hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
初代肝細胞の浮遊培養技術の創出による新規な細胞機能評価法の開発

ポリエチレングリコールとアルギニン-グリシン-アスパラギン酸からなるPEG-GRGDSを作製した。PEG-GRGDSはPEG鎖長に応じた細胞分散効果を有していた。PEG-GRGDS処理された肝細胞は細胞骨格形成に伴う生存率の向上と良好なアルブミン合成活性ならびに薬物代謝活性を発現した。以上のことから、PEG-GRGDSを用いた初代肝細胞の非接着単一細胞培養技術開発に成功した。付着依存性である肝細胞の機能性培養技術は創薬における薬物代謝評価など様々な応用が期待される重要な技術である。本研究では細胞接着阻害効果を有するポリエチレングリコールと細胞接着性を有するアルギニン-グリシン-アスパラギン酸配列からなる新規培養基材(PEG-GRGDS)を開発した。本培養基材を含む培地中に初代ラット肝細胞を懸濁させることで、細胞表面にPEG-GRGDSが結合した培養系が実現できた。細胞接着阻害効果はPEG鎖の伸長と共に向上し、分子量20000のPEG鎖において十分な細胞分散効果が得られた。この際、分散状態にある非接着培養単一肝細胞のアルブミン合成活性は機能性肝組織体であるスフェロイド培養と同等の高活性を発現できた。一方、フォトリソグラフィー技術により直径と深さが共に30マイクロメートルの小穴を有するポリジメチルシロキサン製の細胞チップを作製した。この小穴内には初代ラット肝細胞1個が収容できる。ホスホリルコリン基をメタクリル酸ポリマーに導入したMPCポリマーを用いて当該チップ表面の細胞非接着化処理を行い、非接着単一細胞培養を行った。分子量5000以上のPEG-GRGDSにより細胞骨格形成が有意に向上した。その結果、細胞は非接着培養単一細胞状態での培養が可能となった。さらに、薬物代謝活性の指標として用いたエトキシレゾルフィン脱エチル化反応が有意に向上した。以上より、肝細胞の非接着浮遊培養技術という全く新しい概念が創出でき、新たな細胞評価ツールとしての有効性が示された。本研究では細胞接着阻害効果を有するポリエチレングリコールと細胞接着性を有するアルギニン-グリシン-アスパラギン酸配列からなる新規培養基材(PEG-GRGDS)ならびにそれを用いた初代ラット肝細胞の非接着単一細胞培養技術の開発研究を行っている。画像解析によりPEG-GRGDSを用いることによる細胞凝集阻害効果の定量的有意性を示した。非接着状態で単一細胞培養すると培養1日目には通常全ての肝細胞が死滅しているが、PEG-GRGDSを用いた本培養系では半数の肝細胞が良好に生存していた。さらに、本培養系ではエトキシレゾルフィン脱エチル化反応(EROD活性)における細胞間のばらつきはほとんど無く、細胞機能評価を目的とした初代ラット肝細胞の非接着単一細胞培養技術の優位性が示された。対照的に、死細胞のEROD活性は生細胞が有する活性には及ばないものの、大きくばらついていた。その際、死細胞におけるエステラーゼ活性とEROD活性との間には正比例関係(相関係数0.97)があり、細胞内容物の緩やかな漏洩が上記ばらつきの原因であることがわかった。つまり、PEG-GRGDSを用いた非接着単一細胞培養系により詳細な細胞挙動と正確な細胞活性の評価が可能になることが示された。一方、観察が容易な強化緑色蛍光タンパク質(EGFP)の両端にGRGDSとシステイン(C)をそれぞれ配置したGRGDS-EGFP-Cを作製した。金蒸着させたガラス基板を用いた検討により、初代ラット肝細胞とGRGDS-EGFP-Cとの結合性およびGRGDS-EGFP-Cと基板との結合性が確認された。これにより、GRGDS-PEG-Cを用いた単一細胞培養肝細胞の固定化による細胞チップ開発への可能性が示された。平成2122年度に開発したPEG-GRGDSを用いた肝細胞の非接着培養系を利用した細胞チップの開発とその性能評価を行った。【肝細胞表面におけるPEG-GRGDSの効果】大腸菌を用いて強化緑色蛍光タンパク質(EGFP)-GRGDSを組み換えタンパク質として生産し、肝細胞表面におけるGRGDS結合密度の評価を試みたが、シグナル強度の問題で結果を得ることはできなかった。一方、これまでの研究で細胞の分散効果はPEG-GRGDSの鎖長依存的に向上することがわかっていたが、興味深いことにPEGの分子量5000から40000の範囲においては細胞骨格の発達や生存率に対して鎖長の影響は確認されなかった。【非接着単一細胞培養技術における細胞骨格の評価】疑似共焦点顕微鏡による細胞骨格の三次元解析を行った。これにより、非接着単一細胞培養された初代肝細胞の細胞骨格は生体内における肝組織内のものと類似の構造を呈していた。

これまでに得られた非接着単一細胞培養された初代肝細胞の生存率向上と肝特異的機能発現結果を踏まえると、本研究で開発した新規培養技術は生体類似の培養環境を与える有望な培養系であることが示唆された。【非接着単一細胞培養技術を利用した細胞チップの開発】マイクロコンタクトプリンティングならびにフォトリソグラフィーを用いた各種パターン化基板を作製した。これら基板と基板結合部位を導入したPEG-GRGDSとを組み合わせることで、非接着単一細胞の基板上への固定化を行うことができた。本技術により固定化された初代ラット肝細胞はその生存ならびにアルブミン合成活性や薬物代謝活性といった肝特異的機能発現を良好に示した。以上の結果より、PEG-GRGDSを用いた肝細胞の非接着培養系を利用した細胞チップの有効性が示唆された。
放牧利用可能な暖地型マメ科牧草種の選定と放牧利用法の検討

