hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
末梢血循環核酸を解析する個体老化評価パネルの開発

Special AT-rich sequence bindingprotein 1 (SATB1)は、クロマチン構造制御分子である。SATB1欠損マウスはリンパ球が著明に減少していること、SATB1遺伝子導入した造血幹細胞はリンパ球産生能が著明に亢進すること、などを明らかにした。DNA array解析を行った結果、SATB1が発現すると一連のリンパ球関連遺伝子の発現が誘導されることが判明した。リンパ球産生能が低下することは造血幹細胞の老化に伴う代表的な変化であるが、加齢造血幹細胞はSATB1発現が低下しておりSATB1遺伝子導入によりリンパ球産生能が回復することが判った。さらに、造血細胞におけるSATB1発現をモニターするために、SATB1ローカスの片アレルに赤色蛍光たんぱく質tomatoをノックインしたSATB1レポーターマウスの作製にも成功した。Wnt関連分子であるsoluble Frizzled-related protein (sFRP)-1, 5を免疫グロブリンkappa鎖プロモーター下流で発現するトランスジェニックキメラマウスを作製した。sFRP-5を過剰発現するマウスでは、骨髄・脾臓のリンパ球が著明に減少していた。老化に伴うリンパ球産生抑制への関与をin vitro実験系で提唱してきたSATB1とsFRPについて生体内での役割を明らかにできた。ヒト血清を用いて老化関連遺伝子発現を解析することを目的として、予備的検討ではあるが、血清中のcell-free nucleic acidの精製およびPCRに成功しており、予定している解析実験系を確立できた。生体においてSATB1の発現を蛍光色素tomatoでモニタリングできるレポーターマウスを作製した。そのマウスでは、リンパ球系前駆細胞のみならず造血幹細胞分画におけるSATB1の発現変化をも観察することができた。FACS解析で、高純度の造血幹細胞分画においてもSATB1の発現レベルは不均一であることがわかった。培養実験にて、造血幹細胞分画の中のSATB1陽性群は、増殖能とリンパ球産生能が高いが、赤血球系への分化能力を減弱していることが示された。一方、Tie2-Creを用いた条件付き-Satb1欠損マウスの解析結果は、生体における造血幹細胞の正常な分化において、SATB1が必須であることを示した。Wnt関連分子であるsFRP-5を成獣のみが発現するトランスジェニックキメラマウスを作製し、リンパ球産生などの生体内役割について解析した。このsFRP-5を過剰に発現するマウスでは、共通リンパ球前駆細胞以降のBリンパ球が著明に減少していた。一方、sFRP-5欠損マウスでは、共通リンパ球前駆細胞を含むBリンパ球前駆細胞が減少していた。以上より、sFRP-5は造血幹細胞を含む極早期リンパ球分化に必須ではあるが、過剰なsFRP-5はBリンパ球分化を阻害することが明らかにした。血液内科老化に伴うリンパ球産生抑制への関与をin vitro実験系で提唱してきたSATB1とsFRPについて生体内での役割を明らかにできた。また、血清からのDNA抽出・PCRの実験系を確立できた。予定通りに進行している。(2)末梢血の解析に基づく個体老化評価パネルの作製:老化に関連する遺伝子群(p53, p16INK4a, ATM, Sirt1, DNMTなど)のRNA定量、および、老化関連miRNA(miR-145, miR-140, miR-100, miR-217, miR-34aなど)および25年度で行った実験情報によるWnt関連やSATB1発現などmiRNAのプロファイリングを行う。(3)個体老化評価パネルの整合性の確認:年齢ファクターに加えて老化関連病態(白内障・筋力・脳血管障害・耐糖能異常・免疫不全など)と個体老化パネル上での点数との相関関係を確認する。ボランティアを募り、個体老化評価パネル上での点数により分類したグループにおける老化関連疾患の発症に関する追跡調査を行う。
テラヘルツ波発振器を目指した固有ジョセフソン接合の同期現象に関する研究

テラヘルツ波発振器を目指した固有ジョセフソン接合の同期現象に関する研究に関して,先ず自己フラックス法を用いて良質な高温超伝導体単結晶の作成を試みた.フラックス剤の配合比率及び坩堝のアルミナ純度の最適化を行い,良質な配向面の大きい高温超伝導体単結晶を再現性よく作成することに成功した.ジョセフソン接合の同期現象には発熱の効果が大きく寄与していることに着目して,数値解析および発熱を無視できるパルス電流印加法を用いて発熱の効果を調べた.その結果,電流端子とジョセフソン接合との接触抵抗部分での発熱がジョセフソン接合の特性に大きな影響を及ぼす場合があることを明らかにした.テラヘルツ波発振器を目指した固有ジョセフソン接合の同期現象に関する研究に関して,先ず自己フラックス法を用いて良質な高温超伝導体単結晶の作成を試みた.フラックス剤の配合比率及び坩堝のアルミナ純度の最適化を行い,良質な配向面の大きい高温超伝導体単結晶を再現性よく作成することに成功した.ジョセフソン接合の同期現象には発熱の効果が大きく寄与していることに着目して,数値解析および発熱を無視できるパルス電流印加法を用いて発熱の効果を調べた.その結果,電流端子とジョセフソン接合との接触抵抗部分での発熱がジョセフソン接合の特性に大きな影響を及ぼす場合があることを明らかにした.テラヘルツ電磁波は未開拓周波数領域で有り様々な応用が期待されており,固体で小型の光源開発が渇望されている.その候補の一つとして超伝導体発振器が挙げられる.高温超伝導体の単結晶に内包される多積層ジョセフソン接合(超伝導層/絶縁層/超伝導層)の同期動作を用いたテラヘルツ電磁波放射を実験的に調査するために,平成25年度においては良質なBi系銅酸化物高温超伝導体単結晶を安価で容易な自己フラックス法を用いて作製することを目的とした.まずは原料を入れるアルミナ坩堝の純度に着目し,同様の環境下でBi系超伝導体単結晶の成長を試みたところ,結晶の質はアルミナ純度に大きく依存し,配向面の大きな単結晶を得るにはアルミナ純度99.9%以上の坩堝を用いることが必須であるということがわかった.本研究における自己フラックス法では結晶構造の一部となる酸化ビスマスが他の原料の融点を低下させるいわいるフラックス剤として機能しているが,本来得たい結晶のモル比率よりも酸化ビスマスの配合を多くすることで,配向面の大きな単結晶を得られることがわかった.以上のようにアルミナ坩堝の純度及び原料の配合比率を明らかにし,Bi系超伝導体単結晶の成長方法を確立し,再現性よく良質な超伝導体単結晶(臨界温度およそ85K)を得ることができるようになった.また,研究課題と電気特性測定時の自己発熱効果は密接に関係していることが示唆されており,数値計算を用いて多積層ジョセフソン接合における電気特性に自己発熱が寄与する効果を調査したところ接触抵抗部における発熱と接合自身からの発熱との割合で特性が大きく変化することを明らかにした.テラヘルツ電磁波は未開拓周波数帯域であり様々な分野で応用が可能であるが,有用な発振器が存在せず,その発振器の開発が望まれている.本研究では高温超伝導体に内包される超伝導/絶縁層/超伝導層(固有ジョセフソン接合と呼ばれる)を同期動作させることによって小型固体のテラヘルツ電磁発振器が実現化されると考えジョセフソン接合の同期動作現象の解明を試みた.先ず自己フラックス法を用いて良質な高温超伝導体単結晶の作製を試みた.フラックス剤の配合比率,温度制御,及び単結晶焼結時に使用する坩堝のアルミナ純度の最適化を行い,良質な配向面の大きい高温超伝導体単結晶を再現性よく成長させることに成功した.次にジョセフソン接合の同期現象には電流導入に起因した自己発熱の効果が大きく寄与していることに着目して,数値解析によって発熱の影響を調べたところ,電流導入端子とジョセフソン接合間の接触抵抗部における発熱がジョセフソン接合中に温度分布を生じさせジョセフソン接合の特性に影響を及ぼす可能性があることが分かった.次に波形の調整により発熱の効果を制御できるできるパルス電流印加法を用いて自己発熱の効果を実験的に調べた.その結果,接触抵抗部での発熱の有無によって,ジョセフソン接合の電流電圧特性が大きく変わることがわかり,電流端子とジョセフソン接合との接触抵抗部での発熱がジョセフソン接合の特性に大きな影響を及ぼす場合があることを明らかにした.26年度が最終年度であるため、記入しない。電子物性26年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績の概要で述べたようにアルミナ坩堝の純度及び原料の配合比率を明らかにし,Bi系超伝導体単結晶の成長方法を確立し,再現性よく良質な単結晶を得ることができるようになった.この成果は当初の本研究費の申請書の平成25年度の目的をおおむね満足した結果であることから,本応募課題はおおむね順調に進展していると評価した.また本研究費をもちいて超伝導試料の電気的特性の測定設備も整った.本研究課題である多積層ジョセフソン接合(超伝導層/絶縁層/超伝導層)の同期動作によるテラヘルツ電磁波放射を調べるためには得られた単結晶を微細加工する必要性がありその装置の一つであるフォトリソグラフィの装置が整えば順調に応募課題を遂行できる予定である.応募課題である多積層ジョセフソン接合(超伝導層/絶縁層/超伝導層)の同期動作によるテラヘルツ電磁波放射を調べるためには得られた高温超伝導体単結晶を微細加工する必要性がある.

