hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
母子間相互作用における2個体脳活動同時計測とその力学系シミュレーションモデル

(2)乳児のバイオロジカルモーション知覚(ERP実験,乳児,成人)(3)遅延自己映像認知の脳内機構(NIRS実験,成人)(4)乳幼児の遅延自己鏡映像認知(行動実験,乳児・幼児)といった研究項目を実施した。理論側:空間上を動き回る移動体に神経ネットワークを搭載し、環境と相互作用することでつくり出すカテゴリーの仕方、動的なカテゴリー、という概念を確立した。具体的には、局所的に接触することでモノの形を判別する、あるいは光源の振動数を弁別するといった課題が運動の生成としてどのように解かれるか、という計算機実験を行なった。それをもとに移動体の間の相互作用を解析し、移動体のつくりだす運動のスタイルに注目してコミュニケーションの理論作りを行なった。それを母子間相互作用でベースとなる協同注意の問題と対照させて議論し、発表した。研究実績開研究室は、母子間相互作用場面における脳活動計測に関して、ダブルTV環境を構築し、実験者(未婚女性)と乳児との相互作用場面における,乳児の側のEEG計測を実施した.具体的には,映像遅延装置を用いて相互作用に4秒の時間遅延が挿入される条件(Delay条件)と遅延のない条件(Live条件)におけるγ帯(20Hz-40Hz)の活動を比較した.対象とした被験児は4ヶ月から5ヶ月児23名のうち,Delay条件とLive条件をそれぞれ3セッション以上実施できた12名を分析の対象とした.分析の結果,Delay条件とLive条件に対するEEGの分析結果に差がみられ、特に両側後側頭葉・下頭頂葉周辺の活動は,Live条件よりもDelay条件で有意に大きく活動していることが明らかになった.現状における推察として,Delay条件が,社会的な随伴性検出に関わるコストが高かったと解釈できる.池上研では、神経ネットワークを用いた知覚の数理モデルをつくり、能動的、受動的な条件を力学系のアトラクターと関係させた。特に2つの人工的な腕を使ったシミュレーションでは、この2つの腕の間の信号伝達にdelayをいれることでアトラクアーの安定性を調べ受動的なアトラクターが能動的なものよりも不安定であるという結果を得ている。またカオス的遍歴状態と知覚の関係をしらべ、空間パターンのセンサーのなぞり方により異なるアトラクターがネットワークの内部に選ばれることを示した。また言語的な相互作用と前言語的ターンテークとの関係を論じ、どちらも不完全な随伴性(imperfect contingency)が鍵となることを議論し、イギリスでの新しい認知言語学会や駒場でのSocial Cognitionの国際会議で発表をした。
シリコンのマイクロマシーニングを応用した超小型静電リニアアクチュエータの研究

本研究では,超小形の操作機構に用いるアクチュエータの開発を行った.このアクチュエータは,絶縁基板上に形成した複数の短冊状電極を絶縁薄膜で覆い,その上に置かれた円筒電極と短冊状電極の間の静電引力により円筒を回転させる構造である.今年度は,以下の点について研究した.1.アクチュエータの設計静電アクチュエータの性能を計算するには,電極間に生ずる電界を決定する必要がある.このため,まず本アクチュエータの構造を簡単化したモデルについて解析的な解を求めた.これを用い,円筒の半径を小さくすると円筒を回転させる力はあまり減少しないのに対し,それを平板に押付ける力は半径の2分の1乗に反比例して減少することがわかった.押付け力は駆動特性に良い影響を与えないので,小形化すると本アクチュエータの特性が良くなることが示された.また,数値電界計算法の一種である表面電荷法を用いてより詳細な計算を行った.円筒電極と短冊状電極の相対的な位置により駆動力が大きく変化することが分かった.これを改善するには,短冊状電極の間の空きを狭くすれば良いことを,計算で確かめた.2.アクチュエータの製作シリコンの加工プロセスを用いて,実際にアクチュエータを製作した.短冊状電極の幅は34μm,円筒電極の半径は200μm,絶縁薄膜の厚さは350nmとした.短冊状電極は全部で40本,円筒の動く範囲は2.4mmである.3.アクチュエータの性能試験2.で製作したアクチュエータの駆動実験を行った.印加電圧が50V以上で,連続的な駆動ができた.また発生する力は円筒1cm当り10mg,駆動速度は毎秒1mm程度であった.本研究では,超小形の操作機構に用いるアクチュエータの開発を行った.このアクチュエータは,絶縁基板上に形成した複数の短冊状電極を絶縁薄膜で覆い,その上に置かれた円筒電極と短冊状電極の間の静電引力により円筒を回転させる構造である.今年度は,以下の点について研究した.1.アクチュエータの設計静電アクチュエータの性能を計算するには,電極間に生ずる電界を決定する必要がある.このため,まず本アクチュエータの構造を簡単化したモデルについて解析的な解を求めた.これを用い,円筒の半径を小さくすると円筒を回転させる力はあまり減少しないのに対し,それを平板に押付ける力は半径の2分の1乗に反比例して減少することがわかった.押付け力は駆動特性に良い影響を与えないので,小形化すると本アクチュエータの特性が良くなることが示された.また,数値電界計算法の一種である表面電荷法を用いてより詳細な計算を行った.円筒電極と短冊状電極の相対的な位置により駆動力が大きく変化することが分かった.これを改善するには,短冊状電極の間の空きを狭くすれば良いことを,計算で確かめた.2.アクチュエータの製作シリコンの加工プロセスを用いて,実際にアクチュエータを製作した.短冊状電極の幅は34μm,円筒電極の半径は200μm,絶縁薄膜の厚さは350nmとした.短冊状電極は全部で40本,円筒の動く範囲は2.4mmである.3.アクチュエータの性能試験2.で製作したアクチュエータの駆動実験を行った.印加電圧が50V以上で,連続的な駆動ができた.また発生する力は円筒1cm当り10mg,駆動速度は毎秒1mm程度であった.
ヒト血液型ヨーグルトのプロバイオティック乳酸菌による構築

