hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地震時のエレベータ・ロープ揺れ抑制手法の開発

(3)変位拘束部材にロープを衝突させるモデル実験(自由振動実験)を行い、ロープには粘性減衰だけでなく、構造減衰もあり、衝突振動の場合には構造減衰の影響が無視できなくなることを実験的に確認した。(1)動吸振器を用いてロープ横振動を抑制する方法の最適値についての理論的な裏付けまでは得られなかった。(2)27年度の成果をさらに拡張し、複数の条件で変位拘束部材がある場合のロープの自由振動についての理論解を求め、数値解析結果と比較することで、妥当性を確認した。さらに、実際のエレベータ・ロープの条件に近いロープ両端部付近を除いて変位拘束部材が均等配置された場合の自由振動についても理論解を得た。また、強制振動時のロープの応答についても数値計算に着手し、共振時の特性についても解明しつつある。この部分では計画より進んでいる。(1)変位拘束部材がロープの両端部付近を除き均等に配置された場合の自由振動についての理論解(固有振動数、振動モード等)を求め、数値解析結果と比較することでその妥当性を確認した。固有振動数は、ロープ全長をp:q:pに分割(p、qは整数)し、ロープ中央部(qの部分)に変位拘束部材を(q+1)個均等配置した場合、変位拘束部材が無い場合の(2N)/(p(N+1))培(p:奇数)、N/(p(N+1))培(p:偶数)(N=2p+q)であることを明らかにした。このように変位拘束部材を配置することで、ロープの固有振動数をコントロールできることから、エレベータ・ロープと建物との共振回避に利用できる可能性があることを示した。さらに、実際のエレベータ・ロープの条件に近いロープと変位拘束部材との間にギャップがある場合についても理論解を得ることができた。(研究成果は査読付論文2編にまとめた。)(2)1個の変位拘束部材がある場合を対象として、強制振動時の周波数応答特性を数値解析により求め、ロープ変位が大きくなる共振振動数とH28年度までに求めた自由振動時の固有振動数とが一致することを確認した。また、振動モードについても両者は類似していることを示した。(研究成果は講演論文3件にまとめた。)(3)変位拘束部材にロープを衝突させるモデル実験の結果、ロープの粘性減衰だけでなく、構造減衰や曲げ剛性も考慮する必要があることを確認した。(成果は講演論文1件にまとめた。)(1)ロープの自由振動についての理論解は、実際のエレベータ・ロープ/変位拘束部材の配置に近い条件まで得られた。(この部分では、当初計画以上に進んでいる)(2)強制振動については、理論解は得られておらず、1個の変位拘束部材がある場合について、数値解析により周波数応答特性を得た。(この部分では、当初計画よりやや遅れている。)(30年度の成果)1変位拘束部材が1個の場合、均等に配置された場合、およびロープ両端部を除いて均等に配置された場合を対象として、強制振動時の周波数応答特性(共振振動数、振動モード)を数値解析により求めた。一方、対応する自由振動についての理論解(固有振動数、振動モード)を求め、共振振動数が固有振動数と良く一致すること、振動モードが類似していることを明らかにした。(全体としての成果)1上下方向に振動する動吸振器を釣合いおもりに取り付けたり、釣合いおもりそのものをばねを介してロープに接続することで、ロープ張力を変動させ、ロープの横揺れを低減させる方法を提案した。
抗菌成分のストレス応答による複合バイオフィルム形成亢進機構の解明

in vitro複合系バイオフィルムモデルを用いて、低濃度抗菌成分作用下におけるストレス応答によるバイオフィルム形成促進機構を検討した。最小発育阻止濃度以下(sub-MIC)のグルコン酸クロルヘキシジン(CHG)作用後では、バイオフィルム量の増加が観察されたが生菌数の増加はみられなかったことから、マトリックス量が増加したものと推察された。sub-MICのCHGは、バイオフィルム中の細菌増殖ではなく、細胞外マトリックスの産生に影響を与えることでBF形成を促進させることが示唆された。口腔洗浄液の抗菌成分がバイオフィルム深層部へ必要な濃度で浸透せず、バイオフィルム内の細菌がストレス応答を起こし、バイオフィルム形成を促進することと、口腔洗浄後に残存したバイオフィルム構造体が、二次的バイオフィルム形成のための土台となり、バイオフィルム形成が起こりやすくなることを明らかにしてきた。さらに、異種細菌を共培養した複合バイオフィルムモデルにおいて菌体外マトリックス成分の増加が起こることが報告されている。本研究の目的は、口内環境に近い複合系バイオフィルムモデルを用いて、低濃度抗菌成分の暴露下におけるストレス応答下でのバイオフィルム形成促進機構を明らかにすることである。Streptococcus mutans、Streptococcus oralis、Actinomyces naeslundiiの3菌株を0.5%グルコース含有培地において好気および嫌気条件で、Calgary Biofilm Device(CBD)を用いた静置系(マイクロプレートカバーの内側に設置された突起:Pegへのバイオフィルム形成)でのバイオフィルムモデルを構築した。CBDのPegは各々撤去可能で、バイオフィルム形成後そのまま各種解析法にかけることができる(Harrison Joe J et al.: Biol Proced Online 8:194-215, 2006)。また、sub-MICやMBECのスクリーニングが簡便である実験系であり、規格化したバイオフィルムモデルを用いて解析を行った。バイオフィルム形成を視覚的に確認するため、SEMや共焦点レーザー顕微鏡での蛍光イメージングを行ってきた。sub-MICの段階的濃度で抗菌成分を作用させた実験を開始したところであるが、ストレス応答の詳細については現在解析中である。理由は以下の通りである。用いた3菌株はいずれも通性嫌気性である。培養デバイスの使用法上、振盪培養が推奨されており、振盪培養器を用いて好気条件での培養を行った。しかし、好気条件では、Calgary Biofilm Deviceの特徴である、Pegへの細菌の付着が少なく、バイオフィルム形成に苦慮した。そこで、実験期間中、新たに使用可能となった嫌気チャンバー(Invivo2)を用いて、嫌気環境下で培養を行った。それにより、バイオフィルムモデルが円滑に構築できるようになった。しかし、各種抗菌成分暴露下でのバイオフィルム形成動態を詳細に検索するに至っていない。口腔洗浄液の抗菌成分がバイオフィルム深層部へ必要な濃度で浸透せず、バイオフィルム内の細菌がストレス応答を起こし、バイオフィルム形成を促進することと、口腔洗浄後に残存したバイオフィルム構造体が、二次的バイオフィルム形成の足場となり、バイオフィルム形成が起こりやすくなることを明らかにしてきた。本研究の目的は、口内環境を模した複合系バイオフィルムモデルを用いて、低濃度抗菌成分の暴露下におけるストレス応答下でのバイオフィルム形成促進機構を明らかにすることである。S. mutans、S. olalis、A. naeslundiiの三種複合バイオフィルムをCalgary Biofilm Device(CBD)を用いた静置系(マイクロプレートカバーの内側に設置された突起:Pegへのバイオフィルム形成)で形成し、最小発育阻止濃度以下(sub-MIC)のグルコン酸クロルヘキシジン(CHG)を作用させた。Calcein-AMやLIVE/DEAD染色を用いた蛍光イメージング法やSEM、定量的細菌測定で解析した。その結果、バイオフィルム量の増加が認められた。しかし、総菌数、生菌数には有意差が見られなかったことより、sub-MICのCHGは複合系バイオフィルム中の細菌増殖に影響を与えず、細胞外マトリックスの産生に影響を与えることでバイオフィルム形成を促進させることが示唆された。最終年度もストレス応答の詳細について分子生物学的に解明するには至らなかったため、今後も、本実験で確立したバイオフィルムモデルにおいて、バイオフィルム形成動態に影響を与えていると推察されるS. mutansに焦点を当てた解析を行っていく予定である。次年度は、各種抗菌成分暴露下でのバイオフィルム形成動態について、ストレス応答を含、引き続き共焦点レーザー顕微鏡による三次元的検索や、real-time PCRによる定量的解析を行う。また、よりin vivoの環境に近いフローセルシステムでも同様の解析を行う予定である。保存治療系歯学当初購入予定であった、微量DNA量測定器について、学内の共同利用機器として使用が可能となったため、支出が抑えられた。