そのためにフォトリソグラフィの技術および設備が必要であるが,市販の設備は高額であり本研究費では補うことはできないが,ある程度の品質のフォトリソグラフィを行う装置は安価に自作することが可能であり,本研究費で賄え,順調に進展している最中である.上記の微細加工技術を用いて微細加工された単結晶の電流電圧特性を調べ,得られた試料の特性を厳密に評価していく予定である.またジョセフソン接合の同期現象と電気特性測定時に生ずる自己発熱効果は密接に関係しており,これについては実験的及び数値解析的の両側からアプローチしており,その成果を学術論文にまとめるとともに平成26年8月に国際会議で発表予定である.
同位体化学的手法に基づく新石器時代の長江下流域におけるヒトの移動性復元

本年度は、広富林遺跡出土人骨69点、良渚遺跡出土人骨20点、田螺山遺跡出土人骨15点、河姆渡遺跡出土人骨5点から歯エナメル質粉末を採取し、ストロンチウム同位体比に基づいた移入者の識別を試みた。昨年度では、広富林の良渚文化期及びスウタク文化期で女性のみが移入者であることが示されてきたが、場所が大きく異なるものの良渚遺跡の良渚文化期でも女性のみが移入個体であった。一方、同一地質帯であるが、時代が古い田螺山・河姆渡は男女ともに移入個体と評価される個体は検出されなかった。この様に、約5000年以上前の女性が選択的に移入していたという科学的なデータに基づいた証拠は、世界においても最古の事例と言え、極めて重要な発見と言える。さらに、歯エナメル質の酸素・炭素同位体比を測定し、酸素同位体比が極めて低く、黄河以北の文化圏から直接的にヒトが移入してきている可能性が示された。この低い酸素同位体比を示す個体は、炭素同位体比が非常に重く、C4植物を主食とする文化圏の人々が持つ同位体比の範囲に収まった。中国において主食として利用されているC4植物として雑穀類のアワが有名である。ストロンチウム・酸素・炭素同位体比の結果は、遠距離地域出身の人が、直接的に長江下流域に移動し、移動した地で亡くなったというライフヒストリーを表している。従来の考古学では、物の流れでは直接的に遠方からの移入を示すことができていなかったが、直接的にヒトの長距離移動を復元した例は、東アジアにおいて本研究が初出となった。これらの結果は、日本人類学会及び文化財科学会で学会発表し、両学会発表賞を得た。現在、海外学術誌へ投稿準備を進めている。29年度が最終年度であるため、記入しない。長江下流域の新石器時代遺跡出土人骨の移民率を推定するために、本年度は田螺山遺跡・河姆渡遺跡・良渚遺跡郡・広富林遺跡を対象にして、遺跡周辺域の地理調査、人骨及び動物骨からの分析試料採取、各種同位体分析を実施した。まず、人骨の分析を実施する前に、遺跡周辺域に生息していたと仮定できる哺乳動物(遺跡を形成した主要な人々が狩猟・飼育していた動物;シカ・イノシシ・イヌ)の分析を実施した。その結果、田螺山遺跡及び広富林遺跡出土動物骨の間でストロンチウム同位体比に有意な差が見られた。広富林遺跡出土動物のストロンチウム同位体比は、田螺山遺跡のそれよりも低い値であった。これは、レス由来のストロンチウム寄与率が田螺山遺跡よりも広富林遺跡周辺域が低かったか、もしくは海水由来のストロンチウム寄与率が田螺山遺跡よりも広富林遺跡周辺域が高かったという二通りの可能性を示唆している。いずれにせよ、両遺跡のストロンチウム同位体比の多様性は小数点第3桁目に収まり、ヒトの移動を検証する上では検出感度が比較的に良いフィールドと言える。続いて、両遺跡出土人骨の歯エナメル質のストロンチウム同位体比を測定した結果、田螺山遺跡では哺乳動物のストロンチウム同位体比の範囲に全て収まったが、広富林遺跡ではその範囲から大きく逸脱した個体が多数検出された。その検出例は、現状で一割以上にも及ぶものであった。移入個体の形質人類学的な情報を鳥取大学医学部の岡崎健治氏から提供してもらい比較した結果、性別不明個体はいるものの、ほぼすべての個体が女性人骨であることが判明した。これらの遺跡出土人骨は、供はんする土器型式から良渚文化期以前の個体が含まれる可能性が出てきており、外部地域から成人女性が移入するといった父系的な婚姻形態を想起させるような状況証拠が得られてきた。今後、残り300個体ある人骨の分析を進め、統計学的な評価を進める予定である。申請時における分析対象遺跡の試料のうち、今年度中に広富林遺跡出土人骨の残り300個体を除いてすべての人骨から試料採取が完了できた。また、分析可能性についても本年度上半期で完了しており、申請時の計画通りのタイムスケジュールで進行していると言える。さらに、広富林遺跡の人骨の分析から、新規性の高い人類学的発見が得られる見込みが高いことが分かりつつあることから、来年度の上半期にデータを全てアウトプットし、下半期に論文化に向けた準備が可能になったと考えている。よって、本計画は順調に進展していると思われる。

