hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胃癌の発生と進展における癌幹細胞の意義

近年、固形癌においても癌幹細胞が存在する可能性が指摘されているが、ヒト胃癌では未だ同定されていない。そこで、本研究では、胃癌において癌幹細胞を同定しその意義を明らかにする事を目的とした。まず始めに、幹細胞としての特質の一つであるソニックヘッジホグ(SHH)経路に関連する分子の発現と臨床病理学的因子との関連について検討した。その結果、SHHは分化型の胃癌で強い発現を認めた。また分化型の胃癌においては、SHHと結合するpatched-1 (PTCH1)発現の強い症例では生存期間の短縮が認められた。従って、PTCH1は胃癌において重要な予後予測因子となる事が示唆された。近年、固形癌においても癌幹細胞が存在する可能性が指摘されているが、ヒト胃癌における癌幹細胞は未だ同定されておらず、その生物学的意義に関しても解明されていない。そこで、本研究では、胃癌において癌幹細胞を同定しその臨床病理学的意義並びに生物学的特質を明らかにする事を目的とした。まず始めに、幹細胞としての特質を有すると考えられる細胞の同定と臨床病理病理学的因子との関連について検討した。即ち、sHh経路に関連する分子の発現と臨床病理学的因子との関連について胃癌切除例128例を対象として免疫組織染色にて検討した。その結果、SHHは未分化型胃癌に比べ分化型胃癌で強い発現を認めた。また分化型胃癌においては、PTCH1発現強陽性症例は発現陰性・弱陽性症例に比べ優位に生存期間が短縮していた。分化型胃癌における多変量解析ではPTCH1の発現とリンパ節転移が独立した予後因子であった。SHH、SMOの発現と臨床病理学的因子および生存期間との間には明らかな相関を認めなかった。これらの結果から、PTCH1は胃癌の進展において促進的な役割を担っており、胃癌において独立した予後予測因子となる可能性が示唆された。現在、real-time RT-PCRによりmRNAの発現程度と臨床病理学的因子との関連、より下流に存在するGliの発現との関連、sHH以外の経路(Wnt、Notch1など)の関与などに関して検討中である。更に、real-time RT-PCRによりmRNAの発現程度と臨床病理学的因子との関連について検討すると、SHHとPTCH1の高発現例では有意に生存期間が短縮しており、多変量解析ではPTCH1が独立した予後因子であった。これらの検討から、PTCH1は胃癌の進展些おいて促進的な役割を担っており、胃癌において独立した予後予測因子となる事が示唆された。
DNA二本鎖損傷修復経路選択機構の解明とゲノム編集技術への応用

1RNF8経路は、DNA2本鎖切断(DSB)修復において相同末端結合(NHEJ)促進に機能する分子53BP1をDNA損傷部位にリクルートするために不可欠な分子である。また、HRを促進するBRCA1が過剰に機能することを抑制している。これらの知見は、RNF8経路がNHEJ促進に機能することを示している。しかし、RNF8経路がBRCA1以下のHR機構に関与するかについては未知であった。RNF8によるHR制御の分子機構を解析するため、BRCA1/53BP1/RNF8のノックアウト細胞株を用い、研究を行った。PARP阻害剤によるDNA損傷を発生させたときのRAD51のDNA損傷への集積をリードアウトとした解析により、RNF8はBRCA1存在下ではRAD51リクルートに重要ではないものの、BRCA1陰性細胞ではRNAD51リクルートを促進することが示された。また、RNF8はBRCA1/53BP1ダブルノックアウト細胞のPARP1阻害剤抵抗性の原因となっていることも示された。このことから、RNF8経路はBRCA1非存在時のHRの促進因子として機能することが示された。2新規に開発中のDSBを用いないゲノム編集法において、ゲノムがドナーDNAを取り込む過程を検証した。その結果、編集対象としたヌクレオチドから数百塩基にわたる領域において、ドナープラスミドに設計した修復鋳型がゲノムに取り込まれることが示された。さらに、このゲノム編集法を発展させ、DSBおよびドナーDNAを用いないゲノム編集法の開発に取り組み、効率は高くないものの、ゲノム編集が可能であることを示した。今後、この手法の改良に取り組み、従来法よりも安全性を飛躍的に高めたゲノム編集法を確立する。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。DNA2本鎖切断は主に非相同末端結合と相同組換えにより修復される。DNA2本鎖損傷修復研究において、現在最も注目されている研究課題が、DNA修復経路の選択機構である。これにはDNA2本鎖損傷部位へのRIF1とBRCA1の局在が強く関与していることが示されている。RIF1とBRCA1のDNA損傷部位への局在は排他的であり、RIF1は非相同末端結合をBRCA1は相同組換え修復を促進する。現在、これらの分子のDNA損傷部位への局在を制御する分子機構について研究を進めている。これらの分子の動きを観察するため、ゲノム上の遺伝子のN末に蛍光タンパク遺伝子を融合させることでBRCA1やRIF1のendogenous labelingを試みている。なかなかうまくいっていないが、以下に示すゲノム編集の高効率化に関わる研究成果により、近いうちに成功すると期待している。ゲノム編集は、ゲノム上の特定のDNAシークエンスに切断を入れることができるCrispr/Cas9システムの発見により大きく発展した。受精卵ではほぼ確実にゲノム編集ができるが、ヒトの体細胞ではCrispr/Cas9を用いても塩基置換を行うのは難しい。また、不必要にゲノムが削られてしまうことも問題である。本研究では、多様に存在するDNA損傷修復機構に着目し、Crispr/Cas9を特殊な用途で用いることで、古典的なDNA2本鎖修復経路とは異なるDNA修復系を活性化することによりゲノム編集を高効率化し、また、不必要にゲノムが削り取られる危険を排除できる可能性が高いことを見いだしている。意図したとおりにDNA配列を書き換えるゲノム編集は遺伝子治療のための強力なツールとなり得る技術である。ドナープラスミドの配列をゲノム遺伝子に取り込ませるには、ゲノム上の標的部位近傍にDNA2本鎖切断(DSB)を入れ、DNA2本鎖切断修復経路の1つである相同組換え修復を誘導することにより、その効率を高めることができると知られている。標的部位を狙ってDSBを発生させることは難しかったが、Crispr/Cas9の発見により、特別な知識がなくとも標的部位にDSBを発生させることが容易となった。Crispr/Cas9を用いると標的としたDSB部位ではDNAの欠失や挿入が非常に高頻度で生じる。これはoff target部位でも同様である。報告者の実験では、常染色体上のゲノム配列を標的としてゲノム編集を試みた場合、1アレルで意図通りのゲノム編集が達成できたとしても、たいていの場合、もう1アレルには欠失や挿入が発生する。遺伝子治療を念頭に置いた場合、このようなエラーは安全性の低下につながり、これを回避する方法の開発が重要であると考えられる。そこで、報告者らはニックのみを発生させるCas9変異体Cas9D10Aを用い、ゲノム上にニックのみを発生させることでゲノム編集を達成する手法の開発を試みた。ガイドRNAの組み合わせやドナープラスミド配列パターンを様々に変更し、試行錯誤を繰り返した結果、特定のガイドRNAの組み合わせやドナープラスミド配列をある法則に基づいて改変することにより、野生型Cas9を用いた場合よりも高効率に意図通りの遺伝子編集を達成できた。DSBを発生させないゲノム編集法の開発が順調に進んでいる。現時点では完全なデータがそろっているわけではないが、本研究において開発したゲノム編集方法では、たとえゲノム編集に失敗したとしても、ゲノムにDNAの欠失や挿入が起こりにくいことを示唆するデータも出てきている。また、本手法によるゲノム編集において機能するDNA修復経路と放射線照射等で発生するDSB修復経路とに違いがあることもわかってきている。これらのことから、おおむね順調に研究が進展していると考えられる。

