hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高速原子間力顕微鏡で明らかにする微小管の構造欠陥によるキネシンの機能変調

I.インラインフォースカーブモードの開発:高速AFMでタンパク質の動態を可視化しながら、任意の位置で試料の力学操作と機械特性計測が可能なインラインフォースカーブモードを開発した。具体的には、イメージング中にPCに表示された画像で決めた位置で画像取得を停止し、プローブ-試料間距離を変化させてフォースカーブを取得し、引き続きイメージングを行い局所外力印加後の分子の動態を観察できるシステムを構築した。これにより微小管への局所外力の印加とそれによる構造変化やナノ力学特性の定量的解析が可能になった。II.微小管への欠陥生成と機械特性評価:インラインフォースカーブモードを使って、微小管からチューブリンダイマーを引き抜き、同時にフォースカーブを計測することに成功した。さらに、欠陥のサイズを変えながらフォースカーブを取得し、チューブリン間の結合力を定量化した。これにより、これまで理論的にしか研究されていなかった微小管の機械特性を解析することができた。III.微小管の自己修復過程の可視化:微小管にチューブリンダイマーの欠陥を形成後、その欠陥が再びチューブリンの再結合による修復される、自己修復と呼ばれる現象を捉えることに成功した。この測定により、微小管の自己修復過程は微小管の中空内で拡散しているチューブリンの結合で生じることを明らかにした。IV.欠陥周囲のキネシンの運動解析:微小管の構造欠陥周辺でのキネシンの運動観察を行った。微小管に沿って進んできたキネシンが欠陥直前で微小管から解離したり、プロトフィラメントを乗り換えて、欠陥を迂回して進んでいく様子が見られた。さらに再現性の高い実験を可能にするため、多数の微小管を平行に並べてストライプ状に配列させる基板条件の検討を行った。その結果、適切なバッファ条件と基板に脂質二重膜を用いることで微小管をストライプ状に整列させることに成功した。当初の予定通り、高速AFMのインタラクティブモードの高精度化を行い、微小管に印加する力を制御しながら欠陥生成をすることが出来るシステムを構築した。また、高速AFMの画像取得中に任意の多点で外力印加が可能なマルチインタラクティブモード化も達成した。さらに、このシステムを応用し、微小管を形成するチューブリンダイマー間の結合エネルギーの定量化にも成功したため。前年度に完成したインラインフォースカーブモードにより微小管に制御性良く欠陥を精製し、その欠陥周囲のでキネシンの運動解析を進める。具体的に以下の方法で実験を進める。1.微小管の局所ヌクレオチド状態の制御とキネシンの運動活性解析:微小管に生じた構造欠陥は周囲にあるフリーなチューブリンの結合により自己修復される。チューブリンはGTPの結合により重合するが、微小管中のチューブリンはGTP型とGDP型が混在した一種の状態欠陥を形成しており、それがキネシンの運動活性を変えるとの報告がある。微小管の自己修復機能を利用して、生成した欠陥にGDPあるいはGTP(GMPPCC)結合型のフリーなチューブリンで修復することで、微小管の局所的ヌクレオチド状態を制御する。アセチル化状態が異なるチューブリンでも同様の実験を行う。2.微小管の局所欠陥によるキネシン-2の運動変調:モータータンパク質であるキネシン-2は微小管に欠陥があると速度の低下や微小管からの解離が起こることが報告されている。しかし、その際の欠陥とタンパク質の位置関係や速度低下の分子機構は明らかでない。前年度にチューブリンダイマー欠陥の数と位置を制御し、欠陥に遭遇したときのキネシンのふるまい、1)欠陥からの距離と運動速度、2)プロトフィフィラメントの乗り換え運動、3)欠陥のサイズに依存した運動速度低下と解離、4)欠陥近傍でのキネシンの構造変化を解析し、構造・物性欠陥によるキネシンの運動変調の分子機構を明らかにする。

その結果、適切なバッファ条件と基板に脂質二重膜を用いることで微小管をストライプ状に整列させることに成功した。当初の予定通り、高速AFMのインタラクティブモードの高精度化を行い、微小管に印加する力を制御しながら欠陥生成をすることが出来るシステムを構築した。また、高速AFMの画像取得中に任意の多点で外力印加が可能なマルチインタラクティブモード化も達成した。さらに、このシステムを応用し、微小管を形成するチューブリンダイマー間の結合エネルギーの定量化にも成功したため。前年度に完成したインラインフォースカーブモードにより微小管に制御性良く欠陥を精製し、その欠陥周囲のでキネシンの運動解析を進める。具体的に以下の方法で実験を進める。1.微小管の局所ヌクレオチド状態の制御とキネシンの運動活性解析:微小管に生じた構造欠陥は周囲にあるフリーなチューブリンの結合により自己修復される。チューブリンはGTPの結合により重合するが、微小管中のチューブリンはGTP型とGDP型が混在した一種の状態欠陥を形成しており、それがキネシンの運動活性を変えるとの報告がある。微小管の自己修復機能を利用して、生成した欠陥にGDPあるいはGTP(GMPPCC)結合型のフリーなチューブリンで修復することで、微小管の局所的ヌクレオチド状態を制御する。アセチル化状態が異なるチューブリンでも同様の実験を行う。2.微小管の局所欠陥によるキネシン-2の運動変調:モータータンパク質であるキネシン-2は微小管に欠陥があると速度の低下や微小管からの解離が起こることが報告されている。しかし、その際の欠陥とタンパク質の位置関係や速度低下の分子機構は明らかでない。前年度にチューブリンダイマー欠陥の数と位置を制御し、欠陥に遭遇したときのキネシンのふるまい、1)欠陥からの距離と運動速度、2)プロトフィフィラメントの乗り換え運動、3)欠陥のサイズに依存した運動速度低下と解離、4)欠陥近傍でのキネシンの構造変化を解析し、構造・物性欠陥によるキネシンの運動変調の分子機構を明らかにする。
放射線化学期過程における電子とカチオンの挙動に関する研究

液体もしくは固体有機物(特に飽和炭化水素やポリオフィン)について、ピコ秒パルスラジオリシスを行い、親ラジカルカチオン及び電子のピコ秒時間領域での挙動特に、イオン化後の電子の熱平衡化時の分布及び電子の媒質中での運動、親カチオンの反応性、拡散理論による理論的な解析について研究を行った。ピコ秒パルスラジオリシスの実験は、大阪大学産業科学研究所及び東京大学工学部附属原子力工学研究施設のピコ秒ライナック設備を使用した。ポリオレフィンサンプルは、構造中に適切な分岐構造を導入することにより、分析光が透過可能な透明度の高い固体サンプルを得ることができ、はじめて、この種の固体サンプルのパルスラジオリシスが可能となった。ピコ秒パルスラジオリシスを行うことにより、飽和炭化水素溶液中及び固体液体中で、電子及び親ラジカルカチオンの時間的挙動の測定を行った。電子と親ラジカルカチオンの再結合過程は、スモルコフスキー方程式と呼ばれる、クーロン場中の拡散方程式で記述される。研究では、更に、親ラジカルカチオンの反応性、例えば、イオン分子反応等を考慮した解析手法に拡張して、実験結果の解析を行った。その結果、イオン化後の熱平衡化時の親カチオンラジカルと電子間の距離の分布が求まり、固体と液体では差が無いことが明らかとなった。但し、電子の移動度に関しては固体では、百分の一以下に低下する。また、親ラジカルカチオンの大部分は、再結合反応で消失し、イオン分子反応等の過程は極一部であることが見出された。
環状14族有機金属化合物の新規合成法の開発と発光材料への応用