さらに、歯エナメル質の酸素・炭素同位体比を測定し、酸素同位体比が極めて低く、黄河以北の文化圏から直接的にヒトが移入してきている可能性が示された。この低い酸素同位体比を示す個体は、炭素同位体比が非常に重く、C4植物を主食とする文化圏の人々が持つ同位体比の範囲に収まった。中国において主食として利用されているC4植物として雑穀類のアワが有名である。ストロンチウム・酸素・炭素同位体比の結果は、遠距離地域出身の人が、直接的に長江下流域に移動し、移動した地で亡くなったというライフヒストリーを表している。従来の考古学では、物の流れでは直接的に遠方からの移入を示すことができていなかったが、直接的にヒトの長距離移動を復元した例は、東アジアにおいて本研究が初出となった。これらの結果は、日本人類学会及び文化財科学会で学会発表し、両学会発表賞を得た。現在、海外学術誌へ投稿準備を進めている。本年度研究課題の今後の推進方策は、申請時の実施計画に準拠して研究を遂行していくことである。研究計画の変更点はないが、研究を遂行する上での気をつけなければならない点として、広富林遺跡出土人骨の残りの個体の分析、良渚遺跡及び河姆渡遺跡出土動物骨の分析を上半期中に確実に遂行することである。無理の無い分析計画を作成し、研究遂行していくことを心がけていく必要がある。29年度が最終年度であるため、記入しない。
金イオン添加ハイドロゲルに対する光の角運動量が与える力学的相互作用評価

光マニピュレーションをはじめ、光波の力学的作用を活用した生体組織の操作が注目を集めている。光波の新しい力学パラメーターである角運動量を活用すれば生体組織の捩じり応力など、これまで計測が不可能であった生体組織の動力学特性が計測できる可能性がある。「光波の力学的な角運動量は生体組織のようなソフトマテリアルにどのように作用するのか?」これまで全く先行研究がないこの問に明快な解を与えるため、軌道角運動量を持つ光渦と生体組織のシミュレーターであるハイドロゲルの力学的相互作用を可視化する。
喫煙者における肺癌の遺伝的感受性の検討

【目的】本研究はチトクロムP450酵素群遺伝子多型およびグルタチオンSトランスフェラーゼ(GST1)遺伝子多型が喫煙者に対してその細胞感受性に違いが見られるか否かを明かにすることを目的としている。【対象と方法】対象は40歳から50歳代の喫煙者でCYP1A1遺伝子多型がすでにわかっている4名であり、静脈血を全血培養法によってベンツピレンによる姉妹染色分体交換(Sister Chromatid Exchange; SCE)の誘発に関する検討を行なった。培養液としてfetal bovine serum 15%,antibiotics 1%,40μM BUdRを含むRPMI 1640培養液を作成し、5mlずつ培養用チューブに分注した。SCE誘発のためにベンツピレン(C_<20>H_<12>)をDMSOを溶媒として溶かし、最終濃度が1μM,10μMになるように各培養液に添加した。無添加のものとDMSOを添加したものを対照とした。培養は分注した培養液に血液0.3mlと上記の濃度になるようにベンツピレンを添加し、PHAを加え,37°C,CO^2濃度5%のインキュベータ-中で72時間培養を行なった。培養終了4時間前に最終濃度が0.2μg/mlになるようにコレセミドを添加した。培養終了後、0.075M KClで10分低張後、エタノール:酢酸=3:1の固定液で固定し、染色体標本を作成し、姉妹染色分体の分染をFPG法によって行なった。各群25細胞についてSCEの頻度を調べた。【結果】SCEの頻度は遺伝子型がIIe/IIe、IIe/Val、Val/Valのときベンツピレン濃度が0μMとするとそれぞれ10.4±4.4、11.6±5.7、8.8±3.9であった。ベンツピレンが1μMのときはそれぞれ12.4±6.1、16.4±10.2、9.5±2.6であり、ベンツピレン濃度が10μMのときそれぞれ14.9±7.8、17.4±7.3、14.5±5.3となった。このように各遺伝子型においてもベンツピレンの濃度が高くなるとSCEの頻度は高くなったが、遺伝子型による差は認められなかった。今後はGST1遺伝子多型も加味して、さらに、対象を増やして検討する必要がある。
Ｂｅｌｌｅ　ＩＩ実験及びＬＨＣ実験における標準模型を超えた物理の探索

