hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クロマチン構造の変化によるDNA複製制御に関する研究

DUFは、Xenopus卵におけるDNA複製開始に必要な因子として筆者らによって見出された(転写に関わるFACTと同一)。この因子は、分子量140kDa(Cdc68p/Spt16pの類似体)と87kDa(SSRP1)の二つのサブ4ニツトから成り、二重鎖DNAと、コアヒストンに結合して、クロマチン構造を緩める働きを持つ。本研究では、ヌクレオソーム構造に対するDUFの作用と、クロマチン構造をとったDNAの複製に対するDUFの作用を調べることによって、真核細胞のDNA複製に必要なクロマチンの構造変化の機構を解明することを目的とした。さらに、複製以外のDNAの動態におけるDUFの機能を調べることを目指した。XenopusとヒトDUFの両サブユニットに対する抗体を用いて、Xenopusおよびヒト培養細胞の染色を行ったところ、間期の核(特に核小体)がややドット状に強く染まった。また、細胞質も染色された。分裂期には凝集した染色体以外の細胞全体が染まった。細胞周期に伴ってDUFの局在部位やDNAとの結合が制御されている可能性が示唆される。DUFがDNA修復にも関与する可能性を考え、UVおよびX線照射後の培養細胞におけるDUFの局在部位を調べたが、照射前と比べ、大きな変化は認められなかった。哺乳類細胞のテロメアの複製に関与する因子を探索する目的で、テロメレースの部分精製の過程でテロメレースともに精製されてくる因子を調べた。cDNAクローニングの結果、DNAヘリケースのモチーフを持ったタンパク質がテロメレースに親和性を持って部分精製されてくることがわかった(お茶の水女子大学、室伏きみ子との共同研究)。このタンパク質のcDNAをバキュロウイルスゲノムに組み込んで、昆虫細胞内で発現させることに成功した。現在、発現したタンパク質の精製と酵素的性質を調べつつある。
キラルらせん高分子膜のトポケミカル光環化反応によるキラル超分子自立膜の創製

トポケミカル光環化反応により調製した独創的な超分子自立膜の高強度化および光反応の高効率化を検討し、前駆体ポリマーの側鎖置換基Rの構造を選択することで光反応後の超分子膜の強度が変化することを見出した。また、これまでキセノンランプを用いた光照射を行っていたが、LEDによる可視光照射を行い、光環化反応の光源に対する高効率化に成功した。本研究は申請者が見出したトポケミカル光環化反応による独創的な超分子自立膜の新規調製法をさらに展開させ、これまでに例のないキラル超分子自立膜の創製とその応用の検討を目的としている。この目的を達成するため、らせん高分子膜(前駆体ポリマー)のトポケミカル光環化反応による超分子自立膜のさらなる高強度化および光反応の高効率化を検討した。具体的には、1.これまで前駆体ポリマーの側鎖置換基Rに長鎖アルキル基(ドデシル基)を用いていたが、新たな側鎖置換基Rの構造を設計し、それに対応するモノマーの合成を行い、得られた前駆体ポリマー膜の強度と光反応後の超分子膜との関係について検討した。また、2.これまでキセノンランプを用いた光照射を行っていたが、LEDライトによる可視光照射を行い光環化反応の高効率化を検討した。1.置換基Rに水素結合性官能基の側鎖置換基としてヒドロキシドデシルオキシ基(水酸基)、N-ドデシルアミドペンチルオキシ基(アミド基)を有するモノマーを合成した。また、1,4,7-トリオキサウンデシル基などPEO鎖を置換したモノマーを合成し単独重合あるいは共重合を行った。いずれのモノマーも4090%程度の収率でポリマーが得られた。得られたいずれのポリマーもドデシル基を有するポリマーよりも強度が高かく光環化後の膜の強度も高かった。2.側鎖にドデシル基を有するポリマーの光環化反応(SCAT)を従来とは異なる光源としてLED光源を用いて行った。従来のキセノンランプでは4週間程度かかりキセノンランプの寿命500時間に対し同程度かそれ以上の反応時間を要していた。一方、同程度の光強度のLEDライトを用いた場合34週間で反応が終了し、反応時間はキセノンランプと同程度であったが、LEDライトの光源寿命が4万時間程度であるので光源に対する効率が大幅に改善された。この目的を達成するため、らせん高分子膜(前駆体ポリマー)のトポケミカル光環化反応による超分子自立膜のさらなる高強度化を検討している。具体的には、これまで前駆体ポリマーの側鎖置換基Rに長鎖アルキル基(ドデシル基)を用いていたが、新たに側鎖置換基Rの構造を下記の1、2のように設計し、それに対応するモノマーの合成を行い、得られた前駆体ポリマー膜の強度と光反応後の超分子膜との関係について検討した。1.置換基Rに水素結合性官能基を導入し側鎖の水素結合により超分子の安定化を検討した。2.エチレンオキシド鎖と金属の配位による疑似的な架橋によって超分子の強度を向上させるため、PEO鎖の導入を検討した。具体的には水素結合性官能基の側鎖置換基としてヒドロキシドデシルオキシ基(水酸基)、N-ドデシルアミドペンチルオキシ基(アミド基)を有するモノマーを合成した。また、1,4,7-トリオキサウンデシル基などPEO鎖を置換したモノマーを合成した。これらのモノマーの重合を行った結果、いずれのモノマーも4090%程度の収率でポリマーが得られた。ヒドロキシドデシルオキシ基を有するポリマーは一般的な有機溶媒には溶解性が悪く各種測定及び製膜が行えなかったためドデシル基を有するモノマーとの共重合体を合成した。超分子自立膜の合成に必要な前駆体ポリマー膜の高強度化を検討しているが、設計した複数のモノマーの中で一部のモノマーの合成がなかなか進まず、別の様々な合成ルートを検討していた為やや達成度の遅れが出ている。確立した合成法を基にさらに置換基の検討を行う。また、さらなる高強度化を検討するためグラフトポリマーの合成を検討する。さらに、光学活性基を有するモノマーを利用したキラル超分子膜の調製を検討していく。また、可視光照射についても光源の種類や波長の選択し反応の高速化についても検討する。光照射の光源の購入する。また、キラル試薬および合成および重合のための金属触媒の購入を行う。
有機スズのトランスメタル化能を利用した遠隔不斉誘導

