hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再生心筋組織構築のための蛍光タンパク質を用いた評価系の確立

一方、Tnnt2::GCaMPで形質転換した細胞については、ある程度スクリーニングが進んだことから、ゲノムへの導入確認や、AFS内での発現観察を行った。導入遺伝子は、Tnnt2類似の配列に挿入されたものや、unknown配列に挿入されたものが存在した。一方で観察については、AFS内でも心筋分化に伴い、蛍光が観察されたが、その強度が弱く、十分な解析が困難であり、解析手法の再検討が必要と考えられた。さらに上記と同時並行で35S下流にカルシウム濃度依存的に発光するNanoLanternを持つベクターが入手できたことから、こちらについても細胞の形質転換および、スクリーニングを進めている。NanoLanternは既存の蛍光タンパク質とは異なり、特殊な蛍光顕微鏡がなくても観察が可能であり、その強度も通常のGFPなどより強いことが報告されている。βTCPを用いた繊維状足場材利用TFS (βTCP fiber scaffold)も作製した。作製したβTFSは取り扱いが困難なほど脆い素材であったため、ポリマーを補強材として添加することを検討している。我々は三次元的に細胞を培養できるapatite-fiber scaffold (AFS)を用いて心筋細胞を培養している。本研究では三次元環境下での心筋の機能を評価するため、カルシウム濃度に依存して蛍光強度が変化するGCaMP5Gベクターを心筋特異的に発現させることを試みた。使用したコンストラクトはdish上で培養した心筋様細胞P19.CL6の拍動と同期して蛍光強度が変化した。AFS内で培養した細胞について、遺伝子発現等で心筋への分化が促進されることが確認できたが、蛍光強度の変化は見られていない。三次元環境では多様な細胞分化が同時並行で起こることが予想され、今後詳細な解析が必要である。申請時、1心筋特異的プロモーターの単離、2プロモーターアッセイ、3G-CaMPへのプロモーターの組み込み、4モデル細胞への一過的遺伝子導入、5モデル細胞への安定的遺伝子導入、6培養皿上でのモデル細胞の蛍光測定、7生体材料上でのモデル細胞の蛍光測定、8Cx43の発現解析、という実験計画を立てた。この中で2に関しては実施していないが、文献調査によって実施の必要性がないとの結論を得ている。他14に関してはほぼ予定通り完成している。5から後半に関しては同時並行での繰り返しが必要であり、今後細胞株を変えて実施予定である。すでに長期培養実験に備えラジアルフロー型バイオリアクターを購入した。現在は予備実験を行っており、播種数や培養環境の最適化を行っている。上記のとおり、本実験は当初の予定通りに進行してる。上記進捗でも記載した様に、コンストラクト安定導入株のスクリーニングで足踏み状態が続いている。原因としては、分化後期に目的の蛍光タンパク質が発現するように設計したため、一回のスクリーニングに数週間を要している。同時並行で実験を実施しているが、継代の多重化により、細胞自体の変質がたびたび見られ、目的とする細胞の単離を困難にしていることが考えられる。そこで、複数マーカー遺伝子同時導入や、複数マーカーをタンデムで乗せたコンストラクトを作出し、スクリーニングを効率化させることを検討している。
自由貿易協定の利用要因とコスト

本事業では、日本を含む東アジア諸国における、自由貿易協定(FTA)の利用額に関するデータを収集し、主に2つの課題について研究を行う。第一に、複数のFTAが利用可能な状況下における、企業の関税スキーム選択を理論的、実証的に分析する。第二に、国ペア別・製品別のFTA利用コストを計測する。そして、商品や国ごとの違いを利用して、FTA利用コストの詳細な構成要素を探り、企業のFTA利用を促進するうえで必要な政策を探る。事業2年目となる本年度では、1年目に収集したデータ、構築した分析フレームワークをもとに、実際に分析を行い、4本の論文執筆を行った。1本目の論文は国際的学術査読誌「Review of International Economics」に掲載が決まり、2本目の論文は海外学術誌にて査読中、3本目の論文はDiscussion paperとして刊行後、投稿準備中、そして4本目の論文は改訂中である。それぞれ具体的な内容は以下の通りである。1本目では、日本の輸入において、日ASEAN経済連携協定(AJCEP)と二国間FTAの両方が利用可能なときに、どちらの協定を利用するかという選択問題を理論的、実証的に分析した。2本目では、より一般的に、タイの輸入に焦点を当て、実に6つの協定が利用なときに、どのように利用する協定を選択しているかを分析している。3本目の論文は、日本の輸入において、最貧国向け一般特恵関税と二国間FTAが利用可能な際に、片方の原産地規則が変化すると、協定選択問題にどのような影響を及ぼすかを分析している。最後に4本目の論文では、ASEAN各国から日本に輸出する際の、FTA利用にかかる可変的な費用、及び固定的な費用の計測を行っている。分析可能な対象が限定的である点を改善すべく、改訂を行っているところである。本事業2年目にして、既に3本の論文が少なくとも国際的学術誌に投稿可能な状態にあり、うち1本は既に掲載された。残りの2本についても、事業3年目に学術誌への掲載が確定することが期待される。これらに加え、もう1本が改訂中であり、これも3年目の途中には投稿されるであろう。事業3年目では、まず2年目に学術誌に投稿した論文が採択されるよう、必要に応じて改訂を行う。次に、2年目に仕掛けた投稿前の論文2本を全て学術誌に投稿する。最後に、これら3本で構築された分析フレームワークを用いながら、包括的、横断的な分析を行う。具体的には、日本、タイ、インドネシア、台湾、中国のFTA利用データを同時に利用しながら、「関税選択問題」及び「FTA利用コスト」に関する分析を行う。また同時にさらなる国の追加ができないか模索する。可能性がある国として、オーストラリア、フィリピン、ベトナムが挙げられる。データ・アクセス権に注意しながら、出来るだけ多くの国を含んだ分析を目指す。日本を含む東アジア諸国における、自由貿易協定(FTA)の利用額に関するデータを収集し、主に2つの課題について研究を行っている。第一に、複数のFTAが利用可能な状況下における、企業の関税スキーム選択を理論的、実証的に分析している。実際、既存のFTAに加え、「包括的かつ先進的な環太平洋パートナーシップ」や「東アジア地域包括的経済連携」など、いわゆるメガFTAが今後発効していくことになると、FTA網の重なりが増え、企業は多くのFTAスキームから、自身が利用するスキームを選択する必要がある。第二に、国ペア別・製品別のFTA利用コストを計測している。平成29年度では、実証、理論の両面において大きな進展が見られた。実証面では、日本、タイ、インドネシア、韓国、オーストラリアにおいて、FTA利用データを入手した。理論面では、「複数のFTAスキームが利用可能なときにおける関税選択問題」、また「FTA利用コストを計測するための構造方程式」が導出された。これらの進展を受け、タイ及び日本のデータを用いて「複数のFTAスキームが利用可能なときにおける関税選択問題」を解き、また日本のデータを用いてFTA利用コストを計測した。そして、これらの成果をもとに、論文の執筆を開始し、一部はDiscussion Paperにするとともに、学術雑誌への投稿も開始した。初年度である平成29年度において、既にタイ及び日本のデータを用いて「複数のFTAスキームが利用可能なときにおける関税選択問題」を解き、また日本のデータを用いてFTA利用コストを計測した。このペースで行くと、平成30年度に掲載が確定する論文も現れると思われる。