Cas9を用いて標的遺伝子にDNA2本鎖切断(DSB)をいれ、細胞外から導入したDNA修復鋳型を用いたDNA修復を誘導することで、ゲノム編集を行うことが可能である。しかし、DSBの修復では、ヌクレオチド欠失や挿入(indel)を伴う非相同末端結合(NHEJ)による修復が優位に起こるため、意図通りのゲノム編集を行うことが難しい。本研究では、Cas9の変異体D10Aを用いて、標的遺伝子の1つのDNA鎖に2カ所のニックを入れるタンデムニック法および標的遺伝子とドナープラスミドのそれぞれに1カ所ずつのニックを入れるSNGD法により、indel発生が強く抑制され、かつ効率の良いゲノム編集が可能であることを示した。これらの方法によるゲノム編集では、長いDNA長のドナーを用いることが有利であることも示した。鋳型配列上にサイレント変異を導入したドナーを用いてSNGD法によるゲノム編集を行った場合、野生型の配列を持つドナーを用いたゲノム編集と比べ、効率が著しく低下した。これにより、SNGD法で相同組換え様の修復機構を用いていることが示された。その他、DSB修復経路選択に関わるBRCA1および53BP1の相互作用および両者を欠損する細胞における、修復機構の解析(RAD51のDNA損傷部位への局在機構など)を行った。さらに、RNF168のDSB部位への局在機構について、結晶構造解析結果を基に細胞内での分子機構の一部を明らかにした。また、共同研究により、DNA架橋修復におけるユビキチンの関与を解明した。DNA2本鎖損傷における修復機構として、53BP1をDNA損傷部位にリクルートする因子であるRNF168がDSB部位に局在する分子機構の解明に迫るだけの分子生物学的根拠を得たこと、BRCA1および53BP1両者を欠損する細胞における修復機構が明らかになってきたこと、共同研究で53BP1・RIF1とBRCA1のDNA損傷部位への時空間的変化が重要であることを示し、また、新たなE3ユビキチンリガーゼがDNA架橋修復を制御すること、そして、高効率かつ正確なゲノム編集法の開発に成功し、目標十分に達成したと考えられる。1RNF8経路は、DNA2本鎖切断(DSB)修復において相同末端結合(NHEJ)促進に機能する分子53BP1をDNA損傷部位にリクルートするために不可欠な分子である。また、HRを促進するBRCA1が過剰に機能することを抑制している。これらの知見は、RNF8経路がNHEJ促進に機能することを示している。しかし、RNF8経路がBRCA1以下のHR機構に関与するかについては未知であった。RNF8によるHR制御の分子機構を解析するため、BRCA1/53BP1/RNF8のノックアウト細胞株を用い、研究を行った。PARP阻害剤によるDNA損傷を発生させたときのRAD51のDNA損傷への集積をリードアウトとした解析により、RNF8はBRCA1存在下ではRAD51リクルートに重要ではないものの、BRCA1陰性細胞ではRNAD51リクルートを促進することが示された。また、RNF8はBRCA1/53BP
沿岸域における異化型硝酸還元過程の解明に関する研究

釧路湿原は北海道の北東部に広がる日本最大の湿原であり,1980年に日本で初めてラムサール条約に登録された湿原である.近年,開発は規制され保全に力が注がれているが,湿原周辺では農地開発が進んでいる.これに伴って施肥など農地由来の栄養塩が湿原へ多く流入していると言われている.本研究ではこれらの影響を把握するために,湿原内の植生の異なる2地点において2008年11月および2009年8月に約150cm土壌を回収し,間隙水中のNH_4^+,NO_2^-,NO_3^-濃度,溶存有機態炭素(DOC)濃度の測定を鉛直的に行った.また,脱窒活性や酵素活性など微生物活性を測定した.さらに溶存有機物質の性質を知るために,三次元励起蛍光スペクトル法によって解析を行った.2地点におけるNH_4^+,DOC濃度は,冬期および夏期とも土壌深度にともなって増加した.両地点のNO_3^-は,還元的な深い土壌中で蓄積している傾向が観られた.脱窒活性は,全てにおいて表層で最も高く,下層でほとんど検出されなかった.酵素活性は,深い層でも検出された.溶存有機物質の性質を解析したところ,励起波長330nm/蛍光波長410nm,励起波長330nm/蛍光波長440nm付近等にピークが観られたことから,溶存有機物質中に腐植物質が含まれていることが解った.これらの結果より,深い土壌中においては脱窒細菌が利用できる有機物が少ないため脱窒が進行し難く,NO_3^-の蓄積が観察されたと考えられた.今後湿原へ窒素負荷量が増えた場合,土壌中で窒素種の蓄積が起こり,湿原および集水域で富栄養化や酸性化などが引き起こされる可能性が示唆された.釧路湿原は北海道の北東部に広がる日本最大の湿原であり,1980年に日本で初めてラムサール条約に登録された湿原である.近年,開発は規制され保全に力が注がれているが,湿原周辺では農地開発が進んでいる.これに伴って施肥など農地由来の栄養塩が湿原へ多く流入していると言われている.本研究ではこれらの影響を把握するために,湿原内の植生の異なる2地点において2008年11月および2009年8月に約150cm土壌を回収し,間隙水中のNH_4^+,NO_2^-,NO_3^-濃度,溶存有機態炭素(DOC)濃度の測定を鉛直的に行った.また,脱窒活性や酵素活性など微生物活性を測定した.さらに溶存有機物質の性質を知るために,三次元励起蛍光スペクトル法によって解析を行った.2地点におけるNH_4^+,DOC濃度は,冬期および夏期とも土壌深度にともなって増加した.両地点のNO_3^-は,還元的な深い土壌中で蓄積している傾向が観られた.脱窒活性は,全てにおいて表層で最も高く,下層でほとんど検出されなかった.酵素活性は,深い層でも検出された.溶存有機物質の性質を解析したところ,励起波長330nm/蛍光波長410nm,励起波長330nm/蛍光波長440nm付近等にピークが観られたことから,溶存有機物質中に腐植物質が含まれていることが解った.これらの結果より,深い土壌中においては脱窒細菌が利用できる有機物が少ないため脱窒が進行し難く,NO_3^-の蓄積が観察されたと考えられた.今後湿原へ窒素負荷量が増えた場合,土壌中で窒素種の蓄積が起こり,湿原および集水域で富栄養化や酸性化などが引き起こされる可能性が示唆された.近年,陸域から沿岸域へ流出するNO_3^-が増大している.そのため沿岸域の水質の富栄養化や酸性化が懸念されており, NO_3^-の消失過程を把握することは沿岸域の窒素浄化にとって極めて重要である.沿岸域におけるNO_3^-の消失には脱窒とアンモニアへの異化型硝酸還元(DNRA)が考えられる.脱窒は,窒素を系外に放出する過程であるのにたいして, DNRAは系内に窒素をとどめてしまう貯留する過程である.どちらの過程が優位になるかによって窒素浄化の程度は大きく異なり,沿岸域の富栄養化に大きな影響を及ぼす可能性が高い.このような重要な過程でありながら,特にDNRAに関しては不明な点が多い.そこで本研究では,沿岸域である洞沼(茨城県)を調査地とし脱窒とDNRAの時空間的変動特性を解明することを目的とする.沿岸堆積物に^<15>NO_3^-を添加しインキ・ユベーションすることにより生成物(NH_4^+, N_2, N_2Oの安定同位体比)を測定し,異化型硝酸還元に対する脱窒とDNRAの時空間変動特性を解明するために,密閉式アクリルコアサンプラーを作製し検討を行った.密閉性が悪い,温度を一定に保ちにくい,窒素の回収率が低いなど問題点を改良した.今後は,改良した密閉式アクリルコアサンプラーを用いて定期的に沿岸堆積物を測定していく予定である.また,沿岸堆積物の異化型硝酸還元過程と比較するために,淡水湿地である釧路湿原の脱窒活性を堆積物深度ごとに測定した.脱窒の鉛直プロファイルは両調査地点とも変わりなかったが,釧路湿原のNO_3^-のプロファイルは深度に伴って高くなり涸沼とは異なっていた.今後も両地点の異化型硝酸還元過程について比較・検討していく予定である.近年,陸域から沿岸域へ流出するNO_3が増大している.

