進化のゆらぎ応答理論の確立と多階層・発生過程への展開

• Project Area: Evolutionary theory for constrained and directional diversities
• Project/Area Number: 17H06386
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 金子 邦彦 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (30177513)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤本 仰一 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (60334306)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2022-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥88,270,000 (Direct Cost: ¥67,900,000、Indirect Cost: ¥20,370,000); Fiscal Year 2021: ¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000); Fiscal Year 2020: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2019: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2018: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2017: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
• Keywords: 表現型進化 / ゆらぎ / 安定性 / 可塑性 / 発生進化対応

Outline of Annual Research Achievements

(i)表現型進化の方向性と拘束の理論：触媒反応ネットワークモデルを用いて、大自由度の表現型が進化により低次元に拘束されることを固有値スペクトル解析で明らかにした。さらにそれにより進化の方向が拘束されるがその一方で新たな環境への進化が加速されることを示した。また遺伝子制御ネットワークそして統計力学のスピングラスモデル、またタンパクのデータを用いて、この進化的次元縮減が普遍的であることを示した。
(ii)階層進化理論：原始細胞においてその分子数がある程度以上になると遺伝と機能を担う分子の役割が対称性の破れで生じる、つまり分子生物学のセントラルドグマが出現することを発表した。次に細胞と細胞集団の階層では細胞が有用成分をもらすことで多種共生が生じること、最後に個体ー社会の階層に対してはゲーム理論による搾取構造の形成を示し、さらに未開人類社会での婚姻構造の形成を明らかにした。
(iii)進化発生対応の理論：発生過程と進化過程の対応関係において、遅く変化する遺伝子発現の意義を調べた。特にエピジェネティック過程を考慮して、発生過程の安定性（homeorhesis）の現れる仕組みを明らかにした。また倉谷班との共同で発生砂時計仮設をサポートするシミュレーション結果を得た。
[藤本G]完全変態昆虫のサイズ進化の法則(各種の最終体重は臨界体重に比例)を発見した。ボディプラン(器官の数と空間配置)の進化発生対応では、被子植物の左右対称な花の多様性を包括する発生特性を数理モデルから予測した。加えて、動植物のボディプランに揺らぎを見出した。基部双子葉植物の花器官配置では、らせん状と同心円状の２型のみが同種内で共存し、この拘束された種内多型は発生過程に起因することをモデルから示した。刺胞動物のイソギンチャクでは、器官配置の左右対称性と放射対称性の種内多型を、配置過程の計測を通じて見出した。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

(i)表現型進化の方向性と拘束の理論：触媒反応ネットワークモデルによる進化次元縮減を求めた結果をPhysRevResearch 誌に公表でき、今後の方向の基盤をつくることができた。さらに坂田と行ったスピングラス進化モデルでは、こうした次元縮減と進化の拘束を統計力学で表現することができ、この現象の普遍性を理解する大きな一歩を踏み出すことができた。これらは古澤班の実験の理解のためにも重要な進展である。
(ii)階層進化理論：対称性の自発的破れにより、分子生物学のセントラルドグマが出現することを竹内とともに発表したことは階層進化理論の重要な到達点であり、プレスリリースは大きな反響を呼んでいる。さらにこの考え方を共生系、多細胞システムや生態系、社会システムへと拡張することも進行中でこれは多くの班の実験研究にも貢献する。さらに未開人類社会での婚姻構造の形成は文化人類学の構造主義に対して、その構造が進化的に形成されることを示した初めての数理的研究であり、予期以上の成果となった。
(iii)進化発生対応の理論：エピジェネティック過程を考慮して、最終状態のみならず発生パス自体が安定して進むことを理論的に示した（論文は受理されまもなく出版）のは新しい成果である。
[藤本G]　昆虫のサイズ進化、花器官配置の対称性、および、種内多型は、発生過程の揺らぎや動態と種の多様性を定量的に対応づけることに成功した。それぞれの成果を出版し、雑誌の当該号でハイライトされるなど高い評価を得ている。この器官配置の数理モデルは一般性が高いために動物へ応用可能であり、イソギンチャクで我々が発見した対称性の種内多型の仕組みを探るための基盤となる。

Strategy for Future Research Activity

（i）表現型進化の方向性と拘束の理論：大自由度の表現型空間からいかに自由度縮減が生じるかを　遺伝子制御ネットワークの進化シミュレーションにより調べ、次元縮減がどこまでモデルによらずに成立するかを明らかにする。またスピン系の統計力学進化モデルを用いた統計力学理論、それをもとにしたマクロなポテンシャル地形理論を構築する。この結果をもとに古澤班の大腸菌進化実験でのトレードオフや市橋研のRNA進化など各班の実験への指針を与える。
(ii) 階層進化理論：階層性進化による情報―機能分化の対称性破れ理論を細胞、多細胞生物、細胞集団、個体集団（社会）へと拡張する。特にサイズが臨界値を超えると分化が生じることに着目しつつ、その条件がサイズと変異率にどのようにスケーリングされるかの理論を完成させる。このスケーリング理論を共生出現条件の定式化に拡張する。この条件の、各班での実験検証を図る。また、個体間相互作用によって可塑性、進化可能性がいかに維持されるかを明らかにし、表現型揺らぎの意義を求める。これに加えて、昨年度示した、必須成分の漏出がその個体に有用になることを踏まえて化学成分のやりとりによって、（微生物）生態系の多様性がいかに進化するかを明らかにする。人間社会での階層性進化については、昨年度の親族構造の相図の導出に加え、Toddが示した家族構造の四類型が階層性進化の帰結として生じることをシミュレーションにより示す。
(iii)進化発生対応の理論：発生の砂時計仮説とロバストネス進化と遅い過程による制御過程の意義を明らかにする。ボディプランの揺らぎと進化の方向性の対応を解析するとともに、揺らぎの制御を通じて特定の対称性を選択的に創出する実験系の構築を試みる。加えて、細胞の形態揺らぎと進化の対応関係を解析する。

Research Products

• [Journal Article] Transition in relaxation paths in allosteric molecules: Enzymatic kinetically constrained model (2020)
  • Author(s): T.S. Hatakeyama, K. Kaneko
  • Journal Title: Physical Review Research Volume: 2
  • DOI: 10.1103/physrevresearch.2.012005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Epigenetic Ratchet: Spontaneous Adaptation via Stochastic Gene Expression (2020)
  • Author(s): Y. Himeoka, K. Kaneko
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 10 Pages: 459-459
  • DOI: 10.1038/s41598-019-57372-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Advantage of Leakage of Essential Metabolites for Cells (2020)
