hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エイズウイルスの抗コアタンパク質単クローン抗体の調製及び診断への応用

1982年にN-ミリストイル化が始めて発見されて以来,種々の細胞内機能性タンパク質,癌遺伝子産物,ウイルス構成タンパク質等のN-ミリストイル化が報告されている。現在,N-ミリストイル化がタンパク質の膜への結合様式の一つとして広くしられるようになったが,その生物学的意義の詳細はまだ解明されていない。申請者はエイズウイルスにおけるN-ミリストイル基の役割を解明しエイズ制圧のための生化学的基盤を確立するために本研究を遂行した。エイズの原因ウイルス(Human immunodeficiency virus type 1,HIV-1)のコアタンパク質p17^<gag>はその前駆タンパク質Pr55^<gag>が生合成されると直ちにN-ミリストイル化を受けており,HIV-1ウイルスの感染性にN-ミリストイル化は必須であることが申請者らにより明らかにされている。また,N-ミリストイル化を受けるタンパク質のアミノ末端は必ずグリシン残基であることから,N-ミリストイルグリシン分子,特にHIV-1のコアタンパク質(p17^<gag>)に着目しN-ミリストイルグリシン分子を特異的に認識する抗体を作成した。本単クローン抗体は、ミリスチン酸以外の脂肪酸ではその抗原-抗体反応は阻害されず,また種々のN-Myr-Gly-ペプチドとも反応することから,特異的にN-Myr-Gly分子を認識していることがわかた。本単クローン抗を用いたウエスタンブロット分析の結果,エイズウイルス感染細胞中のN-ミリストイル-ウイルスコアタンパク質(p17^<gag>,p41,Pr55)を検出することができた。抗N-Myr-Gly単クローン抗体のエイズウイルス感染中和活性を測定した結果,弱い中和活性が認められた。さらに,抗N-Myr-Gly単クローン抗体を用いた酵素活性法(ELISA)によりエイズウイルス感染細胞内の総N-ミリストイル化タンパク質を半定量することができ,簡単なエイズウイルス抗原検出診断方法の基礎となるものと思われる。本研究の結果,エイズウイルスにおけるN-ミリストイル化の意義が解明され始め,エイズ制圧のための重要な生化学的基盤の一つが確立できた。1.エイズウイルスコアタンパク質(p17^<gg>)のアミノ末端ミリストイルグリシンに対する特異抗体の調製ここでは便宜上エイズの原因ウイルス(HIVー1)をエイズウイルスと呼ぶ。ミリストイルグリシン(NーMyrーGly)を水溶性活性エステル化剤を用い、キ-ホ-ルリンペットヘモシアニン(KLH)及びウシ血清アルブミン(BSA)に結合させ、NーMyrーGlyーKLHを免疫抗原及びNーMyrーGlyーBSAをassay抗原として用いた。まず免疫抗原(10μg/0.1ml)をウサギに一週間毎に4回皮下注射し、1ヵ月後同抗原を静注し、45日目に採血した。血清中のNーMyrーGly分子に対する抗体価をNーMyrーGlyーBSAを抗原として、ELISA法により求めた。2.抗NーMyrーGly抗体の部分精製と抗体の特異性ウサギを常法により免役して得られたNーMyrーGlyに対する抗血清をNーMyrーGlyーBSA分子をアガロ-スゲルに固定化した抗原カラムを用いて部分精製した。抗体カラムに抗原抗体反応により吸着する抗体の量は血清1ml当り約1mgであった。

この抗体の特異性を調べるため、脂肪酸分子の2メチレン鎖短いNーラウロイルーグリシン(NーLauーGly)ーBSA、2メチレン鎖長いNーパルミトイルーグリシン(NーPalーGly)ーBSA及び種々のグリシンペプチドを合成した。本抗体はNーMyrーGlyーBSA、NーLauーGlyーBSA、及びNーPalーGlyーBSAに反応し、BSA及び他のグリシンペプチドとは反応しなかった。この事から本抗体はNーfatty acylーGlyー分子を認識している事が明らかになった。3.抗NーMyrーGly抗体によるエイズウイルスコアタンパク質の検出上記のように調製した抗体とエイズウイルスコアタンパク質NーMyrーGly p17^<gg>タンパク質との反応をウエスタンイムノブロット法及び^<125>Iー放射免疫沈降法を用いて調べた。その結果、本抗体はp17^<gg>タンパク質と反応することが明らかになったが、p17^<gg>タンパク質以外にも数種のタンパク質と反応することが判明した。現在、更に本抗体の特異性を向上させるためNーMyrーGly分子に対する単クロ-ン抗体を調製中であり、次年度本単クロ-ン抗体の調製に全力を注ぐ予定である。1982年にN-ミリストイル化が始めて発見されて以来,種々の細胞内機能性タンパク質,癌遺伝子産物,ウイルス構成タンパク質等のN-ミリストイル化が報告されている。現在,N-ミリストイル化がタンパク質の膜への結合様式の一つとして広くしられるようになったが,その生物学的意義の詳細はまだ解明されていない。申請者はエイズウイルスにおけるN-ミリストイル基の役割を解明しエイズ制圧のための生化学的基盤を確立するために本研究を遂行した。エイズの原因ウイルス(Human immunodeficiency virus type 1,HIV-1)のコアタンパク質p17^<8α8>はその前駆タンパク質Pr55^<8α8>が生合成されると直ちにN-ミリストイル化を受けており,HIV-1ウイルスの感染性にN-ミリストイル化は必須であることが申請者らにより明らかにされている。また,N-ミリストイル化を受けるタンパク質のアミノ末端は必ずグリシン残基であることから,N-ミリストイルグリシン分子,特にHIV-1のコアタンパク質(p17^<8α8>)に着目しN-ミリストイルグリシン分子を特異的に認識する抗体を作成した。本単クローン抗体はミリスチン酸以外の脂肪酸ではその抗原ー抗体反応は阻害されず,また種々のN-Nyr-Gly-ペプチドとも反応することから,特異的にN-Myr-Gly分子を認識していることがわかった。本単クローン抗を用いたウエスタンブロット分析の結果,エイズウイルス感染細胞中のN-ミリストイル-ウイルスコアタンパク質(p17^<8α8>,p41,Pr55)を検出することができた。抗N-Myr-Gly単クローン抗体のエイズウイルス感染中和活性を測定した結果,弱い中和活性が認められた。さらに,抗N-Myr-Gly単クローン抗体を用いた酵素活性法(ELISA)によりエイズウイルス感染細胞内の総N-ミリストイル化タンパク質を半定量することができ,簡単なエイズウイルス抗原検出診断方法の基礎となるものと思われる。
ヒトとチンパンジー、ホノボの道具使用と認知発達

