hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
20世紀世界におけるソヴィエト・ロシア文化再考-レオーノフ『泥棒』を手がかりに-

本年度は以下のような骨子に基づいて、研究活動を行った。1.ソヴィエト作家レオーノフの長編小説『泥棒』における複数のテクストの比較分析作業をすすめる。2.バフチンの文学理論のほか、『泥棒』が書かれたのと同時代的な文化潮流についても研究を進める。3.20世紀ロシア演劇の歴史を踏まえながら、近現代ロシアの文化史について研究を行う。平成15年夏に北海道大学スラブ研究センターに滞在し、資料収集を行ったほか、同センターの研究者達との活発な意見交換の機会を持った。さらに、平成15年9月初めより1ヶ月間、モスクワにて資料収集を補完的に行った。研究者との交流を広げただけでなく、演劇に関するテーマについても発展的に調査し、研究を進めた。平成15年11月、日本ロシア文学会研究発表会において報告「レオーノフ『泥棒』の改作とテクスト構造の関係」を行った。この報告では、『泥棒』が創作の当初から持っていた構造の特質によって、従来の研究史ではソヴィエト文壇の潮流とのみ関連付けられ論じられてきた、作者による小説の改作行為が、結果として作品世界全体に成長ともいうべき発展をもたらしていることを論じた。現在、論文「レオーノフ『泥棒』と同時代の文化」を日本ロシア文学会誌に投稿中である。これは、『泥棒』に見られるテクストの入れ子構造について、当時のソヴィエト・ロシアの映画と演劇分野における芸術理論を参照することによって論じたものである。さらに、これまでの研究をふまえて、2004年3月モスクワ大学にて開催予定の国際会議「ロシア語:歴史的運命と現在」(第2回)において報告を行う予定である(申込みが採用され、報告は内定している)。本年度は以下のような研究活動を行なった。1.ソヴィエト作家レオーノフの長編小説『泥棒』における諸テクスト間の異同を照合する作業を行なった。2.『泥棒』のテクスト分析のために参照される、バフチンの文学理論の研究を行なったほか、さらにその著作を通じてヨーロッパ文化史についても視野を広げた。3.同時代的なソヴィエト・ロシアの文化潮流について、特に演劇と映画についての研究を行なった結果、(1)平成14年7月の北海道大学スラブ研究センター「転換期ロシアの文芸における時空間意識の総合的研究」報告会での発表を基に、論文「ピョートル・フォメンコの作品世界の分析:『ある完全に幸せな村』を中心にして」を執筆した。これは、20世紀ロシア演劇の歴史を踏まえ、現代ロシアの演出家フォメンコの舞台作品に特徴的な演出手法を具体的に論じたものである。(2)さらに、論文《ТекстпервоисточникавпостановкахПетраФоменко(フォメンコの演出における原作テクスト)》においては、この演出家による、散文作品の舞台化の実態を分析することによって、ロシアにおける演劇と文学との関係を考察した。(3)平成14年10月、日本ロシア文学会研究発表会において、報告「レオーノフ『泥棒』の構造と同時代の文化」を行った。ここでは、『泥棒』にみられるテクストの入れ子構造について、当時のソヴィエト・ロシアの映画と演劇分野における芸術理論を参照することによって論じた。4.平成14年10月末から11月末まで、ロシアにて資料収集を行い、研究者との交流を行なった。
プラズマ乱流及び新古典輸送における5次元位相空間分布関数のシミュレーション解析

独自に開発したコードを用いた大規模計算機シミュレーションによって、磁場閉じ込め核融合プラズマにおける巨視的輸送現象を、プラズマを構成する粒子がどこに、どのような速度で、どのくらい存在するかを表す関数-いわゆる分布関数-の構造という微視的レベルから捉えることに成功した。特に、ヘリカル型核融合プラズマの閉じ込め性能向上につながる有用な理論的指針が示され、乱流輸送シミュレーションによりその妥当性がはじめて確認された。トーラス型磁場閉じ込め配位における異常輸送および新古典輸送機構の解明に向けた5次元位相空間分布関数のシミュレーション解析を進めてきた。本研究課題の初年度において得られた成果の概要を以下にまとめる。(1)トカマクおよびヘリカル型における帯状流および測地的音波モード(GAM)の応答を理論的に導出し、GKVコードを用いたジャイロ運動論的シミュレーションによりその振る舞いを検証した。その結果、有限軌道幅効果やヘリカルリップルによりGAM振動の減衰が強められること、ヘリカル補足粒子の挙動が帯状流の長時間発展に重要となることが確かめられた。(2)トカマク配位におけるプラズマ乱流輸送を解析するために、5次元GKVコードを地球シミュレータ用に最適化し、実効性能約4.8Tflops(192ノード利用)を達成し、従来に比べ約10倍の高速化がなされた。(3)トカマク型装置の全トロイダル角を扱う大規模なイオン温度勾配(ITG)乱流シミュレーションを行った。従来のシミュレーションと比して揺らぎによる影響が小さく確度の高い乱流輸送係数の予測が可能となり、高次の非線形性が関わる帯状流(平均流)による輸送抑制機構が新たに見出された。また、ITG不安定性の飽和後にGAM振動の励起が観測された。(4)トカマク型装置における電子温度勾配(ETG)乱流による電子熱輸送のシミュレーションを行い、ITGによるイオン熱輸送に比べより大きな無次元化輸送係数を観測した。(5)ヘリカル型配位に適用できるようにGKVコードの拡張を行い、ITG不安定性のシミュレーションが可能になった。線形理論解析と同様にヘリカルリップルに起因した複雑なモード構造が確認できた。(6)ヘリカル系での新古典解析においてもGAM振動を同定し、理論解析との一致を確認した。磁場閉じ込めプラズマにおける異常輸送および新古典輸送機構の解明に向けた5次元位相空間分布関数のシミュレーション解析について、平成18年度に本研究課題で得られた成果の概要を以下にまとめる。(1)5次元位相空間における分布関数の時間発展を追跡し、プラズマ乱流輸送のジャイロ運動論的シミュレーションを行うGKVコードをヘリカル型配位に拡張した。これを地球シミュレータに移植し、高効率・高速度なシミュレーション実行を可能とした。(2)上述の大規模ジャイロ運動論的シミュレーションを、大型ヘリカル装置(LHD)磁場配位モデルに適用した。帯状流減衰の線形解析を行った結果、内寄せ配位で標準配位よりも高い帯状流応答関数を確認した。さらに、両モデル配位に対してイオン温度勾配(ITG)乱流輸送シミュレーションを行った。その結果、LHD内寄せ磁場配位モデルにおいてより強い線形不安定性がある場合でも、局所乱流輸送が標準配位の場合と同程度のレベルまで抑制され得ることが示された。これは内寄せ配位の場合により強い帯状流が励起されており、それにより乱流輸送が抑制するためと考えられる。この結果は帯状流応答の理論解析にもとづく予測と矛盾しない。(3)トカマク配位における電子温度勾配(ETG)乱流輸送のジャイロ運動論的シミュレーションを行った。断熱イオン応答モデルを用いた場合に従来は困難となされている標準的なパラメターにおいても不安定性の飽和を確認し、ITGに比べ数十倍大きな輸送フラックスを得た。(4)ジャイロ運動論的方程式に対する分布関数の解析解をもとに導出された、帯状流成分に対する運動論的流体方程式の完結モデルの正当性を、GKVシミュレーションにより確認した。(5)LHDでの新古典輸送を評価するためのドリフト運動論的グローバルシミュレーション・コードを測地的音響モードの解析へ適用し、理論解析を裏付ける結果を得た。磁場閉じ込め核融合プラズマの輸送現象を記述する第一原理とされるジャイロ運動論およびドリフト運動論に基づいた分布関数の直接数値シミュレーション手法を開発し、輸送機構の解明・輸送レベルの予測、プラズマ閉じこめ改善条件の探求を行うことを目的として研究をすすめ、平成19年度の計画に基づいて以下の成果を得た。1.大型ヘリカル装置(LHD)配位を再現したジャイロ運動論的シミュレーションモデルを開発した。2.上記1.のモデルを用いてイオン温度勾配(ITG)不安定性とゾーナルフローの線形シミュレーションを実行し、内寄せ配位でより大きなゾーナルフロー振幅がより長時間維持されることを確認した。3.上記1.のモデルに基づいて地球シミュレータを用いたITG乱流シミュレーションを実行し、標準配位に比べ内寄せ配位でより強いゾーナルフローが生成され、乱流輸送が低減されることを実証した。この結果は、本課題の一環として進められてきたヘリカル系でのゾーナルフロー理論の予測を裏付けるとともに、LHD実験で観測される閉じ込め特性に物理的理解を与えるものである。

