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2019 年度 実績報告書

結び目理論とその諸科学への応用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H03928
研究機関埼玉大学

研究代表者

下川 航也  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60312633)

研究分担者 石原 海  山口大学, 教育学部, 准教授 (40634762)
小沢 誠  駒澤大学, 総合教育研究部, 教授 (50308160)
三松 佳彦  中央大学, 理工学部, 教授 (70190725)
門上 晃久  金沢大学, 機械工学系, 教授 (80382026)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
キーワード結び目 / DNA / トポロジー / ポリマー
研究実績の概要

この研究は、結び目理論、および、3次元トポロジーの研究を行い、その成果を、染色体のトポロジー、DNA組換え、高分子ポリマー等の研究へと応用するものである。
本年度は、染色体のトポロジーに関する研究をUniversity of California, DavisのVazquez氏、Arsuaga氏、University of SaskatchewanのSoteros氏とともに行った。特に、染色体の形状の情報を有していると考えられる染色体のHeat mapの情報を、3次元空間内での結び目として実現する際の数学的基礎付けと、数学的モデル化の研究を行った。また、DNAのモデル化として用いられる格子結び目に関して、結び目確率の研究を行った。
さらに結び目理論の研究では、交代結び目の境界スロープに関する論文が、Comtemporary Mathematicsに受理された。この研究では、境界スロープの直径と交点数との比がいくらでも大きく出来ることを示している。
また、Encounter with Mathematicsを中央大学において開催、研究集会「北陸結び目セミナー」を金沢市において開催、、2019年8月7日~9日に国際会議"Polymers and networks via topology and entanglement"を開催し、多くの結び目理論研究者を招聘し、結び目理論とその応用に関しての研究討論を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、染色体のトポロジーに関する研究に重点を置き、夏にVazquez氏、Arguaga氏、Soteros氏とともに研究を行い、成果をあげることができた。また、交代結び目の境界スロープに関する論文がContemporary Mathematicsに受理された。
また、研究集会「北陸結び目セミナー」や国際会議"Polymers and networks via topology and entanglement"を開催し、そこで多くの議論を行うことができた。

今後の研究の推進方策

これまで複数の研究で成果をあげることが出来ているので、それを論文としてまとめ発表する。特に、染色体のトポロジーに関する研究は、数学の観点からも、生物学的観点からも興味深い結果となっている。今年度は、covid-19に関する研究が優先される状況ではあるが、準備が整い次第論文として公表する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] University of California, Davis(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, Davis
  • [国際共同研究] University of Saskatchewan(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of Saskatchewan
  • [雑誌論文] A metal-peptide capsule by multiple ring threading2019

    • 著者名/発表者名
      Sawada Tomohisa、Inomata Yuuki、Shimokawa Koya、Fujita Makoto
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 ページ: 5687

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41467-019-13594-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 3-dimensional topology and polycontinuous pattern2019

    • 著者名/発表者名
      Koya Shimokawa
    • 学会等名
      International Symposium “Polymers and networks via topology and entanglement”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3-dimensional topology and poly-continuous pattern2019

    • 著者名/発表者名
      Koya Shimokawa
    • 学会等名
      MATERIALS RESEARCH MEETING 2019, Mathematical Materials Science -Mathematical Approaches for Materials Designs in the Data Driven Society-
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Handlebody decomposition of 3-manifolds and their application2019

    • 著者名/発表者名
      Koya Shimokawa
    • 学会等名
      可微分写像の特異点論とその応用
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Topology of Polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Shimokawa, Koya, Ishihara, Kai, Tezuka, Yasuyuki
    • 総ページ数
      89
    • 出版者
      Springer, SpringerBriefs in the Mathematics of Materials
    • ISBN
      978-4-431-56886-5
  • [備考] 下川航也ホームページ

    • URL

      http://www.rimath.saitama-u.ac.jp/lab.jp/KoyaShimokawa.html

  • [備考] 国際シンポジウムホームページ

    • URL

      http://www.rimath.saitama-u.ac.jp/lab.jp/kshimoka/polymersandnetworks2019.html

  • [学会・シンポジウム開催] 国際シンポジウム"Polymers and networks via topology and entanglement"2019

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公開日: 2021-01-27  

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