本研究では、道具使用の前提である定位的操作の獲得において、他者によるモデル行動の影響の有無を検出することを目的とした。人工哺育のチンパンジー2個体(三和化学研究所所属のキララとクララ)を対象として、積木を導入した自由遊びの場面を設定し、そこで出現する対象児の行動を、社会的交渉にも注目して縦断的に記録した。1)先行研究で報告されているチンパンジーの積水つみ行動の出現とその技能の発達について確認するとともに、2)積木を並べる行動の出現状況、3)両者の出現とモデル行動の提示との関連を検討することを目的とした。その結果、1)クララは33か月齢、キララは36か月齢にはじめて積木を積み上げることができた。より高い塔をつくるために有用あるいは塔の倒壊を防ぐための技能が両者に共通して4649か月齢までにみられた。また、クララは、初めて赤白の色積木が導入された37か月齢の自由遊びのセッションで、同色の積木のみを積み上げる傾向が明らかだった。2)クララは37か月齢のときに導入された積木を並べるモデル提示のセッションで「積む」より「並べる」に近い行動を示した。この行動は、39か月齢の自由遊びのセッションに先駆けておこなった積木並べモデルの提示のセッションでも引き続き出現した。42か月齢では、キララ、クララともに、目前正面に散在した床の積木を両手で左右からかき合わせるような行動が初出した。また、クララは、左腕を堰のような支えにして、右手にもった積木を順に左側に寄せていくという行動を初出させた。この行動は46か月齢にも引き続いて出現した。3)49か月齢での3セッションにおける積木つみと「積木並べ」に従事した時間を、モデルなし時、積木つみモデル提示後、積木並べモデル提示後に分けて比較すると、積木つみモデル提示後は積木つみ行動、積木並べモデル提示後は「積木並べ」行動が多く出現し、両対象児の行動の切り替えがモデル提示によって起こることが示唆された。なお、複数の物体からひとつの道具を製作・使用する課題で同種間の模倣がいかに起こるかを検討する計画もすすめ、このために必要なモデル個体を、ボノボについては、集団飼育群の個体を対象とした実験で確保することができた。
植物繊維のナノファイバー化とエレクトロニクスデバイス用透明ナノ複合材料の開発

本年度はグラインダー(石臼式磨砕機)を用いた木材パルプのナノファイバー化について、原料パルプの構成成分とナノファイバー化の難易の関係、また、膨潤処理によるナノファイバー化の促進について検討を行った。構成成分とナノファイバー化難易の関係については、木粉の脱リグニン処理のみで作成したパルプは、乾燥によりナノファイバー化しやすさはほとんど変化しなかった。一方、脱リグニン後さらに脱ヘミセルロース処理し作成したパルプでは、乾燥によりナノファイバー化しやすさは明らかに低下した。これらの結果は、乾燥によるパルプの角質化(Hornification)が、ナノファイバー化処理を妨げることを示唆した。この研究成果は、セルロース学会、木材学会、International cellulose conference、にて発表し、論文としてまとめ、Biomacromolecules誌に掲載された。膨潤処理によるナノファイバー化促進については、グラインダー処理前に、水酸化ナトリウム水溶液(NaOH)、テトラメチルアンモニウム水溶液(TMAH)、DMAc/LiCl溶液を用いパルプに膨潤処理を行い、ナノファイバー化の程度を評価した。その結果、セルロースの結晶変態が生じない低濃度領域のNaOH水溶液、TMAH水溶液において、ナノファイバー化促進効果が見られた。特に12.5%TMAH水溶液を用いた膨潤処理がナノファイバー化の促進に有効であった。この研究成果は、木材学会にて発表した。グラインダー(石臼式磨砕機)を用いた、植物繊維のナノファイバー化メカニズムの解明に取り組んだ。セルロースナノファイバーの集合体である植物繊維は、グラインダーにより機械的にナノファイバー化される。このナノファイバーを抄紙しシートを作成し、透明樹脂を含浸することにより低熱膨張、高弾性、フレキシブルな透明複合材料が得られる。この材料はエレクトロニクスデバイスへの応用が期待されるが、精密な加工特性が要求されるため、ナノファイバー化メカニズムを解明し、材料物性との関係を明確にする必要がある。植物繊維にはセルロース純度の高い溶解パルプを用い、グラインダー処理を行い処理回数ごとによるパルプの形態と、複合材料の透明性、機械的、熱膨張特性を検討した。5回処理までは溶解パルプは均一にナノ化され、複合材料の透明性は向上するが、それ以上の処理では形態はほとんど変化なく、複合材料の透明性の向上はわずかであった。複合材料の機械的特性については、ヤング率、強度、破壊ひずみ共に、処理回数の増加に従い低下し、線熱膨張係数は処理回数の増加に従い増加した。この結果、グラインダー処理の一定回数以上の繰り返しは、ナノファイバー化への寄与はほとんどないのにも関わらず、複合材料の機械的特性の低下や線熱膨張係数の増加を引き起こすため、グラインダー処理には最適な処理回数が存在することが明らかになった。複合材料のこれらの物性変化は、グラインダー処理による繊維のセルロース結晶化度、重合度の低下が原因と考えられ、特に線熱膨張係数とセルロース結晶化度には明確な負の相関が見られた。さらに、これらの知見を基に、硫酸処理により繊維の非晶部分を除去し繊維の結晶性を向上させ、透明複合材料の低熱膨張化に成功した。これらの成果は、木材学会年次大会(秋田)ナノ学会年次大会(京都)繊維学会年次大会(東京)にて研究報告を行った。
高CO2応答に関与する炭水化物シグナルの同定

