たおやかな生活を希望して : Archives[ 2015年11月 ]

ジェット機の開発競争

　　先日、国産初のジェット旅客機、MRJ(Mitsubishi Regional Jet)が飛んだ勇姿を見て、感慨深く思った人は少なくないであろう。
しかし、国産初のジェット機は、すでに７０年前の大戦末期に飛んでいた。

　先の大戦の戦闘機といえば、「風立ちぬ」の主人公でもあった三菱重工の堀越二郎設計の零式艦上戦闘機（ゼロ戦）が有名だが、日本が悪化した戦局の起死回生を図るため、密かにジェット機を製造していたことをご存知だろうか？　その名は中島飛行機の特殊戦闘ジェット「橘花（きっか）」。

　戦局悪く、敗戦が濃厚になってきた1944年、戦局を打開するため、海軍は中島飛行機に今までのエンジンとは全く概念の異なる、ジェットエンジン推進の特殊飛行機「皇国２号兵器」の開発を指令した。

海軍の開発指示を受けた中島では、松村健一技師を主務とし、エンジンの開発には山田為治技師をあてて開発に取り組んだ。機体設計については比較的順調に進めることができたが、ジェットエンジンの開発は困難を極めた。開発を進めていた遠心式ターボジェットのTR10(後のネ10)は問題が多く、作業は一向に捗らなかった。

そこで、ドイツで開発されていたジェット機、メッサーシュミット Me 262のエンジン（ＢＭＷ製エンジン「BMW003」）を使うことに方向転換した。日本側はMe 262の設計図を手に入れる代わりに、ドイツ側には哨戒艇用に日本が開発した小型ボートのデイーゼルエンジンの設計図を供与するという形で合意した。

しかしすでにその当時、制海権はアメリカを始めとする連合軍が握っていたため、秘密裏にドイツの占領下のフランスのツーロン港から、日本とドイツの潜水艦で設計図を運んだ。輸送に用いられた潜水艦はお互い1隻のみであり、ドイツの潜水艦は1944年末頃に日本占領下のインドネシア（オランダ領東インド）のバリクパパンに到達、上陸の後に日本海軍士官と情報交換した。日本海軍潜水艦はバシー海峡でアメリカ海軍潜水艦の攻撃を受け沈没。
ドイツから得たMe 262に関する情報は、潜水艦が撃沈されたためにシンガポールで零式輸送機に乗り換えて帰国した巌谷中佐が持ち出したごく一部の資料を除いて失われてしまい、肝心な機体部分やエンジンの心臓部分の設計図が存在せず、結果的に大部分が日本独自の開発になった。

　中島飛行機が機体を、石川島重工業（現ＩＨＩ） がエンジンを設計した。日本全土で敵機の空襲が本格化する中、工場を焼かれては設計室を移しながら、わずか１年弱で開発した。石川島のジェットエンジンは「ネ２０」（ネは燃焼噴射推進装置の頭文字）。以前、陸軍や海軍が独自開発しようとしていたジェットエンジンに近いものがあった。

　　本機の外観はMe 262に似ているが、それよりサイズが一回り小さく（当初搭載予定のネ12Bジェットエンジンの推力が小さいため、機体を小型軽量にする必要があった）、Me 262の後退翼と異なり、テーパー翼を採用するなど、上記のような事情により実際にはほとんど独自設計であった。

初飛行は広島に原子爆弾が落とされた1945年8月7日に千葉・木更津にある海軍の飛行場で、松根油（松から採った油）を含む低質油で行なわれ、12分間の飛行に成功する。これが日本初のジェット機「橘花」が生まれた瞬間だった。それから８日後に終戦を迎える。

　終戦前には数十機程度が量産状態に入っており、その内の数機は完成間近であったが、終戦時に完成していた機体は試作の2機のみであった。なお完成していた2機は終戦直後に終戦に悲観した工場作業員によって操縦席付近が破壊されたものの、研究用に接収しようとしたアメリカ軍により修理が命ぜられた。
修理完了後その2機はアメリカ軍が接収し、その内の1機はメリーランド州のパタクセント・リバー海軍基地を経てスミソニアン航空宇宙博物館付属のポール・E・ガーバー維持・復元・保管施設に保管されていたが、現在同博物館別館の復元ハンガーに修復中状態で展示されている。その説明文には最高速度696キロ・着陸速度148キロ・離陸滑走距離は500キロの爆装をした全備状態時、離陸用補助ロケット使用で350メートルと書かれている（Wikipedia） 。