本研究では2級シランと2,2'-ジヨードアレーンによるパラジウム触媒を用いた分子内環化反応を行い、対応するジベンゾシロール類を収率良く合成することに成功した。その際、側鎖にエステル基やアセチル基の様な反応性の高い官能基が結合していても、保護を施すことなく対応するジベンゾシロールを合成できることを見い出した。これらの化合物群の物性を調査したところすべて青色領域に強い蛍光を示した。特に側鎖に電子求引基を有する化合物は強い-スタックにより、固体(結晶)状態の蛍光が溶液(ジクロロメタン)中の蛍光と比較して蛍光波長が40nm程度長波長側にシフトし、量子収率の大幅な向上が観測された。固体状態のスタッキングの様子は単結晶X線構造解析により詳細に調査をした。その結果、カルボニル基間(C=O...C=O)と酸性度の高い芳香環水素とカルボニル基の酸素間(Ar-H...O=C)の水素結合が密なパッキング状態を維持する上で重要な役割を果たしていることがわかった。また、合成したジベンゾシロールは、緑色領域で強いりん光を発することを見い出し、その寿命は長いもので3秒以上あった。単純な4級シラン、例えばテトラフェニルシランでは殆どりん光を示さないのに対し、シロール類では強いりん光を示すことも比較実験により明らかとなった。合わせて、14族水素化物の内ヒドロゲルマンのみ特異的に反応する希土類反応剤を発見した。本手法を用いることにより、複雑な14族化合物を合成する手法を提供することができた。本年度は当初に計画した2級シランと2,2'-ジヨードアレーンによるパラジウム触媒を用いた分子内環化反応を行い、対応するジベンゾシロール類を収率良く(4089%)合成することに成功した。その際、側鎖にエステル基の様な反応性の高い官能基が結合していても、保護を施すことなく対応するジベンゾシロールを合成できることを見い出した。これらの物性を調査したところすべて紫色青色領域(380450nm)に強い蛍光を示した。特に側鎖にエステル基を有する化合物は強いπ-スタックにより、固体(結晶)状態の蛍光が溶液(ジクロロメタン)中の蛍光と比較して蛍光波長が40nm程度長波長側にシフトし、量子収率の大幅な向上が観測された。また、合成したジベンゾシロールは、緑色領域(450550nm)で強いりん光を発することを見い出し、その寿命は長いもので3秒以上あった。環構造がりん光に高い寄与を示しており、軌道計算によりその原因を調査している。加えて、シラカリックスアレーンの合成も行っており、ESI-MSでその存在を確認しており現在単離を試みている。本研究では2級シランと2,2'-ジョードアレーンによるパラジウム触媒を用いた分子内環化反応を行い、対応するジベンゾシロール類を収率良く合成することに成功した。特に側鎖に電子求引基を有する化合物は強い□-

スタックにより、固体(結晶)状態の蛍光が溶液(ジクロロメタン)中の蛍光と比較して蛍光波長が40nm程度長波長側にシフトし、量子収率の大幅な向上が観測された。固体状態のスタッキングの様子は単結晶X線構造解析により詳細に調査をした。その結果、カルボニル基間(C=O...C=O)と酸性度の高い芳香環水素とカルボニル基の酸素間(Ar-H...O=C)の水素結合が密なパッキング状態を維持する上で重要な役割を果たしていることがわかった。また、合成したジベンゾシロールは、緑色領域で強いりん光を発することを見い出し、その寿命は長いもので3秒以上あった。単純な4級シラン、例えばテトラフェニルシランでは殆どりん光を示さないのに対し、シロール類では強いりん光を示すことも比較実験により明らかとなった。合わせて、14族水素化物の内ヒドロゲルマンのみ特異的に反応する希土類反応剤を発見した。本手法を用いることにより、複雑な14族化合物を合成する手法を提供することができた。
キタエフ型有機金属構造体の設計とその相関効果のエンジニアリング

本年度の初期はSU(4)量子スピン軌道液体の論文がPhys. Rev. Lett.誌に掲載された他、SU(4)ハイゼンブルク模型に対する量子モンテカルロ法などの研究をインドの共同研究者と共に主にしていたが、途中で再度もとの有機物を用いた研究に回帰することにした。上記に並行して新たに物性研究所における実験で発見されたプロトン(水素)の量子ゆらぎで量子スピン液体物質、κ-H3(Cat-EDT-TTF)2の研究を始め、実験家の話を元に、プロトンの量子揺らぎと量子スピン液体が結合した量子スピン双極子液体の理論研究を行った。現実の有機三角格子スピン液体であるκ-H3(Cat-EDT-TTF)2を完全に再現する理論模型を作るのは非常に難しいため、模型を単純化したパイロクロア格子上のスピン・プロトン複合模型を用い、量子スピンアイスの可解模型を利用して摂動論の範囲で新たな理想化された模型が量子スピン双極子液体の基底状態を持つことを証明した。この模型においては量子スピン液体とプロトンの量子双極子液体が共存するだけでなく、プロトンとの相互作用が量子スピン液体を安定化させていることが示せ、新たな量子液体状態であり、量子バレンスボンドアイスと名付けた。また、実験で観測された同位体効果も定性的に説明することができ、複合自由度との結合がもたらす新たな量子スピン液体(ハイブリッド量子液体)のさきがけとなる研究である。この研究はPhys. Rev. Lett.誌に投稿され現在査読中である。研究計画の通り、国際学会HFM2018とICM2018で研究成果について発表した他、計画に追加してフランス・サクレーにおけるTopological phases of matter [TOPMAT]の国際会議に参加・インドに渡航し、量子スピン液体、及び、強相関のトポロジカル相について世界的な動向を調べた。さらに若手研究者海外挑戦プログラムを利用してMITに半年間滞在し、ひねり二層グラフェンなど新たな研究テーマについて学んだ。期間中アメリカ・ボストンにいたためMOF2018には参加できなかったが、代わりにボストンで2019年3月開かれたAPS March Meeting2019に参加し、量子バレンスボンドアイス理論について発表した。この量子バレンスボンドアイスの研究は当初の計画には含まれていないが、有機物における量子スピン液体の新たな可能性を指摘した点で重要である。また、κ-H3(Cat-EDT-TTF)2は純有機物質であるが、同様に水素結合内のプロトンゆらぎが重要な役割を果たしていると期待される金属有機構造体(MOF)も存在し、MOFにおける新しいタイプの量子スピン液体の研究にも刺激を与えると考えられる。以上の理由により、今まで考慮されていなかった有機物やMOFの量子スピン液体が、プロトンとの結合により新たな状態を実現する可能性を提案した点で重要であり、当初の計画以上に進展していると言える。今後の研究の推進方策として複数の可能性が考えられる。一つは当初の研究計画に戻りキタエフ模型におけるマヨラナフェルミオンの相関効果の研究を再度行い、決着させることである。もう一つは前年の研究方策に書いた通り、マヨラナフェルミオンの相関効果を研究する一つの手段としてSU(4)ハイゼンベルク模型の量子モンテカルロによる研究を行うことである。最後の可能性として、量子バレンスボンドアイスの研究を推し進めることである。最後の可能性は、マヨラナフェルミオンと直接関係ないが興味深い。量子バレンスボンドアイスは理想化されたパイロクロア格子上の理論模型においてのみ存在が確かめられたが、より実験に近い三角格子的な構造や、より現実的な模型においても同じような状態が安定であるか不明である。このように今の研究をより実験に近い問題へと発展させていくことも重要であり、厳密対角化などの数値計算を行う予定である。興味深いのは量子バレンスボンドアイスなどのスピン・プロトン結合形の理論を用いてマヨラナフェルミオンの研究ができる可能性を考えることである。マヨラナフェルミオンとプロトンのようなボソン自由度を結合させることで、(摂動の)高次項から当初の目的であるマヨラナフェルミオンの四体相互作用を出すことができる。このため、このようなマヨラナフェルミオン・ボソン系を新たに扱うことで、当初の目的であったマヨラナフェルミオンの相関効果の研究を達成できる可能性があり、こちらの方向での複合形の量子スピン液体の研究も計画している。当該年度の初期は当初の計画通り、キタエフ模型の研究を行い、キタエフ模型を実現する有機金属構造体、及び、そこで実現される新たな結晶スピン液体を発見した。この研究は近年盛んに研究されている空間群の対称性によって守られたトポロジカル相のマヨラナフェルミオン版であり、それ自体非常に興味深い成果である。この研究を継続し、今後も空間群の対称性によって守られ特徴付けられたギャップの開いた量子スピン液体であるトポロジカル結晶スピン液体を三次元のキタエフ模型において研究する予定である。ただ、以上の研究はマヨラナフェルミオンが相互作用しないキタエフ模型での研究であり、マヨラナフェルミオンの相互作用する状況の研究が本来の研究目的である。この目的に関係して、我々は新たに、創発SU(4)対称性を持った量子スピン軌道液体の実現可能性を新たにジルコニウム化合物などにおいて提案した。提案したSU