そのため沿岸域の水質の富栄養化や酸性化が懸念されており,NO_3の消失過程を把握することは沿岸域の窒素浄化にとって極めて重要である.沿岸域におけるNO_3の消失には脱窒とアンモニアへの異化型硝酸還元(DNRA)が考えられる.脱窒は,窒素を系外に放出する過程であるのにたいして,DNRAは系内に窒素をとどめてしまう貯留する過程である.どちらの過程が優位になるかによって窒素浄化の程度は大きく異なり,沿岸域の富栄養化に大きな影響を及ぼす可能性が高い.このような重要な過程でありながら,特にDNRAに関しては不明な点が多い.そこで本研究では,汽水域である涸沼および淡水域である釧路湿原を調査地とし脱窒とDNRAの時空間的変動特性を解明することを目的とする.釧路湿原の間隙水中のNO_3のプロファイルは深度に伴って高くなり涸沼とは異なる傾向が得られた.間隙水中の溶存有機物質の性質を解析したところ,腐植物質が含まれていることが解った.この結果より,釧路湿原の深い土壌中においては脱窒細菌が利用できる有機物が少ないため脱窒が進行し難く,結果としてNO_3が蓄積していたと考えられた.DNRA過程の関与については現在検討中である.今後湿原へ窒素負荷量が増えた場合,土壌中で窒素種の蓄積が起こり,湿原および集水域で富栄養化や酸性化などが引き起こされる可能性がある.昨年度までの研究で,淡水域釧路湿原の間隙水中のNO_3-のプロファイルは土壌深度に伴って高くなったのに対して,汽水域澗沼は逆のNO_3-プロファイルを示すことが解った.この要因について釧路湿原の土壌深層部は脱窒細菌が利用できる溶存有機物が少ないため脱窒が進行し難く,結果としてNO_3-が蓄積していたと予測された.今年度は間隙水中の溶存有機物の質の違いが脱窒に与える影響について研究を行った.釧路湿原間隙水中の溶存有機物を蛍光分光光度計による3次元蛍光スペクトル法を用いて解析した結果,腐植物質様ピークがいくつか現れ,間隙水中の溶存有機物の多くは腐植物質であると考えられた.また,土壌深度に伴って腐植物質様ピークの数が増加したことから,表層に比べて深層部に腐植物質は多く存在すると予測された.湿原土壌深層部の脱窒に溶存有機物を与える影響を観るために,グルコースを添加し脱窒のインキュベーション実験を行った.インキュベーション初期においてグルコースの添加で脱窒活性が大きく増加することはなかったが,インキュベーションの後半には著しい増加が観られた.また温度を変化させたインキュベーション実験によって,脱窒活性が温度の増加に伴って増加することが解った.釧路湿原の土壌深層部における地温は夏においても約5°C(約2m)である.これらのことから,釧路湿原の土壌深層部の低い脱窒活性は,第一に低い地温に抑制されており,さらに間隙水中に脱窒細菌が電子供与体として利用できる溶存有機物が少ないためであると考えられた。
新規ロドプシンの特性を利用したG蛋白質共役受容体の活性化状態の変異体解析