[目的]近年、ヒト腸管内で定着して安定的に増殖することにより、整腸作用、発ガン予防、コレステロー低減作用、免疫賦活化作用など、宿主に対して有益な保健健康効果を示す生きた微生物をプロバイオティクスと呼んでいる。一方、ヒト腸管を被覆している粘液層は腸ムチンと呼ばれる糖タンパク質で出来ており、近年ヒト大腸ムチンの糖鎖構造が血液型により異なることが報告された。プロバイオティック乳酸菌の多くは、この腸ムチンに結合する糖鎖を認識し、結合することで、腸管定住性を獲得しているものと推定される。本研究は、ヒトABO式血液型に応じて、腸ムチン糖鎖結合性の高い腸管系乳酸菌によるヨーグルトを創製するという全く新しい着想に基づいたものであり、将来の個人レベルに対応したオーダーメイドヨーグルトの開発を目指すことを目的としている。[方法]実際にヒトの乳児から高齢者に至るまでのボランティアーより糞便を集め、そこから選択培地を用いて、乳酸菌を単離を試みた。単離菌の菌種同定は、生化学性状試験に加えて16sRNAの相同性試験およびビオメリュー(社)の糖資化性試験キットを用いて菌の同定を行った。ついで、市販のA抗原プローブをセンサーチップにリガンドとして結合させ、表面プラズモン共鳴を原理とするBIACOREを用いて、菌体をアナライトとして流した。洗浄後もレゾナンスユニット値が減少しないものを、相互作用有りと判定し、その結合性はユニット値で相互比較した。同様に、ヒト大腸より調製したA型大腸ムチンをセンサーチップ上に固定し、菌体を流して相互作用の有無を検討した。結合性のあった乳酸菌の菌体表層から表層タンパク質を調製し、付着性に関与するタンパク質成分を特定し、そのクローニングを試みた。[結果]乳児から高齢者からの糞便より、240株の乳酸菌を得た。それらの、菌種の同定も行った。また、これらの菌をBIACORE解析を行った。その結果、A型抗原を認識する乳酸菌が確かに存在することが確認された。また、同様にヒトA型大腸ムチンに結合する菌株は39菌株あった。それらの菌体表層タンパク質のSDS-PAGEより標的タンパク質を決め、そのN-末端配列情報からクローニングを行った。約600bpを読みとったが、まだ完全解明までには、すこし時間が必要である。しかし、完全読み取りによりA型糖鎖を認識するエピトープ活性ポケットの構造が明らかになると期待される。また、実際にこれらの菌で、胃酸耐性、胆汁酸耐性があり、ガス産生がなく、風味性の優れた乳酸菌を用いて、ヨーグルトを試作する予定であり、実際にボランティアーに対する投与実験を行う予定である。本研究は、ヒトのABO式血液型に応じてヒト腸ムチン糖鎖結合性の高い腸管系乳酸菌を選抜して、長期間機能性を発揮するヨーグルトを創製するという全く新しい着想に基づいた萌芽的研究である。将来の個人レベルに対応したオーダーメイドヨーグルトの開発の基礎研究と位置づけている。平成14年度は、ヒトABO式血液型で日本人に一番多いA型の大腸ガン患者より得た正常大腸部位より大腸ムチン(human colon mucin : HCM)を単離精製した。ヒト大腸ムチンは、東北大学医学部分子病理分野より入手し、倫理規定に基づいて供試した。A型の血液型ヒト大腸ムチンを、プラズモン共鳴バイオセンサー(Pharmacia社製BIAcore1000)のセンサーチップ上にアミン・カップリング反応で固定し、ヒト腸管の有用細菌であるLactobacillus acidophilus(アシドフィルス菌)の約200菌株を流し、相互作用の詳細な検討を行った。プラズモン共鳴バイオセンサーは、表面プラズモン現象(SPR)を利用して生体分子間での相互作用を非標識下で分析可能な装置であり、ムチン糖鎖と親和性の高いレクチン様成分を菌体表層に有する腸管系乳酸菌体をマススクリーニングすることに成功した。選抜された各種ヒト大腸ムチン糖鎖を認識する乳酸菌は、当研究室で既に開発しているカルノア固定ヒト腸管切片への結合性、ヒト大腸ムチン糖鎖と構造の酷似したラット大腸ムチン(RCM)を用いたマイクロプレート法での糖鎖認識結合性を確認した。

洗浄後もレゾナンスユニット値が減少しないものを、相互作用有りと判定し、その結合性はユニット値で相互比較した。同様に、ヒト大腸より調製したA型大腸ムチンをセンサーチップ上に固定し、菌体を流して相互作用の有無を検討した。結合性のあった乳酸菌の菌体表層から表層タンパク質を調製し、付着性に関与するタンパク質成分を特定し、そのクローニングを試みた。[結果]乳児から高齢者からの糞便より、240株の乳酸菌を得た。それらの、菌種の同定も行った。また、これらの菌をBIACORE解析を行った。その結果、A型抗原を認識する乳酸菌が確かに存在することが確認された。また、同様にヒトA型大腸ムチンに結合する菌株は39菌株あった。それらの菌体表層タンパク質のSDS-PAGEより標的タンパク質を決め、そのN-末端配列情報からクローニングを行った。約600bpを読みとったが、まだ完全解明までには、すこし時間が必要である。しかし、完全読み取りによりA型糖鎖を認識するエピトープ活性ポケットの構造が明らかになると期待される。また、実際にこれらの菌で、胃酸耐性、胆汁酸耐性があり、ガス産生がなく、風味性の優れた乳酸菌を用いて、ヨーグルトを試作する予定であり、実際にボランティアーに対する投与実験を行う予定である。
タマクラゲ属ヒドロ虫類の新宿主獲得による種分化についての系統進化学的研究