1本目の論文は国際的学術査読誌「Review of International Economics」に掲載が決まり、2本目の論文は海外学術誌にて査読中、3本目の論文はDiscussion paperとして刊行後、投稿準備中、そして4本目の論文は改訂中である。それぞれ具体的な内容は以下の通りである。1本目では、日本の輸入において、日ASEAN経済連携協定(AJCEP)と二国間FTAの両方が利用可能なときに、どちらの協定を利用するかという選択問題を理論的、実証的に分析した。2本目では、より一般的に、タイの輸入に焦点を当て、実に6つの協定が利用なときに、どのように利用する協定を選択しているかを分析している。3本目の論文は、日本の輸入において、最貧国向け一般特恵関税と二国間FTAが利用可能な際に、片方の原産地規則が変化すると、協定選択問題にどのような影響を及ぼすかを分析している。最後に4本目の論文では、ASEAN各国から日本に輸出する際の、FTA利用にかかる可変的な費用、及び固定的な費用の計測を行っている。分析可能な対象が限定的である点を改善すべく、改訂を行っているところである。本事業2年目にして、既に3本の論文が少なくとも国際的学術誌に投稿可能な状態にあり、うち1本は既に掲載された。残りの2本についても、事業3年目に学術誌への掲載が確定することが期待される。これらに加え、もう1本が改訂中であり、これも3年目の途中には投稿されるであろう。平成30年度では、第一に、これまでの分析結果をもとに3本の論文を作成し、学術雑誌への掲載を目指す。第二に、引き続き、その他の国についてもFTA利用額データの収集を進める。現在、台湾、ベトナムにおけるデータ入手を試みている。ただし、29年度に入手した国の中には、データの取り扱い規定上、外国人がデータ分析を行うことを許さないケースがあった。他の国のデータと混合して分析できない場合、包括的、横断的な分析が困難になるため、この問題の解消も同時に行う必要がある。一案としては、まず研究代表者が、アクセスできる国のデータを全て揃える。そして、それらをアクセスできない国のデータ所有者に渡し、研究代表者の指示のもと、当該所有者が実際の分析作業を行うことが考えられる。ただし、これによって分析が可能になる追加的な国は1か国のみであり、慎重に選択する必要がある。第三に、データ収集に目途が立った時点で、FTA利用コストを計測し、その決定要因に関する横断的分析を行う。事業3年目では、まず2年目に学術誌に投稿した論文が採択されるよう、必要に応じて改訂を行う。次に、2年目に仕掛けた投稿前の論文2本を全て学術誌に投稿する。最後に、これら3本で構築された分析フレームワークを用いながら、包括的、横断的な分析を行う。具体的には、日本、タイ、インドネシア、台湾、中国のFTA利用データを同時に利用しながら、「関税選択問題」及び「FTA利用コスト」に関する分析を行う。また同時にさらなる国の追加ができないか模索する。可能性がある国として、オーストラリア、フィリピン、ベトナムが挙げられる。データ・アクセス権に注意しながら、出来るだけ多くの国を含んだ分析を目指す。
多様体の位相幾何学的研究

多様体のトポロジ-の研究として引続いて、4次元多様体上のyongーmills接続について研究を行った。今年度は主として4次元球面上の2次元特殊ユニタリ群SU(2)を作用にもつ主ベクトル束上のyongーmills接続の一つである反インスタントンのモジュライ空間について、ADHM構成による代数的表現の計算を行った。小林は3,4次元多様体について研究を行い、結び目理論とグラフ理論との関係について研究をし、Spatial graphという概念を導入して、これに関するある種の多項式がknotの分類に役立つことを示し、また、spatial graphのBook presentationによってknotのlocally unkottednessがある程度解明できることを示した。守屋は、nondeterministic and alternating Turing machinesのcomplexity classesの間の関係について発表し、またcontextーfree gammers with memoryやTree antomataの拡張についても研究を発表する予定で、計算論の基礎的理論において成果をあげている。篠原は昨年度のFain gamesのFelleis Theoryについての成果をまとめて発表した。近藤は、整数論において、golay codeのsextelなる概念を一般のDoubly even codesに拡張して、その基本的性質を調べ、ある種の可移性定理を得た。その他発表には至っていないが、ゲ-ジ理論の物理学への応用、多様体の微分可能構造の代数的位相幾何学による研究などが進められ、また、Banach空間における発展方程式d/(dt)u(t)=Au(t)およびd/(dt)u(t)=A(t)u(t)の解の構造についての研究も行われた。
日本の大学における諸活動を可視化するオントロジーマップの構築