4.電子温度勾配乱流のジャイロ運動論的シミュレーションを実行し、渦とゾーナルフローの相互作用が生み出す多様な輸送現象を発見した。5.ヘリカル系における新古典輸送を解析するコードの開発・改良を行った。6.位相空間分布関数の変形を追跡するシミュレーション・コードを新たに開発した。磁場閉じ込め核融合プラズマの輸送現象を記述する第一原理とされるジャイロ運動論およびドリフト運動論に基づいた分布関数の直接数値シミュレーション行い、輸送機構の解明・輸送レベルの予測、プラズマ閉じこめ改善条件の探求を行うことを目的として研究を進めてきた。平成20年度は、これまでに得られた結果をまとめるとともに、以下の新たな成果が得られた。1.大規模ジャイロ運動論的シミュレーション・コード(GKV)を複数のスーパーコンピュータシステムに移植するとともに、一連のベンチマークテストを実行した。2.平衡径電場の存在するヘリカル型閉じ込め配位におけるゾーナルフロー応答特性を理論的に導出し、径電場によりゾーナルフロー応答が増大すること、また、その効果は新古典輸送を低減するように最適化された磁場配位(例えば大型ヘリカル装置の内寄せ磁場配位)においてより顕著になることが示された。3.ポロイダル方向にグローバルな取り扱いができるように従来のGKVコードを拡張し、径電場の存在するヘリカル型閉じ込め配位でのゾーナルフロー応答のジャイロ運動論的シミュレーションを行った。その結果、径電場によるゾーナルフロー応答の増大効果が定量的に確認され、2.の理論予測を裏付けることができた。
５ｄ遷移金属酸化物の強いスピン軌道相互作用がもたらす強相関量子相に関する微視理論

近年、相対論的スピン軌道相互作用が強い遷移金属酸化物が注目を集めている。本研究では、スピン軌道相互作用と電子相関の競合・協奏の結果現れる新奇量子相の微視的理論研究を行った。特に、本研究では層状ペロブスカイト構造を持つ2次元物質でしかも局所d電子が5つ存在する系を中心に研究を行った。Jeff=1/2モット絶縁体へキャリアを注入することによりd波対称性を持つ非従来型超伝導が誘起されることを提案した点が最も重要な成果である。また、Sr2IrO4の絶縁体化機構の解明やスピン軌道相互作用によりJeff=1/2モット絶縁体が誘起されること等を明らかにした。今年度は、まず、スピン軌道相互作用が強い5d遷移金属酸化物の中で、Sr2IrO4の反強磁性絶縁体状態の発現機構について変分モンテカルロ法を用いて調べた。スピン軌道相互作用がある3軌道ハバード模型における常磁性状態と反強磁性絶縁体状態のエネルギーを詳細に解析することにより、電子間相互作用が弱い場合は、電子間相互作用を利すること(スレーター絶縁体)で、電子間相互作用が強い場合は、バンドエネルギーを利すること(モット絶縁体)で、反強磁性絶縁体状態が出現していることが分かった。Sr2IrO4は、電子間相互作用の強さがちょうど中間に位置しており、スレーター絶縁体とモット絶縁体の中間状態であることが分かった。次に、結晶構造の鏡面対称性によって特徴付けられるトポロジカル結晶絶縁体の新たな物質を、密度汎関数理論にもとづく第一原理電子状態計算により提案した。バルクのバンド構造を調べると、NaCl型の立方晶構造を持つSnSおよびSnSeがトポロジカル結晶絶縁体であることが示唆された。そこで、フェルミレベル近傍のバルクバンド構造を最局在ワニエ軌道を用いて解析し、有効強束縛近似模型(タイトバインディング模型)を構築し、鏡面チャーム数cMを計算するとトポロジカル結晶絶縁体が示唆されるところではC_M=-2であることが分かった。実際に、強束縛模型を用いて(100)、(110)、および(111)界面電子状態を計算すると、それぞれの界面でディラックコーン状のエネルギー分散が現れた。今年度は、まず、正方格子上に定義された一軌道ハバード模型のハーフフィルドにおける温度誘起金属絶縁体の性質を変分クラスター近似を用いて調べた。その結果、金属絶縁体転移は、相互作用Uが小さい場合はスレータ型、相互作用が大きい場合はモット型であることがわかった。これは、例えば、ネール温度以下および以上の一粒子励起スペクトルを見るとその区別ができることを指摘した。次に、SrIrO3とSrTiO3からできた超格子構造の電子状態を第一原理バンド計算を用いて調べた。その結果、(SrIrO3)1/(SrTiO3)1超格子構造では、有効角運動量Jeff=1/2の反強磁性絶縁体が実現し、磁気モーメントはxy平面内にねており少しキャンとしていることが分かった。これらの結果は実験結果と非常に良く一致している。さらに、強誘電体物質であるBaTiO3と5d遷移金属酸化物であるBaOsO3あるいはBaIrO3を用いたヘテロ構造界面では、ラシュバ効果が非常に大きくなり、しかもその符号が強誘電体の分極を反転することにより正から負に制御できることを第一原理バンド計算より提案した。また、スピン軌道相互作用が強い三軌道ハバード模型で電子濃度が5であるときの基底状態相図を動的平均場近似を用いて調べた。その結果、クーロン相互作用が大きい場合、スピン軌道相互作用が大きいければ、Jeff=1/2反強磁性絶縁体が基底状態であるが、そこからスピン軌道相互作用を小さくしていくと励起子絶縁体が出現することを明らかにした。これは、低スピン状態でしかも強いクーロン相互作用と弱いスピン軌道相互作用の領域で実現するユニークな基底状態である。最後に、この模型に対して、磁気励起をRPA近似を用いて調べた。その結果、フント結合が有限である場合にだけ磁気異方性が現れることがわかった。本研究課題では、相対論的スピン軌道相互作用が強い5d遷移金属Ir酸化物およびその関連物質の強いスピン軌道相互作用がもたらす強相関量子物性を電子状態計算により解明するために、1第一原理電子状態計算のIr酸化物への応用と有効模型(多軌道ハバード模型)の導出、2スピン軌道相互作用誘起Jeff=1/2モット絶縁体を含む基底状態相図の完成と金属絶縁体転移機構の解明、3スピン軌道相互作用誘起Jeff=1/2モット絶縁体に対する光電子分光、光学伝導度、共鳴X線非弾性散乱などの励起スペクトルに見られる強いSOIと電子相関効果の解析、4スピン軌道相互作用誘起モット絶縁体へのキャリア注入によるJeff=1/2準粒子クーパー対超伝導の提案、および、5Ir酸化物におけるトポロジカル絶縁体設計とトポロジカル絶縁体の電子相関効果の解明に取り組んでいる。今年度は、主に、スピン軌道相互作用誘起モット絶縁体へのキャリア注入によるJeff=1/2準粒子クーパー対超伝導の提案に関して、d5電子配置の系で出現する超伝導状態に関してRPA等を用いて調べた。特に、Jeff=1/2準粒子クーパー対超伝導を特徴付けるために実験観測可能量であるナイトシフトのクーパー対対称性、温度依存性等を調べた。さらに、これまで明らかにされていなかった、スピン軌道相互作用が強い金属状態におけるナイトシフトに関しても理論を構築し、その温度依存性等を調べた。当初予期していないことも起こることなく、比較的順調に進展している。

