hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛋白質相互作用解析に基づく新規難聴関連分子の探索とヒト難聴モデルマウスの作製

内耳有毛細胞の不動毛の発生・維持に関与する新たな分子の同定、さらに、新規ヒト難聴モデルマウスの樹立を目的として解析を行い、以下の結果を得た。1.内耳有毛細胞で機能する新規スカフォールド蛋白質に相互作用する蛋白質の探索および同定:過去2年間に引き続き、内耳有毛細胞で機能する3種のスカフォールド蛋白質であるSANS, HarmoninおよびWhirlinと相互作用する蛋白質のスクリーニングを行い、新たに5種の候補蛋白質を単離した。2.4.1NをプローブとしたマウスENUミュータジェネシスライブラリーのスクリーニング:Whirlinとの相互作用が明らかとなったGnb211および4.1Nのマウス突然変異体を得るため、理化学研究所ゲノム科学総合センターのマウスENUミュータジェネシスライブラリーからそれぞれの遺伝子に変異をもつマウスのスクリーニングを行った。その結果、4.1Nにおいて455番目のアスパラギンがセリンに置換した個体(Asn455Ser)および17番目のグルタミン酸がグリシンに置換した個体(Glu17Gly)の計2個体のミスセンス突然変異をもつ個体を単離した。現在両個体の系統化を行っている。3.4.1Rノックアウトマウスの解析およびp55ノックアウトマウスの作製:Whirlinと内耳有毛細胞で複合体を形成することが判明したMAGUKファミリーのp55ノックアウト(KO)マウスの作製、およびバンド4.1のアイソフォームである4.1R-KOマウスの解析を試みた。その結果、4.1R-KOは昨年度報告書で示したように聴力異常を示し、特に蝸牛神経細胞節の細胞減少が認められた。また、p55のKOマウスについては2系統の変異ES細胞株を単離したが、生殖細胞へは分化せず、現時点でKOマウス作製には至っていない。現在継続してp55-KOマウスの作製を行っている。内耳有毛細胞の不動毛の発生・維持に関与する新たな分子の同定、さらに、新たなヒト難聴モデルマウスの樹立を目的とし、本研究を行い、以下の結果を得た。(1)不動毛維持に機能するSANSおよびHarmoninと相互作用する蛋白質の同定不動毛維持に機能する2種のスカフォールド蛋白質SANSおよびHarmoninと相互作用する新規蛋白質のスクリーニングおよび相互作用を検討した結果、SANSと相互作用する新規分子として、G蛋白結合蛋白質の1種であるGnb211を同定した。次に、抗Gnb211抗体を用いて、有毛細胞におけるその局在を調査した結果、Gnb211は不動毛、細胞体とも発現が認められ、特に、不動毛と細胞体の結合部であるクチクラプレートで強い発現が認められた。現在、理化学研究所との共同研究によって、Gnb211突然変異マウスを得るため、ENUミュータジェネシスライブラリーのスクリーニングを行っている。また、他のSANSおよびHarmoninと相互作用する候補蛋白質についても相互作用の検証を行っている。(2)不動毛伸長に機能するWhirlinと相互作用する蛋白質の同定不動毛伸長に機能するスカフォールド蛋白質Whirlinと相互作用する新規蛋白質をスクリーニングおよび相互作用を検討した結果、共にMAGUKファミリーに属し、類似した一時構造を示すp55およびCASKとin vitroおよびin vivoで結合することが明らかとなった。次に、p55およびCASKの局在を調査した結果、p55は有毛細胞上、特に、不動毛形成初期においてはクチクラプレート上の微絨毛を覆うように局在していた。一方、CASKの発現は有毛細胞で一様にその発現が認められた。また、p55およびCASKはそれぞれ、赤血球膜蛋白質およびバンド4.1と複合体を形成することが知られている。そこで、4.1アイソフォームの有毛細胞での局在を調査した。その結果、p55と赤血球膜で複合体を形成する4.1Rはp55と一致した局在を示し、CASKと神経細胞膜で複合体を形成する4.1Nは不動毛全体で特異的な発現を示した。現在、4.1Rノックアウト(KO)マウスの解析、p55-KOマウス作製および4.1N突然変異マウスを得るためのENUミュータジェネシスライブラリーのスクリーニングを行っている。1.内耳有毛細胞で機能する新規スカフォールド蛋白質に相互作用する蛋白質の探索および同定SANSおよびWhirlinをbaitとして酵母2-hybrid法によりスクリーニングした蛋白質との相互作用をGST Pull-downアッセイにより検証した。その結果、新たに膜蛋白であるItm2aがSANSとin vitroで相互作用することが明らかとなった。次にItm2aのペプチド抗体を作成し、有毛細胞における局在を調査した結果、不動毛での発現は認められなかったが、動毛で強い発現を示した。また、Harmoninと相互作用する蛋白質の2-hybridスクリーニングを行った結果、6種の蛋白質が単離された。2.4.1蛋白質の発現パターンの解析本研究において、WhirlinがMAGUKファミリーのp55およびCASKが結合し、さらに、それらを介して4.1ファミリーの4.1Rおよび4.1Nとコンプレックスを形成することが明らかとなった(PNAS2006)。そこで他の4.1ファミリーに属する4.1Gおよび4.1Bについても発現解析を行った。

その結果、両者ともに有毛細胞での局在が明らかとなり、4.1Gは核膜に、4.1Bは不動毛および細胞質と聴神経とのジャンクションで特異的に発現することが明らかとなった。3.4.1Rノックアウト(KO)マウスの解析およびp55 KOマウスの作製Whirlinとp55を介してコンプレックスを形成することが明らかとなった4.1R KOマウスの内耳表現型を電子顕微鏡により観察した結果、不動毛において異常は認められなかった。しかしながら、野生型と比べ、4.1RKOマウスでは聴力の低下が認められ、約60dBの閾値を示した。また、p55 KOマウスを作製するため、ターゲッティングベクターをES細胞に導入し、2ラインの変異細胞株を得た。内耳有毛細胞の不動毛の発生・維持に関与する新たな分子の同定、さらに、新規ヒト難聴モデルマウスの樹立を目的として解析を行い、以下の結果を得た。1.内耳有毛細胞で機能する新規スカフォールド蛋白質に相互作用する蛋白質の探索および同定:過去2年間に引き続き、内耳有毛細胞で機能する3種のスカフォールド蛋白質であるSANS, HarmoninおよびWhirlinと相互作用する蛋白質のスクリーニングを行い、新たに5種の候補蛋白質を単離した。2.4.1NをプローブとしたマウスENUミュータジェネシスライブラリーのスクリーニング:Whirlinとの相互作用が明らかとなったGnb211および4.1Nのマウス突然変異体を得るため、理化学研究所ゲノム科学総合センターのマウスENUミュータジェネシスライブラリーからそれぞれの遺伝子に変異をもつマウスのスクリーニングを行った。その結果、4.1Nにおいて455番目のアスパラギンがセリンに置換した個体(Asn455Ser)および17番目のグルタミン酸がグリシンに置換した個体(Glu17Gly)の計2個体のミスセンス突然変異をもつ個体を単離した。現在両個体の系統化を行っている。3.4.1Rノックアウトマウスの解析およびp55ノックアウトマウスの作製:Whirlinと内耳有毛細胞で複合体を形成することが判明したMAGUKファミリーのp55ノックアウト(KO)マウスの作製、およびバンド4.1のアイソフォームである4.1R-KOマウスの解析を試みた。その結果、4.1R-KOは昨年度報告書で示したように聴力異常を示し、特に蝸牛神経細胞節の細胞減少が認められた。また、p55のKOマウスについては2系統の変異ES細胞株を単離したが、生殖細胞へは分化せず、現時点でKOマウス作製には至っていない。現在継続してp55-KOマウスの作製を行っている。
自己集合性金属錯体内部への生体分子の内包