本研究は、主に腹足類を宿主とする日本産タマクラゲ属(Cytaeis)ヒドロ虫類について、形態学的・発生学的情報と分子情報に基づき種の実体を明らかにするとともに、分子系統樹を作成して宿主特異性の観点から属内の系統関係を解析した。その結果、既知種4種に未記載種4種を加えた8種を確認することができた。これらの種は、それぞれ相異なる特定の宿主動物の体上で生活しており、宿主特異性が高いことが明かとなった。このことから、本属の種は、異なる新宿主を獲得することを種分化の要因の一つとして、地球上に出現したと考えられた。本研究は、相異なる腹足類の貝殻上で固着生活するタマクラゲ属のヒドロ虫類について、形態学的・発生学的情報と分子情報に基づき、固着基盤の動物(以下、宿主とする)との関係性も踏まえて系統関係を明らかにし、特異的な宿主上に固着生活するヒドロ虫類の種分化の実体解明に寄与することを目的とする。平成25年度は、原記載後採集記録のなかったCytaeis nudaを富山湾にて発見し、宿主との関係も加えて再記載した。また、ヒメヤドカリ居住の巻貝のみを宿主とするCytaeis sp.1を館山湾から得た。C. sp. 1は、形態的特徴に加え、ヤドカリ類と特異的な関係にあることから未記載種と考えられた。館山湾からはキビムシロガイやアラレガイを、相模湾からはハナムシロガイを宿主とするCytaeis属を得た。これらの標本についての研究をもとに、GFP発色パターンが本属において種特異的な形質であることが示唆された。分子系統学的解析については、採集したCytaeis属ヒドロ虫のCO1と16Sを比較した。その結果、本属にはC. kakinumaeのように異なる科に属する複数の腹足類を宿主とする種が存在することが明らかとなった。このことは、本属のヒドロ虫類においては、系統的に離れた分類群を宿主とする種がおり、新規宿主獲得による種分化の実体を解明するためには宿主との関係性を慎重に検証する必要があることを示すものであった。さらに、Cytaeis属の種分化においては、従来進化的に変化する形質とされていた「生殖巣発達時期の種間の違い」(つまり、クラゲ形成から生殖巣発達までの時間が種間で異なること)は、一方向で変化したものではなく、属内で並行して何度も変化していたことが示唆された。本研究は、主に腹足類の貝殻上で生活するタマクラゲ属ヒドロ虫類について、形態学的・発生学的情報と分子情報に基づき系統関係を明らかにし、特異的な動物体上に固着生活するヒドロ虫類の種分化の実体解明に寄与することを目的とする。平成26年度は、新たな採集器具(ドジャー)を考案して採集効率を高めるとともに、各地の大学附属臨海実験施設の協力により相模湾や館山湾に加えて陸奥湾、富山湾、瀬戸内海から新たな研究材料を入手し、形態的、発生学的特徴並びに分子情報(CO1と16S)を比較した。その結果、Cytaeis uchidaeについては、どの産地でもムシロガイ生貝と固着基盤の特異性において1対1の関係にあることが確認された。また、瀬戸内海や館山湾産のキヌボラ生貝の貝殻上から新たにタマクラゲ属ヒドロ虫が得られた。これらは、昨年度採集したアラレガイ(館山湾産)やハナムシロガイ(相模湾産)の生貝の貝殻上のタマクラゲ属の種(Cytaeis sp.1とする)と同種であり、Cytaeis sp.1は固着基盤の腹足類と1対多の関係であることが明らかとなった。これまでに得られた分子情報の比較に基づき、C. uchidae(ムシロガイ上), C. kakinumae(ベニフデガイ並びにキビムシロ上), C. nuda(海綿に覆われたヒメナガニシ上), Cytaeis sp.1(アラレガイ、ハナムシロガイ、キヌボラ上)及びCytaies sp.2(ヒメヤドカリ居住の巻貝上)の分子系統樹を作成したところ、大きく2つのグループ(「C. uchidaeとC. kakinumae」とこれら以外)に分かれることが明らかとなった。両グループ内ともにヒドロ虫と固着基盤との関係が1対1のものと1対多のものが含まれていたことから、タマクラゲ属ヒドロ虫類においては固着基盤の特異化は並行して起こったことが示唆された。本研究は、主に腹足類のムシロガイ類の貝殻上で付着生活するタマクラゲ属ヒドロ虫類について、形態学的・発生学的情報と分子情報に基づき系統関係を明らかにし、特異的な動物を宿主動物として付着生活するヒドロ虫類の種分化の実体解明に寄与することを目的とした。平成27年度は、継続して収集した研究材料について形態学的、発生学的特徴及び分子情報(CO1、16S)に加え、宿主動物に関しても比較研究を進めるとともに、研究の取りまとめを行った。その結果、サガミシロガサやイゼキトゲニナ、イトカゲギリ属の一種など従来宿主動物としては未知な分類群の腹足類の貝殻にもタマクラゲ属ヒドロ虫類が棲息していることが明かとなり、未記載種と思われるものも含め日本産タマクラゲ属ヒドロ虫類として8種確認することができた。従来本属ヒドロ虫類は4種のみであったことから、この3年間の研究で種数は倍増したことになる。

今後さらに調査研究を継続することで、他の腹足類を宿主動物とするタマクラゲ類が発見され、種数は増加すると推察される。また、Cytaeis cf. imperialisにおいては、遊離する時の水温により自由水母(遊離後餌を食べて成熟後配偶子放出するクラゲ)の形態に差が生じることが判明した。このことは、ヒドロ虫類では新知見であり、最も重要な類別形質とされる水母の形態のみでは種の識別が困難であることを示し、ヒドロ虫類の分類学に一石を投じるものと考えられた。さらに、本属を含むタマクラゲ科に関しては、自由水母をもつタマクラゲ属とそれをもたないナマコウミヒドラ属に分類されていた。本研究の分子情報解析により、ナマコウミヒドラ類のなかで退化水母(遊離直後に餌を食べることなく配偶子放出するクラゲ)をもつ種もタマクラゲ属のクレードに含まれるため、タマクラゲ科の属レベルの再検討が必要であるという重要な系統分類学的な知見を得ることができた。本研究は、主に腹足類を宿主とする日本産タマクラゲ属(Cytaeis)ヒドロ虫類について、形態学的・発生学的情報と分子情報に基づき種の実体を明らかにするとともに、分子系統樹を作成して宿主特異性の観点から属内の系統関係を解析した。その結果、既知種4種に未記載種4種を加えた8種を確認することができた。これらの種は、それぞれ相異なる特定の宿主動物の体上で生活しており、宿主特異性が高いことが明かとなった。このことから、本属の種は、異なる新宿主を獲得することを種分化の要因の一つとして、地球上に出現したと考えられた。本年度は、新たな研究材料を収集し、新たな固着基盤に棲息するタマクラゲ属ヒドロ虫を見出すことができた。さらに、それらも含めた分子系統学的解析により属内の系統関係を推定できたことから、ある程度の成果を得たと考えられる。しかし、研究材料の収集に関しては、平成26年度に予定していた沖縄県を中心とする琉球列島における採集ができなかった。これは、平成26年度中に開催の企画展を2件(1件は一部)急遽担当することとなり、その準備や運営にかなりの時間を費やすことになったためである。貝類図鑑等に掲載されている生態写真からは、琉球列島には様々な腹足類上に棲息するタマクラゲ属ヒドロ虫類の存在が推定される。そのために、日本産本属内の系統関係推定や種分化の実体解明のためには琉球列島での採集は必要不可欠である。それが実行できなかった点が本年度十分な研究をなし得なかった原因と考える。動物系統分類学平成27年度は、最終年度であり、懸案であった琉球列島でのタマクラゲ属ヒドロ虫類の収集を遂行する。さらに、これまでの研究で未記載種と考えられる種の記載を進めるとともに、属内の系統関係を含めた日本産タマクラゲ属ヒドロ虫類に関する成果を出版する計画である。また、他のヒドロ虫類において、幼生の付着・変態にはバクテリアが関与するという報告がある。平成26年度末に動物の体内あるいは体表のバクテリア相を研究する研究者と情報交換をすることができたので、これを踏まえて、タマクラゲ属ヒドロ虫類においても同様に付着・変態にバクテリアが関与するのか、関与する場合は、種特異的な関係があるのかを解明する研究を試みる。研究材料の収集に関しては、平成25年度に予定していた沖縄県におけるCytaeis属の採集はできなかったが、富山湾や館山湾において本研究を進める上で重要な種の標本を収集することができた。
顎骨造骨細胞の分化に関与する骨随細胞とその微小環境の役割