また、若干実験の予定が計画よりも遅れているため、real-time PCR試薬等の消耗品等をまだ購入していないため支出が少なかったことが挙げられるが、今後購入予定である。遺伝子解析並びにタンパク質発現解析等を行う必要性があるため、real-time PCR試薬、培地、マイクロプレート等の実験消耗品に使用する。なお、得られた研究成果を報告するための論文報告費用・学会発表費用としても使用する予定である。
ミニマルウェイスト化学プロセスを目的とした環境調和型触媒に関する研究

化学反応プロセスから排出される廃棄物を最小化するために、選択性及び金属あたりの活性の高い錯体触媒と生成物との分離が容易で回収可能な固体触媒の両方の特徴を生かした固定化錯体触媒に関する研究を行った。固定化担体としては、2-5nmの規則的空孔を有する大表面積のメソポーラスシリカ、MCM-41,FSM-16を選定し、表面に存在する水酸基と3-アミノプロピルトリメトキシシランのカップリングにより、表面にアミノ基の固定化を行った。さらにアミノ基と2-ピリジルアルデヒドの反応により2-ピルジルイミノ基を導入したイミン配位子(1)を合成した。1を配位子とするパラジウム及び銅錯体を用い、Suzuki反応への活性及び選択性を検討した。これらの固定化錯体触媒は、当該反応に高い活性および選択性を示した。特に反応性の低い9-ハロゲン化アントラセンおよび9,10-ジハロアントラセンのフェニル化に優れた触媒性能を示し、9-フェニルアントラセンを高収率で生成した。
英国政府の公監査政策と公検査政策の成果と課題－わが国自治体の財政民主主義への示唆

英国では自治体を対象にした公監査政策の一環として、1983年に監査委員会が設立され、イングランドとウェールズの自治体を対象に業績監査が導入された。2002年には公検査政策の新展開として包括的業績評価(CPA)制度が導入された。本研究では元英国政府職員でCPA制度の構築にかかわったNotthingham Business Schoolの教授(元英国政府の職員)らと連携して、監査委員会によるVFM監査の実態を詳細に分析し、CPA制度の枠組み・成果・課題等を考察する。そして、VFM監査とCPA制度が自治体財政に関する住民の関心を喚起し(財政民主主義の促進)財政健全化にどう貢献したのかを検証する。
グリア細胞由来の神経細胞の生存に関わる新たな因子の発見とその作用機構の解析

前年度までの研究で、海馬アストロサイトから放出される非必須アミノ酸L-セリンが海馬神経細胞の生存及び突起伸長を促進することを見いだした。さらに、神経細胞ではL-セリン濃度が極めて低いことが、神経細胞の脂質分析より示唆された。本年度は、神経細胞及びアストロサイトにおいてL-セリン合成の調節がどのように行われているかを知ることを目的とした。L-セリンの合成は解糖系の中間物質である3-ホスホグリセリン酸から3段階の酵素反応によって行われる。そのうち律速段階で最初の反応を触媒する、3-ホスホグリセリン酸脱水素酵素(3PGDH)が最も重要であると考えcDNAクローニングを試みた。この酵素は既にクローニングされているため、ラット3PGDHのcDNAをPCRによって得た。培養7日目の海馬神経細胞とアストロサイトの総RNAを用いて、3PGDHのcDNAをプローブにNorthern Blottingを行なったところ、アストロサイトには豊富に発現しているが、神経細胞にはほとんど発現していないことがわかった。次に3PGDHを大腸菌で大量発現してウサギポリクローナル抗体を調製した。培養7日目の海馬神経細胞とアストロサイトの総タンパク質を調製し、Western Blottingを行なったところ、Northern Blottingの結果と同じく、アストロサイトにのみ豊富な発現が認められた。さらに、Immunocytochemistryによってもこのことが証明された。本研究により、3PGDHはアストロサイトにはかなりの発現が見られるが、神経細胞にはほとんど発現していないことがわかった。このことは、L-セリンが神経細胞にとっては必須アミノ酸であり、アストロサイトから供給されていることを強く示唆する。これまでの研究で、海馬アストログリアの培養上清中に海馬ニューロンの生存に必要な低分子物質が存在することが示唆された。本年度はその物質の同定と作用機構の解明を試みた。1,新たなニューロンの生存因子としてのL-セリンの同定海馬アストログリアの培養上清のアミノ酸分析を行なったところ、培地(MEM)に含まれていない7つの非必須アミノ酸のうちL-セリンとL-アラニンが多量に含まれていた。海馬ニューロンをそれぞれのアミノ酸存在下で培養した結果、L-セリンとグリシンに生存促進活性、及び樹状突起や軸索の伸長促進活性がみられた。最大の活性を与えるL-セリンの濃度とアストログリアの培養上清中のL-セリンの濃度はほぼ同じレベル(100μM)であった。以上の結果から、非必須アミノ酸L-セリンはニューロンに必須のアミノ酸であり、それはアストログリアから供給されていることがわかった。2,ニューロンに発現する新規脂質の同定アストログリア培養上清の非存在下において、ニューロンにはホスファチジルセリン(PS)がほとんど存在せず、未知の脂質が出現した。この脂質をアミノ酸分析及びマススペクトル解析した結果、ホスファチジルスレオニン(PT)であることがわかった。さらにin vitro測定系を用いての解析で、PTはPS塩基置換酵素によって合成されること、またこの酵素のL-スレオニンに対するKm値はL-セリンに対するKm値よりも約200倍大きいことがわかった。このことから、何らかの理由で海馬ニューロン内のL-セリン濃度は非常に低いと思われる。L-セリンは非必須アミノ酸に分類されるが、タンパク質合成に用いられるのみならず、グリシン、PS、そして全てのスフィンゴ脂質の合成の前駆体であるので、その欠乏は細胞死を意味する。非必須アミノ酸に分類されているL-セリンはニューロンにとって非常に重要なアミノ酸であると考えられる。
筋緊張低下をきたす新生児・乳児におけるインプリンティング異常症の頻度