暖地型マメ科牧草の刈取頻度と生産性の検討生育環境の異なる2地域(平地および中山間地)において,前年度に引き続き暖地型マメ科牧草の刈取頻度と生産性について検討を行った。前年より越冬した草種は,平地ではグリーンリーフデスモディウム(Gd)およびサイラトロで(Si)で,中山間地ではGdのみであった。また,前年秋平地においてアメリカンジョイントベッチ(Aeschynomene americana CPI93556,Aj)およびビローサジョイントベッチ(A.villosa CPI93621,Vj)の結実・下種が認められ,春に種子が発芽し,群落を形成した。刈取頻度(30日または45日間隔の刈取)については,平地では45日間隔の刈取で高い合計乾物収量,合計可消化乾物収量および合計粗タンパク質収量を示し,中山間地では30日間隔の刈取で高い値を示した。草種については,平地ではAj,Gd,Siの順に高い合計乾物収量,合計可消化乾物収量および合計組タンパク質収量を示し,中山間地ではVj,Gd,Aj,Siの順に高い値を示した。乾物収量と乾物消化率および粗タンパク質含有率の関係を草種ごとに検討した結果,Gdは他草種より消化率が低い傾向にあり,Siは乾物収量の増加に伴う消化率および粗タンパク質含有率の低下割合が他草種より小さいことが明らかとなった。暖地型マメ科牧草の家畜による嗜好性の検討黒毛和種繁殖雌牛を用いたキャフェテリア法による嗜好性の検討の結果,Gd,Si,Ajの嗜好性はソルガム生草と同程度かまたは高いことが明らかとなった。以上のことから,Gd,Si,Aj,Vj等は越冬株からの萌芽または自然下種した種子からの発芽により,複数年群落を維持できることが明らかとなったが,これらの牧草と組み合わせるイネ科牧草種,管理法,利用地域等により生産性や永続性も異なってくることが予想され,これらの点については牧草の特徴を考慮し今後検討していく必要があると思われる。圃場条件下における暖地型マメ科牧草の生産性と栄養価値の検討圃場条件下での数種暖地型マメ科牧草の生産性と栄養価値を検討するため,平地および中山間地における生育と消化率および粗タンパク質含有率の調査を行い,乾物収量,可消化乾物収量および粗タンパク質収量を算出した。10月下旬の調査においては,平地ではほふく型のサイラトロ(Si)が最も高い乾物収量,可消化乾物収量および粗タンパク質収量を示し,グリーンリーフデスモディウム(Gd)およびセントロ(Ce)はSiの約1/2の値を示した。8月下旬に刈取処理を行った区の再生草(2番草)についてもSiが高い乾物収量,可消化乾物収量および粗タンパク質収量を示し,1番草および2番草を合わせた合計乾物収量,合計可消化乾物収量および合計粗タンパク質収量についても高い値を示した。一方,10月下旬の中山間地圃場における乾物収量,可消化乾物収量および粗タンパク質収量はGdで高く,8月下旬刈取処理区の再生草(2番草)についてもGdが高い乾物収量,可消化乾物収量および粗タンパク質収量を示し,1番草および2番草を合わせた合計乾物収量,合計可消化乾物収量および合計粗タンパク質収量についても高い値を示した。以上の結果から,生育環境条件(気象,土壌など)により暖地型マメ科牧草の生産性および栄養価値は影響されることが示され,更なる検討が必要と思われた。暖地型マメ科牧草の耐湿性暖地型マメ科牧草の耐湿性の検討を行うため,ポット栽培湛水条件下での生育調査を行った。湛水処理開始直後は葉の黄化,落葉等がみられたが,湛水処理後日数の経過とともに成長の回復が認められ,処理開始40日目においてSi, Gd, Ceおよびスタイロ(クック)の個体乾物重は湛水処理を行っていない植物(対照区)と同程度の値となったが,長期的な過湿圃場条件下での生育反応はポット栽培条件下のものとは異なることも予想され,更なる検討が必要と思われた。圃場条件下における暖地型マメ科牧草の刈取回数と生産性の検討圃場条件下における数種暖地型マメ科牧草の生産性と栄養価値を検討するため,平地および中山間地において刈取回数2回および3回時における生育と消化率および粗タンパク質含有率の調査を行い,乾物収量,可消化乾物収量および粗タンパク質収量を算出した。前年播種し越冬した草種は平地でのグリーンリーフデスモディウム(Gd)のみであった。越年Gdの春の萌芽は前年に地中に入り込んだほふく茎および残株の基部からみられた。2回刈区と3回刈区の比較では,2回刈区で高い合計乾物収量,合計可消化乾物収量および合計粗タンパク質収量を示し,平地では越年Gdが最も高い合計乾物収量および合計粗タンパク質収量を示し,ほふく型のサイラトロ(Si)が最も高い合計可消化乾物収量を示した。

中山間地においては,アメリカンジョイントベッチ(Aj)の3品種・系統(Aeschynomene americana cv.Glenn, CPI93556および、A. villosa CPI93621)が高い合計乾物収量,合計可消化乾物収量および合計粗タンパク質収量を示したが,平地における合計乾物収量,合計可消化乾物収量および合計粗タンパク質収量よりも低い値を示した。中山間地は平地よりも日照時間が短く,日平均気温および平均日射量も低いためであると思われた。以上の結果から,生育環境条件(気象,土壌など)により暖地型マメ科牧草の生産性は影響されることが示され,更なる草種の選定,栽培方法の検討が必要と思われた。暖地型マメ科牧草の家畜による嗜好性の検討上記栽培草種生草について,黒毛和種繁殖雌牛を用いキャフェテリア法による嗜好性の検討を行った結果,Gdの採食量はAjと同程度かまたはやや低い値を示し,Ajはソルガム生草と同程度の採食量を示すことが明らかとなった。暖地型マメ科牧草の刈取頻度と生産性の検討生育環境の異なる2地域(平地および中山間地)において,前年度に引き続き暖地型マメ科牧草の刈取頻度と生産性について検討を行った。前年より越冬した草種は,平地ではグリーンリーフデスモディウム(Gd)およびサイラトロで(Si)で,中山間地ではGdのみであった。また,前年秋平地においてアメリカンジョイントベッチ(Aeschynomene americana CPI93556,Aj)およびビローサジョイントベッチ(A.villosa CPI93621,Vj)の結実・下種が認められ,春に種子が発芽し,群落を形成した。刈取頻度(30日または45日間隔の刈取)については,平地では45日間隔の刈取で高い合計乾物収量,合計可消化乾物収量および合計粗タンパク質収量を示し,中山間地では30日間隔の刈取で高い値を示した。草種については,平地ではAj,Gd,Siの順に高い合計乾物収量,合計可消化乾物収量および合計組タンパク質収量を示し,中山間地ではVj,Gd,Aj,Siの順に高い値を示した。乾物収量と乾物消化率および粗タンパク質含有率の関係を草種ごとに検討した結果,Gdは他草種より消化率が低い傾向にあり,Siは乾物収量の増加に伴う消化率および粗タンパク質含有率の低下割合が他草種より小さいことが明らかとなった。暖地型マメ科牧草の家畜による嗜好性の検討黒毛和種繁殖雌牛を用いたキャフェテリア法による嗜好性の検討の結果,Gd,Si,Ajの嗜好性はソルガム生草と同程度かまたは高いことが明らかとなった。以上のことから,Gd,Si,Aj,Vj等は越冬株からの萌芽または自然下種した種子からの発芽により,複数年群落を維持できることが明らかとなったが,これらの牧草と組み合わせるイネ科牧草種,管理法,利用地域等により生産性や永続性も異なってくることが予想され,これらの点については牧草の特徴を考慮し今後検討していく必要があると思われる。
増殖相と分化相におけるクロマチン構造基盤の解析

