hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ジルコニアセラミックスの粒界偏析挙動と相変態の関係

部分安定化ジルコニアに少量のアルミナを混合した粉末を用い,16731973Kで焼結し,熱膨張測定,X線回折,電子顕微鏡観察,3点曲げ試験などを行い,粒界に生成した偏析相と,正方晶→単斜晶相変態ならびに機械的性質の関係を調べ,以下の結果をえた。(1)アルミナを含むZrO_2-3mol% Y_2O_3の粒界には,アルミナ,シリカ,ジルコニアなどに含む非晶質相の生成を認めた。その粒界相は粒界3重点に多く観察されたが,粒界面にも生成しており,その厚さは焼結温度の上昇とともに増加した。(2)アルミナ添加により,正方晶から単斜晶へのマルテンサイト変態は抑制された。また,算温時効に伴う変態速度はアルミナ添加により遅延した。速度論的検討から,アルミナ添加によりマルテンサイトラスの核生成速度が著しく抑制されたが,その成長段階にはアルミナ添加の影響は認められなかった。(3)破壊強度および破壊靱性値は,アルミナ添加で向上した。(4)変態速度の減少や機械的性質の向上は,アルミナ添加による粒径や密度の変化によるのでなく,(1)の粒界相生成に基づく結果であることが判明した。粒界相形成により,正方晶→単斜晶相変態による膨張を抑制するためであることが,諸結果から明らかになった。(5)今後は,アルミナ添加で部分安定化ジルコニアの焼結性を追求する必要がある。ZrO_2-3mol%Y_2O_3にアルミナを少量添加した粉末を用い,種々の温度で焼結後,電子顕微鏡観察,熱膨張,X線回折,3点曲げ試験などを行い,粒界偏析挙動と相変態の関係を調べ,以下の結果を得た.1.アルミナを含むZrO_2-Y_2O_3セラミックスの粒界には,アルミナ,シリカ,ジルコニア,マグネシアなどに富む非晶質粒界相の形成が認められた。粒界相の組成は,アルミナーシリカ系の共晶組成に近く,アルミナ添加は粒界相生成を加速することが判明した.なお,シリカは出発粉末中に含まれていた不純物と思われる.粒界相の量および厚さは,焼結温度の上昇と共に増加した.2.粒界相の生成に伴い,正方晶から単斜晶への変態速度は減少した:特に,変態生成物の成長過程に関係なく,核生成段階を抑制することが判明した.3.粒界相生成に伴い,結晶粒径が著しく増加した.しかし,3点曲げ強度は粒界相生成と共に,増加の傾向にあり,これより,粒界相が粒界破断を抑制することが判った.ZrO_2-3mol%Y_2O_3(部分安定化ジルコニア)にアルミナを少量添加した粉末を用い,種々の温度で焼結後,電子顕微鏡観察,熱膨張測定,X線解析などを行い,粒界編折生成挙動と相変結後,電子顕微鏡観察,熱膨張測定,X線回折などを行い,粒界偏析生成挙動と相変態の関係を調べ,以下の結果を得た.1.アルミナ添加の部分安定化ジルコニアには,正方晶粒界に多量の非晶質相が形成していた.焼結温度が上昇するかまたは焼結時間が長くなると,粒界相の幅は増加する.EDS分析から,その粒界相は,シリカ,アルミナ,ジルコニアからなっていることが判明した.なお,シリカは出発粉末の不純物である.ムライト無添加の部分安定化ジルコニアでは粒界相の形成は,ほとんど認められなかった.2.従って,アルミナ添加による粒界相の生成には,シリカの役割が大きいことが明らかになった.3.粒界相を生成したセラミックスの3点曲げ破断強度は上昇した.4.正方晶から単斜晶への等温変態速度は粒界相の生成で遅くなった.5.3,4の結果は、粒界相生成によって粒間の結合力の上昇または,変態による膨張量を吸収するためと考えられる.
屈曲型側ヒレ推進機構をもつ水中移動体の運動に関する研究

本研究では、イカやエイなどを模擬した側ヒレによる運動機構に着目し側ヒレ推進機構を有する実用的な人工水中移動体を作成するための基礎的研究を行った。本研究以前は側ヒレ型推進については世界でも例が無く、本研究では主に運動性能について検討を行った。本研究以前に作成していた模型に対し重心移動が可能な装置などを搭載して運動について検討した。また新しい模型を作製し実験を行った。成果の発表は途中段階であるが、作成した模型は多くの注目を浴び報道等されている。海中生物の動きを模倣し、様々な動きが可能な水中移動体が作成されれば、様々な応用範囲が開かれると考えられる。本研究では、イカの巡航状態やある種のエイなどが有する側ヒレによる運動機構に着目し側ヒレ推進機構を有する実用的な人工水中移動体を作成するための基礎的研究を行った。内容は以下のとおりである。1.これまで保有している模型に外部から制御可能な重心高さ調整装置を購入して取り付けて実験を行った。これによりローリングやピッチング運動が容易になり、壁際を90度ロールした状態で進行する運動モードなども確立できた。2.2つ以上の運動を組み合わせた運動をさせるためのヒレ運動モードを考え、実際に水槽実験を行った。これにより円を描く運動や、側方に移動しながら深度を変える運動などが可能になった。3.第1段階の水中移動体に積み込むセンサーとして模型に目に対応するステレオ視用の2台のCCDカメラを取り付け、予備実験を行った。よい映像が得られ、その映像のみを見ながら制御することが可能になった。しかし同時につけたLEDライトが故障したため修理が必要となった。4.ヒレの進行波運動を最適化するため、非線形の理論を検討した。5.これまで開発してきた数値計算を用いてさらに他の自由度(ローリング、ピッチング、横移動など)の運動中の側ヒレの発生する流体力推定を試みた。また力を計測する実験を行い比較した。6.現在の模型での1、2の検討を基に重心移動距離などを決定し、浮力制御装置、重心移動装置を内蔵し34本のヒレ骨でヒレの形状を制御し2.5Hzの運動が可能な模型を制作した。これを外部から動かしテストしたが陸上にとどまっている。2年目に制御コンピュータを積み込み、実験を開始する予定である。平成19年度は下記に示した研究実績が得られた。1.平成18年度に作成した模型に、より高度な制御が可能なマイクロコンピュータを積み込みその信号を外部のコンピュータとやり取りするために浮体内に無線LAN装置を積み込んだものを製作した。試運転を行った結果長さ100m試験水槽においても全域を一箇所から遊泳させることが可能になり様々な実験が可能なことが確認された。2.浮力調節装置の試作機を設計製作し簡単な浮上沈降試験を行った。この結果試作機の43ccのタンクでは十分な運動が不可能なことがわかり、タンク容量90ccのものを2個20年度に製作し取り付けることにし、設計を行った。3.設計した浮力調節装置の容量から200gの重量を前縁近傍に置いた場合のグライダー試験を行い、条件が整えば駆動力なしで進行することを確認した。またこのシミュレーション計算を行い最適な尾びれ角度など調査した。4.新たな模型についてジョイパッドを用いた制御プログラムを作成し、遊泳させた結果自由に制御可能なことが明らかになった。5.重心の前後、左右、上下移動を行った場合の運動を調査し、装置の設計を行い製作して模型に取り付け実験を行った。昨年度までに制作した模型に浮力調整装置を取り付け完成させた。この模型を用いて自由航走実験を行い運動能力の確認、高速模型試験による流体力の計測、流体力モデルを用いたシミュレーションプログラムの作成などを行った。得られた成果をいかに示す。1、重心移動装置による重心の移動による運動の変化を確認した。また無線LANにより長さ100mの水槽のどの位置でも1か所より制御可能なことを確認した。また制御装置として無線Joy Padを用いた操縦を行い複雑な経路、障害物の問を潜り抜ける操作などを行い水中での制御性能が優れていることを確認した。この性能により2008年Ocean's08Aqua Robot Competition Biom imetic Robot Groupにて第1位を得た。またテレビ朝日「ネーチャー先生」にて紹介された。2、曳航水槽で拘束模型試験による流体力の計測を行い、新模型のヒレの発生する流体力の特性を求めた。この結果と以前の模型の結果を比較することと簡単な理論によりリボン状の屈曲型ヒレの発生する推力はヒレの最大振幅の2乗に、ヒレのアスペクト比の3乗に比例することを見出した。これによりヒレの形状、運動モードなどを変更したときの推力の推定が可能になった。3、2でもとめた基本特性を用い6自由度運動シミュレーションプログラムを作成し運動がシミュレーションによって推定可能となった。

