2018 Fiscal Year Final Research Report
Synergy of Fluctuation and Structure : Quest for Universal Laws in Non-Equilibrium Systems
| Project Area | Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems |
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| Project/Area Number |
25103012
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鶴山 竜昭 京都大学, 医学研究科, 特定教授 (00303842)
市川 正敏 京都大学, 理学研究科, 講師 (40403919)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 生命物理学 / 非平衡開放系 / 時空間秩序 / ソフトマター / 非線形ダイナミクス / 非平衡ゆらぎ / ゲノムDNA / 病態の物理 |
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| Outline of Final Research Achievements |
According to the principle of statistical thermodynamics, all of the existing order should be destroyed into disordered, random state with time. On the contrary, the nature in our world is creating spatio-temporal order spontaneously. The target of the present study was to shed light on the underlying mechanism of the self-emergent spatio-temporal order both for life and alife systems. The research group of Yoshikawa obtained fruitful results; 1) Clarification on the role of the transition of higher-structure of genomic DNA on the biological function. 2) Realization of the energy transduction of chemical onto mechanical motions under isothermal condition. 3) Discovery on the effect of crowding inner environment of living cells. Tusruyama successful propose a new mechanism on the signal transduction in living cells. Ichikawa reported novel reconstructed model on the self-motile living cell.
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| Free Research Field |
生命物理学、非線形科学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
生物には、これまでの人類の科学技術では実現が出来ていない特質がある。近年、生物を構成している個々の分子の知見は急速に増大しているが、それが非平衡条件下でどのようなメカニズムで自己秩序を形成し生きている状態を維持しているのか、その根本の原理は未解明となっている。本研究では、実空間上のモデルと数理モデルを活用した研究を進める中で、化学エネルギーから仕事への効率的な変換を可能とするような実験系の構築に成功してきている。さらに、ゲノムDNAの高次構造転移の研究を通して、DNA上の多数の遺伝情報（たんぱく質の一次構造）から、各々の細胞が自律的な遺伝子群の発現を各々行っているその謎に迫ることもできている。
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