  • Author(s): J.F. Yamagishi, N. Saito and K. Kaneko
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 124 Pages: 048101-048101
  • DOI: 10.1103/physrevlett.124.048101
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evolution of Kinship Structures Driven by Marriage Tie and Competition (2020)
  • Author(s): K.Itao and K. Kaneko
  • Journal Title: PNAS Volume: 117 (5) Pages: 2378-2384
  • DOI: 10.1073/pnas.1917716117
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evolutionary dimension reduction in phenotypic space (2020)
  • Author(s): T. U. Sato, K. Kaneko
  • Journal Title: Physical Review Research Volume: 2 (1) Pages: 013197-013197
  • DOI: 10.1103/physrevresearch.2.013197
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Long-range Correlation in Protein Dynamics: Confirmation by Structural Data and Normal Mode Analysis (2020)
  • Author(s): Qian-Yuan Tang and Kunihiko Kaneko
  • Journal Title: PLOS Computational Biology Volume: 16 (2)
  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1007670
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A design principle for floral organ number and arrangement in flowers with bilateral symmetry (2020)
  • Author(s): Nakagawa Aiko、Kitazawa Miho S.、Fujimoto Koichi
  • Journal Title: Development Volume: 147
  • DOI: 10.1242/dev.182907
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Perianth Phyllotaxis Is Polymorphic in the Basal Eudicot Anemone and Eranthis Species (2020)
  • Author(s): Kitazawa Miho S.、Fujimoto Koichi
  • Journal Title: Frontiers in Ecology and Evolution Volume: 8 Pages: 70-70
  • DOI: 10.3389/fevo.2020.00070
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Functional dynamic by intention recognition in iterated games (2019)
  • Author(s): Fujimoto Yuma、Kaneko Kunihiko
  • Journal Title: New J. Phys. Volume: 21 Pages: 023025-023025
  • DOI: 10.1088/1367-2630/ab0459
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Statistical Evolutionary Laws in Music Styles (2019)
  • Author(s): Eita Nakamura, Kunihiko Kaneko
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9(15993) Pages: 1-11
  • DOI: 10.1038/s41598-019-52380-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Emergence of Exploitation as Symmetry Breaking in Iterated Prisoner's Dilemma (2019)
  • Author(s): Y.Fujimoto, K. Kaneko
  • Journal Title: Physical Review Research Volume: 1 Pages: 033077-033077
  • DOI: 10.1103/physrevresearch.1.033077
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The origin of the central dogma through conflicting multilevel selection (2019)
  • Author(s): N. Takeuchi, K. Kaneko
  • Journal Title: Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences Volume: 286 Pages: 20191359-20191359
  • DOI: 10.1098/rspb.2019.1359
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 適応と進化におけるマクロ現象論ーー表現型変化の低次元拘束と揺らぎー応答関係 (2019)
  • Author(s): 金子邦彦，古澤力
  • Journal Title: 日本物理学会誌 Volume: 第74巻 第3号 Pages: 137-137
  • NAID: 130007690582
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Optimal Scaling of Critical Size for Metamorphosis in the Genus Drosophila (2019)
  • Author(s): Hironaka Ken-ichi、Fujimoto Koichi、Nishimura Takashi
  • Journal Title: iScience Volume: 20 Pages: 348-358
  • DOI: 10.1016/j.isci.2019.09.033
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cell Motion Alignment as Polarity Memory Effect (2019)
  • Author(s): Katsuyoshi Matsushita, Kazuya Horibe, Naoya Kamamoto and Koichi Fujimoto
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. Volume: 88 Issue: 10 Pages: 103801-103801
  • DOI: 10.7566/jpsj.88.103801
  • NAID: 210000157067
  • ISSN: 0031-9015, 1347-4073
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Curved surface geometry-induced topological change of an excitable planar wave (2019)
  • Author(s): Kazuya Horibe, Ken-ichi Hironaka, Katsuyoshi Matsushita, Koichi Fujimoto
  • Journal Title: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science Volume: 29 Pages: 093120-093120