今回、本研究者はグリニヤータイプの反応を行うアルキルチタン化合物において、ルイス酸性を持つチタンを不斉点構成ヘテロ元素(窒素など)に分子内配位させることにより反応点と不斉点を近づけ、効果的な遠隔不斉誘導を行うことを計画した。具体的には、各種天然型アミノ酸から誘導される不斉オキサゾリン構造をβ位に持つアルキルスズ化合物(スズホモエノラート)を合成し、これと四塩化チタンとのトランスメタル化によりアルキルチタン化合物に変換した後、アルデヒドと反応させ光学活性ラクトンを得た。アミノ酸としてL-イソロイシン、D-フェニルグリシン、L-バリン、D-ノルロイシン、D-t-ロイシン、(2S)-2-アミノ-1-プロパノールを用い反応を行った結果、L-イソロイシンを不斉源とした場合が最も良い不斉収率を与えた。また、アルデヒドとしては脂肪族系アルデヒドよりも芳香族アルデヒドにおいて良い結果が得られ、特にベンゼン環上に電子吸引基を持つベンツアルデヒドにおいて最高の不斉収率が得られた(ベンツアルデヒド:63%ee;o-クロロベンツアルデヒド:71%ee;2,6-ジクロロベンツアルデヒド:99%ee)。本反応において高い不斉収率が得られた理由としては、オキサゾリン構造を有するチタン化合物が平面構造をとり、さらにチタンがオキサゾリンの窒素に分子内配位することにより反応点と不斉点が比較的近傍に位置するため、有効にアルデヒドのエナンチオ面を認識したためと考えられる。
心機能変動予測システム開発のための入浴負荷による心機能変動因子の解明

本研究の目的は、入浴負荷による心機能変動予測システムを作製するために、入浴による負荷が心臓の構造や機能に及ぼす影響とその因子との関係を明らかにすることである。本研究は研究1静水圧から生じる負荷(全身浴・半身浴)の違いによる心機能変動の解析、研究2入浴環境温度(夏季・冬季)の違いによる心機能変動の解析、研究3入浴負荷による心機能変動予測システム作製の3つで構成され、唾液アミラーゼ、血圧などの間接的指標に加えて、心拍変動解析や心エコー検査など直接的指標を加えることで、心機能変動因子を明らかにする。
軸索伸長の駆動力を生む先導端のアクチン依存性エンドサイトーシス

神経回路形成時や神経損傷後の再生時には、軸索の先端に運動性の高い成長円錐が生じる。成長円錐はガイド分子によるナビゲーションに従って経路選択を行い、軸索を先導してシナプスを形成する。成長円錐の先導端は伸長方向に対して、最前線に相当する領域であることから、ガイド分子を効率的に受容する仕組みが存在すると考えられる。先導端近傍にはアクチン細胞骨格が局在し、重合端を先導端に向けて配置している。先導端の形質膜直下でアクチン重合が促進されることで、形質膜が押され、成長円錐の推進力が生じると考えられている。我々は超解像顕微鏡(SIM)による成長円錐の観察で、F-アクチンが先導端に向かって伸長するとき、同時に形質膜取込みが生じることを明らかにした(Cell Rep, 2017)。成長円錐におけるF-アクチンの3次元配置を3D-SIMで可視化した結果、大部分のF-アクチンが非接着面の形質膜に沿って山型に分布していることが分かった。また一部のF-アクチンはその表面から突出してフィロポディアを形成していた。この非接着性フィロポディアは1分前後で突出と退縮を繰り返し、フィロポディア表面には軸索ガイダンス受容体のニューロピリン1が局在した。フィロポディア消失時には高確率でエンドサイトーシスが誘導された。これらの結果から、成長円錐は非接着面の表面で短寿命のフィロポディアを形成することによって、ガイド分子を効率的に受容し、成長円錐内に取り込むのではないかと考えられる。超解像顕微鏡によるF-アクチンや受容体、エンドサイトーシス分子の動態観察によって、成長円錐が積極的にガイド分子を捕らえるという新しい概念を考えることができた。成長円錐のF-アクチンによる積極的なガイド分子の捕捉過程に関する超解像イメージング画質の向上を計るとともに、関係する分子の同定を目指す。この過程が実際の軸索ガイダンスに寄与していることを証明する。
拡張ナノ領域プロセシングが実現させる微小光源開発

結晶材料からなる超高Q値微小光共振器をトップダウンで作製することで,微小光共振器の形状を精密に制御できる手法を開拓する.本年度は,CaF2共振器を切削加工のみで作製し,切削加工の結晶方位依存性など,条件の詳細を明らかにすることで,切削加工のみで作製した共振器のQ値としては世界最高値となる10^7以上を実現した.高Q値が得られたのは,表面の凹凸を最小限にとどめることができるようになったからだと考えられる.また,切削加工後に,研磨加工を組み合わせることで,形状を大きく変化させることなくQ値10^8を超えるものを実現した.切削加工や,研磨加工後に所望の分散が得られていることを確認するためには,精密な分散測定法を開発する必要がある.そこで,周波数確度の高い光ファイバによる光周波数コム光源を基準光とした分散測定手法を開発した.微小光共振器に透過スペクトルを測定するための波長可変レーザと,周波数マーカとしての光周波数コム光とのビート信号をモニタリングすることで,波長可変レーザの正確な波長を計測することができる.正確な波長を用いて,共振器の透過スペクトルを測定する.FSR間隔と共振器の分散にはこれまでに知られている関係式が存在するので,それを当てはめることで,共振器の分散を精密に計測することが可能となる.この手法を用いて,共振器分散を計測したところ,我々の手法を用いると,設計通りに分散が得られることが明らかになった.これは従来の結晶共振器の作製では実現困難であったことであり,結晶共振器によるマイクロコムの発展に大きく寄与するものと言える.さらに,きわめて注意深く研磨を施せば,一定の範囲内で共振器分散を大きく変えることなく研磨ができることが示され,所望の共振器分散を保ちつつ高Q値を得ることができるようになった.切削加工と研磨工程を組み合わせて,所望の形状,つまり所望の分散の共振器を作製する手法の開発に一定のめどをつけ,さらに既存の光周波数コム光源を周波数マーカとして用いて分散を精密に測定するための手法を開発した.これまでにQ値10^8を超える共振器が得られているので,当初目標として高Q値と分散制御の両方の目標を達成しつつある.研究の過程において,断面形状がより鋭いものに関しては,研磨加工を極力併用しない方が良いことと,MgF2材料を用いることが光周波数コム発生においては重要であることが明らかとなってきたので,MgF2共振器で研磨加工を一切使わずに,光コム発生に十分なQ値となる10^8を目指す課題が新たに発生した.以上を総合して,当初目的をクリアしつつありながらも,新たな研究課題に取り組む必要性が出てきたので,おおむね順調に進展しているとした.本年度は光周波数コムの発生に適したMgF2共振器を切削加工のみで作製しQ値10^8以上達成することを目標とする.また,切削加工の最大の特徴である,同じ共振器を複数作製できるかどうかについても明らかとする.同一共振器を複数作製することは,産業上重要であるばかりでなく,そこから発展し,わずかに異なるFSRを有する微小光共振器を作製できれば,2つの共振器でわずかに繰り返しの異なるパルス列が得られることを意味する.それは,デュアルコム技術の開発に結び付くことが期待される.つまり同じ性能を有する共振器の作製に取り組み,その作製誤差について明らかにしたうえで,デュアルコム発生に適した,わずかにFSRの異なる微小光共振器の作製に取り組む.さらに作製した共振器を用いた光周波数コムを発生し,ソリトンパルス発生を実現させる.結晶材料からなる超高Q値微小光共振器をトップダウンで作製することで,微小光共振器の形状を精密に制御できる手法を開拓する.本年度は,CaF2共振器を切削加工のみで作製し,切削加工の結晶方位依存性など,条件の詳細を明らかにすることで,切削加工のみで作製した共振器のQ値としては世界最高値となる10^7以上を実現した.高Q値が得られたのは,表面の凹凸を最小限にとどめることができるようになったからだと考えられる.また,切削加工後に,研磨加工を組み合わせることで,形状を大きく変化させることなくQ値10^8を超えるものを実現した.切削加工や,研磨加工後に所望の分散が得られていることを確認するためには,精密な分散測定法を開発する必要がある.そこで,周波数確度の高い光ファイバによる光周波数コム光源を基準光とした分散測定手法を開発した.微小光共振器に透過スペクトルを測定するための波長可変レーザと,周波数マーカとしての光周波数コム光とのビート信号をモニタリングすることで,波長可変レーザの正確な波長を計測することができる.正確な波長を用いて,共振器の透過スペクトルを測定する.FSR間隔と共振器の分散にはこれまでに知られている関係式が存在するので,それを当てはめることで,共振器の分散を精密に計測することが可能となる.この手法を用いて,共振器分散を計測したところ,我々の手法を用いると,設計通りに分散が得られることが明らかになった.