自己集合を利用した、数ナノメートルと非常に大きく、しかし構造に分布がない人工分子の合成に成功し、世界最多成分である72成分からなる球状錯体を得た。この錯体は多成分からなるために非常に安定で、生体分子を連結することができた。大きな錯体分子であることに着目し、タンパク質を1分子だけ閉じ込めた錯体や、ペプチド鎖またはDNA鎖を高密度に連結した錯体を合成し、独自の分子構造の特徴を活かした機能発現を実現した。本研究では、比較的単純な構造を持つ二つの配位部位を有する二座配位子と、遷移金属イオンとの自己集合によって合成される球状錯体を基本骨格とし、この人工分子の化学修飾を通して生体関連分子を導入することで、人工分子-生体分子を拓実に制御した融合的研究をめざした。自己集合を使った分子合成は、分子サイズや分子量が大きな分子を効率的に合成する手法として有用であるが、その多くは10個程度の構成成分からなるものであった。申請者の研究グループでは、12個の遷移金属イオン(M)と24個の配位子(L)の、合計36成分が構成成分として自己集合し、M12L24組成の、中空の球状錯体が得られることを見いだしている。この直径数ナノメートルの、他に類を見ない巨大かつ精緻な構造を持つカプセル状錯体を土台に、タンパク質、機能性ペプチド、生体由来糖鎖などの生体分子を化学修飾する検討を行ってきている。あらかじめ配位子に生体分子を官能基として共有結合で連結しておけば、思った通りに生体分子を錯体上に配置することができた。例えば、オリゴ糖を配位子に連結して錯体を合成したところ、錯体上に24個のオリゴ糖が集積されたことで、水溶性があがり、錯体の溶解性を改変し、水溶性の錯体を合成することができた。また、比較的大きなペプチド鎖を連結した配位子を、無置換の配位子と混合して用いて、遷移金属イオンとの自己集合に供することで、ペプチドを1つだけ閉じ込めたカプセル錯体の合成に成功した。自己集合を使った分子合成は、分子サイズや分子量が大きな分子を効率的に合成する手法として有用であるが、その多くは10個程度の構成成分からなり、申請者の研究グループでも36成分の自己集合が最大の構成成分数であった。本研究ではこの成分数を一気に72成分に増やしたM24L48球状錯体の合成と構造決定に成功した。これらの直径数ナノメートルの、他に類を見ない巨大かつ精緻な構造を持つ錯体を土台に、タンパク質、機能性ペプチド、生体由来糖鎖などの生体分子を化学修飾する検討を行った。例えば、チタン結合性ペプチドを修飾した錯体を合成したところ、錯体上に24個のペプチドが集積されたことで、個々のペプチドの結合能が相乗的に働き、極めて強固かつ不可逆的に錯体をチタン表面に固定化できることを見いだした。また、比較的小さなタンパク質であるユビキチンを連結した配位子を、無置換の配位子と混合して用いて、遷移金属イオンとの自己集合に供することで、ユビキチンが1つだけ閉じ込められた錯体の合成に成功した。
胃癌の分化（特に胃型腺癌）と遺伝子異常−CGH法とDNA多形マーカーを用いて

これまで私たちは胃癌組織の分化と遺伝子異常の関わりを報告してきた.胃癌発生初期の形質をよく保持していると考えられる粘膜内癌を対象として,癌細胞の細胞分化を,胃と腸の粘液に特異的な抗体を用いて調べたところ,これまで"intestinal type"carcinomaとされてきた分化型腺癌の多くが胃型の形質を発現していることを明らかにした.この研究の中で,胃腺窩上皮に酷似した「胃型腺癌」という疾患概念を発表してきたが,これは見かけ上異型性が乏しく,しばしば過形成として見逃されるが,浸潤性の高い病変であることが注目されてきた.胃型腺癌は組織発生的に(1)固有胃粘膜からdenovoに発生するもの,(2)過形成性ポリ-プに関連して発生するもの,そして(3)胃型腺腫に関連して発生するものがあることを示し,これらの病変についての診断基準を提唱した.これら「胃型」病変の遺伝子遺伝子異常を検討したところ,P53遺伝子の異常については胃固有粘膜,過形成性ポリ-プあるいは胃型腺腫については認められない(通常の腸型腺腫〔異型上皮〕には検出されることがあった)が,胃型腺癌では3040%が陽性となった.一方,DNA多形マーカーを用いた検索では胃型の病変ではmicrosatellite instabilityはほとんど認められず,APC遺伝子の存在する染色体5qのloss of heterozygosity(LOH)は純粋な「腸型」の病変しか確認できなかった.さらに,comparative genomic hybridization(CGH)法を用いて検討を続けているがこれまでのところ明かな染色体異常は確認できなかった.これまで私たちは胃癌組織の分化と遺伝子異常の関わりを報告してきた.胃癌発生初期の形質をよく保持していると考えられる粘膜内癌を対象として,癌細胞の細胞分化を,胃と腸の粘液に特異的な抗体を用いて調べたところ,これまで"intestinal type"carcinomaとされてきた分化型腺癌の多くが胃型の形質を発現していることを明らかにした.この研究の中で,胃腺窩上皮に酷似した「胃型腺癌」という疾患概念を発表してきたが,これは見かけ上異型性が乏しく,しばしば過形成として見逃されるが,浸潤性の高い病変であることが注目されてきた.胃型腺癌は組織発生的に(1)固有胃粘膜からdenovoに発生するもの,(2)過形成性ポリ-プに関連して発生するもの,そして(3)胃型腺腫に関連して発生するものがあることを示し,これらの病変についての診断基準を提唱した.これら「胃型」病変の遺伝子遺伝子異常を検討したところ,P53遺伝子の異常については胃固有粘膜,過形成性ポリ-プあるいは胃型腺腫については認められない(通常の腸型腺腫〔異型上皮〕には検出されることがあった)が,胃型腺癌では3040%が陽性となった.一方,DNA多形マーカーを用いた検索では胃型の病変ではmicrosatellite instabilityはほとんど認められず,APC遺伝子の存在する染色体5qのloss of heterozygosity(LOH)は純粋な「腸型」の病変しか確認できなかった.さらに,comparative genomic hybridization(CGH)法を用いて検討を続けているがこれまでのところ明かな染色体異常は確認できなかった.
再現実験法に基づく三高四高由来実験機器を軸とした物理教育史研究

