hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
連続体電磁力学のメソスコピックモデルに関する理論および計算機解析

(5)光強度依存型屈折率の非線型光導波路において、光パルス、空間・時間ソリトン、連続光波ビームの伝播現象を統一的に扱える非線形波動方程式を構成し、有限要素法により、非線形グラッドをもつ線形コア光ファイバのモード及びビーム伝播特性を解析した。(6)3次元薄層シールド磁性体の解析を行うために表面インピーダンス法を導入し、境界要素法と有限要素法の結合法により、精度の良いシールド係数を、種々の周波数領域とシールド形状に対して求めた。本年度はメソスコピック領域の物理現象を数値解析的に調べる立場とその現象の工学応用に関する立場から、半導体・超伝導体・プラズマ・誘電体・磁性体について調べた。これらの研究成果の要点は、以下のとおりである。(1)バリスティックな2次元電子系に微細加工を施したときの量子細線における伝導度の量子化、ホール効果の消失および磁場による電子の集中効果現象を調べるために、差分法により問題の定式化を行い、その基本的数値特性について検討を行った。(2)ステップ状の渦糸構造が生じる温度、磁場条件を明らかにするために、時間依存型ギンツブルグ・ランダウ方程式を解析し、層状超伝導体の磁束渦糸構造を調べた。(3)核融合プラズマ現象を調べるための超粒子モデルを用いて、電子・イオン2流体不安定性を並列計算機により解明し、超粒子モデルがプラズマのメソスコピック現象の理解に大変有効であることが示された。(4)物質中の電磁場の挙動の基礎である荷電粒子と電磁場の相互作用の素過程を正確に把握するため、時間領域境界積分方程式法による波動電磁場の解析手法を開発し、粒子と電磁場の連動した状態のシミュレーション技術を構築した。(5)光強度依存型屈折率の非線形光導波路において、光パルス、空間・時間ソリトン、連続光波ビームの伝播現象を統一的に扱える非線形波動方程式を構成し、有限要素法により、非線形グラッドをもつ線形コア光ファイバのモード及びビーム伝播特性を解析した。
耳下腺細胞のムスカリン受容体共役脱リン酸化反応

ラット耳下腺腺房細胞をサポニンにより可透過状態にし、[γ-^<32>P]ATPで標識すると、サイクリックAMP(cAMP)依存症に10万g沈渣分画の34、26、22kDaのタンパク質がリン酸化された。これらのリン酸化タンパク質はどれもセリン残基にリンが取り込まれていた。この3種のリン酸化タンパク質の脱リン酸化について、ムスカリン受容体刺激により引き起こされる細胞内カルシウムイオン上昇との関連を検討した。上記の方法で標識した分画をインキュベートとすると、34kDaタンパク質の脱リン酸化がみられた。しかし、26と22kDaタンパク質は影響されなかった。この脱リン酸化はセリン/スレオニンホスファターゼの阻害剤であるオカダ酸や、Zn^<2+>により阻害された。26kDaタンパク質は、オカダ酸の存在下においてMg^<2+>を添加することにより脱リン酸化が引き起こされた。これらの2種のリン酸化タンパク質の脱リン酸化においては、Ca^<2+>の存在を必要とせず、カルシウム系の関与は否定できた。一方、22kDaリン酸化タンパク質は、オカダ酸の存在下において、Ca^<2+>とカルモジュリンの添加により脱リン酸された。Ca^<2+>/カルモジュリン依存性のホスファターゼはホスファターゼ2Bと考えられたので、この酵素をウシ脳より精製し、リン酸化された22kDaタンパク質に添加すると、脱リン酸が引き起こされた。さらにこの精製ホスファターゼ2Bの抗血清を作成し、ウエスタンブロッティング法によりラット耳下腺腺房細胞でのホスファターゼ2Bの存在を確認した。上記の結果より、22kDaリン酸化タンパク質の脱リン酸化はcAMPによるシグナリングの下流にあり、カルシウム情報伝達系による調節が考えられ、細胞内Ca^<2+>を動かすムスカリン受容体活性化との共役が推測される。
マーカーアシスト選抜と先端生殖技術を利用したデザイナーズ家畜の生産

本研究は、種々の遺伝子の多型分析を行い、遺伝子組成(成長ホルモン遺伝子GH、脂肪酸不飽和化酵素遺伝子SCD、がん抑制遺伝子TP53などの遺伝子型の組み合わせ)が既知の雌牛の卵子および精子から体外受精胚を作出し、望む形質を有する子牛を効率的に生産しようと企図された。2010年10月、8個の体外作出胚を受胚雌牛1頭に各2個、4頭の雌に移植し、2頭の分娩が予定され、2011年7月21日雄1頭が無事誕生、26日の雄は死産であった。本研究では、マーカーアシスト選抜と先端生殖技術を組み合わせて、消費者に受け入れられる需要の高い優良な形質を有し、生産性の高いウシを迅速で効率的に作出する技術の確立を目指す。すなわち、牛においてマーカーアシスト選抜と先端生殖技術を併用して、望む遺伝子を有する卵子、精子を選別・受精させ、既知の遺伝子構成の個体を作出し、さらに着床に関連する遺伝子検索や正常性診断、卵子や胚の凍結保存技術などを組み合わせて、受胎率向上を図る。本研究により、種々の遺伝子を有するデザイナーズ家畜を効率的作出・生産する一連の技術を構築することで、今後の家畜育種の新たな展開を示す。マーカーアシスト選抜と先端生殖技術を利用したデザイナー子牛生産のための今回の実験では、デザイナー胚の移植の効率化のために、胚の一部の割球を分析することで、求める遺伝子型を有する胚の選別法を確立することおよび求める遺伝子を有する胚盤胞作出のための種々の方法を検討した。栃木県畜産試験場の雌牛から経腔生体卵子吸引法Ovum Pick Up(OPU)で採取された卵子および県北食肉センターで採取されたと場由来卵巣を用い、当研究室の常法により、遺伝子分析済みの精子を用いて体外受精・体外培養により胚盤胞を得た。これらの胚よりQiagenキットにて、1胚盤胞毎にDNAを抽出した。mtDNAについては、ATP産生に関わるND領域を用い、複数のサンプルを同様の条件下で増幅し、MultiNA(Shimazu)を用いて定量した。またゲノムDNAに位置するY染色体の性決定遺伝子(Sry)とX染色体のマイクロサテライト領域(INRA30)を用いた同時性判別法を試みた。今回の検討で胚盤胞1個から抽出されたDNA量の1/10程度を用いることで、SryおよびINRA30領域を用いた同時性判別法により、良好な結果が得られた。またOPUの卵丘卵子複合体(COC)を形態に基づきGrade1-6の6段階に分類し、遺伝子分析済の精子を用いて体外受精を行い、受精2日目に媒精卵子の卵丘細胞を取り除き分割率(受精率)を算出、媒精日より7-9日目に胚盤胞への発生を観察し、得られた胚盤胞の遺伝子分析を行った。OPUのCOC由来受精卵の胚盤胞への発生は、Grade1、2、3ではみられたが、Grade4-6ではみられなかった。遺伝子分析の結果、得られた胚盤胞の遺伝子構成は予想されたものと一致した。今回は受胚牛が得られなかったため胚移植ができなかったが、本年度は遂行予定である。本研究では、牛における遺伝子の多型解析により精子、卵子においてマーカーアシスト選抜を行い、望む形質の遺伝子を有する精子、卵子を選び出して組み合わせ体外受精させることによって、望む形質の胚を作出する。次にそれらの胚の一部の割球をバイオプシーすることで、形質確認と雌雄判別、正常性診断と発生に関連する遺伝子の検索を行い、移植に適した高品質の胚(デザイナーズ胚)を選別し、さらに卵子や胚の凍結技術を用いることで望む形質をデザインされた胚の生産を随意に行い、受胚雌の選定や適切な時期での移植を可能とし、デザイナーズ子牛生産を効率的に行える一連の技術を確立することを目的としている。1.DNA解析精子と卵子による体外受精胚の作出と胚の評価GHやSCDなどのいくつかの経済形質遺伝子に注目して、10頭の種雄牛の凍結融解精液の解析を行った後に、遺伝子型を決定済の卵巣からの卵子と体外受精して、求める遺伝子組み合わせの胚(デザイナーズ胚)の作出を行い、胚の発生を評価して、効率的な胚作出を検討し、胚の遺伝子型を分析した。2.雌牛のDNA解析とOPUにより得られた卵子の成熟度の検討と体外受精による胚生産栃木県の酪農試験揚と畜産試験場で飼養されているホルスタイン種および和牛雌牛について、GHやBoLA遺伝子などの遺伝子型を血液などからのDNA採取により決定している。それらの雌牛の一部からOPUにより卵子を得て成熟度を検討し、遺伝子分析済の精液を用いて体外受精し、胚を作出した。得られた胚の一部を2頭の雌に2胚ずつ移植し1頭が受胎したが流産し、出産には至っていない。3.胚の凍結保存

