hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多階層シミュレーションによる新規多様材料プラズマプロセスの量子論的理解

正イオンとして入射された水素は、表面でオージエ効果により電子を得て、中性原子化し、高い入射エネルギーのため、基板奥深くまで侵入する。これにより、ZnO層は改質され、運動量の大きなイオンのインパクトにより、スパッタリングイールドが上昇することが、理論的に確認された。実験では、各種イオンビームのZnOやITO基板への照射実験を行い、スパッタリング・イールドのエネルギーや入射イオン種依存性、表面改質状態を明らかにした。一方、バイオ材料プロセス解析においては、研究計画にどおり、培養皿材料であるポリスチレン表面におけるアミノ基形成の分子動力学(MD)シミュレーションを行い、その結果を、窒素・水素あるいはアンモニアプラズマ照射による実験結果と比較した。その結果、低温インバータープラズマ装置により生成されたアミノ基と同様に、第一級アミン(-NH2)の割合は少ないことが、実験結果とシミュレーション結果により明らかになった。また、あわせておこなったプラズマプロセス後のiPS細胞培養実験では、窒素・水素あるいはアンモニアプラズマによる培養皿表面処理が、iPS細胞培養に有効であることが示された。半導体デバイスの超微細加工プロセスや、バイオ材料の表面処理プロセス等、プラズマを用いた表面改質は、産業界で幅広く活用されている。例えば、半導体超微細加工プロセスにおいては、製造するデバイスの微細化が原子スケールに近づいているため、表面ダメージが少なく、原子スケールの精度で新規材料に対して形状加工のできるプロセスが求められている。こうした要求に応えるため、近年、低い入射エネルギーのイオンや熱、紫外光による非熱平衡化学反応を活用したプラズマプロセスが新たに開発されている。本研究は、こうした新規のプラズマプロセスにおける非熱平衡表面化学反応を理解するため、量子シミュレーションを最大限に活用した、多階層シミュレーションを用いて、低エネルギーイオン照射による原子層プラズマプロセスの物理機構を理解するための学術基盤を確立することを目的とする。これにより、ラジカルや活性酸素(ROS)による化学反応が主体となる最先端半導体プロセスや、プラズマバイオプロセスの新しい学術体系の創生が可能となると期待される。2年目となる今年度は、Niなどの金属、および、ZnOやITOの金属酸化物への水素化、および水素イオン入射によるダメージ形成にともなるエッチング機構の変化について、理論的、実験的に解析した。また、バイオ材料応用に関しては、ポリスチレン表面への、プラズマ処理による、アミノ基形成プロセスを理論的・実験的にさらに詳細に解析した。これまでの研究では、磁気抵抗メモリ(MRAM)等に用いられる強磁性体膜の一種としてNiを例にとり、Niへの水素、炭素、酸素、一酸化炭素等のイオンによる照射実験及び分子動力学(MD)シミュレーションを行った。
生殖ジェノミックスのための研究基盤としてのモデル動物の確立

Fkbp6は配偶子形成に重要な役割を担うと考えられている遺伝子であるが、その詳細な機能は不明である。そこで、本研究では酵母ツーハイブリッド法によりFKBP6と相互作用するタンパク質の同定を試みた。その結果、特定の翻訳開始因子の遺伝子、リボゾーム大サブユニットを構成するタンパク質の遺伝子、機能は不明であるが、精巣特異的に発現する遺伝子が同定された。次にこれらの遺伝子が実際に精子形成に関与しているかどうかを調べるために、ENU誘発突然変異マウスのスクリーニングにより、これらの遺伝子に変異を持つマウスを得ることを試みた。すなわち数千個体のENU誘発突然変異マウスのゲノムDNAについて、これらの遺伝子の塩基配列を解析することで、当該遺伝子に変異を持つ個体を特定した。これらの変異を持つマウスは配偶子形成を中心とする生殖機能の解析のための優れたモデル動物となることが期待される。また、米国のジャクソン研究所においては同様にENUの投与により誘発されたランダムな突然変異を持つマウスから、生殖機能に異常を持つミュータントマウスを多数樹立している。これらのミュータントマウスの原因遺伝子はまだ不明であることから、これらのマウスの原因遺伝子を同定することで、生殖機能に関わる新たな遺伝子を同定することが可能であると考えられる。そこで、精子形成に異常を呈するミュータントマウスおよび生殖細胞が欠損するミュータントマウスをジャクソン研究所より導入し、その原因遺伝子の染色体マッピングと詳細な表現型の解析を行った。その結果、これらのマウスのうちの1系統に、精子形成異常の原因と考えられる遺伝子の変異が存在していることが明らかとなった。これらのマウスも生殖機能の解析のための優れたモデル動物となることが期待される。
植物の局部的および全身的抵抗性誘導を利用した疫病防除の基礎的研究

植物の局部的および全身的誘導抵抗性の発現能力に依拠した疫病防除の理論と技術的問題を明らかにするため、ジャガイモ疫病の防除を対象として、その基礎的研究を行なった。1.非親和性菌の感染に対するジャガイモ植物の局部的抵抗性発現において必須の過程である過敏感細胞反応能の活性化が、菌の胞子発芽過程に放出される高分子により起り、その成分は【O(^-_2)】生成反応を活性化し、Ca【Cl_2】との協同作用で宿主細胞の性質を変え親和性菌の感染に対し局部的抵抗反応を発揮する性質にした。2.【O(^-_2)】生成反応を活性化する既知物質を検索し、そのモデル物質としてジギトニンを見い出し、本物質とCa【Cl_2】の共同作用で、親和性菌による感染と発病が抑制されることを見い出した。3.局部的抵抗性反応に関与する抗菌性物質として重要なファイトアレキシン生合成系の誘導に、不飽和脂肪酸の過酸化反応系が関与することを示し、リノレン酸過酸化物中にその誘導活性を示す化合物の存在を確認した。混合過酸化反応物の宿主組織への処理で、感染に対する抵抗性が誘導され、疫病防除効果のあることが判明した。4.局部的抵抗性反能を植物組織の一部に菌体壁成分で誘導し、それが全身的獲得抵抗性を誘導することをポットおよび圃場栽培植物で確認した。これにより80%以上の持続的疫病防除価がえられた。全身的抵抗性の誘導に関し、全身的な【O(^-_2)】生成反応の活性化現象を明らかにし、この活性化に関与する内生的情報伝達物質を検討したが、今後の課題として残された。5.実際の圃場栽培系で、全身獲得抵抗誘導の作物生産性におよぼす影響を調べ、その誘導処理が生育促進効果を示し、30%強の塊茎増産作用のあることが判明した。以上の成果は、植物自体の生体防御系を刺激、修飾あるいは制御することにより、疫病菌に対する感染・発病抵抗をさらに付加し、疫病防除ができる可能性を示唆したものであり、今後の技術開発への指針を示した。
間伐が森林からの懸濁物質及び放射性物質の流出に及ぼす影響の解明