本研究は、三高由来、四高由来の教育用物理実験機器を取り上げて3つのテーマで物理教育史研究を行うものである。3テーマはそれぞれ1「旧制高校における太陽光利用・光学演示実験ー旧制三高四高の事例ー」、2「明治以降のアトウッド試験器等の落下教育機器史の解明」、3「19世紀以降における電流・磁気作用の教育実験機器変遷史の解明」である。その際、当該機器に関する文献研究を行うとともに、それらの機器の再現実験を行い、歴史的機器現物のもつ、非言語知識としての「もの知識」、「動作知識」を得て、文献の言語知識、再現実験による非言語知識を統合した物理教育史研究を行う。再現実験は同時進行させることはできないので、3年にわたって1→2→3の順に文献研究・再現実験を行う計画を立てた。2年目の本年度の計画では2のレプリカ作成と再現実験・動画作成、3の文献研究・再現実験・動画作成を行うことになっていた。2のアトウッドについては、連携研究者の渡辺雅之助教が中心となって、京都大学総合人間学部の研究室にてアトウッド落下試験器のレプリカ作成を行った。その際、石川県立自然史資料館蔵の「アトウッド落下試験器」の詳細観察の結果を参考にした。さらに、レプリカによる再現実験に成功した。その結果をもとに、永平幸雄の文献研究とともに、2018年9月の物理学会で、「明治初期の物理学教科書とAtwood落下実験器」と「レプリカ作成によるAtwood落下実験器の再現実験」の2件の発表を行った。3のダルソンバール検流計については、小長谷大介教授が中心となって文献研究を行い、渡辺雅之助教が中心となって再現実験を行った。それらの結果は、2019年3月の物理学会で、「第三高等学校の物理実験におけるd'Arsonval検流計の歴史的考察」と「第三高等学校由来のd'Arsonval検流計を用いた再現実験」の2件の発表となって結実した。本年度は2アトウッド落下試験器については文献研究とレプリカ作成・再現実験と学会発表、3ダルソンバール検流計については、文献研究と再現実験を行う計画であった。テーマ2については順調に進行し、レプリカ作成に成功し、再現実験を行い、学会発表を行うことができた。テーマ3については、三高由来の実験機器(現物)を使用しての再現実験であるため、当初、再現が可能か危惧されたが、再現実験に成功した。さらに文献研究も予定通り進行したので、2019年3月の物理学会に文献研究、再現実験の2件のテーマで発表することができた。3の学会発表については次年度の予定であった。それゆえ、当初予定を越える成果達成となったので、当初の計画以上に進展していると評価した。本年度は最終年度であり、本科研費テーマ「再現実験法に基づく三高四高由来実験機器を軸とした物理教育史研究」のまとめをする。課題は次のように2点ある。一つ目は、歴史的実験機器の再現実験から得られた動作知識を科学史研究に取り入れていく課題である。13の課題のうちで、その方向に明瞭に見通しを見出せたのは2のアトウッド試験器の研究である。その再現実験の体験から、時間の測定が困難であることと落下開始時間を正確にすることの困難さが見えてきた。それらの動作知識をもとに、アトウッド落下試験器の変遷を追うことができると判断した。2019年9月の日本物理学会に「アトウッド落下実験器のその後の発展」(仮題)と題して発表する。二つ目は、13の3テーマを通して、公開用動画を作成することである。すでに学会発表用の動画は、2018年度までに作成済みであるが、それらを加工し、また公開に適した動画に仕上げていく。そのような動画を介して歴史的実験機器の動作知識を科学史研究への活用やその他の利用の便に供する。本年度の計画では1の文献研究・再現実験・動画作成、2の文献研究・予備的再現実験であった。12の文献研究については5月7月に3回、連携研究者の渡邊雅之助教も含め4人の研究者で総合博物館にて本科研費・研究会を開き、対象とする三高四高由来実験機器、当時の物理実験書等の基本文献を確認しつつ、2テーマの文献研究の成果を共有した。1太陽光利用・光学演示実験の再現実験を完了させた。三高由来の「ヘリオスタット」(日光顕微鏡・明治22年購入)は太陽光を室内に取り入れる共通の器械として使用し、2つの再現実験「友田式スペクトル投影装置」(明治43年購入)と「光の再合成器」(明治35年購入)の実験を行った。

その再現実験を動画で撮影し、学会発表に使用できるように編集した。また一般公開用の動画としても撮影・編集した。一般公開用動画作成過程については、日本デザイン学会にて発表した。2アトウッド落下試験器の再現実験については、レプリカを作成途中で、試験的な再現実験を行った。本年度は1については文献研究と再現実験、2については文献研究と予備的再現実験を行う計画であった。テーマ1については順調に進行し、文献研究・再現実験のみならず、さらに進んで(2018年度予定の)再現実験の公開用動画作成まで行うことができた。ただし、このテーマについては再現実験後の更なる文献研究が必要と考えている。テーマ2については文献研究を行い、レプリカの作成しつつ試行的再現実験の段階にあり、再現実験についは予備的研究段階と言える。このことから、2017年度の12の文献研究→再現実験の課題について、達成度は順調と評価できる。しかし1の再現実験後の高段階の文献研究が必要であるので、その点で「おおむね」順調と表現できる達成度である。本研究は、三高由来、四高由来の教育用物理実験機器を取り上げて3つのテーマで物理教育史研究を行うものである。3テーマはそれぞれ1「旧制高校における太陽光利用・光学演示実験ー旧制三高四高の事例ー」、2「明治以降のアトウッド試験器等の落下教育機器史の解明」、3「19世紀以降における電流・磁気作用の教育実験機器変遷史の解明」である。その際、当該機器に関する文献研究を行うとともに、それらの機器の再現実験を行い、歴史的機器現物のもつ、非言語知識としての「もの知識」、「動作知識」を得て、文献の言語知識、再現実験による非言語知識を統合した物理教育史研究を行う。再現実験は同時進行させることはできないので、3年にわたって1→2→3の順に文献研究・再現実験を行う計画を立てた。2年目の本年度の計画では2のレプリカ作成と再現実験・動画作成、3の文献研究・再現実験・動画作成を行うことになっていた。2のアトウッドについては、連携研究者の渡辺雅之助教が中心となって、京都大学総合人間学部の研究室にてアトウッド落下試験器のレプリカ作成を行った。その際、石川県立自然史資料館蔵の「アトウッド落下試験器」の詳細観察の結果を参考にした。さらに、レプリカによる再現実験に成功した。その結果をもとに、永平幸雄の文献研究とともに、2018年9月の物理学会で、「明治初期の物理学教科書とAtwood落下実験器」と「レプリカ作成によるAtwood落下実験器の再現実験」の2件の発表を行った。3のダルソンバール検流計については、小長谷大介教授が中心となって文献研究を行い、渡辺雅之助教が中心となって再現実験を行った。それらの結果は、2019年3月の物理学会で、「第三高等学校の物理実験におけるd'Arsonval検流計の歴史的考察」と「第三高等学校由来のd'Arsonval検流計を用いた再現実験」の2件の発表となって結実した。本年度は2アトウッド落下試験器については文献研究とレプリカ作成・再現実験と学会発表、3ダルソンバール検流計については、文献研究と再現実験を行う計画であった。テーマ2については順調に進行し、レプリカ作成に成功し、再現実験を行い、学会発表を行うことができた。テーマ3については、三高由来の実験機器(現物)を使用しての再現実験であるため、当初、再現が可能か危惧されたが、再現実験に成功した。さらに文献研究も予定通り進行したので、2019年3月の物理学会に文献研究、再現実験の2件のテーマで発表することができた。
符号分割多元接続技術を用いた中継伝送方式と海中光無線通信への応用