本研究では、「新生児集中治療部および小児神経科の医師より筋緊張低下を有すると判断された0ー2歳の新生児・乳児」を対象に末梢血由来DNAを収集し、パイロシークエンス法によるインプリンティング疾患およびaCGH法による微細染色体構造異常のスクリーニングを行った。70名の筋緊張低下を有する新生児・乳児症例の血液および臨床情報の解析を行い、全解析症例中、IDsは10症例(14.3%)(Silver-Russell症候群1名、Temple症候群1名、Prader-Willi症候群7名、Angelman症候群1名)、染色体微細構造異常症例は9名(12.9%、臨床症状との関連が不明な例も含む)であった。本研究では、筋緊張低下をきたす新生児・乳幼児を対象にIDsの診断を目的とした分子遺伝学的解析を行い、筋緊張低下をきたす新生児・乳児におけるインプリンティング異常症(IDs)の頻度を明らかにすることを目的とする。本研究により、今まで未診断であった筋緊張低下を示す新生児・乳児の原疾患の確定診断が可能となり、診療方針の決定や遺伝カウンセリングに有用な情報をフィードバックすることができる。また、新生児・乳児期の筋緊張低下発症機序の少なくとも一端が解明され、新生児の神経学的発達に対するインプリンティング遺伝子の関与の機構が解明されることが期待される。本研究では、PWSに対する先行研究にならい「新生児集中治療部および小児神経科の医師より筋緊張低下を有すると判断された0ー2歳の新生児・乳児」を対象に末梢血由来DNAを収集し、パイロシークエンス法によりIDs 8疾患スクリーニングおよびaCGH法による微細染色体構造異常の有無を検索する。当該年度においては、新生児集中治療部を有する協力施設において筋緊張低下を有すると診断された患者数は78名であり、このうち32症例の検体が送付され、IDs7名(Silver-Russell症候群1名、Templs症候群2名、Prader-Willi症候群4名)、22q1.13欠失症候群1名が同定された。したがって、当該年度においては、新生児集中治療部の医師より筋緊張低下を有すると判断された0ー2歳の新生児・乳児のうちの約9%はIDsであった。研究開始当初以前に主に解析対象症例のリクルートを行う分担研究者とともに実際の臨床現場に状況に即したinclusion criteriaを策定した。当該年度ではこれに基づき解析対象症例の収集を行ったところ、順調にサンプル収集が行われた。また、当該年度の研究を推進するにあたり、パイロシークエンス法をはじめとするIDs解析手法がすでに確立されていたことから、当該年度における分子遺伝学的解析はスムーズに行えたと考えられる。当該年度においては、21名の筋緊張低下を有する新生児・乳児症例の血液および臨床情報の解析を行った。このうち、15q24 microdeletion syndromeが1名、Temple症候群が1名、臨床的意義の不明なコピー数異常が2名(11q25 duplication、10q25 monosomy)で認められた。前年度解析分と合わせると、全解析症例61名中、IDsは5症例(8%)(Silver-Russell症候群1名、Temple症候群3名、Prader-Willi症候群4名、Beckwith-Weidemann症候群1名)、染色体微細構造異常症例は6名(10%、臨床症状との関連が不明な例も含む)であった。当該年度ではこれに基づき解析対象症例の収集を行ったところ、順調にサンプル収集が行われたまた、当該年度の研究を推進するにあたり、パイロシークエンス法をはじめとするIDs解析手法がすでに確立されていたことから、当該年度における分子遺伝学的解析はスムーズに行えたと考えられる。

本研究では、PWSに対する先行研究にならい「新生児集中治療部および小児神経科の医師より筋緊張低下を有すると判断された0ー2歳の新生児・乳児」を対象に末梢血由来DNAを収集し、パイロシークエンス法によりIDs 8疾患スクリーニングおよびaCGH法による微細染色体構造異常の有無を検索する。研究開始から研究終了年度である当該年度の3年間で、70名の筋緊張低下を有する新生児・乳児症例の血液および臨床情報の解析を行った。全解析症例中、IDsは10症例(14.3%)(Silver-Russell症候群1名、Temple症候群1名、Prader-Willi症候群7名、Angelman症候群1名)、染色体微細構造異常症例は9名(12.9%、臨床症状との関連が不明な例も含む)であった。本研究では、「新生児集中治療部および小児神経科の医師より筋緊張低下を有すると判断された0ー2歳の新生児・乳児」を対象に末梢血由来DNAを収集し、パイロシークエンス法によるインプリンティング疾患およびaCGH法による微細染色体構造異常のスクリーニングを行った。70名の筋緊張低下を有する新生児・乳児症例の血液および臨床情報の解析を行い、全解析症例中、IDsは10症例(14.3%)(Silver-Russell症候群1名、Temple症候群1名、Prader-Willi症候群7名、Angelman症候群1名)、染色体微細構造異常症例は9名(12.9%、臨床症状との関連が不明な例も含む)であった。本研究課題における今後の推進方策について、研究実施計画ごとに列記する。1解析対象症例の収集:本研究では、PWSに対する先行研究にならい「新生児集中治療部および小児神経科の医師より筋緊張低下を有すると判断された0ー2歳の新生児・乳児」を対象とし、前方視的に解析対象症例を収集する。当該年度では、78例の筋緊張低下症例の臨床情報および、78例中32例の末梢血由来DNAが集積している。これらの解析対象症例は2か所の研究協力施設から収集されたものであり、サンプル収集における施設バイアスの存在は検討すべき問題である。このことに関して、これらの施設の全入院症例のバックグラウンド(在胎週数、在院期間、両親年齢など)を明らかにする。また、平成28年度以降も引き続き解析対象リクルートを行い、臨床症状や患者背景因子の検討、分子遺伝学的解析を進める。2Pyrosequencing法によるメチル化状態スクリーニング:末梢血白血球由来DNAをBisulfite処理後、Pyrosequencing法により9か所のメチル化可変領域メチル化状態を解析し、IDs全疾患のスクリーニングを行う。これについてはすでに解析系が確立しているが、陰性コントロールおよび陽性コントロールを用いた精度管理を継続して行う。3各解析対象症例に対するIDs発症原因の同定:本研究では、2でメチル化異常が認められた症例に対し、Methylation Specific Multiplex Ligation Probe Amplificationやマイクロサテライト解析などの分子遺伝学的手法を用いて、対象症例のIDs発症原因を同定する。これらについてもすでに解析系は確立しており、前項と同様に精度管理に努めながら、解析を行う。
組織における遺伝子座特異的な単一細胞クロマチン解析法の基盤技術の確立

均質に見える細胞集団においても遺伝子発現の不均質性が存在する。遺伝子発現の不均質性の主因はエピゲノムの不均質性であることは疑いもなく、またこの不均質性を引き起こす要因の一つとして組織環境が挙げられる。しかし転写因子のDNA結合やヒストン修飾などを単一細胞かつ遺伝子座レベルで解析することは容易ではなく、また組織内のエピゲノムの不均質性を解析する技術も開発されていない。本研究では「組織内で同種の細胞間にエピゲノムの不均質性があるか、その不均質性がどのように遺伝子発現の不均質性に影響を及ぼすか」の問いに答えるために、組織における単一細胞かつ遺伝子座レベルでのクロマチン可視化法の技術基盤の確立を行う。
次世代IT社会の都市インフラストラクチャーの最適運用・最適設計システムの作成

本研究の成果は3つテーマに関して得られた。具体的には,Iインフラストラクチャーの最適運用・設計に関する研究,その中に,I-1高速道路の最適運用に関する研究,I-2救急車の最適運用に関する研究,I-3ハブ空港の最適配置の研究,I-4配置の数学モデルに関する研究,I-5その他最適化手法の応用,派生研究として,IIセンサーネットワークに関する研究,IIIファイナンス工学に関する研究にまとめられる。IIは,都市内のインフラストラクチャーの維持管理にワイアレスセンサーを用いることができる可能性から研究を進めた。IIIは,都市の開発プロジェクトをリアルオプションと呼ばれるファイナンス工学の応用手法をもちいることで定量的に評価できる可能性から研究を進めた。Iでは,高速道路の交通量データの分析,災害時避難経路問題の解法、救急車の配置問題の解法の提案、競争化でのハブ空港の配置問題,都市内の商業施設の競争的な配置の問題の解法の提案を行った。災害時に地下街や大学キャンパスから避難する方法をシミュレーションの手法を用いて分析を行った。IIでは,都市内の配置問題から派生して,センサーネットワーク関連の配置問題に取り組んで成果を挙げた。センサーネットワークの問題は,例えば,都市のインフラのひとつである橋梁の保守などにも用いることができる。橋梁の要所にセンサーを配置し,亀裂などの崩壊の兆しを事前に感知して警報を発することなど広く応用が期待される。ここでは,効率的なセンサーの配置について研究を行った。IIIでは,金融商品の分析、特に転換社債のゲーム論的な分析を行った。今後は都市内のプロジェクトを金融派生商品として評価する金融手法の基礎となる研究成果である。長谷川は,研究の総括を行うとともに,個別的な研究として我が国の都市内高速道路を対象として,実用化が進められている自動料金収受装置(ETCS)のこれまでの普及策を,システムダイナミックスを用いて評価し,さらに有効な普及策を提案した.伏見は,地下鉄の新線建設に伴う通勤・通学経路の変化予測に関して研究を行った.なお,対象とした新線の建設計画が最近大幅に変更されたため,今後再検討する必要があることがわかった.また,大地震発生時における建物倒壊などによる道路の閉塞状況下での救急活動について,名古屋市の老朽住宅密集地を例として予備的な研究を行った.尾崎は,固定資産宅地評価の数理モデルの開発およびシステム開発の研究を続けた.特に,数理モデルの開発にあたっては従来の数量化理論I類の枠組みから重回帰分析へ移行することで数理モデルの適用範囲を広範囲に広げる方法について研究した.澤木は,不動産を証券化した条件付き請求権の評価について,金融工学的アプローチによる評価式を導出した.特に売り手および買い手の最適戦略と最適停止境界についての定性的性質を明らかに,二項モデルによる計算アルゴリスムを開発した.さらに,財務状況が悪化した企業が不動産を担保に発した種類株の評価にも上述の接近法を適用することを検討した.鈴木は,緊急車両の配備問題についてマルコフ連鎖を用いたモデルを考案し,種々の問題に適用した、このモデルの適用例として,空港内の救急施設の配備問題,空港ビル内の警備員の配置問題,空港における緊急車両の配備問題が考えられる.佐々木は,他社との競合を考慮した場合の航空ネットワーク設計モデルを考案し,実際の空港需要データを用いて計算機実験を行い,他社の戦略が自社に与える影響について考察した.引き続きモデルの再検討・改良と計算機実験を行っている。研究代表者、長谷川は、研究の統括をするとともに、高速道路の料金体系の研究をシステムダイナミックスの手法を用いて行った。研究分担者、伏見はパーソントリップ調査のデータを基にして、通勤・通学・買い物のための外出等における名古屋市民の交通手段(徒歩、自転車、自動車、バス、電車)選択モデルを作成した。地下鉄名城線の環状運転開始による選択率の変化や、地区による違いについても検討した。研究分担者、尾崎は、固定資産宅地評価における統計モデルの構築および評価システムの構築を行った。

特に、前年度に行った実績を引き継ぎ、モデリングにおける点では(i)欠損データの取り扱い、(ii)土地価格形成要因間の分析を行った。また、システム開発ではWebベースのアプリケーションとして再構築を行った。また、組合せ確率を用いた順序付けに関する問題についても論及し、その成果を発表した。研究分担者、澤木は、償還条項付金融商品の理論的評価とその数値計算に関する研究を中心に実施した。特に、転換社債、新株引受権、ワラント債および永久ゲームオプションの評価モデルの構築と計算アルゴリズムの開発に取り組み、見るべき成果を得た。これらの金融商品の価格が既存の金融商品の価格と早期権利行使プレミアムおよび早期償還割引額との和に分轄できることを示した。このことにより、理論的な解析解がない金融商品の価格が数値的に計算することが可能となった。また、中部国際空港に関する専門委員となって空港運営の全般にわたって助言を行っている。研究分担者、鈴木はネットワークボロノイ図を用いた施設配置問題の研究を行い、国際空港間の勢力圏、ハブ空港の決定モデルへの適用可能性を検討した。研究分担者、佐々木は、実用性を重視したモデルとして、容量下限制約付きモデルをベースとし、ハブアーク配置モデル、ハブの配置を前提としない航空ネットワークデザインモデルについて、モデルの検討・作成を行った。また、最適ネットワーク構成の分析を目的に、競合がない場合のモデルの検討もはじめている。今年度は、高速道路の交通量データの分析、災害時の救急車の最短経路問題の解法の考案、各種の金融商品の分析、救急車の配置問題の解法の考案、都市内の商業施設の競争的な配置の問題の解法の考案を行った。高速道路の交通量データは、阪神高速道路のデータを用い、事故時の渋滞の情報について分析を行った。災害時の救急車の最短路問題は、地震時を想定し、何箇所かの道路が普通になったときの最短経路を求める方法を考案した。金融商品の分析では、転換社債のゲーム論的な分析を行った。今後は都市内の建物に関する金融商品の分析を行う予定である。救急車の最適配置では、愛知県瀬戸市の救急車の配置を分析し、連続時間マルコフモデルを用いて、最適配置を求める解法を考案した。都市内の商業施設の競争配置では、コンビニなどの小規模な商業施設で、既存の商業施設があるなかで、あらたに参入する場合の最適な配置を求める問題の解法を考案した。特に、救急車に関しては、研究成果があがったと考えている。現在、救急車の出動要請数が急増しており、トリアージュや救急車の出動の有料化などが検討されている。その中で、本研究で開発されたマルコフモデルを用いれば、その効果をシミュレートすることができる。今後は、トリアージュ、有料化、その他、救急車の運用の効率化の提言を行っていく予定である。なお、これらの研究はいずれも都市関係の論文誌、金融関係の論文誌に発表されている。
長期在宅療養者とその家族における家族レジリエンスを高める訪問看護実践の構造化

本研究では,長期在宅療養者とその家族における療養生活の軌跡と当該家族の家族システム全体の関係性への訪問看護の実際を「家族レジリエンス」と「予防」の視点から明らかにし,構造化することを目的とする.人的・物理的関係を含む環境が多様である在宅という場所で,年月を経るに従い変化していく家族システムに,長期にわたる時間軸の視点を持つことで訪問看護がどのように関わっていけばよいかを構造化する資料としたい.本研究では,長期在宅療養者とその家族における療養生活の軌跡と当該家族の家族システム全体の関係性への訪問看護の実際を「家族レジリエンス」と「予防」の視点から明らかにし,構造化することを目的とする.人的・物理的関係を含む環境が多様である在宅という場所で,年月を経るに従い変化していく家族システムに,長期にわたる時間軸の視点を持つことで訪問看護がどのように関わっていけばよいかを構造化する資料としたい.
米国における監査人懐疑心研究の進捗状況の把握

所与3年間の研究期間内に、研究代表者任章は関わる論文8本、学会及び研究会報告6回その他の研究成果を達成した。ふりかえって初年度たる2010年度は、情報の収集と解釈、及び米国における研究成果のデータベース整理に充てた。2011年度は監査人懐疑心のコストと便益に関わる(次頁の図I及びIIに示す)概念のまとめを行った。最終2012年度にては、米国においてなぜ監査人懐疑心発揮の要請が強まったのか、その理由に関わる米国現代監査史の省察を行った。結果として米国における懐疑心要請強化の背景には、SEC証券市場監督者の会計プロフェッション界に対する期待と、規制強化のインセンティブが存在すると結論づけた。平成22年度日本会計研究学会第69回大会(於東洋大学)統一論題「経営環境の変化と監査の変革」にあって、その論題のコアは「職業的懐疑心」に定められた。監査人の懐疑心の問題が喫緊の課題となってきている近年の傾向は、研究代表者が科学研究費補助金申請の「研究の目的」に記した如く、その勢いを増している様子である。研究課題が採択されたことにより研究代表者は平成22年度中、以下に重点を置いた研究を推進することができた。●米国における監査人懐疑心研究の最新の進捗状況の把握:2010年7月31日より8月4日まで米国サンフランシスコにて開かれた米国会計学会)大会に参加し、研究課題と相関性ある研究報告会に参加し質疑に参加し、最新の研究状況を知ることができた。具体的に今回、研究代表者が知己を得、この大会への参加を通じて実際に接触した米国の、懐疑心研究の第一線にいる研究者名は以下の通りである;ハート,R.K.(ベイラー大学);ピーチャー,M.E.(イリノイ大学);ソロモン,I(イリノイ大学).●懐疑心規定の望ましいあり方を探求し、国内学会に発信:平成22年度日本会計研究学会大会統一論題報告者となり「監査プロフェッションの懐疑心とその展開について」のテーマにて、9月9日、東洋大学第三会場にて報告。さらに9月10日同じく統一論題討論に参加した。なお、同学会大会報告の前後に以下■の論稿を専門誌に投稿し、掲載された。■「職業専門家の懐疑心要請の展開について」『企業会計』中央経済社2010年9月号■「監査プロフェッションの懐疑心とその展開について」『會計』森山書店2011年3月号平成23年度にあっては「研究の目的」として掲げている「米国における監査人懐疑心研究の進捗状況の把握」の途中経過を、以下の如く国内学会へ発信・報告するに至った。微力ながらも、研究代表者の発信にも関わり、国内学会にても監査人懐疑心の意義が周知されつつあると自負している(一例として、五十嵐達郎著『財務諸表監査私論(第8章職業専門家の懐疑心)』日本事業出版センター刊,2012年3月にてはその章における引用、批評の中心(pp.106-126)が、拙稿に焦点をあてて試みられている。・平成23年4月刊.拙稿「平成22年度日本会計研究学会会報-平成22年度日本会計研究学会統一論題第三会場「経営環境の変化と監査の変革>報告要旨」・平成23年9月20日.報告.「早稲田大学COEプログラム<企業法制と法創造>研究セミナー」任章「職業専門家の懐疑心と(米国)コーエン報告書の意義」於久留米大学800号館820教室にて・平成23年2月1日刊.拙稿,『(リポート)第2回バルカン及び中東諸国監査・会計史国際会議』『企業会計』中央経済社.2011年2月号なおこの他、平成23年度日本会計研究学会第70回大会(於久留米大学)統一論題にての研究代表者の質疑応答の内容等は『會計』第181巻第3号(速記録pp.121-124部分)に収められている。さらに今後国際学会へ発信するための足掛かりとして、以下の"英文論稿を執筆、公表した。平成24年度自4月1日至9月30日、早稲田大学大学院商学研究科訪問学者の立場を得て課題に関わる研究を深め、アウトプット作成に集中した.成果として、本年度中に以下の論文・リポート等を執筆、発表した.1.論文:Evolution of Professional SkepticismーWith The Implications of Its Relevant Risk and Cost(邦題:「職業専門家の懐疑心の進展ーその相関性あるリスクとコストの含意」)於一橋大学日本会計研究学会第71回大会研究報告要旨集及び大会の電子メディア内に所収.2.学会報告:上記1を、9月1日於一橋大学第6会場にて自由論題報告.3.リポート:「日本監査研究学会

第35回西日本部会リポート、統一論題、日本における会計士監査の拡張」日本公認会計士協会機関誌『会計・監査ジャーナル』2012年10月.4.論文:「監査人の中立性と健全な懐疑心について」中央経済社『企業会計』2012年10月.5.論文:「米国会計プロフェッション自主規制の終焉」北九州市立大学『マネジメント論集』第6号、2013年3月.6.25年2月13日付け査読通過及び国際学会招聘:Evolution of Professional Skepticism and Its Thought Background(邦題:「職業専門家の懐疑心の進展とその思考背景」)3BMAC. AAFA. 25年度6月19ー22日にIstanbul工科大学にて報告予定).本年度は課題にかかわるアウトプット(論文2本、リポート1本、投稿・査読通過1本、学会報告1回)を上記のように達成した.結論的に監査人懐疑心研究はヒューム懐疑主義哲学の延長に位置するものではなく、1970年代の会計不正事件の続発とSECの経営者不正摘発のインセンティブに起因することを、指摘した.平成23年度より金融庁公認会計士・監査審議会非常勤委員(公認会計士試験委員-監査論)を拝命したため、予期せず試験委員会会議出席と問題作成・採点に努力と時間を割かなければならなくなった。しかしながら研究成果は、未公表のものを含め、順調に蓄積してきている。24年度が最終年度であるため、記入しない。新たに平成24年度も上記公認会計士試験委員の重責を拝命するに至り、この先も研究時間の遣り繰りに配慮が必要である。しかしながら研究題目通り、米国における懐疑心研究の進捗状況の把握のため、平成24年度夏に開催される米国会計学会年次大会に参加し、最新情報の収集に励む意向である。また、今後は米国にとどまらず、欧州や中東の会計研究者らの研究動向も視野に入れ、この分野のグローバルな研究動向の掌握にまで至りたいと考える。
美術工芸品用の展開型耐震展示台の開発と性能評価

本研究では、美術工芸品の美観を損ねず、しかも強烈な地震動から作品を保護する機能をもつ、包囲展開式耐震展示台と呼ぶ新形式の展示台を独自に設計、試作し、その性能を調べた。本展示台は、宇宙構造物の分野で開発・実用化されている展開構造物のコンセプトを応用したもので、試作品ではスポンジシートの包囲網を、改良品ではスポンジゴムの包囲枠を、平常時は展示台の内部に小さく折り畳んで収納し、地震時には自動的に展開して作品を拘束し転倒や滑動を抑制して保護する方式を採用している。この点で本展示台は、免震装置(器具)を用いて作品に入力する地震動を低減する方式の免震展示台とは大いに異なっている。作品によっては展開した包囲枠との接触により破損する恐れが皆無とは言えないが、本研究で検討した限りでは多種多様な花瓶や壺、ガラス工芸品などに対応可能である。性能検査のため実施した振動実験および数値シミュレーションの結果からみると、本展示台は1995年兵庫県南部地震で記録された極めて強烈な入力地震動に対しても十分な耐震性能をもっている。また、平常時に作品鑑賞を妨害しない利点ももっている。さらに展開機構の再収納は容易で、しかも安価なことから実用性も高いと考えられる。なお、本展示台の主たる機能は美術工芸品に対する耐震保護機能であるが、感震器によって包囲枠を展開し作品を拘束する機能は盗難防止用の安全装置としても利用できる。現状では,美術館や博物館で行われている耐震対策として,展示作品の鑑賞上の美観を損ねず,しかも強烈な地震動に対して十分な耐震性能が期待できる工夫や装置は乏しい.そこで本研究では、展開式耐震展示台と仮称する高性能耐震展示台を独自に設計・試作し,振動実験及び数値解析により性能を確認した.本展示台は,免震装置のように作品に入力する地震動を低減するのではなく,地震時に作品を拘束して転倒や滑動を柔軟に抑制する方法を採用している.作品の破壊強度の検討は行っていないため,作品によっては展開した包囲枠との接触により破損する恐れが皆無とは言えないが,本年度に検討した限りでは多種多様な花瓶や壺,ガラス工芸品などに対応可能である.振動実験および数値シミュレーションの結果からみると,本展示台は強烈な入力地震動に対しても十分な耐震性能をもっている.また,平常時に作品鑑賞を妨害しない利点をもっている.さらに展開機構の再収納は容易で,しかも安価なことから,実用性も高いと考えられる.なお,本展示台の主たる機能は美術工芸品に対する耐震保護機能であるが,感震器によって包囲枠を展開し作品を拘束する機能は盗難防止用の安全装置としても利用できることを確認している.本研究では、美術工芸品の美観を損ねず、しかも強烈な地震動から作品を保護する機能をもつ、包囲展開式耐震展示台と呼ぶ新形式の展示台を独自に設計、試作し、その性能を調べた。性能検査のため実施した振動実験および数値シミュレーションの結果からみると、本展示台は1995年兵庫県南部地震で記録された極めて強烈な人力地震動に対しても十分な耐震性能をもっている。
ゼロエミッションを目指した不活性小分子の電気化学的水素化システムの開発

化学工場や原子燃料工場から排出される硝酸イオン含有廃液は、環境保全の観点から、近年、処理が必要になってきた。本研究では、生産プロセス間のネットワーク形成によるゼロエミッション化のための新しい再資源化プロセスを構築することを目的として、研究代表者らが以前に開発した電気化学的水素固定システムを硝酸イオンの還元反応に適用することを検討した。本研究で得られた知見を総括すると以下のようになる。1. Pd黒付けしたPd薄板上に、さらにCuあるいはNiを担持した電極(Cu/Pd黒/Pd、Ni/Pd黒Pd)を用いて硝酸イオンの還元反応を行ったところ、いずれの場合にも、硝酸イオンの還元反応は進行することがわかった。このことは、電気化学的水素化システムが硝酸イオンの還元反応にも適用できることを示している。2. Cu/Pd黒/Pd薄板電極を用いた場合の硝酸イオンの還元生成物は、亜硝酸イオンおよび窒素であった。これに対して、Ni/Pd黒/Pd薄板電極を用いた場合には、アンモニアのみが硝酸イオンの還元生成物として生成することが明らかになった。アンモニアは工業原料として非常に有用であることから、本目的に対しては、Ni/Pd黒/pdを用いて硝酸イオンからアンモニアを選択的に生成する系が適していると考えられる。3. Ni/Pd黒/Pd薄板電極を用いた場合、アンモニアの生成速度は硝酸イオンの濃度に依存し、アンモニア生成の電流効率は約80%に達することが明らかになった。
胸膜中皮腫の新規接着分子SgIGSF:胸膜面瀰漫性病変形成への関与の可能性

[緒言]Cell adhesion molecule 1 (CADM1;旧名称SgIGSF)は免疫グロブリンスーパーファミリーに属するマスト細胞接着分子で、マスト細胞と腸間膜中皮細胞との接着を媒介する。胸膜中皮腫は胸膜面に瀰漫性病変を形成し、しばしば肺や心臓を完全に包囲するが、肺実質内への浸潤傾向は著しく乏しい。従って中皮腫細胞は胸膜、特にその表面を覆う中皮細胞と相互作用する特別な道具を持っていると推測される。本研究ではCADM1がその道具の1つである可能性を検討した。[結果1]免疫組織化学及びウエスタン法によりヒト悪性胸膜中皮腫57症例におけるCADM1の発現を調べた所、少なくとも1/4の症例においてCADM1が腫瘍細胞の細胞膜上に高発現していることを見出した。一方、非腫瘍性中皮細胞は反応性異型を伴うものでもCADM1の発現は検出されなかった。中皮腫細胞はCADM1発現を獲得するものと考えられるが、その機序として細胞外ドメインshedding機構の異常を想定された。臨床病理学的な緒因子についてCADM1陽性症例と陰性症例との間に有意差はなかった。[結果2]5種の胸膜中皮腫細胞株ではCADM1の発現があるものが3つ、ないものが2つであった。両者を初代中皮細胞又は肺線維芽細胞単層培養上で共生培養して比較した。中皮細胞単層培養上では、CADM1陽性細胞は中皮細胞との良好な接着性を示し、陰性細胞より早く増殖した。CADM1陰性細胞は接着性に乏しくpile upする傾向が強かったが、CADM1全長cDNAを遺伝子導入すると陽性細胞と同様の接着性・増殖性を獲得した。一方、肺線維芽細胞単層培養上では陽性・陰性細胞間に大きな表現型の差はなく、いずれの細胞も中皮細胞単層培養上より増殖速度が著しく遅かった。[結語]胸膜中皮腫細胞に発現するCADM1は中皮腫細胞と中皮細胞との接着を媒介するだけでなく中皮細胞上での増殖も促進することで、胸膜中皮腫に特徴的な胸膜面彌漫性病変形成に関与している可能性が示唆された。SgIGSF (spermatogenic immunoglobulin superfamily)は、免疫グロブリン・スーパーファミリーに属する細胞間接着分子で、ホモフィリックとヘテロフィリックの両方の様式で結合する。今までに非小細胞肺癌抑制因子としての性格付けと、成人T細胞白血病で高発現しその高浸潤能形質に寄与する分子との性格付けとがある。研究代表者は細胞内領域認識抗体を用いた免疫組織化学により、ヒト悪性胸膜中皮腫ではその多くでSgIGSFが高発現していることを見出した。最近の検討によりその染色態度には2通りあることがわかった。1つは細胞質全体にシグナルを認めるもので、全体の約半数を占める。もう1つは細胞膜上にシグナルを認めるもので、約3割に相当する。即ちSgIGSFは、前者では接着分子として機能していないが、後者では機能していると考えられる。SgIGSFの細胞質内局在は正常或いは反応性胸膜中皮細胞でも認められており、細胞外ドメインがsheddingされた後にinternalizationするという分子機構を現在証明中である。種々のヒト胸膜中皮腫細胞株を入手したところ、SgIGSFを発現しているものとしていないものがほぼ半数ずつであった。コロニー形成アッセイにより足場依存性増殖能について両者を比較すると、肺癌抑制因子との性格付けに一致して、後者は多数のコロニーを形成出来たのに、前者は出来なかった。次いで、中皮腫細胞に発現するSgIGSFが中皮腫の胸膜面瀰慢性病変形成に関与するかどうかについて調べるため、正常中皮細胞単層培養と中皮腫細胞株との共生培養系を樹立した。SgIGSFを発現していない中皮腫細胞株は正常中皮細胞単層培養上をpile upしながら縦方向への増殖形態を好んで示したのに対して、SgIGSFを発現している細胞株はpile upすることなく平面的に横方向へ広がりながら増殖した。以上の結果より、中皮腫細胞に発現するSgIGSFは中皮腫細胞と中皮細胞との接着媒介においてユニークな役割を果たしており、中皮腫に特徴的な進展様式に関与している可能性が示唆された。

[結果2]5種の胸膜中皮腫細胞株ではCADM1の発現があるものが3つ、ないものが2つであった。両者を初代中皮細胞又は肺線維芽細胞単層培養上で共生培養して比較した。中皮細胞単層培養上では、CADM1陽性細胞は中皮細胞との良好な接着性を示し、陰性細胞より早く増殖した。CADM1陰性細胞は接着性に乏しくpile upする傾向が強かったが、CADM1全長cDNAを遺伝子導入すると陽性細胞と同様の接着性・増殖性を獲得した。一方、肺線維芽細胞単層培養上では陽性・陰性細胞間に大きな表現型の差はなく、いずれの細胞も中皮細胞単層培養上より増殖速度が著しく遅かった。[結語]胸膜中皮腫細胞に発現するCADM1は中皮腫細胞と中皮細胞との接着を媒介するだけでなく中皮細胞上での増殖も促進することで、胸膜中皮腫に特徴的な胸膜面彌漫性病変形成に関与している可能性が示唆された。
等式制約付き多峰性関数最適化のための進化計算手法を用いた遺伝子ネットワーク同定