この結果を1で行った自由航走試験と比較しほぼ推定で来ていることを確認した。4、CFDによる水中移動体周り流れの計算手法の検討を行い、流体力の推定を行い、計測と比較しCFDを用いて流体力が推定可能なことがわかった。
植民地帝国主義崩壊の国際関係史的研究

フランス植民地帝国主義の崩壊局面に位置するアルジェリア戦争(1954-1962年)に対して、民族解放戦線FLNとフランス共産党PCFがどのように対応したのかについて研究した。FLNは米ソ冷戦対決構造を利用しつつ、当初は米国に支持を求めながら、ソ連・東欧圏にも1960年以降には接近していった。PCFは反植民地主義的立場を鮮明にしつつも、1956年のハンガリー事件によって孤立を深め、社会党を含む広範な植民地主義戦争への反対活動を展開できなかった。平成25年度は、研究実施計画通りアルジェリアの国立公文書館を初訪問して、史料調査を行った。調査対象は民族解放戦線FLNの創設したアルジェリア臨時共和国政府GPRAの文書であり、21世紀になってから外国人研究者にも利用が可能になったものである。アルジェリアへのアクセスが極度に不便なため、これまでごく一部の研究者にしか利用されておらず、日本人研究者による利用は私が初めてである。GPRA文書の量は膨大であり、煩雑な文書閲覧申請手続きにより、短期滞在による調査ではその一部しか閲覧できなかった。しかしそれでも、FLNがフランスによる植民地戦争の非道さと、それに抵抗してアルジェリア独立を求める闘争の大義を、国連や国際世論に組織的に訴える国際化戦略を追求していたことを明瞭に確認できた。またFLNがGPRAの創設を早くも1956年から独自に考えていたこと、対外面ではソ連に対する冷淡さとは対照的に、アメリカ国務省との接触を通じて米国の役割に大きな期待を寄せていたことを史料的に裏付けることができた。他方、インドのようなアジアの独立国が必ずしもFLNから信用されておらず、むしろ植民地主義勢力に対して微温的な態度をとる国として警戒されていたことや、アラブ・リーグやエジプト政府からの経済的支援が十分なものではなかったことも明らかになった。FLNが非国家主体でありながら、さまざまな国家や国際機関を利用する「外交戦略」を通じて国家形成へと歩みを進め、自らの交渉地位を高めていこうとしていたことが確認できた。アルジェリア戦争期の反植民地主義勢力の活動・役割を追求するために、当初の予定をやや変更して、オランダ、フランス、アルジェリアで史料調査を行った。オランダ・アムステルダムの国際社会史研究所IISG所蔵の社会主義インターナショナル文書のなかから、アルジェリア戦争に関する資料を閲読した。ソ連共産主義勢力とは一線を画しつつも、社会主義インターナショナルはこの戦争の本格化・長期化を懸念しており、フランス政府に対して停戦への圧力を強めていたことを確認した。またフランス・パリでは国家文書館、外務省文書館、社会主義研究大学局OURSなどで史料調査を行った。フランス共産党のM.Thorez、フランス社会党のJ.Begarraら指導者の個人文書を調査し、フランス左翼政党の状況認識・党内状況を探り、また民族解放勢力FLNの国際次元での反植民地主義活動の実態を解明した。2013年夏にアルジェリア国家文書館で民族解放勢力の臨時共和国政府GPRAの文書を調査し、その調査報告を「民族解放戦線側から見たアルジェリア戦争」『日仏歴史学会会報』第29号(2014年)として発表した。さらに2013年の調査では調べきれなかったGPRA文書の追加調査を行った。フランス社会党が極秘で試みた停戦交渉にアルジェリアの民族解放勢力がどのように対応したかを調べようとしたのだが、残念ながら民族解放戦線側の当該文書の存在を突き止めたものの、閲覧を拒否された。それでも民族解放戦線が冷戦体制の下で、共産主義勢力には距離を置きつつも、1960年ころには路線転換を行い、社会主義陣営への接近を始めたことを文書によって確認した。フランス植民地帝国主義の崩壊をもたらしたアルジェリア戦争(1954-1962年)を事例として、民族解放戦線FLNとフランス共産党を対象に非国家主体が脱植民地化に果たした役割を研究してきた。このうちFLNについてはアルジェリアの国家文書館所蔵のFLN文書の閲読し、彼らの米国での活動や社会主義諸国との関係について調査した。FLNが冷戦・反共のレトリックを利用しつつ、自らのアルジェリア独立の大義に米国の支持をとりつけようとしていたことをつきとめ、その史料紹介を公刊した。他方、フランス共産党についてはこれまで、フランスの国家文書館所蔵のトレーズ文書、セーヌ・サン・ドニ県文書館所蔵の共産党関係文書、外交文書館所蔵史料等を閲読し、党の政策・活動実態、ソ連その他の社会主義諸国の共産党との関係の解明に努めてきた。また冷戦と脱植民地化の交錯について、論文「アルジェリア戦争と英仏関係」を学会誌『国際政治』第173号に公表した。さらに2015年11月には、「植民主義と脱植民主義:世界史的視野から」をテーマとした第15回日韓歴史家会議(ソウル)に日本側討論者として参加し、アルジェリア戦争研究の立場から討議を行った。この結果は第15回日韓・韓日歴史家会議報告書としてまとめられた。さらにアルジェリアの独立後に生じた、現地在住フランス人の本国への引揚げに対して、フランスではどのような受け入れ政策が展開されてきたか、引揚者たちの要求が引揚に伴う損失財産の補償からアイデンティティ・記憶の承認へと変化してきたことを展望した。これは共同研究の一部をなす論文「植民地からの引揚者をめぐる政治」(『「再国民化」に揺らぐヨーロッパ』法律文化社所収)として出版された。

