2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems |
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| Project/Area Number |
25103008
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
櫻井 建成 千葉大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60353322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石原 秀至 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (10401217)
北畑 裕之 千葉大学, 大学院理学研究科, 准教授 (20378532)
澤井 哲 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (20500367)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 非平衡系物理学 / 数理物理学 / 生物物理学 / 非線形科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、シンプルでありながら多様な実験系が構築できる細胞レベルの微小領域での実験系を発展させ、ゆらぎによって対称性が破れることで生まれるアメーバー細胞運動の非自明動態の理解と自己組織化を用いた再構成系の実現を目指し、更には、反応拡散系で記述できる伝搬波と界面変形を伴ったアクティブマターの相互依存生から生み出される動的秩序形成とそれに由来する生物機能の普遍的性質の解明を目的としている。その目的達成のため本年度は、1. 粘菌細胞で発現を誘導する精製系の開発として、PI3キナーゼの精製に取り組んだ。精製タグ、発現誘導系、発現細胞種について検討を行い、ドキシサイクリンを用いて粘菌細胞で発現誘導する精製系を開発し、PI3キナーゼのキナーゼドメイン並びに、キナーゼドメインとRas結合ドメインを精製することに成功し、収量の向上を検討した。2. 多くの細胞では、核分裂を伴わない細胞質分裂が知られている。例えば、ミヨシン阻害剤を与えられた細胞性粘菌やケラトサイトでは、細胞が基質に接着したときに感じる応力による自発的な細胞骨格の局在に起因した細胞質分裂が起こる。多核単細胞生物である真正粘菌においても同様の細胞質分裂を本年度初めて発見した。3. 活性タンパク質存在下での拡散現象と凝集現象を理解するための数理モデルの提案として、円形状の脂質ラフトを考え、トレーサー粒子分布のダイナミクスを議論した。まず、数値計算によって、脂質ラフトの内部にトレーサー粒子が凝集することを数値的に示した。そして、この凝集現象は、移流速度の一般的な性質によって説明できることを明らかにした。4. 細胞集団の挙動の理解のための連続モデルの提案として、細胞の挙動を表すCell Vertex Modelをミクロもでるとして、我々は細胞形態を内部自由度としてもつ連続体モデルを構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題は、生物系・非生物系に分かれて実験的・理論的な研究を行っている。研究実績にも書いたように概ね申請時に予定した研究の内容と成果である。当初からの課題として挙げられていた、班内、および公募研究班との共同研究も順調に進んでおり、その成果も出つつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで行った研究を発展的に進めるとともに、更なる班内外の研究者との共同研究を推進し、本新学術領域の最終年度に向けた目標達成の実現を目指す。
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