これは従来の結晶共振器の作製では実現困難であったことであり,結晶共振器によるマイクロコムの発展に大きく寄与するものと言える.さらに,きわめて注意深く研磨を施せば,一定の範囲内で共振器分散を大きく変えることなく研磨ができることが示され,所望の共振器分散を保ちつつ高Q値を得ることができるようになった.切削加工と研磨工程を組み合わせて,所望の形状,つまり所望の分散の共振器を作製する手法の開発に一定のめどをつけ,さらに既存の光周波数コム光源を周波数マーカとして用いて分散を精密に測定するための手法を開発した.これまでにQ値10^8を超える共振器が得られているので,当初目標として高Q値と分散制御の両方の目標を達成しつつある.研究の過程において,断面形状がより鋭いものに関しては,研磨加工を極力併用しない方が良いことと,MgF2材料を用いることが光周波数コム発生においては重要であることが明らかとなってきたので,MgF2共振器で研磨加工を一切使わずに,光コム発生に十分なQ値となる10^8を目指す課題が新たに発生した.以上を総合して,当初目的をクリアしつつありながらも,新たな研究課題に取り組む必要性が出てきたので,おおむね順調に進展しているとした.本年度は光周波数コムの発生に適したMgF2共振器を切削加工のみで作製しQ値10^8以上達成することを目標とする.また,切削加工の最大の特徴である,同じ共振器を複数作製できるかどうかについても明らかとする.同一共振器を複数作製することは,産業上重要であるばかりでなく,そこから発展し,わずかに異なるFSRを有する微小光共振器を作製できれば,2つの共振器でわずかに繰り返しの異なるパルス列が得られることを意味する.それは,デュアルコム技術の開発に結び付くことが期待される.つまり同じ性能を有する共振器の作製に取り組み,その作製誤差について明らかにしたうえで,デュアルコム発生に適した,わずかにFSRの異なる微小光共振器の作製に取り組む.さらに作製した共振器を用いた光周波数コムを発生し,ソリトンパルス発生を実現させる.
日本の対外政策及び援助政策にあたえた冷戦終焉のインパクト-90年代の対ロシア・中央アジア政策を中心に

サダ・アクサルトワ特別研究員は対ロシア・中央アジアへの日本の支援政策を研究テーマとして法政大学を中心に研究活動を行った。サダ氏は、北大スラブ研究センターを訪問、また東京などでも日本の主要な中央アジア研究者と会い、研究を継続した。サダ・アクサルトワ氏は、まず日本の研究を吸収し、また資料を渉猟する前提として、日本語の習得に務めた。これには下斗米ゼミの大学院生たちが協力した。また指導の任に当たる下斗米を含め二人が中心となったアジア冷戦プロジェクトは、中央アジアやロシアに対する日本の対外政策の歴史的根元を明らかにし、サダ・アクサルトワ氏も積極的に参加、これに基づく資料収集や関係者(外交官、ジャーナリスト)とのインタビュー等を行った。またサダ・アクサルトワ氏は、米国と日本の学会の架け橋的役割も果たしている。米国の社会学会での彼女による日本の対外政策と中央アジア、ロシアへの援助政策の発表は大きな貢献となったと聞いている。日本の中央アジア政策では、民主化支援とか、一市民社会の基盤整備といった観点が弱いが、他方、アメリカの援助政策が持つ過度なイデオロギー過剰さが現地政治文化との懸隔を大きくしうることの弱点もある。冷戦期の各被害に悩んでいる中央アジアは核大国や核開発に走る隣国との間で反核意識も強く、この点で日本の非核政策が持つ援助効果は大きい。また米中ロといった必ずしも子に地域に一定の安定した関わりを持ってこなかった大国間のこみいった政治状況で変わる中央アジアの文脈をいかに理解し、また架橋していくかが日本の援助政策にとっても重要となる。
自己免疫性疾患における転写因子MafBの役割の解析

生体内において、過剰なI型インターフェロンの産生は自己免疫性疾患の発症と病態増悪の原因であるとされている。しかしながらその具体的なメカニズムや根本的な治療法は存在しない。このたび申請者らはI型インターフェロン産生を抑制させる分子の特定と抑制メカニズムを突き止めた。そこで本研究課題では、疾患の発症や病態形成においてこのインターフェロン抑制システムが生体内でどのように関与しているかを、疾患モデルマウスを用いて明らかにする。またこの研究成果を応用して疾患に対する画期的で根本的な治療法開発につなげることを目指す。
地域教育・保育支援プラットフォームの構築過程の研究