大気条件で育成したイネ(7.0葉期)を高CO_2環境に移し、新たに完全展開した葉身を順次解析することによって、さまざまな高CO_2応答それぞれについて、高CO_2環境が葉のどの発達段階で感知されるのか(高CO_2環境シグナルの作用点)を調べた。完全展開葉では光合成のダウンレギュレーションは起こらないとされていたが、窒素欠乏条件では、形態的に完全展開した葉(7.0葉期の第7葉)でも、約2日間の高CO_2処理で葉身の最大タンパク質含量(7.7葉期)が低下することがわかった。葉のサイズの変化(葉身幅と葉身長の減少)は、高CO_2処理開始後34枚目の葉(第10葉第11葉;高CO_2処理開始時点の発達段階は、フード型葉原基幼葉)で現れることがわかった。また、葉身厚の増大は処理開始後4枚目の葉(第11葉;処理開始時点では幼葉)で現れた。葉身幅と葉身長の減少は窒素欠乏、高CO_2それぞれで引き起こされたが、葉身厚の増大は窒素欠乏では認められず、高CO_2処理に特異的な現象であることがわかった。気孔パラメーターには高CO_2処理の効果はほとんど認められなかった。葉身の表皮構造を調べた実験で、窒素欠乏による葉身長の減少は表皮細胞数の減少に起因すること、一方、高CO_2処理の場合は表紙細胞が短くなることに起因することがわかり、メカニズムが異なることが明らかにされた。イネの様々な高CO_2応答それぞれについて高CO_2環境シグナルの作用点を特定し、光合成のダウンレギュレーションと葉の形態変化とは作用点が異なる(異なる発達段階で高CO_2環境を感知し応答する)ことが明らかにされた。炭水化物シグナルの同定には至らなかったが、作用点を特定できたことにより、高CO_2応答それぞれの分子メカニズムの解析が可能となった。高CO_2環境による光合成のダウンレギュレーションと葉の形態変化それぞれの分子メカニズムを明らかにする。また、高CO_2応答それぞれについて、応答を引き起こすシグナルを特定する。1)高CO_2環境シグナルの作用点の特定イネを材料に、高CO_2環境がどの発達段階の葉に作用するのか検討した(作用点の特定)。窒素欠乏条件(元肥として、無肥料培土に標準窒素施肥量の1/3を添加)でイネを育成し、第6葉完全展開時に高CO_2処理(1000ppm)を開始し、新たに展開した葉身を順次解析した。その結果、葉面積当たりの水溶性タンパク質含量と気孔列数は、葉の発達段階の後期(P3あるいはP4;葉身が抽出前あるいは抽出中のステージ)の高CO_2処理で変化すること、一方、葉身の大きさ(厚さ、幅、長さ)は発達初期(おそらく葉原基の段階;PO)の高CO_2処理で変化する可能性が示された。現在、高CO_2処理条件と大気CO_2条件とで使用するグロースチャンバーを入れ替えて追試を行っている。2)高CO_2環境を伝達するシグナルの探索外部から添加した炭水化物が高CO_2処理と同様の応答を引き起こすか検討するため、水耕液にショ糖を添加し、新たに展開した葉がどのような影響を受けるか調べた。窒素欠乏条件として、0.5mM NO_3-を窒素源としてイネを水耕栽培し、第6葉完全展開時に水耕液に1%ショ糖を添加した。葉緑素計(SPAD)でクロロフィル含量をモニターしたところ、ショ糖添加時に展開中あるいはほぼ展開済みの最上位葉葉身のSPAD値が低下することが明らかにされた。

高CO_2環境による光合成のダウンレギュレーションと葉の形態変化それぞれの分子メカニズムを明らかにする。また、高CO_2応答それぞれについて、応答を引き起こすシグナルを特定する。
アクチン分子構造の力学応答によるアクチン結合タンパク質の親和性変化の解析

細胞は隣接する他の細胞や血流など様々な外的要因から受ける力に対して機能を変化させることが知られている。近年、これらの力を感知するメカノセンサーとしてアクチンの構造変化が注目されている。アクチンは様々なアクチン結合タンパク質と相互作用することで機能を発揮することから、力によるアクチンの構造変化とアクチン結合タンパク質との関連性を調査する意義は大きい。そこで本研究では力によるアクチン構造変化とアクチン結合タンパク質との関連性についてin vitro, in vivo双方において調査する。
波動光学に基づいた拡張ナノ空間のための熱レンズ検出デバイスの創出

マイクロ化学チップに代表されるように近年分析場の微小化が進行している。研究代表者らは、10-1000nmスケールの拡張ナノ空間を活用した新しい分析デバイスの研究を進めており、これまで検出のできなかった非蛍光性分子を高感度に検出する微分干渉熱レンズ顕微鏡(DIC-TLM)を開発してきた。しかし、システムが大型であること、光学系の設計が困難であることが問題であった。そこで本研究では、ガラスチップ上に光導波路を用いてマッハーツェンダー干渉計を作製し、DIC-TLMを集積デバイス化した。本研究で開発したデバイスは、液体クロマトグラフィーの検出器として用いられている吸光光度計を置き換えると期待される。本研究は、10-1000nmスケールの空間(拡張ナノ空間)中の非蛍光分子を波動光学原理を用いて検出するデバイスの開発を目的とする。研究代表者らはこれまでに、熱レンズ顕微鏡に微分干渉観察法の原理を導入することにより光の波長よりも小さい空間で非蛍光分子を高感度に測定可能な微分干渉熱レンズ顕微鏡(DIC-TLM)を開発してきた。本研究ではこれをデバイス化することを目指し、ガラス基板上にMach-Zehnder干渉計型の光導波路を作製し、一方の導波路に熱レンズ効果を発生させ、これを干渉によって検出するデバイスを開発する。平成25年度は、デバイスの作製と原理検証に取り組んだ。フェムト秒レーザを用いて作製したMach-Zehnder干渉計型の光導波路を有するガラス基板と、UVフォトリソグラフィおよびプラズマエッチングを用いて作製したマイクロ流路(深さ5 &#61549;m)を有するガラス基板を当研究室で独自に開発した低温接合法で接合することによりデバイスを作製した。光ファイバを用いて入口側からレーザ光(プローブ光)を導入したところ、出口側で導波したプローブ光を検出することに成功した。従って、低温で基板同士を接合することによって光導波路の機能を損なうことなくデバイスを作製することに初めて成功した。次に、マイクロ流路内に非蛍光色素水溶液を導入し、別のレーザ光(励起光)で加熱して熱レンズ効果の検出を試みた。その結果、励起光照射時のみプローブ光の強度変化(信号)が観察され、かつ信号は試料濃度に比例していた。この結果より、熱レンズ効果の検出というデバイスの原理検証に初めて成功した。以上の結果は、光導波路および波動光学原理を用いて熱レンズ効果を検出した初めての成果である。DIC-TLMと同様に波動光学原理に基づいていることから、今後波長よりも小さい拡張ナノ空間での測定可能なデバイスが開発できると期待できる。本研究は10-1000 nmスケールの空間(拡張ナノ空間)中の非蛍光分子を高感度に検出するデバイスの開発を目的とする。研究代表者らはこれまでに、熱レンズ顕微鏡(TLM)を独自に開発し、光吸収と無輻射緩和による温度変化に伴う屈折率の変化(熱レンズ効果)を用いて非蛍光性分子を高感度に検出することに成功した。また、TLMに微分干渉観察法(DIC)の原理を導入することにより、光を分離・干渉させることで熱レンズ効果を検出する微分干渉熱レンズ顕微鏡(DIC-TLM)を開発し、波動光学的原理を用いて光の波長よりも小さい拡張ナノ空間で非蛍光性分子の高感度検出に世界で初めて成功した。本研究はこのDIC-TLMをデバイス化することを目的とし、ガラス基板上に光導波路を用いてMach-Zehnder型の干渉計を作製し、DIC-TLMをデバイス化する。平成25年度までに、フェムト秒レーザを用いてガラス基板内部に導波路を形成する方法により、マイクロ流路中の非蛍光性分子を検出することに成功しデバイスの原理を実証した。平成26年度は、拡張ナノ空間内の非蛍光性分子の検出を目指しより高感度なデバイスの設計・製作に取り組んだ。まず、拡張ナノ空間内で発生する熱レンズ効果の検出に必要な導波路を設計するため、有限要素法を用いた温度分布のシミュレーションを実施した。その結果、ガラス内部の温度変化は表面近傍の数100 nmの領域に集中しているため、基板表面に直接導波路を作製する方法が有効であると考えた。そこで、基板上に窒化ケイ素薄膜の導波路を化学気相成長法で作製し、さらにシリカ薄膜を蒸着して表面を研磨することで、拡張ナノ流路を有する基板と接合してデバイスを作製することに成功した。平成27年度以降、完成したデバイスの性能を評価し、光学配置の最適化および性能の向上に取り組む予定である。本研究はマイクロ空間および拡張ナノ(10-1000nm)空間中の非蛍光分子を検出するデバイスの開発を目的とした。研究代表者らはこれまでに、光吸収と無輻射緩和で発生した熱による屈折率変化(熱レンズ効果)を用いて、非蛍光分子を高感度に検出する熱レンズ顕微鏡(TLM)を開発してきた。また、TLMに微分干渉観察法という波動光学原理を導入することで微分干渉熱レンズ顕微鏡(DIC-TLM)を開発し、拡張ナノ空間内の非蛍光分子の高感度検出に成功した。本研究では、光導波路を用いたDIC-TLMのデバイス化に取り組んだ。平成26年度までに、ガラスチップ内部にMach-Zehnder干渉計型の光導波路およびマイクロ流路を集積化し、非蛍光分子の信号検出に成功した。

