hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エラストマー粒子を用いた粒状体ダンパーの減衰力特性の解明

振動を抑制する機器であるオイルダンパーのオイルに替えてエラストマー粒子群を利用したダンパーを試作し,その基本的な減衰力特性を実験および数値解析により明らかにした.ロッド両出し型,片出し型および回転型のダンパーを試作し,減衰力の振動周波数や粒子充填率等への依存性を明らかにした.片出し型ダンパーでは,数ヘルツの振動周波数,数ミリの振幅で最大減衰力が1kNを越え,十分に実用化可能な減衰力が得られた.両ロッド型粒状体ダンパーに球形エラストマー粒子を用いた場合について,減衰力を調べる実験を行った.エラストマー粒子として硬さやヤング率などの機械的性質が異なるエラストマーを材料として用いた場合,球形粒子の径(基準直径を3mmとした)やダンパーへの粒子充填率を変えた場合,強制加振の周波数や振幅,ダンパー設置角を変化させた場合について,それぞれ実験を行い減衰力を測定した.また,新たに衝撃荷重を負荷する実験装置を作製し,両ロッド型粒状体ダンパーについて,衝撃に対する応答特性も実験的に調べた.ある程度大きい充填率の場合には傾斜角依存性が大きく低減されるなどの基本的減衰力特性を明らかにした.一方,片ロッド型粒状体ダンパーも新たに試作し,オリフィス部のあるピストンとオリフィス部を持たない押し込み型のピストンの2種類を作製した.オリフィス部のある場合については,エラストマー粒子の材質や充填率,ピストン径(オリフィス部のサイズ)や振幅,加振周波数などの減衰力への影響を実験的に明らかにした.また,オリフィス部のないピストンを用いた場合,粒状体を充填する領域は2つ部屋に分割されるが,それぞれの部屋の粒子充填率を同じにした場合について実験を行い,同様にエラストマー粒子の材質や充填率,加振周波数や振幅が減衰力に与える影響を実験的に調べた.エラストマーにミクロンサイズの鉄やニッケルなどの金属微粒子を混合してエラストマー粒子を作製し,内部に金属微粒子が分散することによって発生する粒子内部摩擦の増加などの効果を実験的に明らかにした.その結果,ミクロンサイズの微粒子を混合した場合の方が,減衰力が大きくなることが明らかとなった.さらに,混合する微粒子として球形シリコン粒子や金平糖形のシリコン微粒子を混合した場合についても実験を行い,金平糖形状の微粒子を混合した場合が,最も減衰力が大きくなる結果を得た.本年度行う予定としていた7項目,すなわちエラストマー粒子材質のダンパー減衰力への影響,片出しロッド型粒状体ダンパーの試作と基本特性,二室型片ロッド型粒状体ダンパーの試作と基本的減衰力特性,粒状体ダンパーの衝撃応答,金属微粒子を含む粒状体を用いたダンパーの減衰力特性,などの5項目については概ね基本的特性について解明ができた.さらに来年度実施を予定していた樹脂微粒子を含む粒状体を用いたダンパーの減衰力特性の解明についても前倒しで実施し,結果を得ている.一方,粒状体ダンパー内部の粒子挙動を解明するためのハイブリッド個別要素法のGPGPUを用いた計算コードの開発については,金属粒子を用いた場合等どうようのモデル化で解析を行ったものの,実験結果をうまく説明できる計算結果が得られなかったため,引き続き改良が必要となった.また異種粒子混合体による粒状体ダンパーの減衰力特性の解明についても次年度以降へ持ち越しとなった.以上のように,一部計画通り進んでいないものの,前倒しで進んでいる計画も有り,全体としては概ね順調に進展しているものと判断する.前年度に引き続き,試作した片ロッド型粒状体ダンパーに粒子径3mmのエラストマー粒子を充填し,オリフィス部を有する場合について充填率やエラストマー粒子の材質,加振周波数などの物理的条件に対する減衰力の依存性を実験的に調べた.また,透明なアクリルパイプを外殻に用いることにより,片ロッド型粒状体ダンパー内の外周部分にある粒子の挙動を可視化した.さらに,片ロッド型粒状体ダンパー内の粒子挙動を解析する個別要素法を用いた数値解析コードを開発し,比較的低い粒子充填率の場合についてダンパー内粒子の挙動を解析した.その結果,ヘルツの接触理論において,エラストマー粒子の圧縮試験等から得られた機械的性質を直接数値解析に取り入れることで,実験結果と定性的・定量的によく一致する数値解析結果を得た.また,この数値解析結果は可視化実験結果ともよく一致した.回転型の粒状体ダンパーを試作し,その基本的なトルク特性を実験的に明らかにした.回転型の粒状体ダンパーは円形パイプとその内部に挿入された回転子からなり,回転子の形状や粒子充填率,回転子の回転速度などに対する出力トルクの依存性を実験的に明らかにした.回転子の形状としては,円形,正方形,長方形などを準備し,それぞれについてトルク特性を明らかにした.その結果,同サイズの市販の回転型ダンパーと遜色のない出力トルクが得られることが明らかとなった.回転子の形状についても,円形よりも正方形や長方形などの方が摩擦力などの増加により大きなトルクを発生することが明らかとなった.当初計画において本年度および来年度で実施する予定であった5項目の計画のうち,1項目についてはすでに昨年度実施しており,今年度も引き続き計画を実行した.さらに2項目の計画について実施しており,すでに成果が得られている.また,これまでに得られた成果を学術雑誌論文3編,国際会議発表および国内会議発表各1件発表している.以上のことから,おおむね順調に進展しているものと判断した.

