2020 Fiscal Year Annual Research Report
Modeling a gut flora of a zebrafish by combining experiments, theories and numerical simulations
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18K19893
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石川 拓司 東北大学, 工学研究科, 教授 (20313728)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 腸内フローラ / バイオメカニクス / 数理モデル / シミュレーション / 可視化計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本提案では、輸送論に基礎をなす数理と実験を融合させることで、ゼブラフィッシュの腸内フローラモデルを開発する。2020年度は、前年度に引き続き次の３つの保存則を連立することで細菌の周囲環境を予測し、腸内フローラの時空間発展を解明した：①運動量保存則：蠕動運動によって誘起される腸内流動と、栄養素や細菌の移流を記述，②栄養素の保存則：細菌による消費量を考慮し、栄養素や酸素などの物質濃度を記述，③細菌数の保存則：走化性や細菌種間の相互作用を考慮し、細菌数の時間発展を記述。これらの３つを連立して解くことで、精度の高い予測を可能とした。
また、前年度に引き続きゼブラフィッシュを用いた実験研究も推進した。ゼブラフィッシュ稚魚の可視化実験系を確立し、腸内流動を高空間・時間解像度で可視化計測した。腸内流動の詳細を解明した成果は、生理学の分野で定評のあるAmerican Journal of Physiology誌に出版された（Kikuchi. et al., Amer. J. Physiol. - Gastrointestinal Liver Physiol., 2020）。
さらに、これらの研究成果をレビュー論文としてまとめ、APL Bioengineering誌に発表した（Ishikawa, et al., APL Bioengineering, 2020）。
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Research Products
(4 results)
