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2015 Fiscal Year Research-status Report

生物内輸送ネットワークの自発的形成の数理

Research Project

Project/Area Number 15K17589
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

伊藤 賢太郎  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20528351)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords数理モデル / 最適化 / 輸送ネットワーク / 粘菌 / 状況判断
Outline of Annual Research Achievements

我々が伸展状態と呼んでいる状況でのシミュレーションを行い,数理モデルの妥当性を検証した.ここでいう伸展状態とは粘菌の壁と触れていない部分が先頭となり,その方向に向かって領域が拡大している状態を指す.シミュレーションの結果,実際の粘菌の実験結果と同様に進行方向に配向した管構造を残す事に成功した.
また,機能的側面に注目すると,
1.先端以外の部分は薄くなり,管構造だけが残る.
2.先端と後方をつなぐ管が優位に成長し,それ以外の管は細くなる.
という2点が,先端の情報を素早く後方に伝えることに寄与しているということがわかった.このように一見別々の要素かと思われていた形態と機能が実は深く関係したということは興味深く,今後シミュレーションを進める事により粘菌の構造の機能性について多くの知見が得られるのではないかと期待している.
また本モデルは粘菌を自発的に振動する素子の「力学的」な結合系として記述しているが,このような性質を持った系はなにも粘菌だけではない.そのため,この研究の知見を活かすべくBZゲルの力学的な結合系に関して,実験家とともに共同研究を行い,その結果を論文にまとめた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通り,伸展状態については数理モデルが実験結果をうまく再現できていることが確認できた.

Strategy for Future Research Activity

当初の予定通り,停留状態,退避状態についてもうまく数理モデルが機能するかどうか確認し,必要であれば適宜修正を行って行く.また,全体にまんべんなく広がり輸送ネットワークを形成できるほど資源が豊富ではない状況での輸送ネットワーク形成についても,「選択」と「集中」というキーワードをもとにそのメカニズムを調べて行きたい.

Causes of Carryover

計算機を2台購入予定だったが,価格の改訂により予算内では収まらないと判断したため,数値計算の主力となるデスクトップパソコン1台を先に購入し,もう1台のノートパソコンは次年度に購入することにしたため.

Expenditure Plan for Carryover Budget

上で説明したように,次年度の予算と合わせてノートパソコンを購入する予定である.

  • Research Products

    (5 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Synchronization of Two Self-Oscillating Gels Based on Chemo-Mechanical Coupling2016

    • Author(s)
      Kentaro Ito, Takato Ezaki, Shogo Suzuki, Ryo Kobayashi, Yusuke Hara and Satoshi Nakata
    • Journal Title

      The journal of physical chemistry B

      Volume: 120 Pages: 2977-2983

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b00873

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 適応的に行動する粘菌の数理モデル2016

    • Author(s)
      伊藤賢太郎
    • Organizer
      第3回JST数学領域横断若手合宿
    • Place of Presentation
      ウェスティンホテル淡路
    • Year and Date
      2016-02-22 – 2016-02-22
  • [Presentation] 粘菌の移動とネットワーク形成の数理モデル2016

    • Author(s)
      伊藤賢太郎
    • Organizer
      第28回自律分散システム・シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2016-01-22 – 2016-01-22
  • [Presentation] 状況判断する粘菌の数理モデル2015

    • Author(s)
      伊藤賢太郎
    • Organizer
      「群れ」における動態形成の数理科学
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2015-12-21 – 2015-12-21
    • Invited
  • [Presentation] Mathematical model for spreading true slime mold2015

    • Author(s)
      伊藤賢太郎
    • Organizer
      2015JSMB-CJK合同大会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      2015-08-27 – 2015-08-27
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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