  • DOI: 10.1063/1.5108838
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Developmental Basis of Determination of Floral Organ Numbers: Theoretical Approaches (2019)
  • Author(s): 北沢 美帆, 藤本 仰一
  • Journal Title: Biophysics Volume: 59(5) Issue: 5 Pages: 266-270
  • DOI: 10.2142/biophys.59.266
  • ISSN: 0582-4052, 1347-4219
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lateral inhibition by a peptide hormone-receptor cascade during Arabidopsis lateral root founder cell formation. (2019)
  • Author(s): Toyokura K, Goh T, Shinohara H, Shinoda A, Kondo Y, Okamoto Y, Uehara T, Fujimoto K, Okushima Y, Ikeyama Y, Nakajima K, Mimura T, Tasaka M, Matsubayashi Y and Fukaki H.
  • Journal Title: Dev. Cell Volume: 48 Pages: 64-75
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2018.11.031
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 適応と進化におけるマクロ現象論――表現型変化の低次元拘束と揺らぎー応答関係 (2019)
  • Author(s): 金子邦彦，古澤力
  • Journal Title: 日本物理学会誌 Volume: 74(3) Pages: 137-137
  • NAID: 130007690582
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Competition for Space Is Controlled by Apoptosis-Induced Change of Local Epithelial Topology (2018)
  • Author(s): Tsuboi Alice、Ohsawa Shizue、Umetsu Daiki、Sando Yukari、Kuranaga Erina、Igaki Tatsushi、Fujimoto Koichi
  • Journal Title: Current Biology Volume: 28 Pages: 2115-2115
  • DOI: 10.1016/j.cub.2018.05.029
  • NAID: 120006491713
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 前がん細胞が正常細胞の領地へ拡大して占拠するしくみ - 予測と検証. (2018)
  • Author(s): 坪井有寿, 藤本仰一
  • Journal Title: 実験医学 Volume: 36(19) Pages: 3282-3285
• [Journal Article] Plant-inspired pipettes (2018)
  • Author(s): Keigo Nakamura, Tetsuya Hisanaga, Koichi Fujimoto, Keiji Nakajima and Hirofumi Wada
  • Journal Title: J. Royal Society Interface Volume: 15 Pages: 0868-0868
  • DOI: 10.1098/rsif.2017.0868
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A quantitative study of the diversity of stripe-forming processes in an arthropod cell-based field undergoing axis formation and growth (2018)
  • Author(s): Natsuki Hemmi, Yasuko Akiyama-Oda, Koichi Fujimoto, Hiroki Oda
  • Journal Title: Dev. Biol. Volume: 437 Pages: 84-104
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2018.03.001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Formation of Dominant Mode by Evolution in Biological Systems (2018)
  • Author(s): C. Furusawa and K. Kaneko
  • Journal Title: Phys. Rev. E Volume: 97 Pages: 042410-042410
  • DOI: 10.1101/125278
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Macroscopic Theory for Evolving Biological Systems Akin to Thermodynamics (2018)
  • Author(s): K. Kaneko and C. Furusawa
  • Journal Title: Ann. Rev. Biophys Volume: 47 Pages: 273-290
  • DOI: 10.1146/annurev-biophys-070317-033155
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Boundary-Induced Pattern Formation from Uniform Temporal Oscillation (2018)
  • Author(s): T,Kohsokabe and K. Kaneko
  • Journal Title: Chaos Volume: 28 Pages: 045110-045110
  • DOI: 10.1063/1.5013280
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cooperative reliable response from sloppy gene-expression dynamics (2018)
  • Author(s): M. Inoue, K. Kaneko
  • Journal Title: EPL Volume: 124 Pages: 38002-38002
  • DOI: 10.1209/0295-5075/124/38002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spiral phyllotaxis underlies constrained variation in Anemone (Ranunculaceae) tepal arrangement. (2018)
  • Author(s): Miho S. Kitazawa、Koichi Fujimoto
  • Journal Title: Journal of Plant Research Volume: 未定 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1007/s10265-018-1025-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hierarchical prisoner's dilemma in hierarchical game for resource competition (2017)
  • Author(s): Yuma Fujimoto, Takahiro Sagawa, and Kunihiko Kaneko
  • Journal Title: New J. Phys. Volume: 19 Pages: 073008-073008
  • DOI: 10.1088/1367-2630/aa7152
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Theory for Transitions Between Exponential and Stationary Phases: Universal Laws for Lag Time (2017)