〔a.欧州研究情報の調査〕euroCRIS2018(欧州研究情報に関する国際会議)に参加し、欧州における動向を調査した。ここでわかったことは、科学データのオープン化に向けて提唱されているFAIR原則(発見可能性、可達性、互換性、再利用性)が、研究情報にも有効であり、研究情報マネジメントでもこの原則を重視すべきであるという認識が、欧米では一般的になりつつあることである。FAIR原則については、国内では特に科学データのオープン化の観点では知られているが、大学のマネジメントの観点では未だ必要性について議論されていない。この原則を守るために必要なことは、全てのデータに永続的識別子(PID)とメタデータの充実化である。特にメタデータの充実には、情報のもとになる概念を定式化するオントロジーが有効である。〔b.およびd.研究情報と社会活動情報のオントロジー構築と教育との併合〕教育・研究・社会貢献活動を構築し併合することを想定して、人事や財務の概念も並行して構築する必要性が高いことが明らかになってきた。これら3つの概念を関連づけるものとして、明確になっているのが人事と財務であるからである。この二つの概念のオントロジー構築は、本研究課題の対象ではないが、今後の課題である。〔c.オントロジーマップ〕成果は教育情報学会の年会での課題発表やMJIR2018において報告した。さらに、台湾における大学IR協会では招待公演にて日本のIRについての課題の一つに、大学の各種役割をオントロジーを活用して定式化し、データベースなどに役立てる必要があることを議論した。また、プロトタイプを国際会議NPSE2019にてポスター発表した。おおむね順調に進展しているが、次のような課題が明らかになった。教育・研究・社会貢献活動の概念を、成果情報として捉えるためのオントロジーを構築することは可能であるのはわかってきたが、これらを併合する際に、鍵となる概念が人事や財務であることが明らかになってきた。教育・研究・社会貢献活動の3概念をむすびつけようとする場合、研究分野によって特徴が大きく異なるため、オントロジーを記述することが困難である。しかし、人事や財務などの概念は一般的であり、他分野でのオントロジー構築の実績があるので、比較的導入しやすい。ただ、これらを一から構築するには時間がかかるので、本研究課題では人事と財務の概念については必要最小限の構築にとどめて研究を進めることとした。来年度は教育・研究・社会貢献活動などのオントロジーを併合し、可視化するマップを構成する。また、今後の課題となっている人事や財務の概念のオントロジー化を最小限ではあるが進めていき、マップ構成に活用する。この課題では、次の3点について研究を行う。以下、情報の形態調査とは、メタ情報とそこに現れる各属性の役割、他の情報との連携の仕組みについて調査することを言う。(a)欧州の教育情報の形態調査:欧州EUNIS(教育情報に関する協会)の会議に参加し、教育情報のマネジメントやデータ互換性などの調査を行う。(b)国内の大学情報の形態調査:国内の大学情報の形態調査を行う。特に学校基本調査、認証評価報告書、研究者総覧DBなどの情報の形態調査を行う。(c)教育情報のみのオントロジーの構築:上述の国内調査を踏まえて、試験的に教育分野のオントロジーを構築する。完成形への課題や改善点などを検討する。本年度は、それぞれ以下のような実績を得た。(a)今年度は欧州における教育情報及び研究情報のマネジメントに焦点を当て、EUNIS(教育情報に関する協会)の会議への参加し、欧州における高等教育情報に関する標準化の取り組みについて調査した。また、euroCRIS(研究情報に関する協会)が主催するCERIF(欧州研究情報データフォーマット)の研修会に参加し、CERIFのオントロジーについて調査した。(b)国内における高等教育機関別認証評価の基準の比較と、評価項目の対応の調査を行った。(c)研究分野オントロジーは上述のCERIFを参考にし、情報教育分野オントロジーの枠組みについて検討を行い構築に着手した。成果は、東南アジアのIR協会(SEAAIR)の年会や、大学情報・機関調査研究会の研究集会(MJIR)にて会議発表を行い、雑誌「情報の技術と科学」では招待論文として、この研究の意義や期待される成果について報告した。上述の(a)(c)まで3つの計画のうち、(a)に関する調査が当初の計画より多く進んだが、(c)についてのオントロジー構築の計画に少しの遅れが出た。しかし、30年度の(a)の計画の実行(研究情報に関する調査)を先取りしており、全体の進捗としては順調に進展している。〔b.およびd.研究情報と社会活動

情報のオントロジー構築と教育との併合〕教育・研究・社会貢献活動を構築し併合することを想定して、人事や財務の概念も並行して構築する必要性が高いことが明らかになってきた。これら3つの概念を関連づけるものとして、明確になっているのが人事と財務であるからである。この二つの概念のオントロジー構築は、本研究課題の対象ではないが、今後の課題である。〔c.オントロジーマップ〕成果は教育情報学会の年会での課題発表やMJIR2018において報告した。さらに、台湾における大学IR協会では招待公演にて日本のIRについての課題の一つに、大学の各種役割をオントロジーを活用して定式化し、データベースなどに役立てる必要があることを議論した。また、プロトタイプを国際会議NPSE2019にてポスター発表した。おおむね順調に進展しているが、次のような課題が明らかになった。教育・研究・社会貢献活動の概念を、成果情報として捉えるためのオントロジーを構築することは可能であるのはわかってきたが、これらを併合する際に、鍵となる概念が人事や財務であることが明らかになってきた。教育・研究・社会貢献活動の3概念をむすびつけようとする場合、研究分野によって特徴が大きく異なるため、オントロジーを記述することが困難である。しかし、人事や財務などの概念は一般的であり、他分野でのオントロジー構築の実績があるので、比較的導入しやすい。ただ、これらを一から構築するには時間がかかるので、本研究課題では人事と財務の概念については必要最小限の構築にとどめて研究を進めることとした。今後は次のような計画を進めていく。(a)欧州の研究情報の形態調査:欧州CRIS(研究情報に関する協会)の会議に参加し、研究情報のマネジメントやデータ互換性などの調査を行う。前年度は、データ標準CERIFに関する調査を行ったが、今年は、それを活用したデータの互換性の具体的な実装について大学や研究機関の事例報告やインタビューを通じて調査する。(b)研究情報のオントロジー構築:欧州における研究情報標準CERIFは、構築されたオントロジーに基づいて定義されている。本研究では、CERIFを先行研究の成果として参考にしつつ、日本向けの研究情報のオントロジーを構築する。(c)教育・研究活動のオントロジーを併合しマップにより可視化:前年に構築した教育情報のオントロジーと、本年度構築する研究情報オントロジーとを併合し、可視化を実現するマップ構成の研究を行う。来年度は教育・研究・社会貢献活動などのオントロジーを併合し、可視化するマップを構成する。また、今後の課題となっている人事や財務の概念のオントロジー化を最小限ではあるが進めていき、マップ構成に活用する。2名の分担者による未執行の助成金については、(1)一人は年度末に異動をしたため、少額の未執行が発生した。また、(2)もう一人は、成果発表を予定していた本事業と関連する学会イベント(集会や年会)が旅費を必要としないところで開催されたためである。本年度は、(1)異動先に移管して本年度の分担金と合わせて適正に執行する。また、(2)本年度と合わせた分担金を適正に執行できるような成果発表を予定している。
ハロゲン処理を組み合わせた革新的鋳型炭素化法によるポーラスカーボンの細孔構造制御

本研究では,金属イオンを有するポリマーのハロゲン処理と炭素化によって,原料ポリマーの熱安定化と無機鋳型の形成を同時に行い,引き続き水洗鋳型除去を行うことで高い細孔表面積を可能にする新しいポーラスカーボンの合成を提案した。本法では,ある特定のハロゲン導入処理の時に高い細孔容量を発現することと,鋳型(ハロゲン化物)種によってカーボンの細孔分布の制御ができることが分かった。本研究では,金属イオン交換・吸着能を有するポリマーに対してハロゲン処理と焼成を行うことよって,ポリマーの熱安定化と無機鋳型の形成を同時に行い,引き続き水洗鋳型除去を行うことで,残炭率を増大させながら精密な細孔制御を達成するといった新規ポーラスカーボンの合成技術を確立することを目的とする。最終的には,本技術により従来の鋳型法の最大の欠点である製造コストの大幅な低減と,鋳型法特有の構造規則性を活かしたポーラスカーボンの新たな用途拡大を目指している。平成27年度は,より均質な細孔構造を有するポーラスカーボンを得るための最適合成条件を検討した。原料には先行研究で使用したセルロースカルボン酸塩(カルボキシメチルセルロース)に加え,本手法の別ポリマーへの有用性(適用性)を検討するために,各種金属イオンと錯体を形成するキトサン,およびイオン交換により種々の金属種の導入が可能な汎用のイオン交換樹脂を用いた。これら3種の原料前駆体に対してハロゲン(主としてヨウ素)処理を行い,引き続き焼成,水洗除去により得られた炭素体の細孔容量ならびに炭素化収率の変化について詳細に調べた。その結果,アルカリ金属イオンを含むセルロースとヨウ素蒸気との反応で生成したヨウ化物を除去することによって発現する細孔容量の増大効果は,ある特定のヨウ素導入処理の際に生じ,さらに原料中のアルカリ金属量にも影響を受けることが明らかとなった。またイオン交換樹脂やキトサンを原料にした場合も,ハロゲン化物除去による細孔容量ならびに炭素化収率の増大の効果が認められた。今年度は,ハロゲン導入量を一つの指標として,各炭素体の炭素化収率と細孔特性の変化を調べ,ある程度系統的な評価が行えた。また,本手法の有用性が,セルロース以外のポリマーでも確認できたことは興味深い結果であった。一方,原料前駆体の焼成時の物理的変化(相変化)が,細孔特性や炭素化収率に与える影響も無視できないことが示唆されたため,今後,焼成時の炭素体のモルフォロジー変化について吟味する必要性が生じた。本研究では,金属イオン交換・吸着能を有するポリマーに対してハロゲン処理と焼成を行うことによって,ポリマーの熱安定化と鋳型の形成を同時に行い,引き続き水洗鋳型除去を行うことで,残炭率を増大させながら精密な細孔制御を達成するといった新規ポーラスカーボンの合成技術を確立することを目的とする。最終的には従来の鋳型法の最大の欠点である製造コストの大幅な低減と,鋳型法特有の構造規則性を活かしたポーラスカーボンの新たな用途拡大を目指している。平成28年度は,原料前駆体としてセルロースカルボン酸塩(カルボキシメチルセルロース:CMC)に的を絞り,分子構造内のNa置換率や重合度などの異なる数種のCMCを選定し,得られた炭素体の炭素化収率ならびに細孔容量を評価することで本手法の有効性について検討した。合わせて,新たな用途展開として吸着式ヒートポンプ用の吸着剤としての利用を志向して,調製した炭素体の水吸着特性について調査した。その結果,原料CMCのNa含有率が,炭素体の多孔度に対して大きく影響を及ぼすことが明らかとなった。また,炭素化過程で生成するNaIが鋳型源となるだけではなく,一種の賦活剤としても機能することで炭素体の高比表面積化を促すことが分かった。このように著しく比表面積および炭素化収率が増大するのは,I/Na=1となるようにヨウ素処理を行った時であり,同時に酸性表面官能基も多く炭素体表面に導入される結果,最も水吸着特性に優れるポーラスカーボンが得られることが明らかとなった。昨年度の実験データをフィードバックすることで,引き続き本手法の有効性について系統的に調査することができた。新たな知見として,鋳型源となるハロゲン化アルカリ粒子がその融点以下の温度域においても炭素の賦活剤として機能することが示唆された。しかしながら,その核生成や粒子成長がハロゲン処理ならびに炭素化過程のどの時点で生じ,CMC原料マトリクス中にどのように分散していくのか等について不明な点も多く,今後,本研究の目的を達成させるためにも反応機構をしっかりと吟味・解明する必要がある。本研究では,金属イオン交換・吸着能を有する各ポリマーに対してハロゲン処理を行うことによって,ポリマーの熱安定化と鋳型の形成を同時に行い,引き続き水洗浄除去を行うことで,残炭率を増大させながら精密な細孔制御を達成するといった,従来の調製法とは異なる新規ポーラスカーボンの合成技術を確立することを目的とする。最終的には,従来法よりも製造コストの大幅な低減と,鋳型法特有の構造規則性を生かしたポーラスカーボンの新たな用途拡大を目指している。平成29年度は,前年度までの研究成果の再現性を調べるとともに,ポリマーの改質法の一種である水熱法の溶媒条件にヨウ素を用いる方法を試み,得られるカーボンの炭素化特性についての検討を行った。その結果,セルロースカルボン酸塩をハロゲン処理の原料前駆体とする場合,炭素化過程で生成するハロゲン化アルカリの生成量に依存して,その粒子表面の近傍で炭素の酸化浸食が進行することが改めて確認できた。この現象を積極的に利用することで,1000m2/gを超えるポーラスカーボンが調製可能となった。

またこの効果は原料前駆体を汎用のイオン交換樹脂に応用しても有効であり,ミクロからマクロまでの大きさの異なる細孔の階層構造を付与することが可能となった。一方,ヨウ素を組み合わせた水熱処理においては,ハロゲン添加によって細孔特性を損ねることなく,大粒径の球状ポーラスカーボンが高収率で得られることが明らかとなった。研究期間全体を通じて,ポリマーのハロゲン処理,炭素化,水洗浄といった一連の単純工程で,適度に細孔制御したポーラスカーボンが高収率で得る方法を確立できた。また,得られたカーボンは,従来の炭素体が不得意とする低相対域での水吸着能に優れた特性を示したことから,今後,吸着式ヒートポンプや調湿材などへの応用が期待できる。本研究では,金属イオンを有するポリマーのハロゲン処理と炭素化によって,原料ポリマーの熱安定化と無機鋳型の形成を同時に行い,引き続き水洗鋳型除去を行うことで高い細孔表面積を可能にする新しいポーラスカーボンの合成を提案した。本法では,ある特定のハロゲン導入処理の時に高い細孔容量を発現することと,鋳型(ハロゲン化物)種によってカーボンの細孔分布の制御ができることが分かった。今後は,細孔形成メカニズムの解明を目的とした材料評価を加速させ,前年度の基礎的知見をフィードバックしながら,細孔を形成する炭素マトリックスの微細構造と鋳型ハロゲン化物のモルフォロージーとの相関性,細孔表面のラフネスや濡れ性などを総合的に評価することで,精密な細孔設計と応用を志向した材料設計を行う予定である。特に,ハロゲン化物の成長・凝集性が得られる炭素体の細孔特性に影響を及ぼしていることが容易に予想されるため,XRDやTEMなどの測定法を用いてその生成機構を検討する予定である。TEMや小角X線散乱などの手法によって細孔形成のメカニズムの解明を行い,より効率良く炭素化収率の増加ならびに細孔構築が達成されるための最適条件の絞り込みを行う。またある特定の条件下でハロゲン処理・炭素化して得たポーラスカーボンが優れた水吸着特性を示したことから,種々の水系用途に関する知見を得る予定である。工学本研究の遂行に不可欠な吸着測定用の寒剤ならびに焼成処理用の高純度ガスの購入を予定していたが,当初計画よりも使用頻度が少なく数回分が未購入のまま研究初年度が終了したため。細孔特性評価に不可欠な吸着装置の不具合が生じ,当初計画していた国際学会発表を見送りその修繕に多くの費用が掛かった。その一方で,高価な原料・薬品などの購入が少なく全体としてこれらの支出分が抑えられた結果,繰越分が生じた。翌年度の同消耗品の購入に充てる予定である。翌年度の消耗品の購入および吸着装置の改良などの費用に充て,首尾良く次年度の研究計画を遂行する予定である。
人工癌幹細胞を用いた治療抵抗性克服戦略の開発

申請者は、人工癌幹細胞(induced cancer stem cells: iCSC)技術を基盤にし、癌幹細胞の体内での挙動の解析、癌幹細胞と非癌幹細胞との相互作用の解析を行い、それらを制御・構成する分子の同定と阻害化合物の探索を行い、最終的に癌幹細胞の治療抵抗性を克服する戦略をデザインすることを目的として研究を行った。その結果、1骨肉腫において腫瘍形成能を決定づける因子としてImp3を同定し、2治療によって癌幹細胞が抵抗性を発揮する際、IGFシグナルが重要であること、更に3癌幹細胞におけるCD44vの発現は、活性酸素の蓄積を抑制し、腫瘍の増大と治療抵抗性を促進することを明らかにした。申請者は、マウスの正常細胞に特定の遺伝子操作を加えることにより、自己複製能と多分化能を有した上で癌を形成することのできる細胞を樹立することに成功し、それらを同系マウスに少数移植することにより、ヒトの腫瘍に生物学的および組織学的に酷似した悪性腫瘍を100%誘導するシステムを保有している。この人工癌幹細胞(induced cancer stem cells:iCSC)技術を基盤にし、癌幹細胞の体内での挙動の解析、癌幹細胞と非癌幹細胞との相互作用の解析を行い、それらを制御・構成する分子の同定と阻害化合物の探索を行い、最終的に癌幹細胞の治療抵抗性を克服する戦略をデザインすることを目的として研究を行った。本年度は、骨肉腫iCSCを用いて腫瘍形成能について解析を行い、脂肪、軟骨、骨への3方向の分化能を内在する間葉系幹細胞に近い性質を持った癌細胞が、脂肪分化の能力を喪失すると急速に腫瘍形成能が上昇することがわかり、潜在的な癌幹細胞として機能していることを見出した。また上皮性癌の癌幹細胞マーカーとして知られているCD44の機能解析を行い、そのスプライスバリアントフォーム(CD44v)がシスチントランスポーターxCTと結合し、xCTの細胞膜上での発現を安定化することでシスチンの細胞内への取り込みを増大させ、還元型グルタチオン(GSH)の生成を促進させることを見出した。その結果、癌細胞におけるCD44vの発現は、活性酸素の蓄積を抑制し、腫瘍の増大と治療抵抗性を促進することを明らかにした。本年度は、骨肉腫iCSCを用いてin vivoにおける腫瘍形成の際に腫瘍の部位によって未分化な自己複製能を持つ細胞と、分化して骨や軟骨になる細胞がどのような微小環境の変化に基づくものかについて解析を行い、腫瘍周辺の線維芽細胞から分泌されるFGF2が重要な役割を果たしていることを見出した。また上皮性癌の癌幹細胞マーカーとして知られているCD44の機能解析を行い、そのスプライスバリアントフォーム(CD44v)がシスチントランスポーターxCTの発現を安定化することで還元型グルタチオン(GSH)の生成を促進させるという昨年の所見に加えて、CD44が細胞内ドメインでM2型ピルビン酸キナーゼと結合し、その活性を抑えることで、ワーブルグ効果に貢献し、さらにGSHの産生を促進していることを見出した。申請者は、マウスの正常細胞に特定の遺伝子操作を加えることにより、自己複製能と多分化能を有した上で高いin vivo腫瘍形成能を持つ細胞を樹立することに成功し、それらを同系マウスに少数移植することにより、ヒトに発生する腫瘍に生物学的および組織学的に酷似した悪性腫瘍を100%誘導するシステムを保有している。この人工癌幹細胞(induced cancer stem cells:iCSC)技術を基盤にし、癌幹細胞の機能及び治療抵抗性のメカニズムの解明、そして治療戦略を考案することを目的として研究を実施した。本年度の具体的な成果としては:1)マウス胃癌モデルでは、癌幹細胞において酸化ストレスを軽減する分子として働いているCD44vの発現が炎症によって浸潤してきたマクロファージによって誘導されることが分かった。しかもマクロファージから分泌されるTNFαが重要な役割を果たしていることを明らかにした。2)昨年までの研究で癌幹細胞の生体生着を決定づける分子としてRNA結合タンパク質IMP3を同定したが、本年度はこの分子に対する阻害薬を同定するためのアッセイ系を確立し、双腕型ロボットを用いたスクリーニングを開始した。

3)骨肉腫iCSCを用いて治療抵抗性機構を調べたところ、抗がん剤によって損傷を受けた細胞からはIGF2が分泌され、その作用で残存した癌幹細胞の細胞周期が停止し、抗がん剤による傷害を最小限に食い止めることが分かった。4)多分化能を持つ脂肪前駆細胞が成熟脂肪細胞に変化するのに、アクチンの脱重合が引き金となることを見出した。アクチンの脱重合によって生じたGアクチンが、転写抑制因子MKL1と細胞質で結合することで脂肪分化の主たる誘導分子であるPPARγの発現がONになり、脂肪細胞に分化する。申請者らは、骨肉腫iCSCが脂肪分化するとその腫瘍形成性を失うことを見出しているが、骨肉腫iCSCをアクチン脱重合誘導剤で処理すると、成熟した脂肪細胞に変化させることができた。申請者は、マウスの正常細胞に特定の遺伝子操作を加えることにより、自己複製能と多分化能を有した上、in vivoで高い腫瘍形成能を持つ細胞を樹立することに成功し、それらを同系マウスに少数移植することにより、ヒトに発生する腫瘍に酷似した悪性腫瘍を100%誘導するシステムを保有している。この人工癌幹細胞技術を基盤にし、癌幹細胞の腫瘍形成能・体内での挙動、癌幹細胞と非癌幹細胞との相互作用について解析を行い、制御分子の同定と阻害化合物の探索を行い、癌幹細胞の治療抵抗性を克服する戦略を立案することを目的として研究を実施した。本年度の具体的な成果としては1)骨肉腫幹細胞の高腫瘍形成能を規定する分子としてImp3を見出し、Imp3の発現がin vivoにおける腫瘍形成性と非付着プレートにおける増殖という2つのイベントを同時に制御していることを明らかにした。この所見に基づいて、Imp3発現細胞が付着プレートでは増殖できるが非付着プレートでは増殖できない状態を誘導できる薬剤のスクリーニングを1500個の既存薬ライブラリーを用いて行い、3つの化合物が低濃度でこの条件に合致することを見出した。2)骨肉腫幹細胞を抗がん剤で処理した時、IGF2が上昇し、それによって細胞周期の停止(dormancy)が誘導され、抗がん剤に対する抵抗性が増すことを見出した。さらに、IGF2を起源とするシグナルによって、細胞内のオートファジーが上昇し、細胞内へのグルタミンの流入が上昇し、これらが抗がん剤治療後の残存細胞の生存を担保する機構として働いていることを見出した。よってクロロキンなどによるオートファジーの抑制あるいはL-アスパラギナーゼ処理による細胞内グルタミンの減少によって、有意にこの細胞に細胞死を高率に誘導することが可能となった。<人工がん幹細胞(iCSC)を用いた腫瘍形成能を決定づける分子の同定>骨肉腫iCSCを用いて、生体における腫瘍形成を機能的に制御する分子としてIGF2BP3/Imp3(以下Imp3と呼ぶ)を見出した。Imp3はiCSCが生体において腫瘍を形成する過程においてその発現が上昇し、発現を抑制することによって完全にマウスにおける腫瘍化を防ぐことができることが分かった。またImp3はRNA結合たんぱく質であり、その標的となる複数のmRNAを制御することで腫瘍形成能の制御をおこなうことが示唆された。
光/化学エネルギー変換に基づく光イオニクスデバイスの創成

光励起された半導体電極内に可動イオンが脱挿入される「光イオニクス現象」で動作する光蓄電デバイスの可能性を実証する.これまで,電極/電解液界面で生じる光腐食等の副反応により,十分な光充電特性が得られておらず,現象解析も進んでいない.本研究では,電気化学安定性に優れる固体電解質を用いて全固体型デバイスを構築し,固体固体界面での光イオニクス現象を開拓する.さらに,光イオニクス現象の支配因子を界面構造解析から明らかにすることで,発電および蓄電機能を兼ね備えた物質探索に展開する.光励起された半導体電極内に可動イオンが脱挿入される「光イオニクス現象」で動作する光蓄電デバイスの可能性を実証する.これまで,電極/電解液界面で生じる光腐食等の副反応により,十分な光充電特性が得られておらず,現象解析も進んでいない.本研究では,電気化学安定性に優れる固体電解質を用いて全固体型デバイスを構築し,固体固体界面での光イオニクス現象を開拓する.さらに,光イオニクス現象の支配因子を界面構造解析から明らかにすることで,発電および蓄電機能を兼ね備えた物質探索に展開する.
ラット卵巣摘出モデルにおける歯周組織の骨吸収因子発現

歯周病と骨粗鬆症は,骨吸収という共通の症状で進行することから,双方向性の関与が示唆され,疫学的な研究が多数報告されているが,両疾患の関与機序に関する詳細なメカニズムについては,推論の域をでていない.今回の研究においては,エストロゲン欠乏状態では炎症性細胞から,破骨細胞を活性化させる多数のサイトカイン類が増加するという仮説のもと,有意に歯槽骨吸収が進行することを確認している骨粗鬆症ラットモデルを使用し,マイクロアレイにより歯周組織中の骨吸収に関連するサイトカインの遺伝子発現を網羅的に検索することを目的とした。7週齢のSpraque-Dawley系ラットに実験的骨粗鬆症を誘発させる目的で,卵巣摘出術(OVX)を施行した.OVXラットに実験的歯周炎を惹起する目的で,上顎右側第二臼歯に縫合用ナイロン糸を結紮,4日後に上顎右側第二臼歯頬側歯肉と同周囲歯槽骨を摘出し、totalRNAを抽出後、蛍光標識化したcDNAを合成し、マイクロアレイでの解析を行った。コントロールと比較し2倍以上の発現増加を示した遺伝子を抽出した。その中から、Real-time PCR法を用いて主に破骨細胞の活性化に関与する遺伝子発現量の測定を行った。RANKLやTNF-α,IL-6の発現は、OVXラット由来の歯肉、歯槽骨においてコントロールと比較し有意に高かった。以上のことから、骨粗鬆症により骨吸収活性が増加している状態で歯周炎を併発すると歯槽骨吸収がさらに促進するメカニズムの一端が示唆された。7週齢のSpraque-Dawley系ラットに実験的骨粗鬆症を誘発させる目的で,卵巣摘出術(OVX)を施行した.12週後,マイクロCTを応用して右側大腿骨遠位端と脛骨近位端を計測し、骨密度の低下を確認した。OVXラットに実験的歯周炎を惹起する目的で,上顎右側第二臼歯に縫合用ナイロン糸を結紮,4日後にマイクロCTを応用して同歯周囲の歯槽骨吸収を検索した。OVXラットの歯槽骨吸収は,擬似手術を行ったラットより顕著であった。また、両ラット上顎右側第二臼歯頬側歯肉と同周囲歯槽骨を摘出し、totalRNAを抽出後、Real-time PCR法を用いて破骨細胞の活性化に関与する遺伝子発現量の測定を行った。RANKLやTNF-α,IL-6の発現は、OVXラット由来の歯肉、歯槽骨で高い傾向を示した。今後、マイクロアレイを用いて、この歯周組織に特異的に増加している骨吸収に関連している遺伝子群を詳細に検索する予定である。
相互作用が競合したグラニュラー磁性体における超軟磁性の発現

ナノメータサイズの磁性体微粒子が非磁性金属中に分散したグラニュラー磁性体においては、その磁気的性質が磁性体粒子間の磁気的相互作用に強く依存するが、従来のグラニュラー磁性体は、非固溶の関係にある合金を熱処理することにより磁性粒子を析出させることにより作製していたために粒子径と分散量を独立に制御できず、それらに関する系統的な実験がなされなかった。本研究では、独自のクラスター堆積技術を用いて、粒子径と分散量を独立に制御したFe/Ag薄膜を作製し、その磁気特性を詳細に調べた。その結果、粒子濃度が中程度のとき非常に磁気特性がソフトになることを見出した。その点に注目した実験を行い以下の結果を得た。1.平均粒径が5nmのFe粒子をAg中に0から100%の範囲で厳密に制御して分散できた。2.Fe粒子濃度が増すと磁気的相互作用が強まる。低濃度で、反強磁性的相互作用も観測されたが、全体として強磁性的相互作用である。3.Feの分散量が30at%程度において、室温において強磁性的な振る舞いをするとともに、0.5Oe程度の非常に低磁場で磁化反転が起き、軟磁性を示すことを見出した。4.この系において典型的なキュリー・ワイス型の初磁化率の温度変化を観測し、相互作用により強磁性配列(スーパーフェロ配列)が室温で起きることを推察できた。5.軟磁性は室温におけるスーパーフェロからスーパーパラへ変わる濃度で観測されたことより、従来の強磁性体やフェリ磁性体におけるキュリー点で透磁率が極大を示すホプキンソン効果に似た効果と考えられた。6.粒子系により軟磁性材料が実現できる可能性を示すことができた。ナノメータサイズの磁性体微粒子が非磁性金属中に分散したグラニュラー磁性体においては、その磁気的性質が磁性体粒子間の磁気的相互作用に強く依存する。特に、磁性粒子がランダムに分散した場合、相互作用が粒子の幾何学的配置により強磁性的になる場合と反強磁性的になる場合があるため、磁性粒子が高濃度になると相互作用が競合して粒子の磁化がどの方向を向いたら良いか分からなくなる。そのような状態では、系として軟磁性が発現するのではないかと考えて、本研究を始めた。従来のグラニュラー磁性体は、非固溶の関係にある合金を熱処理することにより磁性粒子を析出させることにより作製していたために粒子径と分散量を独立に制御できず、その点について実験的に調べることができなかった。そして、以下の結果を得た。2.Feの分散量が35at%程度において、強磁性的な振る舞いをするとともに、5Oe程度の非常に低磁場で磁化反転が起き、軟磁性を示すことを初めて見出した。3.この系において典型的なキュリー・ワイス型の初磁化率の温度変化を観測し、相互作用により強磁性配列が室温で起きることを推察できた。4.粒子系により軟磁性が発現することができる実験的な手掛かりを見出した。

ナノメータサイズの磁性体微粒子が非磁性金属中に分散したグラニュラー磁性体においては、その磁気的性質が磁性体粒子間の磁気的相互作用に強く依存するが、従来のグラニュラー磁性体は、非固溶の関係にある合金を熱処理することにより磁性粒子を析出させることにより作製していたために粒子径と分散量を独立に制御できず、それらに関する系統的な実験がなされなかった。本研究では、独自のクラスター堆積技術を用いて、粒子径と分散量を独立に制御したFe/Ag薄膜を作製し、その磁気特性を詳細に調べた。その結果、粒子濃度が中程度のとき非常に磁気特性がソフトになることを見出した。その点に注目した実験を行い以下の結果を得た。1.平均粒径が5nmのFe粒子をAg中に0から100%の範囲で厳密に制御して分散できた。2.Fe粒子が低濃度のときはスーパーパラ的磁性を示す。3.Fe粒子濃度が増すと磁気的相互作用が強まる。低濃度で、反強磁性的相互作用も観測されたが、全体として強磁性的相互作用である。4.Feの分散量が35at%程度において、室温において強磁性的な振る舞いをするとともに、0.5Oe程度の非常に低磁場で磁化反転が起き、軟磁性を示すことを見出した。5.この系において典型的なキュリー・ワイス型の初磁化率の温度変化を観測し、相互作用により強磁性配列(スーパーフェロ配列)が室温で起きることを推察できた。6.軟磁性は室温におけるスーパーフェロからスーパーパラへ変わる濃度で観測されたことより、従来の強磁性体やフェリ磁性体におけるキュリー点で透磁率が極大を示すホプキンソン効果に似た効果と考えられた7.粒子系により軟磁性材料が実現できる可能性を示すことができた。
クラウドコンピューティングによる大規模な離散逆問題の新しいＧＭＲＥＳ型算法の構築