平成27年度は、2つの高感度化の手法を提案し、一方は光の波長よりも小さい拡張ナノ空間内の測定、他方はマイクロ空間内の非蛍光性分子の吸収スペクトル測定へと応用した。第一の手法として、研究代表者らが開発した低温接合法を用いてガラス基板にカバーガラスを接合し、この接合界面付近にフェムト秒レーザーを照射することで光導波路をガラス基板表面に初めて作製した。これにより感度が65倍向上し、深さ500nmの拡張ナノ流路を用いた測定に初めて成功した。第二の手法として、光導波路から出射した光がマイクロ流路中を通過し、再び光導波路に入射する構造を作製した。これにより感度が4桁以上改善し、通常光源を模擬したレーザー光(スポット径100μmに集光)を用いて非蛍光性分子の検出に成功した。通常光源が利用可能になれば、白色光を用いた吸収スペクトルの測定が可能になり、本デバイスが液体クロマトグラフィーなどの検出器を置き換えることも期待され、産業上の利用価値は極めて高い。さらに、流体回路や光学素子だけでなく電子回路なども基板上に集積化することにより、新たなデバイス工学を開拓することが期待される。マイクロ化学チップに代表されるように近年分析場の微小化が進行している。研究代表者らは、10-1000nmスケールの拡張ナノ空間を活用した新しい分析デバイスの研究を進めており、これまで検出のできなかった非蛍光性分子を高感度に検出する微分干渉熱レンズ顕微鏡(DIC-TLM)を開発してきた。しかし、システムが大型であること、光学系の設計が困難であることが問題であった。そこで本研究では、ガラスチップ上に光導波路を用いてマッハーツェンダー干渉計を作製し、DIC-TLMを集積デバイス化した。本研究で開発したデバイスは、液体クロマトグラフィーの検出器として用いられている吸光光度計を置き換えると期待される。当初は導波路の作製に時間がかかることが想定されたが、国内外の研究者や企業と協力することにより研究が順調に進展した。27年度が最終年度であるため、記入しない。分析化学、レーザー分光分析、マイクロ化学システム熱レンズ検出のための導波路の最適化には、申請者らの知見だけではなく導波路の専門家の知見が大いに必要とされることが考えられる。これらの研究者とより密接に連携することで研究を円滑に実施していく方針である。当初の計画では光導波路の作製にイオン注入法を利用する予定であったが、光導波路のサイズ、位置制御が困難であることから、簡便に製作可能なフェムト秒レーザ法を用いて原理検証を実施した。しかしながら、今年度に予定していた低温接合によるデバイスの作製および原理検証の両方に成功していることから、進捗状況は予定通りと評価できる。今後は感度を向上するために導波路の位置およびサイズを制御することが課題となる。平成25年度に実施したフェムト秒レーザ加工法の他に、MEMS技術を利用した製作法なども検討し、比較しながら研究を推進していく。
活性型Ras遺伝子による細胞の増殖・分化の誘導の機構

レセプターからのシグナルは多くの場合,チロシンキナーゼを介してRasに伝えられる.我々は,その機構を明らかにするため,P13K,GAP,PLCYなどのシグナル伝達分子との特異的結合に関与するTyr残基を各々Pheに置換したPDGFレセプター変異体を用いて,Rasタンパク質の活性化に必要なTyr残基について検討した.その結果,繊維芽細胞と血球細胞とでは,レセプターとRasのあいだで異なるシグナル伝達経路が選択されている可能性が示唆された.I型神経繊維腫症の原因遺伝子NF-1は,Ras-GTPase促進活性をもつタンパク質をコードしている.我々はその触媒領域における人工変異体を酵母を用いたアッセイによりスクリーニングし,正常型Rasの機能には影響せずに活性変異型Rasのトランスフォーム活性を抑圧するクローンを得,これらの変異が活性領域の単一アミノ酸置換であることを明らかにした.これらの変異体はおそらくGTP結合型Rasに特異的に固く結合し,標的分子との相互作用を妨げることにより,トランスフォーム活性を抑圧すると考えられる.一方,活性化されたRasは,Raf,MAPKK,MAPKにシグナルを伝えることが知られているが,Rasの直接の標的分子は未同定であった.RafはRasの下流分子の中では最も上流に位置し,直接の標的分子である可能性が高い.そこで我々は,種々の細胞の粗抽出液に活性型(GTP結合型)または不活性型(GDP結合型)Rasタンパク質を加え,抗Ras抗体による免疫沈降を行なった.その結果,活性型Rasを加えたときに限りRafの共沈が観察された.変異体を用いた研究より,この結合にはRasのエフェクター領域ならびにRafのN末端のドメインが関与していることが明らかとなった.レセプターからのシグナルは多くの場合,チロシンキナーゼを介してRasに伝えられる.我々は,その機構を明らかにするため,P13K,GAP,PLCYなどのシグナル伝達分子との特異的結合に関与するTyr残基を各々Pheに置換したPDGFレセプター変異体を用いて,Rasタンパク質の活性化に必要なTyr残基について検討した.その結果,繊維芽細胞と血球細胞とでは,レセプターとRasのあいだで異なるシグナル伝達経路が選択されている可能性が示唆された.I型神経繊維腫症の原因遺伝子NF-1は,Ras-GTPase促進活性をもつタンパク質をコードしている.我々はその触媒領域における人工変異体を酵母を用いたアッセイによりスクリーニングし,正常型Rasの機能には影響せずに活性変異型Rasのトランスフォーム活性を抑圧するクローンを得,これらの変異が活性領域の単一アミノ酸置換であることを明らかにした.これらの変異体はおそらくGTP結合型Rasに特異的に固く結合し,標的分子との相互作用を妨げることにより,トランスフォーム活性を抑圧すると考えられる.一方,活性化されたRasは,Raf,MAPKK,MAPKにシグナルを伝えることが知られているが,Rasの直接の標的分子は未同定であった.RafはRasの下流分子の中では最も上流に位置し,直接の標的分子である可能性が高い.そこで我々は,種々の細胞の粗抽出液に活性型(GTP結合型)または不活性型(GDP結合型)Rasタンパク質を加え,抗Ras抗体による免疫沈降を行なった.その結果,活性型Rasを加えたときに限りRafの共沈が観察された.変異体を用いた研究より,この結合にはRasのエフェクター領域ならびにRafのN末端のドメインが関与していることが明らかとなった.
弾塑性ヒステリシス特性を有する立形構造物の耐震性評価