(4)ハイゼンベルク模型は先行研究により、マヨラナフェルミオンによる表現が知られており、SO(6)対称性を持ったマヨラナフェルミオンの模型と等価である。得られた模型は、キタエフ模型の場合と異なり4次の相互作用項が存在し、キタエフ模型の相互作用のあるバージョンとみなすことができる。この発見は、当初予期していなかった新たな方法で、マヨラナフェルミオン間の相互作用に起因する新たな物理を切り拓くと予想される。また、この模型の有限温度での計算を行うにはマヨラナフェルミオン表示による量子モンテカルロ法が有効であると予想でき、新たにSU(4)ハイゼンブルク模型に対する量子モンテカルロ法による数値計算手法を開発する計画である。当初の計画ではキタエフ模型、及び、その模型で記述される量子スピン液体状態を実現する金属有機構造体であっが、当該年度新たに、ジルコニウム化合物においてSU(4)ハイゼンベルク模型で記述される量子スピン軌道液体状態が実現される可能性を指摘し、計画上は予期されていなかった大きな成果を上げた。当該年度の初期は当初の計画通り、キタエフ模型の研究を行い、キタエフ模型を実現する有機金属構造体、及び、そこで実現される新たな結晶スピン液体を発見した。この研究は近年盛んに研究されている空間群の対称性によって守られたトポロジカル相のマヨラナフェルミオン版であり、それ自体非常に興味深い成果である。ただ、以上の研究はマヨラナフェルミオンが相互作用しないキタエフ模型での研究であり、マヨラナフェルミオンの相互作用する状況の研究が本来の研究目的である。この目的に関係して、我々は新たに、創発SU(4)対称性を持った量子スピン軌道液体の実現可能性を新たにジルコニウム化合物などにおいて提案した。提案したSU(4)ハイゼンベルク模型は先行研究により、マヨラナフェルミオンによる表現が知られており、SO(6)対称性を持ったマヨラナフェルミオンの模型と等価である。そのため、今までのキタエフ模型に関する知見をそのまま量子スピン軌道液体の研究に生かせるだけでなく、当初予期していなかった新たな方法で、マヨラナフェルミオン間の相互作用に起因する新たな物理を切り拓くことができる。以上により我々は本研究は当初の計画以上に進展していると考えている。本年度の初期はSU(4)量子スピン軌道液体の論文がPhys. Rev. Lett.誌に掲載された他、SU(4)ハイゼンブルク模型に対する量子モンテカルロ法などの研究をインドの共同研究者と共に主にしていたが、途中で再度もとの有機物を用いた研究に回帰することにした。上記に並行して新たに物性研究所における実験で発見されたプロトン(水素)の量子ゆらぎで量子スピン液体物質、κ-H3(Cat-EDT-TTF)2の研究を始め、実験家の話を元に、プロトンの量子揺らぎと量子スピン液体が結合した量子スピン双極子液体の理論研究を行った。
近距離旅客交通の民営化および公私協働に関する実態と理論の実証的・比較法研究

研究成果の第1として、2003年9月29日、ドイツのバヅーラ教授を大阪大学に迎え、「公益企業による生存配慮」と題して、講演会を開催することができた。そこで、教授は、民営化の時代においても、公行政による最低限度の保障の責任として生存配慮概念を維持されようとされる。さらに欧州連合においても、加盟国は、一般的経済的利益の給付は、市場関連的給付として、許容されうると主張されるのが注目されうる。そして、公益企業による生存配慮は、社会的法治国の本質的メルクマールであると結ばれている。研究成果の第2として、日本の近距離旅客輸送の法律問題に関し、ドイツのシュパイア大学で行われた国際シンポジウムにおいて報告したこと、およびその内容を、シュパイア大学法学論叢に公表できた(2004年)ことである。その中では、とくに日本では、ドイツやヨーロッパと異なり、東京圏や大阪圏および中部圏においては、きわめて人口密度が高く、その意味で近距離旅客輸送は、住民の生活と極めて密接な関連を有していることを指摘するとともに、我が国においては明治期以来、近距離旅客輸送は、民間企業によって担われていたこと、しかし同時に行政主体によっても近距離旅客輸送が担われていたことを指摘した。研究成果の第3として、欧州連合、イギリス、ドイツ等における近距離旅客輸送の民営化に関する理論と実態を考察できた。とりわけ、フェーリング(Professor Dr.Fehling)「公的な近距離旅客輸送を例にした生存配慮の改革の考察」(Die Verwaltung 34.Bd,2001)を参考に、様々なモデルについて考察できたことである。このように、近年は世界的に、行政の規制緩和と並んで、民営化が大胆に推進されることになった。国鉄も民営化され、近距離旅客輸送は、いっそうの民営化が迫られている。しかし、どうだろうか。2005年4月25日午前9時20分に発生したJR福知山線の尼崎での大事故は、民営化の落とし穴の如実な例である。人命を預かる近距離旅客輸送として、安全性は効率性以上に尊重されなければならない価値である。この度の事件において、安全性軽視の実態が明白になったが、一日も早く、その原因が解明され、利用者の安全性の保障がなされなければならない。このため、生存配慮としての公益企業、たとえば近距離旅客輸送において、国家は、最低限の保障を担うべきであろう。(1)近距離旅客輸送の法律問題の研究のため、村上は、2003年7月から8月にかけて3週間ドイツを訪問し(大阪大学50周年記念事業基金による補助)、シュパイア(Speyer)行政大学院のピッチャー(Pitschas)教授と意見交換することができた。さらに上記テーマに関し、シュパイア大学図書館においてドイツの最新の資料・文献をかなり豊富に収集することができた。さらに、元ミュンヘン大学のバヅーラ(Badura)教授にお会いして知見を広めることができた。さらに、元Kochel市長さんとお会いでき(バヅーラ邸にて)、ドイツの市町村の近距離輸送システムの実態に関し見聞を広めることができた。