前年度の研究において、新規ロドプシンにおいては、Trp265は不活性状態と活性化状態においてレチナールと相互作用し、Ala269は、活性化状態では、レチナールとの距離が近づき相互作用が強まると考えちれた。この2つの残基は共に、ウシロドプシン結晶構造中でヘリックス6に存在し、αヘリックス1巻き分しか位置が異ならないので、G蛋白質活性化メカニズムを考える上で興味深い。今年度はTrp265やAla269は、レチナールのβイオノン部分と相互作用していると考えられるので、以下の2つの研究を実施した。1.新規ロドプシンにおいて、アゴニストである全トランス型レチナールと相互作用するアミノ酸残基の全貌を明らかにするために、ウシロドプシンにおいて、レチナールのポリエン鎖から<4.5Åに存在するアミノ酸残基に対応する新規ロドプシンのアミノ酸残基に変異を網羅的に導入した。具体的には、Y113A,G114L,G114A,L117A,T186A,C187A,S188A,L189A,W191A,W191L各変異体の発現用コンストラクトを作製し、発現を確認した。2.Trp269やAla269はアゴニストである全トランス型レチナールと相互作用しているので、この位置の変異が11シス型レチナールと全トランス型レチナールへの親和性を変化させるのかを分光学的に測定した。その結果、Trp265に変異を導入すると側鎖の体積が小さいほど全トランス型レチナールへの親和性が増大し、Ala269の場合は、側鎖が大きくなるほど全トランス型レチナールへの親和性が低下した。また、これらの変異体のG蛋白質活性化能を詳細に検討した結果、Trp265の変異は、アゴニストとの相互作用が低下し、G蛋白質の活性化能が低下するのに対し、Ala269の変異は、全トランス型レチナールの構造が歪められるためにG蛋白質活性化が低下した可能性が考えられた。ロドプシンは典型的なG蛋白質共役型受容体である。これまでの研究において、活性化型が安定であり、さらに全トランス型レチナールが直接結合することで活性化状態になる特殊なロドプシンを見いだしていた。本研究においては、このロドプシンの特性を分光学的・生化学的に利用して、G蛋白質共後型受容体の活性化状態の解析を試みた。(1)ウシロドプシンにおいて、レチナールから<4.5Åに存在するアミノ酸残基に対応するこのロドプシンのアミノ酸残基に変異を網羅的に導入し、アゴニストである全トランス型レチナールと相互作用するアミノ酸残基の同定を行った。その結果、2つの残基(Trp265とAla269)を同定した。Trp265の変異は、不活性状態と活性化状態の両方の吸収スペクトルを変化させるのに対し、Ala269の変異は活性化状態の吸収スペクトルのみを変化させることを発見した。(2)Trp265を19種類すべてのアミノ酸に置換した変異体を作製した。その結果、発現したすべての変異体のオプシンシフトは、基底状態と活性化状態において、似た傾向を示すことを見出した。以上の結果かち、Trp265は不活性状態と活性化状態においてレチナールとのとの相互作用があまり変化しないことが示唆された.一方、Ala269では、活性化状態では、レチナールとの距離が近づき、相互作用が強まると考えられた。この2つの残基は共に、ウシロドプシン結晶構造中でヘリックス6に存在し、αヘリックス1巻き分しか位置が異ならないので、G蛋白質活性化メカニズムを考える上で興味深い知見である。

また、これらの変異体のG蛋白質活性化能を詳細に検討した結果、Trp265の変異は、アゴニストとの相互作用が低下し、G蛋白質の活性化能が低下するのに対し、Ala269の変異は、全トランス型レチナールの構造が歪められるためにG蛋白質活性化が低下した可能性が考えられた。
クレジット・デリバティブ取引に対する保険法の適用可能性の可否

本研究は、保険とクレジット・デリバティブの法的区別の問題について、アメリカ法の議論を参考に検討を行うものである。わが国の支配的見解は、「損害てん補基準」を用いて、保険とクレジット・デリバティブの法的区別を説明してきた。しかし、この見解の下では、損害てん補の要素を具備する可能性のあるカバードCDSのような取引について、保険との異同を十分に説明することができないという限界があった。この点について、本研究では、「損害てん補基準」に加えて、「規制潜脱目的の取引移転の防止」という実質的理由を用いることにより、保険とクレジット・デリバティブの関係を整理することができると考える。本研究は、第1に、クレジット・デリバティブ取引に保険法が適用されるか否か、第2に、クレジット・デリバティブ取引に保険法上の個別の法理・規定が類推適用されるか否か、を検討対象とするものである。平成26年度は、前者について、アメリカ法の議論を参考に研究を行った。第1に、日本法の議論の現状を整理・分析した上で、日本法の問題点を明らかにした。すなわち、わが国において従来から主張されてきた有力説(損害てん補基準)や少数説(保険技術基準)には、理論的な限界があることを指摘した。その上で、クレジット・デリバティブ取引に対する保険法の適用可能性の可否の問題については、保険との法的異同だけではなく、クレジット・デリバティブ取引に保険法を適用する必要性が存在するか否かの検討も必要であることを明らかにした。第2に、アメリカの議論を整理・分析を行った。クレジット・デリバティブ取引が誕生して以降、アメリカでは、とりわけニューヨーク州保険法・各種機関(NAICやISDA)・学説において、保険との異同が議論されてきた。それにもかかわらず、わが国では、このような議論について十分に認識されていたとは言い難い状況であった。そこで、本研究では、アメリカの議論をわが国の解釈論の参考とするための基礎的作業として、アメリカの議論の整理・分析を行った。このうちの第1の研究についてはすでに成果を公表しており、第2については現在公表準備中である。平成27年度は、アメリカ法の議論を参考に研究を行った。アメリカ法の議論から、次のような日本法への示唆が得られた。第1に、わが国の支配的見解が主張してきた「損害てん補基準」考え方には、妥当範囲の限界が存在することである。第2に、アメリカ法の議論の背景にはそれに特有の事情が存在するため、仮にクレジット・デリバティブに保険規制を適用することに肯定的な立場をとるとしても、その論拠としてアメリカ法の議論の論理を用いることは困難であることである。第3に、保険とクレジット・デリバティブの法的区別の問題を実質論的に把握しようとするアメリカの学説については、わが国においても参考になる部分があることである。このような議論で最も重要なのが、「規制潜脱目的の取引移転」に関する主張である。この点に関する解決策が提示されていない現状からすると、現時点においてこの問題を解決することは困難なのではないかと思われる。しかし、この見解の下では、損害てん補の要素を具備する可能性のあるカバードCDSのような取引について、保険との異同を十分に説明することができない。そのため、理論的には、カバードCDSのような取引に保険規制が適用される可能性があったといえる。以上の研究内容については研究会・学会等で報告を行っている。また、これらをまとめた研究成果については現在公表準備中である。「研究実績の概要」に記載した通り、アメリカ法・日本法の調査・検討を進め、順調に研究成果を公表できているため。保険法金融商品取引法平成27年度は、本研究の最終年度に当たることから、これまでの研究成果を生かして、日本法の解釈論を検討するとともに、今後の展望を探ることとしたい。従来どおりアメリカ法を参考にするほか、アメリカでの調査・資料収集も予定している。なお、平成26年度においてもアメリカでの調査・資料収集を予定していたが、日程の都合から実施することができなかったことから、繰越研究費が生じている。平成27年度は、この繰越研究費を用いて、予定よりも長い期間、アメリカでの調査・資料収集を行うつもりである。平成26年度は、日程の都合により、アメリカでの調査・資料収集を行うことができなかったため。
高電圧ソーラーアレイに関する宇宙実験