  • Author(s): Himeoka Yusuke、Kaneko Kunihiko
  • Journal Title: Phys. Rev. X Volume: 7 Pages: 021049-021049
  • DOI: 10.1103/physrevx.7.021049
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Robustness of spatial patterns in buffered reaction-diffusion systems and its reciprocity with phase plasticity (2017)
  • Author(s): Tetsuhiro S. Hatakeyama, Kunihiko Kaneko
  • Journal Title: Phys. Rev. E., Rapid Communication Volume: 95 Pages: 030201-030201
  • DOI: 10.1103/physreve.95.030201
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Conceptualizing the origin of life in terms of evolution (2017)
  • Author(s): Takeuchi N.、Hogeweg P.、Kaneko K.
  • Journal Title: Phil. Trans. R. Soc. A Volume: 375 Pages: 20160346-20160346
  • DOI: 10.1098/rsta.2016.0346
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The origin of a primordial genome through spontaneous symmetry breaking (2017)
  • Author(s): Takeuchi Nobuto、Hogeweg Paulien、Kaneko Kunihiko
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 8 Pages: 250-250
  • DOI: 10.1038/s41467-017-00243-x
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Stronger selection can slow down evolution driven by recombination on a smooth fitness landscape (2017)
  • Author(s): Ueda Masahiko、Takeuchi Nobuto、Kaneko Kunihiko
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 12
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0183120
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 必須代謝物の漏出による細胞の成長促進 (2020)
  • Author(s): 山岸純平, 斉藤稔, 金子邦彦
  • Organizer: 第75回 日本物理学会
• [Presentation] 情報の非対称性による囚人のジレンマでの搾取の発生 (2020)
  • Author(s): 藤本悠雅, 金子邦彦
  • Organizer: 第75回 日本物理学会
• [Presentation] 遅いモード存在下における抗生物質耐性進化の低自由度表現 (2020)
  • Author(s): 佐藤匠哉, 金子邦彦
  • Organizer: 第75回 日本物理学会
• [Presentation] 発現エラーの大きな遺伝子から機能的な発現制御ネットワークをつくる方法 (2020)
  • Author(s): 井上雅世, 金子邦彦
  • Organizer: 第75回 日本物理学会
• [Presentation] ホスト-パラサイト相互作用における成長と耐性のトレードオフ (2020)
  • Author(s): 西浦直人, 金子邦彦
  • Organizer: 第75回 日本物理学会
• [Presentation] 内部共生系における変異と進化 (2020)
  • Author(s): 青木さくら, 金子邦彦
  • Organizer: 第75回 日本物理学会
• [Presentation] The surface geometry of living things induces a topological change of a chemical traveling wave during morphogenesis (2020)
  • Author(s): K. Horibe，K. Hironaka，K. Matsushita，K. Fujimoto
  • Organizer: EMBL-IBEC Winter Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The surface geometry of cerebral cortex induces topological changes of cortical traveling waves (2020)
  • Author(s): K. Horibe，K. Hironaka，K. Matsushita，K. Fujimoto
  • Organizer: 4th HBP Student Conference on Interdisciplinary Brain Research
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Transition in relaxation paths in allosteric molecules: enzymatic kinetically constrained model (2019)
  • Author(s): Tetsuhiro Hatakeyama
  • Organizer: Statistical Physics of Complex Systems
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Dimension-Reduction Theory for Direction and Constraint in Phenotypic Evolution (2019)
  • Author(s): Kunihiko Kaneko
  • Organizer: From Molecular Basis to Predictability and Control of Evolution
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Microeconomics of Metabolism: Overflow metabolism as Giffen behavior (2019)
  • Author(s): Jumpei Yamagishi
  • Organizer: Advances in Complex Systems - From Ecology to Economics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Dynamical Emergence of Incest Taboo and Kinship Structure (2019)
  • Author(s): 板尾健司，金子邦彦
  • Organizer: 第21回 日本進化学会
• [Presentation] Development of Speciation in Intracellular Symbiosis and its Evolutionary Dynamics (2019)
  • Author(s): 青木さくら，金子邦彦
  • Organizer: 第21回 日本進化学会
• [Presentation] Evolution of Group Mendelian Dominance in Diploid Gene Regulatory Network (2019)
  • Author(s): 大窪健児，金子邦彦
  • Organizer: 第21回 日本進化学会
• [Presentation] 婚姻交換による親族構造の形成と分岐 (2019)
  • Author(s): 板尾健司, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 大型前方後円墳の順位規模則 (2019)