教育・保育支援プラットフォームを構築する過程においては、(1)特別な支援を必要とする当事者とその家族と結んで、行政、医療や福祉などの専門機関、さらには地域住民の地域自治組織やNPOなどが連係してきめ細やかな支援が具体的に調整し進められている。具体的には町内会における福祉コミュニティ形成の活動や子育て支援活動(川崎市宮前区)、また地域住民による子ども食堂事業の立ち上げ過程や、NPOによる精神障害者の地域生活への移行を支援する取り組み(埼玉県三郷市)について事例調査を2018年度に実施した。それとともに(2)子供のために安全で安心な地域生活環境を整備し、子供の生活体験を豊かにする基盤となる生活文化の創造と継承に関わる諸活動についての事例調査を実施した。具体的には、中山間地において子供の生活体験を豊かにするNPOや町立美術館の活動事例、地域の民俗芸能の継承事例(長野県小海町、伊那市周辺)を調査しまた、島嶼部における学校と地域が一体となった生活体験学習の継続とその効果(長崎県対馬市・壱岐市、沖縄県石垣市)について調査した。さらに都市部においては、学校運営協議会の取り組みや町内会の子供太鼓連の活動(川崎市宮前区)について事例調査を行った。さらに(3)東日本大震災の復興過程の事例(宮城県石巻市、仙台市)については上記(1)(2)の両面について聞き取り調査を行った。研究成果の一端は、國學院大學人間開発学会大会において都市部の事例を共同研究の形で発表し、紀要に原稿を掲載した。教育・保育支援プラットフォームの構築について、2018年度は研究計画に沿って基礎調査をさらに展開するとともに新たな調査事象も加わった。(1)中山間地の事例として長野県小海町での調査を継続するとともに、民俗芸能や地域学習活動の盛んな伊那地域を調査し、島嶼部の学校と行政・地域の連携事例として対馬と壱岐を、また学校と家庭・地域が教育において連係している沖縄県八重山諸島を調査した。いずれの地域においても住民の文化継承の活動と学校教育とが協働・連係しており、事例としてさらに深く追究する必要がある。(2)都市部の例として、川崎市宮前区の学校運営協議会や民間主体の子育て支援活動について、子供の人権保護の視点を基調として調査してきた。これに加えて、特別な支援を要する子供・若者に対する支援事例として埼玉県三郷市におけるNPOと民間団体による10数年来の取り組み事例を取り上げたことにより、研究の厚みが増し、調査事項を充実させていく必要がある。(3)震災復興過程における特別な支援を要する子供・若者への支援のあり方についても研究をより深める必要がある。いずれの地域においても、新たな流入人口の受け入れや多文化への対応は大きな地域課題となっており、そこでの子供や家庭への教育・保育プラットフォームの形成を共通の軸として研究を深めていく必要がある。2019年度は、この2年間の事例調査を継続し、1)聞き取り調査及び観察記録を行う。教育・保育プラットフォームの構築を研究の軸として、子供・若者と保護者や支援者の声やエピソード、さらに団体としての活動経過などについて、資料を収集しまとめる。2)当事者の視点や意見を取り込みながら、評価規準を設定する。学校教育と家庭・地域社会が連係して行う事業の場合は、教育的で目的合理的な評価観を、地域教育や学校運営協議会制度の理念の実現という視点ともクロスさせながら考察をする。一方、特別な支援を要する子供・若者・地域住民への支援については目的合理性とは異なる視点からの評価も必要となる。実際に行われている支援について、フォーマルな支援とインフォーマルな支援の両面にわたり、当事者の声を聞きながらその課題を明確にする。3)教育・保育プラットフォームの構築の鍵を握るのは地域住民や保護者が支援者となりコーディネーターとなることである。この過程を地域教育における養成課程として考察し、学校と連係する場合や地域教育独自の場合など、場合分けをしながら先進事例を参照しつつコーディネーター育成の課題を明確にする。4)島嶼部の事例をさらに追究し、また、都市部と中山間地の交流事例について、群馬県と世田谷区、山村留学などの事例を視察してきたが、それが地域社会に及ぼす影響という視点から調査を深めていく。5)以上の視点から研究を集約し、報告書を作成する。教育・保育支援プラットフォームを構築するためには、行政の施策とともに住民の学習活動が地域教育活動へと展開することが重要である。平成29年度は、1)都市圏の事例として川崎市宮前区の土橋小学校区に焦点をあて、町内会による福祉コミュニティ形成の試み(認知症カフェ開催や認知症サポータ養成)や小学校の学校運営協議会による安全・安心な校区形成の取り組みについてフィールド調査を行い、さらに同地域に転入した乳幼児親子を対象としたネットワーク形成支援(ウェルカム宮前事業)について民生児童委員、社会福祉協議会などへの聞き取り調査を実施した。また、2)教育・保育支援には多文化共生社会の視点も重要であり、多様な困難を抱える外国につながる家族への支援を行うフィリピン人コミュニティの自助活動、児童生徒への地域住民による学習支援活動について、川崎市国際交流協会と当事者・支援団体に対して参与観察と聞き取りを行った。さらに3)中山間地と地方都市においては、岐阜県和良町では自然学習をつうじた地域形成、長野県小海町では地域とつながる子育て支援、宮城県石巻市では震災復興での地域教育活動、愛知県半田市成岩ではスポーツ文化醸成をつうじた地域教育事業、愛知県豊田市小原では地歌舞伎の伝承による地域づくりについて、それぞれ聞き取り調査を実施した。

これらの研究成果の一端は、夏秋が地域社会学会第42回大会で「小学校区の統合と地域社会の変容」として報告し、また放送大学『地域コミュニティと教育』(2018年3月)の担当章および放送教材(2018年4月放映開始)の担当回で先進事例として紹介した。また、4)特別な支援を要する子どもと保護者については、石川清明が難聴児や言語障害児の描画の発達や解釈について樹木画検査の研究を行い、その成果を日本言語障害児教育研究会編『基礎からわかる言語障害児教育』(2017年8月)第11章に著した。教育・保育支援プラットフォームの構築について2017年度は研究計画にそって基礎調査を進めてきた。1)都市圏の事例については、川崎市宮前区を中心に参与観察および聞き取り調査を進めるなかで、行政の支援を受けながら地域住民や民間団体が学習・教育活動を展開する過程を調査してきた。また、中山間地の事例として子育て支援の取り組みや文化学習活動による地域活性化について調査を行った。2)一方で、地域の国際化があまねく進み、多様な外国人住民が一層増加している。多文化共生の視点にたった外国につながる子供の育成環境の形成は地域に潜在した支援ニーズであり、看過できない研究課題として浮上した。また、3)東日本大震災で被災した住民が直面する地域課題は、少子高齢化の進行や経済活動の衰退に伴い他の地方都市にも共通して生起している課題であり、自然災害によって他の地域に先行して被災地は厳しく直面している。震災復興における生涯学習活動を基盤とした地域づくりの営みについて、宮城県石巻市の事例を調査した。4)これら2)、3)の事例を加えて研究を進めてきたために、中山間地のいくつかや都市部と農村部の交流に関わる事例調査が当初の計画より後回しになっている。このため、「やや遅れている」と自己評価した。教育・保育支援プラットフォームを構築する過程においては、(1)特別な支援を必要とする当事者とその家族と結んで、行政、医療や福祉などの専門機関、さらには地域住民の地域自治組織やNPOなどが連係してきめ細やかな支援が具体的に調整し進められている。具体的には町内会における福祉コミュニティ形成の活動や子育て支援活動(川崎市宮前区)、また地域住民による子ども食堂事業の立ち上げ過程や、NPOによる精神障害者の地域生活への移行を支援する取り組み(埼玉県三郷市)について事例調査を2018年度に実施した。それとともに(2)子供のために安全で安心な地域生活環境を整備し、子供の生活体験を豊かにする基盤となる生活文化の創造と継承に関わる諸活動についての事例調査を実施した。具体的には、中山間地において子供の生活体験を豊かにするNPOや町立美術館の活動事例、地域の民俗芸能の継承事例(長野県小海町、伊那市周辺)を調査しまた、島嶼部における学校と地域が一体となった生活体験学習の継続とその効果(長崎県対馬市・壱岐市、沖縄県石垣市)について調査した。さらに都市部においては、学校運営協議会の取り組みや町内会の子供太鼓連の活動(川崎市宮前区)について事例調査を行った。さらに(3)東日本大震災の復興過程の事例(宮城県石巻市、仙台市)については上記(1)(2)の両面について聞き取り調査を行った。
3MST knock out マウスを用いた血圧調整機序の解明

