学的分化度は改善した。ヒト肝細胞癌切除検体においても腫瘍部でCTGF発現は上昇し、肝癌の悪性度に関連していた。CTGFを強制発現させた肝癌細胞株は、単独ではcell viabilityやxenograftモデルでの腫瘍体積に変化を認めなかったが、肝星細胞と混合下ではこれらは増加した。CTGFは肝癌細胞と肝星細胞の腫瘍-間質反応に関与して癌の進展を促進すると考えられた。肝細胞特異的に変異型KrasG12D蛋白を発現し、Ras経路が恒常的に活性化したマウス(K-RasLSL-G12D/+AlbCre:L-KrasG12Dマウス)を作成すると、9ヶ月齢で全個体に肝腫瘍を認め、腫瘍部では野生型マウスの非腫瘍部に比しCTGFの発現上昇を認めた。Kras野生型であるHuh7細胞においてEGFを添加しRasを刺激すると、CTGFの発現上昇を認めた。一方Kras変異型であるHepG2細胞においてsiRNAによりKras発現を抑制すると、CTGFの発現低下を認めた。またMek/Erkの阻害剤によってもCTGFの発現が低下した。NCIより公開されている肝癌症例225例の腫瘍部のmicroarray dataを用いたssGSEA解析においても、CTGFの発現レベルはRas/Raf/Mek/Erk経路の活性化レベルと有意な正の相関を認めた。そこでマウスモデルを用いてHCCにおけるCTGFの意義について検討した。L-KrasG12Dマウスにおいて肝細胞特異的にCTGFを欠損したマウス(L-KrasG12D CTGFΔ/Δマウス)を作成すると、L-KrasG12D CTGF+/+マウスに比し腫瘍個数、肝重量体重比は有意に低下し、肉眼的腫瘍形成率、最大腫瘍径も低下傾向を認めた。腫瘍の組織型は肉腫様肝癌の割合が減少し、dysplastic noduleの割合が増加した。以上よりRas経路の恒常的活性化により肝発癌が惹起され、CTGFが肝癌の進展を促進する分子であることが示唆された。CTGFを標的とした新規治療が有効である可能性もあると考えられ、意義の大きい成果である。肝発癌モデルマウスとして肝細胞特異的変異型KrasG12D蛋白発現マウス(L-KrasG12Dマウス)を作成したところ、10ヶ月齢で全個体に肝発癌を認め、腫瘍部でCTGFの発現上昇を認めた。In vitroの検討においてKras野生型肝癌細胞株に対してEGFを添加しRasを刺激するとCTGFの発現上昇を認めた。一方、Kras変異型肝癌細胞株においてsiRNAによりKras発現を抑制するとCTGFの発現低下を認め、Mek/Erkの阻害剤によっても発現低下を認めた。以上の結果から、Ras/Mek/Erk経路の活性化によりCTGFが誘導されていることが示唆された。次にマウスモデルを用いてHCCにおけるCTGFの意義について検討した。肝細胞特異的にCTGFを欠損したL-KrasG12Dマウスを作成すると、L-KrasG12D CTGF+/+マウスに比し腫瘍径、腫瘍個数、肝重量体重比は有意に低下し、形成された腫瘍も組織学的分化度の改善を認めた。これらの結果から、CTGFは肝癌の進展を促進する分子であることが示唆された。またHCC切除例92例を対象とした臨床検体においても、腫瘍部では非腫瘍部に比しCTGFの有意な発現上昇を認め、CTGFを高発現するHCCはPIVKA-II、門脈浸潤陽性率、予後不良の肉眼型の割合が高値であり、高悪性度であることが示唆された。最後にCTGFによる肝癌進展促進機序について検討した。肝癌細胞株に対してCTGFを強制発現してもcell viabilityに変化は認めなかったが、肝星細胞株との共培養下ではcell viabilityの上昇を認めた。またCTGF強制発現肝癌細胞株を用いたxenograftモデルでは、強制発現株単独ではコントロール細胞に比し腫瘍体積に差を認めなかったが、肝星細胞株と混合すると腫瘍体積は有意に増加した。以上の結果から、CTGFは肝癌細胞と肝星細胞の相互作用に関与することで肝癌の進展を促進することが示唆された。以上の検討によりCTGFの肝癌進展促進作用およびその機序が明らかとなり、CTGFを標的とした新規治療の有効性が示唆された。Ras経路活性化による発癌過程において、CTGFの上昇が重要であることを明らかにした。

またRasの活性化によってCTGFは上昇することも明らかとなった。CTGFを標的とした新規治療の可能性も見えてきており、本申請課題はおおむね順調に進展していると考える。肝臓病学平成26年度の結果をもとに、ヒトHCC臨床検体を用いて腫瘍部でのCTGFの発現上昇が認められるか、CTGF発現レベルと組織型などに相関がないかを検討する。また肝腫瘍だけでなく、膵発癌モデルマウスを用いた検討や、間質細胞におけるCTGF発現とその意義についても検討する。肝腫瘍モデルにおいてCTGFの中和抗体を用いた治療実験も検討する。
高齢化社会の安全なモビリティ確保を目指した自動車運転行動及び支援方策に関する研究

本研究は高齢者にとってのモビリティの確保を指向しつつ,同時に交通安全性の向上を進めるための基礎研究に相当し,次の3点の明確化を試みた.1)事故多発区間,交通コンフリクトの多発地点において,顕著な道路交通要因を事故データ,道路構造・線形データ,交通データを用いた統計分析より抽出した.2)事故リスクの高まる道路交通環境を想定し,安全な道路交通システムを構築する上で,ITSを利用した運転支援施策の正負両面の影響について,模擬走行実験を通じて明らかにした.3)公共交通不便地域における高齢者を中心とした交通行動,モビリティニーズを把握するとともに,交通事故危険認知についても調査を通じて把握した.本研究課題では3カ年の期間に次の5テーマに取り組む計画としている.1)交通事故発生要因に関する交通工学的分析,2)模擬走行実験による運転特性分析,3)モビリティニーズと運転支援に関わる課題の分析,4)運転支援方策の効果分析及び課題の抽出,5)研究成果の取りまとめである.このうち,26年度は1)交通事故発生要因に関する交通工学的分析,2)模擬走行実験による運転特性分析に関わる内容を実施してきた.1)については,我が国おける交通事故発生状況を概括するため,既存の交通事故に関する統計データなどに基づきマクロに分析を行った.その結果を踏まえつつ,26年度は主として事故発生件数の多い自動車専用道路を抽出し,事故多発個所および当該個所の線形・構造特性を表わす指標の抽出を行った.これらのデータを活用して,事故率に対して,交通要因,構造要因,線形要因,環境要因が及ぼす影響を統計的に分析するため,重回帰分析を適用した.平面線形としての曲線部および縦断線形としての勾配変化等が,事故の多寡に影響を及ぼす可能性が示唆された.2)では,ドライバの運転特性の多様性に着目し,運転挙動を観測するため,ドライビングシミュレータを用いて走行実験を実施する計画としている.基本的な運転タスクから成る基本シナリオと,1)より抽出される事故危険性の高い環境下のシナリオを設定し,シナリオの妥当性を検証するための予備実験を行った.後者の実験では,主として事故多発箇所を含む自動車専用道路上の運転挙動に着目し,潜在的事故危険性の高い運転操作の出現状況等を把握し,シナリオ設定の妥当性を評価した.本研究は高齢者にとってのモビリティの確保を指向しつつ,交通安全性の向上を進めるための基礎研究であり,次の3点に取り組むものである.1)事故多発区間,交通コンフリクトの多発地点において,顕著な道路交通要因を事故,道路構造,線形,交通の各データを用いた統計分析より抽出し,事故リスクの高まる環境を想定した上で,ドライビングシミュレータによる模擬走行実験を行い,認知・判断・操作,車両挙動に加え,周辺車両との事故危険性に基づき,被験者の運転特性を明らかにする.2)安全な道路交通システムを構築する上で各種運転支援施策の導入を想定し,模擬走行実験を実施し,その正負両面の影響を明らかにする.3)公共交通不便地域における高齢者を中心とした現状の交通行動,モビリティニーズを把握するとともに,高齢者が自動車を運転する場合の支援の可能性と課題について知見を得る.27年度は,2)として安全な道路交通の支援という点で,生活道路における自動車と歩行者のコンフリクトに着目し,歩行者接近情報の効果を模擬走行実験により明らかにした.実験の結果,歩行者接近情報の提供は,直接視認できない歩行者の存在を知ることができ,交差点前での速度低減に有効であることを検証した.一方,情報依存により実験を重ねにつれ,交差点での走行速度の上昇が発現し,リスク補償行動もみられる結果となった.つづいて,静岡都市圏において公共交通利用の実態を交通系ICカードデータにより把握するとともに,ICカードの保有者の協力を得て,アンケート調査により交通手段ごとのモビリティ水準,日常的な外出を伴う諸活動の実態および各自の生活満足度を把握した.全年齢層において自動車利用の可否や満足度評価の高低が大きく移動満足度,ひいては生活満足度に影響を及ぼすことが明らかとなった.特に高年層では自動車の利用に対する不満の影響が支配的になっていることが示唆された.27年度の研究計画については,概ね当初予定通りに進捗してきている.なお,安全な道路交通システムの構築に資する各種運転支援施策に関して,その導入を想定した模擬走行実験については,被験者数の積み増し等の点で今後対応を行う予定である.また,高齢者を中心とした現状の交通行動,モビリティニーズの把握を目指したアンケート調査については,基礎集計を中心とした分析にとどまっている質問項目もあり,今後,各種統計分析の適用を通じて,生活満足度とモビリティの関係について,詳細に分析する予定である.本研究は高齢者にとってのモビリティの確保を指向しつつ,同時に交通安全性の向上を進めるための基礎研究に相当し,次の3点を明らかにすることを目指す.1)事故多発区間,交通コンフリクトの多発地点において,顕著な道路交通要因を事故データ,道路構造.線形データ,交通データを用いた統計分析より抽出し,事故リスクの高まる環境下での模擬走行実験を行う.被験者の認知・判断・操作・車両挙動に加え,周辺車両との事故危険性に基づき,被験者の運転特性を明らかにする.2)安全な道路交通システムを構築する上で,各種運転支援施策の導入を想定し模擬走行実験を通じて,その正負両面の影響を明らかにする.3)公共交通不便地域における高齢者を中心とした交通行動,モビリティニーズを把握するとともに,交通事故に関する危険認知について調査を行い,高齢者が自動車を運転する場合の支援の可能性について知見を得る.平成28年度は,主として運転支援方策の効果分析および課題抽出について実施した.主として,ナビゲーションシステムの提供

情報が,高齢車を含むドライバーの運転支援に資することを想定し,事故やヒヤリハットの多発地点において,注意喚起を促す情報を提供する状況下で模擬走行実験を実施した.走行実験から得られる車両走行特性について,運転支援方策の有無・種類との関係で比較し,統計的に有意な差が見いだされるか,それは被験者の運転能力(認知・判断・操作)を補い,交通安全性の改善に資する傾向を示しているか,そして,被験者間で運転支援方策の効果に差異が認められるかという点について分析を行った.加えて,これまでの研究成果も踏まえて,ワンデーセミナー「これからの交通事故リスクマネジメント」(交通工学研究会,土木計画学研究委員会主催)を開催し,関連研究内容も含めて討議を行い,研究成果のブラッシュアップも図った.本研究は高齢者にとってのモビリティの確保を指向しつつ,同時に交通安全性の向上を進めるための基礎研究に相当し,次の3点の明確化を試みた.1)事故多発区間,交通コンフリクトの多発地点において,顕著な道路交通要因を事故データ,道路構造・線形データ,交通データを用いた統計分析より抽出した.2)事故リスクの高まる道路交通環境を想定し,安全な道路交通システムを構築する上で,ITSを利用した運転支援施策の正負両面の影響について,模擬走行実験を通じて明らかにした.3)公共交通不便地域における高齢者を中心とした交通行動,モビリティニーズを把握するとともに,交通事故危険認知についても調査を通じて把握した.自動車専用道路を主たる対象として,当初計画通り,1)交通事故発生要因に関する交通工学的分析,2)模擬走行実験による運転特性分析に関わる内容を実施してきており,大きな遅れも生じていない.ただし,シナリオ設定のための予備走行実験の実施回数(被験者数)が当初予定より,少なくなっている点もあるため,概ね順調に進展していると判断した.現在までの進捗状況にも記載の通り,27年度課題である各種運転支援施策の導入を想定した模擬走行実験,および,高齢者を中心とした現状の交通行動,モビリティニーズの把握を目指したアンケート調査については,被験者数の増強および分析の精緻化の点でブラッシュアップを継続する.その上で,28年度の課題である運転支援方策の具体化を進め,高齢者を含む被験者を対象に模擬走行実験を実施し,運転支援方策の正負の影響の特定を進め,3か年にわたる研究の取りまとめを行う予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。交通工学27年度は,まず「現在までの達成度」にも記載したとおりに,予備走行実験について追加的に実施し,事故危険性の高い環境を想定したシナリオの確定を行うことに最初に取り組む予定である.その上で,当初の研究計画に従い,2)模擬走行実験による運転特性分析,および,
戦時下における橋梁研究の技術史的評価と耐落橋性能の高い次世代耐震技術への応用