本研究では,海中無線通信への応用を目的として,干渉信号と背景光雑音を同時に除去することが可能な光無線中継伝送方式について研究を行う.近年,海中無線通信の必要性が高まっているが,これまで海中での長距離・大容量の無線通信は実現が難しかった.本研究では,可視光波による符号分割多元接続技術(拡散符号を用いた多重化技術)を用いて,他の中継ノードからの干渉と太陽光等の背景光雑音を同時に抑制する中継伝送方式を提案する.提案方式を用いることで海中無線通信の伝送距離とデータ速度を同時に高めることが期待される.さらに,本研究では,提案方式の理論的な特性評価と実験系の構築を行う.本研究では,海中無線通信への応用を目的として,干渉信号と背景光雑音を同時に除去することが可能な光無線中継伝送方式について研究を行う.近年,海中無線通信の必要性が高まっているが,これまで海中での長距離・大容量の無線通信は実現が難しかった.本研究では,可視光波による符号分割多元接続技術(拡散符号を用いた多重化技術)を用いて,他の中継ノードからの干渉と太陽光等の背景光雑音を同時に抑制する中継伝送方式を提案する.提案方式を用いることで海中無線通信の伝送距離とデータ速度を同時に高めることが期待される.さらに,本研究では,提案方式の理論的な特性評価と実験系の構築を行う.
再集合培養法を用いた顎顔面組織の誘導研究

アフリカツメガエル胚再集合培養系において,顎顔面領域の軟骨組織を誘導するアクチビンA処理群及び比率1:5の再集合体と,脊索が誘導される1:1の再集合体を作成し,DNAマイクロアレイ法を用い比較すると,検索した8000個の遺伝子の内51個の遺伝子が1:5再集合体において発現上昇を認めた。その内,神経堤形成に関与する遺伝子が9個含まれていた。さらに,神経堤形成に関与しない遺伝子について検討し,syntenin, tamalinがアフリカツメガエル胚頭部に発現している事を明らかにした。これまでの研究で,アフリカツメカエル胚再集合培養糸において,アクチビンA処理群とアクチビンA未処理群の混合比率が1:5の再集合体からは顎顔面領域の軟骨組織が誘導され,1:1の再集合体からは後方の脊索が誘導される事が明らかとなっている。そこで,アフリカツメガエル再集合培養系にて,混合比率が1:5の再集合体と1:1の再集合体を作成し,アフリカツメガエル特異的DNAマイクロアレイ法を用い,両者を比較した。具体的には,Ca及びMgを含まないスタインバーグ氏液中でアニマルキャップ(AC)を解離,分散させ,アクチビンAで25ng/mlで1時間処理したアクチビンA処理群と,アクチビンA未処理のまま1時間静置したアクチビンA未処理群を,1:5或いは1:1の比率で混合する事により,1:5再集合体および1:1再集合体を形成した。培養1日目の各再集合体から全RNAを抽出し,ツメガエル特異的DNAマイクロアレイ法にて,頭部組織より後方の脊索を誘導する1:1再集合体と比較して,顎顔面領域の軟骨組織を誘導する1:5再集合体で高発現する遺伝子群を明らかにする事により,頭部形成に関与する遺伝子の探索を行ったその結果,検索した8000個の遺伝子のうち,51個の遺伝子が,1:5再集合体において,1:1再集合体と比較して1.5倍以上の上昇を認めた。上昇した51個の遺伝子のうち,神経堤形成に関与する遺伝子として,AP-2,PDGFRA,tiarin,Msxl,EDNRA,xsna,snail,twist並びにSox10の9個の遺伝子が含まれていた。今後は,この上昇した遺伝子群について,さらに詳細な検討を進めていく。これまでの研究で,アフリカツメガエル胚再集合培養系において,アクチビンA未処理群とアクチビンA処理群の混合比率が1:5の再集合体からは顎顔面領域の軟骨組織が誘導され,1:1の再集合体からは後方の脊索が誘導される事が明らかとなっている。上昇した51個の遺伝子のうち,神経堤形成に関与する遺伝子として,AP-2, PDGFRA, tiarin, Msx1, EDNRA, xsna, snail, twist並びにSox10の9個の遺伝子が含まれていた。さらに,神経堤形成に関与しない発現上昇遺伝子の発現部位について検討し,syntenin, tamalinがアフリカツメガエル胚の頭部に発現している事が明らかとなった。
福祉国家は政治をどう変えたか？：日欧比較による「フィードバック」効果の体系的分析

失業保険の「ヘント・システム」が労組の組織を強化した例に代表されるように、社会保障制度がひとたび作動し始めると、政党や官僚制、職能団体などの組織や行動を規定し、政治構造を変えるに至ったとされる例が少なくない。こうした福祉国家の「フィードバック」効果に関する知見は、これまでアドホックな歴史解釈に留まっていたが、本研究は日欧の事例の比較分析を通じて、こうした知見を検証し体系化することを目指す。具体的には、日欧各国において、119世紀末から1970年代にかけて、福祉国家の構築過程が政党・職能団体・自治体などにどのような作用を齎したかを比較政治史的に分析する、21980年代以降の福祉国家の削減・市場化改革が有権者の政治的態度・行動に対していかなるインパクトを与えたかを明らかにする、という2つの手法を取る。平成30年度には、1の分野については、引き続き、日仏、独墺の2組の対比較を通じて、社会保障の制度発展のフィードバック効果を歴史過程の中に描き出す作業を進めた。なるべく早期に邦語論文として発表できるよう準備を進めている。併せて、前年度に中山がハーヴァードで行った研究会報告の成果を発展させ、先進国全体における初期の福祉国家発展のパターンに関する比較の枠組みを精緻化する作業を進めた。学会誌などへの投稿を念頭に準備を進めている。また、前年度に本研究からの「スピンオフ」として刊行した単著(フランスの福祉国家発展の中央地方関係に対するフィードバック効果を分析したもの)について、その成果の内外での普及を図るため、アメリカ政治学会での学会報告や仏文での論文執筆(掲載の論文集が2019年度中に刊行の予定)などを行った。2の分野については、西ヨーロッパにおける新急進右翼政党の伸張に関する、いわゆる「福祉排外主義」仮説に対象を絞り、計量分析の裏付けを与える作業を進めた。失業保険の「ヘント・システム」が労組の組織を強化した例に代表されるように、社会保障制度が導入され、ひとたび作動し始めると、政党や官僚制、職能団体などの組織や行動を規定し、政治構造を変えるに至ったとされる例が少なくない。しかし、こうした福祉国家の「フィードバック」効果に関する知見は、これまでは、各国毎の文脈に限定された、いわばアドホックな歴史解釈に留まっていた。これに対して本研究は、西欧や日本の他の事例の比較分析に適用することで、こうした知見を検証し体系化し、福祉国家の比較研究に新たな地平を開くことを目指す。具体的には、日欧各国において、119世紀末から1970年代くらいまでの時期について、段階的に進んだ福祉国家の構築過程が、政党・職能団体・自治体などの政治組織・団体に対してどのような作用を齎したかを比較政治史的に分析する、21980年代以降の福祉国家の削減・市場化改革が有権者の政治的態度・行動に対していかなるインパクトを与えたかを計量分析で明らかにする、という2つの手法を取る。平成27年度には、1の分野については、日本と西欧主要諸国について、社会保障の各分野の制度発展に関する文献・資料(同時代のものを含む)、および政党、職能団体、自治体などの政治的組織・団体に関する文献・資料の収集と解析を進めた。福祉国家のフィードバック効果に関する解釈・仮説を蓄積しつつ、先行研究が手薄な時期・分野について、その穴を埋めるための現地調査(文書館・図書館など)の計画を立案した。2の分野については、90年代以降の福祉改革について、先行研究の収集・サーベイを幅広く行った。成果をもとに、1について中山が、2について古賀が試論的なペーパーをまとめた(論文集の一部として近刊予定)。こうした文献調査と研究サーベイを通じて、次年度以降の実証部分を支える作業仮説を構築し、具体的な作業計画を立てることができた。上に述べた通り、文献調査と研究サーベイを通じて、次年度以降の実証部分を支える作業仮説を構築し、具体的な作業計画を立てることができたと考える。ただ、文献調査・解析や研究サーベイは、対象領域が極めて膨大であるため、当初予想した以上の時間を要していることは否定できない。また、昨年11月のパリ同時多発テロ以後、西ヨーロッパの治安状況が予断を許さなくなったことなども加わって、結果として、今年度の終盤に予定していたヨーロッパ現地での調査を次年度初めに延期せざるを得なくなった。とはいえ、こうした作業の遅れはごく小さなものであり、おおむね順調と考える。失業保険の「ヘント・システム」が労組の組織を強化した例に代表されるように、社会保障制度が導入され作動し始めると、政党や官僚制、職能団体等の組織や行動を規定し政治構造を変えるに至ったとされる例は、先進国の政治史では少なくない。本研究はこうしたアドホックな知見を西欧や日本の比較分析に適用することで検証し体系化し、福祉国家の比較研究に新たな地平を開くことを目指す。具体的には、日欧各国において、119世紀末から1970年代くらいまでの時期について、段階的に進んだ福祉国家の構築過程が、政党・職能団体・自治体等の政治組織・団体に対してどのような作用を齎したかを比較政治史的に分析する、21980年代以降の福祉国家の削減・市場化改革が、関連する政治的組織・団体や、有権者の政治的態度・行動に対していかなるインパクトを与えたかを明らかにする、という2つの手法を取る。平成28年度には、1の分野については、前年度に行った福祉国家のフィードバック効果に関する事例の収集作業を続けると同時に、先行研究が手薄なフランスの事例を中心に、現地の資料調査を行ってより詳細な政治過程の分析を進めた。

その上で、日仏、独墺の2組の事例を比較する形で、社会保障の制度発展が齎した政治的インパクトを検出・検証していく作業に着手した。2の分野については、前年度に行った文献サーベイの成果に基づき、まず現代の福祉改革が新急進右翼政党の伸張に与えたインパクトに関して、中山、古賀が分担して分析を進め、各々論文集への寄稿を完成させた(昨年度の実績報告に記載済み:正式書名は『保守の比較政治学』、合わせて3-56頁を執筆)。また古賀は、福祉改革の有権者の政治的態度に対するインパクトを計測する前提として、まず新急進右翼政党の有権者層の社会経済的地位や価値態度に関する特徴を他の政党の支持層との比較を通じて計量的に明らかにする研究会報告を行った。上に述べた作業を通じて、1の分野に関しては、福祉国家構築の政治的インパクトに関する本格的な検討作業に入ることができた。2の分野に関しても、29年度に行うべき計量分析を支える基盤となる実証分析に着手することができた。ただ、文献調査・解析や研究サーベイは、対象領域が極めて膨大であり、かつ厳密な分析を行おうとすればより詳細な資料やデータが必要になるため、分析作業と並行して調査・収集作業を続けていく必要があった。とはいえ、こうした作業の遅れは決して深刻なものではなく、概ね順調と考える。失業保険の「ヘント・システム」が労組の組織を強化した例に代表されるように、社会保障制度がひとたび作動し始めると、政党や官僚制、職能団体などの組織や行動を規定し、政治構造を変えるに至ったとされる例が少なくない。こうした福祉国家の「フィードバック」効果に関する知見は、これまでアドホックな歴史解釈に留まっていたが、本研究は日欧の事例の比較分析を通じて、こうした知見を検証し体系化することを目指す。日欧各国において、119世紀末から1970年代にかけて、福祉国家の構築過程が政党・職能団体・自治体などにどのような作用を齎したかを比較政治史的に分析する、21980年代以降の福祉国家の削減・市場化改革が有権者の政治的態度・行動に対していかなるインパクトを与えたかを明らかにする、という2つの手法を取る。平成29年度には、1の分野については、前年度に引き続き、日仏、独墺の2組の対比較を通じて、社会保障の制度発展のフィードバック効果を描き出す作業を進めたが、この過程で、a)中心的事例であるフランスについては、戦後の福祉国家の膨張が中央地方関係を分権化するという現象がフィードバック効果として最も顕著であることが明らかになった。この現象はこれまでの行政学の通説を覆すもので、言い換えれば、他の国には見られない独自のパターンであるため、この部分に関する研究成果は一旦、比較の枠から外し、単著として公表する道を選択した。また、b)下記(「進捗状況」と「次年度使用額」欄」参照)に述べる経緯で、同じ先進国たるアメリカ合衆国についても、同じ観点から、現地での史料収集を伴う実証分析を開始した。以上の作業を踏まえた暫定的な成果を、ハーヴァード大学の研究会における報告として纏めた。2の分野については、現代の福祉改革と新急進右翼政党の伸張に関する前年度の事例分析の成果を踏まえ、これに計量分析の裏付けを与える作業を進めた。29年度は、上に述べたように、まず、a)本研究課題に密接に関連する副産物として、戦後フランスにおいて、福祉国家の膨張が60年代後半以降、分権化を齎すに至る過程を明らかにする単著を刊行した。
補体活性化血清殺菌因子-RaRF-と易感染性体質との遺伝学的研究

当教室において独自に発見されたRa-Reactive Factor(RaRF)は,補体成分を活性化して殺菌する血清因子である.哺乳動物のRaRFは,多糖体結合成分(MBP)と補体活性化成分(P100)からなる複合体蛋白である.グラム陰性桿菌に結合しこれを殺菌するRaRF活性は,軟骨魚類からほ乳動物にいたる種々の脊椎動物の血清中に存在していることから,本因子は動物の初期感染防御に重要な因子であると推定される.免疫抗体が生後の獲得免疫とするならば,RaRFは持って生まれた自然免疫であり,新たな液性感染防御因子として近年注目されている.我々は,RaRFによる自然免疫の効果が乳児期の易感染性体質を支配していると仮説を立てた.そこで,この仮説についてより多くの情報を得るために,まずRaRFの補体活性化成分P100蛋白のゲノム構造を明かにし,ついでP100遺伝子の多型(多様性)の有無と易感染性との関係を調べるために本研究を実施した.本研究に於いては,(1)RaRFの補体活性化成分(P100)のゲノム遺伝子構造の決定,(2)遺伝子の多型(多様性)の解明,(3)易感染性体質について初めての分子遺伝学的な解明,そして将来的には(4)易感染性体質の遺伝子診断法への応用等の成果が期待される.本年度に於いては上記研究目的のうち,(1)のヒトP100のゲノム遺伝子解析を行った.その結果,ヒト100遺伝子は少なくとも35kb以上の範囲にわたって存在し,15個以上のエクソンによって構成されていることが明らかとなった.また,フルオレッセンスin-situ hybridization法により,ヒトP100遺伝子の染色体上の遺伝子座を3q27-q28に,マウスP100遺伝子座を16B2-B3にそれぞれ決定した.現在はP100遺伝子の多型解析を行うために,各エクソンをPCR法で増幅してエクソンの塩基配列変異を検索するとともに,PCR-SSCP法による遺伝子診断法への応用のための基礎的条件の設定を検討中である.当教室において独自に発見されたRa-Reactive Factor(RaRF)は,補体成分を活性化して殺菌する血清因子である.哺乳動物のRaRFは,多糖体結合成分(MBP)と補体活性化成分(P100)からなる複合体蛋白である.グラム陰性桿菌に結合しこれを殺菌するRaRF活性は,軟骨魚類からほ乳動物にいたる種々の脊椎動物の血清中に存在していることから,本因子は動物の初期感染防御に重要な因子であると推定される.免疫抗体が生後の獲得免疫とするならば,RaRFは持って生まれた自然免疫であり,新たな液性感染防御因子として近年注目されている.我々は,RaRFによる自然免疫の効果が乳児期の易感染性体質を支配していると仮説を立てた.そこで,この仮説についてより多くの情報を得るために,まずRaRFの補体活性化成分P100蛋白のゲノム構造を明かにし,ついでP100遺伝子の多型(多様性)の有無と易感染性との関係を調べるために本研究を実施した.本研究に於いては,(1)RaRFの補体活性化成分(P100)のゲノム遺伝子構造の決定,(2)遺伝子の多型(多様性)の解明,(3)易感染性体質について初めての分子遺伝学的な解明,そして将来的には(4)易感染性体質の遺伝子診断法への応用等の成果が期待される.本年度に於いては上記研究目的のうち,(1)のヒトP100のゲノム遺伝子解析を行った.その結果,ヒト100遺伝子は少なくとも35kb以上の範囲にわたって存在し,15個以上のエクソンによって構成されていることが明らかとなった.また,フルオレッセンスin-situ hybridization法により,ヒトP100遺伝子の染色体上の遺伝子座を3q27-q28に,マウスP100遺伝子座を16B2-B3にそれぞれ決定した.現在はP100遺伝子の多型解析を行うために,各エクソンをPCR法で増幅してエクソンの塩基配列変異を検索するとともに,PCR-SSCP法による遺伝子診断法への応用のための基礎的条件の設定を検討中である.
液体の統計力学と量子力学に基づくＡＴＰ加水分解の自由エネルギー解析

われわれの体内では,アデノシン三リン酸(ATP)を媒体とするエネルギー循環が絶え間なく行われている。この一連のエネルギー循環に関してこれまで多くの研究が行われてきた。しかし,このエネルギー論の最も基本的な部分である,ATP加水分解エネルギー(ATPエネルギー)の起源に関してすら,統一的見解が得られていないのが実情である。本研究では,ATPのモデル分子であるピロリン酸の加水分解反応の自由エネルギー解析を行った。ここでは,3D-RISM-SCFを用いて,反応物,生成物,反応中間体の自由エネルギー解析を行った。ピロリン酸には4つの解離状態が,無機リン酸塩にも3つの解離状態が存在し,反応としての組み合わせは4つ存在する。その全てを解析し,溶媒が反応に与える影響を精査した。その結果,反応系の解離状態によってそれぞれ溶媒の及ぼす影響が異なることを明らかにし,それらが微視的な反応物/生成物の溶媒和構造の違いに起因することを示した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はATPアナローグとして,ピロリン酸を選び,その加水分解反応の自由エネルギー解析を詳細に行った。ピロリン酸は溶液のpHにより4つのプロトン化状態を取ることが知られており,本研究ではその4つ全てに対して解析を行った。実験とRISM-SCFによる溶液内反応の計算結果は驚くほどの一致を見せた。これまでにも,誘電体モデルなどのパラメータに依存した計算が行われており,ある程度実験値を説明しうる結果が出されてきたが,これはATP加水分解における溶媒効果の重要性をパラメータ無しの計算で証明したという点で大きな意義を持つ。また,単なる反応エネルギー解析だけでなく,自由エネルギー成分の分析も行った。この結果から,反応の自由エネルギーの寄与は大きく分けて二つの要素が考えられることを示した。一つは水素結合など,溶質-溶媒間(ピロリン酸-水間)の分子的特徴を反映した近距離の相互作用,もう一つは長距離にわたる静電相互作用である。ピロリン酸の総電荷が0ないし-1の場合は近距離相互作用が,-2および-3では長距離相互作用が自由エネルギー変化の主たる要因となる。従来の誘電体モデルの計算では長距離相互作用のみが考慮されており,近距離相互作用に関しては経験的パラメータに依存するか全く無視しており,このために精度と普遍性を欠いた結果となっていた。この研究の成果は現在論文としてまとめて,投稿段階にある。本年度の目的であったピロリン酸の加水分解反応解析はほぼ終了している。また,次の段階の解析に必要なQM/MM/RISMのプログラム開発も基本部分は終了している。化学反応ポテンシャル面の解析に必要なプログラムの開発も終了している。これまでの研究成果を基に,MTPの加水分解反応解析をすすめる。また,これまでは純水中での解析であったが,電解質溶液中での反応解析をすすめる。これは新学術領域研究の会合で行った議論で新たに発案したテーマである。
DD法を用いた口腔扁平上皮癌細胞の浸潤転移関連遺伝子の検索