宇宙活動を支える電力供給源として太陽電池は信頼性や実績ともたいへんに優れている。需要電力の増大に対応するためには光発電素子としての効率改善と共に、太陽電池パネルの大型化や発電された電力を高電圧/低損失にて送電する技術を開発する必要性がある。太陽電池パネルを大型化することは一方で限られたロケットフェアリング内に小さく畳み込むという相矛盾した技術を要請する。また高電圧の宇宙での利用は宇宙環境からの影響を受けることが憂慮されている。宇宙科学研究所は無人宇宙実験観測フリーフライヤーSFUに搭載する2次元展開高電圧ソーラーアレイ実験を開発した。これは特殊な折り方で畳み込まれた膜面を宇宙でXY2次元方向に展開し、そのうえに搭載された太陽電池にて最大260Vの高電圧光発電を行うことができる。SFUは文部省、通産省、科学技術庁が共同で開発する再使用型の人工衛星である。高電圧ソーラーアレイ実験はSFUの第1フライトの搭載機器として、本体システムとともに昭和63年度より開発が始まった。栗木教授はマサチュセッツ工科大学と電気推進に関する情報交換を行っていた機会を通じて日本で進められているSFUの計画について紹介したところ、高電圧ソーラーアレイ実験に興味がもたれ、宇宙科学研究所が共同実験者としてマサチュセッツ工科大学ヘイスティングス助教授(現教授)を招待することとなった。双方で互いの研究機関に滞在し意見/情報交換を行いながら共同研究を進め、当該宇宙実験機器の開発を行ってきた。平成6年度は、完成した高電圧ソーラーアレイ実験機器で用いられる太陽電池アレイの特性値を用いて電離層プラズマ干渉に関する数値シミュレーションおよび実験室模擬実験を日米双方で実施した。その結果、発生するであろう干渉の程度を定量的に予測し日米研究者間にて打ち合わせを行った。これらの研究/打ち合わせを踏まえ、軌道運用計画を最終的に立案し、地上支援装置のメインコンピュータに軌道運用コマンドとして登録した。実験機器の回収を速やかに実施するためにNASA関連施設において打ち合わせを行い、NASAの厳しい基準を満たすために多くの時間と労力を費やしたがようやくその審査に合格した。高電圧ソーラーアレイ実験はSFUに搭載され、種子島宇宙センターから宇宙開発事業団のH-2ロケットにより平成7年3月に打ち上げられた。宇宙科学研究所内に設置されるコントロール・センターから約1年間、軌道運用された。当該実験は米国研究分担者をコントロール・センターに招き、共同で実施し宇宙実験データを取得した。先進的な構造を採用した高電圧ソーラーアレイを宇宙で展開しその映像を取得することができた。展開の様子は地上試験にて得られたものと異なり、片寄がなく平面性も確保できていた。SFUは平成8年1月にスペースシャトルにより日本としてはじめて地上回収した人工衛星となった。米国での地上作業を完了し3月末に日本に輸入された。この間、回収機器の分析結果と宇宙実験データの照合するために、日米研究者の打ち合わせ、NASA関連施設への調査、学会への発表、を行った。平成8年度は日本に再輸入された宇宙実験機器を本体より取り外し、個々機能の確認、分解、分析を行った。約1年間宇宙環境に曝された表面は予想外に変色しまた沢山の宇宙デブリの衝突痕を見ることができる。一方、2次元展開の機構は特段の変化はなく地上に帰還後もその機能を維持していた。太陽電池も破損はなく全て見い出されなかった。宇宙飛翔データの分析も進められ、2次元展開アレイの作動によると思われる衛星の振動を捕えることができた。これらの成果を国際シンポジウムにて口頭発表し、また実験機器の回収を実施した米国NASAへ出向き報告した。日本として初めて開発する再使用型人工衛星SFUを完成させ当初の計画どうりに打ち上げ回収できたことは世界の宇宙開発史上歴史的な事項である。これに搭載する宇宙実験を日米の研究者の努力により達成できた意義は大きい。地理的時間的ギャップを乗り越えるために本国際学術研究は有効に機能することができた。

平成6年度は、完成した高電圧ソーラーアレイ実験機器で用いられる太陽電池アレイの特性値を用いて電離層プラズマ干渉に関する数値シミュレーションおよび実験室模擬実験を日米双方で実施した。その結果、発生するであろう干渉の程度を定量的に予測し日米研究者間にて打ち合わせを行った。これらの研究/打ち合わせを踏まえ、軌道運用計画を最終的に立案し、地上支援装置のメインコンピュータに軌道運用コマンドとして登録した。実験機器の回収を速やかに実施するためにNASA関連施設において打ち合わせを行い、NASAの厳しい基準を満たすために多くの時間と労力を費やしたがようやくその審査に合格した。高電圧ソーラーアレイ実験はSFUに搭載され、種子島宇宙センターから宇宙開発事業団のH-2ロケットにより平成7年3月に打ち上げられた。宇宙科学研究所内に設置されるコントロール・センターから約1年間、軌道運用された。当該実験は米国研究分担者をコントロール・センターに招き、共同で実施し宇宙実験データを取得した。先進的な構造を採用した高電圧ソーラーアレイを宇宙で展開しその映像を取得することができた。展開の様子は地上試験にて得られたものと異なり、片寄がなく平面性も確保できていた。SFUは平成8年1月にスペースシャトルにより日本としてはじめて地上回収した人工衛星となった。米国での地上作業を完了し3月末に日本に輸入された。この間、回収機器の分析結果と宇宙実験データの照合するために、日米研究者の打ち合わせ、NASA関連施設への調査、学会への発表、を行った。平成8年度は日本に再輸入された宇宙実験機器を本体より取り外し、個々機能の確認、分解、分析を行った。約1年間宇宙環境に曝された表面は予想外に変色しまた沢山の宇宙デブリの衝突痕を見ることができる。一方、2次元展開の機構は特段の変化はなく地上に帰還後もその機能を維持していた。太陽電池も破損はなく全て見い出されなかった。宇宙飛翔データの分析も進められ、2次元展開アレイの作動によると思われる衛星の振動を捕えることができた。これらの成果を国際シンポジウムにて口頭発表し、また実験機器の回収を実施した米国NASAへ出向き報告した。日本として初めて開発する再使用型人工衛星SFUを完成させ当初の計画どうりに打ち上げ回収できたことは世界の宇宙開発史上歴史的な事項である。これに搭載する宇宙実験を日米の研究者の努力により達成できた意義は大きい。地理的時間的ギャップを乗り越えるために本国際学術研究は有効に機能することができた。1.数値シュミレーション高電圧ソーラーアレイ実験で用いられる太陽電池アレイの特性値を用いて電離層プラズマ干渉に関する数値シュミレーションおよび実験室模擬実験を日米双方で実施した。その結果、発生するであろう干渉の程度を定量的に予測した。2.研究者間打ち合わせ及び学会発表双方で実施した数値シュミレーションを突き合わせ予想される結果を確認した。軌道運用方法・手順やその後のデータ解析の手順などを日米研究者間にて打ち合わせを行った。
EUにおける「援助協調」枠組みの形成―独自の戦略・制度・組織・評価システムの構築