スギ人工林流域で、間伐に伴う懸濁物質(SS)およびSSに含まれるセシウム137(Cs-137)の流出実態を明らかにした。間伐直後、出水時のSS濃度は間伐前より高い値が観察されたが、間伐前より高いSS濃度の出現頻度は、間伐翌年から低下した。SSのCs-137濃度は概ね時間とともに低下し、明確な上昇はみられなかった。間伐直後、出水時のSS流出が増える為、Cs-137の流出増加が懸念されるが、大雨出水時のSSに含まれるCs-137濃度の低下、流域内部の裸地の減少によりCs-137流出を抑制する現象も起きていた。以上より、間伐中や間伐後にCs-137の下流域への流出増大の明確な兆候は認められなかった。本研究では、間伐に伴う懸濁物質(SS)や放射性物質の流出の実態を解明することを目的とする。今年度は平成24年秋に行われた列状間伐が間伐中のSSの動態に及ぼす影響について検討した。茨城県内のスギ人工林・落葉樹林から成る森林で、流域の約1/5の面積を対象に本数で33%の間伐率の列状間伐が実施され、5つの谷沿いに作業道が作設された。SS濃度はガラス繊維フィルター(0.5μm)により測定された。間伐前のSS濃度と流量の関係について、基本的に流量が大きいほどSS濃度は上昇する関係が見られた。流量が小さい場合についても比較的高いSS濃度が観察された場合があった。これは降雨の初期段階のもので、一時的な強雨やフラッシングの可能性が考えられた。間伐前(2010年7月2012年8月)と間伐中(2012年911月)とでSS濃度と流量の関係を比較した。同じ流量範囲で比べると、SS濃度は間伐前より間伐中のほうが高く、間伐中のSS濃度の最大値は間伐前の約4倍であった。今回、流域面積の約1/5の列状間伐であっても、間伐中のSS濃度の上昇が認められた。平成25年に作設された作業道上の被覆度(当初は平均26%)は約1年後には平均68%に達した。下層植生が繁茂し、90%を超えた箇所も出現した。作業道路面の被覆度は速やかな回復傾向が示され、間伐後のSS流出が減少する可能性が示唆された。渓流水を通じた放射性セシウム流出はSSとともに流出する。間伐に伴う渓流水を通じた放射性セシウムの動態は未解明であり、間伐施業に伴う放射性セシウムの流出についてSSとともに明らかにする予定である。森林から流出する放射性セシウム動態を明らかにすることは放射性セシウムが下流域住民の健康影響や河川・海洋の生態系に及ぼす影響を明らかにするためにも重要である。茨城県内のスギ人工林・落葉樹林から成る森林で,2012年秋(流域面積の約1/5),2013年夏(同約4/5)に本数で35%の間伐率の列状間伐が実施され,谷沿いに作業道が作設された。この列状間伐を含む前後期間において浮遊土砂サンプラーに含まれる懸濁物質(SS)のCs-137濃度変化を明らかにした。その結果、SS中のCs-137濃度は間伐中に顕著に高い値を示すことはなかった。大雨を含む期間のCs-137濃度は低くなる傾向があった。大規模な降雨ほどSS流出量は著しく多くなることから、流域外へのCs-137流出は大雨の影響が支配的であろうと推察される。平成25年に作設された作業道上の被覆度(当初は平均26%)は約2年後に平均80%を超え、前年より下層植生がより一層繁茂した。作業道路面の被覆度は速やかに回復し、間伐後のSS流出を抑制することが示唆された。山形県のスギ林流域で、降雨出水時・融雪出水時・平水時の渓流水におけるSSの有機無機成分組成について調査した。SS濃度が高くなると、SS中の有機成分割合は30%以上になることがなかった。流量が大きい際、SSの有機無機成分組成は無機成分が支配的になると考えられた。当年度の研究計画として提示した、茨城県のスギ人工林流域における間伐実施2年後の出水時および平水時のSS濃度及び地表被覆度の観測、浮遊土砂サンプラーで採取した微細土砂の放射性Cs濃度の測定に加えて、山形県の森林流域における渓流水に含まれるSSの有機無機成分組成について調査を実行した。台風の襲来や想定外に規模の大きな降雨イベントが発生し、採取機器や観測装置の損壊やデータの欠測が発生したものの、できるだけ速やかに物品購入、出張し、観測体制を再整備して調査が継続できるように努めたため、概ね目標を達成できた。間伐に伴う森林流域から下流域への懸濁物質(SS)およびセシウム137(Cs-137)の流出の実態を明らかにするため、茨城県内のスギ人工林・落葉樹林から成る森林で、間伐前から間伐後まで渓流水に含まれるSS濃度及びSSのCs-137濃度を調査した。