まず、スピン軌道相互作用が強い遷移金属酸化物の中で、5個のd電子を有し、しかも二次元ハニカム格子状の結晶構造を持つNa2IrO3、Li2IrO3、LiRhO3、RuCl3等の電子状態を三軌道ハバード模型を解析することで調べた。これらの物質群では、d軌道の特徴的なホッピングのため、電子がハニカム格子の六員環中に閉じ込められた分子軌道型バンド絶縁体が実現すると期待されていた。しかしながら、我々の数値的厳密対角化法を用いた解析から、スピン軌道相互作用の他に、電子間相互作用も分子軌道型バンド絶縁体に対してdestructiveであることを明らかにした。スピン軌道相互作用/電子間相互作用を増すに従って、分子軌道型バンド絶縁体から相対論的モット絶縁体にクロスオーバーするが、この特徴が光学伝導度および非弾性X線散乱スペクトルにどのように現れるかも明らかにした。次に、SrIrO3においてIrをSnに置換した場合に電子状態がどのように変化するかを第一原理バンド計算をもとに解析した。その結果、SrIrO3は非磁性金属であるが、Snを数%注入するとGタイプの反強磁性体が出現することを明らかにした。実験グループとの共同研究により、Snを注入して現れた反強磁性体はスレータ型の反強磁性体であることを明らかにした。スレータ型反強磁性体とは、反強磁性が現れる転移温度で電子状態に一粒子励起ギャップが有限になる物質群で、これまで数物質しか知られていなかった。したがって、この物質は、数少ないスレータ型反強磁性体として非常にユニークである。近年、相対論的スピン軌道相互作用が強い遷移金属酸化物が注目を集めている。本研究では、スピン軌道相互作用と電子相関の競合・協奏の結果現れる新奇量子相の微視的理論研究を行った。特に、本研究では層状ペロブスカイト構造を持つ2次元物質でしかも局所d電子が5つ存在する系を中心に研究を行った。Jeff=1/2モット絶縁体へキャリアを注入することによりd波対称性を持つ非従来型超伝導が誘起されることを提案した点が最も重要な成果である。また、Sr2IrO4の絶縁体化機構の解明やスピン軌道相互作用によりJeff=1/2モット絶縁体が誘起されること等を明らかにした。当初の予定通りおおむね順調に進展している。現在実験研究者との共同研究が進んでいるので、今年度中に結果を出版できるように計画的に研究を遂行する。28年度が最終年度であるため、記入しない。物性理論来年度はまず、Sr2IrO4に代表されるスピン軌道相互作用が強い多軌道ハバード模型の磁気励起スペクトル、電荷励起スペクトル、およびRIXSの計算を行い、低エネルギー励起がそのような励起で特徴づけられるか解明する。次ぐに、5d遷移金属酸化物を用いた遷移金属へテロ構造で実現するユニークな電子状態を第一原理バンド計算をもとにに調べる。5d遷移金属のなかでもIrとOsに焦点をあてる。当初計画を効率的・効果的に進めた結果、直接経費の一部が節約できた。第一原理バンド計算を行うポスドクの雇用(半年間)を初年度見送ったため、おおむねその分の予算を今年度も繰り越した。
硫黄同化系酵素や輸送体が構成する分子間相互作用ネットワークの解明