欧州連合(EU)において「援助協調」枠組みが形成される要因を、開発協力政策とその関連政策との間の「一貫性」の確保を事例として明らかにする。一貫性が向上したとみなすことのできる例として、途上国に対する複数の援助予算の成立を挙げることができるが、それらの成立には欧州委員会と加盟国との間で予算執行権限の配分に関する合意が成立していることが必要になる。そのような合意を促す要因として、プリンシパル・エージェント理論の観点から、予算執行権限を欧州委員会に委譲することで加盟国の「取引コスト」が低下するかどうか、また加盟国の欧州委員会に対する「統制」が確保されるかどうかが重要になる。本研究は、欧州連合(EU)における「援助協調」枠組みの形成要因について明らかにすることを目的とする。「援助協調」の具体例として、EUの途上国(とくにアフリカ)に対する開発協力政策と他の諸政策(例えば通商政策や環境政策、安全保障政策など)との間の「一貫性」の確保に焦点を当てる。「一貫性」を確保するために、EUを構成する諸アクター間の利害調整がどのようにおこなわれ、その結果EUレベルでどのような制度が構築されてきたのかを明らかにする。研究方法として、当該年度はEUの開発協力政策と共通外交・安全保障政策がリンケージした、紛争予防・平和構築分野における対アフリカ開発資金「アフリカ平和ファシリティ」(APF)を事例として取り上げた。同資金が形成される過程において、欧州委員会とEU理事会(各加盟国政府代表から構成される)との間で運用制度をめぐる激しい交渉があり、そこでの争点および妥協に至る過程を観察することで、EUにおける「援助協調」の形成要因の一端が解明されることになる。なお、ここでは分析枠組みとしてプリンシパル・エージェント理論を用いた。分析の結果、EU理事会を構成する加盟国が欧州委員会に対してAPFの運用権限を委ねている状況が明らかとなった。権限を委ねた要因は2つあり、1つは欧州委員会の財務行政に関する専門的知識・技術を利用することができる点、もう1つは欧州委員会を監視する諸手続が導入され、同委員会による権限濫用を防ぐことが可能となった点である。これらの点は、EUの他の政策分野でも当てはまる可能性が高い。したがって、上記の2点はEUにおける「一貫性」の確保、ひいては「援助協調」枠組みの形成要因の一部を構成するものとして重視されるべきであるといえる。「援助協調」の具体例として、EUの途上国(とくにサブサハラ・アフリカ)に対する開発協力政策と他の諸政策(具体的には共通通商政策、共通外交・安全保障政策および気候変動政策)との間の「一貫性」の確保に焦点を当てる。「一貫性」を確保するために、欧州委員会と加盟国との間でどのような利害調整がおこなわれ、その結果EUレベルでどのような制度が形成されてきたのかを明らかにする。研究方法として、当該年度はEUの開発協力政策と気候変動政策がリンケージした、途上国の気候変動対策を支援するための援助基金「グローバル気候変動アライアンス」(GCCA)を事例として取り上げた。同基金が形成される過程において、欧州委員会と加盟国との間で運用制度(予算の規模やその調達方法など)をめぐる交渉があり、そこでの議論の内容と妥協に至る過程を観察することで、EUにおける「援助協調」の形成要因の一部が解明されることになる。なお、前年度の事例分析と同様に、分析枠組みとしてプリンシパル・エージェント理論を使用した。分析の結果、欧州委員会が当初提案した運用制度(EUの予算だけでなく加盟国の予算も用いて基金を構成する)は、加盟国の支持が得られず実現しなかったことが判明した。これは、GCCAの予算執行権限が加盟国に残されたことを意味する。加盟国が同権限を欧州委員会に委譲しなかった理由は、主にGCCAを通じた援助予算の拠出が加盟国の取引コストを低下させず、むしろ上昇させるおそれがあったことにある。本研究全体の結論として、EUにおいて「援助協調」枠組みが形成されるためには、加盟国がEUの政策に協力するかどうかが重要であり、それを左右するのは主に加盟国の取引コストと加盟国の欧州委員会に対する統制の確保であることが明らかとなった。当該年度の研究計画では、分析枠組みの構築と文献学的な事例調査をおこない、分析から得た結果を学会にて報告することとなっていた。分析枠組みについては、経済学に端を発するプリンシパル・エージェント理論を、EUにおける「援助協調」枠組みの形成にうまく適用することに成功した。事例調査については、EUの政策文書等の一次資料を中心に必要な資料を収集することができ、EUの開発協力政策と共通外交・安全保障政策がリンケージした「アフリカ平和ファシリティ」の設立過程を詳細に追跡することができた。

研究成果は2014年11月の日本国際政治学会(福岡)にて発表され、フルペーパーを提出するなど整理された形で外部に発信することができている。国際公共政策、欧州統合論、国際協力論本研究では比較事例分析をおこなうため、次年度では他の政策分野における「一貫性」確保の事例を取り上げることになる。当初の計画どおり、EUの開発協力政策と気候変動政策の間の「一貫性」に注目し、当該分野における開発資金の形成過程を観察していく。具体的には、途上国における気候変動対策の「適用」を支援するための開発資金「グローバル気候変動アライアンス」に焦点を当てる。すでに事前調査において、同資金の運用が十分欧州委員会に委ねられていない状況が明らかになっており、前述の「アフリカ平和ファシリティ」のケースとは対照をなす。これらの事例を比較することにより、EUにおける「援助協調」枠組みの形成要因についてさらなる知見を見出していく。分析枠組みの適用や資料の収集等はこれまでの方法を踏襲し、研究成果は2015年11月の日本EU学会(大阪)にて報告される。当初は図書の購入や資料の取り寄せなどに支出する予定であったが、必要な資料がオンラインで無料で入手できるようになったり、当該年度に出版予定の文献が次年度に延期されたりしたことから、物品費(主に図書費)に余裕が生じたため。次年度に出版が延期された文献、および同年度にて当初より購入を予定していた文献を購入する。さらに報告を予定している学会の開催地が遠方(大阪)となったため、そのための旅費を支出する。
臓器非特異的多目的がんスクリーニングのための尿中3HYP含有ペプチド測定法の開発