試験流域では、2012年秋(流域の北東部の約1/5の面積を対象)、2013年夏(残りの面積を対象)に本数で35%の間伐率の列状間伐がスギを対象に実施され、谷沿いに作業道が作設された。間伐後、出水時のSS濃度は間伐前より高い値が観察された。ただし間伐前より高いSS濃度の出現回数は、間伐翌年から急激に減少した。作業道路面の被覆度(当初は平均26%)は約2年後に81%、約3年後に89%と、間伐直後より大きく上昇した。これらより、間伐により作業道等裸地が生じSS流出が増加すること、作業道の被覆度が回復しSS流出が抑制されることが示された。SSのCs-137濃度は間伐中、間伐後に明確な上昇は観察されず、時間とともに低下する傾向であった。以上より、間伐中、間伐後において明確なCs-137濃度の増加といった、間伐に起因すると考えられるCs-137の下流域への流出増大の兆候は認められなかった。間伐直後、出水時のSS流出は増えることから、Cs-137の流出増加が懸念されるが、大雨出水時のSSに含まれるCs-137濃度の低下、流域内部の裸地の減少によりCs-137流出を抑制する現象も起こることが確認された。SSに含まれるCs-137は有機物または鉱物と結合し渓流を流下しており、SS中の有機無機成分組成との関連が示唆される。山形、秋田の3森林流域で、降雨出水時・平水時の渓流水におけるSSの有機無機成分組成を調べた。その結果、SS濃度が高いときの有機成分割合はおよそ一定の値に収束する傾向があった。またその収束値は30から50%と幅があり、出水時のSSの有機無機成分組成は流域によって異なることが示唆された。スギ人工林流域で、間伐に伴う懸濁物質(SS)およびSSに含まれるセシウム137(Cs-137)の流出実態を明らかにした。間伐直後、出水時のSS濃度は間伐前より高い値が観察されたが、間伐前より高いSS濃度の出現頻度は、間伐翌年から低下した。SSのCs-137濃度は概ね時間とともに低下し、明確な上昇はみられなかった。間伐直後、出水時のSS流出が増える為、Cs-137の流出増加が懸念されるが、大雨出水時のSSに含まれるCs-137濃度の低下、流域内部の裸地の減少によりCs-137流出を抑制する現象も起きていた。以上より、間伐中や間伐後にCs-137の下流域への流出増大の明確な兆候は認められなかった。試験流域での定期採水、出水時の渓流水の採水、浮遊土砂の採集、雨量および流量の観測、作業道の地表被覆度、SS濃度の測定など、平成26年度に予定した作業を概ね終了したため茨城県(平成2425年に間伐実施)のスギ人工林流域において、間伐実施3年後の出水時および平水時のSS流出及び地表被覆度の経年変化を観測する。浮遊土砂サンプラーで採取した微細土砂の放射性Cs濃度の間伐前後の動態を解析する。積雪地にある森林流域の渓流水のSSの有機無機成分組成を把握するため、山形県内のスギ林流域で調査を進めてきたが、流域内に小規模な崩壊跡地があり、SS流出の点源になっている可能性も考えられたため、次年度の当該調査は秋田県林業研究センターが管理するスギ林流域で実施する予定である。森林水文学間伐実施後の経年変化に着目しつつ、前年度同様の観測を継続する。降雨出水時の採水を行うため旅費の使用が当初想定したよりもやや少なかったため人件費が当初見込みより少なくなったため想定した消耗品交換の必要性が生じなかったこと、研究発表の取りやめなどにより当該助成金が生じた。調査結果を学会発表するための旅費として使用する研究協力者から試験流域の流量観測について移管を打診されたため、観測に必要な物品を購入する予定である。
近接場光による高密度ナノサイズ光起電力発電素子に関する研究

本研究は,加熱された表面近傍(光の波長程度)に生ずる近接場光をナノスケールの隙間(ナノギャップ)を介してGaSb系の熱光起電力電池(Thermophotovoltaic Cell : TPV Cell)へ導き電力を得る,ナノサイズ発電システムについて検討したものである.真空容器内にこの電池と鏡面研磨されたタングステンエミッター(放射体)を向い合わせ,両面をゴニオメーターで平行に保ちつつ,高精度マイクロメーターで接触するまで近づけた.8mm×2mmのエミッター面積に対して隙間が40μm以下となると,形態係数はほぼ1となり,隙間が10μm程度までは出力電力は一定となる.さらに隙間を狭くした場合,この領域では簡易マイクロスコープを用いて隙間を測定することができない.そこで,出力がゼロとなる接触した位置をゼロ点とすることを試みた.したがって,多少,この領域での隙間の精度が低い.出力がほぼゼロ,すなわちその位置において,外部負荷を変化させたときの電流-電圧特性曲線が得られない位置を隙間ゼロとすると,隙間が約2.5μmにおいて急激にエミッター温度が低下し,出力も低下した.さらに,隙間が1μmより小さくなるとエミッター温度が低下し続けるにもかかわらず,出力がいったん増大した.そこからわずかに近づけると出力は急激に低下し,そこでは外部負荷を変化させたときの電流-電圧特性曲線を得ることができなかった.これらのことから,隙間が2.5μm以下になると,電力には変換されない長波長域のふく射に対して近接場効果が顕著となり,熱移動が促進される.このため,加熱用のレーザー入力が一定条件では,エミッター温度が低下する.これに伴い,出力電力が低下する.隙間が1μmあるいは400500nm程度まで狭くなるとエミッター温度が低下するものの,電力に変換される波長のふく射の近接場効果が顕著となるため,出力が増大したものと考えられる.したがって,加熱面近傍に生ずる近接場光による,熱エネルギーから電力へのエネルギー変換の実現が示唆されたものと考えられる.本研究は,加熱された表面近傍(光の波長程度)に生ずる近接場光をナノスケールの隙間(ナノギャップ)を介してGaSb系の熱光起電力電池(Thermophotovoltaic Cell : TPV Cell)へ導き電力を得る,ナノサイズ発電システムについて検討したものである.真空容器内にこの電池と鏡面研磨されたタングステンエミッター(放射体)を向い合わせ,両面をゴニオメーターで平行に保ちつつ,高精度マイクロメーターで接触するまで近づけた.8mm×2mmのエミッター面積に対して隙間が40μm以下となると,形態係数はほぼ1となり,隙間が10μm程度までは出力電力は一定となる.さらに隙間を狭くした場合,この領域では簡易マイクロスコープを用いて隙間を測定することができない.そこで,出力がゼロとなる接触した位置をゼロ点とすることを試みた.したがって,多少,この領域での隙間の精度が低い.出力がほぼゼロ,すなわちその位置において,外部負荷を変化させたときの電流-電圧特性曲線が得られない位置を隙間ゼロとすると,隙間が約2.5μmにおいて急激にエミッター温度が低下し,出力も低下した.さらに,隙間が1μmより小さくなるとエミッター温度が低下し続けるにもかかわらず,出力がいったん増大した.そこからわずかに近づけると出力は急激に低下し,そこでは外部負荷を変化させたときの電流-電圧特性曲線を得ることができなかった.これらのことから,隙間が2.5μm以下になると,電力には変換されない長波長域のふく射に対して近接場効果が顕著となり,熱移動が促進される.このため,加熱用のレーザー入力が一定条件では,エミッター温度が低下する.これに伴い,出力電力が低下する.隙間が1μmあるいは400500nm程度まで狭くなるとエミッター温度が低下するものの,電力に変換される波長のふく射の近接場効果が顕著となるため,出力が増大したものと考えられる.したがって,加熱面近傍に生ずる近接場光による,熱エネルギーから電力へのエネルギー変換の実現が示唆されたものと考えられる.本研究は,加熱された表面近傍に生ずる近接場光をナノスケールの隙間(ナノギャップ)を介してGaSb系の熱光起電力電池(Thermophotovoltaic Cell : TPV Cell)へ導き電力を得る,ナノサイズ発電システムについて検討したものである.マクスウェルの電磁波理論からすると,電気双極子からの距離が,対象とする光の波長の2分の1となると,その電磁波エネルギーは,光の波長以上に離れた位置の電磁波エネルギーの約3倍に達し,10分の1になると実に40倍にも達する.このTPV電池の感度波長は可視光(赤色光)から波長1.85μmの近赤外線であることから,加熱表面を数百ナノメートルまで電池表面に近づけることにより,高い電磁波エネルギーとなる近接場光領域を利用した発電が期待できることがわかった.また,入手したGaSb系の電池表面の粗さを顕微鏡光干渉表面粗さ計で測定したところ,自乗平均粗さは50nm以下であり,測定長さ5mmにおけるうねりも約100nm以内に収まっていることから,ナノスケールの隙間を介した発電システムが構築できることが明らかとなった.なお,入手した電池の表面積は,縦8mm×幅20mmと大きく,全域をナノスケールの隙間とすることが困難であるため,その一部(縦8mm×幅2mm)を利用した発電システムを真空容器内部で構築することとした.