LHC実験における現象論に関する研究を主に行った。LHC実験は新しい物理の探索や、ヒッグス粒子の性質の決定を主なモチベーションとしているが、それらにジェットの性質に着目した解析手法を用いることで迫って行くことを主な目標とした。去年度に引き続き、ジェットの起源がクォークかグルーオンかを調べる手法(クォーク・グルーオン分離)に関する研究を行い、それを新物理探索に応用する手法を考案した。特に、LHCで超対称模型で予言されるグルイーノが対生成され、それが2つのクォークとニュートラリーノに崩壊する基本的なトポロジーを主な研究対象とした。まず、このシグナルとバックグラウンドにおけるクォークジェット比率に違いがあることを定量的に示した。各ジェットがクォークとグルーオンのどちらかを起源とするかを特徴づけるために、ジェットの内部構造から定義される3変数を多変量解析することで得られたBDT変数を用いた。事象の中の4つのジェットに対するBDT変数と、従来の解析で用いられる運動変数を再度多変量解析することで、グルイーノとニュートラリーノの発見可能領域を200から500GeV広げることができることを示した。また、本研究のシミュレーションはPythiaとHerwig++を用いて行われたが、それぞれのパートンシャワージェネレータでシミュレートされるクォークジェットとグルーオンジェットの内部構造には大きな違いがあることも指摘し、それはバックグラウンドの排除能力に最大で約2倍の違いを生むことを示した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の主題は、Bファクトリー実験やLHC実験等の大規模実験における標準模型を超えた物理の探索である。それらの実験がカバーする探索領域は異なっており、相補的研究が必要である。以後、Bファクトリー実験に関係するもの(研究1)とLHC実験に関係するもの(研究2)に分類し、それぞれの成果について述べる。研究1における成果として、現在の観測結果が示唆している新物理の領域はいくつかあるが、それらの正誤をBelle-II実験のどの段階で検証可能かを示した。また、Belle-IIで最終的に到達可能な新物理のエネルギースケールをあらゆるシナリオに関して計算し示した。研究2における成果として、ジェットを構成している粒子の運動量から定義される、ある2つの物理量の相関はジェットの内部構造に関する情報を多く持っていることを指摘した。また、ジェット近傍に存在しているエネルギーの小さな別のジェットのもつ性質がクォーク又はグルーオンを起源とするジェットで違っていることを示し、その性質と先ほどあげた2つの物理量等を用いた多変数解析を行うことで、ジェットの起源を区別する性能が向上する事を示した。研究2において、既存の良く知られているプログラムを用いてLHCのイベントをシミュレートしてきたが、ジェットの内部構造はプログラムごとで異なる性質を与えることを問題視した。つまり内部構造を用いた解析の定量的な評価が行えない。その違いの原因を探るために、プログラム内の発展変数と呼ばれる変数に着目した。従来のプログラムでは、それぞれ異なる発展変数が使われているが、私は一般化された発展変数を定義し、それを実装した新たなイベント生成プログラムを作成し、発展変数がジェットの内部構造に与える影響を調べた。特にジェットを構成している粒子の分布の広がりは、発展変数と関係する事を示した。当初の計画は大きく次の5つにまとめられる。(1) B->D(*)tau nu過程の運動変数分布の計算を行い、それらの理論不定性を評価する。(2)現在、実験を説明できている模型のどれが正しいかを、判別するのに必要な観測量とデータ量を調べ、最終的にBelle IIで到達しうる新しい物理の効果の制限を計算し、測るべき観測量を明らかにする。(3)摂動論的量子色力学の枠組みで、新しく導入した観測量の、クォークとグルーオンを分離する能力を予想する。(4) Pythia6, Pythia8, Herwig++などのモンテカルロ・シミュレータを用いて、新しく考案した観測量を計算する。(5)ジェットの横運動量やジェットの半径などの設定を変えてみて、観測量の性能を評価し、それぞれのシミュレータによる結果が異なるようであれば、理由を考える。以上の5つの計画どれも達成されている。

また、本研究のシミュレーションはPythiaとHerwig++を用いて行われたが、それぞれのパートンシャワージェネレータでシミュレートされるクォークジェットとグルーオンジェットの内部構造には大きな違いがあることも指摘し、それはバックグラウンドの排除能力に最大で約2倍の違いを生むことを示した。LHC実験における現象論に関する研究を主に行う。LHC実験は新しい物理の探索や、ヒッグス粒子の性質の決定を主なモチベーションとしているが、それらにジェットの性質に着目した解析手法を用ることで迫って行くことを主な目標とする。去年度に引き続き、まずはジェットの起源がクォークかグルーオンかを調べる手法(クォーク・グルーオン分離)や計算アルゴリズムを確立する。そして実際にそれらを新物理探索に応用する。ターゲットとして、超対称模型におけるグルーイーノ・スクォーク対生成課程や、グルーオン対消滅におけるinvisible崩壊探索などを想定している。クォークまたはグルーオンジェットはイベントジェネレーターと呼ばれるプログラムでシミュレーションされる。イベントジェネレーターは複数あるが、これまでの研究において、それらが予言するジェットの内部構造の性質は異なっている事がわかった。その違いは、実際にクォーク・グルーオン分離を応用する場合に系統誤差として取り入れられ、新物理探索の感度を下げる要因となる。よって、それらを解消する事の必要性や、どのような観測量を調べる事が必要かを、実験グループやイベントジェネレーターのコミュニティに伝える。Bのセミレプトニック崩壊に関して、LHCbやBelleからの新しい結果が報告された。これらを踏まえ、この先LHCとBelleでどのような連携が必要か考える。28年度が最終年度であるため、記入しない。
紡錘体微小管と染色体を連結する分子構造基盤の解明

細胞分裂に伴う染色体分配は、遺伝情報の継承と生物の恒常性を担う極めて重要な過程である。染色体の均等分配は、染色体上のセントロメア領域に形成されるキネトコアと呼ばれる多数のタンパク質からなる超分子構造体によって制御されている。細胞分裂期において、姉妹染色体は紡錘体微小管にとらえられて、分離され、娘細胞へと運ばれる。この際、染色体と紡錘体微小管を連結する役割を果たすのがセントロメア上に形成されるキネトコアである。本研究では、キネトコア分子構造体の可塑性と頑強性を支える仕組みを解明するため、生化学と構造生物学の手法を用いて、キネトコアにおける染色体と紡錘体微小管の連結の要となるCENP-T、CENP-Cタンパク質の機能解析を行なった。キネトコアにはCENP-C/Mis12複合体もしくはCENP-Tタンパク質を介した2つの染色体-紡錘体微小管連結経路が存在する。前者のCENP-C経路を重視した機能解析が世界的には先行しているが、生体内においてこれら2つの経路が独立に機能しているのか、細胞内環境に応じて使い分ける制御機構があるのかなど、未だ不明である。今回、蛍光偏光解消法を用いた定量的な分子間相互作用解析を行った。細胞生物学的な解析結果と合わせて、細胞分裂期特異的なCdk1のリン酸化によって、CENP-TおよびCENP-CのNdc80複合体への結合が排他的に制御されていることを明らかにし、リン酸化を介したCENP-C経路とCENP-T経路の制御機構に関する新しい機能モデルを提唱した。さらに、正常な染色体分配に必須なCENP-Cの二量体形成領域の結晶構造を決定し、生化学的な実験結果と合わせて、この領域でさらに高次の自己会合状態を取りうることが明らかにした。この結果は、機能的なキネトコア形成におけるCENP-Cの未知の役割を示唆し、染色体分配の分子機構研究の新たな展開につながる。CENP-TおよびCENP-C/Mis12複合体中のそれぞれのモチーフのみを用いたペプチドレベルでの一連の相互作用実験を完了し、細胞生物学的な実験結果とあわせて、学術論文として成果発表している。CENP-Tに関する研究の過程で、CENP-Cの役割についても新たな知見を得たので、正常な染色体分配に必須な領域の構造機能解析を行い、新しい構造知見を得ている。概ね研究は順調に進んでいると考える。今後の研究では以下の2つの研究項目に関して、タンパク質化学・構造生物学の観点から解析を行う。1CENP-T経路およびCENP-C経路におけるとNdc80複合体との結合制御前年度でCENP-TとCENP-C/Mis12複合体内のNdc80複合体との結合モチーフに着目し、ペプチドレベルでの個々の相互作用解析を終えて、リン酸化を介したCENP-C経路とCENP-T経路の制御機構に関する新しい機能モデルを提唱した。今後、このモデルを構造生物学の立場からさらに検証し、その分子機構の全容を明らかにしていく。まだ、構造知見がないCENP-C/Mis12複合体とNdc80の結合領域の部分的な複合体構造の結晶化、結晶構造解析を行う。さらに、より全長タンパク質に近いCENP-Tフラグメントを用いて複数のモチーフによる相乗的なNdc80複合体との結合様式について生化学的な解析を進めていく。そのためのタンパク質試料調製法を改善し、相互作用解析に着手する。また、前年度のCENP-Cの構造解析の結果から明らかになったCENP-Cの自己会合能について、染色体分配における機能的な役割を明らかにするために変異体解析を行う予定である。2Ndc80複合体の紡錘体微小管会合におけるCENP-T結合のアロステリックな影響これまでにCENP-Tとの結合によってNdc80複合体の立体構造および会合状態の変化を誘起する可能性を示唆するデータが得られている。この知見に基づき、CENP-Tに結合した状態のNdc80複合体タンパク質の構造解析を行う。結晶化のための試料調製から着手する。結晶が得られない場合には、X線小角散乱やクライオ電顕の手法を用いて構造知見を得ることも検討する。