硫化水素が血管拡張作用、細胞保護作用、虚血再灌流障害抑制作用、抗炎症作用など多岐にわたる生理活性をもつガスであることが知られるようになった。硫化水素合成酵素の一つでる3-Mercaptopyruvate(3MST)に注目し、3MST-KOマウスとWTマウスを使用してその作用を検証した。まず血圧測定にて3MST-KOマウスが高血圧であることを見出した。心拍出量に両群間に有意差はなく、3MST-KO群にて末梢血管抵抗の上昇を認めた。3MST-KO群で血漿PGI2低下および尿中8-isoprostane増加を認め、血管抵抗上昇の機序に酸化ストレス増大が一部に関与していることが示唆された。硫化水素合成酵素の1つである3MSTに関する研究を行った。3MSTノックアウトマウス(KO)を使用し、生理学的、生化学的、薬理学的な手法を用いてその表現型の解明に取り組み、硫化水素の生体への影響に関する研究を展開した。具体的には以下に記す実験結果が得られた。1、ワイルドタイプ(WT)に比して高血圧であることが示された。2、尿中カテコラミン値に有意差は見られず、Heart rate variability(HRV)の測定結果により、KOマウスの交感神経系の活性化は見られなかった。むしろ副交感神経系の亢進が見られ、高血圧やその他因子より、二次性に副交感神経系が亢進している可能性が示唆された。3、尿中電解質濃度に有意な変化はなく、レニンーアンギオテンシンーアルドステロン系に有意な変化は認めなかった。また、随時血糖測定や糖負荷試験により糖尿病の関連は低いと考えらえた。4、過酸化脂質である尿中8-イソプロスタンが有意に高く、酸化ストレスの亢進が示唆された。その他酸化ストレスに関する項目も測定予定である。5、プロスタサイクリンの産生低下を認めた。6、in vivo実験にて末梢血管抵抗の上昇を認めた。以上より酸化ストレス、血管内皮機能に関する項目に絞って研究を進める事で研究の進展が見込めると考えている。特に密接に作用し合う一酸化窒素(NO)との関連性も興味深いテーマであり、その方向へ発展させていきたい。予定した実験に多少の変更があったが、一定の成果が得られており順調に経過している。硫化水素(H2S)は、CSE、CBS、および3MSTの3つの異なるH2S合成酵素から合成される。過去に、心血管系におけるCSEおよびCBSの調節的役割が報告されているが、3MSTの役割は不明である。本研究では、3MSTは血圧の調節に役割を果たしているという仮説を検証した。3MST欠損マウスとその野生型(WT)littermatesを実験に使用した。WTマウスでは心臓、腎臓、脳、肺を含む様々な臓器において3MSTのmRNAおよび蛋白質の発現がubiquitousに認められた。Tail-cuff法およびtelemetry法で測定した収縮期血圧は、WTマウスに比して3MST欠損マウスで有意に高かった。イソフルラン吸入麻酔下で超音波血流計を用いて測定した心拍出量(上行大動脈の血流量)は両マウス間で差がなかったが、心拍出量と圧トランスデューサーを用いて測定した大動脈の血圧値から算出した末梢血管抵抗はWTマウスに比して3MST欠損マウスで有意に増加していた。単離した細い腸間膜動脈における血管反応性は両マウス間で差はなかった。Telemetry心電図法で評価した交感神経活性も両マウス間で差はなかった。血漿中NOxレベルは、低下しているのではなくむしろ増加していた。一方、血漿PGI2レベルは、WTマウスに比して3MST欠損マウスで有意に低下していた。さらに、血漿8-isoprostaneレベル(酸化ストレスの指標)はWTマウスに比して3MST欠損マウスで有意に増加していた。また、現在さらなる機序解明のためにマウス大動脈のRNA-seqを行い、解析を進めている段階である。ノックアウトマウスの表現型の確認を遺伝子レベルで行う必要がある。また、実際にH2Sを測定し低下していることを確認しなければならないが、その正確な測定に時間がかかっている。次世代シークエンサーによるRNA seqを行い、mRNA発現量の定量解析を予定している。また、病理組織学的な検査を今後予定している。心臓血管外科DSIテレメトリー送信機器の丁寧な取扱いにより送信機器再生回数が減少し、当初予定していたより大幅にコストを抑えることが可能であった。また、学会参加や論文作成に助成金を使用することを予定していたが、研究成果の公表を次年度に計画した。一方で実験の進展により、試薬代などの消耗品に費やす金額が増加した。
ＶＬＰｓを用いた培養不可能なウイルスの浄水処理性評価

