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サルモネラ菌の遊泳運動に関する生物流体力学の研究

Research Project

Project/Area Number 16560155
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionThe University of Shiga Prefecture

Principal Investigator

高野 泰斉  滋賀県立大学, 工学部, 教授 (00089111)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安田 孝宏 (安田 孝弘)  滋賀県立大学, 工学部, 助手 (60347432)
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2005: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywordsバクテリア / サルモネラ菌 / 生物流体力学 / マイクロ流体力学 / ストークス流 / ビブリオ菌 / マイクロ流体工学
Research Abstract

これまでの研究ではサルモネラ菌のべん毛の構造を考慮して変形の解析を行い,クローズドコイルべん毛の大変形とノーマルべん毛の微小変形の実験結果を理論解析によって説明した.
今回の研究ではビブリオ菌の首振り運動の観察及び解析を行った.ビブリオ菌は一本のらせん形状のべん毛を回転させて水中を運動する.ビブリオ菌の遊泳運動を高輝度暗視野顕微鏡で観察すると菌体を振動しながら移動するものがあり,首振り角度も小さいものから大きいものが見られる.この首振り運動はべん毛の中心軸と菌体の対称軸が傾くことによる力学的アンバランスの効果と考えられる.ビブリオ菌の首振り運動について調べるために,高輝度暗視野顕微鏡の画像をビデオレコーダに記録した後,その画像をNIHイメージを用いて解析し,ビブリオ菌の移動速度や首振り角度の測定を行った.また,首振り角度や移動速度をFFT解析することにより,首振り運動の周波数を特定した.ただし,菌体によっては周波数のピークを検出できる菌も見られたが,周波数に顕著なピークを持たない菌も見られた.観察と並行して,ビブリオ菌の菌体を回転楕円体で近似し,べん毛が菌体の対称軸と傾いている場合に生じる菌体の首振り運動について定常ストークス流の立場で力とモーメントの釣り合いを考慮した解析を行った.解析結果より首振り運動するビブリオ菌の運動の軌跡や,べん毛の傾斜角と首振り角度の関係について明らかにした.
これらの研究成果の一部を2006エアロアクアバイオメカニズム国際会議で発表した.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (3 results)

  • [Journal Article] Analysis of Motion of Wobbling Bacteria2006

    • Author(s)
      Yasunari Takano, Takahiro Yasuda, Takenao Kato, Taisuke Morioka
    • Journal Title

      Proceedings of the Third International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms(ISABMEC2006) (CDROM)

      Pages: 6-6

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Analyses on Deformation of Helical Flagella of Salmonella2005

    • Author(s)
      Takano, Y., Kudo, S., Nishitoba, M., Magariyama, Y.
    • Journal Title

      JSME International Journal Series C, Vol.48, No.4

      Pages: 513-520

    • NAID

      110004826671

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] An Engineering Perspective on Swimming Bacteria2004

    • Author(s)
      Magariyama, Y., Kudo, S., Goto, T., Takano, Y.
    • Journal Title

      Bio-mechanisms of Swimming and Flying, Springer-Verlag Tokyo, 2004.

      Pages: 1-12

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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