これまで細胞増殖・分化の研究は、様々な細胞株・モデル生物を用いて、様々な情報伝達経路について、個別におこなわれてきた。しかしながら、細胞増殖・分化に対する統一的な理解が進んでいるとは言い難い。本研究では、クロマチン構造を共通項とし、蛍光相関分光法(FCS)、計算機シミュレーション、ヌクレオソームの1分子イメージングなど、新しい方法論を組み合わせて、増殖相と分化相をクロマチンの構造基盤とダイナミクスの観点から解明することを目的とする。そして、この構造基盤の理解を通して、細胞分化・発生などにおけるゲノムの機能発現の時空間的な制御の仕組みを明らかにし、当特定領域に貢献する。本年度では計算機シミュレーションを用いて、増殖相・分化相の理解に必須なクロマチンの構造的基盤の推定を試みた。モンテカルロシミュレーションは細胞内の微小な領域の分子の動きを、再現するのに適した方法である。これにより、実験データで得た物理的パラメータを用いて、細胞内部の環境を再現することが可能である。研究協力者・高橋恒一らと共に5量体EGFPのクロマチン内の動きの再現をおこなった。その結果、コンパクトに凝縮しているヘテロクロマチンや分裂期染色体などでは、ヌクレオソームが揺らがないと蛋白質の拡散(動き)出来ないことが明らかになった。また本解析と平行して、ES細胞の試験管内分化誘導系を用いて増殖細胞と分化した神経細胞におけるクロマチン環境の変化を解析するため、ES細胞のEGFPとH2B-mRFPの安定発現株を作製した。本研究では、クロマチン構造を共通項とし、蛍光相関分光法(FCS)、ヌクレオソームの1分子イメージングなど、新しい方法論を組み合わせて、増殖相と分化相をクロマチンの構造基盤とダイナミクスの観点から解明することを目的とする。本年度ではFCSを用いて、増殖相・分化相の理解に必須なクロマチンの構造的基盤の解明を試みた。FCSは細胞内の微小な観察領域の蛍光分子の動きを、蛍光強度のゆらぎによって検出する方法である。これにより、内部の蛍光分子の拡散定数を測定し、環境を間接的に知ることが可能である。研究協力者・金城政孝らと共に1量体、3量体、5量体EGFPのクロマチン内の動きの解析をおこなった。その結果、G1期の核、G2期の核、分裂期染色体で、各EGFPの拡散係数は最大40%程しか変わらなかった。このことは、コンパクトに凝縮している分裂期染色体などでも、蛋白質の拡散(動き)はさほど変化しないことを意味している。また本解析と平行して、ES細胞の試験管内分化誘導系を用いて増殖細胞と分化した神経細胞におけるクロマチン環境の変化を解析するため、ES細胞のEGFPとH2B-mRFPの安定発現株を作製中である。
一分子力学計測による酵母プリオンのコンフォメーション空間解析

タンパク質のモノマー状態での構造の不均一性・多様性は、その物性や機能に大きな影響を与える可能性がある。しかし、タンパク質がモノマー状態の構造として取り得る構造の幅広さ、つまりコンフォメーション空間を実験的に明らかにすることは既存の技術では難しい。本研究では、線維状のタンパク質凝集体であるアミロイド構造とプリオン株表現型の解析をこれまで我々が進めてきた酵母プリオンSup35NMの系を用いて、一分子力学計測によりSup35NMモノマーのコンフォメーション空間を解明することを目指す。特に各種シャペロンがSup35NMのコンフォメーション空間、さらにはSup35NMの凝集化に与える影響を詳しく解析するためには、活性のあるシャペロンを調製する必要がある。そこで、本年度は、大腸菌から発現させたHsp104の精製を行い、それがほぼ完全に6量体を形成すること、Sup35NMの凝集促進活性やGFPやルシフェラーゼ凝集体に対するリフォールディング活性を確認した。また、各種Hsp104変異体の精製も行い、純度の高い変異体も得られた。そこで、Sup35NMアミロイドの脱凝集化について検討を行ったところ、Hsp104のATPase活性が、脱凝集化の際のモノマー化の過程に深く関わることが示唆された。一方で、Sup35NMモノマーのオリゴマー化に対して、Hsp104が他のシャペロン群と協調して働くことが明らかになった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。酵母プリオンの伝播機構を解明する目的で、今年度はまず、一分子力学計測やNMR測定のための各種試料調製を行った。酵母プリオンSup35凝集体の伝播に必須な三種類の分子シャペロンの大腸菌中での発現と精製を行った。ルシフェラーゼやGFPの凝集体を用いた実験から、これらのシャペロンがATPに依存して脱凝集活性を示すことを確認した。また、既報通りHsp104が酵母プリオン断片であるSup35NMの凝集化を促進させることも確認した。これらの結果から、分子シャペロンの調整法がほぼ確立できたことを意味している。さらに、Sup35NM一分子を光ピンセットを用いて引っぱり、力学計測を行うための試料調製を行った。引っ張る時の取っ手としての二本鎖DNAをSup35NMのアミノ末端とカルボキシル末端に結合させたDNA-Sup35NM-DNA複合体を調製し、Hisタグカラムを用いてこの複合体の高度な精製に成功した。一方で、Sup35NMモノマーと各種シャペロンとの結合様式を解明する目的で、NMR測定を行うため大同位体(13C, 15N, D)ラベルを含むタンパク質調製および実験系の構築を行りた。DOSYなどのNMR測定から、Sup35NMと各種シャペロンとの直接的な結合を見出した。さらに、Sup35NMと各種シャペロンとの結合を調べるため、Native PAGEやビアコア、分析用超遠心を用いた実験を行った。その結果、各種シャペロンとSup35NMのモノマーやオリゴマーが直接、結合していること牽見出した。今後、その結合様式について詳細に解析し、さらにSup35NMアミロイドとシャペロンとの結合についても検討する予定である。大きな難関の一つであると思われたHsp104などの各種シャペロンの高度な精製に成功し、それらを用いて、タンパク質凝集体に対する脱凝集活性が確認でき、また、これらシャペロンと酵母プリオンタンパク質Sup35NMとの直接的な結合もNMRやビアコアなどで確認できたため。脱凝集活性を示すことが確認できた分子シャペロンを用いて、分子シャペロンの存在、非存在下でのSup35NMの一分子構造解析を行い、分子シャペロンがSup35NMモノマーのコンフォメーション空間を変化させるか検討を行う。

また、NMRを用いて、分子シャペロンがSup35NMモノマーやオリゴマー、アミロイドのどのアミノ酸の部位に結合し、モノマーの凝集促進化やアミロイドの断片化をもたらしているかを明らかにする。
人口還流現象の発生メカニズムに関する実証的研究

