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2012 年度 実施状況報告書

微生物プロセスのモデリングと逆問題解析および数値シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 24540127
研究種目

基盤研究(C)

研究機関岡山大学

研究代表者

渡辺 雅二  岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (30243546)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード国際情報交換
研究概要

ポリマーの生分解プロセスでは,分解者であるバクテリアやカビは炭素源としてのポリマーの十分な供給のもとで生育し,不十分な供給のもとでは減少し,更にポリマーの枯渇とともに消滅すると予想される。また,鳥インフルエンザに関しては,養鶏ファームに侵入した鳥インフルエンザウイルスは養鶏ファーム内の鶏をホストとして増殖し,ホストである感染個体の除去により減少し,更に十分な感染個体の除去により鳥インフルエンザウイルスは養鶏ファーム内から一掃されることが予想される。いずれの場合も微生物が栄養源あるいはホストという外部要因により成長あるいは減少し活動状態が変化する。この微生物の増減と外的要因の変化プロセスを数学的にモデル化し,モデルに基づく解析を行うことを目標とした。更にモデルに基づく数値シミュレーションを実施しモデルの妥当性を検証するも目標とした。平成24年度には,ポリマーの生分解と鳥インフルエンザに関してこれまでに得られた結果を更に追究し,モデリング,解析,シミュレーションによる研究を行うことを目標とした。ポリマー生分解に関しては,微生物とポリマーと微生物の変化プロセスに関するモデルに基き,実験結果を導入した解析と逆問題の解析および数値シミュレーションを行うことを目標とした。養鶏ファーム内の鳥インフルエンザ感染プロセスに関しては,未感染個体,感染個体,ウィルスばかりでなく排泄物など感染媒体の影響も考慮にいれた研究を行うことを目標とした。前述の目標のもとで行った研究の結果を国内外の研究集会で発表し,また論文もいくつか発表した。

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

平成24年度の成果として,研究代表者を筆頭著者,連携研究者を共著者とするポリマー生分解に関する論文3編を発表した。また,ポリマー生分解に関しては,8件の研究発表を行った。研究成果の一つとして,微生物個体数の変化を考慮した解析を行うため,数値結果が実験結果に適合するようなパラメータを求める数値的計算手法を提案するに至ったことが特筆される。今後この手法を更に拡張することを目標とする。養鶏場内の鳥インフルエンザの感染プロセスに関する研究では,研究協力者は,研究代表者ととの連名の発表を1件行った。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策として,ポリマー生分解性評価の数理的解析法を確立させ,また鳥インフルエンザ抑制に向けた養鶏ファーム管理方法を提案することを目標に,モデリング,解析,シミュレーションによる研究を行う。またポリマー生分解の応用技術に関する数理的研究も行うことを目標とする。また,数学的研究の結果を国内外の研究集会で発表し,更に研究結果を論文にまとめ,学術雑誌に投稿することを目標とする。

次年度の研究費の使用計画

平成25年度は,ポリマー生分解性評価の数理的解析法を確立させ,また鳥インフルエンザ抑制に向けた養鶏ファーム管理方法を提案することを目標に,モデリング,解析,シミュレーションによる研究を行う。またポリマー生分解の応用技術に関する数理的研究も行うことを目標とする。また,数学的研究の結果を国内外の研究集会で発表し,更に研究結果を論文にまとめ,学術雑誌に投稿することを目標とする。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Computational Study of Microbial Depolymerization Processes of Xenobiotic Polymers2012

    • 著者名/発表者名
      MASAJI WATANABE, FUSAKO KAWAI
    • 雑誌名

      Prodeedings of the 6th WSEAS European Computing Conference (ECC'12), Recent Advances in Computer Engineering Series | 5, Published by WSEAS Press

      巻: 5 ページ: 128 - 133

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational Study on Effects of Microbial Population in Biodegradation of Xenobiotic Polymers2012

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 雑誌名

      PROCEEDINGS, 2012 International Conference of Information Science and Computer Applications (ICISCA 2012), November 19th-20th, 2012, Bali Dynasty Resort, Bali-Indonesia

      巻: (1) ページ: 273 - 278

    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular factors and time factors of biodegradability in microbial depolymerization processes of xenobiotic polymers

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawa
    • 学会等名
      日本時間学会 第4回 大会, 2012年6月9日(土)・10日(日),立教大学 池袋キャンパス
    • 発表場所
      立教大学 池袋キャンパス
  • [学会発表] 実験データとシミュレーションで行う 合成ポリマー生分解の研究

    • 著者名/発表者名
      渡辺雅二,河合富佐子(依頼講演)
    • 学会等名
      第7回次世代ポリオレフィン総合研究会,2012年8月9-10日,首都大学東京 秋葉原サテライトキャンパス
    • 発表場所
      首都大学東京 秋葉原サテライトキャンパス
  • [学会発表] Computational Study of Microbial Depolymerization Processes of Xenobiotic Polymers

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      6th WSEAS European Computing Conference (ECC'12), Prague, Czech Republic, September 24-26, 2012
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
  • [学会発表] Computational Study on Effects of Microbial Population in Biodegradation of Xenobiotic Polymers

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      2012 International Conference of Information Science and Computer Applications (ICISCA 2012), Bali Dynasty Hotel, Bali, Indonesia, November 19-20, 2012.
    • 発表場所
      Bali Dynasty Hotel, Bali, Indonesia
  • [学会発表] Study on infection processes of bird flu within a poultry farm by modeling and simulation

    • 著者名/発表者名
      Tertia Delia Nova, Masaji Watanabe (発表者:研究協力者 Tertia Delia Nova)
    • 学会等名
      第38回発展方程式研究会,2012年12月22日-24日,日本女子大学目白キャンパス
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス
  • [学会発表] Study on microbial depolymerization processes of xenobiotic polymers with temporal dependence of degradation rates

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      第38回発展方程式研究会,2012年12月22日-24日,日本女子大学目白キャンパス
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス
  • [学会発表] Numerical study on microbial depolymerization processes with temporal factors of degradability

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      平成24年度日本数学会 中国・四国支部例会,平成25年1月27日,高知大学理学部 共通講義室4(情報科学棟102番教室)
    • 発表場所
      高知大学理学部 共通講義室4(情報科学棟102番教室)
  • [学会発表] Study on microbial depolymerization processes of exogenous type

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      2013 日本数学会 年会,平成25年3月20日(水)~3月23日(土),京都大学吉田キャンパス
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス

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公開日: 2014-07-24   更新日: 2017-06-06  

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