第二次世界大戦中に耐弾橋梁として朝鮮総督府鉄道局で開発・建設された複斜材式トラス橋梁は,現代の日本ではその関連資料の入手が極めて困難である.現存する開発資料においては,同形式のプロトタイプ橋梁について,部材の断面積,断面二次モーメントなど,弾性設計で用いられる情報が掲載されているが,その断面形状などは不明であった.2018年度は,現存する複斜材式トラス橋梁である鴨緑江大橋,臨津江大橋を訪問し,撮影写真および戦時下の京都大学卒業論文より,断面形状の特定など,復元設計を行った.また,復元設計した複斜材式トラス橋梁について,解析モデルを作成し,当時の構造解析技術では不可能であった非線形解析を行うことで複斜材式トラス橋梁の非線形挙動を把握した.さらに,キーエレメントの概念を用いた冗長性評価を行った.非線形解析の結果,本研究で対象とした複斜材式トラス橋梁は荷重支持能力を超える荷重を受け,部材感度の高い部材が破断すると急激に荷重支持能力が低下することから,内的不静定構造であるが,冗長性は必ずしも高くない可能性を明らかにした.キーエレメントの概念を用いた冗長性評価により,単径間の複斜材式トラス橋梁では中央の上弦材と下弦材が突出して部材感度が高く,キーエレメントに依存した構造系である可能性を明らかにした.さらに,3径間連続複斜材式トラス橋梁に対すしても同様の検討を行い,支承部が破壊された場合,どの部材が消失した時よりも荷重支持能力が低下すること,ただし,外的不静定化されていることから,キーエレメントへの依存度は単径間橋梁よりも小さいという知見が得られた.情報が極めて少ない戦時下における朝鮮半島で建設された長大橋梁に関し,その断面形状を含む復元設計ができたことは,非線形解析が可能となり,本構造の真の耐弾性能の理解に向け,おおむね順調に進展しているといえる.2018年度の検討では,単径間橋梁の場合,内的不静定構造であっても,必ずしも冗長性が高くない結果を得た.ロバストネスの観点で整理し,同じ部材配置を有しながら冗長性を高める方策について検討する.また連続橋梁の複斜材式トラス橋梁を対象に,内的不静定・外的不静定,さらに別の対策と,異なる対策を組み合わせること(多様性)による耐弾性能への効果について,評価を試みる.これら耐弾性能の向上に対する知見を踏まえ,橋梁の地震時安全性向上策へと展開する.第二次世界大戦中に耐弾橋梁として朝鮮総督府鉄道局で開発・建設された複斜材式トラス橋梁は,現代の日本ではその関連資料の入手が極めて困難である.現存する開発資料においては,同形式のプロトタイプ橋梁について,部材の断面積,断面二次モーメントなど,弾性設計で用いられる情報が掲載されているが,その断面形状などは不明であった.2018年度は,現存する複斜材式トラス橋梁である鴨緑江大橋,臨津江大橋を訪問し,撮影写真および戦時下の京都大学卒業論文より,断面形状の特定など,復元設計を行った.また,復元設計した複斜材式トラス橋梁について,解析モデルを作成し,当時の構造解析技術では不可能であった非線形解析を行うことで複斜材式トラス橋梁の非線形挙動を把握した.さらに,キーエレメントの概念を用いた冗長性評価を行った.非線形解析の結果,本研究で対象とした複斜材式トラス橋梁は荷重支持能力を超える荷重を受け,部材感度の高い部材が破断すると急激に荷重支持能力が低下することから,内的不静定構造であるが,冗長性は必ずしも高くない可能性を明らかにした.キーエレメントの概念を用いた冗長性評価により,単径間の複斜材式トラス橋梁では中央の上弦材と下弦材が突出して部材感度が高く,キーエレメントに依存した構造系である可能性を明らかにした.さらに,3径間連続複斜材式トラス橋梁に対すしても同様の検討を行い,支承部が破壊された場合,どの部材が消失した時よりも荷重支持能力が低下すること,ただし,外的不静定化されていることから,キーエレメントへの依存度は単径間橋梁よりも小さいという知見が得られた.情報が極めて少ない戦時下における朝鮮半島で建設された長大橋梁に関し,その断面形状を含む復元設計ができたことは,非線形解析が可能となり,本構造の真の耐弾性能の理解に向け,おおむね順調に進展しているといえる.2018年度の検討では,単径間橋梁の場合,内的不静定構造であっても,必ずしも冗長性が高くない結果を得た.ロバストネスの観点で整理し,同じ部材配置を有しながら冗長性を高める方策について検討する.また連続橋梁の複斜材式トラス橋梁を対象に,内的不静定・外的不静定,さらに別の対策と,異なる対策を組み合わせること(多様性)による耐弾性能への効果について,評価を試みる.これら耐弾性能の向上に対する知見を踏まえ,橋梁の地震時安全性向上策へと展開する.朝鮮半島で建設されている現地を訪問するにあたっては,別予算を用いることができたため,当初計画の使用額を節約することができた.また,現存する資料の探索,また復元設計を実施するために多くの時間を要したが,2019年度に対象としようとする連続橋梁,さらに吊り弦材を有する橋梁については,さらに時間を要する見込みである.そのため,翌年度に繰り越した助成金の一部を復元設計協力者に対する謝金に当て,その復元スピードを向上させる予定である.また,朝鮮半島以外の耐弾橋梁の調査と模型製作,ロバストネス解析のためのワークステーション導入に助成金を使用予定である.