(2)2003年9月29日には、ドイツからバヅーラ教授が大阪にも来られ、大阪大学において「公益企業による生存配慮(Dasenisvorsorge)」に関し講演され、村上が通訳したが、近距離旅客輸送も含め、欧州連合(EU)との関連での国および市町村による生存配慮行政の基本問題を認識し、たとえば、民営化と公的責任による経営の問題や、公私協働に関する様々な法律問題に対して、解決のための視点を得ることができた。(3)共同研究者としてのシェラー(Scheller)も、2003年12月から2004年1月にかけてドイツを訪れ(科学研究費補助による)、近距離旅客輸送に関し最新の貴重な情報を図書館やマスコミをとおして得ることができた。村上とシェラーは、広島および大阪において意見交換できたばかりでなく、頻繁にメールおよび電話等で共同研究することができている。(4)大阪市営交通が始まって100年を迎えた大阪市において、さまざまな催しや記念報告書が発刊されているが、それらを通してわが国の自治体の近距離輸送システムの歴史的な発展と意義について検証することができた。また広島市や福岡市の近距離旅客交通の実態について資料を収集できた。(5)以上のように、本年度の研究成果の達成度は大きなものがある。(1)今年度は、欧州連合、イギリス、ドイツ等における近距離旅客輸送の民営化に関する理論と実態を中心に検討した。特に、フェーリング(Prof.Dr.Michael Fehling)「公的な近距離旅客輸送を例にした生存配慮の改革の考察」(DIE VERWALTGUNG 34.Band 2001)を参考に、様々のモデルについて考察した。それによれば、(1)まず、完全な民営化のモデルとしては、イギリスのロンドン郊外の近距離旅客輸送システムが指摘されうる。これは単なる届出義務のみ課せられ、一定の期間経過後は何時でも廃止できるものであり、最も自由な市場原理に合うモデルである。しかし様々な弊害も予想されうる。(2)次のモデルは、ロンドン市内の民営化モデルである。このモデルは中央で計画的に調整する組織が設けられるが、事業そのものは競争入札で市場原理に基づいて行われる。このモデルは欧州連合(EU)の新しい指令も推奨するものである。(3)しかしドイツでは、伝統的な生存配慮概念が前提としていた国家責任による交通経営を改め、保障国家(Gewaehrleistungsstaat)の観念のもと、最小限度の生存条件の維持を残そうとする。これに対して、フェーリングは、最も新しいモデルとして、最大限市場原理を尊重しつつ、環境保護や利用者保護の立場から、公・私協働の理念のもと、公によるものであれ民間によるものであれ、自主的な統一的計画調整組織を提案し、しかし同時にこの計画主体も公募により競争入札によることとし、かつ、経営主体も、事業主体も競争入札によることとし、かつ入札の基準も緩やかにとどめるべきとするモデルを提案しているのが注目されうる。(4)われわれは、このフェーリングの提案が、今後の日本の近距離旅客輸送又は近距離旅客交通のシステムの民営化にとっても大いに参考にすべきではないかと思っている。
胃癌の浸潤、転移及び局所免疫に対するムチンの役割の解明

臨床研究1)胃癌の末梢血中のムチン(STN)の発現:末梢血中のムチンの産生(STN抗原の発現)は、色々な臨床病理所見と関連性を持ち、しかも治療成績不良の原因の一つになっている可能性がある。2)末梢血中と腫瘍近傍の環流血中のムチン(STN)の発現と免疫能:末梢血と還流中のSTNの発現率に差は無く、免疫パラメーターも末梢血と還流血では差が無かったが、STNの発現に一致して、CD4/8比の低下が認められた。3)末梢血中および還流血中のムチン(STN)の発現とサイトカイン:STNをはじめとする腫瘍抗原の発現例では、細胞内サイトカインをはじめとする免疫能が低下していることが、予想されたが、有意な差は認めなかった。4)胃癌組織におけるムチン(STN)の発現:癌細胞におけるSTNの発現は、癌の深達度と比例して高率となった。発現の形態は、細胞質内に約半数が発現し、その強度はあまり強くない症例が多くを占めた。5)癌および周囲線維芽細胞におけるbFGFとbFGFRの発現:癌組織および周囲線維芽細胞組織のおけるbFGFとbFGFRの発現は、差が無かった。未分化型においては、両者の関係がある可能性が認めらた。6)腹膜播種巣のSTNの発現と周囲線維芽細胞におけるbFGFとbFGFRの発現の関連性:腹膜播種性転移巣もSTNの発現は主病巣と同じで、転移部位での線維芽細胞の反応も原発巣周囲のそれと変化が無い。実験研究1)腹膜中皮と胃癌培養細胞の接着能:癌細胞が腹膜中皮細胞への接着する過程においては、ムチンの関与(接着を促進させる働き)は、STKM-1を除くと、少ないものと考えられた。また、STKM-1も有意な変化を示さなかった。2)癌細胞の腹膜間質への浸潤能とムチン:癌細胞が腹膜間質組織に浸潤する過程において、腹膜中皮細胞は、防御的な働きをしていた。腹膜間質にある線維芽細胞は癌の浸潤を促進した。ムチンの浸潤への関与は、明らかに出来なかった。(臨床研究)1.免疫組織染色による胃癌組織内のシアロムチン(STN)の発現:胃癌症例100例における発現を検索した結果,全体47%の症例に発現が認められ深達度が深くなるに従って陽性率は高率となること(m:7.2%,Sm:37%,mP:60%)から,シアロムチン(STN)の発現と癌の進行との間に関連があることが明らかとなった。2.胃癌組織内のシアロムチン(STN)の発現と局所免疫の関連性:上記の胃癌症例の局所における血中の細胞内サイトカイン(Th1/Th2バランス)の変動を測定した結果,癌患者における細胞内サイトカインの変動は見られるもののシアロムチン(STN)の発現との強い関連性は現在の段階では確認できなかった。3.播種陽性胃癌における播種巣