  • Author(s): 大窪健児
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 対称性の破れとしての囚人のジレンマにおける搾取の発生 (2019)
  • Author(s): 藤本悠雅, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 表現型可塑性が主導する種分化 (2019)
  • Author(s): 西浦直人, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] エピジェネティック制御と遺伝子制御ダイナミクス;Waddington 地形の実現 (2019)
  • Author(s): 松下優貴, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 囚人のジレンマの学習における搾取関係の発生 (2019)
  • Author(s): Yuma Fujimoto
  • Organizer: 日本数理生物学会
• [Presentation] Functional Sensitivity and Mutational Robustness of Proteins (2019)
  • Author(s): Qianyuan Tang, Tetsuhiro Hatakeyama, Kunihiko Kaneko
  • Organizer: 第57回 日本生物物理学会年会
• [Presentation] Theoretical approach to evolution of intracellular symbiosis (2019)
  • Author(s): Sakura Aoki, Kunihiko Kaneko
  • Organizer: 第57回 日本生物物理学会年会
• [Presentation] Group Mendelian Dominance in Diploid Gene Regulatory Network (2019)
  • Author(s): Kenji Okubo, Kunihiko Kaneko
  • Organizer: 第57回 日本生物物理学会年会
• [Presentation] Cooperative architecture for functional network from sloppy gene expression dynamics (2019)
  • Author(s): Masayo Inoue, Kunihiko Kaneko
  • Organizer: 第57回 日本生物物理学会年会
• [Presentation] How does cell division generate phyllotactic pattern in bryophytes? (2019)
  • Author(s): Naoya Kamamoto，Katsuyoshi Matsushita，Mitsuyasu Hasebe，Koichi Fujimoto
  • Organizer: 日本植物学会第83回大会 国際シンポジウム Beyond Fibonacci patterns and the golden angle: phyllotactic variations and their cellular origin
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 細胞競合の多細胞力学：勝者細胞の優先的拡大と敗者細胞の逸脱方向の調節ロジック (2019)
  • Author(s): 坪井 有寿, 奥田 覚, 藤本 仰一
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
  • Invited
• [Presentation] Elucidation of spatiotemporal control of tentacle formation in cnidarians; Evo-Devo study focusing on Moon Jelly (2019)
  • Author(s): Sarper Safiye Esra, Hirai Tamami, Kuratani Shigeru, Fujimoto Koichi
  • Organizer: 日本発生学会年会
• [Presentation] 刺胞動物を中心に考えるEvo-Devo研究 (2019)
  • Author(s): Sarper Safiye Esra, Kamamoto Naoya, Hirai Tamami, Kuratani Shigeru, Fujimoto Koichi
  • Organizer: 日本刺胞動物学会年会
• [Presentation] 器官配置の時空間ダイナミクス；タテジマイソギンチャクの隔膜形成に基づく研究 (2019)
  • Author(s): Sarper Safiye Esra, Kamamoto Naoya, Hirai Tamami, Kuratani Shigeru, Fujimoto Koichi
  • Organizer: 日本動物学会年会
• [Presentation] Microeconomic Metabolism: an exact mapping between q-bio and microeconomics (2019)
  • Author(s): Jumpei Yamagishi
  • Organizer: Winter q-bio
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 婚姻交換による親族構造形成のダイナミクス (2019)
  • Author(s): 板尾健司, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] 平均選好と近縁選好の転移 (2019)
  • Author(s): 藤本悠雅, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] Mutational Robustness and Controllability of Proteins (2019)
  • Author(s): 唐乾元, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] ミクロ経済学としての代謝制御の理解：オーバーフロー代謝とギッフェン財を例として (2019)
  • Author(s): 山岸純平, 畠山哲央
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] エピジェネティック制御を含んだ遺伝子ダイナミクス：多重状態の生成と安定化 (2019)
  • Author(s): 松下優貴, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] 進化による宿主－共生体間の分業の発生 (2019)
  • Author(s): 青木さくら, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] 二倍体遺伝子発現制御系のダイナミクスと集合的メンデル顕性 (2019)
  • Author(s): 大窪健児, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] 種間相互作用における多様性進化と種分化 (2019)
  • Author(s): 西浦直人, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] 相克的階層進化におけるスケーリング則 (2019)
  • Author(s): 竹内信人, 御手洗菜美子, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] 遺伝子制御ネットワークの進化と低次元構造 (2019)
  • Author(s): 佐藤匠哉, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] スピングラス模型における固有モードの進化 (2019)
  • Author(s): 坂田綾香, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 第74回年次大会
• [Presentation] Multilevel Consistency, Dimension Reduction, and Slow Dynamics in Biology (2019)
  • Author(s): Kunihiko Kaneko
  • Organizer: Evolving life: the evolution with tradeoffs, frustration in selection and growing complexity
