DNA複製機構解析のためのモンテカルロElongation最適化ハイブリッド法

当該年度の目的は、DNAやナノチューブ系の構造最適化に有利な末端固定のElongation-OPT法を開発すること、また機能設計としてElongation法による非線形光学特性について、Elongation法から抽出したバンドや局所状態密度との比較も行うことであった。これまで開発してきたElongation法に構造最適化法を導入したELG-OPT法により効率的構造最適化は可能となり、初期構造から抜け出せない山に当たるとLocal Minimumに留まってしまうという従来法の難点をクリアできた。その理由として、本方法の部分構造最適化がもたらす利点であることを確認した。一方、電子状態理論の枠内だけの構造変化しか与えないので、グローバルに構造検索をするという点が満たされていない。分子動力学法と組み合わせたELG-MD法を用いても、従来のMD法のみを用いるよりは、より安定構造に到達し得るものの、ab initio Dにおける膨大な計算時間を考えると、特段の利用価値は見出せない。そこでMDを持ち込むことなく、計算時間の非常に速いモンテカルロ(MC)法をELG法と組み合わせることにより、よりグローバルな安定構造探索が可能となるよう発展させている。構造最適化法において、電子状態理論からの構造最適化法のみではなく、ダイナミックに構造を変化させ、ありとあらゆる安定構造の可能性を引き出しながらよりグローバルな安定構造に導く方法としての有効性を示せた。一方、ナノチューブ系を扱ったことの延長として、BNCヘテロナノチューブにおける様々な含炭素含有量と様々な炭素の配置パターンを有する系に対し、Elohgation法とFiniteField法を結びつけた非線形光学特性計算を行い、これらの構造と光学特性への影響、局所状態密度との関係等について解析を行った。結果的に、日本での滞在4か月のみとなってしまったため、成果発表を行う機会はなかったが、現在本人は論文執筆中である。本方法をDNAに適用する予定であったが時間的に困難となり、本人帰国後も引き続き当研究室にて本課題を継続する予定である。

当該年度の目的は、DNAやナノチューブ系の構造最適化に有利な末端固定のElongation-OPT法を開発すること、また機能設計としてElongation法による非線形光学特性について、Elongation法から抽出したバンドや局所状態密度との比較も行うことであった。これまで開発してきたElongation法に構造最適化法を導入したELG-OPT法により効率的構造最適化は可能となり、初期構造から抜け出せない山に当たるとLocal Minimumに留まってしまうという従来法の難点をクリアできた。その理由として、本方法の部分構造最適化がもたらす利点であることを確認した。一方、電子状態理論の枠内だけの構造変化しか与えないので、グローバルに構造検索をするという点が満たされていない。分子動力学法と組み合わせたELG-MD法を用いても、従来のMD法のみを用いるよりは、より安定構造に到達し得るものの、ab initio Dにおける膨大な計算時間を考えると、特段の利用価値は見出せない。そこでMDを持ち込むことなく、計算時間の非常に速いモンテカルロ(MC)法をELG法と組み合わせることにより、よりグローバルな安定構造探索が可能となるよう発展させている。構造最適化法において、電子状態理論からの構造最適化法のみではなく、ダイナミックに構造を変化させ、ありとあらゆる安定構造の可能性を引き出しながらよりグローバルな安定構造に導く方法としての有効性を示せた。一方、ナノチューブ系を扱ったことの延長として、BNCヘテロナノチューブにおける様々な含炭素含有量と様々な炭素の配置パターンを有する系に対し、Elohgation法とFiniteField法を結びつけた非線形光学特性計算を行い、これらの構造と光学特性への影響、局所状態密度との関係等について解析を行った。結果的に、日本での滞在4か月のみとなってしまったため、成果発表を行う機会はなかったが、現在本人は論文執筆中である。本方法をDNAに適用する予定であったが時間的に困難となり、本人帰国後も引き続き当研究室にて本課題を継続する予定である。