hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イネのMITE様転移因子mPingを用いた農業形質関連遺伝子の網羅的構造解析

本研究は、イネのMITE型トランスポゾンmPingの活発な転移を利用したノックアウト遺伝子の効率的クローニング法の開発を目指している。同様の目的で開発された遺伝子タギング法はこれまでにも存在するが、本法の特色は一般に量的形質であり通常の分離分析を行うことが困難な農業形質関連遺伝子のクローニングを目的とする点である。この目的を達成するため、突然変異分離集団の大規模なトランスポゾンディスプレイを行い、QTL解析に準じた統計処理によって対象形質の変異に密接に関連するmPing挿入多型を見出そうと考えた。平成15年度には、細粒形質に関するキメラ個体をモデルとして、トランスポゾンディスプレイから突然変異遺伝子のタギングに到る一連の技術的基盤を完成させた。平成16年度には、タグライン作成用細粒系統の大規模圃場展開を行って、mPing挿入突然変異体を収集するとともに、分離系統の一部についてトランスポゾンディスプレイを行って脱粒性と密接に関連する117bpの増幅断片を生じるmPing挿入多型を見出した。平成17年度は、前年に得られたmPing挿入突然変異体の個体別次代系統を圃場に展開し、農業形質に関する突然変異の有無を調査すると同時に、農業形質に関する分離が認められた2系統の全個体について個体別にトランスポゾンディスプレイを行い、共分離するmPing挿入多型の検出を試みた。その結果、稈長について合計9つ、穂長について合計9つ、穂数について合計7つのmPing挿入多型が、危険率を5%とするt検定によって当該形質の変異と関連すると判断された。農業形質は年次変動が大きいため、これらの多型と形質との関連についてはもう一年検討を続けた後、タグされたDNA断片のクローニングと構造解析を行う予定である。イネの転移因子mPingを用いたトランスポゾンディスプレイと挿入変異体のDNA解析を行った。実観ではまず、イネの細粒遺伝子slgをホモにもつ系統(細粒系統)に出現した細粒穂と非細粒穂をともにもつ1個体(粒型キメラ個体)を供試して、その細粒型分げつと非細粒型分げつからそれぞれDNAを抽出し、これを制限酵素Csp6 Iで消化した後、消化されたDNA断片の両端にCsp6 Iアダプターを取り付けた。ついで、これを鋳型としてmPingの3'端に近い内部配列とCsp6 Iアダプターの相補配列とをプライマーとするPCRを行い、mPing挿入部位に隣接するDNA断片を増幅した。さらに、得られたPCR産物のサイズを測定し、細粒型分げつ-非細粒型分与ずつ間でDNA長に関する多型を調査した。調査の結果、少なくとも9つの多型バンドが検出され、このうちの2つについて、DNAを回収して塩基配列を決定したところ、それぞれ、第4染色体と第6染色体にmPingが新たに挿入されていることが明らかになった。一方で、mPingの転移による新たな有用変異の誘発を期待して、外観上容易に判別のできる劣性遺伝子ghをもつ細粒系統を圃場に栽植し、系統毎に栽培特性の調査とghをホモにもつ非細粒個体(gh/gh、slg/+)の出現について調査を行った。調査の結果、突然変異体シリーズの作成に適した1系統を選抜するとともに、数個体のghホモ型非細粒個体を獲得した。イネの転移因子mPingの活発な転移を利用したノックアウト遺伝子の効率的クローニング法の開発を目指して、本年度は、mPingの転移によって誘発された突然変異体の個体別次代系統を供試して、誘発変異と共分離するmPingコピーをトランスポゾンディスプレイ法によって探索した。まず、mPingが活発に転移する系統に出現した突然変異体9個体の個体別次代系統を圃場に展開したところ、このうちの2系統で穎果の形(粒型)および脱粒性に関する分離が認められた。そこで、この2系統の全個体から個体別に抽出したDNAを鋳型に用いて、mPingの挿入多型を検出するため、トランスポゾンディスプレイを行った。その結果、供試個体内にはおよそ100コピーのmPingが存在し、そのうちのいくつかではmPingの転移による挿入多型が認められた。観察された全てのmPing挿入多型について、多型の有無と粒型あるいは脱粒性の表現型との関連を調べたところ、粒型には182bpのPCR増幅断片を生じるmPingコピーが、脱粒性には117bpのPCR増幅断片を生じるmPingコピーがそれぞれ関連することが示された。このように、トランスポゾンディスプレイによって、ゲノム内に散在する多数のmPingコピーの中から、誘発突然変異の原因遺伝子内部あるいはその調節領域に挿入されているmPingコピーを分離・同定できることが示された。今後は、分離された多型バンドからDNAを回収し、粒型および脱粒性に関する遺伝子のクローニングを進める予定である。

平成15年度には、細粒形質に関するキメラ個体をモデルとして、トランスポゾンディスプレイから突然変異遺伝子のタギングに到る一連の技術的基盤を完成させた。平成16年度には、タグライン作成用細粒系統の大規模圃場展開を行って、mPing挿入突然変異体を収集するとともに、分離系統の一部についてトランスポゾンディスプレイを行って脱粒性と密接に関連する117bpの増幅断片を生じるmPing挿入多型を見出した。平成17年度は、前年に得られたmPing挿入突然変異体の個体別次代系統を圃場に展開し、農業形質に関する突然変異の有無を調査すると同時に、農業形質に関する分離が認められた2系統の全個体について個体別にトランスポゾンディスプレイを行い、共分離するmPing挿入多型の検出を試みた。その結果、稈長について合計9つ、穂長について合計9つ、穂数について合計7つのmPing挿入多型が、危険率を5%とするt検定によって当該形質の変異と関連すると判断された。農業形質は年次変動が大きいため、これらの多型と形質との関連についてはもう一年検討を続けた後、タグされたDNA断片のクローニングと構造解析を行う予定である。
異種固体界面における高分子半導体の光電荷および分子鎖ダイナミクス

本年度は、ポリ(3-アルキルチオフェン)(P3AT)分子鎖の凝集状態および熱運動特性に及ぼす側鎖の偶奇効果と光電荷生成挙動へのその影響について検討した。試料として、ポリ(3-ペンチルチオフェン) (P3PT)、ポリ(3-ヘプチルチオフェン) (P3HepT)、ポリ(3-ノニルチオフェン) (P3NT)およびポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)を用いた。広角X線回折パターンを解析した結果、P3HT、P3HepT、P3NTは単斜晶を形成するが、P3PTは斜方晶を形成することが明らかになった。また、P3PTの(020)間隔はP3HTのそれより小さいことから、P3PTの結晶はP3HTと比較してアルキル側鎖の立体反発が小さく、チオフェン環のパッキングが密になっているといえる。P3PT膜の過渡吸収スペクトルを評価した。他のP3ATでも観測されるポーラロン(P)由来のピークと、他の偶数側鎖を有するP3ATでは観測されない新しい励起子が観測された。偏光特性と寿命の評価から、このピークはエネルギー状態が異なる自由電荷(P')と帰属した。分子運動特性と光電荷生成の相関を明らかにするため、動的粘弾性測定による損失弾性率とPおよびP'の時定数(τP、τP')を比較した。P3PTにおいて、側鎖緩和に対応するβ過程、チオフェン環のねじれ運動に対応するα1過程が観測された。τPは低温域で一定で、310 K付近から温度上昇に伴い減少した。この温度はα1緩和温度に一致した。τP'は、低温域においてほぼ一定であったのに対し、220 K付近から温度上昇に伴い増加した。τP'が上昇し始める温度はβ緩和温度と一致した。これは、P3PTにおけるP'の生成とβ緩和に相関があることを示唆している。以上のことから、側鎖の偶奇効果は結晶のパッキングと生成する励起子のダイナミクスに強い影響を与えることが明らかになった。当初の予定通りに研究が進行している。高分子半導体の凝集状態および分子鎖ダイナミクスが光電荷ダイナミクスに大きな影響を与えることが明らかになりつつある。今後は、これらの材料特性に加えて、界面選択的な分光法およびデバイス特性の評価法の開発を進めて行くことにより、高分子半導体の界面極近傍における光電荷ダイナミクスとその制御因子について検討を行っていく。本年度はエバネッセント波励起法を組み合わせた界面過渡吸収分光測定法および界面過渡光電流測定法を開発した。いずれの測定法も既存の測定装置の入射光学系を改造し、エバネッセント波励起による測定を可能にした。界面過渡吸収分光測定法により、界面における高分子半導体の光電荷生成ダイナミクスについて検討した。試料として、台形プリズム上に厚さ約200 nmのポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)膜をスピンコーティング法により作製した。この試料をクライオスタット内にセットし、真空下、種々の温度でポンプープローブ法による過渡吸収分光測定を行った。プリズムに対する励起光(ポンプ光)の入射角は、臨界角より大きな角度(=80°)設定し、プリズム/P3HT界面近傍にエバネッセント波を発生させた。このとき、エバネッセント波の電場強度が1/eになる深さを分析深さと定義すると、分析深さは64.4 nmである。エバネッセント波励起により得られた過渡吸収スペクトルを解析し、自由電荷であるポーラロン(P)の生成速度を温度の関数として評価した。また、入射角を10°に設定して同様の測定を行い、膜内部におけるPの生成速度と比較した。すべての温度において、界面近傍におけるPの生成速度は、バルクのそれよりも小さかった。これは、界面近傍における光電荷の生成速度はバルクよりも遅いことを示している。また、生成速度の温度依存性からバルクおよび界面における光電荷生成の活性化エネルギーを求めた。その結果、界面近傍におけるP生成の活性化エネルギーはバルクのそれより有意に大きいことが明らかとなった。以上のことから、界面近傍におけるP3HTの電荷生成はバルクと比べて抑制されることが明らかになった。当初の予定どおりに研究が進行している。

偏光特性と寿命の評価から、このピークはエネルギー状態が異なる自由電荷(P')と帰属した。分子運動特性と光電荷生成の相関を明らかにするため、動的粘弾性測定による損失弾性率とPおよびP'の時定数(τP、τP')を比較した。P3PTにおいて、側鎖緩和に対応するβ過程、チオフェン環のねじれ運動に対応するα1過程が観測された。τPは低温域で一定で、310 K付近から温度上昇に伴い減少した。この温度はα1緩和温度に一致した。τP'は、低温域においてほぼ一定であったのに対し、220 K付近から温度上昇に伴い増加した。τP'が上昇し始める温度はβ緩和温度と一致した。これは、P3PTにおけるP'の生成とβ緩和に相関があることを示唆している。以上のことから、側鎖の偶奇効果は結晶のパッキングと生成する励起子のダイナミクスに強い影響を与えることが明らかになった。当初の予定通りに研究が進行している。開発した測定手法により、界面近傍における光電荷ダイナミクスの特異性が明らかになりつつある。今後は、当初の研究計画に加えて、原子間力顕微鏡を用いた電流測定やトランジスタ特性評価を並行して進めて行くことにより、高分子半導体の界面極近傍における光電荷ダイナミクスとその制御因子について検討を行っていく。高分子半導体の凝集状態および分子鎖ダイナミクスが光電荷ダイナミクスに大きな影響を与えることが明らかになりつつある。今後は、これらの材料特性に加えて、界面選択的な分光法およびデバイス特性の評価法の開発を進めて行くことにより、高分子半導体の界面極近傍における光電荷ダイナミクスとその制御因子について検討を行っていく。
近代エジプト地方社会における医療・衛生事業の研究

20世紀前半のエジプト地方社会では、19世紀初頭以降に進展した農業開発により衛生状態の悪化が見られたが、その対策として講じられたであろう医療・衛生事業の実態には未だ不明な点が多い。本研究は、当時出版された政府刊行物や雑誌を収集・参照することによりその解明を目指した。当初想定していたよりも史料的制約が大きく、当該地方社会における当該事業の実態について十全に解明し得たとは言えないが、今後の研究の基礎となる関連史料を収集したほか、医療・衛生問題に対する当時の知識人の関心が、都市生活に関係するものに集まっていたことも新たに把握できた。本研究は、20世紀前半のエジプトにおける医療・衛生事業の具体相の解明と、同事業に対して地方社会が示した反応・対応について検討することを目的としている。平成27年度は、主に下エジプトを中心に当時展開されたと思われる医療・衛生の具体相の解明に資する資料収集と分析に重点を置いて作業を進めた。年度末に行ったロンドンでの調査では、当時のエジプト政府刊行の各種報告書を閲覧・複写したほか、国立公文書館では本研究に関係するイギリス政府の公文書を閲覧・複写した。結果、収集した史料からは、主にマラリアやビルハルツ住血吸虫症といった、当時の地方開発の進展に伴い感染が拡大した疾病に対し、当局が講じた対策(媒介生物の駆除や住民に対する啓蒙活動の推進など)に関する情報を得ることができた。特に、対策の実施を支えた関連する諸立法について手がかりを得ることができたことは、医療・衛生の制度化に関する当時の政府の構想を知る上で重要な成果であった。一方、対策の実施を担った組織の詳細、あるいは啓蒙活動で用いられた広報物の詳細など、より具体的な情報については入手することができなかったため、今後もその把握に努めたい。また、本年度は海外で開催された国際会議に2度参加(10月にトルコ・アンカラ、11月にアラブ首長国連邦・アブダビ)した際、海外の医療・衛生史研究者と交流する機会を得ることができ、近代中東に関する医療・衛生史研究の最新動向や多くの研究上の示唆を得た。今年度は、医療・衛生の制度化の実態を明らかにすることを目的としていたが、これまでに収集した資料にはその点に関する記述・情報が期待されたほどには得られなかったため。平成28年度も、平成27年度に引き続きエジプト地方社会における医療・衛生の制度化の実態解明を目指し、関連史料の収集を中心に作業を進めた。年度末に行ったロンドンでの調査では、国立公文書館において平成27年度に実施した調査では閲覧できなかった同館所蔵の関係史料を閲覧・入手した。具体的には、第一次世界大戦中のエジプト内務省報告の公衆衛生に関する部分と、1930年代末に設置された社会問題省の発足後10年間の活動に関する報告書である。まず、当該内務省報告については、通説では19世紀末以降エジプトを実質的な統治下に置いたイギリスは、20世紀以降エジプト地方社会への関与を強化しようと試みたものの、大戦の勃発により短期間でその試みは頓挫したとされている。ただし、大戦の勃発が地方社会における医療・衛生事業におよぼした影響の詳細は未だ明らかにはなっていない。そのため、同報告の記述からその詳細を把握できれば、医療・衛生の制度化過程の一端が明らかになると期待している。次に、社会問題省の活動に関する報告書については、20世紀前半における医療・衛生事業は基本的には公衆衛生省の所管とされていたものの、地方社会の改革が社会問題省の主な所管業務の一つとされていたことから、同省が地方社会における医療・衛生事業に一部関与した可能性がある。その意味で、当該時期の同省の活動に関する報告書は、本研究の進展に役立つことが期待される。また、エジプトをはじめとする中東地域に加え、近代のインドや中国など他地域における医療・衛生の制度化について論じた先行研究を積極的に収集した。今年度も医療・衛生の制度化の実態を明らかにすることを目的としていたが、当時の政府刊行物から得られる情報が、当該制度の概要の域を出ず、制度化の詳細な展開を把握することが困難な状態が続いたため。平成29年度は、平成28年度に引き続き20世紀前半のエジプト地方社会における医療・衛生の制度化の実態解明に加え、地方社会における衛生問題に関して同時代の知識人が行った言説の分析を目指し、関連史料の収集と分析を行った。年度末にエジプト・カイロにて行った調査では、国立図書館において同館所蔵の関係史料を閲覧・入手した。具体的には、イギリス占領時代と立憲王制時代にまたがる20世紀前半に出版された衛生問題全般を扱った雑誌『アル=マジャッラ・アル=シッヒーヤ』と、1930年代末に設置された社会問題省が発行した衛生に関する小冊子などである。特に後者の小冊子については、その内容・形式から判断する限り社会問題省が行った啓発活動に用いるために作られたものである可能性があり、同種の史料をさらに収集することにより、社会問題省の啓発活動の特徴を明らかにする手がかりとなることが期待される。また、知識人の言説分析に関しては、国内所蔵の同時代の雑誌『アル=ヒラール』および『アル=ムクタタフ』を閲覧、関連記事を収集した。研究期間全体の成果としては、統計資料や年報など公衆衛生政策に関するエジプト政府刊行物を多数閲覧・収集し、エジプト地方社会における医療・衛生の制度化の実態を解明する手がかりを得た点をあげる。ただ、これらの史料はその性質上、具体性に乏しい記述が多い傾向があり、他の史料との併用が欠かせない。

よって、同時代の新聞・雑誌記事を参照することにより、政府刊行物の欠を補い、個別の医療・衛生問題への接近を試みようとした。しかし、残念なことに国内はもとよりイギリス・エジプトにおける調査の過程で閲覧できた記事は、当該トピックに関する記述が極端に少なく、むしろ主な読者層でもある都市中間層が抱える医療・衛生に関するものが大半であったため、当初の目的を十分に達することは困難となってしまった。20世紀前半のエジプト地方社会では、19世紀初頭以降に進展した農業開発により衛生状態の悪化が見られたが、その対策として講じられたであろう医療・衛生事業の実態には未だ不明な点が多い。本研究は、当時出版された政府刊行物や雑誌を収集・参照することによりその解明を目指した。当初想定していたよりも史料的制約が大きく、当該地方社会における当該事業の実態について十全に解明し得たとは言えないが、今後の研究の基礎となる関連史料を収集したほか、医療・衛生問題に対する当時の知識人の関心が、都市生活に関係するものに集まっていたことも新たに把握できた。今後は、基本的には当初の計画通りに研究を進める。ただ、制度化の実態解明に資する情報が想定通りに集まらない現状が継続した場合、平成29年度に予定していた地方社会における医療・衛生問題に関して当時の知識人が展開した議論の分析に重点を移すことも検討する。地方社会における医療・衛生の制度化の実態解明が概要の把握にとどまっている現状をふまえ、今後は当該問題に関して当時の知識人が展開した議論の分析に重点を移す予定である。まず、国内所蔵のアラビア語雑誌収録の関連記事を閲覧・収集したうえで、必要に応じ国外所蔵の雑誌を参照し、その欠を補うことを予定している。近代エジプト社会史想定したより二次資料の収集が進まなかったほか、一次資料を購入する機会も得られなかったため。関係する文献の購入費が想定より低かったほか、本務校における業務との関係で、出張期間を短くせざるをえなくなり、旅費が想定より低くなったため。引き続き、関係二次資料の収集に努めるので、そのための費用に使用するほか、一部は旅費として使用する。生じた次年度使用額の大半は、本研究の作業に使用するパソコンの購入費にあてることを検討している。
ノイズ、日中季節性を含む高頻度データによる金融確率過程モデルの特定と推定

米国S&P500及び日経平均株価指数の日中高頻度時系列データからボラティリティの日中季節項を除去をした系列への、Heston型や連続時間GARCH型確率ボラティリティ・モデルの適合度を検証した。結果は連続時間GARCH型モデルの優位性を示すものであったが、適合度検定では両モデルとも棄却された。これらの結果を受けて、瞬間ボラティリティの時変季節項、日中変動、日間変動を統合的に捉える関数HARモデルを新たに提案し、その瞬間ボラティリティの将来のパスの予測における対既存アプローチでの実証的優位性を示した。当初の研究計画に従い、資産価格ボラティリティ過程のパラメータのGMM推定(実現ボラティリティの標本モーメントと日次累積ボラティリティの母集団モーメントとを出来る限りマッチさせる方法)において、日中季節性の存在を無視した場合には大きなバイアスが生じること、各種の日中季節性除去フィルターの利用によりバイアスを大幅に縮小させることが可能であることを、モンテカルロ実験により明らかにし、一橋大学経済研究所共同利用・共同研究プロジェクト研究会(IERPK1206) Workshop on High-frequency Data and Financial Econometricsに於いて報告した。季節性パターンが時間的に(日をまたいで)確率変動するタイプのフィルターの分析としては、[1]の自己回帰条件付季節性ボラティリティ・モデル(ARCSV)を日経平均株価及びS&P 500米国株式指数の高頻度データに適用し、その日中季節性不変モデルと比較しての当てはまりの改善を確認。また、関連して、非線形時系列モデルの特定化のニューラルネットワーク検定の[2]の方法を一般化する手法を開発し論文としてまとめた([3])。参考文献まず、資産価格確率ボラティリティ(SV)モデルのパラメータの推定のGMM推定における日中季節性除去の効果の分析を継続した。具体的には、[1]のカーネル法による瞬間ボラティリティのパスの推定、日次実現測度を単純な実現分散ではなく[2]の実現bipower preaverage estimator (累積分散推定量として価格ジャンプとミクロ構造ノイズに対して頑健)とするGMM推定等を行い、それらのモデル推定精度やデータへの適合度向上効果をモンテカルロ実験及びS&P500株価指数データの実証分析で確認、結果を学会で発表した(学会発表欄に記載の2件)。なお、SVモデルとしてGARCH拡散過程モデルを用いる分析も進めた。さらに、各日の日中瞬間ボラティリティのパスをひとつの関数の実現観測値とする自己回帰関数モデルを推定し、日次パスの依存性を確認した。なお、本課題に関連する資産価格ボラティリティ時系列分析の研究の成果を論文としてまとめ発表した(雑誌論文欄に記載の2件)。参考文献株価指数のボラティリティ変動確率過程を日中季節変動コンポーネントと定常過程の積として捉え、前者をフィルターで除去したデータ(米国S&P500株価指数、日経平均株価)に簡潔な確率ボラティリティ・モデルを当てはめ統計推定するアプローチを継続し、データ適合度及びボラティリティ予測精度改善の結果を得た。具体的には、定常過程のモデルとしてHestonモデル(解析的扱いが簡単で頻繁にも散られるが資産価格データへの適合度は低い)ではなくGARCH拡散過程モデルを実現ボラティリティ・モーメントGMMにより推定する手法を開発、S&P500データに適用し適合度改善の結果を得た。また、時系列的依存性を持つミクロ構造ノイズやジャンプを含む株価指数高頻度データからボラティリティを計測する目的に適した新手法がKoike (2015)により提案されたので、これを採用した。これらの結果を国際学会において発表した(【研究発表】欄に記載の1件)。なお、近年統計学の分野で急速に発展している関数データ解析のアプローチを応用した日中季節性を含むボラティリティ変動の分析を進め、予備的な結果を国内研究集会で発表した(2件。大阪大学数理・データ科学教育研究センター「金融工学・数理計量ファイナンスの諸問題2015」、平成27年12月3日。統計数理研究所リスク解析戦略研究センター第4回金融シンポジウム「ファイナンスリスクのモデリングと制御III」、平成27年12月7日)。【参考文献】金融資産価格ボラティリティを日中季節性コンポーネントと定常過程に分解しそれぞれの時間変動を分析し、ボラティリティ予測の精度を向上させるという当初目的に関しては一定の研究成果を得た。しかし、日進月歩で発展する金融高頻度データ分析分野の新手法を出来るだけ本研究課題に応用しようとしたため、研究のとりまとめが遅れた。特に、関数データ解析のアプローチが本研究課題の目的達成のために有効である可能性が判明し、この応用に取り組んだことが遅延の大きな理由となった。株価指数の各日の日中取引所取引時間内の高頻度観測データを関数データと捉え、その日次時系列を分析対象とする日中瞬間ボラティリティの関数時系列モデリングを進めた。まず、Hormann et al.(2013)の関数ARCHモデルを日経平均株価5分リターンに適用し、翌日の取引時間内各時点の瞬間ボラティリティを予測するアプローチが有用であることを確認した(【雑誌論文】欄に記載した論文として結果を発表した)。次に、Malliavin and Mancino (2009)の方法により推定した瞬間ボラティリティ日次実現パスの時系列に関数自己回帰モデルを適用するアプローチが翌日の瞬間ボラティリティ予測に有用であることを確認した(【学会発表】欄に記載した国際学会にて結果を発表した)。さらに、高次ラグの情報を有効に用いる簡潔なモデルとして日次実現ボラティリティ予測の分野で広く用いられているHAR(異質自己回帰)モデルを関数データ時系列モデルに拡張する関数

HARモデルを新たに考案し、S&P500と日経平均株価の翌日瞬間ボラティリティ・パスの予測力向上(ラグ次数1の関数ARとの比較において)に有用であることを確認した。【参考文献】米国S&P500及び日経平均株価指数の日中高頻度時系列データからボラティリティの日中季節項を除去をした系列への、Heston型や連続時間GARCH型確率ボラティリティ・モデルの適合度を検証した。結果は連続時間GARCH型モデルの優位性を示すものであったが、適合度検定では両モデルとも棄却された。これらの結果を受けて、瞬間ボラティリティの時変季節項、日中変動、日間変動を統合的に捉える関数HARモデルを新たに提案し、その瞬間ボラティリティの将来のパスの予測における対既存アプローチでの実証的優位性を示した。季節性をフィルターにより除去した後の価格過程のベースとなるSVモデルとしてHestonモデルを想定していたが、実証分析や実務で多用されているモデルにも関わらず実データへの当てはまりが非常に悪く、S&P500株価インデックス・データではパラメータ推定値が過程の安定領域外となった。そこで代替モデルをサーチした結果としてGARCH拡散過程モデル(Hestonモデルと同様に、CEVモデルと呼ばれるSVモデルの特殊ケース)を採用したが、このモデルの母モーメントを未知パラメータの関数として解析的に求めるのに時間を要した。1年の期間延長承認申請が認められたので、これまでの統計理論・実証分析の結果を整理し、論文としてまとめ国際学会で発表すると同時に、国際学術誌に投稿する。また、平成27年度より取り組んでいる関数データ解析の資産価格ボラティリティ変動モデリング及び予測への応用分析についてもさらに進め、論文としてまとめ国際学会で発表すると同時に、国際学術誌に投稿する。計量ファイナンス日中季節性パターンの推定において、先行研究と同様に日中変動せず一定の値であるという仮定を置いてきた。しかし、本課題の目標は、季節性パターンの時間変動のモデルだけではなく、季節項除去後のデータの簡潔な連続時間SVモデルを構築することなので、アプローチ全体の整合性を失わさせるこの仮定は望ましくない。そこで、最終年度は状態空間モデルを用いて、ボラティリティを日中季節項と日中変動する定常項に分解し推定するアプローチを開発し、この定常項のモデルとして簡潔なモデルの特定と推定を試みる。また、結果を論文としてまとめ国際学会において発表するとともに英文学術誌に投稿する。
セプチン系細胞骨格の重合・脱重合メカニズムの解析

以前の国際共同研究により、Cdc42のアダプター蛋白質Borgがセプチン複合体と相互作用することを報告したが(Nat Cell Biol 2001)、Borgの細胞内局在や機能に関しては全く知られていなかった。Cdc42-Borg系がセプチンの重合や局在を制御している可能性を探索するため、Borgの抗体を作成して細胞内局在を明らかにし、RNA干渉法で培養細胞のBorgを90%以上枯渇させた。しかし予想外なことにセプチンの局在や集合状態、および他の主要細胞骨格系には影響が見られなかったため(未発表データ)、引き続きCdc42-Borg系の細胞レベルでの機能を探索している。次いで、真のセプチン重合制御因子の探索を目的として、細胞抽出物から生化学的にセプチン結合性蛋白質を精製し、マススペクトロメトリー(フィンガープリンティング法)で同定した。その結果、特定のセプチンサブユニットが重要なシグナル系のアダプター分子と相互作用することが明らかとなった。現在その相互作用の細胞生物学的意義を過剰発現系やRNA干渉法を用いて解析している(投稿準備中)。一方、これら細胞レベルの実験と並行して個体レベルの機能解析を行うためにSept4遺伝子欠損マウスを作成したところ、予想外の雄性不妊から、精子鞭毛内の輪状小体がセプチンの環状高次集合体(セプチンリング)であり、その破綻によって生殖機能が失われることもわかった。同時にヒトの精子無力症検体でもセプチンリングの破綻を認め、その臨床的意義を確立した(Dev Cell 2005)。以上のような研究の進展によってセプチン系を再定義する必要性が生じ、総説を発表した(Curr Opin Cell Biol 2006)。GTPaseスーパーファミリーに属するセプチンは酵母の分裂と極性維持に不可欠な一群の細胞骨格蛋白質として発見された。ヒトやマウスのセプチン細胞骨格系はSept1-12遺伝子産物からなるヘテロ多量体フィラメントを機能単位とし、その高次集合性と関連分子との相互作用によって多様な役割を果たす。これまでに収縮輪やストレス線維などのアクチン構造、小胞分泌・膜融合機構、染色体分配機構などの支持装置として、また細胞膜上で流動する膜蛋白質の拡散障壁として、細胞膜近傍の微細形態の形成・維持・変換を行うことが判明しつつあるが、セプチン系にはまだ解明されていない機能が多いと考えられる。酵母のセプチンリングのような典型的な環状セプチン高次構造体は高等動物では知られておらず、セプチン高次構造の重要性も培養細胞以外では確立していなかった。そこで、高等動物におけるセプチン系の生理的意義を探索・検証するために、セプチンサブユニットの1つであるSept4を欠損するマウスを作成した。Sept4欠損マウスに見られた複数の異常形質のうち、最も顕著な雄性不妊に焦点を絞り、その原因となる精子無力症(構造脆弱性と低運動能)の分子機構を解析した。哺乳類の精子には外径約0.5-0.6・mの高電子密度の構造物(輪状小体、annulus)が存在することが知られていたが、その構成成分や存在意義は不明であった。蛍光抗体法と電子線解析により、1)複数のセプチンサブユニット(Sept1/4/6/7)が輪状小体に集積すること、2)Sept4欠損マウス精子が輪状小体を欠くこと、3)ヒト精子無力症患者の一部において、精子が輪状小体を欠くことを見出した。本研究およびこれに先立つ一連の研究(後述)により、高等動物におけるセプチンリングの存在と、医学・生物学的意義が確立された。

以前の国際共同研究により、Cdc42のアダプター蛋白質Borgがセプチン複合体と相互作用することを報告したが(Nat Cell Biol 2001)、Borgの細胞内局在や機能に関しては全く知られていなかった。Cdc42-Borg系がセプチンの重合や局在を制御している可能性を探索するため、Borgの抗体を作成して細胞内局在を明らかにし、RNA干渉法で培養細胞のBorgを90%以上枯渇した。しかし予想外なことにセプチンの局在や集合状態、および他の主要細胞骨格系には影響が見られなかったため(未発表データ)、引き続きCdc42-Borg系の細胞レベルでの機能を探索している。次いで、真のセプチン重合制御因子の探索を目的として、細胞抽出物から生化学的にセプチン結合性蛋白質を精製し、マススペクトロメトリー(フィンガープリンティング法)で同定した。その結果、特定のセプチンサブユニットが重要なシグナル系のアダプター分子と相互作用することが明らかとなった。現在その相互作用の細胞生物学的意義を過剰発現系やRNA干渉法を用いて解析している(投稿準備中)。一方、これら細胞レベルの実験と並行して個体レベルの機能解析を行うためにSept4遺伝子欠損マウスを作成したところ、予想外の雄性不妊から、精子鞭毛内の輪状小体がセプチンの環状高次集合体(セプチンリング)であり、その破綻によって生殖機能が失われることもわかった。同時にヒトの精子無力症検体でもセプチンリングの破綻を認め、その臨床的意義を確立した(Dev Cell 2005)。以上のような研究の進展によってセプチン系を再定義する必要性が生じ、総説を発表した(Curr Opin Cell Biol 2006)。
チトクロムP-450XVIIA1の大量生産とその膜再構成系における反応機構の解析

大腸菌で真核生物の膜タンパク質を発現させるためには5'末端の塩基配列を大腸菌の使用コドンに変化する必要がある。ウシP450XVIIA1の遺伝子が組み込まれたプラスミドpAα1を鋳型とし、5'末端の塩基配列変異プライマーを用いて、PCR法で5'末端の0.3k塩基対の変異断片を作成した。この5'末端変異断片と無変異3'末端15k塩基対をつないで大腸菌の発現ベクターに組み込んだ。用いたベクターはNdeIとHindIIIサイトを持つpKSN2とpCWで、両者ともtacプロモーターを持っておりIPTGの添加により発現を誘導できる。これら2つの発現プラスミドpKSN17modとpCW17modを大腸菌JM109に形質転換して発現条件を探した。発現量は、モルモットP450XVIIA1に対する抗体を用いたウエスタンブロティングとヂチオナイト還元CO差スペクトルを用いて定量した。pKSN17modの場合、IPTG添加後3時間で大腸菌全タンパク質の数%がP450XVIIA1になるほど良く発現したが、ほとんどのタンパク質がヘム鉄を含んでいないアポ酵素であった。pCW17modの場合、タンパク質としての発現量はpKSN17modの約1/5であるがその半分がホロ酵素であり、培養液1リットル当り60nmolのホロ酵素が発現した。このpCW17modにより発現した酵素はプロゲステロンに対する17α水酸化活性を持っていることも確認している。大腸菌で発現されたP450XVIIA1をリポソーム膜に組み込むには至らなかったが、モルモット副腎から精製したP450XVIIA1を人工膜リポソームに組み込み、その反応機構を反応迅速停止法を用いて研究した。P450XVIIA1の触媒するプロゲステロンからアンドロステンヂオンへの変換は17α水酸化プロゲステロンを中間体とする連続的水酸化反応であることが反応速度論的に証明できた。遺伝子の発現には酵母、癌化細胞などが用いられるが、大量発現には難点が多い。大量培養にふさわしい大腸菌をこの研究では発現系に用いることとした。すでに酵母でウシP-450X VIIA1を発現する事が確認されているプラスミドpAα1からP-450X VIIA1の遺伝子を切りだし、大腸菌で発現効率が高まるようN-末端25アミノ酸残基に相当する塩基配列を変換し、大腸菌発現ベクターに挿入し発現させることにした。N-末端にサイレントミューテーションを導入したDNA断片をPCR法で作成しさらにプラスミドpUC18で増幅し、プラスミドpAα1から制限酵素EcoRIを用いて切りだしたP-450X VIIA1の遺伝子に繋ぎプラスミドpCDに入れ大腸菌を形質転換することに成功した。しかしながらその発現量は酵素の精製には十分を言えず発現ベクターを検討中である。平行して副腎皮質からP-450X VII A1を精製しリポソーム膜に組み込みその反応機構を研究してきた。プロゲステロンからアンドロステンジオンへの連続的水酸化反応は電子伝達速度で制御されており、また定常状態における代謝反応は酵素からの生成物の解離が律速段階になっていることを見い出した。

電子伝達が速いときには生成物の酵素からの解離が反応の律速段階になることは、遺伝子の接続で作成したラット肝臓チトクロムP-4501A1とNADPH-チトクロムP-450還元酵素の融合酵素においても確認した。P-45011B1の触媒するデオキシコルチコステロンからアルドステロンへの連続的水酸化反応においては中間体の解離が連続的反応の制御に大きな役割を果たしていることも発見している。また、膜結合型チトクロムP-450はかなりの部分が膜内に挿入されていることP-450(C21)を用いて実験的に示した。大腸菌で真核生物の膜タンパク質を発現させるためには5′末端の塩基配列を大腸菌の使用コドンに変化する必要がある。塩基配列変異プライマーを用いて、PCR法で5′末端の0.3k塩基対の変異断片を作成した。この5′末端変異断片と無変異3′末端1,5K塩基対をつないで大腸菌の発現ベクターに組み込んだ。用いたベクターはpKSN2とpCWで、両者ともtacプロモーターを持っておりIPTGの添加により発現を誘道できる。これら2つの発現プラスミッドpKSN17modとpCW17modを大腸菌JM109に形質転換して発現条件を探した。発現量は、ウエスタンブロティングとヂチオナイト還元CO差スペクトルを用いて定量した。pKSN17modの場合、大腸菌全タンパク質の数%がP450XVIIA1になるほど良く発現したが、ほとんどのタンパク質がヘム鉄を含んでいないアポ酵素であった。pCW17modの場合、タンパク質としての発現量はpKSN17modの約1/5であるその半分がホロ酵素であり、培養液1リットル当り60nmolのホロ酵素が発現した。このpCW17modにより発現した酵素はプロゲステロンに対する17α水酸化活性を持っていることも確認している。大腸菌で発現されたP450XVIIA1をリポソーム膜に組み込むには至らなかったが、モルモット副腎から精製したP450XVIIA1を人工膜リポソームに組み込み、その反応機構を反応迅速停止法を用いて研究した。P450XVIIA1の触媒するプロゲステロンからアンドロステンヂオンへの変換は17α水酸化プロゲステロンを中間体とする連続的水酸化反応であることが反応速度論的に証明できた。
プロトン輸送制御に基づく貴金属フリー高効率水分解システムの創製

プロトンや二酸化炭素の電気化学的還元による水素、有機物の製造は、再生可能エネルギー由来の電力を貯蔵可能な化学燃料に変換できるプロセスとして注目されている。しかし、還元反応の対極における水の酸化反応がしばしばエネルギー変換効率のボトルネックとなっている。特に腐食性の塩基性条件以外では、水の酸化に対し高活性かつ安定な触媒は貴金属触媒に限られている。本研究では前年度までに、配位子や粒径の設計により酸化マンガン(MnOx)の酸素発生能を高められることを見出している。しかしMnOx酸素発生触媒の実用化へは、工業的電解プロセスへの適合性や、安価かつ大規模化可能な方法で触媒を合成できることも重要となると考えられる。ここで固体高分子(PEM)形電解槽は、小さな電圧ロス、入力変動への素早い追随、純水が使用可能であることなど再生可能エネルギー由来電力の変換・貯蔵に適した特性をもつ。またPEM形電解槽では触媒周囲にスルホン酸基が存在し、このスルホン酸基も配位子としてMnOxの活性向上に寄与しえる。そこで本年度は、工業的製法で得られたMnOxのPEM形電解槽における活用を検討した。MnOx酸素発生触媒を用いて構築したPEM形電解槽において、工業的製法により合成されたMnOxは、白金と同程度の酸素発生活性をPEM形電解槽中で示すことを見出した。このように非貴金属系触媒を用いてPEM形電解槽を構築し電解を行った結果は、これまで報告されていない。既報において、両極の電極触媒として白金を用いたPEM形電解槽と太陽電池を接続した系で24.4%と高い太陽光-水素エネルギー変換効率が達成されている。すなわち今回の結果より、MnOxを酸素発生触媒としたPEM形電解槽を用いて太陽光-水素エネルギー変換系を構築した場合でも高いエネルギー変換効率が実現できることが期待される。本成果は特許出願済である。29年度が最終年度であるため、記入しない。水の電気化学的分解による水素製造は、時間変動する再生可能エネルギーを貯蔵可能な化学燃料に変換できる系として注目されている。しかし、水の酸化に高い電位の印加が必要であることがエネルギー変換効率のボトルネックとなっている。特に中性領域において高活性かつ安定な触媒は高価な貴金属触媒に限られている。一方自然界では、植物の光化学系II(PSII)中のマンガン(Mn)4原子を含むクラスターが唯一水の酸化を触媒する。そのクラスターはアミノ酸に配位されており、プロトン・電子輸送が精密に制御されている。我々は以前PSIIに啓発されて、プロトンを受容する分子を導入すると正電荷が蓄積した不安定な中間体を経ずに反応が進行し、酸化マンガン(MnOx)の水の酸化活性が向上することを見出している。しかし、導入した分子が酸化分解するという問題点があった。そこで今年度は、酸化に対し安定かつMnOxの活性を向上させる官能基を有する固体高分子を検討した。その中で、PSII中のMnクラスターに配位する3種、10個の官能基のうち7個を占めるカルボキシル基を持つ分子の添加でMnOxの活性が安定的に向上することを見出した。一方でイミダゾリル基はプロトン移動を伴う多電子酸化を受け、グアニジノ基添加時は酸素発生・酸化電流に変化は見られなかった。イミダゾリル基がPSII中では安定なのは、低い誘電率やプロトン受容体の欠如、電荷分離サイトとクラスター間に存在する電位のカスケード構造に由来している可能性をpH-電位図を用いて示した。本成果はPSIIに学ぶMn系水の酸化触媒開発において安定性やエネルギー論という視点を導入・提示したものであるとともに、PSIIクラスター周囲に豊富なカルボキシル基がMnOxの活性化にも有用であることを示したものである。本成果はChemCommに掲載され、Inside Back Coverに選ばれた。酸化分解に対して安定かつ酸化マンガンの水の酸化活性を向上させることができる物質として、カルボキシル基を有する分子を見出すことができたため。当初の計画に加えて、植物の光化学系IIと人工のマンガン系水の酸化触媒における安定性やエネルギー論の違いについて理解を深めることもできたため。また、その結果を国際誌により発表することができ、InsideBackCoverにも選択されたため。水電解による水素製造は、再生可能エネルギーを貯蔵可能な化学燃料に変換できる系として注目されている。しかし安全で自然界に豊富な中性の水の酸化による酸素発生に対し高活性な電極触媒はIrやRu等貴金属材料に限られる。そこで本研究では、自然に豊富な酸化マンガン(MnOx)の酸素発生能の最大化を目指し研究を進めてきた。既報において、MnOxによる酸素発生の律速段階はMn3+の生成であり、有機配位子により協奏的プロトン-電子移動の駆動やヤーン・テラー歪みの誘起を行うとMn3+生成電位が低下し酸素発生能が向上することが見出されている。しかしこうした系では配位子の分解により活性が低下した。そこで本年度は、MnOx結晶自体への構造歪みの導入による酸素発生能の最大化を図った。ここでナノ粒子においては、表面における配位子場の歪みにより、Mn3+が低電位で生成することが期待される。現に直径10 nm程度のMnOxナノ粒子は、非貴金属触媒としては中性領域で世界最高級の酸素発生能が見出されている。しかしその高活性の理由は不明であった。

そこで本研究では種々のIn-situ分光電気化学測定を包括的に行い、ナノ粒子の構造やその変化、Mn3+生成電位並びに反応機構の解明を試みた。In-situ電気化学ラマン散乱測定により、Mn2+、Mn3+、Mn4+の可逆的かつ柔軟な変化に伴う構造の変化を明確に確認できた。価数の柔軟な変化は、紫外可視・X線吸収のIn-situ電気化学測定や電子スピン共鳴によっても確認できた。その結果、ナノ粒子では電荷貯蔵でなくその後のO-O結合生成が律速段階となることが見出された。以上の結果は、構造が柔軟に変化し歪みを包含できるMnOxにおいては、Mn3+の特異的な安定化により、従来より飛躍的に高い酸素発生活性を実現できる可能性を示すものである。本結果はJACSに掲載された。配位子や外部の塩基を含まずとも、中性領域において高活性を示す酸化マンガン酸素発生触媒を得ることができ、その反応機構や高活性の理由を種々のIn-situ分光電気化学測定により明確に解析、提唱することができたため。また、その内容を化学分野における一流の国際誌であるJ. Am. Chem. Soc. (JACS,米国化学会誌)において発表することができたため。プロトンや二酸化炭素の電気化学的還元による水素、有機物の製造は、再生可能エネルギー由来の電力を貯蔵可能な化学燃料に変換できるプロセスとして注目されている。しかし、還元反応の対極における水の酸化反応がしばしばエネルギー変換効率のボトルネックとなっている。特に腐食性の塩基性条件以外では、水の酸化に対し高活性かつ安定な触媒は貴金属触媒に限られている。本研究では前年度までに、配位子や粒径の設計により酸化マンガン(MnOx)の酸素発生能を高められることを見出している。しかしMnOx酸素発生触媒の実用化へは、工業的電解プロセスへの適合性や、安価かつ大規模化可能な方法で触媒を合成できることも重要となると考えられる。ここで固体高分子(PEM)形電解槽は、小さな電圧ロス、入力変動への素早い追随、純水が使用可能であることなど再生可能エネルギー由来電力の変換・貯蔵に適した特性をもつ。またPEM形電解槽では触媒周囲にスルホン酸基が存在し、このスルホン酸基も配位子としてMnOxの活性向上に寄与しえる。そこで本年度は、工業的製法で得られたMnOxのPEM形電解槽における活用を検討した。MnOx酸素発生触媒を用いて構築したPEM形電解槽において、工業的製法により合成されたMnOxは、白金と同程度の酸素発生活性をPEM形電解槽中で示すことを見出した。このように非貴金属系触媒を用いてPEM形電解槽を構築し電解を行った結果は、これまで報告されていない。既報において、両極の電極触媒として白金を用いたPEM形電解槽と太陽電池を接続した系で24.4%と高い太陽光-水素エネルギー変換効率が達成されている。すなわち今回の結果より、MnOxを酸素発生触媒としたPEM形電解槽を用いて太陽光-水素エネルギー変換系を構築した場合でも高いエネルギー変換効率が実現できることが期待される。本成果は特許出願済である。実際の水分解システムの構築に向けて、システム中における酸化マンガンの環境に則して触媒の修飾や評価を検討する。
超高密度記録ディスク用浮動ヘッドスライダの浮上シミュレーション技術の開発

本研究では、磁気ディスク装置のヘッド・媒体インタフェース設計において、分子気体潤滑理論と平均すきま理論を融合した新たな混合すきま理論を展開し、任意形状のテクスチャパタンを考慮できる動的浮上シミュレーションシステムを実現した。主な結果を以下に記す。走行面に異なる粗さパタンが存在する場合に対応するため、汎用性の高い単位粗さモデルを用いて分子気体潤滑方程式のすきまを平均化する方法を提案した。また、パタンの影響を流量係数として予めテーブル化することにより、テクスチャパタンの領域に応じて異なる平均すきまを適用することを可能とした。この方法を用いることにより,スライダ面と走行面の双方に、平行あるいは直交するパタン、さらには突起状の2次元パタンが混在する場合でもスライダの過渡応答を計算することが可能となった。開発した計算システムは、計算結果が3次元CGで実時間表示されるとともに、解の収束状況に応じて途中で計算パラメータを対話的に変更する機能を付加した。特に、圧力解が発散する場合には、解の発散を検出した時点から時間ステップを逆戻りした後、パラメータを変更して再計算を行った。これにより、超微小すきまにおいてテクスチャパタンの深さが大きな場合でも確実に解を求めることが可能となった。さらに、ヒューマンインタフェースを改良する目的で、両眼立体視を利用した計算結果の表示について検討を行い、人間の視覚認知機能の評価に基づいて最適なステレオ投影のパラメータを明らかにした。本研究により開発したシステムを用いて、テクスチャ付きディスク上での代表的な浮動ヘッドスライダの定常浮上特性およびロード/アンロードにおける過渡応答を計算し、本システムによる計算の妥当性を検証した。本研究の結果は、次世代の超高密度記録用のディスク媒体と浮動ヘッドスライダの設計に有効であると考えられる。本研究は、磁気ディスク装置のヘッド・媒体インタフェース設計において、分子気体潤滑理論と平均すきま理論を融合した新たな混合すきま理論を展開し、任意形状の粗さパタンを考慮できる動的浮上シミュレーションシステムを実現することを目的としている。平成14年度は、数値計算法の検討、3次元CGを用いた可視化手法とヒューマンインタフェース評価を行い、シミュレーションシステムの構築を進めた。(1)システム設計・構築浮動ヘッドスライダの潤滑特性の計算には、分子気体潤滑方程式を用い、混合すきま理論を実際のスライダの形状と動作条件を考慮してインプリメントした。計算の効率を上げるため、計算結果が3次元コンピュータグラフィックスによりリアルタイムで表示されるとともに、解の収束状況に応じて対話的に計算パラメータを修正出来るように構成した。(2)混合すきま理論の展開直交粗さと平行粗さの組み合わせから粗さパタンを自由に選択し、すきまの平均化を行う「混合すきま理論」を検討した。粗さの影響の計算には、流量計数のデータベースを作成し、それを潤滑方程式に展開することにより高速化が可能であることを上記シミュレーションシステムに適用して確認した。(3)テクスチャ付きディスク上での浮動ヘッドスライダの浮上特性の計算走行方向のサーボパタンと格子パタン状の溝による混合粗さをもつディスクでの浮動ヘッドスライダの浮上特性を計算した。正圧型、負圧型、トライパッド(負圧)型の3種類のスライダ形状に関して、浮上すきまと同程度の溝深さまで計算が可能であることを確認した。また、正圧型では溝深さの増加に伴って極端に振動振幅が増加する傾向があることを見出した。(4)ヒューマンインタフェースの評価シミュレーションシステムのウィンドウやボタン配置に関して心理学的な評価を試みた。操作者のポインティングや到達動作における眼球運動の計測から、最適な画面設計について検討した。

本研究は、磁気ディスク装置のヘッド・媒体インタフェース設計において、分子気体潤滑理論と平均すきま理論を融合した新たな混合すきま理論を展開し、任意形状の粗さパタンを考慮できる動的浮上シミュレーションシステムを実現することを目的としている。平成15年度は、前年度に開発したシミュレーションシステムを用い、具体的なディスク表面形状における数値計算を行うとともに、引き続き情報の可視化手法と数値計算の高速化に関する検討を行った。1.テクスチャ付きディスク上での浮動ヘッドスライダの浮上特性の計算パタンドメディア表面を想定した、矩形溝状の混合粗さに対する浮動ヘッドスライダの浮上特性を計算した。正圧型、負圧型、トライパッド(負圧)型の3種類のスライダ形状に関して、溝の分布や深さをパラメータとして静的浮上状態の浮上量変動を評価したところ、(1)トライパッドタイプは表面の変位に対する追従性能が向上するが、逆に微少な外乱によって励振されやすいこと、(2)負圧タイプは減衰が負の値に転じる条件が存在し、静的な浮上特性が不安定になる場合があることが明らかになった。2.システム設計・構築システムの計算効率を上げるため、3次元コンピュータグラフィックスによる計算結果のリアルタイム表示と対話的な計算パラメータの修正方法について前年度に引き続き検討しシステムを修正した。3.混合すきま理論の展開前年度に開発した「混合すきま理論」に基づく流量係数のデータベースの生成方法についてさらに検討を加え、矩形状断面の他に正弦波状の溝形状にも対応可能とした。また、溝形状の縦横比を表す異方性パラメータに対して個別のテーブルを作成し、異なるテクスチャ形状に対応可能とした。平成16年度は、前年度に開発したシミュレーションシステムの改良を進めるとともに、動的浮上特性に関する数値計算を行った。また、ネットワークアプリケーションへの転換や両眼立体表示を利用したヒューマンインタフェースの検討を行った。主な結果を以下に記す。1.高圧縮性条件下での計算効率と収束性の改善前年度に引き続き3次元CGによる計算結果の実時間表示と対話的な計算パラメータの修正方法について検討した。直近の10ステップの計算結果を保存しておき、解の発散を検出した場合には時間を逆戻りしてパラメータを修正することにより計算効率と収束性を改善した。また、高圧縮性条件下で安定解を求めるため、指数法やCIP法の適用可能性についても検討を加えた。2.テクスチャ付きディスク上での動特性とロード/アンロード時の過渡応答の計算矩形溝状の混合粗さに対する空気膜の剛性と減衰の評価を行い、スライダの動的浮上特性の計算を行った。