回転振動を抑制する回転型粒状体ダンパーを試作し,その基本的な減衰トルク特性を実験および数値解析により明らかにした.入力回転速度,ダンパー容器内への粒子充填率および粒子の硬さが増加すると,発生する減衰トルクが増加する.回転型粒状体ダンパーは基本的に容器と回転子からなり,発生する減衰トルクは回転子の形状に強く依存する.回転子として同じ断面積を有する円形,正方形,長方形,六角形の回転子を作製し,それぞれの回転子により発生する減衰トルクを実験的に明らかにした.その結果,回転速度や粒子充填率などの他の条件が統一である場合,長方形回転子続いて正方形回転子,六角形回転子,円形回転子を用いた場合の順に減衰トルクが大きいことがわかった.いずれの回転子形状の場合でも,回転速度を大きくしていくと,減衰トルクは低回転速度域では急激に大きくなり,1020rpmを越えると回転周波数の上昇とともに緩やかに減衰トルクは上昇する.正方形回転子を用いた場合,粒子充填率70%,回転速度50rpmでは4Nmを越える減衰トルクが得られた.アクリル製容器を用いた内部粒子挙動の可視化実験を行うとともに,個別要素法を用いた数値解析を行った結果,容器内部でのエラストマー粒子の挙動が明らかになるとともに,粒子同士や粒子と容器・回転子との間に作用する摩擦力や弾性反発力が減衰トルクの主たる生成要因であることが明らかになった.粒子充填率60%,回転速度30rpmの場合,円形回転子や六角形回転子の場合には容器壁面近傍の粒子に動きはほとんど見られないが,正方形回転子や長方形回転子の場合には容器壁面近傍の粒子も活発に移動しており,これが大きな減衰トルク発生の要因となっていることが明らかになった.振動を抑制する機器であるオイルダンパーのオイルに替えてエラストマー粒子群を利用したダンパーを試作し,その基本的な減衰力特性を実験および数値解析により明らかにした.ロッド両出し型,片出し型および回転型のダンパーを試作し,減衰力の振動周波数や粒子充填率等への依存性を明らかにした.片出し型ダンパーでは,数ヘルツの振動周波数,数ミリの振幅で最大減衰力が1kNを越え,十分に実用化可能な減衰力が得られた.引き続き,両ロッド型および片ロッド型粒状体ダンパーについて,種々の条件が減衰力に与える影響を明らかにするとともに,ダンパー内部でのエラストマー粒子の挙動,変形状態や応力状態などを明らかにするため,透明容器を用いた可視化やハイブリッド個別要素法の開発などを行う.異種粒子混合体を用いた粒状体ダンパーの減衰力特性の解明など,本年度取りこぼした計画についても実施し,最終的にダンパーの減衰力特性を示す現象論的モデルを構築するために必要なデータベースを作成する.また,直動式のダンパーだけではなく,回転型の粒状体ダンパーに付いても試作し,その基本的な特性を実験的に明らかにする.引き続き,試作した両ロッド型および片ロッド型粒状体ダンパーおよび回転型粒状体ダンパーについて,その基本的な特性を実験的に明らかにしていく.
運動依存的に産生される新規筋由来分泌タンパク質に関する研究

研究代表者らが開発した培養細胞由来擬似的運動刺激系と細胞伸展刺激系を用いて、新規筋由来運動因子(CXCケモカイン)の産生制御機構・生理作用をはじめて明らかにすることができた。本年度は、研究代表者らが開発したin vitro疑似的運動刺激系を用いた分泌タンパク質(運動因子)の産生制御機構について解析を行った。まず、in vitro擬似的運動刺激系の電気パルス刺激(EPS)条件を細かく検討した結果、より生理的な持久運動効果を発現しうる培養条件・電気パルス刺激条件を見出すことができ、これを報告した(Nedachi他、AJPEM, 2008)。次に、様々な条件でEps後、培養液中に含まれる分泌タンパク質の量的変動を解析した結果、刺激開始3060分後に分泌量の増加が観察される運動因子(CXCケモカイン群など)と、12時間以上の刺激によって初めて分泌増加が観察されるもの(IL-6など)の二つのタイプが存在することがわかった。さらに、電気パルス刺激活性化されるシグナル分子の生理的意義について調べた。まず、EPS開始後1530分でCa^2+依存的に活性化されるJNKがCXCケモカイン群の産生に重要であることを発見した。一方、IL-6の産生についてはJNKによる制御を受けず、Ca^2+依存的なcalcineurinやNFAT系転写因子の関与が示唆された。まとめると、運動依存的に活性化される複数のシグナル伝達経路は異なる運動因子の産生調節を担うことが初めて示された(Nedachi他、AJpEM投稿中)。さらに、運動因子の生理作用についても解析を進め、CXCケモカイン群が筋芽細胞の遊走と筋分化を正に制御していることを発見した(Nedachi他、AJPEM投稿中)。また本研究結果は、甲状腺細胞増殖に関する研究にも大きく貢献した(Fukushima他、Endocrinology, 2008)。本年度の研究成果によって、新規運動因子の産生制御機構と生理作用の一端が明らかとなった。来年度も本研究計画に沿った研究を推進し、研究代表者らが発見した新規運動因子の全容解明に向けた解析を鋭意推進する予定である。前年度、申請者はin vitro擬似的運動刺激系を用いた筋管細胞からの分泌タンパク質(運動因子)産生制御機構について解析を行った。その結果、運動因子、特にCXCケモカイン群の産生が、ストレス応答性MAPキナーゼのひとつであるc-Jun N-teminus kinase(JNK)の阻害剤によって強く抑制されることを見出し、JNKが特定の運動因子産生に重要である可能性を示唆した。本年度は、この筋管細胞において運動依存的に活性化されるJNKの機能をさらに詳細に解析した。まず、筋管細胞内JNK量をRNA干渉によって減少させたのち、擬似的運動刺激を行ったところ、運動因子の産生は観察されなくなり、この分子の生理的重要性を強く補強する結果を得た。次に、培養筋管細胞を物理的に伸展させることによっても、このような運動因子の産生が観察されるのかを検討した。その結果、運動因子CXCケモカイン群の産生は伸展刺激によっても観察され、さらに伸展依存的に活性化されるJNKが産生に重要な役割を果たしていた。すなわち、運動依存的な分泌タンパク質産生の一部は、収縮に付随して生じる筋管細胞の伸展に依存していることがはじめて明らかとなった(Nedachi他,AJPEM, 2009)。また、本年度の研究成果は、脳神経保護機能を持つプログラニュリンの産生制御機構解明にも大きく貢献した(Suzuki他, JRD, 2009,根建他,実験医学,2009)。以上、2年間の本研究によって、今まで全く不明であった(1)新規筋由来運動因子の同定、(2)その産生制御機構、(3)収縮と伸展刺激の比較解析が完了し、当該領域に大きく貢献できたと考えている。
ネットワークインフラ整備の制度と構造分離に関する分析