植物は環境中の無機硫黄を吸収し、含硫アミノ酸であるシステインを合成する硫黄一次代謝系を持つ。また、システインや生合成中間体から生合成される硫黄二次代謝産物には、発癌抑制作用等の薬理活性を示す化合物が存在する。本研究では植物の硫黄一次代謝に関わる輸送体や酵素間の相互作用を解析した。また、相互作用する酵素群を共発現する植物の硫黄代謝能や重金属耐性能について解析した。さらに、硫黄二次代謝に関わる酵素の同定と機能解析を行った。硫黄は動植物の生育に不可欠な多量必須元素である。植物は外部環境中の無機硫黄を吸収し、複数の酵素反応により多様な有機硫黄化合物に変換できる。植物が生合成する有機硫黄化合物群には、細胞内外の酸化還元反応や解毒反応に関与するものや、抗微生物活性やヒトにおける抗ガン作用や抗血小板凝集抑制作用など有益な生物活性を持つものが多く含まれる。本研究では、植物における硫黄の吸収・代謝に関わる輸送体や酵素群の同定をすすめ、それらの機能や相互作用を解明することで、植物の持つ複雑な有機硫黄化合物の生合成や代謝とその制御についての知見を得ることを目的としている。本研究により得られた知見は、将来的に有用な有機硫黄化合物を高生産する植物の人為的作出への応用が期待できる。本年度は、硫黄同化の初段階において無機硫黄の活性化を担う酵素遺伝子について過剰発現体における硫黄同化効率や硫黄代謝産物量を解析した。その結果、過剰発現体は無機硫黄の吸収速度が低下しているが有機硫黄代謝産物量には変化がなく、少量の無機硫黄を効率的に有機硫黄に変換することが示された。また、ネギ属植物に含まれる有機硫黄化合物であるアルケニルシステインスルホキシドの生合成におけるグルタミル基転移反応とS-酸化反応に関わると考えられる遺伝子群を単離した。これら遺伝子がコードする蛋白質を異種発現系を用いて作製し、in vitro反応系においてこれらの組換え蛋白質が生合成推定基質を推定生成物に変換できることを明かにした。植物が生産する有機硫黄化合物の中には、人類の健康の役に立つ生理活性(抗微生物活性、抗ガン作用、抗酸化作用、抗血小板凝集作用、コレステロール低下作用など)を示す化合物や、植物自身の重金属耐性に大きな役割を果たす化合物が存在する。これら有用物質の生合成と制御のメカニズムの解明により、有用物質生産系の人為的構築や付加価値を持つ植物の作出が期待できる。本年度は、含硫アミノ酸であるシステインの生合成において連続反応を担う二酵素であるセリンアセチル転移酵素とシステイン合成酵素を高発現した形質転換タバコが、システインやグルタチオン等の硫黄化合物を高蓄積することを明らかにした。この形質転換植物は、有害金属であるカドミウムの存在下でも生育することが可能であり、蓄積した硫黄化合物による金属陽イオンキレート能の向上により植物体内のカドミウムが解毒されていることが示唆された(Nakamura et al.,印刷中)。一方、ネギ属植物は薬理学的に重要な天然物であるS-アルケニルシステインスルホキシドを生合成することで知られている。昨年度までに単離した、S-アルケニルシステインスルホキシドの生合成において二つの連続反応を各々触媒すると考えられる二種の酵素(S-酸化酵素、脱グルタミル化酵素)についてin vitro機能解析を行い、酵素機能を明らかにした。現在、得られた結果について論文を執筆中である。硫黄は動植物における多量必須元素であり、有機硫黄化合物は様々な生体活動を行うために不可欠である。植物は外部環境中の硫酸イオンを吸収し多様な有機硫黄化合物へと変換する硫黄同化系を有する。現在までに申請者らは、分子生物学的研究のモデル植物であるシロイヌナズナでは、活性や発現の特性が異なる複数の酵素アイソザイムが細胞内の複数のコンパートメント(オルガネラ)に分布して、硫黄同化を行っていることがを明らかにしてきた。各コンパートメントでは、複数の酵素や輸送体が相互作用してタンパク質複合体を構成し、それを機能の場とすることで、代謝反応を効率的に行っていると予想される。本研究では、植物の硫黄同化系に関わる酵素や輸送体タンパク質や未知タンパク質間の分子間相互作用ネットワークと、それにより生ずる代謝・輸送機能の協調作用や発現・活性調節を明らかにすることを目的とする。本年度は、外部環境からの硫酸イオン獲得を担う2種の異なる輸送体タンパク質が物理的に相互作用をすることを酵母スプリットユビキチンシステムを用いて明らかにした。これら2種の輸送体タンパク質を共発現する酵母の硫酸イオン輸送活性は、各々を発現する酵母の硫酸イオン輸送活性の和よりも顕著に高かった。植物生体内ではこれら2種の輸送体タンパク質がヘテロオリゴマーを構成することで高い硫酸イオン輸送活性を有することができると考えられる。硫黄同化の初段階を担う酵素を高発現した場合の硫黄同化効率や有機硫黄化合物生産性の解明と、ネギ属において特異的な硫黄二次代謝化合物の生合成へ関与すると考えられる酵素遺伝子群を新規に同定できたため。

解析対象にしている硫黄同化系に関わる酵素・輸送体タンパク質群のうち、2種の異なる輸送体タンパク質が物理的かつ機能的に相互作用をしていることを明らかにできたため。引き続き、硫黄同化および代謝に関わる酵素や輸送体群の機能解析や相互作用を含めた制御機構解析を生物学的手法や生化学的手法、生理学的手法を用いて行う。引き続き、解析対象にしている硫黄同化系に関わる酵素・輸送体タンパク質群の間に存在する分子間相互作用を生物学的、生化学的手法を用いて明らかにする。同定された相互作用に関しては、植物生体内における相互作用の生理学的意義を解析する。今年度は硫黄同化および代謝に関わる酵素や輸送体群の機能解析や相互作用解析を行うための生化学試薬や分子生物学試薬の使用量が予想よりも少なかったため、53,042円が未使用となった。次年度は、今年度の未使用分と次年度の研究費を合わせ、硫黄同化および代謝に関わる酵素や輸送体群の機能解析や相互作用を含めた制御機構の解明のための、生物学的実験、生化学的実験、生理的実験を行うための試薬や消耗品の購入と研究成果発表費用にあてる。解析対象にしている硫黄同化系に関わる酵素・輸送体タンパク質群の間に存在する分子間相互作用とその生理学的意義の解明のために、生物学的実験、生化学的実験、生理学的実験が必要である。次年度の研究費は主に上記の実験を遂行するための試薬や消耗品の購入と、成果発表を行うための旅費に用いる。
脳MRIによる超早期認知症発症リスク特定と高齢者の脳MRIデータバンクの構築

本研究では、多様な磁気共鳴画像(magnetic resonance imaging: MRI)を用いて、脳内アミロイドβ(Aβ)の集積を予測する式を算出し、その式から算出されたリスク値が認知症発症に対してどの程度の予測能を有するか検証する。また、脳画像データを用いたディープラーニングも実施し、認知症発症予測モデルの精度向上を図り、正確度90%以上のモデルの構築を目指す。これらの研究成果により、認知症発症予測を脳画像から推定することが可能になり、preclinical AD特定のバイオマーカーとしてMRIの有効性の検討ができ、認知症の早期発見システム構築が可能と考える。本研究計画は、多数の高齢者のMRI画像を用いて、脳内アミロイドβの集積を予測する式を算出し、算出された値が認知症発症に対してどの程度の予測能を有するか検証する研究である。日本人高齢者のMRIデータバンクを構築し、診療情報明細書データを分析することで認知症発症を前方視的に追跡調査し、認知症発症予測を脳画像から推定するモデルをディープラーニングにより構築する。日本人高齢者のMRIデータバンクを構築や認知症発症予測を脳画像から推定するモデルの構築は、学術的な貢献のみならず、社会的・経済的に重要な取り組みである。これまでの開発・展開してきたしたコフォート研究実績を活用し、認知症の早期発見だけでなく、認知症予防・対策戦略への貢献が期待される。
リボソームの翻訳一時停止現象がタンパク質合成に与える役割の解明