本研究においては、これまで分析のための適切なデータが不足していたために、その実態解明が不十分であった地方圏出身者の人口「Uターン」現象について、長野県出身者に対する独自調査をもとに考察した。調査は昨年度までに行われ、第一次ベビーブーム世代、およびそれよりも10年前の世代および10年若い世代を対象とし、居住地移動経歴、移動の理由、移動前後での生活条件の変化等を尋ねる調査票を郵送にて送付、回収した。本年度においては昨年度に引き続きデータの分析作業を継続し、「Uターン」の発生メカニズムについて、次のようこ結論づけた。昨年度までの分析で三大都市圏での就職後37年以内という比較的早い時期の「Uターン」が主流であることが分かったが、これは三大都市圏に出てからあまり年数を経ていない若年者は、単身あるいは夫婦2人世帯であるなど、比較的移住しやすい環境にあるためである。そこで多くの「Uターン」がこの時期に発生し、その後ライフステージの進行に伴って「Uターン」が徐々に困難となる。一方、ある程度仕事にも慣れ、仕事内容の自分への向き不向きが理解され、その会社等での自分の将来像がある程度描けるようになるのが就職後35年経過した時期であり、このような時期には地方出身者であるか否かに関わらず転職が検討される傾向にある。地方出身者の三大都市圏出身者との相違は、そこで「帰県して転職する」という選択肢を持っていることにあると言える。ここから「Uターン」、ことに転職を伴う「Uターン」については、総合的なライフスタイル選択の帰結というよりは、転職を考える地方出身若年者が持ち得る選択肢の一つとして解釈することもできる。本研究では、研究代表者らが既に行った、長野県出身の第一次ベビ-ブーム世代に関する居住経歴調査の分析結果を踏まえ、その一般性の検証を主たる目的として、第一次ベビ-ブーム世代よりも10年前の世代および10年若い世代を対象とした調査を行った。調査結果を分析し、3つのコ-ホ-トについて比較検討したところ、「長野県にずっと住んでいる者」「他県に移動し現在でも居住している者」が減少する一方、「学卒Uターン」「転職(勤)Uターン」の経験者は着実に増加し、特に「学卒Uターン」の割合は大きく増加したことが明らかとなった。また帰還先を市町村単位で検討したところ、郡部出身者がかつては帰還先として市部を指向していたのが、近年では自分の出身町村に帰還する傾向があることがわかった。またこれと対応するように、これら出身町村への帰還者の勤務先が自町村から他市町村へ変化してきている。これはモータリゼーションの進展に伴い実家からの通勤が容易となったことから、「帰還先、勤務器とも近隣中心地」から「帰還先は実家、勤務先は近隣中心地」というパターンが増加した結果と考えられる。また「Uターン者」増加の背景として、帰県に伴う生活条件の悪化、というかつての状況が緩和されていることが予想されるが、確かに「Uターンに伴う収入の変化」に関する質問から、最も若いコ-ホ-トではむしろ「増加した」と答えた者がやや多くなるなど、この点を裏付ける結果が得られた。一方「転職(勤)Uターン」者のどの年齢層においても、最初の就職時から37年の付近に「Uターン」のピークが集中しており、世代を問わず比較的早い段階において決断した者が「Uターン」移動の中心をなす、という結論を得た。
建築的場所論の展開の可能性に関する研究

本研究においては、(1)具体的個別的な課題に各研究者が論及してそれぞれの「建築的場所」像を呈示すること、(2)これら多様な「建築的場所」像の展開を、従来の建築思想の流れや隣接する諸学問領域とのかかわりを射程に入れた上で、建築的「場所」概念の基礎的な枠組みや研究方法に論及して基礎理論を呈示することに努めた。その際、(1)と(2)の研究が相互に支え合うものとして各研究者間で自覚され、報告がまとめられた点にその特色を有する。(1)の個別的具体的研究の課題は、西洋近世ルネッサンス建築理論(松本)、西洋近代フランス建築理論(白井)、ジョン・ソーンの建築(内丸)、ル・コルビュジエの建築(河内)、ルイス・カーンの建築(前田)、西洋近代ドイツ教育思想(奥)、北ユーラシア民家(垂井)、朝鮮民家(西垣)、日本の集住(土井)、朝鮮民家(西垣)、沖縄の祭忌(伊従)、江戸時代教育施設(島岡)等にわたり、多様な成果をえた。各報告においては、それぞれの建築的現象の意味発生の核心に「場所」概念が位置し、「場所」概念の重層する豊かさが確認された。(2)の基礎理論の研究では、建築論における空間論から場所論への展開(前川)、「場所」概念の多様性についての哲学等隣接学問領域での展開の概観(前川)、総括としての建築的「場所」概念の基礎理論(加藤)の構築という成果がもたらされた。これらは、人間存在のあり方と建築的現象のあり方とに共通する地盤の核心に「場所」概念があることを確認するものである。この確認が(1)の各研究者の多様な論考にひとつの共有の方向を与えた。報告書掲載の諸発表の論考は、建築的場所論の多様な展開と基礎的な核心についての呈示の成果である。この研究は二年の計画で進められている。今年度は7月と12月の二度にわたって研究発表会が開かれ、以下の発表があった。奥哲治『教育的環境における場所について』中島康『花鳥風月の場所論』島岡成治『広瀬淡窓咸宜園建設に関する場所論的研究』松本裕『パリ市第2区ストラスブール・サン=ドニ地区の空間構成に関する研究』西垣安比古『明恵臨終の道場』伊従勉『儀礼の場所と祭祀世界:沖縄の歴史民族儀礼にみる場所の構造』研究会ではそれぞれの発表において提出された「場所」の懸念をめぐって活発な議論がおこなわれた。それらの発表および議論を通じて「場所」の概念が建築現象の核心をしめること、また、その意味に重層性が見られることが明らかとなった。本研究は科学研究費申請以前より継続しており、当研究の研究分担者のうち松本静夫、白井秀和、内丸恵一、土井崇司は既に以下の発表をおこなっている。松本静夫『ルネサンスの建築書にみられる場所の概念について』白井秀和『18世紀フランス邸館建築における空間と場所』内丸恵一『ジョン・ソーン後期における空間構造について』土井崇司『日本における伝統的な集住の空間構造について』以上を踏まえて、今後もこの方向で研究をすすめるとともに、加藤、前川等によって「場所」に関する理論的研究を展開する予定である。本研究は二カ年にわたる計画で進められた。平成8年度は平成7年度の研究発表会の成果を踏まえ、以下の論点で相互の活発な議論が個別になされ、研究報告書掲載の諸発表を得た。研究は、大きくは