今回、蛍光偏光解消法を用いた定量的な分子間相互作用解析を行った。細胞生物学的な解析結果と合わせて、細胞分裂期特異的なCdk1のリン酸化によって、CENP-TおよびCENP-CのNdc80複合体への結合が排他的に制御されていることを明らかにし、リン酸化を介したCENP-C経路とCENP-T経路の制御機構に関する新しい機能モデルを提唱した。さらに、正常な染色体分配に必須なCENP-Cの二量体形成領域の結晶構造を決定し、生化学的な実験結果と合わせて、この領域でさらに高次の自己会合状態を取りうることが明らかにした。この結果は、機能的なキネトコア形成におけるCENP-Cの未知の役割を示唆し、染色体分配の分子機構研究の新たな展開につながる。CENP-TおよびCENP-C/Mis12複合体中のそれぞれのモチーフのみを用いたペプチドレベルでの一連の相互作用実験を完了し、細胞生物学的な実験結果とあわせて、学術論文として成果発表している。CENP-Tに関する研究の過程で、CENP-Cの役割についても新たな知見を得たので、正常な染色体分配に必須な領域の構造機能解析を行い、新しい構造知見を得ている。概ね研究は順調に進んでいると考える。今後の研究では以下の2つの研究項目に関して、タンパク質化学・構造生物学の観点から解析を行う。1CENP-T経路およびCENP-C経路におけるとNdc80複合体との結合制御前年度でCENP-TとCENP-C/Mis12複合体内のNdc80複合体との結合モチーフに着目し、ペプチドレベルでの個々の相互作用解析を終えて、リン酸化を介したCENP-C経路とCENP-T経路の制御機構に関する新しい機能モデルを提唱した。今後、このモデルを構造生物学の立場からさらに検証し、その分子機構の全容を明らかにしていく。まだ、構造知見がないCENP-C/Mis12複合体とNdc80の結合領域の部分的な複合体構造の結晶化、結晶構造解析を行う。さらに、より全長タンパク質に近いCENP-Tフラグメントを用いて複数のモチーフによる相乗的なNdc80複合体との結合様式について生化学的な解析を進めていく。そのためのタンパク質試料調製法を改善し、相互作用解析に着手する。また、前年度のCENP-Cの構造解析の結果から明らかになったCENP-Cの自己会合能について、染色体分配における機能的な役割を明らかにするために変異体解析を行う予定である。2Ndc80複合体の紡錘体微小管会合におけるCENP-T結合のアロステリックな影響これまでにCENP-Tとの結合によってNdc80複合体の立体構造および会合状態の変化を誘起する可能性を示唆するデータが得られている。この知見に基づき、CENP-Tに結合した状態のNdc80複合体タンパク質の構造解析を行う。結晶化のための試料調製から着手する。結晶が得られない場合には、X線小角散乱やクライオ電顕の手法を用いて構造知見を得ることも検討する。H30年度では、測定に用いるタンパク質試料調製、結晶調製が想定していたよりも速やかに効率よく完了し、その後データ解析が中心となった。そのために必要な生化学試薬の購入費用等が計画よりも抑えられた。成果発表とX線回折データ収集のための旅費はほぼ計画通りに使用した。次年度に行うタンパク質精製のためのクロマトグラフィーシステムの消耗品やカラム、結晶化のための試薬、器具の補充がH30年度よりも必要になると見込まれるので、翌年度分の物品費とあわせて使用する計画である。
部分順序情報を用いた遺伝子発現量検索エンジンの構築

近年マイクロアレイをはじめとする網羅的遺伝子発現量の観測が盛んになり,データベースには40万件を超える量の遺伝子発現量が蓄積されている.その一方でその検索インタフェースは実験者の付けた注釈情報からの検索が主であり,注釈が適切な単語でない限り検索難しい.本研究では,遺伝子発現量を基に1.特徴ある機能情報の検索,2.類似した遺伝子発現量の検索を実装する事で,異なる視点からの検索手法を提案した.近年マイクロアレイをはじめとする網羅的遺伝子発現量の観測が盛んになり,データベースには40万件を超える量の遺伝子発現量が蓄積されている.その一方でその検索インタフェースは実験者の付けた注釈情報からの検索が主であり,注釈が適切な単語でない限り検索難しい.本研究では,遺伝子発現量を基に1.特徴ある機能情報の検索,2.類似した遺伝子発現量の検索を実装する事で,異なる視点からの検索手法を提案した.遺伝子発現量は現在NCBIのGEOなどを通じて蓄積・公開が進んでいる。このデータベースの検索インタフェースは主に遺伝子やサンプルの注釈といった文字列情報である。本研究では、この検索機能強化のため、実験で採取した遺伝子発現量情報を基に類似の遺伝子発現量を示すサンプルの検索エンジンの作成を行う。類似したサンプルを検索できる事で、たとえば、類似した病状の患者が遺伝子発現という客観的な情報を基に発見できるなど、医療的にも重要な研究である。しかし、遺伝子発現量の観測は様々な環境、研究室において採取されており、観測値には様々なノイズが含まれている事が考えられる。そこで、特に遺伝子の発現量を順位に変換することで、採取環境が異なっていても同様の検索結果となるよう、検索結果のロバスト性を考慮した検索エンジンの開発を行う。平成20年度には、検索エンジンの第一段階として、遺伝子発現量を入力とし、高発現している遺伝子はどのような機能を持った遺伝子であるかを提示する遺伝子機能の検索エンジンであるGOMAを作成し、公開した。これにより、採取した遺伝子とその発現量を入力することで、細胞内で、どの様な遺伝子機能に変化が起こったかを観測することが可能となっている。更に、遺伝子発現量を入力しDBから発現量が類似したサンプルを返す検索エンジンMAREの開発を行った。しかし、研究計画時点で恐れていた通り、検索速度が出ていないので、21年度では検索精度を保ったまま速度向上の研究を行う。本研究では近年実験結果の蓄積と公開が進む遺伝子発現量情報を利用した検索エンジンの構築に関した研究を行った,第一に遺伝子の機能注釈情報である遺伝子オントロジーを利用した検索エンジンの構築を行った.これにより,遺伝子発現量集合を入力する事で,関連した機能を抽出する事が可能となった.また,検索結果は複雑なDAG構造を持ったグラフ構造で表されるため,検索結果のユーザへの提示が問題となるため,交差の少なくなるように部分グラフの切り出しと配置を行い図示する手法を提案した.次に,遺伝子発現量自身を検索するため,遺伝子発現量集合自身を入力とし,類似のサンプルを検索する検索エンジンを構築した.まず酵母遺伝子を利用した検索エンジンを作成し,類似の注釈を持ったサンプルを検索できる事を確認し,良好に動作する事が分かった.次に,本手法をほ乳類の大規模データベースに適用したところ,検索精度は良好ながら検索速度に大きな問題が生じる事が分かったため,理論的な上限を求める事が可能なランダムプロジェクションを用いた次元削減手法を導入し,高速化を計った.これにより高速化は達成された一方で,遺伝子発現データの持つゆらぎは理論で想定している上限より大きかったため,精度が悪くなる問題が起き,削減する次元数と速度の問題が浮き彫りになった。この問題を解決するため,近傍グラフと高次元インデックスを用いた検索の高速化手法を提案し,精度と速度の両立を達成することができた.
市場・社会と国家の間-福清幇ネットワークの形成と日本社会経済の変遷

20世紀後半における地球化の流れを背景に、同郷・血縁関係などに基づく華僑・華人ネットワークにおける新たな動きが注目されている。なぜ、老華僑は文化・言語などの側面ではすでに完全に日本化されているにもかかわらず、依然として中国人社会を維持しているのか。なぜ、その中でも福清幇の結束力はとりわけ強いのか。なぜ、1980年代以降、世界規模の福清ネットワークは急速に形成され活発に動いているのか。以上の三つの問いに対し、本研究は、地方、国家、社会、市場、組織、ネットワークを交錯する視点で次の研究に取り込んだ。1)日本における福清移民史、2)日本における福清幇の歴史、構造と機能、3)長崎の福清幇と地域社会、4)福清僑郷と福清世界ネットワーク。これによって、日本における福清幇に関する全面的な研究の空白を埋めたといえよう。本研究によって、次のようなことが明らかにされた。1)日本華僑が、華僑から華人へという「標準」ルートを辿らなかった重要な理由のひとつは、戦争の歴史に絡んだ制度と国家の壁の厚さである。2.日常生活が日本化されるなかで、彼らは祭祀や伝統などの非日常を通して、アイデンティティを維持ないし再建しようとしている。3.地域分布の特徴は移住の歴史とビジネス・スタイルによって規定され、さらに、地縁と姻戚という二重の関係によって、ネットワークの広がりと深みを同時に備えた。4.移民先では、伝統の祭りの創造を通して、国境を越えた地域市場ネットワークが作られ、移住地の地方意識に基づく新たなエスニシッティが形成された。5.僑郷における大規模的開発・投資活動を軸に、インドネシア福清財閥主導、日本福清華僑も含めた世界福清ネットワークが急速に形成された。特定の国民国家に保護されないため、安全と利益の保障に対する期待を世界範囲での同郷仮想共同体の拡大に寄せる他ならなかった。平成14年度において、主に以下の研究調査を行った。*国内調査:主な調査地は長崎、岡山。長崎は日本華僑史の発祥地であるが、現在は一軒の華商を除いて、すべて福清華僑である。岡山は15年度の全国福建(清)同郷会の開催地で、新・老華僑社会の融合が注目されている。*国外調査:調査地はサンフランシスコ、香港。前者は従来広東台山出身者が多いが、近年、福清新移民が目立つ。同地では、カリフォルニア大学バグレイ校の関係研究者と打ち合わせて、研究動向及びフィールドワークの手法について検討した。後者において、史料調査のほか、華人研究情報シンポジウムの参加を兼ねて、中文大学海外華人特蔵部、香港大学アジア研究センター、シンガポール大学中文図書館、曁南大学華僑研究院、福建社会科学院華僑研究所、中国社会科学院華人研究センター、厦門大学歴史学部、オハイオ大学華人資料センターなどの研究者と広く意見を交換し、各地の研究動向と資料収蔵状況を把握した。以上の調査は15年度における本格的なオーラル・ヒストリ計画の実施のための土台を作り上げた。この調査によって明らかにされた福清幇の全体的な特徴は以下の通りである。1.各地の福清幇はその地域を跨る強いネットワークを維持しながら、地域に定着する強いローカル性を示した。こうした地方性は日本における「ローカル・イニシアティブ」の一環を支えるものである。2.福清幇におけるローカル性は、地方の伝統や歴史の文脈のみで捉えきれなく、むしろその地域的ないし世界的なネットワークによって特徴付けられたものである。

3.およそ一世紀以来における国家の抑圧の痕跡は残るものの、福清幇のようなネットワークを通して、国家と従来のアジア地域活力の間に、ローカル及びグローバルの相互作用を触媒に対話する可能性が開かれている。今年は基礎データの収集にとって肝心の一年であった。公刊する史料が殆どない本研究にとって、資料収集は二つのルートで行われた。ひとつは、聞き取り調査で、もうひとつは、各会館・同郷会の出版物を中心とする内部資料の収集である。調査地域は、日本国内と国外に分けた。1.国内調査:東京、横浜、神戸、岡山、高松を中心。留日華僑華人連合総会の陳会長をはじめとする各地の華僑総会の会長や福清幇のリーダへの聞き取り調査が行われ、福清の全国大会を参加し、オーラルヒストリの手法で常民として華僑史の構築を試みた。2.国外調査:福清市、シンガポール福清会館、マレーシアの福清幇、サンフランシスコにおける福清移民と藩陽移民の調査、香港における移住者の調査などが実施し、中国の地方政府及び華僑事務部門のリーダと広く意見を交換した。これを通して、福清幇のネットワークの広がりとその原理を分析するための基礎データを整えた。3.図書資料。聞き取り調査のほか、各福清会館、同郷会の出版物を中心に、関係資料345点を収集した。4.研究成果の発表。国内外の学会誌、学会、研究会で7本の論文・研究報告を発表(公刊予定も含む)。平成16年度において、主に以下の研究調査を行った。*国内調査:神戸・福建懇親会及び「普渡」という福清幇の二大行事に関する補足調査。*国外調査:1.2004年9月、山東大学で、世界華文文学シンポジウムを参加、大会発表。華文文学を通して、華人ネットワークのイメージを探る。2.同9月、孔子祭の出席に招待され、伝統の創造を通して、ローカル・国家・グローバルを重ねって投影する華人ネットワークのケースを比較する。3.10月、マニラで、晋江系の在来華人社会と新移民の比較を行う。4.2005年1月、シンガポール、福清会館の補足調査。5.同2月、厦門大学で、華人ネットワークに関するワークショップを参加。関連研究の成果化:今年中、本研究に関連する六本の論文と一冊の著書が公刊された。3月以降、研究成果報告書の完成に取り込んでいる。
視覚心理に基づくテクスチャ特徴表現と深層特徴表現のマッピング