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Cell competition for space is controlled by apoptosis-induced change of local epithelial topology. (2018)
  • Author(s): Koichi Fujimoto, Alice Tsuboi
  • Organizer: 2018 ICTS Workshop on Cellular Dynamics and Microbiome Studies
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Competition for space is controlled by apoptosis-induced change of local epithelial topology (2018)
  • Author(s): Koichi Fujimoto, Alice Tsuboi
  • Organizer: Quantitative Life Science Workshop
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Evo-Devoの数理；発展と未来. (2018)
  • Author(s): 藤本仰一
  • Organizer: 日本進化学会第20会大会（招待講演）
• [Presentation] Constrained variation in organ arrangements of basal eudicot flowers (2018)
  • Author(s): Miho S. Kitawaza, Koichi Fujimoto
  • Organizer: The 1st AsiaEvo Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 形の空間にみる制約された揺らぎと多様性：花器官配置の数理解析 (2018)
  • Author(s): 北沢美帆、藤本仰一
  • Organizer: 日本植物学会第82回大会 シンポジウム「植物の確率論的ふるまいにもとづく戦略」
  • Invited
• [Presentation] Constrained variation of floral organ arrangement in basal eudicots: a correlation with species diversity of the organ number. (2018)
  • Author(s): Koichi Fujimoto, Miho S. Kitazawa
  • Organizer: Euro Evo Devo
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Phenotypic evolvability (2018)
  • Author(s): Kuhihiko Kaneko
  • Organizer: 1st AsiaEvo Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Evolution of intracellular symbiosis: Theoretical approach (2018)
  • Author(s): S Aoki, K Kaneko
  • Organizer: 1st AsiaEvo Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Emergence of Low-dimensional Structure in Evolution of Highdimensional Cell Model (2018)
  • Author(s): T Sato, K Kaneko
  • Organizer: 1st AsiaEvo Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Is a macroscopic description of biological systems possible? (2018)
  • Author(s): Kuhihiko Kaneko
  • Organizer: Physics of Living Matter
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Reproduction of a Set of Diverse Molecules, Minority Control, and Arrival of Evolvability (2018)
  • Author(s): 金子邦彦
  • Organizer: Workshop "Puzzles and Solutions in Astrobiology"
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evolution and Genetics of Gene Regulatory Network in Diploid Recombination (2018)
  • Author(s): Kenji Okubo, Kunihiko Kaneko
  • Organizer: 25th International Congress on Sexual Plant Reproduction
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The origin of the central dogma of molecularbiology throughconflicting multilevel evolution (2018)
  • Author(s): Nobuto Takeuchi
  • Organizer: Science of Early Life
  • Invited
• [Presentation] Phenotypic robustness, fluctuations and plasticity (2018)
  • Author(s): Kuhihiko Kaneko
  • Organizer: 7th Euro Evo Devo
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] The origin of the central dogma through conflicting multilevel evolution (2018)
  • Author(s): Nobuto Takeuchi
  • Organizer: Evolution - Genetic Novelty/Genomic Variations by RNA Networks and Viruses
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 遺伝情報の起源、揺らぎ、進化 (2018)
  • Author(s): 金子邦彦, 竹内信人
  • Organizer: 日本進化学会 第20回大会
• [Presentation] Complex-Systems Approach to an Ecosystem of Interacting Cells: Differentiation, Symbiosis, and Diversification (2018)
  • Author(s): Kuhihiko Kaneko
  • Organizer: Research meeting: Principles of Microbial Ecosystems 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 二倍体の遺伝子発現制御系進化による集合的メンデル遺伝の形成 (2018)
  • Author(s): 大窪健児, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [Presentation] 重合過程が鋳型高分子の進化に及ぼす影響 (2018)
  • Author(s): 松原嘉哉, 竹内信人, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [Presentation] Epigenetic Spin Glass II：アトラクタの刈り込みのメカニズム (2018)
  • Author(s): 松下優貴, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [Presentation] Functional Sensitivity and Evolutionary Robustness of Proteins (2018)
  • Author(s): 唐乾元, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [Presentation] 多環境下における触媒反応ネットワーク進化による次元削減 (2018)
  • Author(s): 佐藤匠哉, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [Presentation] ホストパラサイト共進化系における遺伝子型－表現型対応の進化 (2018)
  • Author(s): 西浦直人, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [Presentation] 進化による細胞内共生機構の獲得 (2018)
  • Author(s): 青木さくら, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [Presentation] Cellular Potlatch：代謝物の漏出による細胞の成長率増加およびその多種共生への寄与 (2018)
  • Author(s): 山岸純平, 斉藤稔, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [Presentation] 細胞分化への現象論的アプローチ：エピジェティクスによる安定細胞タイプの形成 (2018)
  • Author(s): 松下優貴, 金子邦彦
  • Organizer: 第56回日本生物物理学会年会
• [Presentation] 対称性の自発的破れにより生起する分子生物学のセントラルドグマ (2018)
  • Author(s): 竹内信人, 金子邦彦
  • Organizer: 第56回日本生物物理学会年会
• [Presentation] Emergence of low-dimensional structure in evolution of high-dimensional cell model and its significance for phenotypic evolution (2018)
  • Author(s): Takuya Sato
  • Organizer: 第46回 内藤コンファレンス「生物進化の仕組みと多様性」
• [Presentation] Theoretical approach to evolution of intracellular symbiosis (2018)
  • Author(s): Sakura Aoki
  • Organizer: 第46回 内藤コンファレンス「生物進化の仕組みと多様性」
• [Presentation] Evolution and Genetics of Gene Regulatory Network in Diploid Recombination (2018)
  • Author(s): Kenji Okubo
  • Organizer: 第46回 内藤コンファレンス「生物進化の仕組みと多様性」
• [Presentation] Multilevel consistency, dimension reduction, and slow dynamics in biology (2018)
  • Author(s): Kunihiko Kaneko
  • Organizer: Quantitative Life Science Workshop2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Dimension Reduction and Relevance of Slow Modes in Biological Dynamical Systems (2018)
  • Author(s): Kunihiko Kaneko
  • Organizer: Dynamics Days Asia Pacific
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Functional Sensitivity and Evolutionary Robustness of Proteins (2018)
  • Author(s): Qianyuan Tang
  • Organizer: APEF 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Emergence of low-dimensional structure in high-dimensional cell model and convergent evolution in phenotypic space (2018)
  • Author(s): Takuya Sato
  • Organizer: APEF 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Peripherally localized cell proliferation contributes smooth boundary formation along the central xylem axis in Arabidopsis root vascular tissue (2018)
  • Author(s): 藤原基洋、宮島俊介、中島敬二、藤本仰一
  • Organizer: 第５９回 日本植物生理学会年会
• [Presentation] Universality in Phenotypic Adaptation and Evolution: Fluctuationresponse, Genetic Assimilation, and Dimension Reduction (2018)
  • Author(s): 金子邦彦
  • Organizer: Non-equilibrium dynamics and information processing in biology
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Macroscopic Theory of Phenotypic Adaptation and Evolution: Fluctuation-Response, Genetic Assimilation, and Dimension Reduction (2018)
  • Author(s): Kunihiko Kaneko
  • Organizer: Evolution of Diversity
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Robustness and Genetic Load of Gene Regulatory Network in Recombining Diploids (2018)
  • Author(s): Kenji Okubo
  • Organizer: Evolution of Diversity
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dynamical phase transition in population genetics models with evolving mutation rate (2018)
  • Author(s): Masahiko Ueda
  • Organizer: Evolution of Diversity
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Promotion of cellular growth by leakage of chemical components and its impact on symbiosis (2018)
  • Author(s): Jumpei Yamagishi
  • Organizer: Evolution of Diversity
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Kinetically slowing-down in the allosteric biomolecules (2018)
  • Author(s): Tetsuhiro Hatakeyama
  • Organizer: Information transmission in biological systems
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 対称性の自発的破れによって生起する分子生物学の基本原理：セントラル・ドグマはもはやドグマではない (2018)
  • Author(s): 竹内信人, 金子邦彦
  • Organizer: 物理学会 第73回年次大会
• [Presentation] 遺伝的アルゴリズムを用いた進化発生関係の探求：breeding-trueな適応度関数を用いて (2018)
  • Author(s): 香曽我部隆裕, 金子邦彦