離散型線形悪条件問題に対する正則化手法として,GMRES法に注目し,GMRES法の適用過程で現れる各値を用いた制約条件を付加することで,問題の非適切性の改善を試みた研究である.GMRES法による正則化の過程は,(1)GMRES法によって連立1次方程式の近似解を生成し, (2)制約条件を用いて最適な近似解を決定する, 2ステップに分けられる. (1)においては, GMRES法を離散型線形悪条件問題に適用した特徴的な振る舞いについて考察し, (2)近似解決定の制約条件として,Simplified Tikhonov閾値を提案し,数値実験により有効性を示した.離散型線形悪条件問題は,非適切問題を表すモデル方程式を離散化して得られる連立1次方程式である.応用分野は,石油探査や重力測定,衛星写真や医用画像の復元等と幅広く,古くから活発な研究が行われている.非適切問題とは,Hadamardの定義した良条件問題のための3条件を満たさない問題のことであり,実社会ではこのような問題はいたる所に存在する.近年,離散型線形悪条件問題に対する正則化手法としてGMRES法が注目を集めている.本研究では,非適切問題から生じる連立1次方程式に対し,解の安定を図るための正則化手法としてGMRES法を適用することについて考える.GMRES法による正則化の過程は,(1)GMRES法によって連立1次方程式の近似解を生成する,(2)制約条件を用いて最適な近似解を決定する,という2つの過程に分けることができる.(1),(2)の過程において,それぞれ従来よりも利便性を高めることを目的とした新手法の提案を目的としている.特に,第一種Fredholm積分方程式の離散化から導かれる連立1次方程式に対してGMRES法を適用する場合の,近似解決定の新たな閾値を提案し,GMRES法の新しい反復アルゴリズムを構成する.第一種Fredholm積分方程式とは,逆問題の1つとして知られ,離散型線形悪条件問題に分類される.対象となる問題は幅広く,近年活発に研究が行われている.悪条件問題は困難な性質を持つため,克服すべき点は多く残っている.今回提案する閾値は,古典的な手法の1つであるTikhonov正則化に注目したものであるが,従来用いられている残差ノルムに比べ,解の精度,近似解の決定の面で有利に働く.本研究は,新しい算法の導出と実装による逆問題の精度のよい近似解を求めるクラウドコンピューティングによるソフトウェアの構築を目的としている.離散型線形悪条件問題は、非適切問題を表すモデル方程式を離散化して得られる連立1次方程式である.特に、石油探索,医療画像処理など応用分野は広いが,Hadamandが定義した3つの条件(解の一意性,存在性,安定性)のいずれかを満たさないので,近似解の計算が困難である.本研究は,そのような問題に対して,正則化技法としてGMRES法を用い,近似解の安定性を図る算法の開発を行った.今年度の研究成果として以下の3点を挙げることがでる.(1)条件の悪い問題を取り扱う柔軟なDFGMRES法の開発:GMRES法の近似解の構成には,Krylov部分空間に対して,任意の空間を付加するDeflationやAugmentationに加えて,残差ノルムの収束を加速するための前処理手法を提案した.(2)新しい制約条件の提案:適切な近似解の決定を自動化するために,Simplified Tikhonov値となずけた制約条件を提案し,数値実験を行い,近似解の評価を行った.提案したSimplified Tikhonov値は,非適切問題に対する古典的な正則化手法であるTikhonov正則化の枠組を利用した改良版である.通常,反復法の収束判定は,GMRES法の残差ノルムを用いることが多いのだが,この算法では近似解ノルムを収束判定の指標として利用することも可能である.(3)数値実験による提案手法の評価:第1種Fredholm積分方程式などの非適切問題に対して,提案手法によるソルバーの開発を行い,コンピュータグラフィクスなどのよる可視化を利用して算法の正当性,有効性などの評価を行った.今後の研究の展開として,大規模な非適切問題に利用するために,提案手法の高速化を図る並列化やソルバーのクラウド化などを行う必要がある.離散型線形悪条件問題に対する正則化手法として,GMRES法に注目し,GMRES法の適用過程で現れる各値を用いた制約条件を付加することで,問題の非適切性の改善を試みた研究である.GMRES法による正則化の過程は,(1)GMRES法によって連立1次方程式の近似解を生成し, (2)制約条件を用いて最適な近似解を決定する, 2ステップに分けられる. (1)においては, GMRES法を離散型線形悪条件問題に適用した特徴的な振る舞いについて考察し, (2)近似解決定の制約条件として,Simplified Tikhonov閾値を提案し,数値実験により有効性を示した.離散型線形悪条件問題は,逆問題などで多く見られる非適切な問題を表すモデル方程式の離散化による連立1次方程式であり,石油探索,医療画像処理など応用分野は広い.ここで,非適切な問題とは,Hadamardの定義した良条件問題のための3条件を満たさない問題,具体的には,解の存在性・一意性・安定性のいずれかを満たさない問題のことである.本研究は,非適切問題から生じる連立1次方程式に対し,近似解の安定を図る正則化手法としてGMRES法を用いた並列計算向きのソルバーの開発を目的としている.特に,GMRES法による正則化過程は,次の2つの過程に分けることができる.(1)GMRES法によって連立1次方程式の近似解を生成する

(2)制約条件を用いて最適な近似解を決定するこの(1)と(2)の過程において,我々は,それぞれ従来よりも利便性を高めることを目的とした新手法を提案した.(1)に相当する従来の手法としては,近似解の構成に利用するKrylov部分空間に対して任意の空間を付加する手法が提案されている.そこで我々は,ユーザの空間選択の負担を軽減させることを目的とし,あらかじめ用意されたいくつかの空間の中から,近似解の構成に有利な空間を自動的に選択する条件を提案した.さらに,(2)における適切な近似解の決定を自動化するための制約条件,即ち,Simplified Tikhonov値を提案した.この値は,悪条件問題に対する古典的な正則化手法であるTikhonov正則化の枠組みを利用したものであり,従来の反復法で収束判定に用いられる残差ノルムに加え,近似解のノルムを近似解決定の指標として用いることができる.非適切な問題の離散化から得られる線形悪条件問題に対して,効率よく近似解を求める算法としてKrylov部分空間法の中でGMRES法を利用する.GMRES法に近似解空間の選択を加味した算法を加えることで,適応的に残差ノルムの収束を速め,適切な近似解を得られた時点で反復を終了できる算法を構成することができる.以前から懸案になっていた非適切問題に対する近似解の決定を自動化する制約条件,Simplefied Tikhonov値をポリッシュアップし,より効率の良い正則化の値を採用することが可能となった.それによって,GMRES法の反復過程で計算できる残差ノルムと近似解ノルムの両方を用いて,近似解を得るための収束判定ができるようになった.さらに,収束判定に用いる制約条件は,GMRES法の反復の途中の計算で現れるものを再利用できるので,新しく計算する必要が全くない.よって,従来,GMRES法は残差ノルムの収束は進行するものの,近似解の精度の良し悪しの判定が不明であったが,その点が改善され適当なタイミングでほぼ最適に近い近似解を計算できるようになったことである.離散型線形悪条件問題に対する反復解法として,近似解の構成に利用するKrylov部分空間に対して,任意の空間を付加する方法が提案されている.しかし,従来,そのような空間の選択は,問題に依存しており,ユーザ自身に任されているので,どの空間を選択して付加してよいか判断することが難しかった.そこで我々は,ユーザの空間選択の負担を軽減させることを目的とし,あらかじめ用意されたいくつかの空間の中から,近似解の構成に有利な空間を自動的に選択する条件を提案した.次に,適切な近似解の決定を自動化するための制約条件として,Simplified Tikhonov値を提案した.この値は,悪条件問題に対する古典的な正則化手法であるTikhonov正則化の枠組みを利用したものであり,従来の反復法で収束判定に用いられる残差ノルムに加え,近似解のノルムを近似解決定の指標として用いることができる.さらに,制約条件の構成要素の決定は,すべてGMRES法を実行する際に自然にGMRES法の反復の途中に現れる値である.よって,新たに必要となる計算量の負担は小さい.また,Simplified Tikhonov値は,GMRES法と共に用いることで,適当なタイミングでの反復終了が可能となった.