(1)具体的個別的で多様な「建築的場所」に各研究者がそれぞれ論及して行くところから自ずと浮かび上がってくる「建築的場所」像をその広がりにおいて提示するものと、(2)これら「建築的場所」像の多様な展開を、従来の建築思想の流れや隣接する諸学問領域とのかかわりを射程に入れた上で、建築的「場所」の概念の基礎的な枠組みや研究方法を論及した基礎理論を提示するものとに分けられるが、(1)と(2)の研究が相互に支え合うものとして各研究者間で自覚され、報告がまとめられた点に特色を有する。(1)の個別的具体的研究の広がりは、西洋近世建築理論(松本)、西洋近代建築理論(白井)、西洋近代建築(内丸)、西洋近代教育思想(奥)、西洋現代建築理論(河内)、西洋現代建築(前田)、北ユーラシア民家(垂井)、朝鮮民家(西垣)、日本中世思想(西垣)、日本近世教育施設(島岡)等、多様にわたる報告がもたらされた。各報告においては、それぞれの建築的現象の意味発生の核心に「場所」概念が位置し、重層する「場所」概念の豊かさが確認された。(2)の基礎理論の研究では、建築論における空間論から場所論への展開(前川)、「場所」概念の多様性についての哲学等隣接学問領域での展開の概観(前川)、総括としての建築的「場所」概念の基礎理論(加藤)等の基礎的報告がもたらされた。(1)と(2)研究は、人間存在のあり方と建築的現象のあり方とに共通する地盤の核心に「場所」概念があることを互いに確認した。この確認が(1)の各研究者の多様な論考にひとつの共有の方向を与えた。報告書掲載の諸発表の多様な建築的場所論は、この方向での展開の可能性の成果である。
キチンを用いたバイオミメティック複合材料の開発

バクテリアセルロースにCa_<10>(PO_4)_6(OH)_2.骨や歯などの硬組織を構成するアパタイト(結晶構造物).を形成させる条件について詳細に検討した。大きく分けて2つの方法を用いてアパタイトを形成させることができた。一つはpH7.4、30°Cという生理的な条件で、ヒトの体液のほぼ1.5倍のイオン濃度を有する溶液(1.5 SBF:simulated body fluid)に数日から数週間浸ける方法で、もう一つの方法は適当な濃度のカルシウム溶液とリン酸溶液を混合する方法である。特に前者については、全反射フーリエ変換赤外分光法(ATR-FTIR)ならびに誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)で基質であるセルロースと形成されるアパタイトについて検討した。その結果、アパタイトの形成過程において,初期にセルロース表面に結晶化するamorphous calcium phosphate(ACP)あるいはoctacalcium phosphate(OCP)存在が示唆された。また堆積物の形態を走査型電子顕微鏡ならびに透過型電子顕微鏡により調べたところ、薄い平板状の構造体が会合する結果1から3マイクロメートルの半球状の析出物となることが分かった。2,2',6,6'-teramethylpiperidine N-oxyl(TEMPO)処理により、セルロース表面の6位の水酸基をカルボキシル基と替えた場合は、アパタイトの核形成を促進させることが分かった。その場合、セルロース表面の至る所に核形成の拠点ができ、さらに結晶化速度が速いために、サイズの小振りなアパタイトが形成されることが分かり、セルロースのTEMPO処理を適度に行うことによって、形状や形成速度を制御出来ることが見いだされた。天然に広く存在するキチン、キトサンをさらに有効に利用するため、付加価値の高い複合材料へ変換する試みが多くなされている。高分子化学を基盤とし、高い吸湿性や光学的異方性を有する素材開発など生命工学、工学分野での展開が図られている。本研究では、"バイオミメティック"な素材開発の原点に返り、生物の持つ構造多様性の一つである生体組織内でのキチンとマトリクスの複合構造やその高次構造の形成、構築、分解に関する基礎を明らかにして、その生命原理を応用して生物素材としての特徴を生かした新規複合材料の創成を目標に据えた。初年度は人工骨代替え素材となりうるヒドロキシアパタイトをキチンやセルロースのナノ繊維ネットワーク内に形成することを試みた。その優れた力学特性や生体安全性からある程度強度を担う素材に変換可能であると予想された。バイオミネラル化については3通りの方法を試み、ヒドロキシアパタイトの形成される条件を時間、温度、濃度、基質量をパラメータにしてスクリーニングした。人工体液(simulated body fluid)は時間はかかるものの化学分析によるCa/P比から理想的なヒドロキジアパタイトが形成されることが分かった。キチンとセルロースを比べた場合、予想に反してセルロースをスカッフォールドにした方がアパタイト形成が順調に進行することがわかった。またセルロース表面に特殊な官能基を導入することでアパタイト形成が促進されることが明らかになった。
微小流路実験システムを用いた宿主-寄生体相互関係に関与する因子の解析

RAW264.7を歯周病原細菌A. actinomycetemcomitans由来のLPSで刺激し、ICAM-1の発現を確認した。piliとICAM-1の結合能の評価に、QCM装置を用いて評価した。その結果、piliとICAM-1が結合していることが示された。従って、piliとICAM-1の結合が感染性心内膜炎に関与する可能性が示唆された。感染性心内膜炎が歯周病に与える影響について検討するため、マウスマクロファージ様細胞株RAW264.7を歯周病原細菌A. actinomycetemcomitans由来のLPSで刺激し、我々の開発した微小流路チップへ流通させ、マイクロピラー上に細胞凝集塊を形成させた。また、LPSで刺激しないRAW264.7を用いてマイクロピラー上に細胞凝集塊を形成させ、比較・検討した。その結果、LPSで刺激したRAW264.7ではLPSで刺激しないRAW264.7に比べ、マイクロピラー上に細胞凝集塊をより形成した。LPSにより、マクロファージとマクロファージの結合のみならず、マクロファージと口腔内細菌との結合が、マクロファージ表面上に発現するICAM-1を介して起こることが明らかになった。また、piliとICAM-1との結合が感染性心内膜炎に関与す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。歯周病学26年度が最終年度であるため、記入しない。歯周病原細菌A. actinomycetemcomitans由来のLPSで刺激したマウスマクロファージ様細胞株RAW264.7は、我々の開発した微小流路チップのマイクロピラー上に細胞凝集塊を形成することを確認できた。S. sanguinisのpiliと細胞接着分子との結合能の評価に、Quartz Crystal Microbalance(QCM)装置を用いる。水晶発振子のセンサーチップ(400 mm×120 mm)のガラス面に対象となるタンパク質を塗布・乾燥により固定化する。25°C Phosphate Buffered Saline (PBS) 10 mlに浸漬し、結合を確認したい細菌を添加する。固定化されたタンパク質と添加した細菌との結合による水晶発振子の振動の微小変化を周波数の変化としてパソコン上のソフトウェアで捉え、結合能について検討する。
ロボットが人間から援助を引き出す影響過程：人間との有益な関係構築に向けた検討

