2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25400430
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
高松 敦子 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20322670)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ネットワーク / 真正粘菌 / 適応 / 最適化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3ヵ年の研究計画は(1)ネットワーク形態の定量分析、(2)ネットワーク最適化理論の導入、および(3)細胞生物学的分析の3つから構成される。最終年度は、(1)および(2)の一部について研究を進めた。(1)について、H27年度はこれまでの実験データをより精緻に解析を行い、分規則の適応過程(H26に報告済み)の他に、媒介中心性(ネットワーク中の各ノードやリンクの重要性)の解析に重点を置いた解析を行った。その結果、誘引環境ではより分散的なネットワークを、忌避環境ではより集中的なネットワークを形成することがわかった。ここまでは、主に定常的な環境下での適応過程を見てきたが、次に環境ゆらぎがある場合の適応過程について解析を行った。周期的な忌避光照射下で粘菌を培養し、ネットワーク形態による適応過程をメッシュ度(どれだけ密なネットワークかの指標)および分岐後の主要枝の振る舞いについて解析した。光刺激があると、メッシュ度がわずかに上昇するが、1時間程度の周期条件下においてそれが最も顕著であった。と同時に、重点的な進行方向が主要枝間を遷移することがわかった。短い周期の刺激では、一過的な環境ゆらぎととらえ応答せず、一方長い周期の刺激では一旦決めた進展方向に集中的に展開することを見出した。このようにリスク対策については周期について最適値があり、自然環境中の日内の天候変動を考えると1時間という間隔が生き残り戦略として最適であるというのは妥当と思われる。(2)については3年間を通し十分に進めることができなかった。しかし、最近の報告で、粘菌のように流れにゆらぎがある場合には、一部にループ構造を含むネットワークの方が樹状ネットワークよりも効率的であることが理論的に明らかにされている。これまで蓄積した実験のネットワーク解析結果および生物学できデータを基に、今後は粘菌の特性を考慮した理論的考察を行う予定である。
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