シアロムチン(STN)の発現と腹膜中皮細胞および繊維芽細胞のbFGF,bFGFRの発現の関連性:腹膜播種陽性胃癌症例の集積中である(実験研究)1.胃癌の培養細胞株を用いてシアロムチン(STN)の発現と細胞周期との関連性についてはflow cytometryを用いて測定中である。(臨床研究)胃癌組織におけるシアロムチン(STN)と癌組織周囲の線維芽細胞の相互作用を見る1)胃癌組織のSTNの発現:胃癌100例の免疫組織染色によるSTNの発現の検索は既に終了し、進行度とSTNの発現に関連性があることが明らかになった。2)癌組織周囲の線維芽細胞発現との線維芽細胞のbFGFとbFGFRの発現:癌組織周囲の線維芽細胞発現は未分化型と分化型の髄様増殖型癌の周囲に強く認められ、bFGFとbFGFRの発現も線維芽細胞の多いものに発現した。3)腹膜播種巣の症例は12例に組織を採取した。STNの発現は7例に認められ、癌周囲の線維芽細胞にbFGFとbFGFRの発現が認められたが、STN発現との関連はない。現在症例を追加中であるSTN発現とリンパ球内サイトカインの反応からSTN発現と免疫能の関係を見る1)胃癌症例における局所の血中の細胞内サイトカイン(TH1/TH2)の変動とSTNの発現の間には関連性がなかった(実験研究)胃癌培養細胞株(STKM-1,MKN-1,MKN-28,MKN-45,MKN-75)と線維芽細胞の培養によりムチンの増殖、浸潤への関与を見る1)細胞増殖と細胞周期に及ぼす影響:癌細胞の増殖は線維芽細胞によってその増殖率は上がる。ムチンの影響は実験中である。2)細胞浸潤能:癌細胞の腹膜中皮細胞への接着、浸潤にはCD44H,β-integrinが強く関与していたことが明らかとなった。ムチンの影響は現在実験中である(臨床研究)1.胃癌組織におけるSTNと癌組織周囲の線維芽細胞との相互関係を見る(1)胃癌組織のSTNの発現:STNの発現と進行度との関連性を明らかにしたので、他の因子との統計処理を行った。更に、再発との関連を患者の経過観察しながら検討中である。(2)腹膜播種症例における播種巣を採取し、播種巣のSTNの発現と癌周囲の線維芽細胞でのbFGFとbFGFRの発現に関して前年度に続き症例を増やした。症例数が20例と増加により、両者の関連性がより明らかにできる。2.STN発現とリンパ球内サイトカインの反応からSTNと免疫能の関連を見る癌周囲のDrainage veinからの血中のSTN発現と細胞内サイトカインは関連性が無かったが、本年度はこれの症例を増やし検討した。結果的には症例の増加でも、両者の関連性は少ないものと思われた。(実験研究)1.培養胃癌細胞と線維芽細胞の培養によるムチンの増殖、浸潤への関与をみる(1)細胞浸潤能:癌細胞の腹膜中皮細胞への接着、浸潤にはCD44H, Integrinが強く関与し、ムチンも影響を及ぼす可能性があることが明らかになってきた臨床研究癌組織のSTN発現と癌周囲のbFGF, bFGFRの発現の違いによる生存率の差を明らかにすることを行い、腹膜播種内のSTN発現の症例を集積し、以下の結果を得た1)癌(主病巣)組織のSTN発現:進行度とSTN発現の有無による治療成績との関連性Stage IIB症例において、STNの発現症例の治療成績は不良で、発現が再発の予後因子となりうることが明らかとなった。2)癌周囲の線維芽細胞内のbFGF, bFGFRの発現と予後bFGF, bFGFRの発現は、治療成績との関連性は認められない結果を得た。更に、長期の観察期間が必要である3)腹膜播種内のSTN発現の症例腹膜播種巣の発現は、主病巣の発現と高い相関が認められ、同じような発現率であった。
不完全さが桁の耐荷力低下に与える影響

本研究は,補剛材端ギャップと疲労亀裂を,もともとこれらが無かった状態に対する不完全さとして捕らえ,これらが桁の耐荷力をどの程度低下させるかを定量的に明らかにするために,次の研究を行った.1.補剛材端ギャップが桁の耐荷力低下に与える影響ロボット溶接の可動性を上げるためには,水平補剛材端や垂直補剛材端に大きなギャップを置くことが望まれるそこで,せん断を受ける桁,及び曲げ・せん断の組合せ荷重を受ける桁の耐荷力低下と垂直補剛材端ギャンプの関係を,桁の耐荷力試験,有限要素法による弾塑性有限変位解析によって調べた.これにより,垂直補剛材の剛性,垂直補剛材端ギャップ,及びウェブの初期面外たわみ形状が桁の終局強度を低下させるメカニズムを明らかにした.2.疲労亀裂が桁の耐荷力低下に与える影響主桁ウェブに疲労亀裂が発生した事例が数多く報告されている.現在,このような疲労亀裂が桁の耐荷力をどの程度低下させるかは明らかにされていない.そこで主桁ウェブに亀裂を有する桁の耐荷力試験を,異なる亀裂パターンを有する試験体について実施した.その結果,曲げの引張側のウェブ亀裂は終局強度を幾分低下させるが,亀裂がない桁より最大荷重到達後の荷重の低下が少ないこと,及びウェブと上フランジの溶接に発生する亀裂は,降伏モーメントに達する前に荷重を急激に低下させることが明らかになった.本研究は,補剛材端ギャップと疲労亀裂を,もともとこれらが無かった状態に対する不完全さとして捕らえ,これらが桁の耐荷力をどの程度低下させるかを定量的に明らかにするために,次の研究を行った.1.補剛材端ギャップが桁の耐荷力低下に与える影響ロボット溶接の可動性を上げるためには,水平補剛材端や垂直補剛材端に大きなギャップを置くことが望まれるそこで,せん断を受ける桁,及び曲げ・せん断の組合せ荷重を受ける桁の耐荷力低下と垂直補剛材端ギャンプの関係を,桁の耐荷力試験,有限要素法による弾塑性有限変位解析によって調べた.これにより,垂直補剛材の剛性,垂直補剛材端ギャップ,及びウェブの初期面外たわみ形状が桁の終局強度を低下させるメカニズムを明らかにした.2.疲労亀裂が桁の耐荷力低下に与える影響主桁ウェブに疲労亀裂が発生した事例が数多く報告されている.現在,このような疲労亀裂が桁の耐荷力をどの程度低下させるかは明らかにされていない.そこで主桁ウェブに亀裂を有する桁の耐荷力試験を,異なる亀裂パターンを有する試験体について実施した.その結果,曲げの引張側のウェブ亀裂は終局強度を幾分低下させるが,亀裂がない桁より最大荷重到達後の荷重の低下が少ないこと,及びウェブと上フランジの溶接に発生する亀裂は,降伏モーメントに達する前に荷重を急激に低下させることが明らかになった.近年,鋼橋の設計,製作,施工に関して合理化や省力化が指摘されている.鋼桁製作において合理化や省力化を考えた場合,ロボット溶接による生産ラインの自動化が不可欠である.鋼桁製作において,ロボット溶接による生産ラインの自動化を妨げている原因の一つに,水平補剛材と垂直補剛材の連結部,垂直補剛材とフランジの連結部が挙げられる.これらの連結部は狭隘な構造詳細であるために,溶接ロボットの可動を困難にしている.他方,箱桁製作において箱桁内の溶接作業を無くすために,150mmの垂直補剛材端ギャップを設けることが提案されている.鋼桁製作におけるロボット溶接の可動性を上げること,並びに箱桁製作において箱桁内の溶接作業を無くすためには垂直補剛材の両端にギャップを設ける必要がある.しかし,垂直補剛材端ギャップが桁のせん断終局強度,及び曲げ・せん断の組合せ終局強度に与える影響は明らかにされていない.本研究は,これを明らかにするために次の研究を行なった.(1)垂直補剛材端ギャップの大きさの異なる4体の桁の静的載荷試験を実施した.(2)せん断を受ける桁,及び曲げ・せん断の組合せ荷重を受ける桁の耐荷力低下と垂直補剛材端ギャップの関係を,有限要素法による弾塑性有限変位解析によって調べた.これにより,垂直補剛材の剛性,垂直補剛材端ギャップ,及びウェブの初期面外たわみ形状が桁の終局強度を低下させるメカニズムを明らかにした.本研究は,補剛材端ギャップと疲労亀裂を,もともとこれらが無かった状態に対する不完全さとして捕らえ,これらが桁の耐荷力をどの程度低下させるかを定量的に明らかにするために,次の研究を行った.(1)補剛材端ギャップが桁の耐荷力低下に与える影響ロボット溶接の可動性を上げるためには,水平補剛材端や垂直補剛材端に大きなギャップを置くことが望まれる.そこで,せん断を受ける桁,及び曲げ・せん断の組合せ荷重を受ける桁の耐荷力低下と垂直補剛材端ギャップの関係を,有限要素法による弾塑性有限変位解析によって調べた.これにより,垂直補剛材の剛性,垂直補剛材端ギヤップ,及ぴウェブの初期面外たわみ形状が桁の終局強度を低下させるメカニズムを明らかにした.(2)疲労亀裂が桁の耐荷力低下に与える影響主桁ウェブに疲労亀裂が発生した事例が数多く報告されている.現在,このような疲労亀裂が桁の耐荷力をどの程度低下させるかは明らかにされていない.そこで主桁ウェブに亀裂を有する桁の耐荷力試験を,異なる亀裂パターンを有する4体の試験体について実施した.亀裂長さと桁の耐荷力低下の関係を有限要素解析によるパラメトリック解析によって定量化した.
天王星の環の力学的構造の解明

昨年度までの解析力学的な手法で、観測された天王星の環の離心率は、外側の未知の羊飼い衛星の力学的作用による強制離心率であり、従ってその近点の動きは、衛星の近点の動きと同期しているのだという結果を得て、天王星の力学的構造を説明した。またこれと同じ仮定で、環の離心率の内側から外側にかけての増加率や、軌道面の交点の動きも説明出来た。一方この解析的な取扱いには、かなりの誤差が入りうるので、計算機を使っての数値積分を今年度は試みた。この研究では、東京工業大学理学部の井田茂氏の協力を得た。数値積分は、偏平な回転楕円体である天王星と、その周りを動く衛星の作用を受けて運動する、環を代表する一つの粒子という力学系について試みた。この際、衛星は環の外側にあると仮定した。パラメーターとしては、天王星の偏平率、衛星と粒子の距離、衛星の離心率をとり、確かにある条件では、粒子の強制離心率が大きくなり、近点が衛星の近点と同期する場合のあることを知った。この問題で、衛星と環との距離が非常に小さいと、衛星の環の粒子に対する影響は大きくなりすぎてカオスの状態となり、同期が起きることはない。また、その距離がある程度以上になると、衛星の影響での強制離心率の値は余り大きくはならず、同期現象は起こらない。従って、同期現象の起きる条件を満たすパラメーターの範囲はかなり限られた範囲に限定されるが、このような条件となる場合は確かにあることが分かったのは、大きな成果である。この衛星を二つ(内側と外側に一つづつ)とした際の計算にも着手しており、この場合にも基本的な性質の差はないと考えられる。また、環のなかの自己重力の影響についても確かめるつもりにしているが、まだこの問題には着手していない。
脂肪肝発症と代謝異常・潜在的動脈硬化に関する疫学的検討

潜在的動脈硬化の一指標の冠動脈石灰化の進展と、脂肪肝との関連を、初回調査・追跡調査時に冠動脈石灰化スコアやCTの肝臓・脾臓CT値比、飲酒量を計測し、その結果より解析した。一般住民1,112名を調査し、その841名を追跡し、解析した。初回調査で脂肪肝でなかった772名(91.8%)の内、7.4%(57名)が平均4.9年後に新たに脂肪肝を発症した。初回調査時のBMIと中性脂肪値は脂肪肝発症と有意に関連したが、飲酒量は有意な関連を認めなかった。年齢、飲酒量、収縮期血圧、LDLコレステロールは冠動脈石灰化進展と有意な関連を認めたが、初回調査時のCTの肝臓・脾臓CT値比は有意な関連を認めなかった。内臓脂肪型肥満やそれに代謝異常を伴うメタボリックシンドロームでは、高血圧、脂質異常症、インスリン抵抗性を介し、循環器疾患を惹起する。メタボリックシンドロームは脂肪肝の1つである非アルコール性脂肪肝(NAFLD)を併発しやすい。NAFLDは、内臓脂肪型肥満や種々の代謝異常と独立して、動脈硬化・循環器疾患発症と関連する。本研究は潜在的動脈硬化の一指標である冠動脈石灰化の発症・進展と、脂肪肝との関連、および脂肪肝の促進・抑制因子探索を目的とする。本研究は、一般住民1,300名を対象に潜在的動脈硬化進展度について行った研究の、追跡調査に基づく。初回調査時は、心臓冠動脈の石灰化・内臓脂肪面積の計測・脂肪肝の評価を行ったが、追跡調査時にはこのうち脂肪肝の評価を行っておらず、本申請で行う。また、調査時に詳細な問診を行い個人の飲酒量の正確な情報を得る。平成25年度は追跡調査のデータ収集作業を行った。すなわち、被験者のCT画像で脂肪肝の定量的評価(連続した横断面のCT画像から肝臓・脾臓両断面の存在する1枚を選び、肝臓・脾臓それぞれを約45mm2の円形に3点抽出し、その平均CT値を測定し、肝臓・脾臓それぞれの三点の平均値の比を計算)、CT画像やデータの整理・保存、結果の電子データベース化、追跡調査リサーチナースの配備を行った。本研究の目的は、脂肪肝の潜在的動脈硬化進展に及ぼす影響を1冠動脈石灰化の進展の有無から定量的に明らかにし、2脂肪肝の発症率、脂肪肝発症が代謝異常や潜在的動脈硬化進展に及ぼす影響、及び3アルコール性脂肪肝とNAFLDを分類し、各々の影響の差異を明らかにすることである。内臓脂肪型肥満や、それに代謝異常を伴うメタボリックシンドロームでは、高血圧、脂質異常症、インスリン抵抗性を介し、循環器疾患を引き起こす。メタボリックシンドロームは脂肪肝の一つである非アルコール性脂肪肝(NAFLD)を併発しやすい。本研究は潜在的動脈硬化の一指標である冠動脈石灰化の発症・進展と、脂肪肝との関連、及び脂肪肝の促進・抑制因子探索を目的とする。本研究は一般住民1300名を対象に潜在的動脈硬化進展度について行った研究の追跡調査に基づく。初回調査時は、心臓冠動脈の石灰化、内臓脂肪面積の計測、脂肪肝の評価を行ったが、追跡調査時にはこの項目のうち、脂肪肝の評価を行っていない。今回の申請で脂肪肝の評価を行う。また、調査時に詳細な問診を行うことで個人の飲酒量の正確な情報を得る。脂肪肝が潜在的動脈硬化進展に及ぼす影響を、1冠動脈石灰化の進展の有無から定量的に明らかにし、2脂肪肝の発症率、脂肪肝発症が代謝異常や潜在的動脈硬化進展に及ぼす影響、加えて、問診より得た正確な飲酒量を元に、3アルコール性脂肪肝とNAFLDを分類し、それぞれの影響の差異を明らかにする。平成24年度は、すでに終了した追跡調査参加者350名のCT画像から脂肪肝の定量的評価を行った。すなわち、連続した横断面のCT画像から肝臓・脾臓両断面の存在する1枚を選び、肝臓・脾臓それぞれを約45mm2の円形に3点抽出し、その平均CT値を測定した。次に肝臓・脾臓それぞれの3点の平均値の比より、脂肪肝の評価を行った。CT値の測定には、特殊な画像解析プログラム、高性能パソコンと高解像度モニターを用いた。また、現在継続中の追跡調査時にリサーチナースを配備し、被験者のアルコールに関して詳細に問診を行い、正確なアルコール摂取量の情報を得た。メタボリックシンドロームは脂肪肝の1つである非アルコール性脂肪肝(NAFLD )を併発しやすい。初回調査時は、心臓冠動脈の石灰化・内臓脂肪面積の計測・脂肪肝の評価を行ったが、追跡調査時にはこの項目のうち、脂肪肝の評価を行っていない。

今回の申請で脂肪肝の評価を行う。また、調査時に詳細な問診を行うことで個人の飲酒量の正確な情報を得る。平成26年度は、その間行われた追跡調査の被験者のCT画像を用い、脂肪肝の定量的評価を行った。すなわち、連続した横断面のCT画像から肝臓・脾臓両断面の存在する1枚を選び、肝臓・脾臓それぞれを約45mm2の円形に3点抽出し、その平均CT値を測定し、肝臓・脾臓それぞれの三点の平均値の比を計算し、その値より脂肪肝の評価を行った。また、CT画像やデータの整理・保存、結果の電子データベース化、追跡調査リサーチナースの配備を行った。本研究の目的は、脂肪肝の潜在的動脈硬化進展に及ぼす影響を1冠動脈石灰化の進展の有無から定量的に明らかにし、2脂肪肝の発症率、脂肪肝発症が代謝異常や潜在的動脈硬化進展に及ぼす影響、加えて、問診より得た正確な飲酒量をもとに、3アルコール性脂肪肝とNAFLDを分類し、それぞれの影響の差異を明らかにすることである。内臓脂肪型肥満やそれに代謝異常を伴うメタボリックシンドロームでは、高血圧、脂質異常症、インスリン抵抗性を介し、循環器疾患を惹起する。メタボリックシンドロームは脂肪肝の1つである非アルコール性脂肪肝(NAFLD)を併発しやすい。NAFLDは、内臓脂肪型肥満や種々の代謝異常と独立して、動脈硬化・循環器疾患発症と関連する。本研究は潜在的動脈硬化の一指標である冠動脈石灰化の発症・進展と、脂肪肝との関連、および脂肪肝の促進・抑制因子探索を目的とする。すなわち、脂肪肝の潜在的動脈硬化進展に及ぼす影響を1冠動脈石灰化の進展の有無から定量的に明らかにし、2脂肪肝の発症率、脂肪肝発症が代謝異常や潜在的動脈硬化進展に及ぼす影響、加えて、問診より得た正確な飲酒量をもとに、3アルコール性脂肪肝とNAFLDを分類し、それぞれの影響の差異を明らかにすることである。本研究は、一般住民1,300名を対象に潜在的動脈硬化進展度について行った研究の、追跡調査に基づく。初回調査時は、心臓冠動脈の石灰化・内臓脂肪面積の計測・脂肪肝の評価を行ったが、追跡調査時にはこのうち脂肪肝の評価を行っていなかった。本研究で追跡調査に脂肪肝の評価を行った。また、追跡調査時に詳細な問診を加え、個人の飲酒量の正確な情報を得た。平成24年度にデータ解析・整備のための環境を整えた。平成2426年度に脂肪肝や飲酒量のデータを得た。最終年度の平成27年度はこれまでに得られたデータを整備・解析し、情報収集活動を行った。潜在的動脈硬化の一指標の冠動脈石灰化の進展と、脂肪肝との関連を、初回調査・追跡調査時に冠動脈石灰化スコアやCTの肝臓・脾臓CT値比、飲酒量を計測し、その結果より解析した。一般住民1,112名を調査し、その841名を追跡し、解析した。初回調査で脂肪肝でなかった772名(91.8%)の内、7.4%(57名)が平均4.9年後に新たに脂肪肝を発症した。初回調査時のBMIと中性脂肪値は脂肪肝発症と有意に関連したが、飲酒量は有意な関連を認めなかった。年齢、飲酒量、収縮期血圧、LDLコレステロールは冠動脈石灰化進展と有意な関連を認めたが、初回調査時のCTの肝臓・脾臓CT値比は有意な関連を認めなかった。本研究課題は、他の研究費によって行われている潜在的動脈硬化のフィールド調査の追跡調査を元にしている。平成17-20年に一般住民1,300名を対象に初回調査を行った。今回の調査対象は、その追跡調査に参加協力した同一集団は850名である。その内訳は、初回調査の約5年後に行われ、平成23年度に終了している追跡調査の参加者350名と、平成24-26年に行われた追跡調査参加者500名である。
ケモカインSDF-1のエイズウイルス感染抑制因子としての意義