1.強地震動の加速度記録を用いて,その特徴である非定常性と非白色性を考慮できる地震動の確率過程モデル化手法を提案した.2.不規則励振を受ける弾塑性ヒステリシス系を対象として,応答の非ガウス性を考慮した非定常応答解析法を開発し,デジタルシミュレーショの結果と比較して,その有効性を検証した.3.1.2.に基づき,非定常応答解析用計算機プログラムを作成し,ヒステリシス系の確率論的地震応答解析を行った.4.先端に集中質量を有する鉛はりモデルを用いて,弾塑性ヒステリシス特性を有する構造物の不規則加振実験を行った.応答のrms値とパワースペクトルを求め,双線形ヒステリシスモデルを採用した理論解析結果が実験結果の傾向をよく推定し得ることを示した.5.比較的小さい入力に対しても,ヒステリシス特性によるエネルギ吸収効果が系の応答に顕著に現れることを明らかにした.6.従来の応答スペクトルに確率論的な考え方を導入した,確率論的応答スペクトル手法を提示した.実際に応答曲線を求め,両者を比較検討し,本手法が地震動な対する構造物の応答を確率論的に評価するための合理的な手法であることを示した.1.強地震動の加速度記録を用いて,その特徴である非定常性と非白色性を考慮できる地震動の確率過程モデル化手法を提案した.2.不規則励振を受ける弾塑性ヒステリシス系を対象として,応答の非ガウス性を考慮した非定常応答解析法を開発し,デジタルシミュレーショの結果と比較して,その有効性を検証した.3.1.2.に基づき,非定常応答解析用計算機プログラムを作成し,ヒステリシス系の確率論的地震応答解析を行った.4.先端に集中質量を有する鉛はりモデルを用いて,弾塑性ヒステリシス特性を有する構造物の不規則加振実験を行った.応答のrms値とパワースペクトルを求め,双線形ヒステリシスモデルを採用した理論解析結果が実験結果の傾向をよく推定し得ることを示した.5.比較的小さい入力に対しても,ヒステリシス特性によるエネルギ吸収効果が系の応答に顕著に現れることを明らかにした.6.従来の応答スペクトルに確率論的な考え方を導入した,確率論的応答スペクトル手法を提示した.実際に応答曲線を求め,両者を比較検討し,本手法が地震動な対する構造物の応答を確率論的に評価するための合理的な手法であることを示した.本研究では,強地震時における立形構造物の挙動を不規則パラメトリック励振を受ける履歴非線形系の運動方程式によって表現し,確率過程にモデル化した地震動に対する非定常応答解析を行う.さらに,過去十数年の間に目覚ましく発展した,不規則振動理論に基づく信頼性解析手法を応用して確率論的耐震信頼性評価を行い,機械構造物の最適設計に資することを目的としている.本年度は,加振実験設備を整備して予備実験を行うこと,および,理論解析手法を開発することに重点をおき,以下の成果を得た.(1)重心の高い立形構造物を,パラメトリック励振を受ける履歴非線形系によってモデル化し,地震動を確率過程をみなした場合の運動方程式を導出した.(2)非線形系を対象として,応答の非ガウス性を考慮できる一般的な不規則振動解析法を開発した.(3)(1),(2)に基づき,確率論的応答解析の定式化を行った.(4)非定常応答解析用計算機プログラムを作成し,ワークステーションを用いて数値計算を行った.(5)雑音発生器,フィルタ,加振機,計測用パーソナルコンピュータからなる振動試験システムを試作中し,立形構造物モデルの予備加振実験を開始した.(1)強地震動の加速度記録を用いて,その特徴である非定常性と非白色性を考慮できる地震動の確率過程モデル化手法を提案した.(2)不規則励振を受ける弾塑性ヒステリシス系を対象として,応答の非ガウス性を考慮した非定常応答解析法を開発し,デジタルシミュレーショの結果と比較して,その有効性を検証した.(3)(1),(2)に基づき,非定常応答解析用計算機プログラムを作成し,ヒステリシス系の確率論的地震応答解析を行った.(4)先端に集中質量を有する鉛はりモデルを用いて,弾塑性ヒステリシス特性を有する構造物の不規則加振実験を行った.応答のrms値とパワースペクトルを求め,双線形ヒステリシスモデルを採用した理論解析結果が実験結果の傾向をよく推定し得ることを示した.(5)比較的小さい入力に対しても,ヒステリシス特性によるエネルギ吸収効果が系の応答に顕著に現れることを明らかにした.(6)従来の応答スペクトルに確率論的な考え方を導入した,確率論的応答スペクトル手法を提示した.実際に応答曲線を求め,両者を比較検討し,本手法が地震動な対する構造物の応答を確率論的に評価するための合理的な手法であることを示した.
アジア各国の中等教育における地理教育の国際比較