1,2で得られた胚の一部を凍結保存しており、レシピエント雌牛が得られ次第、適切な時期に胚移植を行う予定である。本研究では、牛における遺伝子の多型解析により精子、卵子においてマーカーアシスト選抜を行い、望む形質の遺伝子を有する精子、卵子を選び出して組み合わせ体外受精させることによって、望む形質の胚を作出し、次にそれらの胚の一部の割球をバイオプシーすることで、形質確認と雌雄判別、正常性診断と発生に関連する遺伝子の検索を行い、移植に適した高品質の胚(デザイナーズ胚)を選別し、さらに卵子や胚の凍結技術を用いることで望む形質をデザインされた胚の生産を随意に行い、受胚雌の選定や適切な時期での移植を可能とし、デザイナーズ子牛生産を効率的に行える一連の技術を確立することを目的としている。1.既知遺伝子型のウシからのOPUおよびと場卵巣由来卵子を用いたデザイナーズ胚の作出と移植経済形質の優れた黒毛和種高齢雌牛の遺伝子多型を解析しOPUにより卵子を採取し、遺伝子組成既知の精液を用いて体外受精胚を作出し、胚発生能と遺伝子多型関連性を明らかにした。さらに当該雌牛がと場へ出荷されるに際して卵巣を採取し、卵胞内卵子を得て同様に体外受精を行い、胚盤胞まで発生させて、受胚雌へ移植したところ、3頭の妊娠を得ており、2011年7月初旬に誕生予定である。2.遺伝子多型の分析と作出胚の発生能の関連についての成果発表作出胚の割球をバイオプシーし、核酸キャピラリー電気泳動装置によりDNA分析を行いデザイナーズ胚の評価やホスト胚の凍結保存を行う計画は、現在進行中である。本研究では、牛における遺伝子の多型解析によりマーカーアシスト選抜を行い、望む形質の遺伝子を有する精子、卵子を選び出して組み合わせ体外受精させることによって、望む形質の胚を作出し、胚移植することでデザイナー子牛を生産することを目的とした。さらに胚のバイオプシーによる形質確認と雌雄判別、正常性診断や発生に関連する遺伝子の検索を行い、移植に適した高品質の胚を選別し、卵子や胚の凍結技術により望む形質をデザインされた胚の生産を随意に行い、受胚雌の選定や適切な時期での移植を可能とするデザイナー子牛生産を効率的に行える一連の技術の確立を目指し、本年度は以下の成果を得た。1.既知遺伝子型のウシからのOPUおよびと場卵巣由来卵子を用いたデザイナーズ胚の作出と移植によるデザイナーズ子牛の誕生経済形質の優れた黒毛和種高齢雌牛の遺伝子多型を解析しOPUにより卵子を採取し、遺伝子組成既知の精液を用いて体外受精胚を作出し、胚発生能と遺伝子多型関連性を明らかにした。さらに当該雌牛がと場へ出荷されるに際して卵巣を採取し、卵胞内卵子を得て同様に体外受精を行い、胚盤胞まで発生させ作出された8個の胚を受胚雌牛1頭当たり2個、4頭の雌に移植し、そのうち2頭の分娩が予定され、平成23年7月21日朝、雄1頭(37Kg)が無事誕生し、26日にも雄1頭が生まれたがこちらは死産であった。このデザイナー子牛の誕生の記事は新聞紙上に掲載された。2.遺伝子多型の分析と作出胚の発生能の関連についての成果発表Tumorproteinp53geneの黒毛和種における塩基配列決定とその多型と胚発生の関連について、論文を発表した。また着床に関連するBrcal遺伝子などの発現動態や乳房炎に関連するBoLA-DQA1遺伝子型の多型解析などを進めて、成果を学会で発表した。
情報通信産業の規制改革の理論・実証研究:利便性と安全・安心の両立を目指して

