2016 Fiscal Year Research-status Report
走化性によるバイアスを受ける細菌群の挙動の数理モデル構築と実験的検証
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15K05796
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
後藤 知伸 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00260654)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中井 唱 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80452548)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ランダムウォーク / 離散モデル / 走化性 / 細菌 / 定常分布 / 対流拡散方程式 / キャピラリーアッセイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
食物連鎖の中で微生物の存在は一様ではなく，生存や増殖に適した物質濃度や光強度になっている空間に偏在している．このような偏りは，表面の存在など，物理的な境界条件によっても影響を受けることがこれまでに明らかになってきている．
本研究では，走性や環境条件によって偏在する細菌の分布を明らかにする数理モデルを構築することを目指す．具体的には，空間の一点に細菌を引き寄せる誘因物質が存在し，その周りに集まる細菌を例として，細菌の走化性の特徴を取り入れたバイアス付きランダムウォークの数理モデルを構築する．微生物の中でも寸法が小さく，運動機能が限られる細菌の運動は他の微生物の走性を最も単純化したものだと考えることができる．
昨年度提案した１次元モデルの直接的な拡張として，２次元モデルを提案した．このモデルを用いて一点に誘因物質が存在する場合のシミュレーションを行い，細菌の分布が１次元モデルの場合と同様に指数分布となることを確認した．ただし，分布の勾配は，１次元の場合よりも急峻となる．２次元モデルについては解析解を得るに至っていない．
当初考慮していなかった，細菌の方向転換時の指向性や，個々の細菌の速度の違いの影響をシミュレーションによって調べ，これらが細菌分布に影響することが明らかになった．そのため，サルモネラ菌について，これらの特性の調査を開始した．
誘因物質を充填した毛細管の先端近傍に集まる細菌分布の計測を開始した．
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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
２次元モデルを作成し，シミュレーションを行った．
モデルパラメータを決定するのに必要な計測を開始した．
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| Strategy for Future Research Activity |
個々の細菌の方向転換時の特性の調査を続行する．
毛細管の周りに集まる細菌分布の計測データを蓄積する．
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Research Products
(6 results)