このとき,電池表面には縦方向に金製の電極(縦8mm×幅0.02mm)が幅方向に0.3mmピッチで設置されており,照射面積を縦8mmで一定とし,その幅を大きくするにつれ出力電力もそれに比例して増大した.したがって,この電池の一部を用いてもその特性を損なうことなく実験可能であることがわかった.これらの結果を基に,高精度6軸マイクロメーターを組み合わせ,ナノスケールの隙間を自在に制御できる実験装置の設計を行った.本研究は,加熱された表面近傍(光の波長程度)に生ずる近接場光をナノスケールの隙間(ナノギャップ)を介してGaSb系の熱光起電力電池(Thermophotovoltaic Cell : TPV Cell)へ導き電力を得る,ナノサイズ発電システムについて検討したものである.真空容器内にこの電池と鏡面研磨されたタングステンエミッター(放射体)を向い合わせ,両面をゴニオメーターで平行に保ちつつ,高精度マイクロメーターで接触するまで近づけた.8mm×2mmのエミッター面積に対して隙間が40μm以下となると,形態係数はほぼ1となり,隙間が10μm程度までは出力電力は一定となる.さらに隙間を狭くした場合,この領域では簡易マイクロスコープを用いて隙間を測定することができない.そこで,出力がゼロとなる接触した位置をゼロ点とすることを試みた.したがって,多少,この領域での隙間の精度が低い,出力がほぼゼロ,すなわちその位置において,外部負荷を変化させたときの電流-電圧特性曲線が得られない位置を隙間ゼロとすると,隙間が約2.5μmにおいて急激にエミッター温度が低下し,出力も低下した.さらに,隙間が1μmより小さくなるとエミッター温度が低下し続けるにもかかわらず,出力がいったん増大した.そこからわずかに近づけると出力は急激に低下し,そこでは外部負荷を変化させたときの電流・電圧特性曲線を得ることができなかった.これらのことから,隙間が2.5μm以下になると,電力には変換されない長波長域のふく射に対して近接場効果が顕著となり,熱移動が促進される.このため,加熱用のレーザー入力が一定条件では,エミッター温度が低下する.これに伴い,出力電力が低下する.隙間が1μmあるいは400500nm程度まで狭くなるとエミッター温度が低下するものの,電力に変換される波長のふく射の近接場効果が顕著となるため,出力が増大したものと考えられる.したがって,加熱面近傍に生ずる近接場光による,熱エネルギーから電力へのエネルギー変換の実現が示唆されたものと考えられる.
細胞表層物質間の結合部位に関する研究

多種多様な物質から構築されている細胞表層は細胞自体の性質を規定し、細胞間認識・細胞集合・細胞分化等に重要な役割を果している。一方、結合部位に関する知識は多様な細胞表層物質の構築を理解する上に不可欠である。本研究は結合部位の解明を目的とし、以下の成果を得た。1.広範な細菌細胞壁において、ManNAc(β1→4)GlcNAcあるいはGlc(β1→4)GlcNAcなる二糖単位が各種テイコ酸とペプチドグリカンの結合単位として存在する。2.英国の研究者らが提案したリビトールテイコ酸に対する結合部位構造の誤りを指摘し、ManNAc(β1→4)GlcNAcまたはManNAc(β1→4)GlcNとオリゴグリセロールリン酸から成る結合単位が共通して存在すること。さらに、グリセロールリン酸残基数はL.plantarumでは1,B.subtilisでは2,S.aureusでは3の如く菌属により異なる。またListeriaではジグルコシル単位が存在する。3.ポリ(N-アセチルグルコサミン)及びポリ(ガラクトシルグリセロールリン酸)に関しても、同様の結合部位が存在する。また、Glc-GlcNAc型の結合二糖単位は限定された菌属にのみ存在する。4.他方、複雑な繰り返し単位をもつテイコ酸及び多くのテイクロン酸は特殊な結合部位を介さず、直接ペプチドグリカンと共有結合している。5.適切なリピド中間体を利用し、段階的に反応を追跡することにより、テイコ酸生合成経路を詳細に明らかにした。特に、結合単位構造をもつリピド中間体の生成がテイコ鎖主鎖の合成に不可欠であり、また二糖リピド合成反応が分枝点となり二種類の結合単位が生成する。6.リポテイコ酸の構造研究から、結合単位の有無に基づき検討した菌株は2グループに分類できることが判明した。細胞表層物質の構築機序を解明する際、これらの知見は大いに役立つものと確信している。
転写と共役したDNA鎖切断修復機構の解明