申請者はこれまで、次世代シーケンサーを用いた翻訳の網羅的解析によって、1500箇所以上の新規の翻訳一時停止位置をコドンレベルで特定することに成功した。本研究では、特定した翻訳停止の生理的意義を明らかにすることを目指す。具体的には、1翻訳されつつ膜に挿入されるタンパク質が、翻訳一時停止によって膜挿入の成功率を高めているか、2多量体を形成する各単量体タンパク質での翻訳停止が、各々の発現量のバランスを制御しているかをバイオインフォマティクスと生化学的手法を組み合わせることによって検証する。
地方消費税の独自課税化についての一考察

本研究では国が消費税を徴収し続ける一方で地方がそれとは独立に地方消費税を徴収することを考察対象とし,地方独自で消費税を課すときに各地方独自の税率設定が可能かどうかを考察するのを研究の第1目的とし,地方消費税において地方独自で税率の決定を含めて課税するときに仕向地主義課税が実現可能かどうかを検討するのを研究の第2目的とした。その結果,1)税率の決定権,2)地方独自での税の徴収,3)消費地課税(仕向地主義課税)の実現,4)地域間税調整の不要性,5)税収の漏れを起こさない,の5つの要件をすべて満たすような地方消費税システムは存在しないことを初めて明らかにした。したがって,税率の独自決定権を最優先課題と考えるとき,他の要件のどれかをあきらめなければならないことを明らかにした。具体的には地方独自での税徴収を断念することが考えられる。一連の研究の成果を玉岡(2006)としてまとめた。また研究の後半過程で日本の消費税の特質を税額控除法か仕入高控除法かという付加価値税の徴収法から整理し,消費税が税額控除法を採用していることを正確に指摘した上で,消費税が将来複数税率化に向かうときの課題を明らかにした(玉岡(2007))。通説とはまったく反対にインボイスを伴わない現行制度のままで複数税率化が可能であることを明らかにした。また,国税消費税が複数税率化に向かうときに地方消費税の税率決定権を含めた独自課税の問題をどのように考えるかが新たな研究課題として浮き彫りにされた。地方分権が進められている現状で税源移譲が議論されている。その際の税源移譲の大きな候補の1つとして消費税がある。所得税が一部住民税の財源として移譲されようとしているのと同じく,消費税も地方消費税の財源として一部移譲することを考えることができるが,所得税の税源移譲と同じく,消費税を全廃するのではなく国税としての消費税を徴収しながら地方税としての地方消費税を同時に徴収することを考えることは可能である。今年度の研究では,国税としての消費税と地方税としての地方消費税を同時に課税するときに考慮しなければならない点を消費税の付加価値税としての性格を踏まえて指摘することを目的にした。とりわけ地方間の取引で仕向地主義課税を実現できるかどうかに焦点を当て,最近提案されたCVATについてこの点がどう取り扱われているかを詳細に検討した。さらに財政面の地方自治を実現するものとしての地方消費課税の備えるべき性格という側面から地方消費税の検討を行った。具体的には課税ベースの決定,税率の決定,税の独自徴収などを課税自主権の構成要素として捉えて,これらをどれだけ満たすことができるかによって自主権の度合いを測るものと考えた。最終的に課税自主権と消費課税の満たすべき要件をすべて備えた地方消費課税制度を設計するのは無理であることを明らかにした。したがって次年度の研究では地方消費税の備えるべき要件を課税自主権との関係で絞り込んだ上で,独自課税の候補となるべき制度の設計を模索することが主目的となる。

具体的には地方独自での税徴収を断念することが考えられる。一連の研究の成果を玉岡(2006)としてまとめた。また研究の後半過程で日本の消費税の特質を税額控除法か仕入高控除法かという付加価値税の徴収法から整理し,消費税が税額控除法を採用していることを正確に指摘した上で,消費税が将来複数税率化に向かうときの課題を明らかにした(玉岡(2007))。通説とはまったく反対にインボイスを伴わない現行制度のままで複数税率化が可能であることを明らかにした。また,国税消費税が複数税率化に向かうときに地方消費税の税率決定権を含めた独自課税の問題をどのように考えるかが新たな研究課題として浮き彫りにされた。
振動モード法に基づくロングレール軸力測定法の理論的検討