1、HTLV-1TaxによるSDF-1の発現誘導:様々なT細胞株についてSDF-1の発現をRT-PCR法により検討した。SDF-1の発現は、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV-1)に感染したT細胞株において亢進していた。HTLV-1の転写活性化因子Taxは様々な細胞遺伝子の発現を誘導することが報告されている。誘導性のTax発現プラスミドを導入したT細胞株を用いて、TaxがSDF-1の発現を誘導することが示された。これまで、SDF-1はストローマ細胞などにおいて恒常的に発現していることが示されているが、エイズウイルスの宿主細胞であるT細胞においても、誘導性にSDF-1が発現し、エイズウイルス感染抑制因子として機能する可能性が推定された。現在、正常末梢血単核球中におけるSDF-1の発現およびそのエイズウイルス感染抑制因子としての意義について検討している。2、エイズウイルス感染者、末梢血単核球におけるSDF-1の発現:エイズウイルス感染者のCD8細胞はウイルスの複製を生体内および試験管内において著名に抑制する。このCD8の抑制活性は無症候性ウイルスキャリアーにおいて検出され、エイズ発症に伴って消失することから、エイズ発症を阻止している重要な生体防御機構であることが示唆されている。ウイルス感染者および健常人の末梢血リンパ球を用いて、CD8細胞によるウイルス複製抑制活性とSDF-1の発現について検討したが、これらの間には相関が見られなかった。即ち、CD8細胞はSDF-1の発現とは異なるメカニズムを介して、ウイルスの複製を抑制をしていることが示唆された。一方で、エイズウイルス感染者(特に、無症候性キャリアー)のSDF-1の発現は健常人よりも亢進していた。従って、SDF-1はCD8とは異なるメカニズムを介して、無症候性キャリアーにおけるエイズウイルスの複製を抑制することが示唆された。
船尾波崩れによる抵抗の尺度影響に関する研究

粘性境界層による船尾端での水深方向流速分布がトランサム船尾直後の流れに大きく影響するはずであると言う仮説を基に本研究を行った。1.トランサム船尾直後の流れの構造の解明トランサム船尾直後の流れを回流水槽にて詳細に計測・観測した。その結果,トランサム船尾直後の水面に逆流があり,逆流した流れは船尾端で前進を阻まれ,その後船尾端に沿って両横側へ流れて,最終的には船側の流れに入って行くことを明らかにした。またこの逆流は波の前方への波崩れにより発生する事を実験により確認」した。2.トランサム船尾直後の前方への波崩れを取り扱う方法の開発船尾端での水深方向流速分布を考慮に入れる事ができて急峻な波をも取り扱えるトロコイド波でトランサム船尾直後の流れを近似した。一方で,1.の結果を基にして波崩れ発生のクライテリアを提案した。これらを基に,水面からどの深さまでの流層が前方へ崩れるのかを推定可能にし,かつこの前方への波崩れによる抵抗の推定計算式を導いた。3.前方への波崩れ現象の特性の解明2.の方法によりこの現象の特性を検討した。その結果,この現象は仮説通りに船尾端での水深方向流速分布に大きく影響されること,従って尺度影響を持つこと,そしてこの現象による抵抗の無次元値は模型寸法の増大と共に減少する事を明らかにした。一方で,崩れずに後方へ伝播する残存後続波の波高は,逆に,模型寸法の増大と共に増大する事が分かった。4.今後の研究計画船尾波のもう一つの成分であり予想外の特性を持つことが分かった残存後続波について先ず研究する。次に,その研究成果と上記の研究成果を基にして,互いに異なった特性を持つ2つの成分すなわち「前方への波崩れ」と「残存後続波」からなる船尾波の尺度影響を研究する。・小型回流水槽での実験により、トランサム船尾直後の流れは次のような構造を持つことが分かった:トランサム船尾の近くに波の山が発生して、それより前方では水面の流れは逆流している。逆流した流れは船尾端近くで一旦停上して、その後両側に流れて行く。・一方で、船速は一定にして、トランサムの没水量を変えて、舶尾端直後の流れを観測した。その結果、没水量が大きい程、舶尾端近くの波の山の高さが大きくなり、それと共に山からの逆流が大きくなることが分かった。これより、上記の逆流は、船尾端で発生した波が前方に崩れるために発生することが分かった。・次に、「上記のように船尾端の近くに波の山ができ、かつそこから前方への波崩れが発生するのは、船尾端の船底に形成される粘性境界層の低部では流速が低いことが主原因であろう」という仮説の基に、この前方への波崩れ発生のクライテリアとして下記を設定した:1.流線をトロコイドで近似する。2.次のいずれかが成り立つ時に前方への波崩れが発生する:(1)トロコイドでの近似ができない(2)トロコイドでの近似ができても、流線の最大傾斜が30度を越える。実験結果との比較による検証を通して、この方法により上記の前方への波崩れ現象を説明できることが分かった。・そこで、上記の方法により、前方への波崩れ現象の特性を調べた。その結果、次のことが分かった:1.上記の波崩れ現象を支配するのは舶尾端の没

水量とフルード数である。2.この現象による抵抗は尺度影響を持つ。その抵抗の無次元値は模型船に比べて実船の方が小さい。3.船尾端で崩れずに、後方へ白由波として伝播する残りの成分は逆に模型船よりも実船の方が大きい。・今後、上記の前方への波崩れによる抵抗と、崩れずに白由波として伝播する残りの成分による抵抗とを合わせた抵抗が、実船と模型船とでどちらが大きいかを研究することにしている。粘性境界層による船尾端での水深方向流速分布がトランサム船尾直後の流れに大きく影響するはずであると言う仮説を基に本研究を行った。1.トランサム船尾直後の流れの構造の解明トランサム船尾直後の流れを回流水槽にて詳細に計測・観測した。その結果,トランサム船尾直後の水面に逆流があり,逆流した流れは船尾端で前進を阻まれ,その後船尾端に沿って両横側へ流れて,最終的には船側の流れに入って行くことを明らかにした。またこの逆流は波の前方への波崩れにより発生する事を実験により確認」した。2.トランサム船尾直後の前方への波崩れを取り扱う方法の開発船尾端での水深方向流速分布を考慮に入れる事ができて急峻な波をも取り扱えるトロコイド波でトランサム船尾直後の流れを近似した。一方で,1.の結果を基にして波崩れ発生のクライテリアを提案した。これらを基に,水面からどの深さまでの流層が前方へ崩れるのかを推定可能にし,かつこの前方への波崩れによる抵抗の推定計算式を導いた。3.前方への波崩れ現象の特性の解明2.の方法によりこの現象の特性を検討した。その結果,この現象は仮説通りに船尾端での水深方向流速分布に大きく影響されること,従って尺度影響を持つこと,そしてこの現象による抵抗の無次元値は模型寸法の増大と共に減少する事を明らかにした。一方で,崩れずに後方へ伝播する残存後続波の波高は,逆に,模型寸法の増大と共に増大する事が分かった。4.今後の研究計画船尾波のもう一つの成分であり予想外の特性を持つことが分かった残存後続波について先ず研究する。次に,その研究成果と上記の研究成果を基にして,互いに異なった特性を持つ2つの成分すなわち「前方への波崩れ」と「残存後続波」からなる船尾波の尺度影響を研究する。