　　戦後、米国やソ連は、ドイツからロッケトやジェット戦闘機の技術を採り入れ、航空大国の地位を確立していく。日本はといえば、ロケットやジェット機どころか飛行機の製造そのものも禁止され、長いブランクに入る。そして1952年春、講和条約が締結し、やっと飛行機の製造ができるようになった。しかしこの間のブランクで飛行機製造技術の遺伝子の継承がされず、また一からのやり直しとなり、大きなハンデイになった。

　国産の輸送機、YS−１１が作られ、初飛行したのは1962年であった。しかしこの時使用したエンジンはイギリス製ロールス・ロイス2660馬力ターボプロップの双発機で、国産エンジンではなかった。その後は、アメリカのボーイングの傘下でのエンジン製造や、国際共同開発でのターボファンエンジンの開発を一部行ってきた。

そしてやっと純国産のジェットエンジンを積む旅客機　MRJの開発にこぎつけ、初飛行が先日行われた。
また国産初の商業用ロケットの打ち上げにも成功し、長い道のりを経てやっと宇宙、航空産業の第一歩を乗り出すことができた。
今後、技術的にも経済的にも大きな波及効果の見込める宇宙、航空産業が発展し、日本お家芸の自動車に代わる日が来るのも遠くないことであろう。

ポーリングの予言が当たっていた？

Vitamin Cといえば化学結合やたんぱく質の構造解明で1954年にノーベル化学賞をもらったLinus Paulingが思い出される。また核実験反対を唱え1962年のノーベル平和賞も受賞している。
ポーリングは後年、vitamin Cの研究を行い、様々な病気に効くというvitamin C万能説を唱え、風邪にも癌にも効くと報告していた。

しかし1970年終わりから1080年初頭にかけてMayo Clinicで錠剤投与（経口投与）による癌の大規模な臨床試験が行われた。その結果、効果が認められなかったことから、急速にvitamin C　フィーバーは冷めていった。

しかしごく最近、vitamin Cの大量投与が大腸がんに効果があるとの動物実験での結果が出され、その理論的根拠も明らかにされた。
Jihye Yunは数年前にJohns Hopkins大学の大学院生であった時に、KRAS や　BRAF (Ras familyのガン遺伝子)の変異で起こさせた大腸がんはGLUT1 というグルコースを輸送するたんぱく質の発現が亢進していることを発見した(Science 18, p1555, 2009)。GLUT1はグルコースだけではなくvitamin Cの酸化型であるdehydroascorbic acid (DHA)も細胞内へと輸送する。

そのYunが今度はLewis Cantley (PI 3-kinaseの発見者)研究室のポスドクとなり、vitamin CがKRASやBRAFの変異で癌化している大腸がんに効くという論文を出した。ちょっと医学、生物学に馴染みのない人には難しいかもしれないがその論文を紹介しよう。
Jihye Yun, Lewis C. Cantley, et.al.
「Vitamin C selectively kills KRAS and BRAF mutant colorectal cancer cells by targeting GAPDH」Science Reports 5 November 2015 on line
（解説：Vitamin C could target some common cancers, Science, 350, 619, 2015）

KRASやBRAFは人の大腸ガンで各々40 % 及び50%のが変異見られる最大のがん遺伝子である。BRAFはKRASの直接のターゲットとして下流のMAP kinaseを活性化し細胞増殖作用を起こすことがすでにわかっている。
KRASやBRAFの変異した大腸がんではグルコースを輸送するGLUT1が上昇しており、グルコースの取り込みが増加していた。Vitamin Cはsodium vitamin C cotranspoter （SVCTs）によって細胞内へと運ばれるが、酸化されたvitamin Cのdehydroascorbate (DAH)はGLUT1によって細胞内へと運ばれる。細胞内へ入ったDHAはglutathione (GSH), thioredoxin, NADPHを使ってvitamin Cへと還元される。
実際、KRASやBRAFの変異した大腸がん細胞でのvitamin Cの取り込みは明らかに上昇していて、vitamin Cによりがん細胞の増殖やcolony formationは著しく阻害された。その際、生理的なグルコース濃度（5-10 mM）の条件下で、10 mMのvitamin Cで十分な効果が得られたという。
しかしGLUT1を過剰発現させてもvitamin Cの取り込みは増すが、vitamin Cへのsensitivityは増さないことから、vitamin Cはoncogeneによって引き起こされる代謝変化に関わる酵素のどれかに効いているのであろうと推察された。
次に、実際にマウスで大腸がんへの効果を調べた。Vitamin CはKRASやBRAF変異で生じた大腸がんには著明な効果があったが、その他の原因で生じた大腸がんには効かなかった。
では「どうしてvitamin CがKRASやBRAF変異を持つがんに選択的に毒性を示すのか」という作用機序を明らかにするためメタボローム解析をした。
Vitamin Cで処置していない変異細胞では解糖系やペントース経路の代謝産物が増加したが、vitamin C投与でglyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH)より上流の代謝産物が蓄積し、下流の産物が減っていた。このことはvitamin CでGAPDHが阻害されていることを示す。
　　DHAの取り込みでGSHやNADPHが減少し、細胞内の活性酸素 (ROS)が上昇し、そのtargetのGAPDHの代謝変化を生じる。実際、vitamin C 投与でKRAS 及びBRAF変異がん細胞でGAPDH活性は50%抑制されていた。

　　結論として、KRASやBRAF変異のあるがん細胞ではvitamin C-induced ROSの上昇が起こり、GAPDHを阻害して、エネルギークライシスを引き起こし、細胞を死滅させると考えられた。
しかし問題はvitamin Cは経口投与では血中濃度が10mMに達するのは困難で、注射による投与が必要になる。このことが初期に行われた臨床試験で全く効かなかった原因かもしれない。
今後、大腸がんやKRASやBRAFの変異が起こっている他のがんへの大量投与による臨床試験が行われる予定である。
「火のないところに煙は立たぬ」と言うが、vitamin C 説もあながち嘘ではなかったことになる。

大阪冬の陣、夏の陣から400年。

大坂城は天下の名城として、難攻不落、どんな敵でも攻め落とすことができない城と考えられていた。

しかし大坂冬の陣では大筒の玉が淀君のいた天守閣を直撃し、数人の腰元が亡くなり、淀君は恐怖のあまり、家康と和平を結んだとされる。そして頼みの綱としていた外堀を埋められ、夏の陣の時には大坂城は要塞としての意味合いをなくしていたので簡単に落ちた。このことは誰でも知っている。

しかしその際に使われた大砲がなんであったかなどは知られていない。NHKで徳川家康と英国のつながりの特集をやっていた。それによると、意外とも思えるが、家康と英国とのつながりが思いの外深い。そのきっかけはアダムスミスの乗ったオランダ船リーフデ号が関ヶ原の戦いの半年前に豊後の国、臼杵に漂流したことに始まる。その際、乗組員の処分に関し豊臣秀頼に指示を仰いだ。一方、すでに日本にいたイエズス会の宣教師は豊後を訪れイギリス人やオランダ人の即刻の処刑を要求した。しかし５大老首座の家康は最初は海賊船ぐらいに思っていたが、話を聞いているうちにヨーロッパで起こっている、カトリック国とプロテスタント国との確執をしり、アダムスミスを江戸に住まわせた。その後、日本名を三浦按針とし、幕府の外交顧問として、家康に取り立てられ、旗本になった。カトリックは豊臣方に保護され、プロテスタントは家康に保護された。家康は三浦按針から様々な情報を手に入れ、大型船の建造や大砲の鋳造などを行っている。家康は按針との縁でイギリスから大型の最新の大砲を手に入れ、堺に移り住んでいた根来衆の鉄砲鍛冶の芝辻清右衛門・理右衛門に、同じような大砲を作るように命じた。イギリスからはカルバリン砲４門、セーカー砲１門、カノン砲１２門を購入した。カルバリン砲は砲身長３mを超え、長い射程（６km届いた）を誇る中口径砲だ。またそれを参考により射程距離の長い小口径の芝辻砲を大量作らせ、これを大坂冬の陣の戦闘に活用した。

　このカルバリン砲はイギリスがそれまで世界に覇権を握っていたスペインを撃退するきっかけとなった武器である。それまでスペインは屈指の海洋国家として世界の７つの海を支配していた。その覇権を奪ったのはスペインの無敵艦隊をネルソン提督の率いるイギリス艦隊が迎え撃ったトラファルガーの戦。その際に英国海軍は射程距離の長いカルバリン砲で敵の大砲の射程外から砲撃し、敵艦隊を殲滅した。という曰く付きの武器を家康はイギリスから買って大坂の陣で使用した。家康が新式の大砲を使用したのに対し、豊臣方は旧式の青銅製のフランキ砲が主力だった。

大砲が時代を変えたとも言える戦闘として思い浮かべるのはまずビ東ローマ帝国の首都コンスタンチノーブルの鉄壁の城塞を打ち砕いたオスマン帝国の大砲（塩野七生のコンスタンチノーブル陥落）、幕末にイギリスから購入して各藩が使用したアームストロング砲（司馬遼太郎のアームストロング砲）がある。大村益次郎はこの砲を用いて、上野の彰義隊や会津の若松城を攻めた。

これらたった一つのすぐれた兵器の出現が時代を大きく回転させ、新たな時代が生まれるきっかけともなった。
一つの画期的な発明がそれまでのpower balanceを乱し、新たな時代を作り出したとも言える。