• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

周期的成長パターンの形成機構

研究課題

研究課題/領域番号 15340126
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関中央大学

研究代表者

松下 貢  中央大学, 理工学部, 教授 (20091746)

研究分担者 松山 東平  新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (00047200)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2004年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2003年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
キーワードパターン形成 / 周期的成長 / 同心円状パターン / バクテリアコロニー / 結晶成長 / 枯草菌 / アスコルビン酸 / 霊菌
研究概要

本研究では周期的な成長の結果として得られる同心円状パターンに注目し、細菌コロニー形成と結晶成長についてその形成機構を解明すべく、実験を行った。
細菌は遊走期と停止期とを交互に繰り返して同心円状コロニーを形成する。本研究により、枯草菌の同心円状コロニーの形成には次のような著しい特徴があることがわかった:1.中心からの大局的な化学信号は存在しない。2.マクロなスケールで周期的成長に関する位相の引き込みは起こっていない。3.最も外側のテラスの形成がコロニー成長に大きく寄与している。4.菌を接種してからコロニーが成長し始めるまでの準備期間は、接種した菌の密度がある程度以下になると長くなる傾向がある。5.最も外側のテラスが拡がっている遊走期では、そのテラスはバクテリア細胞の単層からなる。拡がりがとまって停止期に入ると、増殖によりテラスの厚さはどんどん増える。ある程度の厚さに達すると、次の遊走期が始まる。6.遊走期が始まった後に成長先端のすぐ後方を切断すると、その後の1回目の遊走期がより早く終了し、次の停止期が延長される。以上の実験事実から現象論的には次のことが結論される:1.コロニー成長にとって最も外側のテラスの菌密度が重要な要素である。2.菌密度には2つの閾値が存在し、遊走期が始まるためには菌の密度がある値以上に増える必要があり、停止期は菌の密度がある値以下に低下するために起こる。今後はこの仮説をよりミクロの立場から確認することが課題である。この研究の過程で、霊菌と大腸菌も適当な条件下で同心円状コロニーを形成することを発見した。
周期的な結晶成長の例としてはアスコルビン酸を取り上げ、その場合の同心円状パターンの形成機構を解明することを一つの目標にした。そのために、メタノール溶液中のアスコルビン酸の濃度および温度と周囲の湿度をパラメータにし、その成長の様子を詳しく観察して、モルフォロジー・ダイヤグラムを確立した。その結果、周囲の湿度が成長パターンの選択に最も重要な要素であることがわかった。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (29件) 図書 (3件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Multi-Affinity for Growing Rough Interfaces of Bacterial Colonies2006

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi et al.
    • 雑誌名

      Prog.Theor.Phys.Suppl. (to be published in)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic Scaling of the Growing Rough Surfaces2005

    • 著者名/発表者名
      小林奈央樹
    • 雑誌名

      京都大学・数理解析研究所講究録 Vol.1413

      ページ: 211-219

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 粗い界面成長に対する動的スケーリング - 実験2005

    • 著者名/発表者名
      齋藤和亮
    • 雑誌名

      京都大学・数理解析研究所講究録 Vol.1413

      ページ: 220-230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Various Expanding Patterns Produced by a Structured Cell Population of Serratia Marksmen's Responding Varied Medium Conditions2005

    • 著者名/発表者名
      Fumiko Hiramatsu
    • 雑誌名

      Microbes and Environments Vol.20,No.2

      ページ: 120-125

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Periodic Growth of Bacterial Colonies2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Yamazaki
    • 雑誌名

      Physica D Vol.205

      ページ: 136-153

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extended Dynamic Scaling for Growing Interfaces2005

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Vol.74,No.10

      ページ: 2712-2715

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] バクテリアのコロニー形成 - 実験とモデル化-2005

    • 著者名/発表者名
      松下 貢
    • 雑誌名

      京都大学・数理解析研究所講究録 Vol.1453

      ページ: 85-100

    • NAID

      10029355047

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Various Expanding Patterns Produced by a Structured Cell Population of Serratia marcescens Responding Varied medium Conditions2005

    • 著者名/発表者名
      Fumiko Hiramatsu et al.
    • 雑誌名

      Microbes and Environments Vol.20,No.2

      ページ: 120-125

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Periodic Growth of Bacterial Colonies2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Yamazaki et al.
    • 雑誌名

      Physica D Vol.205

      ページ: 136-153

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extended Dynamic Scaling for Growing Interfaces2005

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. Vol.74,No.10

      ページ: 2712-2715

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Various Expanding Patterns Produced by a Structured Cell Population of Serratia marcescens Responding Varied Medium Conditions2005