DNAは遺伝情報を担う重要な物質であり、生命が正常に営まれるためには安定にDNAを維持しなければならない。しかしDNAは放射線、紫外線、化学物質などの外的要因、および細胞の代謝過程で発生する活性酸素などの内的要因により絶えず損傷を受けている。これらのDNA損傷は、細胞死や突然変異を誘発し、ひいては老化・がん化等の原因になる。ヒトを含めた全ての生物はこれらのDNA損傷を修復して遺伝情報を維持することのできる多様なDNA修復機構をもっている。ヌクレオチド除去修復は、紫外線、化学発がん剤などによって生じる多様なDNA損傷を除去することのできる重要なDNA修復機構である。この修復には、転写機構とカップリングしてDNA損傷の認識が行われる「転写と共役したヌクレオチド除去修復」が存在する。この転写と共役したヌクレオチド除去修復経路には一つの中心的モデルが存在する。1)RNAポリメラーゼが、鋳型領域に生じたDNA損傷に出会う。2)RNAポリメラーゼはこの損傷で転写反応を一時停止する。3)RNAポリメラーゼの停止が一つのシグナルとなってそれぞれの損傷にあった修復タンパク質を呼び込み、その損傷を修復するというものである。一方、放射線により生じるDNA損傷としてDNA鎖切断がよく知られている。この損傷は複製のみならず転写機構をも阻害し(RNAポリメラーゼは損傷において停止し)、突然変異および細胞死を導くことが予想される。事実、この修復のために細胞は転写機構と協力してDNA鎖切断を修復していることが明らかになった。この研究は、転写におけるDNA鎖切断の影響および転写と共役したDNA鎖修復の現象を解析し、その修復の分子機構を明らかにすることを目的とする。本研究では、転写領域および非転写領域、さらに転写鎖および非転写鎖を区別して切断できるゲノム編集ベクターを作製し、「ヒト細胞における転写と共役したDNA鎖切断修復」の検出法を確立することにし、この実験系を用いて、転写依存的なDNA鎖切断修復の基本修復因子を同定する予定であった。しかしながら、この細胞学的な機能解析によって、転写機構と修復機構を観察することは可能になったものの、完全に二つが共役関係にあるかはまだ定かではなく、その結果からゲノム編集による修復および転写の偏りが存在していることが明らかになった。またこの成果を踏まえて、ヒト細胞抽出液を用いて転写修復反応系実験を確立し、ヒト細胞抽出液を用いた生化学的な解析が必要になった。この実験系を作成するために、DNA鎖切断を特異的な部位にもつDNA基質を作成することにした。昨年においてはこの作成に時間を費やすことになった。現在さらに基質を作成、その改変を行っている。本年度はこれを用いて、ヒト細胞における転写と共役したDNA鎖切断修復の生化学的な解析する予定になっている。本研究では、転写領域および非転写領域、さらに転写鎖および非転写鎖を区別して切断できるゲノム編集ベクターを作製し、「ヒト細胞における転写と共役したDNA鎖切断修復」の検出法を確立する予定であった。この細胞学的な機能解析によって、転写機構と修復機構を観察することは可能になったものの、完全に二つが共役関係にあるかはまだ定かではなく、その結果からゲノム編集による修復および転写の偏りが存在していることが明らかになった。そこで転写が観察できる主要後期プロモーターをもつDNA基質を作成し、そのとき転写鎖側に1本鎖切断および2本鎖切断を導入できるように制限酵素部位を導入、さらに損傷を大きさの異なる2つG-lessカセットで挟み込む。このようにすれば大きさの異なる2つの転写産物を生み出すことになり、転写産物を定量的に取り扱いやすくなる。この基質にDNA鎖切断制限酵素で鎖切断を導入する。また、新規のDNA鎖損傷作成法を検討する。それらの損傷基質プラスミドはアガロースゲル電気泳動により解析し、切断された基質はアガロースゲル上でその泳動速度が遅くなる事で確認でき、この方法により一分子プラスミドの中に一つの損傷をもつ基質が作成されることになる。また、コントロールとして転写できないDNA基質も同様に作製し、試験用の基質として、幾つかの新規のベクターを作製する予定である。放射線により生じるDNA損傷としてDNA鎖切断がよく知られている。この損傷は複製のみならず転写機構をも阻害し、突然変異および細胞死を導く。最近、この修復のために細胞は転写機構と協力してDNA鎖切断を修復していることが明らかになった。この研究の目的は、転写におけるDNA鎖切断の影響および転写と共役したDNA鎖修復の現象を細胞生物学的に解析し、その修復の分子機構を生化学的に明らかにすることである。転写と共役した修復には、2つの特徴が存在する。一つは、転写されている領域は転写されていない領域よりも早く修復できるというもの。もう一つは転写されている鋳型鎖側が転写されていない鋳型鎖側よりも早く修復されるというものである。どちらもRNAポリメラーゼの阻害が修復の開始となることが示唆されている。

我々はまず転写されている領域および転写されていない領域における修復を観察することから実験を始め、ゲノム編集技術も用いて転写されている領域および転写されていない領域にそれぞれ特異的に損傷を導入し、その修復スピードを観察した。その結果、おおむね予想された結果が観察された。しかしながら、調べている領域の特異性もあることから、さらなる実験が必要であることが明らかにもなった。加えて詳細な機構を解析するため、ヒト細胞抽出液を用いた生化学的な実験が必要であることが明らかになった。そこで、現在この解析のための転写テンプレートになる改変型のDNA基質を作製し、無細胞系の実験法を構築している。転写領域と非転写領域におけるDNA2本鎖切断の修復および転写されている領域と転写されていない領域におけるDNA1本鎖切断の修復を観察する系を、ヒト細胞において確立し、その修復の正確性を検証することを目的に研究を開始した。我々はまずゲノム編集技術も用いて転写されている領域および転写されていない領域にそれぞれ特異的にDNA1本鎖切断を導入し、その修復スピードを観察した。その結果、転写機構と修復機構を観察することはおおむね可能となり、転写されている領域が転写されていない領域よりも早く修復されるというおおむね予想された結果も示唆された。しかしながら、同時に問題点も明らかになった。つまり修復と転写の2つが完全に共役関係にあるかはまだ定かではないということがわかった。というのも、起きている事象が同じ細胞で生じているかが特定できないからである。すべての細胞において転写が観察され、また同時に修復が観察されるということは観察が困難であった。加えて、ゲノム編集によって切断される効率も必ずしも同じ効率で切断されているとは言い難い状況が生まれた。現在の結果では、ゲノム編集による偏りが存在していた場合でも同じような現象は観察されると思われるからである。現在、これらの状況においては、無細胞系のシステムを構築することが重要であるという結論に達した。損傷の量と転写の量と修復の量をコントロールすることで問題を解決したいと考えている。DNAは遺伝情報を担う重要な物質であり、生命が正常に営まれるためには安定にDNAを維持しなければならない。しかしDNAは放射線、紫外線、化学物質などの外的要因、および細胞の代謝過程で発生する活性酸素などの内的要因により絶えず損傷を受けている。これらのDNA損傷は、細胞死や突然変異を誘発し、ひいては老化・がん化等の原因になる。ヒトを含めた全ての生物はこれらのDNA損傷を修復して遺伝情報を維持することのできる多様なDNA修復機構をもっている。ヌクレオチド除去修復は、紫外線、化学発がん剤などによって生じる多様なDNA損傷を除去することのできる重要なDNA修復機構である。この修復には、転写機構とカップリングしてDNA損傷の認識が行われる「転写と共役したヌクレオチド除去修復」が存在する。この転写と共役したヌクレオチド除去修復経路には一つの中心的モデルが存在する。1)RNAポリメラーゼが、鋳型領域に生じたDNA損傷に出会う。
抗酸菌のnon-coding RNA解析を発展させた新たな治療手段の開発

我々は既に全国から収集した臨床分離RGM(400株以上)について同定・薬剤耐性のデータを得ている。これまでの全ゲノムデータから、RGMの病原性や薬剤耐性に関わりうるnon-coding RNA領域の候補を探し、それらが臨床分離株でどのように保有されているのか、変異は何か、解析する。1.の研究から新たな候補物質探索の可能性の見通しを明らかにする。一方でnon-coding RNA領域を修飾し、菌の増殖抑制を来しうる候補物質/方法を探索する。
流動層熱交換器における流動粒子温度の可視化と伝熱促進モデルの構築

