研究課題
微生物は栄養源あるいはホストという外部要因に依存し増殖あるいは減少する。また栄養源やホストのような外部要因は微生物の作用により変化する。この微生物と外部要因の変化プロセスをモデル化し，モデルに基づく逆解析を行い，更に，逆解析から得られる結果にもとづく数値シミュレーションを実施することによって解析結果の妥当性を検証することが本研究の目的である。特に平成２９年度は，モデルに基づく解析手法の確立を目標とした。ポリマー生分解プロセスでは，微生物がポリマー分子末端から遊離されるモノマーユニットを炭素源として増殖あるいは減少するプロセスに関するモデルを提案し，その解析手法について検討を行った。すなわち単位時間当たりに炭素源としてのポリマー消費量に比例して微生物個体数が増加し，また全微生物個体数に比例した量が活性を失うというシナリオに基づくモデルを提案した。更に，実験から得られた結果を導入し分解率の分子量ファクターと時間ファクターに関する逆解析を行い，その結果に基づく数値シミュレーションの結果から解析手法の妥当性について考察を行った。養鶏場内の鳥インフルエンザ感染プロセスに関しては，年齢構造を考慮に入れたモデルを提案した。鶏卵生産を目的とする養鶏場では，ある一定の年齢に達した個体は除去され，その代りに若い個体が補充される。この養鶏場内での未感染個体と感染個体の年齢構造を考慮に入れたモデルを提案し，シミュレーションを行った。
2: おおむね順調に進展している
本研究は，これまでにおおむね順調に進展していると判断する。ポリマー生分解プロセスに関しては，単位時間当たりに微生物がポリマー分子末端から遊離されるモノマーユニットを炭素源としての消費量に比例して微生物個体数が増加し，また全微生物個体数に比例した量が活性を失うというシナリオに基づくモデルを提案した。また，モデルに基づく逆問題とシミュレーションについて考察した。また，養鶏場内の鳥インフルエンザ感染プロセスに関しては，年齢構造を考慮に入れた未感染個体‐感染個体に関するモデルを提案し，シミュレーションを行った。これらの研究成果を国内外の研究集会で発表し，更には，論文としても発表した。
平成２８年度と平成２９年度に得られた結果に基づき，ポリマー生分解プロセスやメタン発酵プロセスあるいは養鶏場内の鳥インフルエンザ感染プロセスのような，微生物と外部要因が関与するプロセスに関し，更なる成果を追求する。ポリマー生分解プロセスに関しては，炭素源としてのポリマー消費量に比例して微生物個体数が増加し，また全微生物個体数に比例した量が活性を失うというシナリオに基づくモデルから導かれる逆問題の解法を確立することを目標とする。また，養鶏場内の鳥インフルエンザ感染プロセスに関しては，年齢構造を考慮に入れたモデルに基づきワクチン接種や感染個体の除去の効果について考察を行う。
理由：国内外の研究集会での研究発表や論文発表により研究成果を公表する。使用計画：国内外の研究集会への参加を今後計画する。
すべて 2018 2017
すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件)
IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Published online: 6 April 2018. IOP Publishing
巻: - ページ: -
10.1088/1757-899X/324/1/012015
Proceedings of 76th The IRES International Conference, Osaka, Japan, 8th - 9th August 2017
巻: - ページ: 5-10
5th International Conference on Advances Engineering, Science, Technology and Sustainable Development (ESTSD-17) Sept. 28-30, 2017 Kuala Lumpur (Malaysia), ER0917409
巻: - ページ: 77-84