FLNは米ソ冷戦対決構造を利用しつつ、当初は米国に支持を求めながら、ソ連・東欧圏にも1960年以降には接近していった。PCFは反植民地主義的立場を鮮明にしつつも、1956年のハンガリー事件によって孤立を深め、社会党を含む広範な植民地主義戦争への反対活動を展開できなかった。フランス共産党指導者のThorez文書はアルジェリア問題に関する部分は貧弱であり、内務省(警察)文書を調査したが、党機関紙など公式のメディアを通じて得られる情報以上の知見を得ることは困難であった。そこで社会党や社会主義インターナショナル文書など、隣接勢力の文書を通じて共産党の反植民地主義行動を探ろうとした。また民族解放戦線の文書を通じても、同様に共産党との関係を追求したが、2013年と同様に、アルジェリア国家文書館の官僚主義的非能率により、文書の閲覧許可がスムーズには下りず、また一部重要文書は閲覧を拒否されるなどした。これらの結果、当初の研究予定が十分に達成できていない。国際関係論今年度内に研究成果を公刊することを考え、研究計画の一部変更を行う。当初、2015年度にはフランス在住のアルジェリア人労働者たちのナショナル・アイデンティティの形成について論文を発表するとしていたが、これまでの研究蓄積を考え、アルジェリアからの引揚者のアイデンティティや政治的要求について研究を論文化する。フランス共産党の反植民地主義行動や、アルジェリア問題をめぐるソ連共産党との関係については、さらに調査・研究が必要であり、2016年度の論文化を目指す。平成25年度に実施したアルジェリアでの史料調査の成果は、「史料紹介民族解放戦線側から見たアルジェリア戦争」と題して日仏歴史学会の機関誌『日仏歴史学会会報』第29号(2014年)にまもなく掲載される予定である。これは従来ほとんど知られてこなかった国の公文書館の紹介としても意義をもつものである。ただし昨年度の調査は短期滞在中に行われたものであり、アルジェリア国立公文書館の煩雑な資料閲覧手続きのせいで、十分には進展しなかった。FLNの指導者のアブデルハミド・メーリの私文書の閲覧請求もしたが、閲覧許可審査に時間がかかり、滞在中には許可が出なかった。また1956年に行われたフランス社会党とFLNの間の秘密の「接触」に関する文書は、GPRA文書群のなかには発見できなかった。これについては再照会中である。洋書購入のために物品費をより多く残したいと思い、旅費を実際の支出よりも圧縮した。ただし洋書の発注・納品の時期が大きく遅れたこともあり、当該年度に物品費を支出しきれなかった。昨年度のアルジェリアでの史料調査には時間的限界があり、今年の夏にはフランスでの調査とともに、アルジェリアを再訪して第二次調査を行う。すでにメーリ文書など、閲覧希望文書については閲覧許可を現時点では得ている。前回の調査では閲覧しきれなかったGPRA文書のほかに、FLNフランス連合会の文書、アルジェリア赤十字の文書などもすでに閲覧許可申請をしており、閲覧できる見込みである。
悪性グリオーマにおけるアポトーシス関連遺伝子の解析及び遺伝子治療法の開発

Apoptosis関連遺伝子(bax, bcl-2,bcl-xl)の解析より異常EGFRが発現するとbcl-xlの発現が上昇することを発見した。これら実験モデルを用いての結果は、我々が所有している手術症例を用いての研究からも同様の結果、すなわち、異常EGFR発現malignant gliomaにおいては腫瘍増殖能(MIB-1陽性率)が高く、apoptosisが抑制される傾向があり、bcl-XLも強く発現される傾向にあることを臨床的にも発見した。しかし手術症例の中には、bcl-XLが強く発現されているにもかかわらずapoptosisが強く生じている症例も経験した。そうした症例ではbaxの発現が強く認められていた。つまりmahgnant gliomaではapoptosisの出現はbax/bcl-XLの比に関係していた。以上cell lineと手術症例を踏まえた結果より、malignant gliomaのapoptosisでは抑制遺伝子としてはbcl-XLが、誘導遺伝子としてはbaxが直接関係しており、異常EGFRがbcl-XLの発現に関係していることまで解明できた。そして、いままでに解析してきた60例の手術症例各々においてbaxの発現状態とp53mutationの有無との関係を解析した結果ではp53とbaxとの関係は予想していた通りの傾向が認められた。つまりwild type p53はbax発現を促進させ、mutant type p53はbax発現を抑制するのである。そこで我々はいままでに作成してきた4種類の遺伝子組み替えcell lineにexogeneous p53、さらにp130を組込みin vitroにて発現の状態を確認してきた。しかし実験ではどうもうまくpP53とbax, p130とb餅の発現関係が予想していたようなきれいなデータとして得られず、p53 familyとbaxとの間には、さらに何か重要な因子があると予想されたが、その因子が何であるかを解明する事までにはいたらなかった。いままでの研究よりmalignant gliomaではapoptosisの出現はbax/bcl-XLの比に関係していた。一方、apoptosis抑制遺伝子として有名なbcl-2はすべての症例で発現が確認されており、malignant gliomaではapoptosisの調節に強く関わっていないと推定できた。以上cell lineと手術症例を踏まえた結果より、malignant gliomaのapoptosisでは抑制遺伝子としてはbcl-XLが、誘導遺伝子としてはbaxが直接関係しており、異常EGFRがbcl-XLの発現に関係していることまで解明できている。現在baxの発現に関係する遺伝子としては、cell lineの解析からp53関連遺伝子の発現が有力と考えている。つまりwild typep53はbax発現を促進させ、mutant typep53はbax発現を抑制するようである。そこで現在まずcell lineにwild typep53とmutant typep53を組込みbaxの発現状態とp53との関係を解析している。さらにin vitroと同時に、ヌードマウス皮下にそれらcell lineを移植し(in vivo)、それぞれの移植腫瘍の増殖能、apoptosisの結果を元の移植腫瘍の結果と比較、p53とbax発現のメカニズムを解析している段階である。apoptosis関連遺伝子(bax,bcl-2,bcl-XL)の解析より異常EGFRが発現するとbcl-X1の発現が上昇することを発見した。

しかし手術症例の中には、bcl-XLが強く発現されているにもかかわらずapoptosisが強く生じている症例も経験した。そうした症例ではbaxの発現が強く認められていた。つまりmalignant gliomaではapoptosisの出現はbax/bcl-XLの比に関係していた。以上cell lineと手術症例を踏まえた結果より、malignant gliomaのapoptosisでは抑制遺伝子としてはbcl-XLが、誘導遺伝子としてはbaxが直接関係しており、異常EGFRがbcl-XLの発現に関係していることまで解明できた。現在baxの発現に関係する遺伝子としては、cell lineの解析からp53 family(p53,p130)の発現が有力と考え,すでにp130をcell lineに組み込み、apoptosis発現の状態、bax/bcl-XLの比、異常EGFR発現との関係を調査している。Apoptosis関連遺伝子(bax, bcl-2,bcl-xl)の解析より異常EGFRが発現するとbcl-xlの発現が上昇することを発見した。これら実験モデルを用いての結果は、我々が所有している手術症例を用いての研究からも同様の結果、すなわち、異常EGFR発現malignantgliiomaにおいては腫瘍増殖能(MIB-1陽性率)が高く、apoptosisが抑制される傾向があり、bc1-XLも強く発現される傾向にあることを臨床的にも発見した。しかし手術症例の中には、bc1-XLが強く発現されているにもかかわらずapoptosisが強く生じている症例も経験した。そうした症例ではbaxの発現が強く腿められていた。つまりmalignant gliomaではapoptosisの出現はbax/bc1-XLの比に関係していた。以上cell lineと手術症例を踏まえた結果より、malignant gliomaのapoptosisでは抑制遺伝子としてはbc1-XLが、誘導遺伝子としてはbaxが直接関係しており、異常EGFRが、bc1-XLの発現に関係していることまで解明できた。そして、いままでに解析してきた60例の手術症例各々においてbaxの発現状態とp53mutationの有無との関係を解析した結果ではp53とbaxとの関係は予想していた通りの傾向が認められた。つまりwild type p53はbax発現を促進させ、mutant type p53はbax発現を抑制するのである。そこで我々はいままでに作成してきた4種類の遺伝子組み替えcell lineにexogeneous p53、さらにp130を組込みin vitroにて発現の状態を確認してきた。
好熱性放線菌アミラーゼのデンプン結合ドメインと触媒活性・基質特異性との関係

好熱性放線菌α-アミラーゼ1(TVA1)は、ドメインNに2箇所の基質結合部位(Site-NA、Site-N)をもつ。これらの部位の役割を調べるため、基質の結合に関与する2つのトリプトファン(Trp51:Site-NA、Trp65:Site-N)をリジンに置換した3種類の変異体、W51K、W65K、W51K/W65Kを作成し、これら3種の変異TVA1と野生型TVA1を用いて、可溶性、不溶性デンプンを基質とした分子動力学的パラメータを測定した。可溶性デンプンを基質とした場合では、活性の違いは見られなかった。一方で不溶性デンプンを基質とした場合では、W51K/W65KのKmは野生型の20倍となった。さらに結合実験を行ったこところ、基質が高濃度になると野生型とW51Kはほぼ100%基質に結合するのに対し、W65KとW51K/W65Kでは約80%が結合するにとどまった。酵素の50%が結合するときの基質の濃度をK50としてKmと比較したところ、Km/K50の値(括弧内の数値)は小さい順に、野生型(2.5)、W65K(3.5)、W51K(3.9)、W51K/W65K(36)となった。以上の実験結果から、TVA1のドメインNは、デンプン結合ドメインとして、特に不溶性デンプンの加水分解において役立っており、Site-NAとSite-Nは不溶性デンプンを結合し、さらに基質を活性部位にうまく導いているのではないかと考えられた。それぞれの部位の役割は、Site-Nは不溶性デンプンへの結合、Site-NAは加水分解されやすいように基質を結合、という働きがわずかに優れているようではあるが、W51KとW65KでKmとK50、Vmaxがあまり変わらないことから、これら2つの部位の役割はそれぞれの部位が分業しているのではなく、それぞれが請け負ってお互いを補っているものと考えられた。好熱性放線菌Thermoactinomyces vulgaris R-47が産出するα-アミラーゼ(TVA1)は、デンプンやアミロースの加水分解といった一般的なα-アミラーゼの触媒活性に加えて、構造中にα-(1,6)結合を規則的に含むプルランをも加水分解するという基質特異性を示す。プルランは黒酵母の一種が産出する多糖で、一般のα-アミラーゼは加水分解することができない。そこで、TVA1がどのようにしてプルランを結合し加水分解するのかを明らかにするため、触媒残基を他のアミノ酸残基に置換した不活性型TVA1と、プルランと同様の結合様式をもっオリゴ糖を用いて、TVA1とプルランモデルオリゴ糖の複合体を作成し、そのX線結晶解析を行った。TVA1とプルランを加水分解しない一般的なα-アミラーゼとで、活性部位の構造を比較したところ、TVA1の活性部位は特徴的な形状を示すことが明らかになった。α-(1,6)結合を含む糖は、構造中のα-(1,6)結合の存在のために、一般のα-アミラーゼの基質であるα-(1,4)結合のみから構成される糖とは、その構造が大きく異なる。TVA1とプルランモデルオリゴ糖複合体におけるプルランモデルオリゴ糖を、一般のα-アミラーゼの活性部位に重ね合わせたところ、プルランモデルオリゴ糖の非還元末端側は一般のα-アミラーゼの活性部位を形成する壁と立体衝突を起こした。TVA1ではその部位を形成するループが8アミノ酸残基分短くなっているため、TVA1の活性部位は大きく開いたものとなっており、立体衝突を起こすことなくプルランを結合し、加水分解するものと考えられた。

それぞれの部位の役割は、Site-Nは不溶性デンプンへの結合、Site-NAは加水分解されやすいように基質を結合、という働きがわずかに優れているようではあるが、W51KとW65KでKmとK50、Vmaxがあまり変わらないことから、これら2つの部位の役割はそれぞれの部位が分業しているのではなく、それぞれが請け負ってお互いを補っているものと考えられた。
ラジカル制御による高効率アモルファス太陽電池の製作

本研究は、アモルファス太陽電池の高効率化を図るため、高品質なアモルファス薄膜を作製するための新しいプロセスを開発することを目的としている。その方法として、水素ラジカルの作用に注目して、水素ラジカルのCVD法を導入し、a-Si:H、μc-Si:H、a-SiC:H、μc-SiC:Hの高品質薄膜の作製を試みた。成膜機構の解析、水素ラジカル密度の測定も試みた。(1)SiH_4、Si_2H_6濃度を変化させることによって、膜成長表面への水素ラジカルの効果を制御でき、a-Si:H同様μc-Si:Hを形成できることが分かった。低水素量で、光感度、光安定性とも良好なa-Si:H薄膜が形成された。p型、n型のド-ピング特性も良好であることが確かめられた。(2)Si_2H_6とC_2H_2を原料ガスとして、SiC系薄膜の作製を行った。C_2H_2を独立にマイクロ波励起して反応室に導入することによって、膜特性を広い範囲で制御でき、光安定性の良好なa-SiC:H薄膜を形成できることが分かった。原料ガス濃度を下げることによって、μc-SiC:Hが形成されることが確かめられた。(3)水素ラジカルCVDの成膜機構を、簡単な一次元モデルによる計算機シミュレーションにより解析した結果、原料ガス濃度によって、成膜に寄与するラジカル種が大きく変化することが推定できた。(4)白金線の電気抵抗を利用した温度変化検出法により、水素ラジカル密度の測定を行い、マイクロ波励起によって供給されるその密度及び反応器内の分布を明らかにできた。現時点で、高効率な太陽電池の実現までには至らなかったが、本研究の成果を生かして、今後その実現に努めていく予定である。本研究はアモルファス太陽電池の高効率化及び高信頼化を図るため、高品質な薄膜を作製するための新しいプロセスを導入すること、及びその手法を太陽電池の製作に適用することを目的としている。本年度は、新しいプロセスとして水素ラジカルCVD法に着目し、アモルファスシリコンの成膜を行い、膜質を評価した。成膜条件の最適化の方向を検討するため、計算機シミュレーションによる反応機構の解析も行った。その結果、以下の知見が得られた。水素ラジカルの供給方法として、本研究では、高密度な水素ラジカルを生成できる、水素ガスをマイクロ波励起する方法を採用する。そこでまず、水素ラジカルの供給量を定量するため、ピラニゲージで採用されている白金線の温度変化を検出する方法を試みた。その結果、水素ラジカルの相対量を検出できることが検証された。水素ラジカルCVD法によるアモルファスシリコンの作製を行った結果、特に原料ガスとして用いたジシランの流量に対する膜特性の依存性に顕著な変化が認められた。ジシラン流量が多い時には、光感度、光劣化特性とも良好な、高品質なアモルファス薄膜を作製できることが実証された。またジシラン流量が少ない時には、微結晶化が起こることが見出された。これは反応室に供給された水素ラジカルが、ジシランと反応してアモルファス薄膜を形成する以外に、膜成長表面にも作用を及ぼし結晶化を促進していることを示している。これらの結果は、水素ラジカルCVD法により、高効率なアモルファス太陽電池を製作できる可能性を示唆している。反応機構の計算機シミュレーションの結果、膜構造の原料ガス流量依存性に対応して、気相中のラジカル種の濃度分布にも大きな変化が現れることが確認された。

本研究はアモルファス太陽電池の高効率化及び高信頼化を図るため、高品質な薄膜を作製するための新しいプロセスを開発すること、及びその手法を太陽電池の製作に適用を検討することを目的としている。今年度は、本研究で注目している水素ラジカルCVD法により、ジシラン及びアセチレンを原料ガスに用いて、アモルファスSi及びアモルファスSiCの作製を行い、膜特性を評価し、高品質化の方向を検討した。また、水素ラジカルの効果を詳細に明らかにするため、マイクロ波励起によって生成され、反応室に供給される水素ラジカルの濃度及びその分布についても測定を行った。さらに、高品質アモルファス薄膜の形成に必要な成膜条件及びその要因を明らかにするため、計算機シミュレーションによる反応機構の解析を行った。その結果以下のことが明らかになった。アモルファスSiの成膜において、ジシラン流量を少なくすることによって、成膜表面に対する顕著な水素ラジカルの効果が現れ、これを制御することによって光感度、光安定性とも良好な薄膜が形成できることが明らかとなった。また、この成膜法の特徴として150°C程度の低温でも良好な薄膜が形成できることも分かった。アモルファスSiCの作製においては、アセチレンの供給条件の最適化が重要であることと、アモルファスSiと同様に、膜特性への水素ラジカルの影響が大きいことが確かめられ、水素ラジカルの入射量が多くなると光安定性が向上することが分かった。水素ラジカル濃度の測定により、反応室内における水素ラジカルの分布状態を推定することが可能となった。反応機構のシミュレーションの結果からは、気相中のシリコン系ラジカル及び水素ラジカルの濃度分布が推定でき、高品質な薄膜が形成されるための最適条件が理解できるようになった。以上、水素ラジカルが高品質なアモルファス薄膜を形成する上で重要な働きをすることが明らかになり、高効率アモルファス太陽電池の製作に応用できる可能性が得られた。まだ実際に太陽電池の製作は実現できてないが、この成果を基に、引続き研究を継続し、実現を目指す予定である。
カルシウム感受性受容体を創薬標的とした新規肺高血圧症治療薬の探索

肺高血圧症は、肺血管の障害によって肺血管抵抗が増加し、持続的に肺動脈圧が上昇する致死性の疾患である。肺高血圧症分類の第1群であり、最も典型的な臨床像を示す肺動脈性肺高血圧症(指定難病)の主な原因は、肺動脈平滑筋の攣縮と肺血管リモデリングの亢進である。これらの病態には、各種シグナル分子の異常や過度な細胞内カルシウム濃度上昇が関与していることが知られている。我々は、肺動脈平滑筋に発現し、細胞外カルシウム濃度を感知するカルシウム感受性受容体の発現増加および機能増強が、肺動脈性肺高血圧症の肺血管リモデリングに関与していることを明らかにした。しかし、カルシウム感受性受容体の発現増加に関与する分子機構は、依然として不明である。本研究では、肺動脈性肺高血圧症で機能亢進するカルシウム感受性受容体の発現制御因子の解明を目指した。特に、肺動脈性肺高血圧症において、血中濃度が増加する血小板由来成長因子(PDGF)に着目した。PDGF刺激によるPDGF受容体のリン酸化は、特発性肺動脈性肺高血圧症患者由来の肺動脈平滑筋細胞(IPAH-PASMCs)で長く持続していた。PDGF受容体の下流シグナルであるERKやAktのリン酸化もIPAH-PASMCsで促進していた。また、正常ヒト由来の肺動脈平滑筋細胞(Normal-PASMCs)をPDGFで刺激すると、IPAH-PASMCsと同程度の細胞増殖や細胞遊走が認められた。さらに、IPAH-PASMCsにPDGF受容体阻害薬であるイマニチブを投与すると、PDGF誘導性カルシウム感受性受容体の発現亢進が抑制された。本研究成果は、肺動脈性肺高血圧症の発症や病態メカニズムの解明、さらに、肺動脈性肺高血圧症の新規治療薬を開発する上で有益な知見であると考えられる。交付申請書に記載した本年度の計画に沿って、実験を順調に進めることができた。また、その研究成果を学術雑誌や学会で精力的に発表することができた。カルシウム感受性受容体の発現が増殖因子により調節されている可能性を探るため、血小板由来成長因子(PDGF)受容体とカルシウム感受性受容体の関連に注目して予備実験を行った。正常ヒト由来の肺動脈平滑筋細胞株(PASMCs)にPDGFを作用させるとカルシウム感受性受容体の発現が亢進する結果を得た。さらに解析を進めたところ、興味深いことに、特発性肺動脈性肺高血圧症患者由来の肺動脈平滑筋細胞(IPAH-PASMCs)では、1PDGF受容体が高発現している、2PDGF刺激によるPDGF受容体のリン酸化が長く持続する、3PDGF受容体の下流シグナルであるAktのリン酸化が促進していることを認めている。これらの結果は、肺動脈性肺高血圧症患者で亢進したPDGFシグナルが、カルシウム感受性受容体の発現を亢進させ、病態を悪化させていることを示唆している。したがって、PDGFシグナルによるカルシウム感受性受容体の発現制御機構の解明は、肺動脈性肺高血圧症の新たな治療戦略につながると考えられるため、さらに詳細に下流シグナルを解析する予定である。肺高血圧症は、肺血管の障害によって肺血管抵抗が上昇し、持続的に肺動脈圧が上昇する致死性の難病である。我々は、肺動脈平滑筋細胞に分布し、細胞外カルシウム濃度を感知するカルシウム感受性受容体の発現亢進が、肺動脈性肺高血圧症の病態形成に関与していることを明らかにしてきた。さらに、カルシウム感受性受容体の拮抗薬が、肺高血圧症モデル動物の病態を改善することも示してきた。本研究課題では、カルシウム感受性受容体を特異的かつ選択的に阻害する化合物のスクリーニングを行っている。現在までに、漢方薬の主成分の一つや一部のホルモン製剤が、肺動脈性肺高血圧症で認められる肺動脈平滑筋細胞の異常な増殖を抑制することが分かった。次に、肺高血圧症モデル細胞および動物を用いて、それら候補化合物の薬効をさらに詳細に評価する予定である。さらに、新規薬物のスクリーニング実験を行っている際に、肺動脈性肺高血圧症で血中濃度が増加する血小板由来成長因子(PDGF)に関連する薬物によって、細胞増殖や細胞遊走に影響が認められた。そのため、PDGFの下流シグナルを解析した結果、肺動脈性肺高血圧症の肺血管リモデリングに関与するカルシウム感受性受容体の発現亢進機構に、PDGFシグナルが関連することが示唆された。肺動脈性肺高血圧症で機能亢進するカルシウム感受性受容体の発現増加に関与する分子機構は、依然として不明であるため、次年度以降も平行して検討する予定である。以上より、本研究成果は、肺動脈性肺高血圧症の発症や病態形成の分子メカニズムの解明、また、肺動脈性肺高血圧症の新規治療薬を開発する上で有益な知見であると考えられる。本年度は、肺動脈平滑筋細胞株を利用したスクリーニング系を用いて、カルシウム感受性受容体の発現および活性に影響する薬物を見出すことができた。また、肺動脈性肺高血圧症で発現亢進するカルシウム感受性受容体の発現亢進機構に関与するシグナル系を見出すことができた。

我々は、肺動脈平滑筋に発現し、細胞外カルシウム濃度を感知するカルシウム感受性受容体の発現増加および機能増強が、肺動脈性肺高血圧症の肺血管リモデリングに関与していることを明らかにした。しかし、カルシウム感受性受容体の発現増加に関与する分子機構は、依然として不明である。本研究では、肺動脈性肺高血圧症で機能亢進するカルシウム感受性受容体の発現制御因子の解明を目指した。特に、肺動脈性肺高血圧症において、血中濃度が増加する血小板由来成長因子(PDGF)に着目した。PDGF刺激によるPDGF受容体のリン酸化は、特発性肺動脈性肺高血圧症患者由来の肺動脈平滑筋細胞(IPAH-PASMCs)で長く持続していた。PDGF受容体の下流シグナルであるERKやAktのリン酸化もIPAH-PASMCsで促進していた。また、正常ヒト由来の肺動脈平滑筋細胞(Normal-PASMCs)をPDGFで刺激すると、IPAH-PASMCsと同程度の細胞増殖や細胞遊走が認められた。さらに、IPAH-PASMCsにPDGF受容体阻害薬であるイマニチブを投与すると、PDGF誘導性カルシウム感受性受容体の発現亢進が抑制された。本研究成果は、肺動脈性肺高血圧症の発症や病態メカニズムの解明、さらに、肺動脈性肺高血圧症の新規治療薬を開発する上で有益な知見であると考えられる。交付申請書に記載した本年度の計画に沿って、実験を順調に進めることができた。また、その研究成果を学術雑誌や学会で精力的に発表することができた。今後は、主に肺動脈平滑筋の培養細胞(ヒト健常、および特発性肺動脈性肺高血圧症患者由来)を用いた細胞増殖および細胞死アッセイにより明らかとなった化合物を肺高血圧症モデル動物に投与し、in vivoレベルで薬効を評価する予定である。さらに、カルシウム感受性受容体の発現を制御する新たなシグナル系についても、肺高血圧症モデル動物を使用して詳細に解析する予定である。そのため、in vivo実験に必要不可欠なMillarシステム(カテーテルによる圧測定システム)を購入する予定である。カルシウム感受性受容体の発現が増殖因子により調節されている可能性を探るため、血小板由来成長因子(PDGF)受容体とカルシウム感受性受容体の関連に注目して予備実験を行った。正常ヒト由来の肺動脈平滑筋細胞株(PASMCs)にPDGFを作用させるとカルシウム感受性受容体の発現が亢進する結果を得た。さらに解析を進めたところ、興味深いことに、特発性肺動脈性肺高血圧症患者由来の肺動脈平滑筋細胞(IPAH-PASMCs)では、1PDGF受容体が高発現している、2PDGF刺激によるPDGF受容体のリン酸化が長く持続する、3PDGF受容体の下流シグナルであるAktのリン酸化が促進していることを認めている。これらの結果は、肺動脈性肺高血圧症患者で亢進したPDGFシグナルが、カルシウム感受性受容体の発現を亢進させ、病態を悪化させていることを示唆している。したがって、PDGFシグナルによるカルシウム感受性受容体の発現制御機構の解明は、肺動脈性肺高血圧症の新たな治療戦略につながると考えられるため、さらに詳細に下流シグナルを解析する予定である。
多剤耐性菌感染症の克服に向けた、生体内菌発育必須因子の解析とその阻害剤の検索

本研究では、『in vitroでは菌の生育・増殖には影響を与えないが、生体内(組織や血液内などの感染部位)において菌の発育・増殖に大きな影響を与える因子』を標的にし、これまでの新規抗菌性物質の検索手法(=in vitroで菌体の発育・増殖を抑える化合物を検索)とは異なる視点で、今後より問題視される多剤耐性菌の制御に関する研究(本因子を阻害する化合物の検索、その阻害部位の同定、生体内での効果を明らかにする)を行った。平成29年度では、北大創薬センター及び東京大学創薬機構の保有する約21万化合物のスクリーニングを完了し、約100の新規敗血症治療・予防薬の候補となるvivoEF阻害剤を得た。これらの多くは既存の抗菌薬の骨格となるような化学構造は保持しておらず、新規の標的分子をターゲットにしている可能性が示唆された。平成30年度では、得られた約100のvivoEF阻害剤の濃度依存性を評価し、その候補を31化合物に絞り込んだ。血管内皮細胞を用いた細胞毒性試験では、約半数が50uMでも毒性がないまたは極めて低かった。一部の化合物は医薬品として承認されているが、抗菌活性を示すことが知られていないものであった。RNA-Seqにより、一部の化合物が細菌の莢膜合成関連遺伝子の発現を抑制することを明らかとし、これらの化合物刺激により莢膜の産生量が低下することを明らかとした。マウスを用いた全身感染系で評価すると、Wild-typeの菌株では100%の致死を示したのに対し、本標的遺伝子欠損株では全てのマウスが観察期間である1週間を経過しても生存した。以上のことから、本研究でのスクリーングにより、これまで抗菌活性が知られたいない多くの化合物にvivoEF阻害作用があることを明らかとし、その標的である因子は明らかに生体内でのみ菌の発育・増殖に影響を与える因子(vivoEF)であることを明らかにした。
地域諸機関の編成と機能の変容に関する研究

研究の課題と方法。地方政治の再編成では行政機構と住民、地方諸組織(団体)との関係が一つの課題となっている。そこで、地域組織と住民組織が地方行政といかに開係しているかに着目し調査、分析した。調査地域は北海道端野町と愛知県安城市高棚地区である。地域の選定は地方性と歴史性の相違を考えて選択した。結論・住民組織と行政との関係については、両町とも町内会(端野町)、協議会(高棚町)を軸に文化,年令階梯別組織,社会奉仕組織などの住民組織の発展が著しいなかで、関係の深化が著しい。その役割においては、地域の歴史性が作用し、町内会(協議会)は古い歴史をもつ高棚地区が今日でも自立した強い機能をもっているのに対し、端野町では町内会以外の諸組織(機能別組織)の役割が行政と結合して積極的な役割を果している。産業、経済を軸となる地域諸団体は、その組織化の程度は両町とも著しいし、又、その役割も大きい。高棚地区は都市近効地区、端野町は純農村地区で、前者には商工団体、後者は農業団体が主体となっているが、いずれも議員に利益代表がおり、市、町の基本行政への影響力を強くもっている。この点が住民組織が行政執行機関との結合の力が強いのに較べて大きな違いである。地域代表の議員は多いが、彼らの役割は、地域と行政執行機関との調整役の方が地域にとっては大きい。しかし、住民組織、地域諸組織(団体)のいづれもが、今日、行政機関の現実の執行を下から支える役割をもっていることに共通性がある。つまり、地方自治行政において、一般に地方議会の役割を中心に考えることが多いが、今日の地方自治は、現実には住民組織、地域組織(団体)が媒介の役割を果して支えられているという事実が明らかとなった。地方議会の役割とその下にある地域組織の果たす役割を自治の視点から更に検討することが必要である。研究の課題と方法。
想定外の事故を無くすシステム安全の統一的モデルとその教育法の開発

安全規格に基づくサービスロボットの安全設計を、ロボット開発者による直接的な安全設計と、安全規格開発者による間接的な安全設計の2つのフェーズに分けてモデル化を行った。本研究を通じた海外事例の調査などから、標準化は「想定外を想定する」活動に通じることが示された。このモデルを福島原発廃炉ロボット開発に応用し、関係者へのヒヤリングを通じて、本モデルを用いることで社会的に合理的なコストでサービスロボットの安全設計が推進できる可能性が示唆された。また、得られたモデルに基づくリスクアセスメント教育教材を作成し、高専生を対象にした模擬講義を通じてその妥当性を検討した。安全技術と安全マネジメントを規格・法令に基づき統合的効果的に運用し最高の安全を達成する概念は、システム安全と呼ばれている。システム安全を適切に適用することで事故の未然防止が可能になり、想定外の事故を無くす事が可能となる。しかし個別分野で発達してきたシステム安全を統一的に教授する手法はこれまで存在しない。本申請では、ロバスト制御系設計の手法を基盤に、安全設計をその設計・評価手順も考慮した「ことづくり」としてモデル化を試み、分野に依存しない統一的なシステム安全の教授法の開発を行う。ここでは特に、不確実性と多様性が他分野より多く安全設計が困難なサービスロボット分野を例にとり、開発教授手法の有効性を検証する。研究は「(1)システム安全の統一的設計モデルの開発」とその検証のための「(2)サービスロボットリスクアセスメント教育手法の開発」に大別して実施した。当該年度に得られた正解の概要は以下のとおりである。(1)システム安全の統一的設計モデルの開発:リスクとベネフィットのバランスをとることは、安全設計の基本であるが、両者の関係はその結果だけで評価されることが多かった。ここでは、リスク構造を可視化するFault Tree法をベネフィット構造の解析に適用し、リスクとベネフィットのバランスをその構造も含めて考慮する事を水中探査ロボットを例に試みた。また、法的判断の基礎となる法理等、統一的設計モデル開発に関する基礎的知見を収集した。(2)サービスロボットリスクアセスメント教育手法の開発:レスキューロボットコンテストに協力を依頼し、コンテスト参加の学生と実行委員に対して安全設計に関するアンケート調査を行った(回収率74%184部)。アンケートの結果、安全設計に関する基礎的理解が課題として明らかになり、既存のリスクアセスメントに関する知識を簡易に教授する教材作成を実施した。安全技術と安全マネジメントを規格・法令に基づき統合的効果的に運用し最高の安全を達成するシステム安全の概念は、航空宇宙分野や軍事分野を中心に発達し、近年は生産現場にも国際安全規格と共に導入されてきている。研究は「1システム安全の統一的設計モデルの開発」とその検証のための「2サービスロボットリスクアセスメント教育手法の開発」に大別して実施した。得られた成果の概要は以下のとおりである:1システム安全の統一的設計モデルの開発災害対応ロボットを例にして、システム安全で求められるリスクとベネフィットのバランスをFault Tree Analysisを応用してモデル化を行った。さらに一般設計論と法理等を考慮したシステム安全の統一的設計モデルの開発を行った。得られたモデルは災害対応ロボットを主とした限定的なものであったが、成果の一部は福島原発廃炉措置関連活動で応用され、提案手法の有効性が確認された。2サービスロボットリスクアセスメント教育手法の開発提案モデルに基づき、リスクとベネフィットのバランスに配慮したリスクアセスメント関する作成し、高専生を対象に模擬講義を行い、その有効性を検証した。本申請では、ロバスト制御系設計の手法を基盤に、安全設計をその設計・評価手順も考慮した「ことづくり」としてモデル化を試み、分野に依存しない統一的なシステム安全の教授法の開発を行った。研究開始当初に予定されいなかった、福島廃炉ロボット開発へのここでの研究成果の適用が2014年夏頃より開始され、当該年度はその成果発表を実施した(*1、*2)。以上のことから、当該年度の活動は、研究成果を社会に還元するのに有効であったと考える。*1木村哲也、想定外を想定する災害対応ロボット開発と標準化、日本機械学会ロボティクスメカトロ二クス講演会、1A1-V03(1)-(2), 2015安全規格に基づくサービスロボットの安全設計を、ロボット開発者による直接的な安全設計と、安全規格開発者による間接的な安全設計の2つのフェーズに分けてモデル化を行った。