工業的に広く利用されている固気系流動層の伝熱促進機構には,(a)粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導,(b)伝熱面に滞留する粒子のフィン効果,(c)粒子添加による気相乱れの増加,(d)伝熱面上の温度境界層を横切る(伝熱面に接触しない)粒子による熱輸送,(e)高温における流動粒子群-伝熱面間のふく射熱交換などがあげられる.より高い性能を有する流動層の開発には,個々の伝熱機構の詳細を把握することが必要である.本研究では,これらの伝熱促進において,(c)以外のすべてに重要な役割を果たすことになる,伝熱面近傍の粒子の温度を計測することを通じて,流動層の伝熱促進機構のうち,特に重要と考えられる(a)粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導を解明すること,そして,それを通じて詳細な伝熱モデルを構築することを目的としている.研究初年度にあたる昨年,伝熱面に接触し加熱される粒子の温度上昇を可視化することに成功し,全熱伝達に占める(a)の粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導の寄与を明らかにした.しかしながら,粒子温度の可視化を通じて接触時の非定常熱伝導を評価することは,特殊な実験装置を必要とするうえ,流動層熱交換器でよくも用いられるチューブ型伝熱管周りの非定常熱伝導を評価することは難しい.研究2年目(最終年度)に当たる本年は,広範な条件で非定常熱伝導を評価することを目的に,流動状態が同一で熱的性質の性質のみ異なる2種の粒子(ガラス粒子,アルミナ粒子)を用いた伝熱実験を行った.その結果,粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導に関して,昨年度の可視化実験で得られた結果と同様の結果を導けることが明らかにした.さらに,その結果を受けて,チューブ型伝熱管周りの非定常熱伝導を,広範な流動条件において評価することができた.現在,伝熱モデル構築に向けて引き続き研究を続けている.工業的に広く利用されている固気系流動層の伝熱促進機構には,(a)粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導,(b)伝熱面に滞留する粒子のフィン効果,(c)粒子添加による気相乱れの増加,(d)伝熱面上の温度境界層を横切る(伝熱面に接触しない)粒子による熱輸送,(e)高温における流動粒子群-伝熱面間のふく射熱交換などがあげられる.より高い性能を有する流動層の開発には,個々の伝熱機構の詳細を把握することが必要である.本研究では,これらの伝熱促進において,(c)以外のすべてに重要な役割を果たすことになる,伝熱面近傍の粒子の温度を計測することを通じて,流動層の伝熱促進機構のうち,特に重要と考えられる(a)粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導を解明すること,そして,それを通じて詳細な伝熱モデルを構築することを目的としている.研究初年度にあたる昨年,伝熱面に接触し加熱される粒子の温度上昇を可視化することに成功し,全熱伝達に占める(a)の粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導の寄与を明らかにした.しかしながら,粒子温度の可視化を通じて接触時の非定常熱伝導を評価することは,特殊な実験装置を必要とするうえ,流動層熱交換器でよくも用いられるチューブ型伝熱管周りの非定常熱伝導を評価することは難しい.研究2年目(最終年度)に当たる本年は,広範な条件で非定常熱伝導を評価することを目的に,流動状態が同一で熱的性質の性質のみ異なる2種の粒子(ガラス粒子,アルミナ粒子)を用いた伝熱実験を行った.その結果,粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導に関して,昨年度の可視化実験で得られた結果と同様の結果を導けることが明らかにした.さらに,その結果を受けて,チューブ型伝熱管周りの非定常熱伝導を,広範な流動条件において評価することができた.現在,伝熱モデル構築に向けて引き続き研究を続けている.固気系流動層は,その優れた伝熱特性からゴミ焼却炉や化学反応炉など,様々な伝熱機器に応用されている.その伝熱促進機構は,(a)粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導,(b)伝熱面に滞留する粒子のフィン効果,(c)粒子添加による気相乱れの増加,(d)伝熱面上の温度境界層を横切る(伝熱面に接触しない)粒子による熱輸送,(e)高温における流動粒子群-伝熱面間のふく射熱交換などが考えられている.本研究では,これらの伝熱促進機構の詳細解明と伝熱モデル構築のための基礎データを得るために、伝熱面近傍粒子の温度を可視化できる光学系を構築すること,また,その粒子温度に与える流動層の各種条件(流動形態,添加粒子の径や粒子の熱的性質)の影響を明らかにすることを目的としている.本年度では,粒子個々の温度を可視化できる光学系の構築に成功し,種々の粒子について,粒子-伝熱面接触開始時の温度を計測した.その結果,伝熱面への接触開始時の温度は,層内中心温度とは全く異なり,むしろ伝熱面温度に近いこと,また,概ね,熱容量の大きい粒子でたかく,小さい粒子で低くなっていることが明らかとなった.このことから,粒子は伝熱面へ接触する前に温度境界層で加熱されているとの予測がなされたが,現時点では,熱容量の小さい粒子の方が温度が低い理由は見いだせていない.

工業的に広く利用されている固気系流動層の伝熱促進機構には,(a)粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導,(b)伝熱面に滞留する粒子のフィン効果,(c)粒子添加による気相乱れの増加,(d)伝熱面上の温度境界層を横切る(伝熱面に接触しない)粒子による熱輸送,(e)高温における流動粒子群-伝熱面間のふく射熱交換などがあげられる.より高い性能を有する流動層の開発には,個々の伝熱機構の詳細を把握することが必要である.本研究では,これらの伝熱促進において,(c)以外のすべてに重要な役割を果たすことになる,伝熱面近傍の粒子の温度を計測することを通じて,流動層の伝熱促進機構のうち,特に重要と考えられる(a)粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導を解明すること,そして,それを通じて詳細な伝熱モデルを構築することを目的としている.研究初年度にあたる昨年,伝熱面に接触し加熱される粒子の温度上昇を可視化することに成功し,全熱伝達に占める(a)の粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導の寄与を明らかにした.しかしながら,粒子温度の可視化を通じて接触時の非定常熱伝導を評価することは,特殊な実験装置を必要とするうえ,流動層熱交換器でよくも用いられるチューブ型伝熱管周りの非定常熱伝導を評価することは難しい.研究2年目(最終年度)に当たる本年は,広範な条件で非定常熱伝導を評価することを目的に,流動状態が同一で熱的性質の性質のみ異なる2種の粒子(ガラス粒子,アルミナ粒子)を用いた伝熱実験を行った.その結果,粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導に関して,昨年度の可視化実験で得られた結果と同様の結果を導けることが明らかにした.さらに,その結果を受けて,チューブ型伝熱管周りの非定常熱伝導を,広範な流動条件において評価することができた.現在,伝熱モデル構築に向けて引き続き研究を続けている.
卵子の加齢変化に対する顆粒膜細胞の作用解明と機能評価方法の開発および治療への応用

体外受精治療において卵胞液中のDecorin濃度を測定し、血液中Decorin濃度との相関、同一卵胞液内のIGF-1、EGFとの相関、患者背景との関連、および受精の有無、胚の質等の治療成績との関連を検討した。卵胞液中Decorin濃度は、患者年齢、血液中のDecorin濃度および同一卵胞液内のIGF-1との相関、胚の質、妊娠成立の有無との関連はなかったが、ICSIをおこなった患者群での検討において受精成立群で有意に低かったことより、Decorinが卵子の質や成熟の程度に関わっていることが示された。成熟卵胞の卵胞液中Decorinは、その卵胞内の卵子の状態を示すbiomarkerとなりうる。<加齢卵子由来の受精卵における染色体構成の解析方法の構築>:染色体構造異常に起因する反復流産の適応で着床前診断を行い、異常結果のため破棄予定の受精卵を夫婦のinformed consentを得て使用する。初期胚より1ー2個の割球を採取、あるいは胚盤胞より5ー8個の栄養膜細胞を採取し、それらを検体としてMDAにてwhole genome amplificationを施行後、array CGHにて全染色体の異数性について解析し、着床前診断時の結果との比較、および着床前診断で検査対象となった染色体異常以外の異常の有無を検討した。割球1ー2個からの解析では、評価不能な結果しか得られない場合もあったが、5ー8個の栄養膜細胞からの解析では評価可能な結果が安定して得られた。今後、加齢卵子由来および若年卵子由来の受精卵の染色体構成、微小欠失等につき解析し、比較検討予定である。<タイムラプスモニタリングによる加齢卵子の発生速度、分割動態の解析>:ICSI施行卵子の受精・分割速度に関する当施設での基準を作成、またICSI施行卵子の分割動態を記録し、異常分割の頻度を検査した。ICSIを施行した加齢卵子をモニタリングし、受精・分割速度の当施設基準からの逸脱の程度、異常分割の頻度の増加の有無を解析した。現在データを積み重ね、解析進行中である。<加齢卵子の卵胞液のbiomarkerの解析と、その結果の若年卵子卵胞液との比較>:卵胞液中の数種類のbiomarkerの存在の有無、濃度を解析し、加齢卵子の卵胞液における変化の状態について現在解析中である。卵胞液中に存在するsmall leucine-rich proteoglycan (SLRP)の1つであるDecorinは、growthfactorのレセプターに結合してそのカスケードに影響を与えることが知られており、IGF-Iレセプターへの結合でそのシグナルを促進したり、EGFレセプターへの結合でそのシグナルを抑制することが報告されている。Decorinは、卵巣では、発育卵胞の莢膜、成熟卵胞の卵胞液、黄体中に存在することが報告されているが、作用の詳細や加齢による産生量の変化は不明であり、その解明により生殖現象における新たな知見が得られるとともに、不妊治療における新たなbiomarkerとなることが期待される。IVF-ET治療において、卵胞液中のDecorin濃度を測定し、同一卵胞液内のIGF-I、EGFとの相関、年齢を含めた患者背景との関連、および卵胞液を回収した卵胞から得られた卵子の受精の有無・分割の状態、妊娠の有無等との関連を検討した。測定の結果、Decorin濃度と年齢との相関は認められず、40歳未満および40歳以上でのDecorin濃度に差はみられなかった。また、卵胞周囲血流PI、受精卵の質、および妊娠成立の有無との関連はみられなかったが、授精方法としてICSIを行った患者群での検討では、受精(+)群で受精(-)群に比し有意に低い結果であった。卵胞液中IGF-I濃度はDecorin濃度との相関はなく、年齢、受精の有無、胚の質、妊娠の有無との関連は認められなかった。卵胞液中EGFは、全検体において測定感度以下であった。受精の有無は卵子の質や成熟の程度と関連しており、卵胞液中Decorin濃度はその卵胞から得られた卵子の受精の有無により差があったことから、卵胞液内Decorinはその卵胞から得られる卵子の状態を示すbiomarkerとなりうると考えられた。加齢卵子の顆粒膜細胞におけるATM関連遺伝子発現の程度、およびVEGF、AMH、Inhibin B等の産生に関しての若年卵子との差異についての解析において、検体の回収数が不足し、解析方法の構築も不十分であり、その点において当初の予定よりやや遅れている状態である。

医歯薬学受精卵における染色体構成、微小欠失等については、加齢卵子由来および若年卵子由来の受精卵を用いてこれまでの方法により解析を進める。また、タイムラプスモニタリングによる加齢卵子の発生速度、分割動態の解析においても、今後もデータを積み重ね、若年卵子との差異を明らかにしていく。卵胞液のbiomarkerの解析においても、今後検体数を増やし、加齢卵子と若年卵子との差異およびその意義について検討を進める。現在解析が遅れている顆粒膜細胞におけるATM関連遺伝子発現の程度、およびVEGF、AMH、Inhibin B等の産生に関しての検討は、今後、検体の処理方法、解析方法について再考し、十分な結果が得られるよう務める。
飛躍型確率過程に対するマリアヴァン解析と密度関数についての研究

右連続かつ左極限をもつ不連続曲線全体からなるウィーナー・ポアソン空間上でマリアヴァン解析を展開し、飛躍型確率過程に対する密度関数の性質を調べる研究に応用した。確率過程を特徴づけるパラメータに関する密度関数の対数微分は、マリアヴァン解析における部分積分公式から自然に導出されるが、実務的に取り扱われるファイナンスモデルに対して、数値計算を伴った研究結果を得た。更に、非マルコフ過程を定める確率関数微分方程式に対して、大偏差原理とマリアヴァン解析を融合させて、密度関数の漸近的な評価に関する研究結果を得た。過去の履歴の時間間隔パラメータが重要な役割を果たすという、大変興味深い結果である。平成24年度は、交付申請書の「研究実施計画」に基づいて、ジャンプ過程に対するマリアヴァン解析の新たな枠組み構築に向けた研究を主に行った。駆動過程であるレヴィ過程を複合ポアソン過程で近似し、その近似過程に対して誤差項を伴った部分積分公式を導出、さらには極限操作を経由することで、レヴィ汎関数に対する部分積分公式を導き出すことに成功した。このことは、それまで駆動レヴィ過程の特殊性に応じて理論展開されていた「ジャンプ過程に対するマリアヴァン解析」を、統一的かつ一般的に扱うことを可能とするものであり、大変意義深いものである。また、確率関数微分方程式の解について、密度関数の漸近的な性質を、ウィーナー空間上のマリアヴァン解析の立場から解析した。解過程に対する大偏差原理は、より広範囲な方程式のクラスでの適用を可能とし、それを用いることによって、拡散過程に対するヴァラダン型評価に類似した、密度関数の漸近評価を得ることに成功した。この研究結果を、各大学で行われているセミナーや研究集会にて研究発表を行った。2013年3月にオーストラリア・メルボルン大学で開催された「確率論とその応用に関する研究集会」にて招待講演を行い、多くの研究者たちとディスカッションすることができた。平成25年度は、平成24年度までの研究に引き続いて、ジャンプ過程に対するマリアヴァン解析の新たな枠組みの構築に重きを置いて研究活動を行ってきた。この方法は、駆動過程のレヴィ過程を複合ポアソン過程で近似し、極限操作を経ることによって部分積分公式を導出するものである。この研究の流れに従って、これまで得られていた部分積分公式を統一的に取り扱うことを可能にし、さらには物理におけるボルツマン方程式に関する研究に応用した。その中で得られた研究結果の取りまとめ作業を始動させたところである。確率関数微分方程式の解についての密度関数の研究において、大偏差原理とマリアヴァン解析を融合させることによって、解過程の密度関数についての漸近挙動については既に昨年度、興味深い研究結果が得られているが、平成25年度はそのさらなる精密化に取り組んだ。研究集会や各大学で行われているセミナーにおいて研究発表を行い、関連する研究者たちとのディスカッションを通じて、新たな研究の方向性に向けた手がかりをつかむことができた。平成23年度はまず、ガンマ過程から駆動されるジャンプ型確率微分方程式の解に対して、その密度関数に関する誤差評価と正値性について、マリアヴァン解析の立場から研究した。ガンマ過程は、さまざまな良い性質を持った典型的なジャンプ型確率過程(レヴィ過程)であり、ギルザノフ変換を経由した部分積分公式およびリース変換に基づくアプローチによって、ガンマ過程の密度関数と、確率微分方程式の解の密度関数との誤差を評価することができた。さらにはこのアイディアを応用して、確率微分方程式の解の密度関数に関する正値性についても調べた。次に、確率関数微分方程式の解について、その密度関数の存在性および正則性をマリアヴァン解析の立場から調べた。さらには確率関数微分方程式の駆動過程(ブラウン運動)と解過程の密度関数について、部分積分公式とリース変換を用いることによって誤差評価を行った。また、大偏差原理を経由した解過程の密度関数の評価についての研究も行った。これらの研究結果を、各大学で定期的に行われているセミナーあるいは研究集会の場を借りて積極的に研究発表を行った。2011年9月上旬にドイツ・ボン大学で開催された「第5回確率解析とその応用に関する国際研究集会」においても研究発表を行った。それぞれのセミナー、研究集会では、数多くの関連研究者たちとさまざまな角度からの研究面でのディスカッションをする機会を得ることができ、大変意義深いものであった。最終年度である平成26年度は、前年度までの研究に引き続いて、複合ポアソン過程による近似方法に基づいた、ジャンプ型確率過程に対するマリアヴァン解析に重きを置いて研究活動を行ってきた。この方法は、駆動過程であるレヴィ過程を複合ポアソン過程で近似して、近似過程レベルでの直接的な考察から、極限操作を経て部分積分公式を導出する手法である。この手法を用いて、ジャンプ型確率微分方程式の解の分布に対する密度関数の評価や、粒子間の衝突による影響を含んだ、運動論的方程式の一つであるボルツマン方程式の解に対して適用し、大変興味深い研究結果を得ることに成功した。さらに数理ファイナンスにおける株価過程に対する考察(特にグリークス計算)にも適用し、現在研究を進めているところである。同時に確率関数微分方程式に対する考察も行ってきた。

特に解の密度関数についての漸近挙動の精密化に取り組み、ある程度の見通しを持って考察を進めているところである。さらに、反射壁を伴った確率関数微分方程式に対する不変測度の研究も行い、その中で遅れの影響を表すパラメータの役割の明確化にも成功しつつある。助成期間全体を通じて、ジャンプ型確率過程に対するマリアヴァン解析の研究が大きく進展し、理論的な枠組みの構築に向けた研究の基礎ができた。さらなる発展を目指し、今後も引き続いて研究を行う。また、確率関数微分方程式に関する研究は、ジャンプの影響を伴わないタイプのものを中心に考察してきたが、ジャンプの影響も含めた方程式に対して、前述のマリアヴァン解析の手法が有効に働き、より一層興味深い研究結果が得られるのではないかと考えている。現在、助成期間内で得られた一連の研究結果を取りまとめる作業を行っている最中である。確率解析ガンマ過程を駆動過程とした確率微分方程式に対する密度関数の正値性、ガンマ過程に付随するファイナンスモデルに関するグリーク計算は、ガンマ過程の特性を生かした形での理論展開であり、交付申請書に記載した「研究の目的」に従って進んでいるものである。さらにそこから、現在進行中の研究対象である、ジャンプ過程に対するマリアヴァン解析の新たな枠組み構築の研究につながっていくことが大いに期待されるものである。また交付申請書の「研究の目的」にも挙げたように、確率関数微分方程式に対する密度関数の漸近的な性質の研究も精力的に行っている。確率関数微分方程式の解は非マルコフ過程を定め、解析的な手法の適用が期待できない。しかし、マリアヴァン解析と大偏差原理を用いることにより、その漸近挙動の解析が可能である。さらなる諸性質の解明に向けて、順調に研究が進んでいる。ジャンプ過程に対するマリアヴァン解析に関する新たな枠組み作りを目指す研究については、一連の研究結果の取りまとめ作業に取り掛かっており、交付申請書に記載した「研究の目的」に沿って順調に進んでいる。また、確率関数微分方程式に関する研究も、密度関数の漸近挙動に関してさらなる精密化に取り組んでおり、順調に研究が進んでいる。ガンマ過程という良い性質を持ったジャンプ型確率過程に対して、交付申請書に記載した「研究の目的」に沿った形で理論展開ができるということが、研究活動を進めてゆくうちに徐々に分かってきた。このことは、本来思い描いていた自らの研究構想からすれば、一つの通過点でしかないものではあるが、今後の考察を進める上では大変重要でかつ意義深い一歩になると思われるから。平成24年度の研究を継続推進し、ジャンプ過程に対するマリアヴァン解析の新たな枠組み構築およびその応用に対して、今後は重点的に力を注ぎたいと考えている。