本研究では、遺伝子組み換え技術により発現させたノロウイルス外套タンパクと、ヒト水系感染症ウイルスを、全国の浄水場から送付いただいた水道原水に添加し、回分式凝集沈澱処理実験より浄水処理性を調べた。その結果、通常の浄水処理における凝集沈澱処理でのノロウイルスVLPsを含むヒト感染ウイルスの除去率は02.5 log程度であることが分かった。また、大腸菌ファージMS2はヒト感染ウイルスの代替指標として使うのは難しく、大腸菌ファージφX174の方が代替指標として適する可能性が示された。本年度は、ノロウイルスの膜ろ過における処理性を、遺伝子組換えで作成したノロウイルスVLPs(Virus-like particles)とimmuno-PCR法を組み合わせて評価することを目的として実験を行った。まず、ノロウイルスVLPsの高感度定量法として、従来のELISA法における発色部分をDNAタグに置き換え、抗原抗体反応の成立を定量PCR法によるDNAタグを定量することにより定量的に解析するimmuno-PCR法を構築した。この結果、従来のELISA法の定量下限であった10^8 VLPs/mL程度を、10^<5.7>VLPs/mL程度まで低下することに成功し、高感度化なノロウイルスVLPsの定量法を確立することができた。この手法を用いて、ノロウイルスの膜ろ過処理性を評価したところ、単独ではウイルスを除去できない孔径0.1μmのMF膜であっても、前処理として凝集処理を導入することで、ノロウイルスも他のウイルス(大腸菌ファージQβとMS2)も除去できることが分かった。凝集-MF膜処理におけるノロウイルスの除去率は4log以上であると推定され、この除去率は、分画分子量1kDaのUF膜と同程度であった。また、いずれの実験条件下でも、ノロウイルスVLPsの除去率は、QβとMS2の除去率より小さかったことから、ノロウイルスの膜ろ過処理性を、QβやMS2などの大腸菌ファージを用いて評価することは困難であると示唆された。本年度は、凝集沈澱処理を実施している全国の浄水場から原水(環境水)を送付していただき、ここにヒト水系感染症ウイルスを添加して人工原水とし、これを用いて回分式凝集処理実験を行うことにより、ウイルスの処理性を詳細に評価することを目的とした。さらに、ヒト水系感染症ウイルスの処理性を代替しうる水質指標の模索を行うと同時に、ウイルス除去向上のための改善策を提案することを目的とした。本年度は、ノロウイルスの挙動を詳細に調べるとともに、ポリオウイルスについての処理性の検討を始め、さらにはアデノウイルスの処理性検討に必要な測定法の確立を試みた。その結果、単独ではウイルスを除去できない孔径0.1 μmのMF膜であっても、前処理として凝集処理を導入することで、ノロウイルスも他のウイルス(大腸菌ファージQβとMS2)も除去できることが分かった。凝集ーMF膜処理におけるノロウイルスの除去率は4 log以上であると推定され、この除去率は、分画分子量1 kDaのUF膜と同程度であった。一方、通常浄水処理にて用いられる塩基度50%のポリ塩化アルミニウムを用いた凝集沈殿処理によるポリオウイルスの除去は1 log程度であることが分かった。この値は、腸管系ウイルスの指標としてよく用いられる大腸菌ファージMS2の36 log程度の除去と比べると極めて小さい値であった。また、ポリオウイルスとMS2の除去の間には相関が見られなかった。さらには、本研究で検討したその他のいずれの水質指標(濁度,紫外部吸光度など)もポリオウイルスの除去との間に相関性が観察されなかった。従来型の塩基度50%のポリ塩化アルミニウムと比べ、塩基度70%の高塩基度ポリ塩化アルミニウムなどのコロイド状アルミニウム種を多く含む新規凝集剤は、効率良くポリオウイルスを除去可能であることが示された。本年度も、昨年度に引き続き、凝集沈澱処理を実施している全国の浄水場にご協力を頂き、送付された水道原水(環境水)にヒト水感染症ウイルスを添加して人工原水とし、この人工原水を用いてバッチ式凝集処理実験を行うことにより、ウイルスの処理性について詳細に評価することを試みた。昨年度にノロウイルスの挙動を大まかに掴むことに成功したため、本年度は、昨年度に引き続きポリオウイルスの処理性評価を継続するとともに、昨年度に確立に成功した定量法(プラック形成法(PFU法)ならびにRT-PCR法)を用いてアデノウイルスの処理性評価を開始した。また、大腸菌ファージMS2及びφX174のヒト水系感染症ウイルスに対する代替指標としての有効性についても議論した。

その結果、従来から広く用いられる塩基度50%のPAClを用いた凝集沈澱処理におけるアデノウイルス及びポリオウイルスの除去率は、PFU法にて評価した場合、それぞれ0.11.4 log程度、0.52.4 log程度となることが分かった。また、PACl-50s,alum,FeCl3等を用いた場合に比べ、硫酸を含まない塩基度70%のPAClを用いた場合、高いウイルス除去率が得られることが示された。さらに、ウイルス粒子の表面疎水度及び凝集剤によるウイルス不活化への感受性の差異により、MS2の除去率は、ヒト水系感染症ウイルスの除去率よりも大きくなる傾向にあったのに対し、φX174の除去率は、それらと同程度、あるいは低くなる傾向にあったことから、φX174がヒト水系感染症ウイルスの凝集沈澱処理性を評価する上で有効な代替指標と成り得る可能性が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。衛生環境工学26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はノロウイルスVLPsの高感度定量法の確立が目的であった。これに対し、immuno-PCR法により高感度定量法を確立できたことに加え、次年度に行う予定であった凝集-MF膜処理におけるノロウイルスの処理性についても検討ができた。よって、当初の計画以上に研究が進展していると判断された。本年度に行う予定であったノロウイルスVLPsの各種浄水処理(凝集ー沈澱ー砂ろ過,凝集ーMF膜ろ過, UF膜ろ過)における処理性の詳細な調査を速やかに滞りなく完遂し、その成果を論文としてまとめることができた(Water Research誌)。また、研究計画では次年度に行う予定であった、ノロウイルス以外のヒト感染性ウイルスであるポリオウイルスの浄水処理性の評価を開始し、試行数は少ないもののポリ塩化アルミニウムを用いた凝集沈殿処理によるポリオウイルスの除去が1 log程度であることや、この除去率が腸管系ウイルスの指標として広く用いられる大腸菌ファージMS2の36 log程度の除去と比べると極めて小さい値であること、ポリオウイルスとMS2の除去性の間には相関が見られなかったことを示した(すなわち、大腸菌ファージMS2はポリオウイルスの浄水処理性指標として使うことは難しい)。さらには、次年度に行う予定であるアデノウイルスの浄水処理性評価を行う上で必要となる、PFU法を用いたアデノウイルスの定量法を確立することに成功した。以上より、本研究が「当初の計画以上に進展している」と判断された。ここまでの研究で、ノロウイルスの浄水処理性を調べてきたが、全ての実験は札幌市藻岩浄水場原水を用いていた。今後、ここで得られた結果を一般に拡張するため、様々な原水を用いた実験を行い、処理性を議論する予定である。次年度は、本年度に少ない試行数ながら実験を開始したポリオウイルスの浄水処理性を、国内の複数箇所の浄水処理場より採取した水道原水を用いることにより詳細に調べ、一般的な処理条件における処理性の把握を行う。また、本年度に確立したPFU法を用い、アデノウイルスの浄水処理性についても詳細に調べていく予定である。さらに、A型肝炎ウイルスの評価も加えて実験を進め、将来的に規制が必要となる可能性のあるウイルスとしてアメリカ環境保護庁(USEPA)が挙げる4つのウイルス種であるアデノウイルス,カリシウイルス(ノロウイルス),エンテロウイルス(ポリオウイルス), A型肝炎ウイルスを網羅した処理性評価を行う予定である。これにより、浄水処理の各単位処理(すなわち、凝集ー沈澱処理など)でのヒト感染性ウイルスの除去性を把握することが可能となる。
肺線維化プロセスの分子生物学的研究

肺の線維化プロセスを解明するため、線維化を伴う慢性過敏性肺炎の病態解明を行った。1.全国調査による慢性過敏性肺炎36例では、(1)軽い急性症状(微熱、咳嗽、労作時呼吸困難)を繰り返して線維化をきたす群と当初より線維化を主体とする特発性肺線維症に似た群とがある(2)喫煙は急性症状を抑えて慢性化に関与する因子である、(3)画像上蜂窩は約37%にみられた、(4)進行した例ではステロイド剤は無効で、進行性に肺全体の線維化をきたす(肺線維症)ことを明らかにした。一方、線維化病変をきたして慢性化する傾向にある鳥飼病25例を検討中であるが、特発性肺線維症と診断されていた例が多く、その診断は難しく抗体測定で陰性例もあり、細胞性免疫の有無を抗原添加リンパ球増殖試験により、また可能であればIL-2RmRNA表現の亢進の有無でチェックする必要がある。この点慢性鳥飼病は早期に鳥接触を避けないと進行性であり早期に診断をするため細胞性免疫をチェックする。次に鳥飼病に特異的な病因抗原精製を行い、そのアミノ酸配列を決定したが、合成ペチドを用いての細胞性免疫反応の検討は鳥飼病患者のみ反応を示し、無症候性鳥飼育者、正常人では反応を示さなかった。また急性鳥飼病と慢性鳥飼病の比較検討より線維化に関与するサイトカイン・ネットワークではIL-6、TNF-αが重要である可能性を示している。この点自覚症状をきたさない持続する局所の炎症性病変が線維化につながると考えられる。鳥飼育者に発生する鳥飼病は、鳥糞の中に病気を起こす抗原があると考えらている。本年度は、1.慢性鳥飼病の診断方法の確立、2病態を=起惹起する抗原成分の同定に絞って研究を行った。1.慢性鳥飼病の診断方法急性型では、血中およびBAL液中に抗体活性が認められるが、慢性型では抗体活性を認めないことが多い。血清(100培希釈)を抗原として末梢血リンパ球を用いての抗原添加リンパ球増殖反応を行うと、Stimulation indexとして陽性例が多く、細胞性免疫は成立していると考えられる。この点、抗原添加後のIL-2RのmRNAの発現でみると全例にIL-2RmRNAの発現増強がみられ感作リンパ球は存在することが明らかになった。従って抗体が陰性の鳥飼病患者がいるので、今後抗原吸入誘発テストを行って、生体が抗原と考えられる物質に反応することを確認する予定である。2.抗原の精製鳥排泄物をPBSにて抽出し、蒸留水で透析後、凍結乾燥したものを粗抗原とした。これをSDS電気泳動にて分子量の差による抗原分画を得た。次に急性鳥飼病患者症例のELISAにて抗体陽性のBAL液を用いて、Western blot法を施行し抗体と反応する9本のバンドを認めたが、それぞれの抗原分画を分取用ゲルにて泳動し9本のバンドを切り出した。各バンドを電気的に溶出し、急性鳥飼病患者症例についてWestern blot法とリンパ球増殖試験を施工し各バンドの抗原性を検討したが、分子量21kDaのバンドが両者とも陽性であった。またこの抗原分画は抗原暴露健常者のリンパ球に対しては増殖反応を起こさない。この分画を2次元電気泳動により抗原を精製し、アミノ酸配列の同定を行ったが、新しい蛋白である可能性がある。現在、このアミノ酸配列により合成ぺプチドを作製し、抗原性のチェックを行っている。

1)全国調査による慢性過敏性肺炎36例の検討では、(1)軽い急性症状(微熱、咳嗽、労作時呼吸困難)を繰り返して線維化をきたす群と当初より線維化を主体とする特発性肺線維症に似た群とがある、(2)喫煙は急性症状を抑えて慢性化に関与する因子である、(3)画像上蜂窩肺は約37%にみられた、(4)進行した例ではステロイド剤は無効で、進行性に肺全体の線維化をきたす(肺線維症)ことを明らかにした。一方、線維化病変をきたして慢性化する傾向にある鳥飼病25例を検討中であるが、特発性肺線維症と診断されていた例が多く、その診断は難しく抗体測定で陰性例もあり、細胞性免疫の有無を抗原添加リンパ球増殖試験により、また可能であればIL-2RmRNA表現の亢進の有無でチェックする必要がある。この点慢性鳥飼病は早期に鳥接触を避けないと進行性であり早期に診断をするため細胞性免疫をチェックする。次に鳥飼病に特異的な病因抗原精製を行い、そのアミノ酸配列を決定したが、合成ペプチドを用いての細胞性免疫反応の検討は鳥飼病患者のみ反応を示し、無症候性鳥飼育者、正常人では反応を示さなかった。また急性鳥飼病と慢性鳥飼病の比較検討より線維化に関与するサイトカイン・ネットワークではIL-6、TGF-βが重要である可能性を示している。この点自覚症状をきたさない持続する局所の炎症性病変が線維化につながると考えられる。
Ll_0型金属間化合物TiAlのDO_<22>型金属間化合物Al_3Ti析出による組織制御

本研究の目的は、次世代の高温耐熱構造用材料として期待されているLl_0型金属間化合物TiAlに、同じ面心立方構造を基本構造としていて、その格子定数やその比であるc/aも近い、Al-rich側に存在するDO_<22>型金属間化合物Al_3Tiを整合、もしくは半整合析出分散させることで、必ずしも十分な高温変形強度を有しているとはいえないTiAl金属間化合物に対して比強度の高い、効果的な析出強化相を導入する可能性を探ることである。両相はTi-Al2元系では隣接しないため、本研究ではまずTi-Al-Nb3元系のAlコーナー近傍における相領域や融点、固相反応を明確にした。その結果、広い組成範囲で(Ti,Nb)AlとAl_3(Ti,Nb)は平衡していること、その大部分の領域の初晶はAl_3(Ti,Nb)であることが判明した。また、熱処理により、初晶Al_3(Ti,Nb)および(Ti,Nb)Al両相中に互いが析出することが確認された。このことは、TiAl単相中に、Al_3Tiを析出させ得ることを示唆する。2相領域での硬さ試験を行ったところ、熱処理によって硬さは上昇しているが、上昇量が特に大きい領域があり、その組成は決まったTie-Line上に存在することから、この平衡組成近傍はTiAl、Al_3Tiいずれの単相合金にも熱処理によって第2相を析出させて機械的性質を向上させうる可能性が高いものと考えられる。
超異方性複合材を用いたモーフィング翼構造に関する研究