アジアの中等教育における地理教育の位置づけには国毎に様々な違いがあるものの、後期中等教育で科目としての地理が独立しておらず、社会科の中で取り上げられているパターンと、独立した科目として教えられているパターンに2分されていることがわかった。内容的には、自然地理の分野で、地学的な内容にまで踏み込んで取上げられるとともに、地形や気候に重点が置かれている国が多く、土壌や植生に関する取り上げ方の少ない国が多いことがわかった。人文地理や地誌的な内容については、日本の中学校学習指導要領に見られた、自国との関係性等を考慮して取り上げる地域を重点化する、という方針と通じるものが見えることがわかった。本研究では、アジア各国の中等教育の現場で、地理学がどのようなテーマを扱い、どのような教育システムの下で教えられているかについて、主に、使用されている教科書や資料類の分析と、授業見学、教員へのインタビューなどから明らかにし、各国間の相互比較を行う。そして、この結果をもとに、中等教育レベルでは、国毎にどのような地理的知識・技術・考え方を重視しているのか、とくに自国の地誌や、日本を含む主要な国との国際関係について、どのような観点を重視して教育を行っているか、を明らかにしたいと考えている。上記のような目的を意識しながら、本年度は、まず、6月に研究グループメンバーのほとんどが一同に会するスタートアップミーティングを行いメンバー間の情報交換や情報共有を行った(欠席者については、研究代表者が直接面談する機会をつくり、情報把握・共有可能となる場を設けた)。そしてそれらを踏まえながら、研究代表者を中心に、調査対象国の教育制度全般や、中等教育制度の概要について、関連文献の収集・情報分析を行った。また、研究代表者・分担者が主に担当する国々の基本的な情報収集も開始した。この過程では、フィリピン、インド、バングラデシュ、など、いくつかの国で使用されている中等教育地理教科書・資料を入手することができた。これらのうち、英文以外の現地語で記述されている教科書の一部については、英語への翻訳も実施した。上記のような目的を意識しながら、本年度は、研究グループメンバーが担当する国々の中等教育地理教科書・資料の入手を継続しつつ、その内容分析を行った。まずは、目次を中心に、一部の教科書については、現地語から英語への翻訳なども継続して行った。そして、グループメンバーの担当する国々に関して得られた暫定的な情報について、グループ内での情報共有化を進めるために、2016年1月、奈良女子大学において経過報告会を開催した。これまでに得られた情報によると、各国の教育システムの中における中等教育の位置づけには、さほど大きな違いはないものの、シンガポールのように後期中等教育の段階で、いくつかの教育体系に分岐するパターンもあることが報告された。教科書については、系統地理的な記述が中心を占めるシンガポールの地理教科書のようなタイプと、同じ系統地理的なテーマを扱いながらも、自国の事例を中心に記述しているブータンの地理教科書のようなタイプなど、ざっと見通しただけでも、いくつかの違いがありそうだ、という見通しも得られた。今後は、さらに詳細な地理教科書分析に加え、本年度実施できなかった授業観察や教員インタビューなどにも挑戦したいと考えている。昨今の海外諸国における治安状況の悪化もあり、現段階では、調査対象国における授業見学や教員インタビューを十分には実施できていないため、上記のような評価とした。新年度には、この点にもやや力点をおいて研究を進められればと考えている。上記のような目的を意識しながら、本年度も、研究グループメンバーが担当する国々の中等教育地理教科書・資料の入手と、その内容分析について継続した。目次を中心に、一部の教科書については、現地語から英語への翻訳なども継続して行った。これまでに得られた情報によると、教科書については、たとえばシンガポールの地理教科書のように、地球環境問題など先端的で国際的な課題をいち早く取り入れ、ビジュアルに工夫をこらしWEBの情報も積極的に取り入れるなど、日本の地理教育にも参考になる様々な事例が見出された。地誌的な記述内容については、各国とも、自国の事例を中心に取り上げる学年と、世界地誌を取り上げる学年を分けている場合が殆どである。ただし世界地誌については、具体的に取り上げる国や地域にやや違いが認められた。特に、自国周辺の国の取り上げ方に力が入れられている点は、当然と言えば当然かもしれないが印象的である。

最終年度は、さらに詳細な地理教科書分析に加え、世界情勢の不安定化に伴う諸外国の治安悪化で授業観察や教員インタビューが実施できていない国においても、可能な範囲で補充調査を実施したいと考えている。昨今の海外諸国における治安状況の悪化もあり、調査対象国における授業見学や教員インタビューを実施できていない国があるが、最終年度の補充調査で、できるだけの現地調査を行いたいと考えている。本研究では、アジア各国の中等教育の現場で、国毎にどのような地理的知識・技術・考え方が重視されているのか、とくに自国の地誌や日本を含む主要な国との国際関係についてどのような観点を重視して教育を行っているかを明らかにすることを目的とした。最終年度は各担当者が、担当国の教育システムの中で中等教育がどのように位置づけられ、その中で地理がどのように取り上げられているかを概観し、その上で主に後期中等教育における地理教育にどのような特徴が見られるかについて、日本との比較を意識しながら検討した。中等教育における地理教育の位置づけには国毎に様々な違いがあるものの、後期中等教育段階で科目としての地理が独立しておらず、社会科の中で取り上げられているパターンと、地理として独立した科目として教えられているパターンに2分されていることがわかった。ただし後者の場合でも、必修科目としてではなく、進路に応じて選択したコースの中で地理が履修可能な科目として位置付けられている場合が多いようである。内容的に見ると、自然地理の分野で、太陽系や地球の運行に関する地学的な内容にまで踏み込んで取上げられるとともに、地形や気候に重点が置かれている国が多いという特徴が見える。土壌や植生に関する取り上げ方の少ない国が多いが、シンガポールのように、むしろそのような分野にかなりのウエイトをかけて取り上げている国もあることがわかった。また太陽系や地球の運行に関する内容など、日本では地学の教科書で取り上げられる内容にまで踏み込んで取り扱われている国が多いのが印象的である。一方、人文地理や地誌的な内容については、かつて日本の中学校学習指導要領の「世界の諸地域」の取り扱いで、自国との関係性等を考慮して取り上げる地域を重点化する、という方針と通じるものが見えたのは興味深い。以上のような諸点から、最終報告書を取りまとめ中である。アジアの中等教育における地理教育の位置づけには国毎に様々な違いがあるものの、後期中等教育で科目としての地理が独立しておらず、社会科の中で取り上げられているパターンと、独立した科目として教えられているパターンに2分されていることがわかった。内容的には、自然地理の分野で、地学的な内容にまで踏み込んで取上げられるとともに、地形や気候に重点が置かれている国が多く、土壌や植生に関する取り上げ方の少ない国が多いことがわかった。人文地理や地誌的な内容については、日本の中学校学習指導要領に見られた、自国との関係性等を考慮して取り上げる地域を重点化する、という方針と通じるものが見えることがわかった。いくつかの調査対象国については、すでに教科書の入手や、現地語から英語への翻訳作業などを進めたものがあり、初年度の研究開始状況としては、まずまずの滑り出しであったと自己評価している。
ゼラチンハイドロゲルを用いたbFGFの顔面神経再生促進効果に関する研究