平成14年度に行った結果は以下の通りである。1.尿中のIV型コラーゲン由来3-Hydroxyproline含有ペプチド測定のためのELISAによる測定キットの開発平成13年度に既に作成した6つのペプチドを用いて家兎に抗体を産生させた。Cys-(3Hyp-4Hyp-Gly)3,Cys-(Pro-4-Hyp-Gly)3,Boc-t-3-L-Hyp(Bzl),Gly-L-3Hyp-L-4Hyp, L-4Hyp-Gly-L-3Hyp, L-3Hyp-L-4Hyp-Gly。第1ペプチドを抗原とする抗体のうち、第2ペプチド抗原に対する抗体を除いて、ポリクローナルで3つの抗体を作成することが出来た。さらに、この抗体を用いてELISAによる測定キットを作成することが出来た。なお、第3、4、5および第6ペプチドは第1と第2ペプチドの作成に必要なペプチドとして合成された。2.Informed Consentを得て、尿3HYPを測定した199人の海老名市基本検診受診者の成績平成13年度に行った海老名市医師会、海老名市保健予防課および私どもとの共同研究による199人の尿を分析した成績に最近某社で開発してくれたHPLCによる測定値、上記ELISAによるキットで測定した測定値の3者について相関を求め検討した。199人のうち、3人で高値が見られ、これについてはHPLCによる測定は振り切れて、異常高値を示した。その他の196人の尿3HYP値は3者で相関が見られ、男女別、年齢層別の正常値が明らかに出来た。3.膵癌などの患者の尿3HYP値の検討Informed Consentを得て採取された10人のがん患者の尿3HYP値は3例で異常に高値で、3者の測定方法でHPLCは振り切れ、ELISAキットによる測定が良い結果を示した。研究の目的老人保健法に基づいて地域のがん検診は行われているが、一般財源化により市町村は経費がかからず、それでいて質的に高い検診システムを求めている。がんの種類を問わずがんの増殖・浸潤・転移に際し基底膜は破壊される。基底膜の中核はIV型コラーゲンであり、IV型コラーゲンに特異的アミノ酸である3-hydroxyprolineが、がん患者で有意に高値を示し、がん検診に使用できる根拠を私どもは示した(OkazakiI,et al.J Lab Clin Med,120:908-920,1992).がん検診としての本検査方法のROC分析は、スクリーニング検査として有用な検査方法であることを示した(Bos AJG,Okazaki I,et al.:Jpn J Hyg,1994).そこで、海老名市のがん検診でInformed Consentを得られた人を対象に、従来の尿3-hydroxyprolineの検査を行うと共に、本研究で開発されたキット化による検査法を行って、臓器非特異的多目的がんスクリーニングとして従来の検診結果と比較検討し、これからの地域のがん検診の効率的運用方法を提案することを目的としている。平成13年度に行った研究結果:1.ヒトIV型コラーゲン由来3-hydroxyproline含有ペプチドの精製と抗体の作成東京大学林研究室においてTIG-1細胞(胎児由来)を培養してヒトIV型コラーゲンを多量に抽出し、トリプシン処理で3-hydroxyproline含有ペプチドを抽出した。しかし、含量が少なく抗体作製まで行えなかった。

そこで合成ペプチドの作成をペプチド研究所に依頼し、作成過程で困難があったが、抗体を作製することができた。抗体は、現在作成中であるが、抗体価の上昇まで確認しつつある。2.従来の尿3HYP量の測定キットによる3HYP含有ペプチドとの相関海老名市住民でInformed Consentを得たボランティアの尿198検体、およびInformed Consentを得たがん患者尿を用いて従来の方法で尿3HYP量を測定した。ボランティア尿198検体中、3例に異常高値を確認した。がん患者尿と共に新しいキットで測定し、比較検討する予定である。老人保健法に基づいて地域のがん検診が行われているが、一般財源化により市町村は経費がかからず、それでいて質的に高い検診システムを求めている。がんの種類を問わず、がんの増殖・浸潤・転移に際し、基底膜は破壊される。基底膜の中核はIV型コラーゲンであり、IV型コラーゲンに特異的アミノ酸である3-Hydroxyprolineが、がん患者で有意に高値を示し、がん検診に使用できる根拠を私どもは示した(Okazaki I, et al. : J Lab. Clin. Mrd., 120 : 908-920, 1992)。がん検診としての本検査方法のROC分析は、スクリーニング検査として有用な検査方法であることを示した(Bos AJG, Okazaki I, et al.: Jpn.J.Hyg., 49 : 797-806)。平成13年度および平成14年度で科学研究費補助金を得て、行った結果は以下の通りである。1.尿中のIV型コラーゲン由来3-Hydroxyproline含有ペプチド測定のためのELISAによる測定キットの開発6つのペプチドを合成し、これを用いて家兎に抗体を産生させた。Cys-(3Hyp-4Hyp-Gly)3, Cys-(Pro-4-Hyp-Gly)3, Boc-t-3-L-Hyp(Bzl), Gly-L-3Hyp-L-4Hyp, L-4Hyp-Gly-L-3Hyp, L-3Hyp-L-4Hyp-Gly。第1ペプチドを抗原とする抗体のうち、第2ペプチド抗原に対する抗体を除いて、ポリクローナルで3つの抗体を作成することが出来た。さらに、この抗体を用いてELISAによる測定キットを作成することが出来た。なお、第3、4、5および第6ペプチドは第1と第2ペプチドの作成に必要なペプチドとして合成された。2.Informed Consentを得て、尿3HYPを測定した199人の海老名市基本検診受診者の成績海老名市医師会、海老名市保健予防課および私どもとの多年に亘る共同研究で、市民の人達の理解と検体採取に際しては、東海大学医の倫理委員会で許可された書式のInformed Consentに署名を受け、結果の問い合わせに対し、カウンセルを行うサービスを設けて、199人の尿を分析することが出来た。岡崎、松山らが1992年の原著で報告したアミノ酸自動分析機を用いる方法、最近某社で開発してくれたHPLCによる測定、上記ELISAによるキットで測定した測定値の3者について相関を求め検討した。199人のうち、3人で高値が見られ、これについてはHPLCによる測定は振り切れて、異常高値を示した。その他の196人の尿3HYP値は3者で相関が見られ、男女別、年齢層別の正常値が明らかに出来た。3.膵癌などの患者の尿3HYP値の検討
大規模線形方程式の数値解法のための合理的な前処理技法の研究

