Study of Segment Regeneration and Fibonacci-ratio development with the aid of Polynomial-life models
| Project/Area Number |
18K12036
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吉田 寛 九州大学, 数理学研究院, 准教授 (60401262)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 再生 / 動的平衡 / 乱数 / 細胞協働 / セグメント再生 / パターンマッチ / 対数周期 / 節のモデル / セグメント / Polynomial-life model / 多項式生命モデル / フィボナッチ比発生 / 植物的器官・動物的器官 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物の肢を構成する複数の節（関節間）の長さの比率はダヴィンチの人体図で描かれて居るようにフィボナッチ比率とも黄金比率ともいわれている。しかし、どのようにそれらの比率が発生過程で形作られているのかは分かっていない。また、コオロギ脚などは切断されても、その先の関節も含めて再生できる（セグメント再生） 。
R３年度までに築したセグメント再生の為のモデルを流用して、節の長さの比がフィボナッチ数・黄金比率になる初期細胞群と成長ルール（多変数多項式の演算セット）を導出しようと試みた。更に、リンデンマイヤシステムと乱数とによるアプローチを試した。これは多細胞では環境からの外乱が影響してくるためであり、崩壊現象ーー癌化ーーを取り入れる為であった。ここでの目的は以下の２つに要約された。
○３次元臓器再生条件の解明： 昨今各種臓器の再生が試みられている。実際の臓器の繊維だけを残した足場を利用して iPS細胞などを増殖・分化させる方法がある。しかし、多種類の多細胞がときにフラクタル的に入り組んだ臓器の構築・再生は容易でない。そこで３次元・フラクタル形状の表現が容易なモデルを用いて内臓――植物的器官の再生条件を探究した。本年度はリンデンマイヤシステムモデルも使ってこのフラクタル形状の再現も試みた。
○癌化への道筋の解明：癌化はある細胞の増殖が止まらなくなり、すなわち細胞群の協働性が失われる現象と考えられる。本年度は遅い合成作用と速い分解作用との組み合わせからなる動的平衡の概念のアプローチと乱数による外乱の作用の再現を試みた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
R４年度は動的平衡のモデル化に失敗したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
リンデンマイヤシステムの文字列に変数を追加して動的な動態も再現する。
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Report
(5 results)
Research Products
(6 results)