    • 著者名/発表者名
      Fumiko Hiramatsu
    • 雑誌名

      Microbes and Environments Vol.20, No.2

      ページ: 120-125

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Extended Dynamic Scaling for Growing Interfaces2005

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. Vol.74, No.10

      ページ: 2712-2715

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] バクテリアのコロニー形成-実験とモデル化-2005

    • 著者名/発表者名
      松下 貢
    • 雑誌名

      京都大学・数理解析研究所講究録 Vol.1453

      ページ: 85-100

    • NAID

      10029355047

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Periodic Growth of Bacterial Colonies2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamazaki
    • 雑誌名

      Physica D (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Colony Formation of Bacteria-Experiments and Modeling2005

    • 著者名/発表者名
      M.Matsushita
    • 雑誌名

      Biofilms (in press)

    • NAID

      10029355047

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Chirality Change in Helical Crystals of Potassium Dichromate2004

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichiro Suda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Vol.73,No.2

      ページ: 300-302

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dependence of Local Cell Density on Concentric Ring Colony Formation by Bacterial Species Bacillus subtilis2004

    • 著者名/発表者名
      Hirotoshi Shimada
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Vol.73,No.4

      ページ: 1082-1089

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic Scaling of the Growing Rough Surfaces2004

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Vol.73,No.8

      ページ: 2112-2116

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Colony Formation of Bacteria -Experiments and Modeling-2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsugu Matsushita
    • 雑誌名

      Biofilms Vol.1

      ページ: 305-317

    • NAID

      10029355047

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chirality Change in Helical Crystals of Potassium Dichromate2004

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichiro Suda, Mitsugu Matsushita
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. Vol.73,No.2

      ページ: 300-302

    • NAID

      110001954728

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dependence of Local Cell Density on Concentric Ring Colony Formation by Bacterial Species Bacillus subtilis2004

    • 著者名/発表者名
      Hirotoshi Shimada et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. Vol.73,No.4

      ページ: 1082-1089

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic Scaling of the Growing Rough Surfaces2004

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. Vol.73,No.8

      ページ: 2112-2116

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Colony Formation of Bacteria - Experiments and Modeling -2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsugu Matsushita
    • 雑誌名

      Biofilms Vol.1

      ページ: 305-317

    • NAID

      10029355047

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dependence of Local Cell Density on Concentric Ring Colony Formation by Bacterial Species Bacillus subtilis2004

    • 著者名/発表者名
      H.Shimada
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73・4

      ページ: 1082-1089

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic Scaling of the Growing Rough Surfaces2004

    • 著者名/発表者名
      N.Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73・8

      ページ: 2112-2116

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Modelling and Numerical Analysis the Colony Formation of Bacteria2003

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Vol.72,No.4

      ページ: 970-971

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Morphological Diversity in Crystal Growth of L-Ascorbic Acid Dissolved in Methanol2003

    • 著者名/発表者名
      Miho Ito
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. Vol.72,No.6

      ページ: 1384-1389

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modelling and Numerical Analysis of the Colony formation of Bacteria2003

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. Vol.72,No.4

      ページ: 970-971

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Morphological Diversity in Crystal Growth of L-Ascorbic Acid Dissolved in Methanol2003

    • 著者名/発表者名
      Miho Ito et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. Vol.72,No.6

      ページ: 1384-1389

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 生物に見られるパターンとその起源2005

    • 著者名/発表者名
      松下 貢
    • 総ページ数
      195
    • 出版者
      東京大学出版会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 生物にみられるパターンとその起源2005

    • 著者名/発表者名
      松下 貢
    • 総ページ数
      195
    • 出版者
      東京大学出版会
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] フラクタルの物理(II)2004

    • 著者名/発表者名
      松下 貢
    • 総ページ数
      176
    • 出版者
      裳華房
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kobayashi: "Modelling and Numerical Analysis of the Colony Formation of Bacteria"Journal of the Physical Society of Japan. 72、4. 970-971 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ito: "Morphological Diversity in Crystal Growth of L-Ascorbic Acid Dissolved in Methanol"Journal of the Physical Society of Japan. 72、6. 1384-1389 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] J.Suda: "Chirality Change in Helical Crystals of Potassium Dichromate"Journal of the Physical Society of Japan. 73,2. 300-302 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimada: "Dependence of Local Cell Density on Concentric Ring Colony Formation by Bacterial Species Bacillus subtilis"Journal of the Physical Society of Japan. 73,4(to appear). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

URL: 

公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi