hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リゾチームの部品モジュールの力学的安定性と柔らかさ

本研究は次の問題を明らかにするために、リゾチームのモジュール構造の力学的性質を計算機実験により解析した。A.タンパク質の部品であるモジュールの立体構造は他のモジュールから切り離されたとき、それ自身で力学的に安定であり得るのだろうか、それとも、不安定なのであろうか?B.モジュールを部品としてタンパク質を組み立てるためには、モジュールの構造に適度な柔らかさが要求されるが、モジュールはどれ程柔軟であるのか?以下の結果が得られた:0.ニワトリ卵白リゾチームのモジュール構造:X線結晶解析によって得られた原子座標に基づいて、求心性プロファイルにより、10このモジュールが同定された。このリゾチームは、1983年に少なくも5つのモジュールからなることが明らかにされていたが、その時同定されたモジュール境界と今回のものとは一致している。1.モジュールの分子動力学:モジュールごとにX線結晶構造から出発して1ナノ秒の分子動力学計算を行なった。この計算機実験で、10このモジュールのうち7こがX線結晶構造と似た構造を保持した。このことから、問題Aに対する答えとして、モジュールの構造は自分自身内の原子間相互作用によって力学的に安定化されているとの結論を得た。2.分子動力学計算の軌跡を解析し、モジュール構造の柔らかさを調べた。単独モジュールのシミュレーション中の平均構造とタンパク質中での構造との間では、α炭素原子の平均2乗変位の平方(RMSD)は0.30.5nm、平均構造からのRMSDは約0.1nmであった。このことは、モジュールは柔らかい部品であることを意味する。(問題Bの答え)3.リボヌクレーアーゼの一種であるbarnaseについても、同様の計算機実験を行い、同様の結果を得ている。以上の結果は、タンパク質がモジュールの組み合せにより進化してきたという描像、および、モジュールを単位とする新しいタンパク質工学の物理化学的基礎を与えたことになる。
基礎教育から専門教育をつなぐ新しい実用的プラズマ科学実験教材の開発

本研究は、基礎教育から専門教育をつなぐ新しい実用的プラズマ科学実験教材の開発を目的に研究を行ってきた。理工系学部学生にとって物理系科目における基礎教育と難易度の高い専門教育の内容のギャップは大きく、理解度・習得度が低いという問題がある。プラズマ科学は、力学、電磁気学、光学など様々な分野が融合しており、プラズマという教材をうまく使うことができれば、このギャップを埋めることが可能と考えている。そこで、昨年度までに、教育効果のある実用的プラズマ科学実験教材の開発を行い、それらの教材を授業の中での有効な活用方法の開発も行なった。本年度は、開発した相互作用型演示実験の要素を取り入れたアクティブラーニング型授業を電磁気学と熱力学の授業に落とし込み、その授業の効果を、学生の理解度だけでなく、教育心理学的側面からも検討した。その結果、通常の知識伝達型授業(板書やスライドによる講義形式)よりも、試験全体の点数が有意に増加したこと、記述式問題における回答から深く物事を考えるようになっていること、授業前後の質問紙調査結果から深い思考や積極的探求という意識の向上が見られたこと、自由記述の解析結果から、学生が、本授業から共同学習の重要性や、教え合う事による理解の深まりを意識していることがわかった。また、これらの得られた知見を生かし、大学3年生が受講する工学系の学生実験が学生の学習に対する動機付けや理解度にどのように影響を与えるのかを調査した。その結果、実験を行うことで、学生は積極的探求や好奇心などの意識が有意に向上することがわかり、実験に関する簡単な問題等を共同学習で取り組ませることにより、より実験内容や関連分野への理解度が深まることが示唆された。これらの研究によってプラズマという特定の分野だけでなく、多くの講義型授業や学生実験の質を向上させる授業展開や手法を提案することができた。本研究は、基礎教育から専門教育をつなぐ新しい実用的プラズマ科学実験教材の開発を目的に研究を行っている。「学士課程教育の質的転換」が求められる大学教育現場において基礎教育(教養)分野において改革は確実に進みつつあるが、特に理系学部学生の多くが大学院進学をする大学において、基礎教育と難しい専門教育の内容のギャップは、大きな問題となっている。プラズマ科学の先端研究分野は、宇宙、エネルギー、産業応用等と幅広く、21世紀の科学技術の花形とも言われているが、上述の問題同様、基礎教育とプラズマ科学の専門教育の間に、大きな隔たりがあると言われている。そこで、本研究は、このギャップを埋め、教育効果のある実用的プラズマ科学実験教材の開発を行っている。学生の立場に立つと、プラズマに関連する内容として、高校時に、高校物理の【波】【電気と磁気】【原子】があり、大学初等では、【電磁気学】があるが、プラズマ科学との関連するような記載や実演は少なく、実質的な理解が難しい環境にあると思われる。そこで、【波動】【電気と磁気】【原子】からプラズマ科学に結びつけたものに特化した実験教材の開発を行っている。また、当初の計画以外において、プラズマは非常に綺麗な発光現象が伴うので、【光】に関連する実験教材も開発している。ただ、【光】は波動性と粒子性の両方があり、【波動】や【原子】との関連も強いので、包括的な学習ができるような教材や授業展開ができるものになっている。今年度は、大学初年次の学生を対象とする高校物理から大学物理を繋げる生活に身近な素材を使ったプリミティブな実験教材の開発を行った。そして、現在、プラズマ計測からプラズマ科学につなげる実用的実験教材を開発中であり、来年度の授業で活用する予定である。そして、開発実験教材を使ったアクティブラーニング型授業実践における教育効果の検証を行う。現在までの本研究の達成度は、概ね順調に進んでいる。今年度は、学生の高校時までの知識を大学教育のレベルまで引き上げることを目的とした、生活に身近な素材を使ったプリミティブな実験教材の開発であった。当初計画していた【波動】【電気と磁気】【原子】だけでなく、発光現象をメインとする【光】に関するプリミティブな実験教材の開発を行った。ブラズマ科学には、電磁波、プラズマ自体の揺らぎ(波動)の理解が必要になる。その理解の前に波の特性に関する実験教材として、光の干渉に関する教材を開発した。ブラズマ中には、電場と磁場が存在し、その中での荷電粒子の運動を理解する必要がある。そのため、電流と磁場によるローレンツ力に関する実験教材を開発した。また、電磁気学の導入として、簡易コンデンサーの作成や静電容量の算出などの行える教材を開発した。プラズマはガスの違いにより発光色が変わる。原子のエネルギー準位の遷移差により色が変わることを理解するために、分光器を使った実験展開を開発した。また、光の粒子性を確認する上でも、LEDや太陽電池を用いた実験教材を開発した。さらに、これらの教材を使ったアクティブ・ラーニング型の教授法も開発した。また、理系学部学生、文系学部学生問わず、グールプワークの中で協働学習の一つとして、これらの開発した教材を活用し、どのような学習効果があるかを調査した。その結果、開発した科学実験及び教授法は、科学的知識だけでなく、科学的思考法の養成にも繋がっていることがわかった。実験教材を活用することは、協働活動を円滑に進めるためにも有効であることがわかった。理工系学部

学生にとって物理系科目における基礎教育と難易度の高い専門教育の内容のギャップは大きく、理解度・習得度が低いという問題がある。プラズマ科学は、力学、電磁気学、光学など様々な分野が融合しており、プラズマという教材をうまく使うことができれば、このギャップを埋めることが可能と考えている。そこで、教育効果のある実用的プラズマ科学実験教材の開発を行ってきた。平成29年度は【電気と磁気】【原子】【光】の分野に関連するプラズマ装置を作成した。放電管とコイルを組み合わせた装置や、放電管の発光の様子を分光器で確認することで光と色の関係を学ぶ装置や、簡易コヒーラ装置や、ろうそくに電場を印加する装置などを作成した。これらの装置を用いて、大学1年生が受講する物理学(電磁気学)の授業等複数の授業において活用した。通常の知識伝達型授業の後半に本研究に開発した装置を活用した協働学習を導入するアクティブラーニング型授業を展開した。そして、開発した装置の教育効果及び授業における実験装置の活用方法や授業全体のデザイン等を含めて検討した。協働学習の手法として相互作用型演示実験を参考にした。このようなアクティブラーニング型授業を行うことで、電磁気学の学生の理解度の向上だけでなく、授業前後の質問紙調査結果から、学生が、授業を通して物理現象との繋がりを意識でき、電磁気学について深く考え、理解を深めることができていることがわかった。力学と違い、運動が見えづらい電磁気学の内容をプラズマという目に見える発光現象をうまく利用することで、学生の理解度が高まったと言える。また、相互作用型演示実験授業というアクティブラーニングを取り入れることで、学生同士の議論から、深く物事を考えることにもつなかったと示唆される。現在までの本研究の達成度は、当初の計画以上に進展している。平成29年度は、(1)プラズマに関連する装置を多く作成した。例えば、静磁場における荷電粒子の運動についての理解を深めるための放電管とコイルを組み合わせた装置や、アルゴンや酸素などのガスが充填された放電管の発光の様子を分光器で確認することで光と色の関係を学ぶ装置や、電磁波の特性を学ぶための簡易コヒーラ装置や、プラズマ(イオンや電子のかたまり)の特性を理解するためろうそくに電場を印加する装置などを作成した。(2)理系学部学生の多くが受講する初年次の物理学(電磁気学)の知識伝達型授業に、本研究において作成したこれらの装置を活用した授業展開を開発した。(3)そして、この授業(アクティブラーニング型授業)を教育工学、教育心理学的観点から、定量的且つ定性的教育効果を測定した。(4)この結果から、本研究において作成したプラズマに関連する装置は、学生の電磁気学の理解を深めるだけでなく、ほかの物理現象に対するつながりを意識させることができた。これらは、他の授業の経験と知識を結びつけて考えることができていることを指し、深い理解に繋がっている。また、学生の意識調査において、授業内容に対する[面白さや楽しさ]や[批判的思考態度]などの意識が上昇していることを明らかにした。また、通常の座学のみの授業と比べて、本研究の装置を活用した授業の方が、試験の点数も向上した。
低分子量GTP結合蛋白質によるリンパ球ホスホリパ-ゼC活性の制御とその生理的意議

牛胸腺細胞でその存在を見出したイノシト-ルリン脂質特異的ホスホリパ-ゼC(PLC)活性増強効果を有する低分子量GTP結合蛋白質(以下これをG21Kと呼ぶ)の生理的役割の解析を進め以下の成果を得た。1.G21Kはボツリヌス菌由来ADPーリボシルトランスフェラ-ゼによりADPーリボシル化をうけることを発見し、G21Kを同定するために応用することができた。3.マウス胸腺細胞膜画分のPLC活性は、ボツリヌスADPーリボシルトランスフェラ-ゼ処理することにより増強され、PLC活性制御にボツリヌス酵素基質となる低分子量GTP結合蛋白質が関与することが示唆された。このことは、マウス胸腺細胞内へボツリヌス酵素を導入するとイノシト-ルミリン酸産生が上昇することからも支持された。4.マウスT細胞のCD3抗原のε鎖に対するモノクロ-ナル抗体を用いて調べたところ、T細胞抗原受容体(TCR)/CD3抗原複合体に結合したG21Kの存在することが判明した。この結果は、TCR/CD3を介したT細胞の活性化にG21Kが関与していることを示唆するものである。5.自己免疫疾患モデルマウス(MRL/lpr)T細胞では対照マウス(MRL/+)T細胞よりもConA受容体と関連した低分子量G蛋白質(G21Kであることを示唆する結果が得られている)が少ないことを発見した。MRL/1prT細胞はConA反応性が低くイノシト-ルリン脂質代謝亢進もほとんどみられないが、ConA受容体、G蛋白質とPLCの連関は正常であり受容体とG蛋白質の連関に異常があることが推定されていることを考えあわせると、この結果は、G21Kの減少がMRL/lprT細胞におけるConA反応性の低さ(イノシト-ルリン脂質代紹亢進異常)の原因であることを推測させる。牛胸腺リンパ球でその存在を見出したイノシト-ルリン脂質特異的ホスホリパ-ゼC(PLC)活性増強効果を有する低分子量GTP結合蛋白質(G21K)の生理的役割の解析を進め以下のような成果を得た。1,G21Kの簡便な同定法の確立:G21Kはボツリヌス菌由来ADPーリボシルトランスフェラ-ゼによりADPーリボシル化を受けることを発見し、この現象を利用してG21Kを同定する方法を確立することができた。rho蛋白質もリンパ球においてボツリヌスADPーリボシルトランスフェラ-ゼによりADPーリボシル化をうけるが、二次元電気泳動により分離することができた。2,マウス胸腺リンパ球におけるG21Kの存在の確認:生理的役割の検索には牛胸腺リンパ球よりも生細胞の得やすいマウス胸腺リンパ球を用いることが考えられるので1の方法を応用してマウス胸腺リンパ球におけるG21Kの存在を検討し、存在することを確認した。3,マウス胸腺リンパ球低分子量GTP結合蛋白質のPLC活性への関与:マウス胸腺リンパ球膜画分のPLC活性は、ボツリヌスADPーリボシルトランスフェラ-ゼ処理することにより増強され、PLC活性制御にボツリヌス酵素基質となる低分子量GTP結合蛋白質が関与することが示唆されたこのことは、マウス胸腺リンパ球内へボツリヌスADPーリボシルトランスフェラ-ゼを導入するとイノシト-ル三リン酸産生が上昇することからも支持された。

1ー3の結果を考えあわせると胸腺リンパ球のPLCはボツリヌスADPーリボシルトランスフェラ-ゼ基質となる低分子量GTP結合蛋白質(G21Kを含む)により制御されていると考えられた。牛胸腺リンパ球でその存在を見出したイノシト-ルリン脂質特異的ホスホリパ-ゼC(PLC)活性増強効果を有する低分子量GTP結合蛋白質(G21K)の生理的役割の解析をさらに進め以下のような成果を得た。マウスT細胞のCD3ε鎖に対するモノクロ-ナル抗体145ー2Cllを用いアフィニティ-カラムを作製した。可溶化したマウス胸腺細胞膜蛋白質をこのカラムにかけ吸着画分(TCR/CD3複合体)を得たところ、この画分には強いGTP結合活性が存在した。この画分に存在するG蛋白質はボツリヌス酵素によりADPーリボシル化をうけること、二次元電気泳動における移動位置がG21Kと一致したことからG21Kと考えられた。以上の結果はTCR/CD3を介したT細胞の活性化にG21Kが関与していることを示唆するものであり、G21Kの生理的重要性を明らかにしている。MRL/lprマウスT細胞において、その対照マウス(MRL/t)T細胞よりもConA受容体と連関した低分子量G蛋白質が少ないことを発見した。このG蛋白質はボツリヌスADP-リボシルトランスフェラ-ゼの基質となること、ゲルロ過で推定された分子量が約25KであることからG21Kであると考えられた。一方MRL/lpr T細胞全体におけるボツリヌス酵素基質量がMRL/t T細胞に比べ少なかったことから細胞レベルでのG21Kの減少がConA受容体と連関するG21Kの減少につながると考えられた。MRL/lprT細胞はConA反応性が低くイノシト-ルリン脂質代謝亢進もほとんどみられないが、ConAと受容体、G蛋白質とPLCの連関は正常であり受容体とG蛋白質の連関に異常のあることが推定されている。従って、本研究の結果は、G21Kの減少がMRL/lprT細胞におけるイノシト-ルリン脂質代謝亢進異常と関わっていることを推測させる。
ボイラー水中における高強度低合金鋼のSCC発生機構の解明および発生条件マッピング

ボイラー水環境における高強度低合金鋼の溶接部に発生する応力腐食割れの発生条件および発生機構を解明するために,pHおよび溶存酸素濃度の異なるボイラー水模擬環境下における焼入処理された高強度低合金鋼のSCC試験を行った.その結果,SCCの発生条件としては,pHの依存性はむしろ少なく,溶存酸素濃度が高い環境でSCCが発生しやすいことが分かった.溶存酸素の低いpH 9の環境では焼入による材料硬度が高いほど荷重緩和が高く,水素脆性型SCCが発生しやすい.また,焼入後の硬度がやや低い低合金では活性経路型SCCが発生した.材料の組織状態,環境条件によってSCCの発生メカニズムが異なることが示唆された.本研究では,超々臨界圧ボイラーの水壁管や高温・高圧ボイラー水環境など,実際に用いられるボイラー水環境を再現し環境的・腐食的に等速試験を行いながら,この環境で生じる高強度低合金鋼の腐食現象および応力腐食割れ機構の解明を行うものである.研究の初年度には試験装置,試験片治具の組立を主とするため,(1)対流式浸漬試験装置の設計・試作,(2)容器への試料電極タップの取付,(3)試料熱処理装置の設計・試作,(4)浸漬試験装置,熱処理装置の組立および試運転,および(5)試料三点曲げ治具の作製を目指した.この内(1),(5)はほぼ試作されたが,その他の計画は未完成に終わった.(1)については,高温(200°C),高圧(2 MPa)の容器であるため,試料,試験液を出入れする部分をフランジ形式とした設計を行い,SUS316Lステンレス鋼を用いて試作した.フランジ部に試験液注入口,取出口,温度測定用スリーブ挿入口を取り付けた.また,対流式の補助容器をユニオンを用いて接続した.リボンヒーターを容器に巻き付けて試験液を加熱する.温度制御用の熱電対を挿入した.(5)については試料の基本寸法を29 mm×4 mm×3mmに決定し,ステンレス製三点曲げ治具を作製した.支点には直径6 mmのジルコニア棒を切断し用いた.試料の(3)については,真空熱処理炉の石英ガラス内径を40 mmとしたが,赤外線を用いた加熱後の冷却法が難しく,高い冷却速度が確保できないために工夫を必要とすることが分かった.(2)についてはフランジの仕様を変更し設計し直すことにした.(4)については,試運転には至らなかった.ボイラー水環境は高温・高圧の環境であるため,設計・作製特にフランジ部など接合部の溶接が難しいため,設計の段階で簡易な形状にするなどの配慮が必要であった.本研究では,超々臨界圧ボイラーの水壁管や高温・高圧ボイラー水環境など,実際に用いられるボイラー水環境を再現し環境的・腐食的に等速試験を行いながら,この環境で生じる高強度低合金鋼の腐食現象および応力腐食割れ機構の解明を行うものである.研究の2年目には,初年度で達成されなかった装置の付与および試運転・本実験を行った.まず,課題が残った装置の付与では,試料熱処理装置の設計・試作を行い,実際に試料の熱処理を行った.その結果,焼入処理では冷却速度が大きくならないために,充分な焼き入れ組織にならないことが分かった.焼入後の焼戻しについては,温度制御を簡単に行うことができるために,良好であることが分かった.試運転・本実験について,ノッチ加工したSTBA24および火STBA24J1を三点曲げ治具に装着し,荷重を任意掛けた後に,ボイラー水模擬環境としてpH 9,423 K,溶存酸素濃度調整なしの24時間の腐食試験を行った結果,試験片の表面および断面を観察することにより,SCCが発生しているかどうかを確認することができた.しかし,応力緩和量を正確に求めることができなかった.24時間という短期間で,応力を緩和するほどの大きなSCCが発生していないと判断された.そこで,試験片を三点曲げ治具に装着し,ノッチ試験片に高荷重を掛けて一度破断させ,それから再負荷を掛けて,同様なボイラー水模擬環境における24時間の腐食試験を行ったところ,掛けた荷重に対して,緩和が起こる結果を得ることができた.また,ボイラー水模擬環境に完全に試験片が浸漬した状態とガス環境の湿潤の状態を繰り返すことによって,SCCが発生しやすいことを突き止めた.平成27年度達成度としては,およそ80%とみている.ボイラー水模擬環境における腐食試験によって,SCCを発生させることができている.また,SCCに及ぼす環境条件の影響が少しずつ求められている.ただし,高張力低合金鋼の組織調整が充分に行われておらず,SCCに及ぼす材料組織の影響が得られていない.本研究では,超々臨界圧ボイラーの水壁管や高温・高圧ボイラー水環境など,実際に用いられるボイラー水環境を再現し,環境的・腐食的に等速試験を行いながら,この環境で生じる高強度低合金鋼の腐食現象および応力腐食割れ機構の解明を行うものである.研究の最終年度には,2年目の試験結果を受けて,ノッチ加工を施した試験片に三点曲げにより高い荷重をかけて割れを発生させた後に,再び三点曲げを行い負荷荷重を測定し,試験片を固定後,腐食試験を行う.腐食試験後に同一の方法で負荷荷重を測定し,SCCの発生によって緩和した荷重から荷重緩和比を求めた.

また,ノッチ断面観察により,この荷重緩和比がSCCの発生状態をよく示すことを確認した.ボイラー水模擬環境としてpH 9,423 K,溶存酸素濃度(DO)が50 ppb前・後,さらにSTBA24および火STBA24J1の焼入処理の有無,焼戻処理の有無の条件を変えて腐食試験を行い,SCC発生・進展状況について調べた.その結果,2種類の破断強度は異なるものの,応力負荷比で整理すると,両者の間でSCC発生の感受性は同じとみなされた.また,試験液のpHによるSCC発生の影響はほとんど見られないことが分かった.一方, DOが高い場合では比較的低い応力負荷比でSCCが発生することが分かった.また,DOが高い場合の方が低い場合に比べて荷重緩和比は高く,SCC発生の感受性が高いことが分かった.SCC発生の感受性に対する材料組織の影響は溶存酸素濃度の大小によって傾向が異なった.DOが低い場合ではビッカース硬度Hvが400以上の硬い材料でSCC発生・進展の感受性が高く,水素脆性型のSCCが発生しやすいとみられる.一方,DOが高い場合ではビッカース硬さHvが300当たりに荷重緩和比が最大になる傾向を示し,この環境では活性経路型のSCCが発生しやすいと判断された.ボイラー水環境における高強度低合金鋼の溶接部に発生する応力腐食割れの発生条件および発生機構を解明するために,pHおよび溶存酸素濃度の異なるボイラー水模擬環境下における焼入処理された高強度低合金鋼のSCC試験を行った.その結果,SCCの発生条件としては,pHの依存性はむしろ少なく,溶存酸素濃度が高い環境でSCCが発生しやすいことが分かった.溶存酸素の低いpH 9の環境では焼入による材料硬度が高いほど荷重緩和が高く,水素脆性型SCCが発生しやすい.また,焼入後の硬度がやや低い低合金では活性経路型SCCが発生した.材料の組織状態,環境条件によってSCCの発生メカニズムが異なることが示唆された.平成26年度達成度としては,およそ40%とみている.やはり,思いの外試験装置の設計・製作に時間が掛かり,設計の見直しが必要であったため,さらに遅延した.また,低合金鋼の機械的性質が作成した試料毎に異なるため,再現性のある結果を出すことが難しい.熱処理については思ったような冷却速度が得られなかった.そこで,今後の推進方法としては溶接部の組織を得るために,材料の組織調整方法として,模擬溶接部位の作製を考えている.溶接部位の組織と組織硬さに密接な関係があると見られるので,組織調整に材料の硬度を指標とする.また,高圧容器に3つの電極端子を取り付けことを試みる.また,試験片の腐食試験において,浸漬条件と湿潤条件を繰り返すことにより,SCCを強く発生させることができたので,その発生メカニズムについて明らかにする.また,短時間および長時間の腐食試験においてSCC発生メカニズムの違いを探る.さらに環境条件の中で,溶存酸素の影響が明確でないので,その他の環境条件を同じにし,溶存酸素のみを変えた腐食試験を行い,SCCに及ぼす環境の影響を明らかにする.化学工学,装置材料工学今後の推進方法については,引き続き試験装置の設計・試作および組立てを行っていき,試運転を始めることにする.一方で,三点曲げ試験方法について,再検討を行うことを考えている.本研究では,低合金鋼に生じる応力腐食割れの発生度を腐食試験前に試料にかけた負荷応力の緩和量から求める方法である.応力腐食割れの発生量が少ない場合には負荷応力の緩和量も少なく,検出できない可能性がある.ノッチを入れることで応力を集中させることができるが,それによりノッチ底部に生じる応力の把握が難しくなる.
ドメイン構造をもたない天然変性タンパク質群における構造機能相関解析

本研究では、天然変性タンパク質での「配列-構造-機能の対応関係」を追究するために、部分的にもドメイン構造を取り得ない、すなわちタンパク質全体が生理的条件下でランダムコイル状態にある"完全"天然変性タンパク質(NEDP(Naturally and Entirely Denatured protein))に対象を絞って、構造機能解析を進めた。23年度の構造解析として、22年度にクローニングした7種類の新規NEDP候補の二次構造を評価し、予想通り全長にわたって天然変性であるかどうかを検証した。具体的には、大腸菌内で組換えタンパク質としてタグ付き発現させた後、アフィニティーカラムで精製し、円二色分散計およびNMR(HSQC解析)を用いて二次構造を評価した。その結果、4種類のNEDPが生理的溶液条件下で全長にわたって天然変性であることが分かった。そこで次にこれら4種類の新規NEDPが細胞内で相互作用するタンパク質の同定を目指した。具体的には、各NEDPコード配列のN末端およびC末端に各種タグ配列が融合したタンパク質をヒト培養細胞内で発現させ、タグに対する抗体で免疫沈降後、質量分析を行った。得られた質量分析の結果をもとに変異体解析を進めたところ、主要な細胞内シグナル伝達の活性化制御に関わっているNEDPと、ミトコンドリア機能に関与するNEDPをそれぞれ発見することができた。本研究により、ドメインを持たないタンパク質の機能発現を研究する上で格好の事例を提示することができた。さらに上記とは別に新規NEDP候補42種類を、ヒトゲノムのヒトコーディング領域からクローニングし、機能性NEDPのさらなる探索のリソース構築を行った。本研究では、「ドメイン」の存在が明らかでない天然変性タンパク質における構造機能相関を理解するために、ランダムコイル状態にあるポリペプチドが、隣り合ったドメイン構造に依存せずに自律的に機能性構造単位を形成するために必要な要因を探究する。この要因を探究するためのモデルタンパク質として、全長に渡ってドメイン構造をもたない"完全"天然変性タンパク質(NEDタンパク質(Naturally and Entirely Denatured protein))が最適であると考え、本年度は以下の3つの研究項目を実施した:(1)7種類の新規NED候補タンパク質のクローニング、細胞内局在解析ならびに可溶化条件最適化。(2)(1)で解析した7種類のタンパク質に結合するタンパク質群を同定するためのプロテオミクス実験(3)(1)および(2)で解析したタンパク質とは別の、2種類のNEDタンパク質の細胞内機能の解明を目指した実験22年度末時点で、(1)は完了し、(2)を開始している。現時点では、いずれのNED候補タンパク質の結合相手も未だ同定には至っていない。(3)においては、一方のタンパク質は主要な細胞内シグナル伝達を制御することが、もう一方のタンパク質は新規の細胞質内小胞輸送経路に関わっていることがそれぞれ明らかとなった。後者のタンパク質については、新規小胞輸送経路に関わるペプチドモチーフを同定することができた。これは、本プロジェクトにおいて、最初に同定された天然変性タンパク質由来の機能性ペプチドモチーフである。23年度は、これらの結果および知見を元に、天然変性タンパク質の構想機能相関の多様性を明確に提示するための分子生物学的データおよび熱力学的データの収集を行う予定である。
中世インドにおけるヤントラ儀礼文献を中心とした異宗教間の相互関係