本研究では、航空機構造の形状を任意に変化させ、飛行性能や飛行特性を向上させる技術を実現する手法として、超異方性複合材を用いたモーフィング翼構造を提案した。実機相当の翼型を対象として、後縁部をモーフィング部とした翼構造の構造解析を試み、ワイヤー駆動型のモーフィング翼を設計した。超異方性複合材を用いて、モーフィング翼模型を製作し、風洞試験にて、気流中における駆動実証を試み、30m/sまでの気流中において、モーフィング翼の駆動を実証した。モーフィング翼の実現性の実証と設計基盤技術の構築に成功した。本研究は、超異方性コルゲート型翼構造をモーフィング翼に適用することを提案し、モーフィング翼に適用可能な可変翼構造要素に関する設計技術・駆動技術を確立することを目的として実施している。本年度は、昨年度開発した構造解析モデルを用いてモーフィング翼構造の成立性検討を行い、実際の翼型を参照し、モーフィング翼の試作と変形・駆動評価を行った。昨年度の検討から、ワイヤーによる駆動方式を採用し、翼後縁部をモーフィング部とした翼モデルを対象として、試作検討を行った。駆動機構を考慮した構造解析モデルを用いて、実機の翼型を参照した、モーフィング翼の構造検討・パラメトリックスタディを実施し、コルゲート部剛性・強度や必要な駆動力を考慮し、試作可能なモーフィング翼構造の設計を行った。モーフィング部は軽量超異方性コルゲート構造を適用し、駆動のための機構・アクチュエータは翼内部に配置し、外部からのコントローラにより駆動できるモーフィング翼システムを試作した。試作したモーフィング翼について、無風状態で、駆動確認、変形評価を行い、所定の駆動が可能であることを確認し、得られた変形状態も解析と一致することを確認した。また、風洞試験設備内に試作したモーフィング翼を設置し、30m/sまでの通風時における駆動実証も行った。また、構造破壊や駆動システム異常も確認されず、空力荷重が作用する状態でのモーフィング翼の健全性確認と駆動実証を行うことができた。将来航空機の環境適合性や飛行安全性の向上を図る技術として期待されている可変形状翼(モーフィング翼)を実現するための構造・機構として、本研究では軽量複合材料を用いた超異方性コルゲート型翼構造を提案し、コルゲート構造の力学モデルの構築と駆動に関する解析を試みた。円弧型、サイン型などの様々な形状を考慮したコルゲート構造について、理論的解析に基づき、柔軟な波方向と剛な波に垂直な方向についての等価剛性モデルを構築した。得られた剛性予測式を用いて、各種形状パラメーターについて剛方向と柔軟方向の剛性比に基づき最適化を試み、本研究では、モーフィング翼に対してU字型のコルゲート形状を採用することとした。一方、モーフィング翼の駆動方法として、モータによるワイヤー駆動、及び空気圧による駆動の2つの方式を検討した。上述のコルゲート構造に対し、両者による2次元的な駆動を行う際のモーフィング翼の変形予測について、接触や大変形を考慮した理論解析及び非線形有限要素法による数値解析により試みた。両駆動方式において解析モデルを構築できたとともに、駆動の実現性を確認できた。また、特定の翼形状について、作用する空力荷重を汎用コードにより推算し、空力荷重の影響を考慮した数値解析も実施した。コルゲート構造内の応力分布や駆動に必要な力を推算する手法を確立し、今後のモーフィング翼開発の基盤となる設計解析手法を構築した。本研究では、航空機翼構造の形状を任意に変化させ、飛行性能や飛行特性を向上させる技術(モーフィング)を実現する手法として、超異方性複合材を用いたモーフィング翼構造を提案した。特に、実機相当の翼型を対象として、翼の後縁部をモーフィング部とした翼構造について、ワイヤー駆動型の駆動機構を選定し、モーフィング翼の設計解析を実施した。駆動機構を考慮した構造解析モデルにより、モーフィング翼の変形予測を行い、構造強度の安全性を確認すると共に、必要駆動力を推算し、モーフィング翼の設計を行った。超異方性複合材を用いて、風洞試験用のモーフィング翼模型を製作し、風洞試験設備により、30m/sまでの気流中において、製作したモーフィング翼の駆動を確認し、有害な変形や破壊も生じず、繰り返し使用可能なモーフィング翼を実証した。。更に、モーフィング翼構造に適用した超異方性複合材は構造パラメータを変化させることで、剛性・変形しやすさをコントロール(設計)可能であり、構造パラメータの最適化によるモーフィング翼性能の向上に関する検討を実施した。

構造パラメータを変化させることにより、ワイヤー駆動による変形形状も変化(変形後の翼型が変化)し、変形結果を入力した翼型解析結果から、揚力などの空力特性も異なることを確認し、空力特性が最大となるような構造パラメータを見出した。よりよい性能を発現しうるモーフィング翼を設計するための構造的な知見を得た。構造力学本研究は、超異方性コルゲート型翼構造をモーフィング翼に適用することを提案し、モーフィング翼に適用可能な可変翼構造要素に関する設計技術・駆動技術を確立することを目的として実施している。昨年度開発した構造解析モデルを用いて、モーフィング翼の試作検討を実施し、駆動確認を行うだけでなく、風洞試験による駆動実証も行うことができ、当初の計画以上の成果を得ることができた。本研究は、超異方性コルゲート型翼構造をモーフィング翼に適用することを提案し、モーフィング翼に適用可能な可変翼構造要素に関する設計技術・駆動技術を確立することを目的として実施している。特に、平成24年度は、超異方性コルゲート型翼構造をモーフィング翼に適用するため、設計に必要な力学モデルの構築と、駆動方法の検討を行うことを計画していたが、その目標は達成したと言える。コルゲート構造の剛性予測手法を確立することで、次年度以降のモーフィング翼構造の試作に対し、設計を行うことが可能となった。また、本年度の駆動方法検討から、実現可能なモーフィング翼構造の目処が得られたと同時に、駆動に関する解析手法も確立できたことで、試作に有用な設計解析手法を構築でき、次年度以降の研究も予定通り進めることができると考えられる。確立した駆動に関する解析方法を利用し、モーフィング翼構造の更なる構造最適化に関する研究を進めていく予定である。平成25年度の試作モデルでは、性能等の最適化を行っておらず、より踏み込んだ設計を行い、モーフィング翼構造の改良を行う。また、駆動試験や風洞試験等によりその設計妥当性を評価していく予定である。平成24年度に構築した力学モデルを活用し、モーフィング翼構造の最適化を図る。また、確立した駆動に関する解析方法を利用し、モーフィング翼構造にアクチュエーターを組み込んだ可変翼構造要素の開発を進める。尚、研究進行状態に応じて、製作するモーフィング構造は、バージョン更新など、製作・改良を繰り返すことを予定している。試作するモーフィング構造については、荷重試験・駆動試験等により、可変性能・健全性・翼構造としての耐久性を評価し、特性確認及びモーフィング構造としての実現性を評価する。特に、変形中や駆動中に要求形状に変形しているか、コルゲート構造に微視的損傷などが発生・蓄積していないかなど、駆動実証だけでなく、変形中の性能評価、非破壊検査技術を用いたコルゲート構造の健全性評価などを緻密に実施することで、設計法や駆動法の妥当性確認を行う。模型製作や実験データ整理等に伴う謝金支出が当初の予定よりも少なくなったため。来年度は模型の改良を行い、研究の更なる加速を図る。そのため、模型改良に必要な物品費として使用する計画である。本年度の力学モデル構築の際、実験により一部確認できていないデータがあるため、その確認試験に要する物品費として次年度に使用する。