本年度の研究では、コミュニケーション・ロボットの実用化がすでに現実のものとなっている介護分野を題材とし、ロボットに対する認知と利用意図等の態度との関連を検討した。1つ目の調査では、調査回答者が介護者として自身の家族等の介護をする際にコミュニケーション・ロボットを利用するという場面を想定し、ロボットに「意識がある」「生物的」といった印象(生物らしさの知覚)が利用意図に与える影響を検討した。その結果、高齢者介護は家族が中心になって行うべきだという態度(家族介護意識)が低い場合には、ロボットが生物らしいと知覚するほど利用意図が高くなった。しかし、家族介護意識が高い場合には、ロボットが生物らしいと知覚するほど利用意図が低くなる傾向が見られた。この調査結果は日本社会心理学会大会にて報告された。2つ目の調査では、心の知覚が主体性と経験性の2因子からなるという先行研究の知見を踏まえ、それぞれの次元での心の知覚がロボットの利用意図に与える影響を検討した。その結果、家族介護意識が低い場合には、ロボットの主体性を高く知覚するほど利用意図が高くなった。主体性とは自律的な行為を生み出す心の働きであり、介護という場面で適切に仕事をこなしてくれるという期待につながったと考えられる。一方、家族介護意識が高い場合には、ロボットの経験性を高く知覚するほど利用意図が高くなった。経験性を備えているという知覚はロボットの機械的な印象を和らげ、ロボットを利用することへの抵抗感が軽減されたと解釈できる。この調査結果は米国で開催されたSociety for Personality Social Psychology Annual Conventionにて報告された。本年度はコミュニケーション・ロボットに対する認知と利用意図の関連に焦点を当てて調査を実施し、おおむね仮説に一致する結果が得られている。これらの調査結果のうち一部は国内外の学会で発表され、学会での議論も踏まえて論文投稿に向け準備中である。その他に実施した調査も翌年度中に学会発表・投稿論文として公表される見込みである。今後はロボットの実機を用いた行動実験を実施し、自律ロボットに対する認知・行動をより妥当性の高い手法を用いて検証する予定である。また、自動運転や医療等の幅広い分野における人工知能の活用について社会調査を実施し、人工知能の社会的受容を促進する要因や、技術の社会実装に伴う倫理的問題への人々の反応を検討する予定である。
静水圧メカノシグナル制御とその組織工学への応用

軟骨細胞がいかに静水圧を受容するか,そのメカニズムについては依然不明のままである.本研究においては,そのメカニズムの解明のために再構築系,細胞実験系およびトランスクリトーム解析系の3つの系を用いて,軟骨細胞の静水圧メカノシグナル制御機構を分子レベルで検証する.さらに,本研究においては,軟骨細胞の静水圧メカノシグナル制御機構に基づいた最適な静水圧負荷技術を開発し, in vitro実験,動物移植実験を通じて,静水圧負荷の有効性を評価することより,組織工学への応用を目指した軟骨細胞分化制御および軟骨組織再生の基盤技術の開発を行う.再構築系、細胞実験系およびトランスクリトーム解析系の3つの系を用いて、軟骨細胞の静水圧メカノシグナル制御機構を分子レベルで検証する。更には、軟骨細胞の静水圧メカノシグナル制御機構に基づいた最適な静水圧負荷技術を開発し、in vitro実験や動物移植実験を通じて、静水圧負荷の有効性を評価することよって組織工学への応用を目指した軟骨細胞分化制御および軟骨組織再生の基盤技術を開発する。静水圧による軟骨分化制御および軟骨組織再生について、再構築系・細胞実験系に加えてトランスクトリーム解析系も組み合わせて分子レベルで検証を深めようとしており、学術的意義が高い。また、作業仮説を多角的に検証するための準備も整っている。軟骨細胞がいかに静水圧を受容するか,そのメカニズムについては依然不明のままである.本研究においては,そのメカニズムの解明のために再構築系,細胞実験系およびトランスクリトーム解析系の3つの系を用いて,軟骨細胞の静水圧メカノシグナル制御機構を分子レベルで検証する.さらに,本研究においては,軟骨細胞の静水圧メカノシグナル制御機構に基づいた最適な静水圧負荷技術を開発し, in vitro実験,動物移植実験を通じて,静水圧負荷の有効性を評価することより,組織工学への応用を目指した軟骨細胞分化制御および軟骨組織再生の基盤技術の開発を行う.
マイクロ材料試験によるＭｇ－Ｚｎ－Ｙ合金中に形成されるＬＰＳＯ相の強化機構の解明

鋳造材を押出加工したMg-Y-Zn合金は、母相であるα-Mg相と析出相である長周期積層構造(LPSO)相から構成され、優れた機械的性質を示すことが知られている。この合金の強度発現機構を調べるためには、強化相となるLPSO相単結晶の機械的性質を調査する必要がある。しかしながら、LPSO相はプロセスを制御しても粗大な単結晶を得ることがきわめて困難である。ところで、研究代表者はマイクロ材料評価技術という新しい材料試験法を開発しており、この手法を用いると、従来の材料試験では解明できないMg-Zn-Y合金中に形成される微小LPSO相の機械的性質を直接評価することが可能となる。平成24年度は、Mg-Zn-Y一方向鋳造材のLPSO相から結晶方位を変えた微小単結晶引張試験片を切り出し、マイクロ材料評価技術を用いることで、LPSO相の機械的性質に及ぼす結晶方位の影響を調査し、LPSO相の変形挙動にはきわまて大きな結晶異方性があることを示した。そこで、平成25年度では、さらにキンクを導入したときの力学特性について調査した。まず、底面すべりが容易な方位のLPSO相試験片にキンクを導入し引張試験を行ったところ、降伏応力、加工硬化率ともに増加した。これはキンク帯により主すべりである底面すべりが抑制されるとともに、LPSO相の結晶粒内に変形能の違いが発生したことに起因していると考えられる。一方、底面すべりが困難な方位のLPSO相試験片にキンクを導入して引張試験を行ったところ、引張強さはキンクを導入する前の半分以下となったが、延性が大きく改善された。これは、キンクが形成された領域で結晶回転が起こり、底面すべりが活動したためと考えられる。以上のように、LPSO相にキンクを導入すると、その結晶方位に依存して変形挙動に大きな差異が現れる。この結果は、LPSO相を利用した強化設計において重要な指針となる。25年度が最終年度であるため、記入しない。ところで、研究代表者はマイクロ材料評価技術という新しい材料試験法を開発しており、この手法を用いると、従来の材料試験では解明できないMg-Zn-Y合金中に形成される微小LPSO相のintrinsicな機械的性質を直接評価することが可能となる。そこで、平成24年度は、Mg-Zn-Y一方向鋳造材のLPSO相から結晶方位を変えた微小単結晶引張試験片を切り出し、マイクロ材料評価技術を用いることで、LPSO相の機械的性質に及ぼす結晶方位の影響を調査した。その結果、c軸に対して45度傾けた試験片では、底面すべりが活動し、大きな伸びを示した。また、その臨界分解せん断応力(CRSS)は13 MPaであった。一方、底面すべりが活動しないc軸と垂直方向に切り出した試験片では、LPSO相の強度は約540 MPaまで上昇し、脆性的に破壊した。