当該科研では、中世インドにおける二つの異なる宗教、仏教(インド後期密教)とヒンドゥー教(シヴァ派タントリズム)が重要視した儀礼用具ヤントラとそれを使用する儀礼について、主に文献学的なアプローチで、それら二つの宗教の相互影響関係を研究した。特に、仏教側はヤマーリ系文献を、ヒンドゥー教側はダーマラ系文献を中心に、校訂テクストおよび訳註を作成し、それらをもとに研究を進めた。こうした文献学的研究から、ヤントラという儀礼デヴァイスが異なる宗教でどのように使用されていたのかを、中世という時代に限ってはいるが、ひもとき、さらにヤントラが汎インド宗教的に極めて重要な役割を持っていたことを明らかにした。当該科研は、インドにおいて儀礼道具やお守りとして使用されてきたヤントラに関する文献記述を、特に810世紀の資料に限定し、文献学的見地から異宗教間(仏教とヒンドゥー教)の相互影響関係を総合的・多角的に考察することを目的としている。まず、文献を用いた作業に関してであるが、初年度は仏教側の文献資料、ヤマーリ文献群のヤントラに関する記述の整理および校訂テクスト作成に従事した。ヤマーリ文献群の三つの主要文献のうち、クリシュナヤマーリタントラから取りかかった。同時に註釈書の校訂テクスト作成および翻訳も行い、クリシュナヤマーリタントラとその二つの註釈書における関連部分の校訂・翻訳作業が終了した。さらに、テクニカルタームの整理も暫定的に(最終的に他の文献資料とのすり合わせが必要)終了した。初年度は、当該科研の初動として、特に重要な文献を扱うことにより、ヤントラ研究に必要な作業および資料を確認することが出来た。ヤマーリ文献など関連文献の新写本探索および収集、さらに現代のヤントラを巡る状況を調査するため、2月10日から19日までネパール・カトマンズへ出張した。写本資料が保管されているネパール国立公文書館に訪問し、収蔵庫にある写本を見せていただき、調査をおこなった。その結果として、二つの写本のデジタルデータを入手した。そして、カトマンズ市内において、現在も使用されているヤントラの調査を行い、いくつかのヤントラの写真を撮った。それらは主に土産物など扱っている店舗に祀られているものである。現在使用されているヤントラと当該科研で扱っている文献資料との関係を調査することで、現在のヤントラおよびその使用方法の状況を知ることができる。今年度はネパールで収集したが、次年度はインドへ赴き、ヤントラの実際を調査する予定である。当該科研は、インドにおける儀礼道具や御守りとして使われてきたヤントラに関する文献的な記述を、特に810世紀の資料に限定し、文献学的アプローチをもって、異宗教間(仏教及びヒンドゥー教)の相互関係を総合的かつ多角的に考察することを目的としている。当該年度は、特に初年度に研究検証した仏教側の資料クリシュナヤマーリタントラの校訂テクスト出版をめざし、準備をしてきた。ほぼ、校訂テクストは完成したが、その他関連資料との文化的歴史的な関係性をもう少し考察する必要があり、またネパールで現在どのようにヤントラが使われているのかについての研究成果を反映しなければならず、出版は次年度に延ばさなければならなくなった。また、京都大学へ短期研究員として赴任していたハンブルグ大学博士課程在籍のBang Junglan氏との共同研究を、氏の滞在期間3ヶ月間で都合4回実施した。研究内容は、氏はヒンドゥー教タントラの専門であることから、ヒンドゥー教側のヤントラに関する資料ダーマラタントラの読解及び研究である。おおよそヤントラに関連する記述は読み終わることができた。この理解をもとに、暫定的な校訂テクストを作成した。ヤマーリおよびダーマラ文献の新写本資料探索に関しては、前年度2月に行ったネパール出張で知己となったネパール国立公文書館職員と連絡を取り合い、これまで出版されたネパール・サンスクリット写本資料カタログから関連するであろうと考えられる写本を取り寄せた。これらの本格的な研究は、次年度となる予定である。当該科研最終年度は、主に、これまでおこなってきた関連文献の校訂テクストおよび訳註作成の最終チェックをし、さらに、それら文献資料を総合的多角的に研究考察した。まず、関連文献の校訂テクストおよび訳註に関して報告する。仏教タントラ側では、ヤマーリ系文献、特に『クリシュナヤマーリタントラ』の第4章、第5章、第6章、『サンヴァローダヤタントラ』の第10章の校訂テクストおよび訳註が完成している。一方のヒンドゥー教タントラ文献では、ダーマラ系文献『ダーマラタントラ』および『ウッダーマラタントラ』の校訂テクストおよび訳註が完成している。なにぶん全体の分量が多いので、これらの校訂テクストおよび訳註は、仏教タントラ側およびヒンドゥー教タントラ側それぞれに分けて、追々出版する予定である。また、インド後期密教におけるヤントラの発展について、『クリシュナヤマーリタントラ』と『サンヴァローダヤタントラ』の記述をもとに考察、研究発表および出版している。