舌原発低分化型扁平上皮癌細胞SASから得られた高浸潤と低浸潤性の細胞を用いた.蛍光Differential Display法とRT-PCR法により確認されたcDNA断片で浸潤性に差のある癌細胞間で発現しているmRNAの差異を検索し,2つの部分的塩基配列決定がなされた遺伝子を分離した.【材料と方法】ヒト舌原発巣から樹立されたSAS細胞から得られた高浸潤性クローンSAS-H1と低浸潤性クローンSAS-L1を用いた.方法は,高浸潤と低浸潤性細胞間で発現している差異のあるmRNAを,タカラのローダミン蛍光differential display kitを用いて検索した.すなわち,高浸潤と低浸潤性細胞間で発現している差異のあるバンドを切り出し,回収したcDNA断片をPCRで再増幅した.全ての断片は再増幅後も単一バンドで示された.cDNA断片は末端平滑化クローニングベクター組み込んだ.部分的cDNA断片の塩基配列決定はABI Genetic Analyzer 310シークエンサーを用いて行った.これらの塩基配列がなされたものを,DNAデーターベース(BLAST)によるホモロジー検索を行った.【結果】高浸潤と低浸潤性のSAS細胞を用いて対応するプライマーを用いてRT-PCRを行い,続けてmRNA differential displayを施行しLIEG-1とHIEG-1を確認された.Differential Display法で観察された発現パターンをRT-PCRで再現性を確認した.LIEG-1は低浸潤性細胞SAS-L1で強く発現していた.一方,HIEG-1は高浸潤性細胞SAS-H1で強く発現していた.低浸潤性で強く発現するcDNA断片LIEG-1は1番染色体に存在するRP5-926E3のヒトDNAに100%一致する結果が得られた.HIEG-1の塩基配列は,遺伝子銀行/EMBL DNAデーターベースで検索したが相同性のある既存の遺伝子は得られなかった.LIEG-1とHIEG-1の2つの遺伝子については,遺伝子全長のクローニングを実施中である.舌原発低分化型扁平上皮癌細胞SASから得られた高浸潤と低浸潤性の細胞を用いた.蛍光Differential Display法とRT-PCR法により確認されたcDNA断片で浸潤性に差のある癌細胞間で発現しているmRNAの差異を検索し,2つの部分的塩基配列決定がなされた遺伝子を分離した.【材料と方法】ヒト舌原発巣から樹立されたSAS細胞から得られた高浸潤性クローンSAS-H1と低浸潤性クローンSAS-L1を用いた.方法は,高浸潤と低浸潤性細胞間で発現している差異のあるmRNAを,タカラのローダミン蛍光differential display kitを用いて検索した.すなわち,高浸潤と低浸潤性細胞間で発現している差異のあるバンドを切り出し,回収したcDNA断片をPCRで再増幅した.全ての断片は再増幅後も単一バンドで示された.cDNA断片は末端平滑化クローニングベクター組み込んだ.部分的cDNA断片の塩基配列決定はABI Genetic Analyzer 310シークエンサーを用いて行った.これらの塩基配列がなされたものを,DNAデーターベース(BLAST)によるホモロジー検索を行った.【結果】高浸潤と低浸潤性のSAS細胞を用いて対応するプライマーを用いてRT-PCRを行い,続けてmRNA differential displayを施行しLIEG-1とHIEG-1を確認された.Differential Display法で観察された発現パターンをRT-PCRで再現性を確認した.LIEG-1は低浸潤性細胞SAS-L1で強く発現していた.一方,HIEG-1は高浸潤性細胞SAS-H1で強く発現していた.低浸潤性で強く発現するcDNA断片LIEG-1は1番染色体に存在するRP5-926E3のヒトDNAに100%一致する結果が得られた.HIEG-1の塩基配列は,遺伝子銀行/EMBL DNAデーターベースで検索したが相同性のある既存の遺伝子は得られなかった.LIEG-1とHIEG-1の2つの遺伝子については,遺伝子全長のクローニングを実施中である.ヒト舌原発扁平上皮癌細胞SASからクローニングした高浸潤性クローン(SAS-H1)および低浸潤性クローン(SAS-L1)を用いて,浸潤性の異なるクローン間で特異的に発現している浸潤転移関連遺伝子をDifferential display(DD)法により検索する.得られたcDNAをプローブとして遺伝子全長のクローニングを実施,アミノ酸配列決定後,コードする蛋白質の機能解析を行う.この結果から,浸潤転移に特異的に発現する遺伝子を明らかにする研究成果その結果,アンカープライマーによるpoly(A)-mRNAの選択的逆転写反応を行った後,アンカープライマーと任意プライマーを用いてPCR反応を施行し,cDNA断片として増幅した.PCR産物をシークエンスゲル上に展開し,フィンガープリント上の各バンドを比較検討したところ,SAS-H1で7種類,SAS-LIで5種類の明かな差異を認めるバンドを認めた.また,血清依存性に両細胞間で,up-regulationまたはdown-regulationするバンドがみられ,現在も解析を続行している.