生後1012週齢の雌ハートレイ系モルモットを用いて、ケタミンとキシラジンの筋注にて全身麻酔後、側頭骨内顔面神経を露出し、マイクロ持針器にて10分圧迫することにより側頭骨内顔面神経麻痺モデルを作製した。圧迫のみを行ったものを圧迫群とし、圧迫後、顔面神経上にbFGF(100μg)水溶液を単回投与したものをbFGF群とした。また、圧迫後にbFGF(100μg)含有のゼラチンハイドロゲルを留置したものをbFGF含有ゼラチンハイドロゲル群とした。圧迫処置後6週目に麻痺の肉眼的評価、神経伝達速度の測定を行った。麻痺の治癒評価には眼瞼、鼻翼、口角の3部位を用い、ほぼ正常に動くものを2点、部分麻痺を1点、高度麻痺を0点としてそれぞれ採点し、その合計で評価した。圧迫群では1.3±0.9点,bFGF群は1.1±0.6点であった。一方,bFGF含有ハイドロゲル群は3.1±0.8点であり,他の2群と比べ有意な麻痺の早期治癒傾向を認めた。また電気生理学的検討として側頭骨外顔面神経の10mm離れた2点を刺激し、口輪筋で誘発筋電位を記録した。2点間の距離10mmを中枢側、末梢側それぞれの潜時の差で除算することにより神経伝達速度を求めた。圧迫群では11.8±3.Om/sec,bFGF群は11.0±2.8m/sec,bFGF含有ハイドロゲル群(n=8)は17.3±2.7m/secであった。bFGF含有ハイドロゲル群は圧迫群,bFGF群に比べると,有意に速度が速く神経の再生が良好であったと考えられた。今後は組織学的検討も併せて行っていく予定である。
好酸球性副鼻腔炎における自然免疫と獲得免疫の制御機構の解明

本研究の目的は、いまだ病態に不明な点が多い好酸球性副鼻腔炎の鼻副鼻腔粘膜における好酸球浸潤に至る機序を自然免疫と獲得免疫の両面から解析を行うことで、好酸球性副鼻腔炎の病態解明と新規治療法の開発を目指すものである。鼻茸・副鼻腔粘膜、副鼻腔貯留液などの検体の採取目的に、慢性副鼻腔炎患者を対象に症例登録を行い、また対照症例として眼窩底骨折整復術・下垂体手術施行症例を登録した。88症例の登録を行い、臨床検査項目として、自覚症状:自記式アンケート調査(7-scal e Linkert scale)、副鼻腔CT所見:Lund-Mackay scoringsystemを用いて0-24にスコア化、鼻ポリープの評価:内視鏡下に観察を行い、0-4にスコア化、血液検査所見:血中好酸球数、好塩基球、血清総IgE値、各種抗原特異的IgE値を測定し評価した。ホルマリン固定し、HE染色した鼻茸・副鼻腔粘膜組織の好酸球をカウントし、さらに好中球、好塩基球、マクロファージ等の浸潤細胞については免疫染色し、細胞カウント、統計学的評価を行った。登録した症例を好酸球性副鼻腔炎、非好酸球性副鼻腔炎、コントロール群に分け比較検討し、データ解析した。登録した症例に対して、各種細胞(マクロファージ、好中球、好塩基球、肥満細胞、T細胞、B細胞)の免疫組織化学染色し、好酸球性副鼻腔炎、非好酸球性副鼻腔炎、コントロール群を比較し評価を行った。またELISA、Real time PCRによるサイトカインの測定やフローサイトメトリーによる各種免疫細胞(ILC2s、好塩基球、病原性メモリーTh2細胞)の解析を進めることができた。術後経過観察により得た情報をもとに再発例と非再発例の2群に分け、前年度と同様に比較解析を行い、再発に関わる免疫細胞の同定を引き続き行う。現在32症例の登録を行い、臨床検査項目として、自覚症状:自記式アンケート調査(7-scale Linkert scale)、副鼻腔CT所見:Lund-Mackay scoringsystemを用いて0-24にスコア化、鼻ポリープの評価:内視鏡下に観察を行い、0-4にスコア化、血液検査所見:血中好酸球数、好塩基球、血清総IgE値、各種抗原特異的IgE値を測定し評価した。ホルマリン固定し、HE染色した鼻茸・副鼻腔粘膜組織の好酸球をカウントし、さらに好中球、好塩基球、マクロファージ等の浸潤細胞については免疫染色し、細胞カウント、統計学的評価を行っている。現在登録した症例を好酸球性副鼻腔炎、非好酸球性副鼻腔炎、コントロール群に分け比較検討し、データ解析中である。慢性副鼻腔炎の症例登録を蓄積し(32例)、各種細胞(マクロファージ、好中球、好塩基球、肥満細胞、T細胞、B細胞)の免疫組織化学染色は概ね遂行できたが、ELISA、Real time PCRによるサイトカインの測定やフローサイトメトリーによる各種免疫細胞(ILC2s、好塩基球、病原性メモリーTh2細胞)の同定には至らなかった。現在32症例の登録を行い、臨床検査項目として、自覚症状:自記式アンケート調査(7-scal e Linkert scale)、副鼻腔CT所見:Lund-Mackay scoringsystemを用いて0-24にスコア化、鼻ポリープの評価:内視鏡下に観察を行い、0-4にスコア化、血液検査所見:血中好酸球数、好塩基球、血清総IgE値、各種抗原特異的IgE値を測定し評価した。症例登録をさらに蓄積し(88例)、各種細胞(マクロファージ、好中球、好塩基球、肥満細胞、T細胞、B細胞)の免疫組織化学染色し、好酸球性副鼻腔炎、非好酸球性副鼻腔炎、コントロール群を比較し評価を行った。またELISA、Real time PCRによるサイトカインの測定やフローサイトメトリーによる各種免疫細胞(ILC2s、好塩基球、病原性メモリーTh2細胞)の解析を進めている。

本研究の目的は、いまだ病態に不明な点が多い好酸球性副鼻腔炎の鼻副鼻腔粘膜における好酸球浸潤に至る機序を自然免疫と獲得免疫の両面から解析を行うことで、好酸球性副鼻腔炎の病態解明と新規治療法の開発を目指すものである。鼻茸・副鼻腔粘膜、副鼻腔貯留液などの検体の採取目的に、慢性副鼻腔炎患者を対象に症例登録を行い、また対照症例として眼窩底骨折整復術・下垂体手術施行症例を登録した。88症例の登録を行い、臨床検査項目として、自覚症状:自記式アンケート調査(7-scal e Linkert scale)、副鼻腔CT所見:Lund-Mackay scoringsystemを用いて0-24にスコア化、鼻ポリープの評価:内視鏡下に観察を行い、0-4にスコア化、血液検査所見:血中好酸球数、好塩基球、血清総IgE値、各種抗原特異的IgE値を測定し評価した。ホルマリン固定し、HE染色した鼻茸・副鼻腔粘膜組織の好酸球をカウントし、さらに好中球、好塩基球、マクロファージ等の浸潤細胞については免疫染色し、細胞カウント、統計学的評価を行った。登録した症例を好酸球性副鼻腔炎、非好酸球性副鼻腔炎、コントロール群に分け比較検討し、データ解析した。登録した症例に対して、各種細胞(マクロファージ、好中球、好塩基球、肥満細胞、T細胞、B細胞)の免疫組織化学染色し、好酸球性副鼻腔炎、非好酸球性副鼻腔炎、コントロール群を比較し評価を行った。またELISA、Real time PCRによるサイトカインの測定やフローサイトメトリーによる各種免疫細胞(ILC2s、好塩基球、病原性メモリーTh2細胞)の解析を進めることができた。慢性副鼻腔炎の登録症例をさらに蓄積し、免疫組織化学染色の統計学的解析を進め、採取保存している検体を用いて、ELISA、Real time PCRによるサイトカインの測定やフローサイトメトリーによる各種免疫細胞(ILC2s、好塩基球、病原性メモリーTh2細胞)の同定を行う。術後経過観察により得た情報をもとに再発例と非再発例の2群に分け、前年度と同様に比較解析を行い、再発に関わる免疫細胞の同定を行う。国内外学会で発表ならびに欧米誌への投稿する。術後経過観察により得た情報をもとに再発例と非再発例の2群に分け、前年度と同様に比較解析を行い、再発に関わる免疫細胞の同定を引き続き行う。研究に若干の遅れがあり、リアルタイムPCRやELISAが施行できなかったため。必要な抗体(フローサイトメトリー用抗体など)、試薬類の購入を一部次年度へ繰り越した。次年度においても本研究を行うための調査旅費を計上するとともに、成果発表のための旅費、論文の英文校正のための費用、論文投稿費にあてる予定である。次年度においても本研究を行うための調査旅費を計上するとともに、成果発表のための旅費にあてる予定である。本年度に施行できなかったリアルタイムPCRによるmRNAやELISAによりタンパク質の解析のためのキットや試薬を購入する予定である。
ゲリラ豪雨に対応した次世代型舗装構造の提案