また、c軸に対して平行方向から採取した試験片では、約260 MPa付近で大きな応力低下が認められ、その後、応力の上昇下降を繰り返しながら破壊に至った。さらに、破壊後の試験片を観察したところ、双晶のような大きな段差が認められた。このように、LPSO相はきわめて大きい結晶異方性を示すことが明らかとなった。本年度は研究代表者が開発したマイクロ材料評価技術を用いて、LPSO相の基本的な機械的性質及びその結晶方位依存性を評価することを目的としていたが、LPSO相の変形機構として、双晶変形というこれまでにまったく知られていなかった変形挙動を明らかにすることができた。以上のように、当初の予定より大きな成果が得られていることから、当初の計画以上に進展していると判断した。LPSO相はキンク変形を起こすことが知られており、このキンクが機械的性質に大きな影響を与えると考えられているが、そのメカニズムは未だ明らかになっていない。そこで、強度上昇に及ぼすキンクの影響について検討する。まず、バルクの一方向凝固材に圧縮変形を与えることにより結晶内にキンクを導入し、平行部にキンクを含む微小引張試験片を作製する。試験片の作製にあたっては、すべり面を考慮してキンクの角度と試験片方位を変えた試験片を準備する。作製した試験片に対して、微小引張試験を実施し、キンクを導入していない試験片の結果と比較することにより、変形、強度に及ぼすキンクの効果を明らかにする。さらに、LPSO相の破壊メカニズムを調査することが、本合金の機械的特性を明らかにする上で、きわめて重要となる。そこで、LPSO相の破壊靱性、き裂伝播挙動についても、マイクロ材料評価技術を用いて明らかにする。加えて、マイクロ引張試験及びマイクロ破壊試験の結果を総合的に検討し、Mg-Zn-Y合金中に形成されるLPSO構造相の強靭化メカニズムの提案を行う。25年度が最終年度であるため、記入しない。
音響ホログラフィに基づく機械騒音のリアルタイム映像化システムの構築

本研究は、機械装置騒音を対象としたリアルタイム音場計測システムと解析法を構築することを目的として、まずマイクロホンを10×10本配列した2次元マイクロホンアレイと計測処理回路を製作した.2次元マイクロホンアレイを音源近傍に設置することによる音場への影響を,単一の走査型マイクロホンを用いて実験的に検討した結果,高周波において計側面の周辺で誤差が確認されたが,この計測結果を用いて音源探査を行なう場合には、大きな問題とならないことが確認された.試作した計測システムは動的な音場を計測することができ,回転するアームにスピーカを取り付けた音源について音源探査を行なった結果,スピーカ位置の特定が50ms間隔で可能であることを実証した.また,インコヒーレントな音場の計測が可能であり,実際の機械装置騒音を計測する際に,位相分布を求めるための参照信号が騒音源に同期している必要がないことを実証した.本計測システムによって計測された複素音圧分布から音源探査を行なう際に,音響ホログラフィと近距離音響ホログラフィ法を組み合わせた新しい音場解析手法を提案した.これは,音響ホログラフィと近距離音響ホログラフィの欠点をそれぞれ補完し,より効率よく音場把握を行なうための手法であり、試作した計測システムのリアルタイム性を活かして,積極的に計測位置を変えながら音源探査を行なう手法である.提案した手法は,オートバイや歯車試験装置の音源探査を行ない,その有効性を実証した.本研究は、機械装置騒音を対象としたリアルタイム音場計測システムと解析法を構築することを目的として、まずマイクロホンを10×10本配列した2次元マイクロホンアレイと計測処理回路を製作した.2次元マイクロホンアレイを音源近傍に設置することによる音場への影響を,単一の走査型マイクロホンを用いて実験的に検討した結果,高周波において計側面の周辺で誤差が確認されたが,この計測結果を用いて音源探査を行なう場合には、大きな問題とならないことが確認された.試作した計測システムは動的な音場を計測することができ,回転するアームにスピーカを取り付けた音源について音源探査を行なった結果,スピーカ位置の特定が50ms間隔で可能であることを実証した.また,インコヒーレントな音場の計測が可能であり,実際の機械装置騒音を計測する際に,位相分布を求めるための参照信号が騒音源に同期している必要がないことを実証した.本計測システムによって計測された複素音圧分布から音源探査を行なう際に,音響ホログラフィと近距離音響ホログラフィ法を組み合わせた新しい音場解析手法を提案した.これは,音響ホログラフィと近距離音響ホログラフィの欠点をそれぞれ補完し,より効率よく音場把握を行なうための手法であり、試作した計測システムのリアルタイム性を活かして,積極的に計測位置を変えながら音源探査を行なう手法である.提案した手法は,オートバイや歯車試験装置の音源探査を行ない,その有効性を実証した.1.16×16(256)個のマイクロホンを保持する2次元マイクロホンアレイを設計・製作した。アルミ製の外枠の内側にピアノ線を縦横に張り、その格子点上にマイクロホンを固定するような構造とした。外枠の大きさは1辺1.7mの正方形であり、マイクロホンを配列する領域は1m×1mであるが、これは外枠を計測領域から遠ざけることで、外枠の音場への影響が少なくなるようにしている。同様の理由より、マイクロホンの保持にはピアノ線を用いている。また、ピアノ線を張る位置は任意に決定できるようになっており、マイクロホン間隔は自由に決定できる。2.試作した2次元マイクロホンアレイが音源近傍の音場に及ぼす影響を実験的に検証した。スピーカを音源とし、その近傍にマイクロホンアレイを設置した場合と、そこからアレイを取り除いた場合とで、別のマイクロホンを走査して本来計測されるべき計測平面の音場計測を行った結果、およそ2,700Hzの高い周波数では振幅の小さいところで音場が乱れるが、1,500Hz程度までは計測結果にほとんど差がないことがわかり、対象とする周波数が1kHz程度では、試作した2次元マイクロホンアレイを用いて音場の瞬時計測が可能であると判断した。3.試作したマイクロホンアレイの1列分(16チャンネル)の信号処理回路を製作した。この回路は1チャンネルあたり2つの位相検波器を用い、90度ずれた参照信号を入力することで、マイクロホンからの複素信号を実部と虚部に分けて取り出す。この回路を用いて1列分の計測、さらに列の位置を順次変更して平面全体の音圧分布計測を行い、従来の1本のマイクロホンによる計測結果と比較したところ、ほぼ同様な分布が得られ、かつ瞬時にデータ収集が可能であることを確認した。なお、この計測実験は無響室ではない一般の実験室内で行っている。前年度に製作したマイクロホンアレイにマイクロホンを100本(10×10)取付け,マイクロホン100チャンネル分の信号処理回路を製作して,1平面の音圧分布が位相を含めて実時間計測可能なシステムを構築した.音圧分布計測は0.625m×0.625mの範囲内で行い,平面内の計測点間では同時性が確保されている.スピーカによるモデル音源を用いて実際に音場を計測し,実験的な検証を行った.なお,本研究は実用性を考慮し,計測はすべて無響室ではない一般的な実験室内で行っている.まず,従来から用いている走査型のマイクロホンによる音圧分布計測結果と比較して,アレイによる音圧分布計測結果は計測平面の周辺部に誤差を含み得るが,その結果を用いて音源探査処理を行った結果,十分な実用性があることを示した.また,音源の信号と非同期の参照

信号を用いた場合でも,本計測システムは音場の計測が可能であることを示した.さらに,スピーカを2個用いた2音源の音場について,それらの信号を非同期とした場合でも,本実時間計測システムによって,時間とともに変化する音場の干渉の様子が計測できることを示した.モータによって回転するアームにスピーカを取付けて移動音源とした場合について,本計測システムによる音圧分布計測を行った.計測条件は,スピーカが移動する周速を最大0.84m/s,計測平面全体のサンプリングレートを最高18.8Hz(およそ50ms間隔)とし,本システムは連続的に16回の計測が可能である.音圧分布計測結果から音源探査を行った結果,スピーカ位置が回転移動している様子を把握することができた.本研究は,特に機械騒音を対象とした音場把握を目的として,10×10のマイクロホンを格子状に配列した2次元マイクロホンアレイと,音圧分布計測を瞬時に行うための計測処理システムを試作した.この計測システムによって計測された複素音圧分布は,近距離音響ホログラフィのような手法に適用することで,音源位置の可視化(音源探査)や遠距離音場の推定などが可能となる.本研究では特に音源探査について検討を行った.近年注目されている近距離音響ホログラフィ法と,従来からの音響ホログラフィ法をシミュレーションによって比較を行った結果,近距離音響ホログラフィ法は空間分解能は優れているが,有効な解析結果を得るためには,音源と計測面の距離の制限や雑音の除去など,計測環境への要求が厳しいことが確認された.一方,音響ホログラフィ法は,空間分解能が波長程度に制限されるが,雑音に強く,計測面の大きさの2倍程度の領域まで推定が可能であるなど,近距離音響ホログラフィ法にはない特徴を備えていることが分かった.そこで,この2つのホログラフィ法を組み合わせて音源探査を行なう手法を提案した.これは,計測対象から1波長程度離れた位置の音圧分布計測結果から,音響ホログラフィ法を適用して音源の全体像を得て,さらに計測面(マイクロホンアレイ)を注目する地点に移動させて再度音圧分布計測を行い,近距離音響ホログラフィ法を適用して音源の詳細を得ようとするものである.また,計測対象となる音源に対して,2つ以上の角度から音圧分布計測を行い,それらを合成することで奥行き方向の音源位置を把握する方法を提案した.これらの手法は、試作した本計測システムが有する実時間制を活かした手法であると言える.提案した手法は,それぞれオートバイ,歯車試験装置の音圧分布計測から実験的に実証された.
二重船殻タンカーの最終強度に関する研究

二重船殻タンカーの構造強度上の安全性を高めるためには、荷重の増加と共に生じる構成部材の局部座屈や塑性化、さらには最終強度およびその後の挙動を含めた構造全体の最終強度解析を実行することが重要である。この目的を達するために本研究では理想化構造要素法を使い、構造要素の幾何学的非線形性を理想化し、材料非線形性を塑性節点法で取り扱う高精度、高能率な理想化構造要素を開発した。これまでに提案されている理想化構造要素の中で、矩形板要素の開発では、幾何学的非線形の理想化を数値解析結果をもとにしたため、その剛性方程式の定式化は複雑であった。本研究ではこの点を改良した。すなわち、幾何学的非線形挙動は基本的に座屈、後座屈挙動であるので、それらを固有関数で記述する。そして、矩形板の縦横比と座屈形状に適合した固有関数を選び、未知係数の数をできるだけ減らし、高精度を維持しながら計算効率の上昇に配慮する。材料非線形は塑性節点法を導入し、塑性節点の数や位置、塑性判定条件について検討し、少ない塑性判定点で効率よく矩形板一枚の塑性現象を解析できるようになった。撓みに関する変位関数と塑性節点法を結び付けることにより最終強度後の剛性低下もある程度正確におえるようになった。二重船殻タンカーに最も多くみられる縦横比の矩形板パネルを対象にして、甲板、船底等では軸力、そして船側構造、縦隔壁等では軸力と剪断が主たる荷重になることを考慮して新しい矩形板要素を開発した。なお、2軸圧縮、垂直荷重、溶接残留応力、初期撓みなどはここで開発する矩形板要素の影響因子として今後検討ことにした。
電子伝達フラビン蛋白のフォールディングの機構

電子伝達フラビン蛋白(ETF)は,二つのサブユニット(α,β)とFlavin Adenine Dinucleotide(FAD),AMPの四分子の非共有結合による複合体である。このうちFADは補酵素として働きETFの機能に必要不可欠であるが,AMPを外したETFも元のETFと同等の酵素活性を持っており,AMPの役割は未だはっきりしていない。しかし,in vitroの実験で次のような観察をしている。尿素で一旦変性させたETFを希釈によって再生させてnativeのETFを再構成する際,AMPの濃度が高いほどETFの再生速度が速かった。すなわち,AMPはETFの形成過程で何等かの役割を担っている可能性がある。この再生過程を,(i)各サブユニットのフォールディング,(ii)サブユニット,FAD,AMPのアセンブリ,とに分離して考え,本年度は先ず(i)について研究を行い以下の成果を得た。1.α,βの変性平衡-Native型(N)とDenatured型(D)との平衡の尿素濃度依存性を調べた。[N]=[D]となる尿素濃度は,αが1.6M,βが1.2Mであった。どちらも0.5M以下では99%以上がN,2.5M以上では99%以上がDとなる事が分かった。2.α,βのフォールディングの速度論-尿素濃度を4Mから0.1Mに希釈したとき,希釈直後(1sec以内)に既にpeptide CDがかなりの部分回復しており,その後ゆっくりと平衡状態に近づいた。これはDからNへの変換の途中に中間体が存在する事を示す。3.α,βのフォールディングに対するAMP,FADの影響-AMP,FADの存在下でα,βのフォールディングを起こさせたが,何等の影響も観察されなかった。また,α存在下でのβのフォールディング,β存在下でのαのフォールディングも調べたが同様に影響はなかった。まとめ考察-αとβそれぞれの尿素変性の性質を知る事ができた。これは,今後の実験計画に役立つものである。また,単純な系でのフォールディングの経路を明らかにした事は,今後行う様々な条件下での実験の基礎となる。AMPはETFの形成過程で働いていると考えているが,本年度の結果から,α,βのフォールディング過程には効いていないことが判明した。AMPの作用点はその後のアセンブリの過程と考えられる。