計画では,当確年度に遺伝子全長クローニングに至り,蛋白質解析の予定であったが,次年度以降に延長して研究を続行する予定である.ヒト舌扁平上皮癌細胞SASから得られた浸潤性の異なる細胞株SAS-H1(高浸潤性)とSAS-L1(低浸潤性)を用いて,それぞれの細胞から全RNAを調整しローダミン蛍光標識Differential Display法により浸潤性に差のある癌細胞間で発現しているmRNAの差異を検索し,浸潤転移を制御する遺伝子の探索を試みた.【材料と方法】ヒト舌原発巣から樹立されたSAS細胞から限界希釈法によって得られたクローンを肺血管内皮細胞層下への癌細胞潜り込みを指標にした浸潤アッセイで選択した,高浸潤性クローンSAS-H1と低浸潤性クローンSAS-L1を用いた.方法は,タカラの蛍光ラベルdifferential display kitを用いて行った.すなわち,各クローンからTotal RNAを抽出し9種類のローダミンラベルされたdown streamプライマーと24種類のupstreamプライマーを用いて216通りの組み合わせを使用しPCR反応を行った.次に,変性ポリアクリルアミドゲルで電気泳動後,両者間で異なる発現を示すバンドをゲルから切り出し回収したcDNA断片をPCRで再増幅後pUC18ベクターにつなぎ込み,検討を行った.さらにABI Genetic Analyzer310シークエンサーを用いて得られたcDNA断片の塩基配列を決定した.【結果】RT-PCRで再現性を確認できた遺伝子として,1つは低浸潤性で強く発現していた390bpのcDNA断片でLIEG-1と名付け,もう一方は高浸潤性で強く発現していた288bpのcDNA断片でHIEG-1と名付けた.各々の塩基配列についてBLASTを用いたホモロジー検索を行ったところ,低浸潤性で強く発現するcDNA断片LIEG-1は1番染色体に存在するRP5-926E3のヒトDNAに100%一致する結果が得られた.一方,高浸潤性で発現が増強したHIEG-1遺伝子については相同性のある既存の遺伝子は得られなかった.
二つの渦流を用いた非接触把持機器に関する研究

近年,空気流を利用して非接触で物体を把持し輸送する非接触把持機器が開発されている.この機器は,工場での自動組み立て機器として利用されている.本研究では,基本的には旋回流を利用して負圧を発生させる渦流を用いたボルテックス法による機器に関する研究を行う.逆方向に旋回する二つの渦流を用いて,物体の回転を防止する新たな把持機器が設計製作された.回転防止のための条件や把持力などの特性を実験から明らかにした.さらに,横滑りを防止するためにディフューザー効果を持つベルヌーイ法を用いた非接触把持機器も開発された.本年度は、先ずカップへの空気の供給装置を内側渦用と外側渦用の2系統製作した。空気の供給源にレシプロコンプレッサを使用し,装置はエアフィルタ、ミストセパレータ、手動弁、減圧弁、流量計、圧力計により構築される。これらの空気圧回路は,減圧弁によりその供給圧力を調整することができ、内側と外側への供給圧力と流量はそれぞれ圧力計と流量計により計測することできる。圧力計はSMC株式会社のISE40A-01-R-Nを用い,流量計は同社の気体用流量センサPF2A721-03-27-Mを用いる。内側と外側それぞれの最大流量は200l/min、最大圧力は0.4MPa程度である。次に、カップの設計製作を行った。先ず内側渦を発生させる内側流路と外側渦を発生させる外側流路を設計する。設計方針として、流路深さは、流体と固体壁との摩擦の影響を抑えるために入り口と出口ポートが製作可能まで小さくする。内側渦と外側渦の回転方向は逆のため、両渦の干渉を少なくするために内側と外側流路との距離を大きくすれば効率は上がるが形状が大きくなる。このことも考慮してカップを製作した。これらのカップについて、ロードセルを用いた把持量測定装置により、ワークの回転を止めた状態での把持力を計測した。さらに、把持の様子が観察できる装置を製作して、カップにワークを把持させワークの回転を止めるように内側の流量と圧力および外側の圧力と流量を調節した。その時の把持の様子をビデオカメラで撮影して、カップとワークのギャップを計測し、ワークの振動の様子を撮影した。以上の実験により、供給エネルギーが100Wにおいて,ギャップが0.7mm,最大吸引力が4Nで振動しないカップを製作できた。さらに,本カップ内の流動現象を解析するためのCFD計算のプログラムにも着手した。ボルテックス法において、ワークの回転を抑制するための内側流路と外側流路の距離やカップの流路の適切な面取りを決定した。次に、実用化を目指すために、供給口の位置を工夫して流路深さをできるだけ小さくして損失を削減した。さらに、吸入口のノズルの数を、2個から10個まで変化させ実験し、6個が最適であることが分かった。一方、ベルヌーイ法を用いたカップを製作し、ディフューザ効果を発現する形状にして、ワークの横滑りを防止できる最適形状を求めた。現在、CFD技術を用いて、カップ内部の流動解析を行っている。二つの渦流を用いたボルテックスカップがCDを念頭に置いた円盤を吸引する場合の特性に関する研究の主な結論を以下に述べる。1.各渦流室出口の面取りの影響を調べた結果,各渦流出口の内側と外側の両方の面取りは吸引力を向上させるために必要で,特に外側の面取りが吸引力の向上に大きな影響を与えていることが分かった.2.二つの渦流室の構造によっては各渦流がお互いの渦流室に流入することによって吸引力が低下することがあるので注意が必要である.3.渦流室の幅を変更することによって,外側渦流が占める供給エネルギーの割合を向上させることができたが,吸引力にはあまり影響がないことが分かった.4.小型化を図るため外径がφ40mmのボルテックスカップを製作した.その結果より,外径φ100mmのものよりかなり吸引力が低下した.さらに、本研究を遂行するにあたり、ワークの落下を防止するために、ベルヌーイ方式のカップについての研究も行った。主な結論を以下に示す。1.カップとワークとの間の距離を安定的に保つために噴流はある程度下向きであることが必要で,本実験では,ベルヌーイカップ本体の傾斜角度が45°で,それに挿入するディフレクターの傾斜角度が30°のときに一番横滑り落下を抑制できた.2.ワーク形状によって長時間ワークを把持することのできるディフューザーの形状はさまざまで,カップの供給エネルギーによっても結果が異なることが分かった.したがって,あるワークを把持するときはワークの厚さや直径,カップの内部構造やディフューザーの形状,供給エネルギーなどさまざまな複合的要因を考慮し,ワークの横滑り落下を抑制することのできるカップを選択しカップに与える供給圧力等を決定しなければならない.なお、CFD結果と実験結果との比較や搬送速度が把持状態に及ぼす影響については,今後の課題である.近年,空気流を利用して非接触で物体を把持し輸送する非接触把持機器が開発されている.この機器は,工場での自動組み立て機器として利用されている.本研究では,基本的には旋回流を利用して負圧を発生させる渦流を用いたボルテックス法による機器に関する研究を行う.逆方向に旋回する二つの渦流を用いて,物体の回転を防止する新たな把持機器が設計製作された.回転防止のための条件や把持力などの特性を実験から明らかにした.さらに,横滑りを防止するためにディフューザー効果を持つベルヌーイ法を用いた非接触把持機器も開発された.