本研究では大規模線形方程式の数値求解において重要な前処理(線形方程式が良条件となるような求解アルゴリズムの構築方法であり求解性能改善が期待される)に関する分析を実施した.特に双ランチョス型解法(線形方程式に対する双対系が構成される解法)の基本でもあるCGS法の前処理付きアルゴリズム(PCGS)を取り上げ,その改善版と従来版とを比較分析し,新たな知見として以下の事柄が確認された:我々が提案した改善版PCGSは左前処理系に準じ,従来の典型的な2種類のアルゴリズムの各々の長所を有する.双ランチョス型の前処理付きアルゴリズムでは,前処理系の方向は双対系の初期残差ベクトルの構成と設定により切り替わる.大規模線形方程式の求解では,CGS法などクリロフ部分空間(KSP)法に基づく反復解法の前処理付きアルゴリズムが用いられることが多い.我々の先行研究では,国際的標準として使用されている従来版の前処理付きCGS法(PCGS)の記述と前処理変換には数理的に非合理的な点があることを指摘し,その改善版を提案した.今年度の研究内容は,「1.前処理系の数理面に対する解析を行い,我々の改善版について考察」,および,「2.複数の評価方法を用いて,アルゴリズム求解特性(収束性や求解状況など)の分析・評価」の実施であった.これらでは,前処理系の数理面に対して下記の項目A)C)へと掘り下げて研究に取り組んだ.A),B)の成果の一部は,論文投稿に向けまとめの作業に入っている.特にB)の解析については,改善版アルゴリズムを簡易に実装する原理の一部を,平成25年度中に口頭発表した.A)前処理無しの時点での解法の等価性に関する解析:CGS法はBiCG法を基にして導出され,数理的には両者は等価な関係である.この点に注目して,様々なPCGSアルゴリズムに対応するPBiCG(前処理付きBiCG)を導出し,解析を行った.ここでは,左前処理系と呼ばれるPCGSアルゴリズムにも注目し,従来版PCGSと2種類の改善版PCGSに対し,これら4種類のPCGSを体系的に分析した.B)残差多項式と初期残差ベクトルの前処理系に対する解析:様々なKSP法を特徴付ける要素の一つでもある,アルゴリズム中の残差ベクトルと初期残差ベクトルなどの構造にも注目し,その前処理系の構造について解析した.そして,従来版の求解特性についても分析した.C)様々な数値実験から得られる求解性能データに対する分析と評価(改善効果の検証):上述のA),B)を実施しながら,その検証として当項目を実施した.今年度の研究は初年度から継続して,「1.前処理系の数理面に対する考察を行い,我々の改善版の適用可能な範囲について検証」,および,「2.複数の評価方法を用いて,アルゴリズム求解特性(収束性や求解状況など)の分析・評価を実施」に取り組んだ.これらでは,前処理系の数理面に対して下記の項目A)C)へと掘り下げた.A),B)の成果は,一旦,まとめの作業に入ったところで,前処理有無の両方の系に対する数理面についてあらためて考察を行った.特にA)については,定理や命題として提案するよう議論しているところである.また,B)の解析では,PBiCG(前処理付きBiCG)とPCGS(前処理付きCGS)のアルゴリズムにおける初期シャドウ残差ベクトルの設定が一見同じであっても,実は数理上は異なる前処理系を構成していることを確認し,平成26年度中に口頭発表した.ここでの解析は「3.様々な解法の核であるBiCG自体の改造やBiCG部分を他の解法に置き換えた前処理付きアルゴリズムの導出」の議論に深く関わる.A)前処理無しの時点での解法の等価性に関する解析: CGS法はBiCG法を基にして導出され,数理的には両者は等価な関係である.この点に注目して,様々なPCGSアルゴリズムに対応するPBiCGを導出し,解析を行った.ここでは,左前処理系と呼ばれるPCGSアルゴリズムにも注目し,従来版PCGSと2種類の改善版PCGSに対し,これら4種類のPCGSを体系的に分析した.B)残差多項式と初期残差ベクトルの前処理系に対する解析:様々なKSP法を特徴付ける要素の一つでもある,アルゴリズム中の残差ベクトルと初期残差ベクトルなどの構造にも注目し,その前処理系の構造について解析した.これにより,従来版の求解特性についても分析した.C)様々な数値実験から得られる求解性能データに対する分析と評価(改善効果の検証):上述のA),B)を実施しながら,その検証として当項目を実施した.大規模線形方程式の求解では,CGSなどクリロフ部分空間(KSP: Krylov subSPace)法に基づく反復解法の前処理付きアルゴリズムが用いられることが多い.我々のこれまでの研究成果として,国際的標準として使用されている従来版の前処理付きCGS法(PCGS: Preconditioned CGS)の記述と前処理変換には数理的に非合理的な点があることを指摘し,その改善版を提案した.今年度の研究では,改善版アルゴリズムについて一般化できる事柄を,幾つかの定理としてまとめた.さらに,従来版と改善版PCGSに,様々な前処理演算(ILU,SAINV等)を組み合わせたときの性能比較を行い,我々が提案した改善版が優位であることも示した.これらは,本研究の実施項目「1.前処理系の数理面に対する考察を行い,我々の改善版の適用可能な範囲について検証」,および,「2.複数の評価方法を用いて,アルゴリズム求解特性(収束性や求解状況など)の分析・評価を実施」に該当し,Applied Mathematics誌にて発表した.

また,PCGS導出の元となるPBiCGについても様々なアルゴリズムを導出し,様々なPCGSアルゴリズムとの対応関係と数理的特性について検証した.ここでは,本研究の実施項目「3.様々な解法の核であるBiCG自体の改造やBiCG部分を他の解法に置き換えた前処理付きアルゴリズムの導出」,および,項目1に伴う「1'.簡易実装版の開発」に相当する研究も実施しており,今後の発表に向けてまとめている.初年度からの到達度として,「研究実績の概要」に記載した「1.前処理系の数理面に対する考察を行い,我々の改善版の適用可能な範囲について検証.簡易実装版の開発」,「2.複数の評価方法を用いて,アルゴリズム求解特性(収束性や求解状況など)の分析・評価を実施」,および,「3.様々な解法の核であるBiCG自体の改造やBiCG部分を他の解法に置き換えた前処理付きアルゴリズムの導出」の3項目は,ほぼ完了したと考えている.今後,研究成果をまとめたものを発表していく.大規模線形方程式の求解では,CGSなどクリロフ部分空間法に基づく反復解法の前処理付きアルゴリズムが用いられることが多い.我々の先行研究では,国際的標準として使用されている従来版の前処理付きCGS法(PCGS: Preconditioned CGS)の記述と前処理変換には数理的に非合理的な点があることを指摘し,その改善版を提案した.最終年度の研究では,PCGSに対する数理面の分析として前処理付きBiCG(PBiCG)について議論した.さらに,PBiCGやPCGSの前処理系の方向は,反復前の初期シャドウ残差ベクトルの構成と設定により切り替わることを示した.これは,PBiCG自体の改善に相当する事柄であり,改善版アルゴリズムの簡易実装を実現するための仕組みとなることが分かった.この仕組み,および,クリロフ部分空間と算出される解ベクトルの構造の関係が,PCGSの改善版アルゴリズムの良好な求解状況に関係していることが分かった.これらの観点から,我々が開発したImproved1 PCGSとそれから派生するImproved2 PCGS(Improved1 PCGSと等価な改善版アルゴリズム),および,従来から用いられてきているPCGS(従来版)と左前処理系と呼ぶべきLeft-PCGSとを比較分析し,我々の改善版アルゴリズムは従来版のメリットと左前処理系のメリットを有し,両者におけるデメリットを解決したアルゴリズムであることも分かった.以上の研究成果の今後の応用として,双ランチョス系と呼ばれるBiCG法から派生する様々な前処理付きアルゴリズムへの適用により,改善版PCGSと同様の効果を見込んでいる.現時点では,局所的残差最小化演算を伴うPBiCGの安定求解に向けた研究へと発展しており,先行研究の改善版アルゴリズムよりも更なる求解性能向上を期待できる.これについては今後の研究課題として取り組む.本研究では大規模線形方程式の数値求解において重要な前処理(線形方程式が良条件となるような求解アルゴリズムの構築方法であり求解性能改善が期待される)に関する分析を実施した.特に双ランチョス型解法(線形方程式に対する双対系が構成される解法)の基本でもあるCGS法の前処理付きアルゴリズム(PCGS)を取り上げ,その改善版と従来版とを比較分析し,新たな知見として以下の事柄が確認された: