| 研究領域 | 植物の力学的最適化戦略に基づくサステナブル構造システムの基盤創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05492
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
桧垣 匠 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (90578486)
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| 研究分担者 |
加藤 壮英 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (70379535)
國田 樹 琉球大学, 工学部, 准教授 (20645478)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
57,460千円 (直接経費: 44,200千円、間接経費: 13,260千円)
2022年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2021年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2020年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2019年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2018年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
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| キーワード | ジョイント構造 / 継手 / 画像解析 / 葉表皮細胞 / バイオイメージング / 継ぎ手 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では葉の表皮細胞が湾曲してジグソーパズルのように変形する構造的意義を探るとともに、その人工構造物への応用を検討した。その結果、ジグゾーパズル型の細胞形状は器官レベルでの局所的な成長量を緩衝することによって子葉の団扇型の形態形成に寄与する可能性が示唆された。また、細胞壁の湾曲パターンが人工構造物のジョイント構造に応用できる可能性が示唆された。加えて、シロイヌナズナの花茎や側枝など地上部の三次元形態を非破壊的に再構成し、側枝の角度分布および曲率を計測するシステムを開発した。本システムを用いてミオシンXI変異体の草姿の四次元解析を実施し、側枝の上向き成長にXI-Kが寄与することが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、葉の細胞がなぜジグソーパズルのような形に変形するのか、その理由を探求した。研究の結果、この細胞の形が葉の形状を保つのに役立つ場合があることがわかった。この研究成果は、自然のデザインがどのように機能するかを理解する助けとなり、その知識を建築などの人工構造に応用する可能性が開かれた。また、私たちは草姿を立体的に再構成し、その成長を追跡する方法を開発した。これにより、特定の遺伝子が植物の成長にどのように影響を与えるかを理解することが可能になった。以上の成果は、自然のデザイン原理を理解し、それを実生活に適用することで、持続可能な社会を構築する手がかりを提供するものである。
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