高齢化社会に於ける重要課題の一つに、歯牙喪失による咬合機能の喪失がある。それによって文化的生活を回復するために、咬合機能を回復させる基本的医療として顎骨増生法や歯科インプラントがある。これらの術式及び適応症の選択に当たって、顎骨の造骨細胞の分化を調節し積極的に骨誘導する機構を開発することである。初年度に於ては、合成アパタイトの表面性状と細胞応答との相関を検討した。骨芽細胞の分化とマクロファ-ジの出現にカップリングがあることを示した(白須賀、他)。マクロファ-ジはアパタイトをライソジ-ム(Apatitosome)で分解することを明らかにした(永井)。歯科インプラントが顎骨内に安定するためには、オステオアンキロ-シス(骨接着、骨結合)が必要であることを示した(赤木)。次年度に於ては、Invitroの研究により、それらの因子を多面的に検討した。アパタイトと骨原性、培養細胞(HOS)、アパタイトと培養外骨膜、骨随細胞の多分化能について検討した。(竹下、小野、辻)合成アパタイトはその界面で既成マトリックスとして作用して、その石灰化に関与し、微小環境が骨芽細胞の分化を調節していることを明らかにした。以上の結果から顎骨骨随細胞の骨芽細胞の分化・石灰化には微小環境(PHCa濃度)が関与し、合成アパタイトもそれに積極的に関与していること示唆した。高温度焼結合成水酸化アパタイト粒子(HAP)をラット顎骨骨髄窩洞に埋入し、その界面領域の細胞動態を経時的に観察した。HAP界面は骨形成が埋入早期から開始し、骨芽細胞分化の著しい骨形成域と骨芽細胞の分化が抑制され、貧食細胞が優勢である非骨形成域に区分される。骨形成域では骨芽細胞は常に多数出現して貧食細胞は少ない。非骨形成域では貧食細胞は一過性に出現して後消失する。基質形成は埋入1週目で開始され、石灰化は主としてHAP界面に添加性に進行する。界面における骨形成能を左右する因子について考察した。高温度焼結のハイドロキシアパタイトの表面荷電をコロイド滴定法によって測定したわれわれの結果によると、アパタイトは焼結温度と無関係に、例外なく負荷電を有していた。Mφは異物の表面荷電を普遍的に認識することがわかってきた。Mφ表面には正荷電基が露出しており、ここにアパタイトとの間で安定な静電結合が成立することにより、貧食反応が開始される。静電結合エネルギーは約5Kcal/molと比較的小さく、37°Cの生理的条件下では熱エネルギーに対して不安定である。しかし、実際には細胞表面との間に多数の静電結合が成立し、これにより最も安定な共有結合に匹敵する結合エネルギーをうることができる。そして、食胞(Apatitesome)内に取り込まれたアパタイト粒子は乳酸脱水素酵素(LDH)により、消化・分解を受けることが知られた。インプラント材表面に出現したMφは材料表面の構造によっては貧食を開始することもあるし、また、間葉系細胞の線維芽細胞や骨細胞への分化、誘導も促し(カップリング作用)、生体親和性としてのインプラント材の定着に一役買うことが明らかとなった。顎骨内に埋入された合成アパタイトHA界面における石灰化能について、Invitro.Invivoにおいて検討した。Invitroに於て3つの実験が行われた。実験(1):HA表面のヒト骨肉腫細胞株(HOS)の初期石灰化について電顕的に検討した結果、HA上培養HOS細胞では初期石灰化像として膜様構造物関与の石灰化とHAP界面での物理化学的結晶沈着層が同時に認められ、HAP界面は結晶沈着条件に極めて適しており既成マトリックスとして作用していることを示した。実験(2):内骨膜界面における石灰化現象を骨膜培養法により検討した結果、焼成温度の異なるHAPの骨形成能に顕著な差を認めず、骨膜細胞は、HA界面で積極的に骨芽細胞へ分化した。

実験(3):ラット骨髄細胞を一定条件下で培養し、間質細胞、細胞内皮系に存在する間葉系細胞の骨形成能について検討した。若令細胞群が老令細胞群より骨形成量が多かった。細胞当りの骨形成量は若令細胞と老令細胞群間ではほとんど差が認められなかったことから、骨形成量の差は骨芽細胞の数に相関した。又同じ骨髄細胞を富栄養培養液で培養すると脂肪細胞が多数出現し、通常の培養液にもどすと脱脂肪したことから、同一細胞の多分化能が示唆された。Invivoに於て骨髄内に埋入されたHAでは、その界面で骨芽細胞が分化し骨形成が活発に生ずる部位とマクロファ-ジによる吸収像が行われる部位が認められるが、前者の部位では、HA界面が物理化学的結晶沈着層が出現し、Invitroとの同一現象が示され、HAの既成マトリックスとしての役割が証明された。又、酸化物セラミックの骨髄内埋入では、その界面で、線維組織被包期・化骨被包期・成熟骨被包期を経過してオステオアンキロ-シスが成立してくる。骨形成にその微小環境のCa濃度、PHなどが左右することが示唆された。
先端技術の発展が中小企業に及ぼす影響に関する研究

日本企業は,世界でも先端技術の利用については極めて先進的である.マイクロエレクトロニクス技術に代表される先端技術は,大企業に限らず中小企業にも普及しつつある.日本経済が中小企業の活力によって支えられていることは周知のとおりである.したがって,先端技術の発展が中小企業に及ぼす現在並びに将来の影響について,学術的かつ体系的に研究することが重要である.本研究では,新しく生まれたベンチャー企業,下請け企業,中小卸売,小売業者,中小サービス業等の多岐に渡る分野を対象にしたことに1つの特徴がある.また,この研究では研究会の開催だけでなく,全国各地の先進的中小企業の実態を調査し,経営者とも意見交換を行い,実証的に研究を行った.その結果,先端技術の導入あるいは開発に積極的に取り組み,大企業とも対等に競合あるいは共存する活力ある中小企業の姿を見出すことができた.けれどもその一方で,都市部の企業と地方の企業とでは,扱う先端技術の内容にかなりの相違がみられ,地方自治体等の支援,援助のあり方についても研究を深めた.こうした研究成果をふまえて,各研究分担者は各々の分担テーマについて研究し,毎年一度は全員が研究会にて報告し,活発な討論を行い,最終的にその研究成果を報告書としてとりまとめた.中小企業は先端技術によってもたらされる変化に適応せねばならず,加えて経済構造の変化にも対応していかなければならない.最近は円高や企業の国際化に伴って,日本の産業構造調整が大きな課題となっている.今後は,この分野の問題と併せて,引き続き研究を継続したいと考えている.日本企業は,世界でも先端技術の利用については極めて先進的である.マイクロエレクトロニクス技術に代表される先端技術は,大企業に限らず中小企業にも普及しつつある.日本経済が中小企業の活力によって支えられていることは周知のとおりである.したがって,先端技術の発展が中小企業に及ぼす現在並びに将来の影響について,学術的かつ体系的に研究することが重要である.本研究では,新しく生まれたベンチャー企業,下請け企業,中小卸売,小売業者,中小サービス業等の多岐に渡る分野を対象にしたことに1つの特徴がある.また,この研究では研究会の開催だけでなく,全国各地の先進的中小企業の実態を調査し,経営者とも意見交換を行い,実証的に研究を行った.その結果,先端技術の導入あるいは開発に積極的に取り組み,大企業とも対等に競合あるいは共存する活力ある中小企業の姿を見出すことができた.けれどもその一方で,都市部の企業と地方の企業とでは,扱う先端技術の内容にかなりの相違がみられ,地方自治体等の支援,援助のあり方についても研究を深めた.こうした研究成果をふまえて,各研究分担者は各々の分担テーマについて研究し,毎年一度は全員が研究会にて報告し,活発な討論を行い,最終的にその研究成果を報告書としてとりまとめた.中小企業は先端技術によってもたらされる変化に適応せねばならず,加えて経済構造の変化にも対応していかなければならない.最近は円高や企業の国際化に伴って,日本の産業構造調整が大きな課題となっている.今後は,この分野の問題と併せて,引き続き研究を継続したいと考えている.昭和61年度は、研究分担者全員による研究会ならびに視察調査を合計7回にわたって実施した。この研究会(視察調査)では、昨年度に引き続いて北海道(旭川市)や四国(香川県高松市・他)といった地方の先進的中小企業の実態を調査して、地域経済における中小企業の果たしている役割や、これらの企業に対する国や地方自治体等の行政機関や試験研究機関の支援のあり方についての究明を深めた。他方、同時に都市部(神奈川県横浜市)の先進的中小企業についても調査し、地方企業との相違点の分析を試みた。その結果、先端技術とはいっても立地条件に応じて技術の内容にかなりの相違がみられ、立地に適した先端技術の分類・整理ができるかもしれないことが示唆された。また、各研究分担者は各自に与えられたテーマに関連して、統計資料や文献に基づいて、あるいは個別に実態調査に出かけ、昨年度の研究成果に新たな知見を加え、その成果を中間報告として研究会にて報告した。とりわけその中でも、今年度は「製造業における情報化」に焦点をあて、3名の研究分担者がこのテーマについて報告し、全員でこの問題の焦中討議を実施した。その結果、親企業と下請企業との間のオンライン化や生産現場における自動化の進展に関して、現状の把握と問題点等について共通の理解を深めることができた。この2年間の調査で、北海道から九州までの各地の様々なタイプの先進的中小企業の実態をみることができ、これらの成果は最終年度の研究のとりまとめに大いに役立つと考えられる。
膜埋込金属錯体による立体異性体の単離