本研究ではまず,制約無しの関数最適化のための任意の進化的アルゴリズムを,等式制約を持つ関数最適化のために拡張する方法を提案した.具体的には交叉によって生成される子個体の確率密度分布に着目し,これに基づく子個体をマルコフ連鎖モンテカルロ法を利用して生成することで,等式制約を満たす領域のみの子個体生成を実現した.この手法を利用して遺伝子ネットワーク同定の精度改善を試みる予定であったが,遺伝子ネットワーク同定問題を等式制約付き非線形関数最適化問題として定式化しなくても充分精度の高い同定が可能であることが判明した.そのため上記の最適化方法を使わない,主に2種類の遺伝子ネットワーク同定法を開発した.前年度において,従来手法である線形計画法を利用した遺伝子ネットワーク同定法を応用することで,遺伝子ネットワークのS-systemモデル同定法を提案している.この手法は線形計画問題を解き,次に一次元関数最適化問題を解くことでS-systemパラメータを推定している.今年度はその手法をさらに改良することで,従来よりも高速な遺伝子ネットワークのS-systemモデル同定法を開発した.具体的には線形計画問題を解き,さらに一次元関数最適化問題の代わりに線形連立方程式を解くだけでS-systemパラメータを推定するものである.線形計画問題を解き,線形連立方程式を解くだけで非線形のS-systemモデルのパラメータ推定が推定できる本手法は常に唯一の解を発見することが可能であり,従来手法の持っていた局所解に陥る問題を回避することができた.この研究の成果に関してはニューラルネットワークに関する国際会議の論文(Proceedings of the 2012 International Joint Conference on Neural Networks, pp. 2000-2007)の形で発表した.S-systemモデルは遺伝子ネットワーク同定のためにしばしば使われているモデルであり,このモデルの同定が高速に行える提案手法は,遺伝子ネットワークを利用したガンなどの病気に対するドラッグターゲットの開発などに有用であると考えられる.本研究ではまず,任意の進化的アルゴリズムを,等式制約付きの関数最適化問題に対して適用可能に拡張するための方法を提案した.具体的には進化的アルゴリズムの使用する交叉の確率密度分布に着目し,これを等式制約を持たす領域のみにしか子個体を生成しないように改良するものである.改良した確率密度分布からマルコフ連鎖モンテカルロ法を利用してサンプルを生成することにより,等式制約を持つ関数最適化問題において実行可能領域のみに子個体を生成する進化的アルゴリズムを実現した.なお提案手法は国際会議論文として既に発表済みである.作成した進化的アルゴリズムを用いて遺伝子ネットワーク同定法を作成する予定であったが,実際には必ずしも定式化した問題は困難な制約付き関数最適化問題とはならず,単なる線形計画問題となってしまった.そのため作成した進化的アルゴリズムを用いずに新たな遺伝子ネットワーク同定法を開発することになった.開発した遺伝子ネットワーク同定法は主に二種類である.一つは線形計画問題と1次元関数最適化問題を解くだけで遺伝子ネットワークのS-systemモデルを同定する手法である.この手法は学術誌論文と国際会議論文にて発表した.もう一つは先に説明した遺伝子ネットワーク同定法に似たアイデアに基づき,線形計画問題と2次元関数最適化問題を解くことで遺伝子ネットワークのVohradskyモデルを同定する手法である.この手法に関しても学術誌論文と国際会議論文で発表を行った.なお最終年度は主に遺伝子ネットワークのVohradskyモデル同定法の開発を行った.本研究ではまず,制約無しの関数最適化のための任意の進化的アルゴリズムを,等式制約を持つ関数最適化のために拡張する方法を提案した.具体的には交叉によって生成される子個体の確率密度分布に着目し,これに基づく子個体をマルコフ連鎖モンテカルロ法を利用して生成することで,等式制約を満たす領域のみの子個体生成を実現した.この手法を利用して遺伝子ネットワーク同定の精度改善を試みる予定であったが,遺伝子ネットワーク同定問題を等式制約付き非線形関数最適化問題として定式化しなくても充分精度の高い同定が可能であることが判明した.そのため上記の最適化方法を使わない,主に2種類の遺伝子ネットワーク同定法を開発した.等式制約を実質的に一つだけ持つような関数最適化問題に対して,効率的に解候補を探索するための方法を提案した.具体的には進化的アルゴリズムを用いて制約付き関数最適化問題を解く際に,制約条件を充足する領域のみに解候補を生成するための手法の開発を行った.そのために提案手法は,進化的アルゴリズムの交叉オペレータによって生成される子個体に関する確率密度分布(交叉カーネル),及びマルコフ連鎖モンテカルロ法を利用した.数値実験により提案手法が制約条件を持つ多峰性関数最適化において,良好な探索性能を持つことを示した.本研究の成果は進化計算に関する国際会議の論文(Proceedings of IEEE Congress on Evolutionary Computation 2011, pp.447-454)の形で発表した.他方,遺伝子ネットワーク同定の精度向上のため,従来手法である線形計画法を利用した方法を応用することで,さらに詳細な遺伝子ネットワークのS-systemモデルを同定するための方法を開発した.具体的には線形計画法を利用した遺伝子ネットワーク同定法によって推定されたパラメータを利用することで,一次元関数最適化問題を解くだけでS-systemモデルのパラメータを効率的に推定するものである.この方法により,非常に短時間で比較的高精度な遺伝子ネットワークのS-systemモデルの同定が可能になった.

この研究に関しては国内会議(平成23年電気学会電子・情報・システム部門大会)で発表し,また学術誌論文(Mathematical Biosciences, Vol.235, pp.161-170)として発表した.既に等式制約を持つ関数最適化問題のための進化的アルゴリズムの開発は出来ており,その応用として遺伝子ネットワーク同定法の開発を行っているため,本研究は概ね予定通りに進んでいると言える.本研究ではまずはじめに等式制約を持つ関数最適化問題のための進化的アルゴリズムの開発を行う予定であった.このアルゴリズムの開発がほぼ当初の予定通りに進んでいるため,本研究は予定通りに進んでいるといえる.これまでは遺伝子ネットワークのS-systemモデル同定法を開発してきたが,S-systemモデルは比較的パラメータ数が多く,妥当な解を得るためには多くの遺伝子発現データが必要であることが分かっている.実用を考える上ではこの性質は必ずしも好ましいものでは無い.そこで今後はS-systemモデルのように生化学反応を近似可能であり,なおかつパラメータ数の少ないモデルを用いた遺伝子ネットワーク同定法の開発を行う予定である.平成23年度に開発した制約付き関数最適化問題を解くための進化的アルゴリズムは,等式制約が一つだけであるような問題のみを対象としていた.平成24年度以降はこの方法の対象とする問題を,複数の等式制約を持つ問題へ拡張する予定である.具体的には交叉オペレータによって生成される子個体に関する確率密度分布の改良,及び等式制約逸脱解の修正アルゴリズムの改良を行う予定である.他方,開発した制約付き関数最適化問題に対する進化的アルゴリズムを用いて,従来手法よりも精度の高い遺伝子ネットワーク同定法を開発する予定である.具体的には線形計画法を利用した遺伝子ネットワーク同定法に対して,ネットワークに関する事前知識を導入する方法を開発する予定である.さらに改良した線形計画法を利用した遺伝子ネットワーク同定法と,平成23年度に開発した遺伝子ネットワークのS-systemモデル同定法を組み合わせることで,従来よりも性能の良い遺伝子ネットワークのS-systemモデル同定法の開発を目指す.開発した遺伝子ネットワーク同定器は,実データの解析を通してその性能を検証する予定である.新たな遺伝子ネットワーク同定法の計算コストは必ずしも低くないことが予想されるため,実験を行うための計算機を購入する予定である.その他には国内外の学会発表のための出張旅費,論文投稿料,及び英文校閲料に使用する予定である.なお計算機については前年度までに購入する予定であったが,出張旅費,並びに論文校閲代のために充分な予算が確保できなかった.そのため今年度の繰り越し金と次年度予算を合わせて購入する予定である.本研究で開発する制約付き関数最適化のための進化的アルゴリズム,及びそれを用いた遺伝子ネットワーク同定法の計算コストは大きくなることが予想される.そこで平成24年度に,これらの計算を行うための専用計算機を購入する予定である.