本研究では、ネットワーク産業に対する従来の自然独占規制に代わる新たな規制政策として先進諸国において導入が進められている構造分離政策に着目している。鉄道および電力を対象とした実証研究の結果より、1)鉄道の上下分離が費用削減効果をもたらすためには一定の条件が必要であること、2)電力の構造分離が経済成長に与える影響は小さいという2つの結論を得ている。さらに、郵便事業への競争導入に関する諸問題として、3)先進諸国の郵便事業体を対象とした規制政策やガバナンス構造、経営戦略の比較などを行っている。本研究の目的は、ネットワークインフラの整備と維持管理に関する諸問題について、制度、理論、実証といった複数アプローチからの分析を行うことである。このような問題は、鉄道や水道、電力、都市ガスといったネットワーク産業を対象とした構造分離をともなう競争政策の導入に際しての重要な検討課題である。本研究の分析結果に基づき得られる知見は、今後のわが国のネットワーク産業において競争政策の導入または拡大を検討する際、ネットワークインフラを「誰が整備・維持管理するのか」や、「どのようなルールに従って費用分担するのか」といった課題について、持続可能な制度設計に有用な情報を提供するものであると思われる。本年度は、文献調査や初期分析において設定した検討すべき項目の分析を行う。すなわち、ネットワーク産業への上下分離導入に関する諸問題について、制度、理論、実証の各アプローチからの分析を行う。また、分析にあたっては、主として我々がこれまで郵便や鉄道、高速道路などを対象に行ってきた実証分析手法を用いるが、それ以外にも制度分析や経済モデルを用いた理論分析などを取り入れることも検討している。現在可能と考えているのは、Mizutani and Uranishi (2008)で用いた確率フロンティア関数や、Mizutani and Uranishi(2010)で用いている計測手法を用い、電力産業などのネットワーク産業における上下分離が費用構造に与える影響の分析を行うことである。また、Mizutani and Uranishi (2003)で行っている要因分解手法を用い、事業者の生産性に与える影響について分析することも考えている。各テーマに関連する平成24年度の研究成果は以下の通りである。まず、3つのアプローチ全般に関連するものとして、水谷は、電力事業における発送電分離について、垂直統合の経済性を検証した実証分析をとりまとめ、評価を行った。その結果、先行研究の多くが垂直統合の経済性が存在していることが明らかとなったが、その成果を論文としてまとめたものが「国民経済雑誌」誌に掲載されている。次に、実証アプローチによるものとして、水谷と浦西は、ヨーロッパおよび東アジアのOECD加盟国における鉄道事業者のデータを用い、上下分離の費用削減効果に関する実証分析を行った。その結果、上下分離の導入がもたらす費用削減効果は各鉄道事業者の列車密度によって影響を受け、列車密度の低い事業者では費用削減効果があるが、列車密度が高い事業者では費用を増加させる要因となっていることが明らかとなった。その結果を論文としてまとめたものが査読付き英文雑誌であるJournal of Regulatory Economics誌に掲載されている。また、実証アプローチによるものとして、中山は、わが国の水道事業を対象とした事業合併による潜在的利得の推計を行い、その分析結果を公益事業学会関西部会例会において報告を行っている。本研究の目的は、ネットワークインフラ整備の制度と維持管理に関する諸問題について、制度、理論、実証といった複数のアプローチからの分析を行うことである。本研究の分析結果に基づき得られる知見は、今後のわが国のネットワーク産業において競争政策の導入または拡大を検討する際の持続可能な制度設計に有用な情報を提供するものであると思われる。本年度は電力、鉄道および郵便を対象とした定量的および定性的な分析を行っている。まず、電力については、電力産業における規制改革の効果に関する先行研究についてまとめるとともに、OECD加盟34カ国を対象に1991年から2007年の17年間にわたる非バランスパネルデータを用い、発送電分離や卸電力市場の有無等の構造分離に関する諸政策が各国の一人当たり経済成長率に与える影響についての実証分析を行っている。その結果、構造分離に関する政策変数については、供給者選択の可能性が大きいことと卸電力市場が設置されていることが一人当たり経済成長率に対してプラスの影響を与えているという結論を得ている。また、鉄道については、EU加盟各国を中心に進められている機能分離および上下分離が事業者の費用に与える影響について、定量的および定性的な両方の方法を使用した分析を行っている。その分析結果はいくつかの論文にまとめられているが、政策の観点から我々の調査結果は、すべてのEU加盟国に上下分離を課すことを目指す政策は産業全体としての費用を増大させるという結論を得ている。最後に、郵便については、日本、イギリス、フランス、ドイツ、米国における郵便事業の規制政策や各国郵便事業体の組織構造および経営戦略の比較を行っている。産業組織論

鉄道の上下分離政策については、水谷および浦西がMizutani and Uranishi(2013)をもとに、モデルの精緻化を行い、新たな分析を追加した論文を作成中である。また、電力改革については、田中が2000年代の欧文文献を中心に電力改革の効果に関する文献の調査結果をワーキングペーパーとしてまとめている。平成24年度の研究実施計画では分析対象となる産業のネットワーク整備に関する現行の規制制度について取り上げている学術論文の文献サーベイおよびデータ収集を行うこととなっていたが、文献サーベイについては水谷が電力事業における実証研究に関する文献サーベイを行ったものを論文として取りまとめているとともに、中山、田中、浦西も関連文献およびデータの収集を計画の通り進めている。平成26年度は、本研究課題の最終年度であるため、これまでに収集したデータをもとに新たな分析を行うとともに、これまでの分析や文献調査によって得られた知見を取りまとめ、研究論文または学会報告として研究成果を公表する。平成25年度は、文献調査や初期分析において設定した検討すべき項目の分析を行う。すなわち、ネットワーク産業への上下分離導入に関する諸問題について、制度、理論、実証の各アプローチからの分析を行う。また、分析にあたっては、主として我々がこれまで郵便や鉄道、高速道路などを対象に行ってきた実証分析手法を用いるが、それ以外にも制度分析や経済モデルを用いた理論分析などを取り入れることも検討している。現在可能と考えているのは、Mizutani and Uranishi (2008)で用いた確率フロンティア関数や、Mizutani and Uranishi(2010)で用いている計測手法を用い、電力産業などのネットワーク産業における上下分離が費用構造に与える影響の分析を行うことである。また、Mizutani and Uranishi (2003)で行っている要因分解手法を用い、事業者の生産性に与える影響について分析することも考えている。研究代表者である浦西について、本年度より福山平成大学から大阪市立大学へと所属変更があり、研究打ち合わせのための出張費用が当初計画よりも少なく済んだため。平成26年度は、本研究課題の最終年度であるため、学会参加および資料収集のための出張旅費として使用するとともに、分析に必要な文献やデータ等を購入するための費用に充てる。分析手法の精緻化に関する研究打ち合わせのための旅費を計上する。学会で発表するための旅費(30万円)を計上する。また、統計データコピー費(3万円)、データ・資料の整理費としてRA経費(15万円)と、外国論文校閲費1篇(15万円)を計上する。
生活習慣・環境因子との相互作用に関与する遺伝子多型と膵癌リスク