天然からは獲得しにくい医薬品等の合成において有用と考えられる特定の立体構造を持つアミノ酸を、安価な合成法から得られる立体異性体の混合物から純度良く取り出すための金属錯体の検討を行った。必須アミノ酸であるL-プロリンの類縁体を誘導体とすることで三座配位子とし、これを用いて銅(II)錯体とすると、決まった立体配置を持つアミノ酸と強く結合することが判明した。研究計画に基づいて、まず三脚型配位子の設計を行うため、はじめにトリス(2-ピリジルメチル)アミン(TPA)誘導体である、光学活性1-(N,N-ビス(2-ピリジルメチル)アミノ)-エチル-2-ピリジン(MeTPA)の合成を行った。光学活性MeTPAを合成するために、合成中間体である1-アミノエチル-2-ピリジン(aepy)を光学分割し、光学活性aepyから光学活性MeTPAを合成する方法と、ラセミMeTPAを合成し、光学分割により光学活性MeTPAを得る方法を検討した。両方法のうち、ラセミMeTPAを経る合成法の方が収率はよいが、それでも15%程であった。また、光学活性三脚型配位子と同様の効果を持つ配位子として、L-ヒスチジン誘導体であるN-(1-メチル-3-オキソ-3-フェニル-1-プロペン-1-イル)-L-ヒスチジンメチルエステル(BMVH)を合成し、HMVHとその銅(II)錯体の結晶中における構造を、X線結晶構造解析から決定した。Cu(II)-BMVH錯体では、BMVHが三座で銅に配位していることから、残りの配位座にアミノ酸が配位でき、またヒスチジンのα位の立体配置により、配位したアミノ酸の選別が可能と予想された。そこで、このBMVHの銅(II)錯体を用いて、様々なラセミアミノ酸の光学分割試験を行った。(RS)-2-アミノ酪酸(ABA)をCu-BMVH錯体により処理したところ、光学純度49%の(R)-ABAが得られた。また操作温度により、得られるABAの立体配置が異なる現象も見られた。さらに、立体選択的効果が大きいと思われる配位子として、プロリン誘導体であるN-(ピリジルメチル)-L-プロリン(PMP)を合成した。このPMPは銅(II)イオンと1:1錯体を形成することから、さらにアミノ酸が配位できると考えられる。昨年度までには、研究計画に基づいて三脚型配位子として、光学活性1-(N,N-ジ(2-ピリジルメチル)アミノ)-エチル-2-ピリジン(MeTPA)ならびに(S)-N,N-ジ(2-ピリジルメチル)ヒスチジン(DPH)の合成を行ったがこれら配位子の収率は低く、これらの錯体を用いたアミノ酸の光学分割の検討は行えなかった。また、光学活性三脚型配位子と同様の効果を持つ配位子として、L-ヒスチジン誘導体であるN-(1-メチル-3-オキソ-3-フェニル-1-プロペン-1-イル)-L-ヒスチジンメチルエステル(BMVH)を合成し、この銅(II)錯体を用いて、様々なラセミアミノ酸の光学分割試験を行った。さらには、操作温度により、得られるABAの立体配置が異なる現象も見られた。さらに、立体選択的効果が大きいと思われる配位子として、プロリン誘導体であるN-(ピリジルメチル)-L-プロリン(PMP)およびその類縁体N-(ピリジルメチル)-L-チオプロリン(PMTP)を合成した。このPMPおよびPMTPは銅(II)イオンと1:1錯体を形成し、さらにアミノ酸が配位することができる。特にPMTPの銅(II)錯体を用いてDL-アミノ酸の光学分割を試みたところ、脂肪族アミノ酸であるABA、芳香族アミノ酸であるフェニルアラニン(Phe)、親水性アミノ酸であるトレオニン(Thr)などといった多種なアミノ酸に対して、難溶性三元錯体からはL-アミノ酸が、易溶性三元錯体からはD-アミノ酸が高い光学純度で得られることが判明した。研究計画に基づいて、まず三脚型配位子の設計を行うために、はじめにトリス(2-ピリジルメチル)アミン(TPA)誘導体である、光学活性1-(N,N-ビス(2-ピリジルメチル)アミノ)-エチル-2-ピリジン(MeTPA)の合成を行った。両方法のうち、ラセミMeTPAを経る合成法の方が収率は良いが、それでも15%程しかなかった。

また、光学活性三脚型配位子と同様の効果を持つ配位子として、L-ヒスチジン誘導体であるN-(1-メチル-3-オキソ-3-フェニル-1-プロペン-1-イル)-L-ヒスチジンメチルエステル(BMVH)を合成し、HMVHとその銅(II)錯体の結晶中における構造をX線結晶構造解析から決定した。Cu(II)-BMVH錯体では、BMVHが三座で銅に配位していることから、残りの配位座にアミノ酸が配位でき、またヒスチジンのα位の立体配置により、配位したアミノ酸の選別が可能であると予想された。そこで、このBMVHの銅(II)錯体を用いて、様々なラセミアミノ酸の光学分割試験を行った。(RS)-2-アミノ酪酸(ABA)をCu-BMVH錯体により処理したところ、光学純度49%の(R)-ABAが得られた。さらには、操作温度により、得られるABAの立体配置が異なる現象も見られた。研究の目的は、一つの立体異性体を選択的に取り出す膜埋込型金属錯体の開発である。昨年度に引き続き、その根源となる金属錯体の設計を行ってきたが、数種類の配位子の合成にとどまっていること、また収率が低いため錯体の形成に至っていない配位子もあり、ラセミアミノ酸の光学分割試験を行ったものは未だに一種類のみである。さらには、これらの金属錯体の膜への親和性の検討は行っておらず、もっぱら溶液中での光学分割試験のみであることから、今後は早急に膜への取り込みを試験しながら、それぞれの錯体の誘導体を合成し、膜への親和性を増すように配位子の調整を行い、実際に膜埋込型金属錯体として立体異性体の選別が行われるか検討する必要がある。現在のところ、その根幹となる金属錯体の設計を行っているが、数種類の配位子の合成にとどまっていること、また収率が低いため錯体の形成に至っていない配位子もあり、ラセミアミノ酸の光学分割試験を行ったものは一種類のみである。さらには、これらの金属錯体の膜への親和性の検討は行っておらず、もっぱら溶液中での光学分割試験のみであることから、今後は早急に膜への取り込みを試験しながら膜への親和性を増すように配位子の調整を行い、実際に膜取込型金属錯体として立体異性体の選別が行われるか検討する必要がある。銅(II)錯体の形成が確認されたPMPをさらに検討し、ラセミアミノ酸の分離が可能か検討を行う。また、光学分割能が確認されたL-ヒスチジン誘導体(BMVH)とともに、膜に親和性を持たせるように構造を調整した金属錯体を用いて、膜への取り込みを試験する。また、収率が低く、合成の検討段階にある光学活性TPA誘導体(MeTPAなど)ならびにL-ヒスチジン誘導体の合成では、次年度より研究分担者として参加いただく白岩正氏と協力し、収率の良い合成経路を確立し、光学活性体選別能を試験する。成績の良いものから膜への親和性を上げるように誘導体化を行い、PMPならびにBMVH誘導体と同様に膜による光学分割試験を行う。一つには、光学分割能が確認されたL-ヒスチジン誘導体(BMVH)を用い、膜に親和性を持たせるように構造を調整した金属錯体を用いて、膜への取り込みを試験する。また、同様に金属イオンに対して三座または四座で配位するL-ヒスチジン誘導体を合成し、この金属錯体のラセミアミノ酸に対する分割試験をして成績の良いものを膜に親和性が高まるように誘導体化し、膜への取り込みが確認できた金属錯体から、膜を使った立体異性体の選別ができるかを検討する。また、収率が低く、合成の検討段階にある光学活性TPA誘導体(MeTPAなど)は、合成ができ次第、金属錯体とし、光学活性体選別能を試験する。成績の良いものから膜への親和性を上げるように誘導体化を行い、BMVH誘導体と同様に膜による光学分割試験を行う。
大腸癌における新たな静脈侵襲判定基準の確立を目指す分子病理学的研究

術前加療されていない進行大腸癌50例(血行性転移あり20例、血行性転移なし30例)を選出し、HE染色標本および弾性線維染色標本を観察した。「明瞭な静脈侵襲像あり」、「豊富な線維化を伴っているtumor buddingあり」、「多数のリンパ管内腫瘍細胞浮遊像あり」の所見の有無で統計学的に解析した結果、有意に肝転移を予測できた(p < 0.001)。しかし、これらの所見は、観察者間の主観で判断する項目があり、再現性に問題が生じた。そこで、文献的に検索し、有用と考えられたMMP7、S100A4の免疫組織化学染色を追加し検討した。病理学的所見を多数検討した結果、「リンパ節転移が5個以上ある」、「主病変と非連続するように太い静脈侵襲像がある」「S100A4の免疫組織化学染色標本にて弱拡大で腫瘍細胞に陽性像が観察される」の3項目を選出した。いずれの項目も1項目のみでは特異度は90%前後だが、感度が低かった(40%前後)。そこで「3項目のうち1項目でも条件を満たす」か否かで検討したところ、感度85%、特異度83%で肝転移を予測できることが分かった。今後、新規のマーカー分子の発現を免疫組織化学染色に追加検討し、さらに感度・特異度の高い項目を検討中である。ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)にVEGFA, IL-8を添加し、内皮細胞ー内皮細胞間の結合性を形態的およびVE-cadherin(リン酸化物を含む)のWestern Blotting法で確認中である。形態的には内皮細胞間の結合が減弱しており、免疫染色にてVE-cadherinの細胞膜での発現の減弱を確認している。今後浸潤先進部で発現していると考えられるサイトカインなどをHUVECに添加し、内皮細胞間結合の変化、細胞間のタンパク発現の変化および腫瘍細胞との関連を検討していく。急遽、別の研究に時間を取られ、本研究へのエフォートが低下した時期が生じたため、やや予定より遅れた。今年度、培養実験の条件の検討や使用する道具などを検討したため、次年度は特に培養細胞の実験はスムーズに進めることができると考える。研究協力者、研究分担者と協力できる体制が整っており、研究を進められると考える。次年度使用額が生じた理由は、実施できなかった培養血管内皮細胞と腫瘍細胞の相互作用をみるtransmigration assayにかかる費用、免疫組織化学染色およびウエスタンブロッティング法に使用する抗体購入費に未使用額が生じたためである。次年度使用計画としては、本年度実施できなかったtransmigration assayに関わる費用や抗体購入、その後の細胞機能の解析費用として使用する予定である。
対象者参加型の食生活改善を通した健康づくりの取り組み

「継続が難しい」と考えられる食生活の改善を通した健康づくりの取り組みに、青年期女子を対象者として「対象者参加型」という方法を取り入れその方法の有用性について検討し、以下の結果を得た。1.対象者は、指導群(1群)203人、対照群(C群)95人の計302人で、研究期間は20012003年の各年度の1回生時10月から2回生時1月迄の16ヶ月間である。2.3回((1)指導開始前:1回生10月、(2)指導終了時:2回生7月、(3)指導終了7ケ月後:2回生1月)の調査から算出した2つの食生活指標(栄養バランスを評価するBalance scoreと食習慣を評価するDietary habits score、これら2つのスコアは値が大きい程、食生活が好ましいと評価)の推移をI群とC群で比較した結果、変化のパターンがI群とC群では有意に異なっていた。I群は(1)に比べ(2)では両スコア共に有意に上昇、(3)でもその傾向が持続したが、C群では3つの期間でBalance scoreに差は認められず、Dietary habits scoreは(2)で上昇したが(3)では(1)より低下し、(2)と(3)の差は有意であった。3.健康の評価指標として疲労自覚症状(Physical condition)を3回調査した。この指標は値が小さい程、健康状況が好ましいと評価する。変化のパターンはI群とC群で異なり、I群は(2)で有意な上昇はみられず、(3)では(1)及び(2)に比べ低下し、その差は有意であった。C群は(2)で有意に上昇し(3)で低下したが、(1)と(3)に差は見られなかった。4.(3)での質問の「習慣は継続しているか」に対して、「継続している」の回答割合は、I群では82%とC群の64%に比べ有意に高かった。以上、本研究で取りあげた方法は、健康づくりのための栄養教育の方法として有用である可能性が示された。平成14年度は下記の様に、計画通り進行した。(1)健康な1819歳女子100名を対象者として、食生活、生活及び健康状況に関する調査、及び、骨量と体脂肪率を測定し、同時に、尿中骨代謝マーカー(ハイドロキシプロリン)の測定、食生活評価の指標として血清脂質と貧血に関する血液検査を実施した。(2)得られた結果に基づき、各自が健康上の問題点を見いだし、それらがなぜ生じたかを診断し、どの様にすれば健康状況の問題点が改善するかを考え、健康増進のための生活習慣改善項目を決定し、それらの項目の実行状況を毎日記録させる。記録は1ヶ月分ずつ提出させ、それに対して取り組みに対するアドバイスを一人ずつに返す。(3)上記の取り組みはH14年度からスタートさせており、今年度、同様の取り組みで対象者数が約200人となる。今年度は初年度の約100人について解析の取り組みを開始し、下記のような結果を得ている。1)食生活を総合的に評価するための指標(池田が妥当性を誌上報告している)を算出し、開始時と終了時で比較したところ、生活習慣の改善項目の実行率が高い者ほど前記の指標は有意に好ましく変化している傾向を見いだしている。

2)生活習慣改善の効果を骨量の変化から検討したところ、牛乳を飲む、体を動かす心がけ等の実行率が高い者で骨量の変化に好ましい傾向を見いだしている。次年度(H15年度)の取り組みを終了した時点で、今年度実施している対象者を加えた約200人について上記に示した解析を行い、対象者参加型の健康づくりの取り組みの効果についてまとめる予定である。平成15年度は下記の様に、計画通り進行した。1.14年度秋季に開始した対象者参加型の取り組み(指導介入群)を15年6月末まで実施した。(1)この間、対象者に取り組みの支援(毎月提出される実行記録にアドバイスを記入して返却、加えて、必要な資料を個人ごとに配慮し配付する)を行い、取り組みの継続を後押しする。(2)取り組みの評価を行うための各種調査(食生活、生活習慣、健康)、測定(体脂肪率、骨量)、血液検査を6月7月にかけて実施した。(3)尿を採取し、尿中成分(骨吸収マーカーとしてのハイドロキシプロリン)を測定する。2.15年秋季から対照群について指導群と同様の取り組みを実施する。(1)指導内容は平成14年度と同様の内容であるが、問題点の発見、改善方法の指導は指導者により行い、対象者は指導により取り組みを進める。調査、測定、検査などの項目は指導群とすべて同じである。尚、対照群の属性やバックグラウンドは指導群と同じである。3.データベースの作成とデータ解析(1)実行記録簿及び調査・測定・検査で得られたデータを整理し、データベースの作成に着手する。(2)指導群については、実行記録の指導開始時と終了時の比較や実行率と健康状況の変化との関連の検討に取り組む。4.食生活診断・指導システムのプログラムづくりを継続して取り組む。プログラム作成のポイント(1)WINDOWS上で動作可能な形式で組み立てる。(2)指導内容に可能な限りカラフルな図形を用いる様式とする。平成16年度は下記に示す様に、計画通り進行した。1.平成15年10月に開始した対照群における本研究の取り組みを平成17年1月末に終了した。(1)対照群に対する基本的な指導は指導群と同様、授業を通して行った。(2)対照群の取り組みに対する評価を行うための各種調査(食生活、生活習慣、健康)、測定(体脂肪率、骨量)、血液検査、尿中成分(骨吸収マーカーとしてのハイドロキシプロリン)測定を67月にかけて実施した。(3)対照群の取り組みが終了した7ヶ月後、取り組み開始時に実施した食生活・生活・健康に関する調査(習慣が継続しているかの質問を追加)を指導群と同様に実施し、取り組み終了後の食生活・生活習慣の推移を把握した。尚、対照群の属性やバックグランドは指導群と全く同じであり、調査、測定、検査などの項目も指導群とすべて同じである。2.データベースの作成とデータ解析に取り組む。(1)対照群の調査・測定・検査で得られたデータを指導群(平成16年8月に作成済み)のデータに加え、本研究で取り組むデータベースを完成させた。(2)指導群と対照群について取り組み状況及び取り組み終了後の推移の検討に取り組む。3.本研究で得られた成果を組み込んだ食生活診断・指導システムのソフトを完成させた。【食生活診断・指導システムのポイント】(1)Windows上で動作可能、(2)指導内容に興味を持たせるためにカラフルな図形を取り入れる。
遺伝情報を利用した放線菌二次代謝産物の同定と生合成研究

アセトアセチルコエンザイムAは、メバロン酸を経由するテルペノイド化合物の前駆物質である。これまで、アセトアセチルコエンザイムAは、チオラーゼスーパーファミリーの代表的な酵素である「チオラーゼ」の触媒作用によってのみ、2分子のアセチルコエンザイムAから新規合成されるとされてきた。このような状況下、本研究課題では、土壌放線菌、ストレプトマイセスCL190株が、「チオラーゼ」に加えて、これまでに報告がなった酵素をも利用してアセトアセチルコエンザイムAを合成することを見つけた。この新規酵素の遺伝子をCL190株からクローニングして大腸菌に導入し、大腸菌内で合成した酵素は、試験管内で、アセチルコエンザイムAとマロニルコエンザイムAを利用して、アセトアセチルコエンザイムAを合成することが分かった。また、この新規酵素は、アセトアセチルコエンザイムAの分解活性は示さないことも分かった。次に、「アセトアセチルコエンザイムA合成酵素」と命名したこの新規酵素の遺伝子(nphT7)を、メバロン酸を合成するための遺伝子(nphT5とnphT6)とともに、別の放線菌に導入すると、nphT7を導入しなかったときと比べて、約250%のメバロン酸の増産が観察された。これは、アセトアセチルコエンザイムA合成酵素遺伝子であるnphT7の導入により、菌体内でのアセトアセチルコエンザイムAの合成量が増大して、結果として、メバロン酸の生産量が増大したと考えられる。この実験結果は、アセトアセチルコエンザイムAを共通の前駆物質とする、3-ヒドロキシ酪酸(生分解性プラスチックの原料)や、有用なテルペノイド化合物である、カロテノイド(色素、抗酸化作用)、タキソール(抗癌作用)、アルテミシニン(抗マラリア剤)、コエンザイムQ10(抗酸化作用)の生物機能を利用した生産の増大につながる可能性があると期待される。本研究課題では、まず、Streptomyces melanosporofaciens MI614-43F2由来の5-8-5員環構造を有するジテルペン化合物、シクロオクタチン生合成遺伝子クラスターのクローニングとS.albusでの異種発現に成功し、サイクロオクタチン生合成経路を解明した。シクロオクタチン生合成遺伝子クラスターは4つの遺伝子、cotB1-4からなり、その中に見出されたCotB2は、シクロオクタット9-エン-7-オールを合成する新規なジテルペン環化酵素であることを明らかにした。続いて、二つのシトクロームP450の機能解析を行い、CotB3はシクロオクタット9-エン-7-オールの5位に水酸基を導入してシクロオクタット9-エン-5,7-ジオールを合成すること、次いで、CotB4がシクロオクタット9-エン-5,7-ジオールの18位に水酸基を導入しシクロオクタチンを合成することを明らかにした。また、Streptomyces sp.KO-3988株の生産するフラキノシンの生合成遺伝子、Fur7の基質の同定と生合成中間体の取得にも成功した。まず、Fur7の生理的な基質を得るためにfur7破壊株を作製した。次に、fur7破壊株の培養上清とFur7を反応させ反応前後の溶液をHPLC、LC-MSで分析した。その結果、該培養上清に存在した分子量234の化合物が減少し分子量370の化合物が生成していた。そこで大量培養により2Lの培養液から約0.2mgのFur7の基質と考えられる化合物を単離しNMRを用いて2-メトキシ3-メチルフラビオリンと構造決定した。さらにこの2-メトキシ3-メチルフラビオリンとFur7を反応して得られた反応産物をfur7破壊株に与えるとフラキノシンの生産が回復したことから、本反応産物が真にフラキノシンの生合成中間体であることを証明することができた。

この実験結果は、アセトアセチルコエンザイムAを共通の前駆物質とする、3-ヒドロキシ酪酸(生分解性プラスチックの原料)や、有用なテルペノイド化合物である、カロテノイド(色素、抗酸化作用)、タキソール(抗癌作用)、アルテミシニン(抗マラリア剤)、コエンザイムQ10(抗酸化作用)の生物機能を利用した生産の増大につながる可能性があると期待される。
確率的解釈を取り入れた道路橋の疲労耐久性評価法

本研究では,『抵抗値』側のばらつきと,『作用値』側のばらつきを考慮して鋼床版形式の道路橋の閉断面縦リブ溶接部の疲労寿命を評価する.『抵抗値』である疲労強度に影響を及ぼす不確定因子として,溶接サイズ,溶け込み,未溶着部の形状等が挙げられる.これらを実測して統計を取った事例はなく,疲労強度への影響度を検討した事例も限られている.溶接サイズ,溶け込み,未溶着部の形状等のばらつきや,き裂発生寿命のばらつきを明らかにするため,実際の橋梁と同条件で溶接を行った小型の試験体を合計30体製作し疲労試験を行っている.き裂発生寿命を記録するためには可能な限りき裂が小さい段階で発見する必要があるため,ひずみゲージを密に配置し,その変動によってき裂の発見を検知した.全疲労試験が終了次第,破断面から溶接部の詳細な形状をシリコン成形材により型取りし計測する.また,実際の鋼床版形式の道路橋についてFEM解析を実施し,着目する溶接部に生じる応力を求めた.ここで,『作用値』側のばらつきを考慮するため,過去に他機関で計測されたデータをもとに,車種ごとの重量,輪荷重の大きさ,車両の走行位置の確率密度分布を仮定し,溶接部に生じる応力の確率密度分布を求めた.大型車交通量は2060%で変化させた.本研究では着目する溶接部に生じる応力が確定値ではなく確率密度分布で与えられている点に独自性がある.また,今後検討する疲労き裂の進展性状については溶接時の引張残留応力も考慮する必要がある.そこで,板厚,溶け込み量を変化させて溶接のシミュレーションを行い,着目する溶接部に生じている残留応力を求めた.溶接部には溶接後に引張残留応力が導入されていることを確認し,今後,き裂の進展に伴ってどのように再配分するのかを検討する予定である.1年目は実験の試験体の準備および解析モデルの構築が主な目的である.実験については,試験体の準備が完了したが,高力ボルトが市場で品薄な状態が続いており納期が約2カ月程度遅れた.そのため,当初の予定よりは疲労試験の進捗に遅れがあるが,本研究では試験体数が多いことから1年目だけでは全ての試験体の疲労試験が終了しないことは想定の範疇である.解析については当初の予定通り解析モデルを構築することができた.また,解析モデルを構築するだけでなく,それらの解析モデルを用いて車種ごとの重量,輪荷重の大きさ,車両の走行位置の確率密度分布を仮定して求めた溶接部の応力の確率密度分布や,溶接部の各パラメータが残留応力に与える影響を求めることができたため,当初の予定よりも進捗があったといえる.以上の通り,実験についてはやや遅れがあったものの,解析で想定よりも進捗があったことから研究は概ね順調に進展していると判断した.現在実施している小型の疲労試験については,引き続き試験を行い,全ての試験体の疲労試験結果を整理する.また,試験体の破断面から溶接部の詳細な形状をシリコン成形材により型取りし,シリコン成形材の形状を画像計測することによって,溶接部の形状の統計的なデータを取得する.小型の試験体の疲労試験は78月中を目途に終了する見込みである.並行して疲労き裂の進展挙動に関する統計的なデータを取得するための中型試験体を製作する.56月頃に10体程度発注し,910月頃に納品される予定である.中型試験体は2019年度2020年度にかけて疲労試験を実施する予定である.解析では,溶接サイズ,溶け込み,未溶着部の形状等のパラメータが着目する未溶着部の応力に与える影響を検討する.上記の小型試験体の破断面から計測した溶接部の詳細な形状の確率密度分布を用いることで,解析的に得られる溶接部の応力と,疲労試験より得られた疲労強度との相関を分析する.これらの解析は59月の期間において実施する.また,溶接シミュレーションの解析によって,溶接部に導入された残留応力がき裂の進展によってどのように再配分されていくかを検討する.この検討はき裂進展挙動の推定に重要であるが多大な解析時間を有する.2018年度までは名古屋大学のスーパーコンピュータシステムを用いて,研究室で使用している構造解析ソフトを実行できたため短時間で解析を実行できたが,2019年度よりスーパーコンピュータシステムにおける同構造解析ソフトのサポートが終了したため,解析ケースを絞って検討を行う予定である.同解析については,2019年度2020年度に向けて実施予定である.2018年度は準備となる期間であったが,2019年度以降は一定の成果が得られるため,それらの成果を論文等で公表する.本研究では,『抵抗値』側のばらつきと,『作用値』側のばらつきを考慮して鋼床版形式の道路橋の閉断面縦リブ溶接部の疲労寿命を評価する.『抵抗値』である疲労強度に影響を及ぼす不確定因子として,溶接サイズ,溶け込み,未溶着部の形状等が挙げられる.これらを実測して統計を取った事例はなく,疲労強度への影響度を検討した事例も限られている.溶接サイズ,溶け込み,未溶着部の形状等のばらつきや,き裂発生寿命のばらつきを明らかにするため,実際の橋梁と同条件で溶接を行った小型の試験体を合計30体製作し疲労試験を行っている.き裂発生寿命を記録するためには可能な限りき裂が小さい段階で発見する必要があるため,ひずみゲージを密に配置し,その変動によってき裂の発見を検知した.全疲労試験が終了次第,破断面から溶接部の詳細な形状をシリコン成形材により型取りし計測する.