この研究では、情報通信産業の規制改革を、行動経済学的な手法を用いて、理論的・実証的に分析した。固定インターネットと携帯電話の市場間では、ネットワーク効果が存在。同じプラットフォーム上では、一方の市場のシェアが増加すると、他方の市場のシェアも増加。異なるプラットフォーム間では、一方の市場のシェアが増加すると、他方の市場のシェアは減少する。本研究「情報通信産業の規制改革の理論・実証研究:利便性と安全・安心の両立を目指して」では、電気通信民営化・自由化から25年を経て、世界に先行する日本のブロードバンド・サービス、携帯電話サービスを対象にして、新しい規制改革の在り方を理論・実証の両面から研究した。主要な研究内容は以下のように要約される。双方でトップシェアを持つNTTは、固定インターネットのマークアップを高めに設定、携帯電話のマークアップを低めに設定。相対的に市場支配力の強い固定インターネットから市場支配力の弱い携帯電話市場に内部補助。ソフトバンクでは固定インターネットから携帯電話へ、KDDIでは携帯電話から固定インターネットへ内部補助される。日本の携帯電話市場は3社寡占化が進んでいる。各社とも垂直統合ビジネスモデルを志向しているために、プラットフォーム機能の閉鎖性が競争阻害要因として問題にされている。本研究では、2点について、定量的に分析した。第一に、メールアドレス、コンテンツ、アプリケーション、携帯端末など、全てのポータビリティの便益を合算すると2,000円を超える。第二に、音楽配信サービスの公式サイトと一般サイトの差に着目したところ、音楽配信サービスのプラットフォームのWTPは、1曲あたり100200円である。以上から、消費者には、プラットフォームのオープン化によって実現する多様で低廉なサービスへの選好と、プラットフォームの垂直統合によって実現するセキュリティと簡便さへの選好というトレードオフが存在することが分かった。本研究「情報通信産業の規制改革の理論・実証研究:利便性と安全・安心の両立を目指して」では、電気通信民営化・自由化から25年を経て、世界に先行する目日本のブロードバンド・サービス、携帯電話サービスを対象にして、新しい規制改革の在り方を理論・実証の両面から研究した。最終年度にあたる平成23年度では、平成21年度の行動経済学的理論研究と平成22年度のミクロ計量経済学的実証研究を総合し、効率性を追求する競争政策と安全・安心を確保する消費者行政を一元的な視点から勘案し、情報通信産業の規制改革のあるべき姿を論じ、現実的な要請に応えられるような政策的提言を行った。主要な研究内容は一般向けに出版した図書の中で以下のように要約された。依田高典(2011)『次世代インターネットの経済学』岩波新書237pp2011年5月.本書の目的は、発展著しい情報通信産業を経済学から解き明かしていこうというものである。光ファイバ通信(Fiber to the Home, FTTH)や第三世代(The 3rd Generation, 3G)携帯電話など、日本は世界一速くて安いプロ}ドバンドを持ちながら、MicrosoftやGoogleのような、世界に冠たるコンテンツ企業が現れないというジレンマに直面している。本書は、一般読者に向けて、情報通信経済学を分かりやすく解説すると共に、日本のブロードバンドが直面する現状と課題を豊富なデータから論じた。
位相シフト方式石英系導波路型ＭＺＩアレイ分光器の開発

マルチモード干渉型(MMI)120°光ハイブリッドカプラーを出力側のカプラーとして組み込んだ石英導波型MZIアレイ分光器を試作し、幅1nmのフラットトップ型スペクトルを有する狭帯域光のスペクトル再生実験を行った。その結果、フーリエ変換を利用して得られたスペクトル波形は市販の光スペクトラムアナライザで測定した実測値とよく一致しており、ピーク部分の変位は4%、バックグランドの残留成分(RMS値)は5%であった。また、DFBレーザから出射光に対して同様なスペクトル再生実験を行い、14GHzという設計通りのスペクトル分解能を本試作品で実現できることを証明した。(1)MZIアレイの設計と試作:3次元ビーム伝搬法(BPM)を用いて石英系SHΔ導波路型2入力4出力の90°ハイブリッドカプラーを設計し、32台のマッハ・ツエンダー干渉計の後段にこのハイブリッドカプラーを搭載したMZIアレイを試作した。当該ハイブリッドカプラーの透過中心波長を1550nmに設計したが、評価の結果、試作したカプラーの中心波長は50nm短波長側にシフトしたことが判明した。このような中心波長シフトの原因を解明するため、同じ導波路パラメータで作製した2x2カプラーにおける分配比の波長依存性を測定したところ、当該カプラーにおいても、分配比の中心波長が短波長側に70nmシフトしていることが分かった。これらカプラーの波長特性をもとに再度BPMで解析した結果、波長シフトの原因として、作製時のエッチングレートが従来値と異なる可能性が高いことが判明した。この結果、再度、新たなエッチングレートをもとに次年度にて石英系ハイブリッドカプラーを再設計し、当該カプラーを搭載したMZIアレイを試作する予定である。(2)MZIアレイ分光器の特性向上:MZIアレイ分光器では、各MZIに固化された位相誤差の値をあらかじめ測定し、MZI出力をこれら位相誤差データで補正した後に複素フーリエ変換を行う位相シフト法を採用している。今回、この位相シフト法に加えて、炭酸ガスレーザを各MZIに入射させ、このときのMZI出力変化から信号処理によりスペクトルを導出する方法を開発した。その結果、サイドローブのRMSレベルはピークに対して0.3%近辺の値となり、MZIアレイ分光器でも実用に近いレベルまでサイドローブを低減できることを示した。試作した石英系導波路型MZIにおいては、中心波長がシフトしてしまい分光器として使用するには特性が不十分であった。しかしながら、試作品の評価とBPM解析の結果、波長シフトの主要因がエッチングレートの違いであることが判明し、次回の試作では、エッチングレートの違いを考慮してカプラーを設計する指針が得られているので、進捗度としては、おおむね順調と考える。長方形スラブ導波路の形状をした3×3の120°光ハイブリッドカプラ及びテーパ型スラブ導波路に長方形スラブ導波路を接続した形状を特徴とする4×4の90°ハイブリッドカプラをマッハ・ツェンダ干渉計(MZI)の後段カプラとして搭載した石英系導波路型MZIアレイを試作し、それぞれのカプラの特性を評価した。ここで、MZIアレイのフリースペクトルレンジは630GHzであった。15301560nmの波長域において出射ポート間の位相関係を光スペクトラムアナライザで測定した結果、120°ハイブリッドカプラは±5°、90°ハイブリッドカプラは±10°の範囲でハイブリッド条件を満たしており、ほぼ設計通りの特性を実現できた。また、前年度試作した長方形スラブ導波路形状をした4×4の90°ハイブリッドカプラの偏光特性を測定した。その結果、当該カプラでは、TMモードでの透過率がTEモードに対して半分以下であること、TEーTMモード間のクロストークがー5dBと大きいことが判明した。このため、出射光の消光比が最大となるように入射端で偏光状態を調整するという従来法では、入射端において正確にTEモードを励起できないとの結論に達した。そこで、MZIアレイに平行して作製してある参照用導波路において厳密にTEモードを励起できるように入射光の偏光状態を調整し、この偏光状態で当該カプラに光を入射させて位相関係を測定した。その結果、MZIアレイに搭載された4×4の90°ハイブリッドカプラに関しても、±16°の範囲で90°ハイブリッド条件を満たしていることが判明した。前年度に引き続き今年度も石英系導波回路の試作を行った結果、ほぼ設計通りのハイブリッド条件を有するハイブリッドカプラの試作に成功した。この結果、長方形スラブ導波路形状およびテーパ形状をした4×4の90°ハイブリッドカプラ、そして長方形スラブ導波路形状をした3×3の120°ハイブリッドカプラをそれぞれ後段用のカプラとして搭載したMZIアレイを実現できた。更に、当該ハイブリッドカプラを搭載したMZIアレイで光スペクトルの再生実験が不成功となる場合に備えて、位相が互いに90°異なるMZIがペアとなった構成のMZIアレイも作製した。また、スペクトル再生実験に関しては、光ファイバ増幅器からの自然放出光を切り出すため、5150GHzの範囲にバンド幅を有する5種類の光バンドパスフィルタを準備した。120°光ハイブリッド3×3マルチモード干渉型(MMI)カプラーを出力側のカプラーとして組み込んだフーリエ変換光集積型空間ヘテロダイン(FISH)回路を用いて以下に示す実験を行った。ここで、FISH分光器のフリースペクトルレンジは640GHzであった。

(1)FISH光回路に搭載された32台のマッハ・ツェンダー干渉計(MZI)の短いアーム側の光導波路に炭酸ガスレーザパルスを照射してその位相を2π以上変化させるレーザ照射系を構築した。照射に伴う光出力変化から各MZIにおける位相誤差と各アームへのパワー分配比を導出する信号処理法を開発した。ここで、位相誤差の測定精度は0.1radであった。(2)光ファイバ増幅器からの出力を光バンドパスフィルターに通過させて幅1nmのフラットトップ型スペクトルを有する狭帯域光を発生させ、そのスペクトルの再生実験を行った。すなわち、当該狭帯域光をMZIに入射させ、出射側に設置された3×3MMIカプラーの3ポートから出射する光のパワーを測定した。すでに測定してある位相誤差値とパワー分配比、そして3ポートからの光出力パワー値を用いて、線形連立方程式から複素フリンジの実部と虚部を導出する信号処理法を開発した。この一連の測定と信号処理を全てのMZIに対して実行して得られた複素フリンジのデータ列から複素フーリエ変換によってスペクトル波形を導出した。その結果、再生したスペクトル波形は、市販の光スペクトラムアナライザで測定した実測値とよく一致しており、ピーク部分の変位は4%、バックグランドの残留成分(RMS値)は5%であった。また、DFBレーザから得られる線スペクトルに対して同様なスペクトル再生実験を行った結果、再生スペクトルの幅は14GHzとなり、設計通りの光スペクトル分解能を本試作品で実現できることを証明した。マルチモード干渉型(MMI)120°光ハイブリッドカプラーを出力側のカプラーとして組み込んだ石英導波型MZIアレイ分光器を試作し、幅1nmのフラットトップ型スペクトルを有する狭帯域光のスペクトル再生実験を行った。その結果、フーリエ変換を利用して得られたスペクトル波形は市販の光スペクトラムアナライザで測定した実測値とよく一致しており、ピーク部分の変位は4%、バックグランドの残留成分(RMS値)は5%であった。また、DFBレーザから出射光に対して同様なスペクトル再生実験を行い、14GHzという設計通りのスペクトル分解能を本試作品で実現できることを証明した。今回判明したエッチングレートの値をもとに、再度石英系ハイブリッドカプラーを搭載したMZIアレイを試作する。また、再度試作してもハイブリッドカプラーの特性が不十分である場合に備えて、位相が90°シフトしたMZIを並列に配置したことを特徴とするMZIアレイを試作する。また、90°ハイブリッドカプラーでは、4か所の集光点を発生させるためにスラブ導波路長が5mmにも及ぶので、わずかなエッチングレートの違いによって、中心波長が大きくシフトしてしまうと考えられる、そこで、今後は、スラブ導波路長が短くて済む120°ハイブリッドカプラーをBPMで設計し、これを搭載したMZIアレイも試作し、特性の向上を図る。90°や120°のハイブリッドカプラを後段に搭載したMZIアレイを用いてスペクトルの再生実験を行う。具体的には、MZIアレイに搭載された31台のMZIの出射ポート間の位相関係を低コヒーレンス光干渉計によって測定する。
「再構成」と「モチーフづくり」をキーワードとした創作指導のあり方

「再構成」と「モチーフづくり」の活動を活発に行うことによって,児童の聴取・読譜・記譜の各能力が高まることを求めて,平成20年4月から平成21年3月まで音楽科授業実践で明らかにしてきた。当初第6学年児童を被験対象として楽曲『ラバースコンチェルト』を選定し実践構想を描いていたが,途中「モチーフづくり」での成果実現に著しい疑義が生じたため,「再構成」の楽曲を変更するとともに時間的余裕のある第5学年(36名学級)2学級を被験対象に変更した。「再構成」と「モチーフづくり」は,男女混合4人組の協同的な学習活動で行い以下の通りである。文部省唱歌『ひのまる』を「再構成」の教材として用いた。歌詞を除いた楽譜全16小節を16枚の紙片に切り,曲名を告げずに児童たちにもとの楽曲となるよう「再構成」させた。組み合わせの可能性は約6億5千万種類。約1時間後,出来上がったものを五線紙へ楽譜化(写譜)させるとともに,楽曲を作り上げている様々な音楽的な要素や仕組み(主に反復と音の自然な動き)への理解を図った。次に,同曲16枚の楽譜片から2枚を選ばせ「モチーフ」とし,それにつづく曲を反復と変化を使い作らせた。「モチーフづくり」2つめの題材として,まどみちお氏の詩『ケムシ・-』等を提示し,反復,問いと答え,開始感,終止感などに留意し作曲する授業を構成した。本研究の事前(平成20年4月)と事後(平成20年12月)に質問紙調査を実施し,さらに児童が書いたさまざまな楽譜プリントの比較検討を行った。その結果「再構成」「モチーフづくり」をキーワードとした学習によって,以下のことが明らかになった。・『ひのまる』で使われている音域での読譜力が向上している。・当初の計画を変更し「再構成」で単旋律を扱ったため,音の重なりに対する聴取力への言及ができなかったが,『ひのまる』で使われている音域での聴取力が向上している。・記譜指導することなく楽譜が正確に書かれるようになった。・記譜された音符や記号を観察すると,正確でありグラフィック的な認知力も認められる。
酸素結合過程に強く相関した疎水ポルフィリン組識体の構築

耐熱性タンパク質に疎水的に包埋したポルフィリン、ポルフィリンとサブパーツからの水素結合によるポルフィリンキャップの構築で、特に2次結合力の役割と新しい可能性を示す成果を得た。ポルフィリンの構造および疎水性と組織体生成の相関をその可逆(リサイカブル)性も含め明らかにするとともに、ポルフィリン部への酸素分子の結合・脱着による酸素の選択輸送を実証することを目的とした。(1)A01班内の共同研究として、中村(東工大)らの微生物産生の耐熱性のタンパク質キシラナーゼに、我々の全合成ポルフィリンを疎水相互作用により包埋させたポルフィリン組織体を構築した。ポルフィリン周りの疎水環境を明らかにし、高温でも可能な酸素結合とキシラナーゼ触媒活性の両者を観測できた。この手法は、機能を兼ね備えたヘムタンパク質群の創成を可能にする。(2)環状の分子サイズと適度な剛さからカリックス[4]アレーンをキャップ枠組みとして選択することで、アッパーリム側に4つのアルコール基をもつ誘導体、ポルフィリン骨格としてテトラo-ピリジルポルフィリンの組合せが、最も安定な二分子対を形成した。NMR、IR等から、二分子対のポルフィリン面上疎水キャップは4点での水素結合により構成され、適切な酸素分子の結合席となり得た。(3)テトラフェニルコバルトポルフィリン高分子錯体薄膜を多孔膜上に膜厚80mmで作成した。この膜は室温、酸素加圧下におくことで、極めて迅速な酸素結合・脱着を繰り返した。この薄膜の酸素透過係数は供給圧が減少するにつれて著しく増大し、(酸素/窒素)選択比100超の極めて高い酸素透過選択性を示した。同条件で空気供給では、透過気体の酸素濃度90%と、薄膜内に固定されたコバルトポルフィリンでの、むしろ弱い酸素結合力が効果的な酸素の輸送現象となりうることを定量的に解析できた。精密合成された両親媒性ポルフィリン間に働く疎水性相互作用による自己会合をもとに、水相ではさらに疎水的に積層したポルフィリンファイバーや2次元ポルフィリン薄膜など高次組織体を構築し、ポルフィリンの構造および疎水性と、会合度、組織形態の相関を明らかにするとともに、ポルフィリン部への酸素分子の高速結合・脱着を信号として惹起される、疎水組織体の歪や形態・相転移を始めて観測することを目的としている。本年度の成果は主に次の3項目にまとめられる。(1)ポルフィリン面上あるいは側鎖に両親媒性基を24本もつポルフィリンおよび鉄ポルフィリンを量合成し、その化学構造を同定した。また分子の疎水性と分子形をシミュレーションした。(2)水相でポルフィリンが自己会合して形成する組織体の構造を透過型電子顕微鏡、原子間力顕微鏡で観察し、ポルフィリンの構造および疎水性と会合度、組織形態の相関をまず一次的に捉えた。特に、酸素結合の活性中心となるポルフィリン鉄の組織体内における位置と配列を明らかにするため、鉄スピンのみ感応する磁気力顕微鏡を設置、稼動させた。(3)高分子多孔膜上にポルフィリン層(サブμから数μ)を作成し、空気から酸素の選択的な促進輸送を測定する実験系を組み立てた。固相ポルフィリン組織体への酸素結合反応を確認するとともに、むしろ弱い酸素結合力が効果的な酸素運送現象となりうることを実証した。

本年度は、耐熱性タンパク質に疎水的に包埋したポルフィリン、ポルフィリンとサブパーツからの疎水・水素結合によるポルフィリンキャップの構築で、特に2次結合力の役割と新しい可能性を示す成果が得られた。ポルフィリンの構造および疎水性と組織体生成の相関をその可逆(リサイカブル)性も含め明らかにするとともに、ポルフィリン部への酸素分子の結合・脱着により惹起される組織体の動的変化や、酸素の選択輸送をはじめて観測することを目的としている。(1)A01班内の共同研究として我々の全合成ポルフィリンを疎水相互作用により、中村(東工大)らの微生物産生の耐熱性のタンパク質キシラナーゼに包埋させポルフィリン組織体を構築した。ポルフィリン周りの疎水環境を明らかにするとともに、生理水溶液、90°Cにおいてもポルフィリンへの酸素結合を観測できた。この手法は全く新しく、また従来類例のない機能を兼ね備えたヘムタンパク質群の創成を可能とするものである。(2)フェネチルイミダゾールを疎水包接したα-シクロデキストリンはテトラ(2-メチルピリジニウム)ポルフィリンと安定な5配位錯体を生成することを見出した。4つのカチオン基は上面を向き、酸素分子を可逆的に結合できた。(3)環状の分子サイズと適度な剛さからカリックス[4]アレーンをキャップ枠組みとして選び、アッパーリム側に4つのカルボキシル、エステル、アルコール基をもつ4つの誘導体を、ポルフィリン骨格としては、テトラフェニルポルフィリンの4つのフェニル部をo-アミノフェニル、o-およびm-ピリジルとした3つの誘導体を合成した。アルコール誘導体とo-ピリジル誘導体の組み合わせで最も安定に二分子対を形成した。NMR、IR等から、4点での水素結合により二分子構造体は生成し、ポルフィリン面上に疎水キャップが構成され、適切な酸素分子の結合席となりうることがわかった。耐熱性タンパク質に疎水的に包埋したポルフィリン、ポルフィリンとサブパーツからの水素結合によるポルフィリンキャップの構築で、特に2次結合力の役割と新しい可能性を示す成果を得た。ポルフィリンの構造および疎水性と組織体生成の相関をその可逆(リサイカブル)性も含め明らかにするとともに、ポルフィリン部への酸素分子の結合・脱着による酸素の選択輸送を実証することを目的とした。(1)A01班内の共同研究として、中村(東工大)らの織生物産生の耐熱性のタンパク質キシラナーゼに、我々の全合成ポルフィリンを疎水相互作用により包埋させたポルフィリン組織体を構築した。ポルフィリン周りの疎水環境を明らかにし、高温でも可能な酸素結合とキシラナーゼ触媒活性の両者を観測できた。この手法は、機能を兼ね備えたヘムタンパク質群の創成を可能にする。(2)環状の分子サイズと適度な剛さからカリックス[4]アレーンをキャップ枠組みとして選択することで、アッパーリム側に4つのアルコール基をもつ誘導体、ポルフィリン骨格としてテトラo-ピリジルポルフィリンの組合せが、最も安定な二分子対を形成した。NMR、IR等から、二分子対のポルフィリン面上疎水キャップは4点での水素結合により構成され、適切な酸素分子の結合席となり得た。(3)テトラフェニルコバルトポルフィリン高分子錯体薄膜を多孔膜上に膜厚80nmで作成した。この膜は室温・酸素加圧下におくことで、極めて迅速な酸素結合・脱着を繰り返した。この薄膜の酸素透過係数は供給圧が減少するにつれて著しく増大し、(酸素/窒素)選択比100超の極めて高い酸素透過選択性を示した。
超音波照射により駆動する血管内ステントモータ