葉酸は体内において葉酸代謝酵素によって代謝されるが、MTRRやMTHFRの代謝能力には遺伝子多型による個人差があるのではないかと考えられている。本研究では膵癌の易罹患性遺伝子として同定したMTRRと葉酸代謝経路で最も特徴づけられているMTHFRの遺伝子多型と癌に特徴的なゲノム全体の低メチル化との関わりを調べた。その結果、MTHFRの変異体では野生型と比較してMTHFR蛋白質及およびゲノム全体のメチル化の減少とホモシステイン値の上昇を示したが、MTRR変異体では明らかな差異は認められなかった。葉酸代謝経路におけるメチル化修飾を介する発癌機構にMTHFR遺伝子多型が関与していることが示唆された。葉酸は体内において、種々の葉酸代謝酵素によって代謝されるが、その中のMTHFRやMTRRの代謝能力には遺伝子多型による個人差があるのではないかと考えられている。これらの遺伝子多型とがんとのメタ解析あるいは併合解析からの分析結果では、MTHFRのAla222Val (C677T)と食道がん、胃がん、膵がん、MTRRのIle22Met (G66A)と全がんとの間に統計学的に有意の関連性が見出されている。しかしながら、有意な結果のみが発表される出版バイアス、自己申告制のリコールバイアスに加えて、重要なサブグループの効果を見逃している可能性もあり、遺伝子多型の違いによる機能変化については、in vitro、in vivoによる分子レベルでの解明が必要である。平成24年度においては、アミノ酸変化を伴う遺伝子多型の機能的な差異を評価するために、MTHFR及びMTRRの変異を導入したcDNAを作成し、培養細胞中で強制発現させた場合、MTHFR 677CCあるいは1298AA野生型よりも677TTあるいは1298CC表現型の方で、MTHFR蛋白質発現量が低下することが示された。また、いずれのMTHFRトランスフェクタントも、Lac-Zコントロールと比較して、培地中のホモシステイン濃度の劇的な減少と、全メチル化CpG含量のメチル化レベルが低下することが示された。一方、MTRR 66AA表現型では蛋白質発現がほとんど認められなかったにもかかわらず、ホモシステイン濃度に明らかな変化を認めなかった。葉酸欠乏はDNA修復活性の低下によるゲノム不安定性や突然変異率の増加およびDNAメチル化異常に関与し、がんの発生や進展に関っていることが示されており、葉酸の個人間での摂取能力の要因に葉酸代謝酵素の遺伝子多型、特にMTHFRが深く関与していることが示唆された。浸潤性膵管がんの易罹患性座位としてメチオニン合成酵素還元酵素(MTRR)を同定した。このMTRRは膵がんの予防要因として可能性が高いという評価が与えられている葉酸の代謝系関連酵素である。本研究は、MTRRの機能解析および葉酸代謝経路において最も詳しく特徴づけられているメチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素(MTHFR)の遺伝子多型とがんに特徴的なゲノム全体の低メチル化との関わりを明らかにし、膵がんに対する応用を目指すものである。これまでの研究からMTHFRにおいては、677CC (Ala)あるいは1298AA (Glu)野生型に比較して677TT (Val)あるいは1298CC (Ala)表現型ではMTHFR蛋白質発現量の低下、培地中のホモシステイン濃度(Hcy)の上昇およびゲノム全体のメチル化レベルの減少することを見出した。一方、MTRRにおいては、66GG (Ile)野生型に比較して66AA (Met)表現型では培地中のHcyの軽度の上昇を認めたが、メチル化レベルに変化は認めなかった。しかしながら、MTRR遺伝子のノックダウンによりメチル化レベルは減少した。またMTHFRの培養細胞への遺伝子導入により培地中のHcyを劇的に減少させた。血漿Hcyの上昇は心血管疾患や胎児の神経管欠損に対する独立危険因子で、一部のがんや骨粗鬆症にも関与しているこが示されており、これらの疾患による新たな治療法の開発にもつながることが期待される。葉酸欠乏はDNA修復活性の低下によるゲノム不安定性や突然変異率の増加およびDNAメチル化異常に関与し、がんの発生や進展に関っていることから、葉酸の個人間での摂取能力の要因やゲノム全体のメチル化にMTHFRおよびMTRRの遺伝子多型が深く関与している。このことは難治性がんの代表である膵がんにとどまらず、全がんに対する有効・適切な予防法につながると考えられる。生活習慣や環境因子との相互作用に関与していると考えられる遺伝子のSNPsを対象とした関連解析により、浸潤性膵管がんの易罹患性座位として葉酸代謝酵素遺伝子、MTRRを同定し、さらに同集団を対象としたデータマインニングを基盤とした遺伝子間相互作用解析(MDR法)により、最も精度の高い組み合わせとしてMTRRとTYMSのSNPsペアを見出した。

TYMSは、DNA複製に対する必須のプレカーサーであるdUMPからdTMPの変換を触媒する葉酸代謝系酵素であり、膵発がんに複数の葉酸代謝系酵素の遺伝子多型が関与している可能性が示唆される。また、MTRRを強発現しているMIAPaCa-2膵がん細胞株のsiRNAによるMTRR遺伝子のノックダウンにより、TYMSの発現が5倍以上に増加している事を見出し、MTRRがTYMSと相互作用していることが示唆された。次に、膵がんに対して最も高あるいは低リスクのハプロタイプに対応するMTRR蛋白質発現プラスミドを内因性MTRRのmRNAが検出されないヒト細胞にトランスフェクションし、通常、高度にメチル化されている反復配列LINE-1をCOBRA法により測定すると、前者は後者に比してメチル化レベルが減少している知見を得た。しかしながら、ゲノム全体の約15%を占めるLINE-1測定のみで、ゲノム全体のメチル化状態を反映する指標としては不十分であることが指摘されている。本研究では、これまで精度に問題のあったアイソトープ法によるゲノム全体のメチル化シトシン含量を測定する技術の改良・開発を進め、従来法と比較してより簡便で精度の高い測定法を確立した。本法を用いてがんに特徴的なゲノム全体の低メチル化と葉酸代謝系酵素の遺伝子発現や遺伝子多型、葉酸摂取との関わりについての検討結果が集積されており、膵がんに対する有効・適切な予防・治療法への応用に繋がることが期待される。これまでMTRRの機能解析によって、MTRRの遺伝子多型がゲノム全体のDNAのメチル化レベルに影響を与え、蛋白質の発現量を変化させることで膵がんの易罹患性にかかわっている可能性を示してきた。昨年度の研究のまとめとして「MTRRを強発現しているMIAPaCa-2膵がん細胞株のsiRNAによるMTRR遺伝子の機能阻害により、MTRR遺伝子により発現が制御される分子としてDNA複製および細胞増殖に関与するMinichromosome maintenance (MCM)遺伝子や葉酸代謝酵素YMS遺伝子等を同定した」と報告したが、MTRRを発現しているCapan-1、Panc-1膵がん細胞株および正常ヒト膵管上皮細胞株においては、これらの遺伝子は再現されなかった(DNA POLYMORPHISM, 2013, in press)。しかしMTRR遺伝子に制御される下流遺伝子の関与を否定するものではなく、さらなる検討が必要である。葉酸代謝酵素活性の減弱と遺伝子多型との関与が示されているMTHFR遺伝子については、MTHFRの変異を導入したcDNAを作成し、培養細胞中への導入により蛋白質発現量の遺伝子多型による差異を明らかにした。また、培地中のホモシステイン量が劇的に減少することが明らかとなった。血漿ホモシステイン量の上昇は、心血管疾患や胎児の神経管欠損に対する独立危険因子で、また一部のがんや骨粗しょう症、慢性腎不全の高発現にも関与していることが示されており、これらの疾患に対するMTHFR遺伝子による新たな治療法の可能性を示した(論文準備中)。これまでに得られたin vitroの成果を基盤に、膵発がん動物モデルで検証し膵がんに対する有効な一次・二次予防法の開発を目指すことが最終目標であるが、動物匹数に対する特殊な餌代等の資金不足のため、新たな研究費を確保した時点で実施する。
ゲノムタイピングによる霊長類集団の遺伝的多様性の評価とその応用

