2020 Fiscal Year Annual Research Report
Constitutive investigation of self-organized structure in animal group
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17KT0016
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
永井 健 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 講師 (40518932)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 浩史 九州大学, 芸術工学研究院, 准教授 (20512627)
杉 拓磨 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (70571305)
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| Project Period (FY) |
2017-07-18 – 2021-03-31
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| Keywords | アクティブマター / C. elegans / 集団運動 / 自己組織化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度は線虫集団の秩序構造が乾燥耐性に与える影響について調べるために、高湿度化での線虫の挙動を中心的に研究した。本研究で用いる観察環境は高湿度で線虫同士の接触面に水の膜ができるため、表面張力に起因する実効的な引力が線虫間に働く。湿度を高くしていくと多数の個体が寄り集まったクラスターができる。
このクラスターにいる個体は縁にいる一部を除くとほとんどの時間動きを見せない。間欠的に体をくねらすことはあるが、基本的には真っ直ぐな棒状の形状のままで静止している。時折、クラスターは活性化されて花火の爆発のような挙動を見せた後に崩壊し、中の線虫はしばらく実験セルの中を動き回る。
今年度はこの間欠的なクラスターの活性化が生じるために必要な条件を探るため、様々な条件下で線虫の集団運動を観察した。その結果、高湿度であること、線虫がダウアー状態であること、プラスチック基盤の上の線虫であることの3つの条件を満たすときのみに観察された。
また、クラスター内の個々の線虫の動きを解析し、活性化が起こる詳細な過程を明らかにした。まず、少数の個体が間欠的な体の動きを見せ、隣接する個体が刺激されて動き始める。この興奮状態が雪崩式に伝わって動き出す個体が増えていきクラスター中の全線虫が動き出す。活性化した線虫と動いていない線虫の境界はほぼ等速で伝播していくため、興奮性の化学反応波の伝播と同様の現象であることがわかった。この境界がクラスターの端に到達すると、クラスター全体に興奮が伝わったことになり活性化される。
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Research Products
(3 results)