都市水害を抑制する新しい舗装構造として側面流入型の貯留浸透舗装を提案した.本舗装構造の基本的水理特性および力学特性を把握するため,路盤材に対する大型透水試験と舗装模型に対する繰返し平板載荷試験を実施した.透水試験の結果,路盤材の透水係数は粒度分布によらずおおむね10-1cm/secであることを明らかにした.舗装模型に対する繰返し平板載荷試験の結果,浸水時には路面のたわみが大きくなるとともに路床面に作用する応力が上昇するが,これは浸水により路盤の剛性が低下することが原因である可能性が高いことが明らかとなった.本研究が提案する側面流入型の貯留浸透舗装は,豪雨時に道路側溝内の水位が一定以上に上昇すると,側溝側面に設けられた流入口から舗装体内に雨水が流れ込む構造である.流入口は路盤の高さに設けられることから,路盤材の流入・透水特性が舗装全体の治水性能を支配する重要な因子のひとつとなる.本年度は,路盤材の基本的な水理特性を明らかにすることを目的として,粒度を種々に調整したクラッシャラン材(C40)に対する飽和透水試験を実施した.使用材料の最大粒径が40 mmと大きく,通常の土質用の透水試験器(内径100 mm×高さ125 mm)は用いることができないことから,内径300 mm×高さ500 mmで真空脱気が可能な大型透水試験装置を新たに製作した.動水勾配0.011.0,透水時間約300時間で試験を実施した結果,用いたC40材の飽和透水係数は粒度や動水勾配を変えてもおおむね10-3 m/sオーダーであること,細粒分(< 0.075 mm)が少なくなるほど透水係数は上昇するものの,JIS規定粒度以内であれば最大でも50 %程度の差であることが明らかとなった.舗装構造を検討するうえで,雨水流入頻度が舗装の力学的耐久性に及ぼす影響についても重要である.直径1 m×高さ1 mの舗装模型に対する繰返し平板載荷試験により浸水条件が舗装の変形特性に与える影響を検討した.実験結果によれば,浸水により路面のたわみが増加するとともに路床面に作用する圧力も増加することが明らかとなった.飽和度の上昇によって路盤の変形が大きくなっていると考えられる.浸水頻度が低い場合には問題とならないが,頻度が高くなるような場合には路盤材料の耐水性の向上が必要となる可能性もある.本研究が提案する側面流入型の貯留浸透舗装は,豪雨時に道路側溝内の水位が一定以上に上昇すると,側溝側面に設けられた流入口から舗装体内に雨水が流れ込む構造である.流入口は路盤高さに設けられることから,路盤材の流入・透水特性が舗装全体の治水性能を支配する重要な因子のひとつとなる.路盤材の基本的な水理特性を明らかにすることを目的として,粒度を種々に調整したクラッシャラン材(C40材)に対する飽和透水試験を実施した.使用材料の最大粒径が40mmと大きく,通常の土質試験用の透水試験器(内径100mm×高さ125mm)は用いることができないことから,内径300mm×高さ500mmで真空脱気が可能な大型透水試験装置を新たに製作した.動水勾配0.011.0,透水時間300時間で定水位透水試験を実施した結果,用いたC40材の飽和陶酔係数は粒度や動水勾配を変えてもおおむね10-3m/sのオーダーであること,細粒分(粒径<0.075mm)が少なくなるほど透水性は上昇するものの,JIS規定(道路用砕石)の粒度範囲以内であれば,最大でも50 %程度の差であることが明らかとなった.新たな舗装構造を検討するうえで,雨水流入頻度が舗装の力学的耐久性に及ぼす影響についても重要な検討課題である.直径1m×高さ1mの舗装模型に対する繰り返し平板載荷試験により浸水条件が舗装の変形特性に与える影響を検討した.実験結果によれば,浸水による路面のたわみが増加するとともに路床面に作用する圧力も増加することが明らかとなった.飽和度の上昇によって路盤の変形性が大きくなっていると考えられる.路盤の浸水頻度が低い場合には問題とならないが,頻度が高くなるような場合には路盤材料の耐水性の向上が必要となる可能性がある.都市水害を抑制する新しい舗装構造として側面流入型の貯留浸透舗装を提案した.本舗装構造の基本的水理特性および力学特性を把握するため,路盤材に対する大型透水試験と舗装模型に対する繰返し平板載荷試験を実施した.透水試験の結果,路盤材の透水係数は粒度分布によらずおおむね10-1cm/secであることを明らかにした.舗装模型に対する繰返し平板載荷試験の結果,浸水時には路面のたわみが大きくなるとともに路床面に作用する応力が上昇するが,これは浸水により路盤の剛性が低下することが原因である可能性が高いことが明らかとなった.本年度は提案する舗装構造の水理模型実験まで実施する予定であったが,未実施であることから「やや遅れている」と判断している.これは本研究を進めるうえで,実際の路盤材料であるクラッシャラン材の透水特性の把握がまず重要であると考えて,そちらを先行して実施していたためである.大粒径材料の透水試験は過去の事例が少なく,精度のよい実験のために,新たな試験機の製作,試料の調整,試験条件の整理などを試行錯誤していたため,予想以上に時間を要した.地盤工学

平成27年度は主に水理模型実験による提案舗装構造の流入特性の把握を行ない,水理特性から判断される最適な側溝流入構造の検討を行う計画である.実験の進捗が遅れる場合には,当初計画にある「透水性舗装の人工散水実験」については,来年度以降に実施する.年度末に予定していた出張(研究打合せ)をキャンセルしたため翌年度の国内旅費として使用する