本研究では,ゲノム全体からより正確な遺伝的多様性の評価を霊長類集団にて行う目的で,増幅DNA断片長多型(amplified fragment length polymorphism; AFLP)分析法を検討した.サル類では,ヒトのマイクロサテライトhomologueの利用が可能であるが,そうした研究では限られた数の多型性の高い遺伝子座だけが分析されるため,そこから定量される遺伝子多様度は必ずしも対象種のゲノム全体の遺伝的多様性を示しているとはいえない.本研究では,まず,京都大学霊長類研究所のニホンザル閉鎖集団を対象にして,AFLPの分子標識としての特徴を明らかにするため,マイクロサテライト多型と比較した.AFLP分析は集団の遺伝的分化の検出や混合集団における個体のクラスター分けで有効であった.AFLP法で和歌山県のニホンザルとタイワンザルの交雑個体群を分析したところ,交雑個体の遺伝子構成が雑種第1世代より複雑な状況である可能性が示唆された.また,アジルテナガザルのボルネオ島亜種の系統学的位置づけをmtDNAとTSPYの塩基配列分析で明らかにし,その過程で見つかったシロテテナガザルに近縁なmtDNAを持つスマトラ島アジルテナガザル亜種の遺伝的特徴をAFLP法で分析し,アジルテナガザルそのものであることを明らかにした.そのことから,過去にシロテテナガザルからスマトラ島のアジルテナガザルへmtDNAの浸透があった可能性を示唆した.本研究では,ゲノム全体からより正確な遺伝的多様性の評価を霊長類集団にて行う目的で,増幅DNA断片長多型(amplified fragment length polymorphism; AFLP)分析法を検討した.サル類では,ヒトのマイクロサテライトhomologueの利用が可能であるが,そうした研究では限られた数の多型性の高い遺伝子座だけが分析されるため,そこから定量される遺伝子多様度は必ずしも対象種のゲノム全体の遺伝的多様性を示しているとはいえない.本研究では,まず,京都大学霊長類研究所のニホンザル閉鎖集団を対象にして,AFLPの分子標識としての特徴を明らかにするため,マイクロサテライト多型と比較した.AFLP分析は集団の遺伝的分化の検出や混合集団における個体のクラスター分けで有効であった.AFLP法で和歌山県のニホンザルとタイワンザルの交雑個体群を分析したところ,交雑個体の遺伝子構成が雑種第1世代より複雑な状況である可能性が示唆された.また,アジルテナガザルのボルネオ島亜種の系統学的位置づけをmtDNAとTSPYの塩基配列分析で明らかにし,その過程で見つかったシロテテナガザルに近縁なmtDNAを持つスマトラ島アジルテナガザル亜種の遺伝的特徴をAFLP法で分析し,アジルテナガザルそのものであることを明らかにした.そのことから,過去にシロテテナガザルからスマトラ島のアジルテナガザルへmtDNAの浸透があった可能性を示唆した.本研究は,増幅DNA断片長多型(AFLP)分析を霊長類の遺伝的多様性の評価に導入するため,1)家系の明らかなマカカ属サルを用いてAFLP多様度の階層的比較を行い基礎的情報とし,2)応用として,染色体転座変異を持つアジルテナガザルとチャイロキツネザルの亜種間雑種でAFLP分析を行うことが計画されている.本年度は,各項目で分析に供される試料の収集とそれぞれの試料についてAFLP分析を行う前に必要な遺伝的情報を得るための実験を行った.さらに一部の試料についてはAFLP分析を開始した.1.当霊長類研究所で閉鎖集団として維持されるマカクザルコロニーのサルから,定期検診を利用して血液試料を得,DNA試料化をすすめた.さらに,当研究所の人類進化モデル研究センターに保有される記録をもとに,ニホンザル嵐山群を対象に母系の家系図を作成した.また,AFLP分析の実験条件確立にむけた予備実験を開始し,6種類の選択プライマーの組み合わせでニホンザルのDNA試料を分析した.2.(1)本研究代表者が分担者として参加している研究において,平成15年9月にスマトラとカリマンタンでペットのアジルテナガザルから試料採集を行った.本年度は,これらの試料でミトコンドリアDNAおよびY染色体遺伝子の塩基配列の分析を行い,形態分類による種・亜種判定の結果を確かめた.染色体転座変異の有無のデータと併せて,AFLP分析のための試料を分類した.(2)2001年に採集したマダガスカル国ベレンティ保護区のチャイロキツネザル雑種集団のAFLP分析を続行している.また,平成15年6-7月の調査で採集したベレンティ雑種集団および非雑種チャイロキツネザル亜種Eulemurfulvus collarisの試料のDNA化を行っている.さらに,平成16年2-3月にかけて,もう一方の非雑種亜種E.f.rufusの捕獲・試料採集を行った.本研究は,増幅DNA断片長多型(AFLP)分析を霊長類の遺伝的多様性の評価に導入するため,次の2項目の研究を実施する.1)霊長類研究所の家系の明らかなマカカ属サルを用いてAFLP多様度の階層的比較を行い基礎的情報とする.2)染色体転座変異を持つアジルテナガザルと染色体数のことなるチャイロキツネザルの亜種間雑種でAFLP分析を応用する.本年度は,各項目について,以下のように行った.1.当霊長類研究所で閉鎖集団として維持されるニホンザルコロニー嵐山群を対象に,マイクロサテライトDNAの多型分析を開始し,コロニー内の個体間の遺伝的関係の解明をすすめるとともにAFLP分析の実験をすすめた.個体ごとのAFLPプロファィルデータを蓄積中である.また,定期検診を利用して血液試料を採集し,DNA試料化をすすめた.2.(1)アジルテナガザル

および染色体変異のないミューラーテナガザルについて,AFLP分析のための試料を分類する目的で,ミトコンドリアDNAおよびY染色体遺伝子の塩基配列の分析を行った結果を第20回国際霊長類学会(イタリア・トリノ市)で発表した.また,研究協力者と共同して,マイクロサテライトDNA分析を行い,スマトラのアジルテナガザル集団の遺伝的構成がミトコンドリアDNAおよびY染色体遺伝子からみた分子分類と矛盾のないことを確かめた.AFLP実験をすすめた.(2)平成16年2-3月の調査で採集した非雑種亜種E.f.rufusの試料から、DNA抽出を行い,AFLP分析に使用するためのDNA試料の精製・濃縮を行った.本研究は、増幅DNA断片長多型(AFLP)分析を霊長類集団の分子遺伝学に導入することを目的として、次の2項目の研究計画を実施する。1)霊長類研究所で維持される家系の明らかなマカカ属サルを用いて、個体間の遺伝的関係が階層的に変化するときのAFLPの遺伝的多様度の変化を調べ、基礎情報とする。AFLP分析の応用的研究として、2-a)染色体相互転座変異をもつアジルテナガザル2亜種と2-b)チャイロキツネザル種間雑種集団の遺伝学的解析を行う。本年度は、研究期間の最終年度であるが、各研究項目は下記の通り進行中であり、来年度以降に成果として公表される予定である。1)当研究所のニホンザル閉鎖集団のひとつである嵐山群を対象にして、母子記録から作成した家系図に基づいて、マイクロサテライトDNA分析により個体間の遺伝的関係を明らかにする作業をすすめている。同時にAFLP分析を行っており、現在、個体のAFLPプロファイルのデータを蓄積している。2-a)染色体変異をもつアジルテナガザル・スマトラ産亜種とこれを持たないカリマンタン産亜種との間でAFLP分析を行っている。現在、AFLP実験を終え、データの解析を行っている。2-b)チャイロキツネザル種間雑種集団(互いに染色体数の異なる種の交配から生まれた集団)のサブグループ間の遺伝的関係をまず探るため、全個体についてmtDNAのD-loop領域400bpの塩基配列決定を行った。この結果と染色体変異との関係を解析し、論文にまとめつつある。また、AFLP分析をすすめるための諸条件の設定が完了し、現在、実験をすすめている。
力学系理論

上記研究課題は、昭和60年度と本年度の2ケ年に渡って補助金を受けた。その第2年度の成果は次の通りである。イ.分担者の池上宜弘は、電気回路が正則になるための必要十分条件をグラフ理論的に表した。また、ヒルベルトの第16問題の2に関して部分的な結果を得た。さらに、特異摂動系に関する基礎研究を続行した。2.塩田昌弘は、解析的ナッシュ多様体の間の【C^r】級写像(r≧1)は解析的なナッシュ写像でいくらでも細かく近似されることを示した。また、正次元の滑らかな多様体には、非アファイン的な解析的ナッシュ多様体の構造が、無限に入ることを示した。3.佐藤健一は、単峰な確率分布が出生死亡過程の、ある右方の点への通過時点の、符号つき一般化であることを示した。そして、単峰な確率分布のモード,平均,分散等の間に成立するジョンソン・ロジャースの不等式を拡張した。そして、これを時間的一様な独立増分をもつ確率過程に適用して、そのモードの時間が無限大になるときの挙動を調べた。4.小沢正直は作用素環論を研究し、斉次【AW^*】環の斉次次数の非一意性を証明し、カプランスキーの予想を解決した。また、【AW^*】環の理論へ、ブール値解析による翻訳原理を確立し、埋蔵可能な【AW^*】環の特徴付けの問題を解決した。さらに量子力学を研究し、観測過程が正の情報量をもつための必要十分条件を与え、グレーネヴォルトの予想を解法した。5.三宅克哉は類体論を研究し、単項化定理の群論への応用として、群の指数に関するアルペリン・クオの結果を拡張した。そして、ヒルベルトの定理94と淡中・寺田の単項化定理をアルティンの分解加群を用いて統一的に扱うことに成功した。さらに、カピチュレイション問題を分析し、非アーベル的調和を明らかにした。
自閉症モデルマウスにおける律動的神経活動と伝播様式

自閉症モデル、ニューロリジン3R451C変異ノックインマウスを用いて研究を行った。自閉症の行動的特徴である社会性行動の責任脳領域の一つである内側前頭葉の神経投射の出入力関係を、ウイルスベクターを用いて解析した。その結果、内側前頭葉の第5層の錐体細胞は社会行動と関係するセロトニン作動型神経細胞が分布する脳幹縫線核に軸索を投射していることを明らかにした。そこで、内側前頭葉第5層の錐体細胞からシナプス応答を記録したところ、入力するシナプスの興奮および抑制のバランスの異常が自閉症の原因とする「シナプス仮説」を支持する結果が得られた。また別の自閉症モデルであるCASKノックアウトマウスを用いて、電気生理解析を行った。CASKはX染色体上の遺伝子である。X染色体の不活性化により、CASK発現細胞とCASK非発現細胞がモザイク状に分布することを明らかにした。さらに、CASKの欠損により、NMDA型グルタミン酸受容体2Bサブユニットの発現量が低下し、それによりシナプスの興奮抑制バランス異常が生じることを報告した。また、本研究で使用する狂犬病ウイルスを用いたトレーサー実験も合わせて行った。発達障害モデル動物であるCASKノックアウトマウスをを用いた実験により、発達障害に共通するシナプスバランス異常とその分子メカニズムを明らかにできたことは評価できると考えている。本研究計画で主に用いる予定であるニューロリジン3R451C変異ノックインマウスを用いた部分については、予定以上の展開が見られた部分と、やや遅れている部分がある。電気生理学実験で得られた結果から、単一の遺伝子変異によるシナプス異常が細胞タイプによって全く異なる表現系を持つことを明確に示すことができたのは、大きな進展と考えている。一方で、ウイルスベクターによるトレースが、投射脳領域を同定するに止まり、定量性のあるデータが得られていないのは改善の余地があると考えている。最終年度は、電気生理学実験で得られた結果を可能な限り迅速にまとめるとともに、組織学的な実験の実施スピードを早くしていきたいと考えている。ニューロリジン3R451C変異ノックインマウスの行動異常はすでに報告されていることから、行動実験は行っていなかった。既報告の結果であってもその結果が再現されることは、より質の高い研究成果につながるため、行動実験も合わせて実施したいと考えている。研究代表者が所属する信州大学医学部分子細胞生理学教室の田渕克彦教授が開発した、ニューロリジン3変異マウスを解析した。ニューロリジン3の451番目アルギニンがシステインに置換されている本マウスは、抑制性シナプス入力が増加していることが報告されている。本研究では、抑制性神経細胞と興奮性神経細胞の間のシナプス伝達の特徴を解析するとともに、これら神経細胞が創出する律動的神経活動を解析することを目的としている。平成29年度は、興奮性神経細胞および抑制性神経細胞に対するシナプス入力を解析した。興奮性神経細胞に入力するシナプス入力は、これまでの研究結果と同様、抑制性シナプス入力が増加し、興奮性シナプス入力は変化していないことを示唆する結果であった。また、抑制性神経細胞に入力する興奮性シナプスの数が増加しており、抑制性シナプスの数は変化していないことを示唆する研究結果が得られた。また、変異遺伝子が発現する変異細胞と野生型遺伝子が発現する正常細胞がモザイク状に分布する動物を用いた結果、ニューロリジン3変異による生理異常は細胞自律的に観察されることがわかった。また、子宮内エレクトロポレーション法および薬剤投与法による律動的神経活動の誘発法を開発している。また次年度以降に実施する狂犬病ウイルスを用いた形態観察では、狂犬病ウイルスを用いてグリア細胞の形態解析を行った。以上の研究成果を発表すべく研究論文にまとめている。初年度には、本研究で主に解析する律動的神経活動の、神経回路基盤となるシナプス伝達様式を解析した。特に、律動的神経活動には抑制性神経細胞の生理学的特性を明らかにすることは必要不可欠である。これまでに、シナプス入力に異常が観察されること、さらにこれまでの知見を支持する結果であることが明らかになった。このことから、本研究で明らかにしようとする律動的神経活動の解析結果を解釈する上で、必要な情報が得られたことは進展と言える。チャネルロドプシン2遺伝子を子宮内エレクトロポレーションし、光刺激することで誘導される律動的神経活動は観察されている。また、NMDA投与によっても律動的神経活動が誘導されることをすでに観察している。しかし、その記録結果をフーリエ変換により解析する上で、用いられるパラメータの設定の最適化には至っていない。これらの状況を総合的に考慮して、区分(2)と決定した。

X染色体の不活性化により、CASK発現細胞とCASK非発現細胞がモザイク状に分布することを明らかにした。さらに、CASKの欠損により、NMDA型グルタミン酸受容体2Bサブユニットの発現量が低下し、それによりシナプスの興奮抑制バランス異常が生じることを報告した。また、本研究で使用する狂犬病ウイルスを用いたトレーサー実験も合わせて行った。発達障害モデル動物であるCASKノックアウトマウスをを用いた実験により、発達障害に共通するシナプスバランス異常とその分子メカニズムを明らかにできたことは評価できると考えている。本研究計画で主に用いる予定であるニューロリジン3R451C変異ノックインマウスを用いた部分については、予定以上の展開が見られた部分と、やや遅れている部分がある。電気生理学実験で得られた結果から、単一の遺伝子変異によるシナプス異常が細胞タイプによって全く異なる表現系を持つことを明確に示すことができたのは、大きな進展と考えている。一方で、ウイルスベクターによるトレースが、投射脳領域を同定するに止まり、定量性のあるデータが得られていないのは改善の余地があると考えている。平成30年度は、記録された律動的神経活動を解析するフーリエ変換のパラメータの最適化を優先する。これは、これまでに得られている律動的神経活動の特徴を明らかにするためには、パラメータの決定は不可欠であるためである。MATLABもしくはPythonを用いることで、記録された微小電流の変動の周期性を明らかにし、遺伝型による変化を明らかにする予定である。最終年度は、電気生理学実験で得られた結果を可能な限り迅速にまとめるとともに、組織学的な実験の実施スピードを早くしていきたいと考えている。ニューロリジン3R451C変異ノックインマウスの行動異常はすでに報告されていることから、行動実験は行っていなかった。既報告の結果であってもその結果が再現されることは、より質の高い研究成果につながるため、行動実験も合わせて実施したいと考えている。想定していたよりも少ない数の動物を用いて実験が効率よく遂行できたため、物品費が少額になった。また実験回数の現状に伴い、用いられる試薬の減少も寄与していると考えられる。平成30年度は、動物の飼育に関連して25万円、電気生理学解析に30万円、組織学および生化学解析にそれぞれ30万円程度を使用する予定である。また、研究情報を収集する目的で学術集会に参加する予定である。そのための旅費に5万円使用する予定である。飼育スペースに限りがあるため、動物の繁殖成績が想定よりも悪く、実験実施に使用できる頭数が十分でなかった。そのため、飼育にかかる費用および動物に投与する試薬などの消費が少なく、支出が低くなった。現在、飼育スペースの確保を含めた繁殖効率の向上に努めており、研究のスピードを向上すべく努めている。具体的には、飼育スペースを増加させるための飼育ラックおよび高栄養の飼料を購入して対応する予定である。
水素吸蔵合金アクチュエータ内移動現象の詳細解析と炭素繊維による高性能化

研究の最終年度に当たる本年度は,主にアクチュエータの心臓部となる動力源すなわち水素吸蔵合金粒子充填層について着目し,(1)層内の移動現象解析,(2)炭素繊維ブラシによる伝熱促進を行った.(1)については,昨年度まで水素吸蔵反応しか考慮できていなかった解析モデルを放出反応についても対応できるように拡張した.反応速度を見積もるために必要な平衡圧,合金内水素濃度,温度の関係(PCT特性)についてもヒステリシスを考慮して,水素吸蔵・放出それぞれで式を決定した.本研究で提案したPCT特性を表す式と既往の式について充填層供給水素圧力が一定の場合と変化する場合についてそれぞれ実験と解析結果を比較したところ,供給圧力が一定の場合はPCTモデルの違いによる解析結果に差はみられなかったが,供給水素圧が変動する場合は,本研究で提案したモデル以外は正確な見積もりはできなかった.実際アクチュエータを動作させる場合,水素圧力は条件や経過時間とともに変化するため,動力源となる充填層内の温度応答や反応率予測の精度が向上できたといえる.また,実際に伝熱促進する場合,どの程度内部の有効熱伝導率を向上できれば良いのかという指針がこれまで示されていなかったので,解析モデルを利用して,所定の反応速度を得るために必要な有効熱伝導率を示すダイアグラムを作成した.このダイアグラムと既往の伝熱促進法の結果を組み合わせて,伝熱促進のための指針を示した.(2)については,昨年度の実験で3割程度の反応時間短縮が得られていたが,より高性能化を目指すため,熱伝導率が500W/mKと昨年度より2.5倍の熱伝導性を有するピッチ系炭素繊維を用いて検討した。この結果,反応時間は5-6割短縮できた.実験結果と解析結果を比較検討したところ,充填層と熱交換面壁面間の伝熱抵抗が増大したことがわかった.これはブラシ設置により壁面近傍の充填状態が変化したことによると考えられ,今後の課題となることが示唆された.研究初年度にあたる本年度は,充填層内で生じる現象を解析するモデルの開発を主に行った.1.数値モデルの開発まず,層内部温度水素吸蔵反応速度に大きく影響を与える雰囲気ガス圧力,合金内水素濃度,雰囲気温度の平衡関係(PCT特性)について既往の測定データを基に関数としてこれまで作成したコントロールボリューム法による熱・物質移動現象解析のモデルへ組み込んだ.この妥当性を検証するために,円筒容器内に水素吸蔵合金を充填し,外部に熱媒体を流通させ一定温度に保っことができる反応器を作成して実験を行い比較した.その結果,解析結果と実験結果は良好に一致した.特にPCT特性を正確に組み込むことで既往の研究よりも精度の高い解析が行えることを確認した.また,有限要素法による熱・物質移動解析プログラムを作成し,先ほどの有限体積法による解析モデルと比較し,妥当性の検証を行った.さらに,吸蔵反応に伴う粒子膨張を考慮した圧縮粉体層内応力解析モデルを作成した.水素吸蔵合金のヤング率やボアソン比等,一部の物性データが不足しているため十分な評価はできていないが,既往のアルミナ粉体の充填層圧縮試験ならびに解析結果と比較して妥当性を検証した.2.実験水素吸蔵合金アクチュエータの性能向上に関して,まずは模擬実験として,上記の項目1で製作した実験装置を用いて検討した.本年度は,反応速度低下の原因のひとつとして挙げられる低い有効熱伝導率の改善を目的として,190W/mKと高い熱伝導率を持つ炭素繊維を用いて検討した.その結果,充填層体積に対してわずか1%の炭素繊維を添加することで,水素吸蔵・放出反応時間が3-4割程度短縮された.研究の最終年度に当たる本年度は,主にアクチュエータの心臓部となる動力源すなわち水素吸蔵合金粒子充填層について着目し,(1)層内の移動現象解析,(2)炭素繊維ブラシによる伝熱促進を行った.(1)については,昨年度まで水素吸蔵反応しか考慮できていなかった解析モデルを放出反応についても対応できるように拡張した.反応速度を見積もるために必要な平衡圧,合金内水素濃度,温度の関係(PCT特性)についてもヒステリシスを考慮して,水素吸蔵・放出それぞれで式を決定した.本研究で提案したPCT特性を表す式と既往の式について充填層供給水素圧力が一定の場合と変化する場合についてそれぞれ実験と解析結果を比較したところ,供給圧力が一定の場合はPCTモデルの違いによる解析結果に差はみられなかったが,供給水素圧が変動する場合は,本研究で提案したモデル以外は正確な見積もりはできなかった.実際アクチュエータを動作させる場合,水素圧力は条件や経過時間とともに変化するため,動力源となる充填層内の温度応答や反応率予測の精度が向上できたといえる.また,実際に伝熱促進する場合,どの程度内部の有効熱伝導率を向上できれば良いのかという指針がこれまで示されていなかったので,解析モデルを利用して,所定の反応速度を得るために必要な有効熱伝導率を示すダイアグラムを作成した.このダイアグラムと既往の伝熱促進法の結果を組み合わせて,伝熱促進のための指針を示した.(2)については,昨年度の実験で3割程度の反応時間短縮が得られていたが,より高性能化を目指すため,熱伝導率が500W/mKと昨年度より2.5倍の熱伝導性を有するピッチ系炭素繊維を用いて検討した。この結果,反応時間は5-6割短縮できた.実験結果と解析結果を比較検討したところ,充填層と熱交換面壁面間の伝熱抵抗が増大したことがわかった.
構造用セラミックスの起動摩擦に関する研究

セラミックス同士およびセラミックスと金属の組み合わせの接触面について、起動摩擦挙動を実験的に評価し下記の結果を得た。1.摩擦係数に及ぼす表面あらさの影響研削仕上および鏡面仕上げした試験片について、起動摩擦を測定した。測定結果に従来より提案されている接触面のモデル化手法を適用したところ、凹凸の大きい面で摩擦抵抗が大きくなるのは主として突起のかみ合いに起因することが確かめられた。また、片方の摩擦面を球形状とすることによって、実験結果の安定性や精度が向上することも確認した。2.セラミックスと金属の組合せによる起動摩擦の推定各種構造用セラミックス(窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア)とステンレス合金の組み合わせで起動摩擦を測定した。この結果、セラミックスの材種の差異に対する定常値到達後の摩擦係数(摩擦係数の最大値)の変化は小さいこと、相対変位速度の増加に伴い摩擦係数の最大値は減少することが確認された。3.動摩擦と起動摩擦の比較による接触状態の推定起動摩擦試験で得られた結果と、接触状態に関する既存のモデル化手法を組合せ、動摩擦状態における摩擦係数や真実接触面積の変化を検討した。この結果、動摩擦中にしばし観察される摩擦係数の激しい変動は、主として摩耗や摩耗粉の介在による摩擦面の凹凸の増大に影響されることや、真実接触面積の大きさは接触面に負荷される荷重の大きさが一定と見なされる場合には、ほとんど変化しないものと考えられる。ただし、相手材が金属材料で変位速度が極めて小さい場合には、真実接触面積は突起の塑性変形によって起動摩擦過程で増加する傾向を示す。1.起動摩擦測定用装置の試作電気機械式万能試験装置を用いて、静止状態から動摩擦状態に遷移する過程(起動摩擦過程)における摩擦力および負荷荷重の変化が測定できる試験治具を設計試作した。そして、同試験治具を用いてステンレス合金(SUS316)同士の組合せで摩擦実験を行い、摩擦係数と相対変位の関係を検討した。この結果、記録された摩擦係数の大きさは従来より報告されている静止摩擦係数の値とよく一致していることを確かめた。2.セラミックス同士の起動摩擦測定試作した試験治具を用いてセラミックス同士を組み合わせ、常温での摩擦係数と相対変位の関係(摩擦挙動)を検討し、静止摩擦係数と動摩擦係数を評価した。このとき、表面あらさを変化させ摩擦挙動に及ぼす表面形状の影響を検討した結果、表面が平滑な場合のほうが、静止摩擦、起動摩擦ともに小さくなることを確かめた。また、表面の平滑化によって、静止摩擦と動摩擦の値の差が小さくなることがわかった。3.摩擦挙動に及ぼす相対変位速度の影響に関する考察静止摩擦係数と動摩擦係数の相対変位速度依存性について、相対変位速度を比較的広範囲(0.005mm/min10mm/min)に変化させ測定した。得られた結果にJunction Growth等の接触問題に関する既存の解析手法を適用し、接触面の変形挙動やセラミックス同士における凝着摩擦係数を評価した。この結果、巨視的すべりに移行するのに要する相対変位の大きさは、既存の解析手法から予想される値にほぼ一致することが確かめられた。
金融資産選択行動のマクロ的構造分析-ベイズ型コウホート分析の家計データへの適用-

本研究では、家計における金融資産選択行動のマクロ的な構造について、『貯蓄動向調査』の1970年から1999年のデータを使用し、ベイズ型コウホート分析法を用いて分析を行った。また、統計数理研究所の中村隆先生の開発したベイス型コウホート分析のプログラムをExcelなどの汎用プログラムへ移植するための作業を行った。コウホート分析の移植プログラムについては、プロトタイプはできたが改良の余地を残したものとなり、本研究期間においては完成には至らず、引き続き改良を加えてゆくことにした。世帯主自身の出生コウホート(「世代」)、世帯主が加齢してゆく過程(「年齢」)、その背景となる「時代」要因に分離してその有効性を確認し、三つの効果が家計における「金融資産選択」にもたらす影響について解釈を進めた。大部分の金融資産において年齢効果の影響が最も強いことが示されたが、「有価証券」のうち「株式」「株式投資信託」は時代効果、「債券」「貸付信託」は世代効果が強いという結果を得た。これら金融資産について世代効果を見ると、大正生まれ世代が積極的に危険資産を購入しており、この世代は他の世代に比べてリスク許容度が高いことが示された。86年以降は、株高に誘発された資産シフトが起こり、時代効果が顕著に現れたといえる。逆に、91年以降は、低金利局面で短期の金融商品に資金を待機させておこうという姿勢が見られる。「安全性」の高い資産を中心に堅実に資産を積み上げていこうという意識の広がりが見られる。定期性預金のコウホート分析結果を見ると、若い世代で銀行よりも郵便貯金志向傾向が見られた。負債を見ると年齢効果が大きく、35歳以降「住宅・土地のための負債」が増えている。時代効果をみると、97年には消費税率の引き上げや住宅の販売価格の下げ止まりなどにより少し落ち込んでいる。「住宅金融ローン(名目)」と時代効果を比較すると、金利の低下局面には借入の増加が観察され、金利選好の強さを示している。家計における金融資産選択行動のマクロ的な構造について、『貯蓄動向調査』の1970年から1998年のデータを使用し、ベイズ型コウホート分析法を用いて分析を行った。本研究では、利用可能なデータが1998年までであったため、引き続き研究を行い、1999年以降のデータを加えることによって、金融ビックバン等による環境の変化が家計の金融資産選択に及ぼす影響をさらに詳細に分析してゆきたいと考える。