本研究の目的はステントモータの駆動である.ステントモータの設計及び共振実験を行った.ステントモータは,二つの円筒レシーバと一つのコイル型ステータから成る.ステントモータの駆動源はステータの振動である.レシーバに超音波が照射されるとき,ステータの振動が発生する.初めに,共振するレシーバの設計を数値解析により行った.解析結果を基準に寸法の異なるレシーバを作製した.そして共振実験により確実に共振する寸法を特定した.次に,ステントモータの設計を行った.ステントモータを作製し,共振実験により共振する寸法を特定した.本研究では、ステントモータの開発を目指している。ステントモータは、カテーテル治療でよく使われるステントを能動化した医療デバイスであり、血管の再狭窄を防ぐことが期待される。ステントモータの実現には、体外から照射された超音波を受信する機能と血管内を移動できる機能の二つが必要である。このことを踏まえて、ステントモータは超音波振動のエネルギを振動源から受取る受信部(レシーバ部)と駆動力として出力するステータ部から構成される。レシーバ部の形状はスリットのある円筒型であり、ステータ部の形状はコイル型である。先ず初めに超音波の振動を受取るレシーバ部の設計を行う。レシーバ部の設計で重要となるのはレシーバ部が共振することである。そこで、レシーバ部の設計は、数値シミュレーションの実施および数値シミュレーション結果に基づき作製したレシーバモデルに対する評価実験を実施することにより行う。実際の利用を想定するとレシーバ部の外径は3 mm程度が望ましい。しかし、加工時の寸法誤差などを考慮すると狙った固有振動数を持つレシーバ部を作製することは簡単ではない。そこで、当初は寸法誤差の影響が少ないと考えられる外径が10 mmのレシーバ部を設計することとした。これまでに設計したレシーバモデルに対して、数値シミュレーションでは有限要素法による固有値解析を行い、評価実験ではレーザ変位計により取得したデータをFFT解析することにより共振現象を確認した。先ず初めに超音波振動を受取るレシーバ部の設計を行っている。超音波振動のレシーバ部の基本設計は、振動解析に関するシミュレーションおよび結果を踏まえた評価実験により行っている。レシーバは円筒にスリットを入れた形状である。レシーバ部のパラメータは円筒の長さ、内径、外径、スリットの幅である。シミュレーションにより共振に一番影響を与えるパラメータをこれまでに明らかにした。シミュレーションの結果を基に実際にレシーバモデルの作製を行った。共振周波数はシミュレーション結果と実際のレシーバモデルの間で若干異なる。そのため寸法が少しずつ異なるレシーバモデルを多数作製した。実際に共振を実験的に確認するため、専用の実験装置を構築した。実験装置内に作製したレシーバモデルを設置して、ある周波数に固定した超音波を照射しレシーバモデルの共振をレーザ変位計を用いて確認している。本研究では、ステントモータの開発を目指している。ステントモータは超音波振動のエネルギを振動源から受け取る受信部(レシーバ部)と駆動力として出力するステータ部から構成される。これまではレシーバ部の形状をスリットのある円筒型とし、ステータ部の形状をコイル型としていた。前年度の反省としてレシーバ部で受け取る振動エネルギの不足が挙げられる。そこでレシーバ部の形状をスリットのない円筒型とし、スリットのある場合と振動の振幅の大きさを比較した。両レシーバに対して固定周波数の超音波を照射し、振動の振幅をレーザ変位計により計測した。その結果、スリットのない場合における振動の振幅の大きさは、スリットのある場合の3倍程度であることが分かった。ゆえに、スリットのないレシーバがステントモータのレシーバとしてより適していると言える。次に、スリットのないレシーバを使用してステントモータを作製し、駆動実験を行った。人工血液や人工血管の入手は難しいため、本研究ではそれぞれの性質に近い水とシリコーンチューブを用いる。シリコーンチューブ内にステントモータを挿入し、水中に設置した。レシーバ部に振動源の先端を配置し、超音波振動の照射を行ったが駆動には至らなかった。原因としてレシーバにコイル型のステータを接続したことでステントモータが共振しなかったことが考えられる。振動の振幅が一番大きくなるのは共振時であるため、一体となったステントモータが共振するよう改良する必要がある。さらに、ステントモータをモデル化し数値シミュレーションを行った。水中における物理現象を考える際、水の付加質量を考慮する必要がある。そこで実験結果などを踏まえて水の付加質量を算出した。今後の数値シミュレーションでは水の付加質量を考慮して実施することができるため、より実現象に近いシミュレーション結果を得られることが期待できる。・レシーバ部の開発:ある周波数に固定した超音波を照射したときに共振するレシーバ部を設計し作製した。レシーバ部の共振を確認できる実験装置を構築した。レシーバ部で受け取る振動エネルギの不足が懸念されるため、スリットのある円筒型とスリットのない円筒型を比較した。結果として、スリットのない場合における振動の振幅の大きさは、スリットのある場合の3倍程度であることが分かった。

・ステントモータの開発と駆動実験:スリットのないレシーバを使用してステントモータを設計し作製した。ステントモータの駆動実験を行うため、人工血液と人工血管に見立てたシリコーンチューブと水を用いた実験装置を構築した。しかし、実験を実施したが駆動には至らなかった。原因としてステントモータとするためレシーバにコイル型のステータを接続したことで、単体では共振していたレシーバが共振しなかったことが考えられる。・数値シミュレーション:ステントモータをモデル化し数値シミュレーションを行った。水中における物理現象を考える際、水の付加質量を考慮する必要があるため付加質量を算出した。今後の数値シミュレーションでは水の付加質量を考慮して実施する。いくつかの問題は生じているが原因が分かっているため開発に遅れはないと言える。本研究では,血管内を駆動するステントモータを開発している.一般的なステントは,血管の狭窄部に挿入され,血管の拡張に使用される医療器具である.しかしながら,プラークがステント周辺に蓄積してしまう再狭窄の問題がある.そこでプラークの除去にステントモータを使用する.本研究の目的はステントモータの駆動である.ステントモータは,外部から照射される振動を受信するレシーバ部とコイル型のステータ部から成る.ステントモータの駆動源はステータ部の振動である.レシーバ部に超音波が照射されるとき,ステータ部に振動が発生する.ステントモータの駆動方法として,共振を用いる方法と大きなエネルギ源による振動を用いる方法が考えられる.初年度,次年度に,駆動方法として共振を用いる方法について調べた.効率良く共振させるため円筒型のレシーバ部の設計を数値解析により行った.解析結果を基準に寸法の異なるレシーバを作製した.そして共振実験により確実に共振する寸法を特定した.共振実験の結果を踏まえ,駆動方法として共振を用いるステントモータの設計を行った.ステントモータを作製し,共振実験により共振する寸法を特定した.最終年度に,駆動方法として大きなエネルギ源による振動を用いる方法について調べた.振動源の出力を大きくし,レシーバ部を円盤型や平板型に変更して実験を行った.結果として,大きなエネルギ源による振動を用いる方法は共振を用いる方法よりもより駆動することが分かった.これらの研究成果について国際学会で2件口頭発表し,国際論文誌に2件掲載された.さらに,国際論文誌においてTHE BEST PAPERAWARDを受賞した.本研究の目的はステントモータの駆動である.ステントモータの設計及び共振実験を行った.ステントモータは,二つの円筒レシーバと一つのコイル型ステータから成る.ステントモータの駆動源はステータの振動である.レシーバに超音波が照射されるとき,ステータの振動が発生する.初めに,共振するレシーバの設計を数値解析により行った.解析結果を基準に寸法の異なるレシーバを作製した.そして共振実験により確実に共振する寸法を特定した.次に,ステントモータの設計を行った.ステントモータを作製し,共振実験により共振する寸法を特定した.現在、作製したレシーバモデルの共振を確認中である。
抗がん剤の薬物動態と投薬のタイミングの基盤となる生体リズムの制御機構

血圧、脈拍、体温や消化などの生理機能に概日リズムがあることから、薬物動態、すなわち投与薬物の吸収、分布、代謝、排泄が生体リズムの影響を受けることが知られている。癌の治療を考える上で、抗がん剤の時間薬理学的考察はその重要性が指摘されてはいるものの、抗がん剤の開発や他の治療法に比べて研究が進んでいないのが現状である。本研究は、薬物動態の日周リズムを考慮することにより、抗がん剤の効果を増強し、副作用を軽減することを目的とした時間薬物治療をめざして、ヒトを含めた高等動物において、概日リズムを分子のレベルで明らかにしようとするものである。1、in vivoにおける時計分子の機能を明らかにするために、ショウジョウバエnull変異体を用いたin vivo rescueの実験を行った。ショウジョウバエnull変異体に哺乳類時計遺伝子(Per2,Per3)を導入することにより、行動リズムが回復することを確認し、生体におけるPERの核移行を検討した。3、Differential display法を用いて、視交叉上核(SCN)由来のzinc-finger型転写因子(Lot1)を単離した。Lot1はP1からP10にかけてSCNにおいて強い発現が見られた。これはSCNニューロン間のシナプス形成の時期に一致しており、Lot1のシナプス形成における関与が示唆された。
複合型制御機構による高負荷３次元タービン翼の広範囲高効率化に関する研究

本研究で調査したデバイスは,12次元スッテプ状デバイス23次元ディンプル3後縁形状削減4複合デバイスである.これらの空力性能及び境界層計測を直線翼列試験装置を用いて測定し,デバイスの効果を比較検討した.調査したレイノルズ数は,超高空巡航状態から地上近傍までであり,十分広範囲な条件下で計測を行った.この結果,1剥離制御デバイスで翼負圧面における剥離が縮小し,損失が低減する.2デバイス高さが高いほど,剥離抑制の効果は高いが,同時に乱流損失が増加する.3翼後縁厚みの削減は損失の低減に寄与する.4複合化した翼型において,広範囲のレイノルズ数条件で損失が低減することを確認した.現在,航空機用推進装置として広く採用されているターボファンエンジンであるが,近年の原油価格の高騰や環境負荷への考慮,エアライン業界の競争激化などの観点から,更なる性能向上が望まれている.そのため,エンジンの軽量化とメンテナンス性の向上を狙い,低圧タービン部の翼枚数削減が望まれている.しかし,タービン翼枚数の削減は,個々のタービン翼の負荷の増加と,それに伴う翼間流路における逆圧力勾配の増大を招き,結果として翼負圧面上で剥離が生じ易くなり,効率の著しい低下をもたらす.そのため,翼面に乱流促進デバイスを付加する事で剥離を抑制し,損失低減を図る研究がこれまでに行われてきた.本研究ではデバイスを付加した航空機用低圧タービン翼の調査と共にタービン翼後縁形状に着目し,その後縁厚みを削減したモデルの計測も行った.調査には直線翼列試験装置を使用し,レイノルズ数の変化と実機中での動静翼干渉を模擬した条件下での計測も実施し,デバイスと後縁厚み削減が翼性能に与える効果ついて検証を行った.乱流促進デバイスの付加,後縁厚み削減を行った低圧タービン翼に対して調査を行い,以下の知見を得た.・大規模な剥離が発生する条件では,デバイスの生成する乱れによって剥離が抑制され,損失が低減した.・翼面流れ場が乱流遷移し,剥離が再付着する条件では,後縁厚みの削減によって損失が低減した.・デバイスの付加と後縁厚みの削減を行ったCDM翼は,幅広い試験条件において良好な性能を示した.原油価格の高騰や環境負荷への考慮から,航空エンジンには更なる性能向上が望まれている.低圧タービン動翼は,その高効率化が航空エンジンの性能向上への大きな鍵となっている.しかし,低圧タービンは効率の維持のため段あたりの動翼枚数が多く,重量が大きい.そこで,効率を維持しつつ低圧タービン動翼枚数を削減する高負荷化技術が求められている.低圧タービンの高負荷化阻害要因として,翼面境界層損失と翼後縁におけるベース圧損失が挙げられる.タービン翼枚数の削減により逆圧力勾配の増大を招くため,剥離発生の危険性が高まる.さらに,航空機が高高度を飛行する際の低レイノルズ数条件において,境界層剥離が生じやすくなりタービン効率の著しい低下を引き起こす要因となる.本研究では高負荷低圧タービン翼負圧面に剥離制御デバイスを付加し,更に翼後縁厚みを削減した翼を考案した.実験と数値計算の両面から調査を行い,低圧タービンの高負荷化・高効率化の実現に寄与するデータを得た.本研究で調査したデバイスは,1.単独2次元ステップ状デバイス(TDM)2.3次元ディンプル(DIM)3.後縁形状削減(TER)4.複合デバイス(TDM+TER)である.これらの翼の空力性能及び境界層計測を7枚直線翼列試験装置を用いて測定し,デバイスの効果を詳細に比較検討した.調査したレイノルズ数は,超高空巡航状態(Re=40,000)から地上近傍(Re=170,000)までである.本研究の結果,1.剥離制御デバイスにより,翼負圧面における剥離が縮小し,損失が低減する傾向を確認した.2.デバイス高さが高いほど,剥離抑制の効果は高いが,同時に乱流損失の増加をもたらす. 3.翼後縁厚みの削減は損失の低減に寄与する.4.乱流促進デバイスの付加と翼後縁厚み削減を複合化した翼型において,広範囲のレイノルズ数条件で損失が低減することを確認した.本研究で調査したデバイスは,12次元スッテプ状デバイス23次元ディンプル3後縁形状削減4複合デバイスである.これらの空力性能及び境界層計測を直線翼列試験装置を用いて測定し,デバイスの効果を比較検討した.調査したレイノルズ数は,超高空巡航状態から地上近傍までであり,十分広範囲な条件下で計測を行った.この結果,1剥離制御デバイスで翼負圧面における剥離が縮小し,損失が低減する.2デバイス高さが高いほど,剥離抑制の効果は高いが,同時に乱流損失が増加する.3翼後縁厚みの削減は損失の低減に寄与する.4複合化した翼型において,広範囲のレイノルズ数条件で損失が低減することを確認した.ターボ機械は,発電,輸送など,エネルギー分野で極めて重要な役割を果たしており,エネルギーコストの高騰の最中その高効率化は極めて重要な課題である.また,スマートグリッドや再生可能エネルギーの導入機運の高まりにより,ガスタービンなどではベースロードを担うだけでなく,広範囲の負荷調整が求められており,ターボ機械の作動範囲の拡大とそれぞれの作動的における流れ制御による効率維持の機構が重要となっている.ガスタービンの代表例であるターボファンエンジンは,エンジンの前方に位置するファンを駆動することにより推力の大半を得ている.そのため,ファンを駆動している低圧タービンの高性能化はエンジンの高性能化に際し必要不可欠であると言える.

低圧タービン部はエンジン全重量の3分の1を占めるものも存在し,翼枚数の削減による軽量化設計(高負荷設計)が望まれている.しかし,翼枚数の削減は翼負荷を高め,翼負圧面下流部においては強い逆圧力勾配により剥離が生じやすくなるため,高効率の維持が困難となる.そのため,剥離制御による高負荷設計の実現に向けた研究が数多くなされている.Funazakiら[1]は典型的な航空用低圧タービン直線翼列を用い,ソリディティを削減することで,高負荷状態を模擬し,翼面負荷分布や翼面境界層計測を実施し,円柱により発生させたwake通過の効果に関して議論している.また,翼面上に制御デバイスを用いることで剥離を制御する試みもなされている.本研究では,低圧タービン直線翼列を用い,翼負圧面上にスパン方向に均一な2次元的な制御デバイスを用い,実験では,静圧孔及びピトー管を用いた空力計測,熱線流速計を用いた境界層計測を実施し,数値解析では,汎用ソフトを用いた大規模非定常解析を実施することで,制御デバイスが流れ場に与える影響を明らかにした.また,後縁形状の効果も調査した.本研究は,複数の流れ制御技術を組み合わせることにより,ターボ機械翼面上流れの現実的かつ新たな制御手法を提案することである.従来から,数多くの制御手法が提案されていたが,このように異なる制御方法を適切に組み合わせることにより,広範囲の流動条件で効果を発揮する制御機構を提案することを計画していた.加えて,提案する手法の性能を翼列試験装置及び3次元回転試験装置で実験的に明らかにするとともに,流れ場の挙動を実験(PIV,熱線流速計)及び非定常流れ解析(DES/LES)で明らかにするとともに,これらの調査を通じて実用化に向けての課題を明らかにすることを計画していた.今回の本研究では.導入インパクトが大きいと期待される航空エンジン用低圧タービンを対象として,新たに公安したデバイスを付加した低圧タービン翼の調査と共にタービン翼後縁形状に着目し,その後縁厚みを削減した複合化制御モデルを広範はRANS解析を通じて探索し,最も有力な形態を決め,モデル翼を製作し,それを用いた試験を行った.調査には主流乱れやwakeを追加可能な直線翼列試験装置を使用し,レイノルズ数の変化と実機中での動静翼干渉を模擬した条件下での計測も実施し,デバイスと後縁厚み削減が翼性能に与える効果ついて検証を行った.さらに,URANSやLESも,当初の計画通り実施した.結果として,複合化デバイスにより,主流乱れやwake通過を伴う流れ場において幅広い試験条件において良好な性能を示した.以上のように,ほぼ当初の計画通り研究が進捗し,非常に有効な制御デバイスを考案することができている.以上の成果を踏まえ,「おおむね順調に進展している」と判断した.(1)剥離を制御する2次元デバイスを装着した翼列試験を実施し,その剥離制御機構を詳細な計測とCFDを通じて明らかにするとともに,デバイスの適用限界レイノルズ数を明らかにした.その際,実機への適用を踏まえ,実験条件効果(wake,主流乱れ)についても調査した.さらに,デバイス形状について,その高さを変化させた場合の剥離制御の程度をCFDを用いて明らかにした.(2)剥離制御において,流れの非定常性が重要な役割を果たしていることを,大規模LESによる非定常乱流解析により明らかにした.
ペプチドホルモンの成熟過程におけるC末端アミド化酵素の精製と反応機構の解明

多くの生理活性ペプチドはC末端にアミド基を有し、そのアミド構造が、生理活性の発現に重要な役割を果している。これらのペプチドのC末アミド化反応に与る酵素(α-amide化酵素)が、1982年ブタ脳下垂体に発見されて以来、本酵素はその生理的重要性と反応機構に対する関心から広く注目を集めて来た。本研究は、α-アミド化酵素をラットから精製し、その性質と反応機構を明らかにすることによって、生理活性ペプチドの成熟過程についての理解を深めることを意図して始められた。そのために、まづ盛んにアミド化ペプチドを合成しているラット脳下垂体、脳及び小腸のアミド化活性を検討した結果、比活性に差はあるものの、いづれの臓器にも、C末にGly残基をもつペプチドをアミド化する活性がみとめられ、しかもcofactor(Cu^<2+>、アスコルビン酸)に対する要求性、基質に対するKm値などが極めて類似していることから、同様の酵素が機能しているものと考えられた。しかし、そのpH依存曲線を存細に検討してみると、中性(pH7)とアルカリ性(pH8.5)の2点に至適pHピークが認められた。両至適pHの関係を明らかにしておくことは、精製に着手する上で重要であると考え、ラット脳酵素についてこれを検討した結果、分子量36,000の蛋白がpH8.5に至適PHをもつアミド化酵素(pH8.5酵素)であること、このものに、それ自身ではほとんど活性のない分子量41,000の蛋白を加えると、中性pHにおける活性が招来されることを知った。ショ糖密度勾配遠心方によって、量蛋白とも分泌顆粒内に局在していることが知られた。アミド化反応の場である分泌顆粒内は、pH5.5-6に保たれている。従って、両蛋白の協同作用によって、アミド化反応が効率よく進行している可能性が示唆された。アミド化酵素の至適pHには、なお議論のある所であり、我々の見い出した事実は、この問題の解決に手がかりを与えるものと思われる。多くのペプチドホルモンはC末がアミド化されており,この構造が生理活性の発現に必須である. C末アミド化に与る酵素として, Bradburyらは, D-Tyr-Val-Gly(α-MSHのC末アナログ)をD-Tyr-ValNH_2に転換する活性をブタ脳下垂体に見い出した.しかし多様なペプチドホルモンのアミド化に単一の酵素が与っているのか,それとも或る程度の基質特異性をもつ酵素群が機能しているのかは明らかではなかった.そこで我々は, D-Tyr-Val-Glyの他にD-Tyr-Asn-Gly及びD-Tyr-Leu-Asn-Gly(VIPのC末アナログ)を用い,ラットの脳,下垂体,腸のアミド化活性を検討した.これらの臓器には, 3種の基質をそれに対応するアミドに転換する活性があることを,更に, Km値,至適pH及びdesamide VIP-Glyによる阻害実験の結果から,脳,下垂体,腸には極めて性質の類似しているアミド化酵素が機能していることを明らかにした.一方我々は,この酵素がpH7とpH8.5の両方にpH optimumを持つことを見い出し,両pHに留意しつつラット脳から本酵素を部分精製した所,両pH活性は各精製過程で常に挙動を供にするのであるが, assay条件によって, pH7かpH8.5或いは双方にpH optimaを示すことを知った.