深層学習と心理物理量とのマッピングを行っていく.畳み込みニューラルネットワークに代表される深層学習は画像タスクに関して,性能を示すことに成功しているが,どのような特徴を抽出していて,それが人間の質感認知とどのような関係にあるのかは未だ明らかではない.本研究では,これらをつなぐためのアプローチとしてテクスチャを表す心理特徴量とCNNの内部表現との比較を行い,これらの関連性を明らかにすることを試みる.深層学習と心理物理量とのマッピングを行っていく.畳み込みニューラルネットワークに代表される深層学習は画像タスクに関して,性能を示すことに成功しているが,どのような特徴を抽出していて,それが人間の質感認知とどのような関係にあるのかは未だ明らかではない.本研究では,これらをつなぐためのアプローチとしてテクスチャを表す心理特徴量とCNNの内部表現との比較を行い,これらの関連性を明らかにすることを試みる.
ヒトの温度受容体遺伝子の起原とその多様性

生物は様々な受容体を通して音、光、匂いなどの外界環境からの情報(刺激)を得て、それに対して適切な反応をしている。これらの受容体が様々な外部環境の変化に呼応して進化してきたこと、また受容体の多様性が、それぞれの生物の棲息環境を規定するうえで重要な役割を担ってきたのは間違いない。温度受容体はこのような受容体の一つである。ヒトやマウスでは現在までに異なる温度に対応する9種類の受容体分子が知られている。本研究ではヒトが、なぜこのような温度に対応する受容体を、いつどのように進化させてきたのか、また脱アフリカ以降世界各地に適応していった過程に温度受容体の多様性がどのような役割を果たしてきたかを明らかにすることを目的とする。そのため、これら温度受容体遺伝子の進化と、ヒト集団における温度受容体の多型に焦点をあてて次の2課題について研究を遂行した。1.温度受容体遺伝子の分子進化:ヒト、ウシ、イヌ、マウス、ラット、ニワトリ、ゼブラフィッシュのゲノムデータベースから高熱刺激受容体2種および温刺激受容体2種のオーソログあるいはパラログを単離し、分子進化学的解析を行なった。その結果これらの分子の進化速度は受容体のメンバー間で異なること、魚類には2種類の受容体しか存在しないこと等が明らかになった。また、鳥類とほ乳類の祖先へいたる系統で過剰なアミノ酸置換が観察され、機能的分化との関連が示唆された。これらの結果は現在国際誌に投稿中である。2.ヒト集団の温度受容体遺伝子の多様性:異なる民族集団において、温度受容体の多様性を調べる実験を開始した。今年度は高熱受容体の一つであるTRPV1遺伝子の多様性を調べた。イオンチャンネルを形成する膜貫通ドメインを含むおよそ5kbの領域について68個体から塩基配列を決定した。現在これらの解析を行っており、平成19年度中には国際誌に投稿予定である。3.人類の歴史での感覚受容体の分子の進化の関わりを日本語総説にまとめた。生物は様々な受容体を通して音、光り、匂いなどの外界の環境からの情報(刺激)を得て、それに対して適切な反応をしている。これらの受容体が様々な外部環境の変化に呼応して共進化してきたことは間違いない。また受容体の多様性が、それぞれの生物の棲息環境を規定するうえで重要な役割を担ってきた。このような受容体の一つに、温度受容体がある。ヒトやマウスでは現在までに異なる温度に対応する6種類の受容体分子が知られている。この6種類の受容体が対応する温度は、52°C以上、42°C以上、33°C以上が2種類、25°C以下そして17°C以下である。本研究ではヒトがなぜこのような温度に対応する受容体をいつどのように進化させてきたのか、またヒトが脱アフリカ以降世界各地に適応していった過程に温度受容体の多様性がどのような役割を果たしてきたかを明らかにすることを目的とする。1.温度受容体遺伝子の分子進化:ヒト、チンパンジー、ウシ、イヌ、マウス、ラット、ニワトリ、ゼブラフィッシュのゲノムデータベースから高熱刺激受容体2種および温刺激受容体2種のオーソログあるいはパラログを単離し、分子進化学的解析を行なった。その結果進化速度が受容体のメンバー感で異なること、魚類には2種類の受容体しか存在しないこと等が明らかになった。

また哺乳類の温度受容体での正の自然選択の可能性を現在調べている。これらの結果は平成18年度中に国際誌に投稿する予定である。2.ヒト集団の温度受容体遺伝子の多様性:異なる民族集団において、温度受容体の多様性を調べる実験を開始した。今年度は高熱受容体の一つであるTRPV1遺伝子の多様性を調べることとした。イオンチャンネルを形成する膜貫通ドメインを含むおよそ5kbの領域について塩基配列を決定する実験を開始した。平成18年度中には、塩基配列の決定を終え、解析に移行する予定である。生物は様々な受容体を通して音、光、匂いなどの外界環境からの情報(刺激)を得て、それに対して適切な反応をしている。これらの受容体が様々な外部環境の変化に呼応して進化してきたこと、また受容体の多様性が、それぞれの生物の棲息環境を規定するうえで重要な役割を担ってきたのは間違いない。温度受容体はこのような受容体の一つである。ヒトやマウスでは現在までに異なる温度に対応する9種類の受容体分子が知られている。本研究ではヒトが、なぜこのような温度に対応する受容体を、いつどのように進化させてきたのか、また脱アフリカ以降世界各地に適応していった過程に温度受容体の多様性がどのような役割を果たしてきたかを明らかにすることを目的とする。そのため、これら温度受容体遺伝子の進化と、ヒト集団における温度受容体の多型に焦点をあてて次の2課題について研究を遂行した。1.温度受容体遺伝子の分子進化:ヒト、ウシ、イヌ、マウス、ラット、ニワトリ、ゼブラフィッシュのゲノムデータベースから高熱刺激受容体2種および温刺激受容体2種のオーソログあるいはパラログを単離し、分子進化学的解析を行なった。その結果これらの分子の進化速度は受容体のメンバー間で異なること、魚類には2種類の受容体しか存在しないこと等が明らかになった。また、鳥類とほ乳類の祖先へいたる系統で過剰なアミノ酸置換が観察され、機能的分化との関連が示唆された。これらの結果は現在投稿中である。今年度は高熱受容体の一つであるTRPV1遺伝子の多様性を調べた。イオンチャンネルを形成する膜貫通ドメインを含むおよそ5kbの領域について68個体から塩基配列を決定した。現在これらの解析を行っており、平成19年度中には国際誌に投稿予定である。
芸術文化活動が社会包摂へとつながるプロセス