ロングレールの軸力測定法として,振動モードを利用した手法について理論的検討を行った.まず,軸力を受けるまくらぎ離散支持レールの理論分散曲線を求め,まくらぎ位置を節とする水平・鉛直たわみの定在波モードが軸力測定に適するとの結論を得た.続いて,曲線部および分岐器介在ロングレールの場合について検討し,これらの軌道においても軸力と共振周波数との関係から軸力測定が理論的に可能であるとの結論を得た.ロングレールの軸力測定法として,振動モードを利用した手法について理論的検討を行った.まず,軸力を受けるまくらぎ離散支持レールの理論分散曲線を求め,まくらぎ位置を節とする水平・鉛直たわみの定在波モードが軸力測定に適するとの結論を得た.続いて,曲線部および分岐器介在ロングレールの場合について検討し,これらの軌道においても軸力と共振周波数との関係から軸力測定が理論的に可能であるとの結論を得た.本年度は以下2項目に関する研究に基づき,直線ロングレールを対象とした軸力測定法の可能性について理論検討を行った.軸力を受けるまくらぎ離散支持レールの分散解析まくらぎにより離散支持された無限長レールを1次元および3次元Timoshenkoはり要素によりモデル化し,その1ユニットにFloquet原理を適用することで,軸力-波数-周波数に関する固有値問題を導出した.つづいて当該の固有値問題を解くことで伝播波動モードの分散曲面を求めた.なお,レールの加振測定の際には定在波モードが卓越するため,これらのモードが最も抽出し易いものと考えられる.そこで,定在波モードの共振周波数で,軸力に対する感度の良好なものについて検討した.その結果,まくらぎ位置を節とする水平・鉛直たわみの定在波モードが軸力測定に適しているとの結論に至った.また,これらのモードは,締結装置やまくらぎ下パッド等の剛性のバラツキの影響を殆ど受けず,特に水平モードは軸力に対する共振周波数の感度が高いことがわかった.加振応答解析による測定方法の有効性の検証(1)の結果に基づき,具体的な測定方法について検討し,その有効性を検証した.現場で実施可能な加振方法として,可変調な調和加振によるものと,インパルスハンマーによる打撃加振とを想定して,数値モデルに基づく再現解析を実施した.なお,無限軌道の動的応答解析を実施するため,Floquet変換に基づく解法を構成した.その結果,調和加振は固より,打撃加振によっても,(1)に述べた卓越周波数の検出は十分に可能であり,分散特性と整合する軸力-卓越周波数関係が得られることがわかった.本年度は,軸力を受ける曲線ロングレールを対象に,振動法によるレール軸力測定法の適用可能性について解析的検討を行った,その結果得られた成果は以下のとおりである.軸力を受けるまくらぎ離散支持曲線レールの分散解析曲線ロングレールを,一定の曲率半径を有する無限周期構造としてモデル化し,それを構成する最小単位であるユニットセルの両端にFloquet原理を適用することで,波数・周波数・軸力空間における波動分散曲面を求めた.その結果,前年度に求めた直線レールの分散曲面と実質的に一致する関係を得た.すなわち,レール締結位置を節とした定存波モードが,まくらぎや道床の物性値の影響を受けず,さらに軸力に対する周波数感度が比較的鋭敏であり,軸力測定に最適であるとの結論を得た.また,このことより,通常の鉄道軌道で用いられている曲率半径の範囲内であれば,曲率が軌道の分散特性に及ぼす影響は無視でき,曲線区間でも直線軌道を対象とした本振動法による軸力測定が適用可能であることがわかった.加振応答解析による測定法の有効性の検証実際の軸力測定を想定し,レール加振による所定の振動モードの抽出可能性について検討した.その際に,曲線区間の前後に緩和曲線および直線区間を設定し,現実の軌道により忠実なモデルを構成した.その結果,レール加振により得られた共振応答の卓越周波数と軸力との関係が,分散解析より得た固有周波数と軸力との理想的関係とほぼ一致することを確認した.このことより,曲線区間であっても,軸力測定に用いられるレール振動モードを定点加振により励起可能であることがわかった.本年度は,分岐器介在ロングレールの軸力測定法の理論的検討を実施した.その結果得られた成果は以下のとおりである.1軸力を受ける分岐器介在ロングレールの解析モデルの構築分岐部を含む軌道系の振動解析を対象とした数値モデルを構築した.まず無減衰仮定下にある理想的な軌道モデルを対象に,無限軌道の共振応答特性について調べた.そのために,軌道系を,分岐器を含む非周期部と,その前後の直線レールで与えられる半無限周期部とに分離し,前者を直接離散化し,後者はそれと等価なインピーダンス行列により表現した.また,現実の軌道は減衰を伴う.そこで次に,減衰の存在が共振特性に及ぼす影響についても検討する目的で,減衰存在下での解析モデルも構築した.なお,この場合は,軌道打切り端からの反射波の影響を抑制することができるので,インピーダンス行列は用いず,十分に長い有限軌道モデルを採用した.なお,分岐器前後の軸力分布は,温度変化による軌道変位解析の結果より求めた値を設定した.2加振応答解析に基づく軸力測定法の適用可能性の検討構築した解析モデルを用い,加振による共振周波数と軸力との関係を調べた.その結果,共振周波数と軸力とには明確な関係が認められたが,直線レールのそれとは異なることがわかった.

一方,共振周波数とレールの相対温度との関係に変換すると,直線レールとほぼ一致する関係を得た.このことから,分岐器介在レールの動特性については,その前後の直線軌道の共振特性が支配的であることがわかった.また,減衰導入下での加振応答解析より,減衰の存在が共振周波数に及ぼす影響について検討した.その結果,現実に存在する減衰の下では,それによる共振周波数のずれは僅かであり,測定精度に実質影響しないことが確認できた.
超高分解能レーザー光電子分光を用いた重い準粒子バンドの形成過程に関する研究

本研究では,先端的な分光手法を用いて強相関f電子系における重い準粒子バンドの形成過程を明らかにすることを目的としている.ここで対象とする物性は,重い電子状態,異方的超伝導,価数揺動系,近藤半導体,非フェルミ液体など非常に広範囲に及ぶ.本年度は,以下に示す二件のテーマに的を絞って研究を推進した.1.イオン結晶から重い電子系への圧力制御:YbSの赤外分光による研究YbSは常圧下では単純なイオン結晶絶縁体であり,Ybは+2価(4f軌道は完全に占有される)である.過去の格子定数やX線吸収の実験から10GPa以上では価数揺動になることが指摘されていたが、その時の電子状態に関してはよく判っていなかった.本研究では20GPaまでの高圧下で光学伝導度の測定から電子状態を考察し,10GPa以上では重い電子系に見られる異常金属状態となること,またその絶縁体-金属転移のメカニズムを解明した.2.金属間化合物の光電子・光学スペクトルにおけるエネルギー損失本研究では金属間化合物YbAl2、YbAl3の光電子・光学スペクトルにおいて,どちらもプラズモン励起に起因すると考えられる構造が観測されるが,そのエネルギーが全く異なることを見出した.このことは,光電子分光と光学分光でプラズモン励起のメカニズムが異なることを示唆している.このような不一致は,単体のAl金属やYb金属においては見られないため,金属間化合物に特有の現象と考えられる.本研究では先端光電子分光を用いて強相f電子糸におけする重い準粒子バンドの形成過程を明らかにすることを目的としている。ここで対象とする物性は、重い電子状態、異方的超伝導、価数揺動系、近藤半導体・非フェルミ液体など非常に広範囲に及ぶ.本年度は;以下に示す二件の研究テーマを精力的に進め、重要な結果を得た.l1.Yb^<2+>の系における光電子分光YbSとYb金属はYb^<2+>の曲型例として考えられてきたが.YbL端のX綿吸収分光.及び其鳴非弾性X線散乱においては、常圧下でさえYb^<3+>の存在が確認されることがある本研究では、このようなYbの価数評価における曖昧さを解消することを目的として.YbSとYb金属に対して光雷子分光を行った.得られた結果を典型的な価数揺動系であるYbCu_2Si_2の結果と比較し、またスペクトルに現れるサテライト構造を光学測定によって得られた損失関数と比較することによって、これらの糸がハルクにおいて純粋なYb^<2+>の糸であるという明確な証拠を得た.2.重い電子系Pr化合炎物の光電子分光PrMg_3はPr化合物としては稀な重い電子系的拳動を示す。曲型的な重い電子系Ce化合物と比較してPr系における重い電子状態の起源を調べることは非常に重要である。本研究ではPrMg_3に対してPr 3d-4f共鳴光電子分光を行った.その結果、Pr 4f成分における巨大な共鳴増大を観測し、P 4f電子が非常に強い局在性を有しているとが明らかにならた.すなわち、PrMg_3の重い電子状態は更に狭いエネルギースケールにおいて発現していることが予測される.以上、本年度の研究で得られた成果を基にして次年度は他の系も含みて超高分解能レーザー光電子分光を行い、これらの結果に関する総合的な知見を得られるようた研究を進めていく.本研究では,先端光電子分光を用いて強相関f電子系における重い準粒子バンドの形成過程を明らかにすることを目的としている.ここで対象とする物性は,重い電子状態,異方的超伝導,価数揺動系,近藤半導体,非フェルミ液体など非常に広範囲に及ぶ.本年度は,以下に示す二件の研究テーマを精力的に進め,重要な結果を得た.1.充填スクッテルダイト化合物CeOs_4Sb_<12>の高分解能光電子分光充填スクッテルダイト化合物CeOs_4Sb_<12>においては,輸送特性に見られる近藤半導体的挙動と,比熱・帯磁率に見られる重い電子系金属的挙動の異常な共存が問題となっている.本研究では現在までに進めてきた測定よりも更に高分解能(2meV以下)での測定を行い,フェルミ準位から非占有状態側に4f電子成分の存在を確認し,これに基づいて4f電子の軌道対称性に依存した二重性(局在・遍歴)を提唱し,これが上記の異常な物性の起源となっていることを指摘した.2.YbAl_2おける光電子分光YbAl_2はYbが+2価に近い価数状態を持つと考えられているが,その価数は実験によって22.4価と大きなバラつきが見られる.最近,我々はYbSとYb金属において,光電子分光と光学スペクトルの比較が高精度な価数評価方法になることを証明し,またこれらが純粋なYb^<2+>状態を持つことを明らかにした.本研究ではこの手法をYbAl_2にも適用し,僅かな価数揺動の証拠を得た.それに加えて,プラズモン損失のエネルギーが光学スペクトルで見られるプラズマ振動数と著しく異なることを見出した.本研究では,先端的な分光手法を用いて強相関f電子系における重い準粒子バンドの形成過程を明らかにすることを目的としている.

ここで対象とする物性は,重い電子状態,異方的超伝導,価数揺動系,近藤半導体,非フェルミ液体など非常に広範囲に及ぶ.本年度は,以下に示す二件のテーマに的を絞って研究を推進した.1.イオン結晶から重い電子系への圧力制御:YbSの赤外分光による研究YbSは常圧下では単純なイオン結晶絶縁体であり,Ybは+2価(4f軌道は完全に占有される)である.過去の格子定数やX線吸収の実験から10GPa以上では価数揺動になることが指摘されていたが、その時の電子状態に関してはよく判っていなかった.本研究では20GPaまでの高圧下で光学伝導度の測定から電子状態を考察し,10GPa以上では重い電子系に見られる異常金属状態となること,またその絶縁体-金属転移のメカニズムを解明した.2.金属間化合物の光電子・光学スペクトルにおけるエネルギー損失本研究では金属間化合物YbAl2、YbAl3の光電子・光学スペクトルにおいて,どちらもプラズモン励起に起因すると考えられる構造が観測されるが,そのエネルギーが全く異なることを見出した.このことは,光電子分光と光学分光でプラズモン励起のメカニズムが異なることを示唆している.このような不一致は,単体のAl金属やYb金属においては見られないため,金属間化合物に特有の現象と考えられる.
造血幹細胞移植療法における口腔合併症に対する系統的口腔管理の構築

本研究は、造血幹細胞移植療法における口腔合併症と口腔衛生状態、口腔内環境との関連を分析し、造血幹細胞移植治療法の各段階における口腔ケアや口腔合併症に対する有効な系統的な口腔管理を構築することを目的とする。本年度は、前年度に継続して本年度は造血幹細胞移植療法を予定し研究に同意が得られた患者6名(男性:1名、女性:5名)を対象に口腔管理を実施した。すなわち、治療前に口腔内評価を行い歯石除去等の歯周病治療、口腔衛生指導などの口腔管理を行った。移植後は口腔内評価とその結果に応じた口腔管理を実施した。また、口腔粘膜炎発症時にはそのGradeに応じた口腔ケアを実施し以下の結果を得た。1)治療前からの口腔管理により口腔衛生状態は改善し、前処置前のPCRは平均43.5%であった。2)継続した口腔管理により移植後も概ね良好な口腔衛生状態の維持が可能であった。3)口腔粘膜炎の発生状況では、Grade3は2例で4例がGrade2以下の口腔粘膜炎で重篤化の軽減を認めた。4)Grade最大時の持続期間では平均6日に短縮された。以上より、歯科による口腔管理により口腔粘膜炎の重篤化の予防、持続期間の短縮に一定の効果が認められ、口腔粘膜炎の重篤化の軽減には歯科による専門的な口腔管理の有用性が示された。本結果を2019年度第64回日本口腔外科学会で発表予定である。また、本年度は本研究の基盤となる周術期口腔機能管理に繋がる内容として「鹿児島医療センターにおける心臓弁膜症手術患者の周術期口腔機能管理の現状」を日本口腔ケア学会雑誌大13巻第1号に掲載された。本研究では、対象者が造血幹細胞移植療法を受ける患者で昨年度は対象患者が少ない状況であったが、今年度は例年同様に造血幹細胞移植療法が実施され、本年度は概ね順調に進展している。本年度は、概ね予定した対象患者数が実施することができた。次年度も引き続き研究分担者である花田修一、魚住公治が中心となり血液内科の他の医師と連携し、対象症例数確保を行う。本年度は、造血幹細胞移植療法患者を対象に口腔粘膜炎のGradeに応じた口腔ケアマニュアルをもとに口腔ケアを実施し、口腔粘膜炎の発生状況、持続期間うおよび口腔内状況の経時的推移変化について検討した。方法は、歯科医師による週1回の口腔内評価と口腔ケアを実施するとともに日々の口腔内評価票と口腔粘膜炎の重症度に応じた口腔ケアマニュアルを作成し、看護師が日々口腔内評価を行いマニュアルに準じて日々の口腔ケアを実施し、以下の結果を得た。1)口腔粘膜障害の発生状況では、Grade2以下の口腔粘膜炎発生が63%と重篤化の軽減を認めた。2)Grade3以上の持続期間は、平均6.9日と口腔ケア介入により重症口腔粘膜炎持続期間の短縮に有効であった。3)口腔内不快事項のスコアでは移植後14日目が最大で有意に高くなり移植後2週間の口腔管理が重要であると考えられた。4)口腔衛生状態の評価では期間中有意な変化はなく一定の衛生状態が維持された。以上の結果、造血幹細胞移植療法を受ける患者に対して、歯科医師による定期的な口腔ケアの実施と看護師によるマニュアルに従った統一した口腔ケアの介入により、口腔粘膜炎の重篤化の予防、持続期間の短縮に一定の効果が認められ。歯科医師と看護師が連携した系統的な口腔ケアのは重要であり、その構築が必要であることが示された。また、本年度は本研究の基盤となるがん治療における医科歯科連携、周術期口腔機能管理について臨床統計的分析した「鹿児島医療センターにおける医科歯科連携の現状」を日本口腔ケア学会雑誌に投稿し、掲載された。本研究では、対象者が造血幹細胞移植療法を受ける患者であるが、今年度は昨年度に比べて造血幹細胞移植療法実施患者が減少し、本年度予定していた対象患者数により少ない状況となり、進捗状況がやや遅れる結果となった。

以上より、歯科による口腔管理により口腔粘膜炎の重篤化の予防、持続期間の短縮に一定の効果が認められ、口腔粘膜炎の重篤化の軽減には歯科による専門的な口腔管理の有用性が示された。本結果を2019年度第64回日本口腔外科学会で発表予定である。また、本年度は本研究の基盤となる周術期口腔機能管理に繋がる内容として「鹿児島医療センターにおける心臓弁膜症手術患者の周術期口腔機能管理の現状」を日本口腔ケア学会雑誌大13巻第1号に掲載された。本研究では、対象者が造血幹細胞移植療法を受ける患者で昨年度は対象患者が少ない状況であったが、今年度は例年同様に造血幹細胞移植療法が実施され、本年度は概ね順調に進展している。本年度は、対象患者数が予定より少ない結果となった。次年度は、研究分担者である花田修一、魚住公治が中心となり血液内科の他の医師と連携し、対象症例数確保を行う。本年度は、概ね予定した対象患者数が実施することができた。次年度も引き続き研究分担者である花田修一、魚住公治が中心となり血液内科の他の医師と連携し、対象症例数確保を行う。本年度の対象症例患者が、予定数より減少したため口腔内細菌数などの評価を行う検査消耗品が予定より少なくなり、次年度に不足した対象症例は持ち越しとなったため次年度使用額が生じた。本年度、前年度不足下した対象症例に対して研究を実施するのに本使用額を使用する。本年度の対象症例に対して研究を実施するのに対して使用する。
高速計算可能な木構造の類似度の設計とさまざまな離散構造への拡張

本研究では,まず,木編集距離の新たな階層を導入すると共に,無順序木編集距離計算のMAXSNP困難性,および,多項式時間計算可能な変種の計算量を改良した.また,順序木編集距離の定数下限を与える線形時間計算可能な局所頻度距離,および,定数下限と上限を与える二乗時間計算可能な二分木符号の文字列編集距離を導入した.さらに,これらに基づく木カーネルを設計した.本研究では,まず,木編集距離の新たな階層を導入すると共に,無順序木編集距離計算のMAXSNP困難性,および,多項式時間計算可能な変種の計算量を改良した.また,順序木編集距離の定数下限を与える線形時間計算可能な局所頻度距離,および,定数下限と上限を与える二乗時間計算可能な二分木符号の文字列編集距離を導入した.さらに,これらに基づく木カーネルを設計した.木,グラフ,超グラフといった離散構造における類似度・非類似度の計算のうち,本年度は,主に木の非類似度計算とその応用についての研究を進めた.木構造の非類似度として最も広く用いられている木の編集距離は,多項式時間で計算できるが,ノード数nの木に対して計算に0(n^3)時間かかり,決して高速とは言えない.そこで本年度は,新たに木の局所情報の頻度による非類似度である局所頻度距離を定式化した.ここで,木の局所情報とは,各ノードの子と兄弟のラベル情報の組合せである.そして,局所頻度距離が編集距離の定数倍下界を与えることを示すと共に,局所頻度距離を計算する線形時間アルゴリズムを開発した.また,そのアルゴリズムを実装することで,糖鎖データやランダム木データに適用し,その有効性を検証した.ただし,この局所頻度距離は,反射性を満たさない,すなわち,局所頻度距離が0だからといって木が同型とは限らない,という欠点がある.そのため,局所頻度距離は木の編集距離の上界を与えることができない.反射性を満たし,木の編集距離の下界と上界を与え,かつ,木の編集距離よりも高速に計算できる距離を定式化することは今後の課題である.また,本年度は,インフルエンザウイルスの地域間遷移,および,薬剤感受性検査データから得られるエピソードといった,有意性がある有向グラフを出力するマイニング技術を発展させた.今後は,これらの有向グラフの類似度・非類似度の計算方法を確立することが課題である.木,グラフ,超グラフといった離散構造における類似度・非類似度の計算のうち,本年度は,主に木の非類似度である木の編集距離とその応用についての研究を進めた木構造の非類似度として最も広く用いられている木の編集距離は、この兄弟間の順序を考慮する順序木ではノード数nの木に対して計算に0(n^3)時間かかり、兄弟間の順序を考慮しない無順序木ではNP困難でありMAX SNP困難であることが知られているそこで本年度はまず,編集距離の変種の一つであり,Valienteによって定式化力・意図されていた共通完全部分木に基づくボトムアップ編集距離について研究を進めた.Valienteの定式化ではラベルの置換を許していないため,厳密には編集距離ではなくインデル距離であった.そこで,新たにボトムアップ編集距離を定式化し,順序木では0(n^2)時間で計算するアルゴリズムを設計するとともに,無順序木ではMAX SNP困難になることを示したまた,本年度は,順序木の編集距離τを二分木コードの文字列編集距離δによる近似にも取り組んだ.そして,0(n^2)時間で計算でき,かつ,(τ-h)/(h+1)≦δ≦2τで近似することを示した.無順序木で同様の高速近似手法を確立することは今後の課題であるさらに,本年度は、インフルエンザウイルスの系統樹、および、薬剤感受性検査データから得られる菌交代や耐性変化を表す有向グラフであるエピソードを求める技術を発展させた.今後は,これらの木やグラフの類似度・非類似度の計算方法を確立することが課題である本年度は,主に無順序木の編集距離についての研究を進めた.まず,既存研究では,編集距離ではなくインデル距離で,かつ,木の高さが7以上の場合にしか計算の近似困難性が保証できなかったことを指摘した.そして本研究では,インデル距離の場合には高さが2以上,もしくは次数が2以上の場合に,編集距離の場合には高さが3以上,もしくは,次数が2以上の場合にも,計算の近似困難性が保証できることを示した.一方,このように計算が困難な無順序木の編集距離計算に対して,ヒューリスティックアルゴリズムであるA^*アルゴリズムを開発して実装し,その効果を検証した.さらに,無順序木の編集距離の変種である制限付き距離,次数2距離,トップダウン距離の計算時間は,制限付き距離とトップダウン距離が0(n^2DlogD)時間,次数2距離が0(n^2d^<0.5>logd)時間である.ここで,Dは木の最大次数であり,dは木の最小次数である.本研究では,制限付き距離とトップダウン距離の計算時間を次数2距離と同じ0(n^2d^<0.5>logd)時間に改良することができた.さらに,無順序木において,一方の木Pが他方の木Tに含まれるか否かを決定する木包含問題はNP完全であることが知られているが,最近共通先祖を必ず保存するような次数2包含は0(|T||P|^<2.5>)時間0(|T||P|)領域で計算できる.本研究では,次数2包含よりも一般的な,最近共通先祖の子孫同士の包含である孤立部分木包含を定式化し,それが次数