こうした文献学的研究から、ヤントラという儀礼デヴァイスが異なる宗教でどのように使用されていたのかを、中世という時代に限ってはいるが、ひもとき、さらにヤントラが汎インド宗教的に極めて重要な役割を持っていたことを明らかにした。当該科研関連文献のうち、校訂作業がほぼ完了しているのは仏教側のヤマーリ文献群のヤントラに関わる箇所である。昨年度にネパールおよびその他(ヨーロッパの学者から入手)から入手した新写本資料もあり、さらに校訂テクストに情報を付加しなければならなくなった。それ故、当初の予定より、少し遅れているが、順調に校訂作業は進んでいる。さらに、ヒンドゥー教側のダーマラタントラに関しても、概ね校訂作業は終了している。ただし、この場合も、なるべく新写本資料を並行して探索しなければならないので、今しばらくかかる予定である。以上の点から、概ね順調に進展しているといえる。インド学・仏教学今年度は当該科研の最終年度であるので、仏教側およびヒンドゥー教側の文献の校訂作業を完了することを目指す。さらには、それらの影響関係を視野に入れた多角的な研究を行ない、その成果を学会(日本印度学仏教学会)等で発表する予定である。そして、校訂作業が整えば、それを学術雑誌に掲載するか、あるいはまとめて出版することを目指す。さらには、ヤントラ関係の用語を、既存のデータベース(Indo-Tibetan Lexical Resourceなど)にアップし、研究結果の周知を図る予定である。当該科研関連文献の校訂作業については、今年度実施する予定であった仏教側の文献の中で、最重要であり、研究の中心となるクリシュナヤマーリタントラとその註釈書の校訂・翻訳作業、テクニカルタームの整理が終了している。その他の仏教側文献であるラクタヤマーリタントラおよびヴァジュラバイラヴァタントラの作業については、今年度終了していないので、次年度に繰り越される。ただ、分量が少ないので、早々に終える予定である。新しい写本資料探索および入手、現在使用されているヤントラに関する資料収集は順調に進んでいる。今年度は、ほぼ当初の予定どおり進んでおり、次年度も計画に沿って、研究実施することになる。現在までの達成度に記したように、文献の校訂・翻訳作業に関しては、初年度実施するはずであったラクタヤマーリタントラおよびヴァジュラバイラヴァタントラが終了していないので、それをまず終了することが必要である。研究を遂行する上での課題として、以下二点挙げられる。(1)文献を扱う作業に関する課題:作業効率および進度を上げるために、研究協力者に謝金を出し、関連テクスト打込やデータの整理を行っていただく必要がある。(2)現地調査に関する課題:作業効率を上げるために、インターネットを駆使し、特に次年度以降に行うインド調査へ向けて、現代のヤントラの作成や使用方法を詳細に調べておく必要がある。
感覚器特異化における転写因子ネットワークの遺伝解析

cut遺伝子の機械刺激受容器前駆細胞の発現に十分なcis制御領域は、転写開始点から-30kbに存在する2.8kbのゲノム領域(A3)に存在していることが報告されている。今年度はこのA3領域をより細分化し、cut遺伝子の発現に必要十分な細小ゲノム断片を同定することを目標とした。A3領域を細分化してlacZレポーターと融合させたDNAコンストラクトを構築し、遺伝子組換えショウジョウバエの作成を行い、cut遺伝子の発現に十分なcis調節領域を狭めることを試みた。その結果、cut遺伝子の発現にはA3領域内の127bpのゲノム断片で十分であることが明かとなった。この127bp内には上流因子の一つと考えているbHLH型転写因子の結合配列であるE-boxが2ケ所存在した。一方、127bpゲノム断片内の3'側端の28bpを削ったコンストラクトは、E-boxを削らないにも関わらず、機械刺激受容器前駆細胞における発現に十分ではなかった。そこでこの28bpにbHLH型転写因子とは異なる上流因子が作用する可能性を考えた。28bpを3領域に分割し、それぞれに塩基置換を施したDNAコンストラクトを持った遺伝子組換えショウジョウバエを作成し、この28bp内の必要な塩基配列を明らかにした。その結果、127bpの内、3'端の19bpの塩基配列が必要であることが明かとなった。poxn遺伝子の発現制御領域の解析は過去に報告がないため、poxn遺伝子の転写開始点の周辺を中心にして化学刺激受容器前駆細胞に特異的に発現させるためのcis調節領域の同定を行った。poxn遺伝子の全exonを含む16kbのゲノム領域をクローニングし、それを細分化したレポーターコンストラクトを作成した。遺伝子組換え動物を作成し、cis調節領域の活性をin vivoで検討した。その結果、転写開始点より上流4.2kbのゲノム領域に化学刺激受容器前駆細胞を含むすべてのpoxn発現細胞においてレポーター遺伝子の発現を確認した。転写開始点上流1.7kbおよび1.5kbのレポーターコンストラクトでは十分な活性を得る事ができなかった。
TGFβによるストレス応答キナーゼMTK1の活性化機構と癌における制御異常の解明

TGFβは発癌抑制作用を有し、またそのシグナル伝達分子Smad4は膵癌、大腸癌等の癌抑制遺伝子であることが知られている。TGFβは同時にストレス応答p38MAPKカスケードをも活性化するが、その活性化の分子機構や、TGFβ情報伝達系とp38経路のクロストークの生理的意義は明らかにされていない。我々は各種膵癌細胞株を用いて、TGFβによるp38活性化機構の解析を行った。その結果、TGFβ刺激後のp38活性化に、Smad依存的な転写を介する機構が存在することを見出し、さらにSmadにより発現誘導され、p38の活性化に機能する遺伝子としてGADD45βを同定した。GADD45βはp38経路のMAPKKK、MTK1の活性化因子として我々が以前に単離した遺伝子である。またTGFβによるp38活性化はドミナントネガティブMTK1変異体やアンチセンスGADD45βにより有意に抑制された。以上の結果から、TGFβ刺激によりSmad依存的にGADD45βが発現誘導され、MTK1を介してp38MAPKを活性化するという新規シグナル伝達機構の存在が明らかになった。また我々が見出したSmad依存的なp38の活性化がTGFβの発癌抑制作用に果たす役割を解明するため、cDNAアレイ法によりTGFβとp38経路のクロストークにより発現が制御される遺伝子のスクリーニングを行い、腫瘍血管新生抑制因子TSP-1を同定した。実際、癌抑制遺伝子Smad4に変異を有する細胞ではTGFβ刺激後のp38活性化とTSP-1の発現が共に消失していることから、Smad4の機能喪失に伴うp38MAPK経路の活性化異常が発癌に深く関与することが示唆された。
触媒反応を利用した純水のみによる超精密表面加工法の開発

加工能率の向上を目的とし,1反応速度自体の向上,2新規反応(表面酸化)の援用という2手法を提案した.1の達成には触媒活性に優れたNi触媒の使用が効果的であると予想される.Niの表面酸化などを原因とした触媒被毒を回避した,長期的・安定的な触媒活用手法として電解めっき技術を応用した加工雰囲気下での触媒再生機構を考案した.本手法では電極上でのNiのイオン化反応を利用し,電極電位を制御する事で触媒薄膜の形成,溶解を繰り返し行う.4H-SiC基板の加工を行った結果,従来のPt触媒を使用した系を大きく上回る加工能率を実現した.加工条件こそ異なるが,先行研究成果として報告されていたHF溶液,Pt触媒を使用した加工系に迫る加工速度であった.2に対しては,紫外光を照射することで光電気化学反応を援用し,サンプルの表面酸化を促進,加工の容易な酸化物の加工系へと変容させることで従来の純水,白金の反応系と比較し,1000倍にあたる加工能率が実現されることを明らかにした.また,加工原理の解明を目的として,重水を利用した速度論的同位体効果(Kinetic Isotope Effect; KIE)による反応律速過程の同定実験を実施した.本加工法では加水分解をベースとした材料除去反応が進行すると考えており,重水を加工液に用いることでKIEを利用した反応機構の考察が可能であると考えた.実験の結果,重水中では,純水に比べて約24倍の加工速度となることを明らかにした.これは逆同位体効果と呼ばれる現象であると考察した.本加工法における材料除去反応は1水の触媒上への解離吸着過程,2プロトンの移動反応の2つの素反応から成るが,このうち,2では同位体効果が確認されるとの報告が既にある.そのため,1水の解離吸着過程における逆同位体効果が支配要因であり,1こそが反応律速過程であると結論付けた.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。砥粒を使用せず,触媒作用によるエッチング反応に基づく新規研磨技術の開発を行ってきた.本手法では基準面に固体触媒を用い,その触媒作用によって基準面上でのみエッチング反応を誘起する.被加工物凸部からの選択的なエッチングにより,高能率かつ化学的に平坦化が可能である.加工液には純水,触媒としては白金を使用する.当該年度では,本手法の適用範囲の拡大を視野にいれ,「新規触媒の検討」および「新規材料への適用」を主だった目的とした.さらに,申請当初の計画に加え,「触媒表面の電気的制御による加工能率の安定化」の評価を行った.まず,触媒検討では,物質の解離反応をアシストすることが知られている遷移金属を使用し,白金よりも優れた加工能率を達成可能であるNi,Ruなど優れた触媒材料を発見した.さらに,電子軌道状態と加工能率の相関関係を統計的に評価し,d電子軌道が完全に占有された遷移金属触媒ではほとんど加工が進行しないことを明らかとした.また,新規材料として光学部品に使用されるような多成分系酸化物材料に対する加工特性の評価を行った.従来と同等の平坦性を有する表面が実現可能であることを明らかとした.さらに,多結晶材料に対しても本手法を適用し,パッド材を適切に変更することで,粒径依存性の少ない平坦面が実現可能であることを見出した.また,加工速度の安定化手法として,触媒の表面を電気的に制御することを考案した.本手法における加工速度は被加工物による触媒面の被覆により低下すると予想される.これら被覆物質を,触媒金属の電位を制御し,表面状態を変化させることで除去する.結果,触媒を水素吸着雰囲気に晒すことで加工速度の安定化を確認した.本結果は,実験・評価の妥当性という観点からも重要な成果である.以上の結果より,今後,本手法で得られる高精度表面を様々な研究領域に対し,適用していくことが可能であるといえる.新たな表面処理技術として触媒反応に基づくエッチングを利用した研磨法の開発を推進してきた.本手法では純水中に浸漬した固体触媒を基準面として用い,触媒近傍のみで進行するエッチング反応を利用して被加工物への基準面転写を行う.昨年度は申請時の計画に沿い,「加工原理の解明」,「加工速度の向上」を主たる目的に定め,評価実験を行ってきた.加えて,初年度に得た「触媒表面の水素終端化による触媒被覆物の除去」,「Niなどの遷移金属を触媒とした場合に加工能率が向上する」といった成果に対しての追加評価も実施した.加工速度の解明に向け,第一原理分子動力学に基づく計算機シミュレーションを共同研究者と共に進めた.本手法の加工原理は材料に依存せず同一であり,加水分解反応であると予想した.被加工物を構成する結合に対する直接的な加水分解は室温では進行しない事は既知であり,我々は触媒を介した間接的な加水分解反応を考案した.その結果,室温においても十分進行しうる反応経路の実証に成功した.本結果において,触媒の表面状態が著しく加工速度に影響することが示された.そこで,加工速度の向上を目指し,触媒金属の表面状態の制御を試みた.具体的には溶液pHおよび金属電位を制御する事で統計的な評価を実施した.酸化物材料に対しては金属のベア表面を維持することで,炭化珪素や窒化ガリウムなどその他結晶材料に対しては触媒上に酸素吸着が進行する状態におくことで加工速度が向上することが明らかとなった.

基本的には金属自身の加工対象物との接触により加工は最も効率よく進行するが,非酸化結晶に対しては吸着酸素による酸化反応を利用する事で不安定な酸化物構造の形成,除去が繰り返されることで加工速度が向上したと考えた.また,初年度に得た成果に対する追評価としては水素水による触媒表面の洗浄,Niめっき技術を応用した加工雰囲気下における成膜法の評価を行った.申請段階で予定していた昨年度の実施項目は十分に達成されたと考えられる.本手法を加工技術として確立していく上で必要な実験評価は全て,除去反応の本質を捉え,その反応をいかに促進,応用変化させるかという点に集約される.そういった意味で,昨年度の計算機シミュレーションによる加工原理,触媒を介した間接的な加水分解反応の論理的実証は非常に大きな意味を持つ.本知見に基づいた加工速度の向上,という点でも十分な成果を得ている.さらに,研究実績にも簡単に記したが,初年度に追加的に得た成果に対して更なる追加評価を実施し,申請時には想定しえなかった汎用性の高い技術への展開が期待される状況となっている.初年度ではPtよりも低コストで触媒作用に優れるNiの有用性を明らかにしたが,安定的使用には問題があると考えていた.しかし,めっき技術の応用により,加工と触媒成膜を同時に行う事でこの問題はクリアされつつある.本成果により,実用化へ大きく近づく事に成功したといえる.加工能率の向上を目的とし,1反応速度自体の向上,2新規反応(表面酸化)の援用という2手法を提案した.1の達成には触媒活性に優れたNi触媒の使用が効果的であると予想される.Niの表面酸化などを原因とした触媒被毒を回避した,長期的・安定的な触媒活用手法として電解めっき技術を応用した加工雰囲気下での触媒再生機構を考案した.本手法では電極上でのNiのイオン化反応を利用し,電極電位を制御する事で触媒薄膜の形成,溶解を繰り返し行う.4H-SiC基板の加工を行った結果,従来のPt触媒を使用した系を大きく上回る加工能率を実現した.加工条件こそ異なるが,先行研究成果として報告されていたHF溶液,Pt触媒を使用した加工系に迫る加工速度であった.2に対しては,紫外光を照射することで光電気化学反応を援用し,サンプルの表面酸化を促進,加工の容易な酸化物の加工系へと変容させることで従来の純水,白金の反応系と比較し,1000倍にあたる加工能率が実現されることを明らかにした.また,加工原理の解明を目的として,重水を利用した速度論的同位体効果(Kinetic Isotope Effect; KIE)による反応律速過程の同定実験を実施した.本加工法では加水分解をベースとした材料除去反応が進行すると考えており,重水を加工液に用いることでKIEを利用した反応機構の考察が可能であると考えた.実験の結果,重水中では,純水に比べて約24倍の加工速度となることを明らかにした.これは逆同位体効果と呼ばれる現象であると考察した.本加工法における材料除去反応は1水の触媒上への解離吸着過程,2プロトンの移動反応の2つの素反応から成るが,このうち,2では同位体効果が確認されるとの報告が既にある.そのため,1水の解離吸着過程における逆同位体効果が支配要因であり,1こそが反応律速過程であると結論付けた.研究課題である加工法の汎用性の拡大,といった申請当初の計画内容は十分に達成されたといえる.さらに,昨年度は該当研究課題である加工法自体にとっても,また,研究を進める上でも,大きな課題であるといえる加工能率,加工安定性といった基礎特性評価を中心に研究を進めていた.既知の結果から,電気化学的手法の適用を提案し,結果として,加工速度の向上,安定化に成功している.
高温超伝導回転機用電機子巻線の交流損失低減手法の系統的研究

本研究は,交流回転機で一般的に用いられる分布巻電機子巻線に高温超伝導線材を適用するための基盤研究として,小型コイルとスロットのある積層電磁鋼板と組み合わせて交流損失を評価するための模擬試験装置を開発し,交流損失低減法を研究した。FEM解析により,コアのスロット内で試験コイルに加わる垂直磁界分布を解析し,スロット内のコイル近傍に磁性体を配置することにより,垂直磁界を低減できることを見出した。単相及び三相の模擬試験装置に用いて,スロット内の試験コイル巻線近傍に磁性体を配置することによる交流損失低減効果を実証した。特に,Y系コイルによる試験では,最大で50%程度損失を低減できることを明らかにした。Bi系及びY系線材を用いて巻数の異なる小型のレーストラック型パンケーキコイルを複数個試作し,それをスロットのある積層電磁鋼板と組み合わせて,単相の模擬試験装置を開発する。この装置と既に開発しているパワーメータ法及び蒸発法を組み合わせて,基礎的な交流損失特性を測定する。平成26年度の研究では,まず,Bi系線材を用いた小型のレーストラック型パンケーキコイルを試作し,それをスロットのある積層電磁鋼板と組み合わせて,単相の模擬試験装置を開発した。この装置を用いて,パワーメータ法により,基礎的な交流損失データを取得した。さらに,FEM解析により,コアのスロット内で試験コイルの線材に加わる垂直磁界の分布を詳細に解析した。スロット内の試験コイル近傍に磁性体を配置することにより,垂直磁界を低減できることを見出した。解析結果に基づき,上記の単相試験装置に本方法を適用して,試験コイルの交流損失を測定したところ,スロット内の試験コイル近傍に磁性体を配置することにより,交流損失を低減できることが明らかになった。平成27年度は,以下の研究を行う。1コア内に配置した高温超伝導コイルの交流損失解析モデルの開発を行い,コイルのターン数,積層数やコアスロット内のコイル配置,コア構造と交流損失の関係をを評価する。2Y系線材を用いた試験コイルを作製し,H26年度の研究で得られた交流損失低減効果を確認する。3三相巻線を模擬した測定装置を開発し,交流損失特性の測定に着手する。平成27年度ではまず,Y系の小型レーストラックコイルを作製し平成26年度に開発した単相の試験装置と組み合わせて交流損失特性の詳細な測定を行った。スロット内の試験コイル巻線近傍に磁性体を配置して,線材に加わる垂直磁界成分を抑制することによる交流損失低減効果を実験的に検証した。その結果,Y系コイルでは磁性体を配置しない場合に比較して,50%程度損失を低減できることを明らかにした。三相巻線を模擬した試験装置の開発を行った。数値解析により,三相部分モデルの磁界解析を行い,鉄芯や磁性体の形状を設計し,それに基づき装置を試作した。本装置を用いて,三相交流条件での交流損失測定に着手した。平成28年度は以下の研究を行う。1三相模擬装置による三相条件下での交流損失低減効果の解明2分布巻電機子モデル巻線の開発と低損失化の実証申請書段階では,以下の3項目をの研究を想定していた。1単相模擬装置の開発,単相条件での低損失化の解明2数値解析による交流損失低減条件の検討3三相模擬装置の開発と損失測定の実施上記は順調にすすみ,おおむね所期の成果を得ることができた。本研究は,交流回転機で一般的に用いられる分布巻電機子巻線に高温超伝導線材を適用するための基盤研究として,13相分布巻高温超伝導電機子巻線の交流損失メカニズムを理論・実測の両面から解明し,2その交流損失を大幅に低減する巻線設計手法を明確化するための研究を系統的に行うことを目的としている。平成26・27年度で,Bi系及びY系線材を用いて巻数の異なる小型のレーストラック型パンケーキコイルを試作し,それをスロットのある積層電磁鋼板と組み合わせて,単相及び三相の模擬試験装置を開発した。Bi系及びY系の試験コイルを単相及び三相の模擬試験装置に組合わせて,交流損失の測定を行った。その結果,数値解析結果から予想される通り,特にY系コイルによる単相試験では,磁性体を配置しない場合に比較して,50%程度損失を低減できることを明らかにした。平成28年度は,単相試験に引き続いて3相試験を実施し,Y系試験コイルにおいて20%程度の低損失化が確認できた。これらの結果を受けて,3相モデル巻線を設計・試作し,交流損失の評価を行った。

単相及び三相の模擬試験装置に用いて,スロット内の試験コイル巻線近傍に磁性体を配置することによる交流損失低減効果を実証した。特に,Y系コイルによる試験では,最大で50%程度損失を低減できることを明らかにした。申請書段階では,以下の3項目の研究を想定していた。1単相模擬試験装置の開発2理論解析による交流損失低減条件の検討3単相試験装置による交流損失低減効果の原理的検証上記は順調にすすみ,おおむね所期の結果を得ることができた。平成28年度は以下の研究を行う。1三相模擬装置による三相条件下での交流損失低減効果の解明2分布巻電機子モデル巻線の開発と低損失化の実証28年度が最終年度であるため、記入しない。応用超伝導工学平成27年度は,以下の研究を行う。1コア内に配置した高温超伝導コイルの交流損失解析モデルの開発を行い,コイルのターン数,積層数やコアスロット内のコイル配置,コア構造と交流損失の関係をを評価する。2Y系線材を用いた試験コイルを作製し,H26年度の研究で得られた交流損失低減効果を確認する。3三相巻線を模擬した測定装置を開発し,交流損失特性の測定に着手する。本年度予定していた三相分布巻模擬巻線に使用するY系線材の納期が年度内に間に合わないため,線材の調達を平成28年度に見送ることとした。28年度が最終年度であるため、記入しない。当初は,研究代表者が所有する交流電源を単相での測定に用いる予定であったが,それに不具合が発生したため,単相の交流電源を新規に購入した。また,パワーアナライザを新規購入した。そのため,購入予定であった三相交流電源の調達をH27年度に見送ることにした。既に線材メーカに,平成28年度の早期に必要量のY系線材を納品できるように依頼している。線材が入手でき次第,三相分布巻模擬巻線の試作に着手する。三相模擬試験装置の開発に合わせて,H27年度の早い時期に三相交流電源を購入する。