近年、障害・高齢・貧困・引きこもり・外国人等の理由で、社会的に排除され孤立している人たちの参加に焦点をあてた芸術文化活動が盛んになった。しかし、どのようなプロセスで芸術文化活動が社会包摂につながるのかは曖昧なままである。本研究は、(1)関連分野の知見の整理、(2)エピソードの収集、(3)インタビュー調査、(4)以上の統合的考察を行うことで、芸術文化活動が社会包摂へとつながる道筋を類型化し、プロセスを理論的に説明可能にすることを目的にする。本研究の成果は、共生社会の実現を目指した文化事業の制度設計や評価手法の開発に貢献するとともに、人間が芸術文化活動を行う意義についての本質的理解も深めるだろう。
新規分子システム“有機遷移金属複合系電荷移動錯体"の開拓と電導機構の解明

1.電導性有機-遷移金属複合系は新しい型の分子システムであり、最近申請者らにより合成されたジアミノグリオキシム金属錯体とTCNQとの電荷移動錯体[M(HDAG)(H2DAG)]TCNQ(M=Ni,Pd,Pt)はその初めての例である。そこで、この錯体を最初のモデル物質として物質合成・物性研究を行なってきた。今回新規に金属配位子をエチレンジアミノグリオキシムに変えた物質を合成した[M(HEDAG)(H2EDAG)]TCNQ(M=Ni,Pd,Pt)。2.この錯体の単結晶を用いて、室温から極低温までの電気伝導度・ESR・磁化率の研究を行ない、キャリヤ-の種類・濃度、伝導電子の散乱機構等の輸送現象について明かにした。3.同じ錯体の単結晶をにおいて、赤外から可視、紫外域にいたる偏光反射スペクトルを測定した。結果を解析し、それらの電子構造と電荷移動励起状態の性質を明かにした。また赤外吸収分光・ラマン分光により、電子-プロトン結合に間するフォノンの興味ある知見を得た。4.申請者のこれまでの研究によっても明らかなように、錯体結晶において圧力は極めて強い外部摂動効果として働く。高圧力は、結晶格子定数・エネルギーバンド構造・電子-電子相互作用・電子-格子相互作用等を連続的に変化させることにより、固体物性を変えることが可能な手法である。そこで、上記の錯体の単結晶において高圧下での精度の高い測定を行ない、圧力印加による物性変化について電気的性質と光学的性質を調べるため、実験装置を立ちあげた。今後実験、解析を行う予定である。
鋼斜張橋タワーの大地震時非線形応答と耐震性能向上に関する研究

本研究では大規模地震動を受ける鋼斜張橋タワーを対象として、ファイバー要素を用いた3次元骨組構造にモデル化し、そのタワー形状が動的応答性状に与える影響について考察し、エネルギー吸収機構を設置した場合の耐震性能向上について比較検討した。また、鉛直地震動、構造減衰、初期不整、低降伏点鋼、鋼材系ダンパー等の影響を調べるために、パラメトリックスタディーを実施した。本研究で得られた結論は以下の通りである。(1)A型タワーの塔頂部応答変位および塔基部に発生する面内曲げモーメントは、H型や門型タワーの応答結果に比較して小さく、タワー形状により動的応答結果が異なることが分かった。(2)塔基部に発生するA型タワーの軸力はH型や門型に比較して、大きな圧縮力と負反力を生じることが確認された。とくに、大きな負反力はアンカーボルトの浮き上がりが懸念され、設計上注意が必要である。(3)塔水平梁に鉛直方向または面内回転を許す免震デバイスを挿入し、その効果について比較検討した。いずれのタワー形状においても曲げモーメント、せん断力、軸力を低減することが可能であり、免震デバイスを設置することにより斜張橋鋼製タワーの耐震性能を向上させることができるものと考えられる。(4)質量比例型減衰は鋼製タワー基部に発生する軸力および加速度応答を過大評価することがわかった。また、鉛直地震動は高周波成分が支配的なことから、Rayleigh減衰を適用すること炉有効である。(5)動的応答解析結果において初期たわみと残留応力の影響は、実橋の設計範囲では比較的小さい。(6)塔水平梁を低降伏点鋼部材で置換し、レベル2地震動による損傷箇所をこの部材に限定することを検討した。塔母材強度の約0.6以下の低降伏点鋼を使用すれば、耐震性能の向上が期待できることが分かった。(7)塔-基礎-地盤の動的相互作用ではロッキング振動が支配的であることが分かった。本研究では大規模地震動を受ける鋼斜張橋タワーをファイバ要素を用いた3次元骨組構造にモデル化し、そのタワー形状が動的応答性状に与える影響について考察し、エネルギー吸収機構を設置した場合の耐震性能向上について比較検討した。(1)A型タワーの塔頂部応答変位および塔基部に発生する面内曲げモーメントは、H型や門型タワーの応答結果に比較して小さく、タワー・形状により応答結果がかなり異なることが分かった。(4)質量比例型減衰は鋼製タワー基部に発生する軸力および加速度応答を過大評価することが分かった。また、鉛直地震動は高周波成分が支配的なことから、Rayleigh減衰を適用することが有効である。

(5)動的応答解析結果において初期たわみと残留応力の影響は、実橋の設計範囲では比較的小さい。(6)塔水平梁を低降伏点鋼部材で置換し、レベル2地震動による損傷箇所をこの部材に限定することを検討した。塔母材の約0.6以下の低降伏点鋼を使用すれば、耐震性能の向上が期待できることが分かった。本研究では大規模地震動を受ける鋼斜張橋タワーを対象として、ファイバー要素を用いた3次元骨組構造にモデル化し、そのタワー形状が動的応答性状に与える影響について考察し、エネルギー吸収機構を設置した場合の耐震性能向上について比較検討した。また、鉛直地震動、構造減衰、初期不整、低降伏点鋼、鋼材系ダンパー等の影響を調べるために、パラメトリックスタディーを実施した。本研究で得られた結論は以下の通りである。(1)A型タワーの塔頂部応答変位および塔基部に発生する面内曲げモーメントは、H型や門型タワーの応答結果に比較して小さく、タワー形状により動的応答結果が異なることが分かった。(2)塔基部に発生するA型タワーの軸力はH型や門型に比較して、大きな圧縮力と負反力を生じることが確認された。とくに、大きな負反力はアンカーボルトの浮き上がりが懸念され、設計上注意が必要である。(3)塔水平梁に鉛直方向または面内回転を許す免震デバイスを挿入し、その効果について比較検討した。いずれのタワー形状においても曲げモーメント、せん断力、軸力を低減することが可能であり、免震デバイスを設置することにより斜張橋鋼製タワーの耐震性能を向上させることができるものと考えられる。(4)質量比例型減衰は鋼製タワー基部に発生する軸力および加速度応答を過大評価することが分かった。また、鉛直地震動は高周波成分が支配的なことから、Rayleigh減衰を適用することが有効である。塔母材強度の約0.6以下の低降伏点鋼を使用すれば、耐震性能の向上が期待できることが分かった。(7)塔-基礎-地盤の動的相互作用ではロッキング振動が支配的であることが分かった。