  • Organizer: 物理学会 第73回年次大会
• [Presentation] 触媒反応ネットワークにおける遅いモードの出現と表現型進化 (2018)
  • Author(s): 佐藤匠哉, 金子邦彦
  • Organizer: 物理学会 第73回年次大会
• [Presentation] 組み替えを含む二倍体の遺伝子発現制御系進化における頑健性 (2018)
  • Author(s): 大窪健児, 金子邦彦
  • Organizer: 物理学会 第73回年次大会
• [Presentation] ホスト-パラサイト間の相互作用における表現型可塑性の進化 (2018)
  • Author(s): 西浦直人, 金子邦彦
  • Organizer: 物理学会 第73回年次大会
• [Presentation] 触媒反応ダイナミクスを介した細胞内共生進化 (2018)
  • Author(s): 青木さくら, 金子邦彦
  • Organizer: 物理学会 第73回年次大会
• [Presentation] 花器官配置の制約された揺らぎ：花器官数の多様化との相関 (2017)
  • Author(s): 藤本仰一、北沢美帆
  • Organizer: 第１９回 日本進化学会
• [Presentation] Localized cell proliferation and growth regulate root vascular bundle cell patterning (2017)
  • Author(s): Motohiro Fujiwara，Shunsuke Miyashima，Keiji Nakajima，Koichi Fujimoto
  • Organizer: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Macroscopic Theory of Phenotypic Adaptation and Evolution: Fluctuation-response, Genetic Assimilation, and Deep Linearity (2017)
  • Author(s): Kunihiko Kaneko
  • Organizer: 117th Statistical Mechanics Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] From a set of catalytic reactions to reproduction of cells: Perspective from Universal Biology (2017)
  • Author(s): Kunihiko Kaneko
  • Organizer: The Origin of Life Workshop
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] The Origin of a Genome Through Spontaneous Symmetry Breaking: A Computational Modeling Study (2017)
  • Author(s): Takeuchi N., Hogeweg P., Kaneko K.
  • Organizer: 18th International Conference on the Origin of Life
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 遅い遺伝子発現による発生の時間制御と進化-発生対応 (2017)
  • Author(s): 香曽我部隆裕
  • Organizer: 脳構築における発生時計と場の連携
• [Presentation] Universality in Biology?: (I) Consistency Principle for Complex Systems-Biology (II) Robustness, Plasticity in Adaptation and Evolution (2017)
  • Author(s): Kunihiko Kaneko
  • Organizer: EON Workshop on Universal Biology
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] The Central Dogma is no longer a dogma: Explaining the fundamental principle of molecular biology through multilevel evolution (2017)
  • Author(s): Nobuto Takeuchi
  • Organizer: 第19回 日本進化学会
• [Presentation] 遅い遺伝子発現による発生時間制御と進化可能性 (2017)
  • Author(s): 香曽我部隆裕，金子邦彦
  • Organizer: 第19回 日本進化学会
• [Presentation] Stronger selection can slow down evolution driven by recombination on a smooth fitness landscape (2017)
  • Author(s): Masahiko Ueda
  • Organizer: 30th Marian Smoluchowski Symposium on Statistical Physics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 進化による低次元主要モード形成 (2017)
  • Author(s): 金子邦彦, 古澤力
  • Organizer: 日本物理学会 秋季大会
• [Presentation] 進化ゆらぎ応答関係の固有モード解析 (2017)
  • Author(s): 佐藤匠哉, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 秋季大会
• [Presentation] 組み替えを行う二倍体の遺伝子発現制御系進化 (2017)
  • Author(s): 大窪健児, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 秋季大会
• [Presentation] 表現型可塑性と多様性進化 (2017)
  • Author(s): 西浦直人, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 秋季大会
• [Presentation] 構成成分の漏出による細胞の成長率増加 (2017)
  • Author(s): 山岸純平, 斉藤稔, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 秋季大会
• [Presentation] 遅い変数と発生の進化可能性 (2017)
  • Author(s): 香曽我部隆裕, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 秋季大会
• [Presentation] ネットワークのデザイン原理と構成要素の応答性 (2017)
  • Author(s): 井上雅世, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 秋季大会
• [Presentation] マルチレベルクローン干渉 (2017)
  • Author(s): 上田仁彦, 金子邦彦
  • Organizer: 日本物理学会 秋季大会
• [Presentation] Universality in Biology? Fluctuation-response relationship and Deep Linearity in Adaptation and Evolution (2017)
  • Author(s): Kunihiko Kaneko
  • Organizer: ENS-UTokyo symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] 普遍生物学 (2019)
  • Author(s): 金子 邦彦
  • Total Pages: 322
  • Publisher: 東京大学出版会
  • ISBN: 9784130626200
• [Remarks] 原著論文のプレスリリース
  • URL: http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2018/20180615_2
• [Funded Workshop] Evolutionary dynamics to shape phenotype and direction in evolution. EuroEvoDevo 2018. (2018)