このモデルを福島原発廃炉ロボット開発に応用し、関係者へのヒヤリングを通じて、本モデルを用いることで社会的に合理的なコストでサービスロボットの安全設計が推進できる可能性が示唆された。また、得られたモデルに基づくリスクアセスメント教育教材を作成し、高専生を対象にした模擬講義を通じてその妥当性を検討した。サービスロボットの開発サイクルにおいてリスク・ベネフィットバランスの見える化を行い、下記を考慮した「ことづくりモデル」の構築を行った:機械安全基本規格(リスクアセスメントとリスク低減)ISO 12100:2010、サービスロボット安全規格ISO 13482、労働安全衛生法、NIST-ASTM災害対応ロボットの標準性能試験規格、法理、一般設計論、航空宇宙分野でのシステムズエンジニアリング。得られたモデルに基づき、想定外を想定する活動が個別の企業活動としてではなく、標準化活動として社会全体の課題として取り組むべき事を社会全体として効果的である事を、オープンイノベーションの観点からも議論した。2014年度はここでの提案モデルに基づいた災害対応ロボットの開発マネジメントシステムを検討し、(独)日本原子力研究開発機構得の原子力災害対応ロボット技術の認証制度検討会にて、その実務への応用を進めている。同検討会の活動は2015年度も予定されており、ここでの研究成果により福島原発廃炉が推進される事を期待している。システム安全(独)日本原子力研究開発機構得の原子力災害対応ロボット技術の認証制度検討会にて、引き続き提案モデルに基づいた災害対応ロボットの開発マネジメントシステムを検討し、福島原発廃炉措置を支援していく予定である。同活動を通じて、提案モデルの改良を行う予定である。(1)システム安全の統一的設計モデルの開発:本研究ではサービスロボットのフィールド試験のデータも参照しており、関連する情報が多岐にわたっている。このため、個別分野での情報の収集・分析に時間がとられ、統一的なモデル化が進んでいない。(2)サービスロボットリスクアセスメント教育手法の開発:リスクアセスメント教材開発は既存規格に対する教材は概ね完成し、またサービスロボット安全規格の基本的な説明教材は他プロジェクトと連携して概ね完成している。研究テーマが2014年夏頃より福島廃炉措置に応用され、研究テーマ推進に有用な情報がJAEAより提供された。この情報提供は、当初の計画にないものであり、JAEA提供の情報の分析に時間が追加で必要になり、研究結果の取りまとめに遅延が生じている。その結果、研究成果の発表が2015年5月となり、未使用額が発生した。(1)システム安全の統一的設計モデルの開発:収集した個別分野の情報をもとに、統一的モデル化を進める。ベネフィットをイノベーションにまで拡張して、ベネフィットの側面からもより統一したモデルとすることを試みる。(2)サービスロボットリスクアセスメント教育手法の開発:既に開発した個々の教材を、今後得られる統一的モデルを基盤に統合して、短期間で効率的にリスクアセスメントが学習できる教材を開発する。
生体膜機能分子のリン脂質平面膜法による解析

本総合研究の本年度の主な成果は次の通りである。1)シナプス小胞膜に存在するCl^-ーチャネルを平面膜法で解析したところ少なくとも2種類の性質の異なるものが同定された。さらにシナプス小胞とリポソ-ムとの融合活性に蛋白性因子が関与することが示された(曽我部、葛西)。2)ポリエ-テル及び脂肪酸の4級アミン化合物との混合によりK^+イオンに特異性のあるチャネルが形成されることが示された(曽我部)。また、イオンチャネルのモデルとしてグラミシジンや合成ペプチドを用い、それらの化学修飾とイオン透過との関連が詳細に検討された(老木、木下)。3)インフルエンザウィルスの膜融合モチ-フであるペプチドを化学合成し、類縁ペプチドによる膜融合の機序についての解明がなされた(高橋)。4)イオンチャネルの精製法として平面膜法を用い、筋小胞体からK^+チャネル及びCl^-チャネルの精製に成功した(葛西)。5)凍結・融解、脱水・水和、PEG法などにより巨大リポソ-ムを作製し、再構成したイオンチャネルの性質について平面膜法との比較が詳細に検討された(桐野)。6)新たな平面膜法としてpinchingoil layer mothodが考案され、再現性のよいイオンチャネル活性測定法が開発された(高木)。7)無脊椎動物(タコ)の視細胞における光情報伝達に関与するロドプシンやGー蛋白質、cGMP依存性カチオンチャネルに関する詳細な解析がなされた(津田、平田)。8)バクテリオロドプシンやH^+ーATPaseなどのイオンポンプを直接挿入法あるいは膜融合ペプチド法など、効率よく平面膜に再構成する方法が開発された(宗行、平田)。9)電子顕微鏡を用いてCl^-チャネルなどの形態が詳しく計測され、イオン透過路などの微細構造に関しての推定が行われた(藤墳)。10)時間分解能クライオ電子顕微鏡技術が考察され、5ミリ秒の時間分解能で蛋白質の構造変化の解析が行われた(徳永)。11)コンピュ-タシミュレ-ションによるリン脂質2分子層膜の中でのリン脂質分子の動きを可視化し、その拡散速度や酸素分子の透過速度の推定が行われた(楠見)。本研究は、イオンチャンネルやイオンポンプなど生体膜機能分子の活性部位や活性調節部位など分子内部の構造と機能の連関を探ることを目標に、リン脂質平面膜法を主たる解析の手段として用い、最新の各種技術と知識を駆使して、複数の研究者による総合的研究を行うものである。本年度は研究代表者を含めて計12名によってこれらの目的を達成することを目標に研究が遂行され、以下に述べる成果が挙げられた。1.リン脂質平面膜法の一つであるTipーDip法に改良を加え、効率よく膜機能分子を組み込む方法を考案し(高木)、あるいはリン脂質平面膜法を精製のための活性測定の方法として用い、筋小胞体からK^+チャンネル、Cl^ーチャンネルの精製に成功した(葛西)。また、MaxiK^+チャンネルについて、そのイオン透過部位の構造と電位降下部位の推定をリン脂質平面膜法と種々の薬剤を用いることにより解析した(曽我部)。