• 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

走化性によるバイアスを受ける細菌群の挙動の数理モデル構築と実験的検証

研究課題

研究課題/領域番号 15K05796
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関鳥取大学

研究代表者

後藤 知伸  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (00260654)

研究分担者 中井 唱  鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (80452548)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード走化性 / ランダムウォーク / 対流拡散方程式 / 細菌 / 分布 / 定常分布 / 離散モデル / バイアス / キャピラリーアッセイ / 一次元
研究成果の概要

物質を検知して好適環境に移動する走化性(化学走性)のため,自然環境における微生物の存在は一様でない.走化性を示す最も単純な生物である細菌は,ランダムに移動方向を変えて移動しながら異なる時刻における2地点の物質濃度を比較して好適環境に向かっているかを検知しており,方向を変えるまでに一定の応答遅延時間を必要とする.走化性によって偏在する細菌の存在確率の数理モデルを構築した.また,誘引物質のまわりに集まる細菌の分布を計測し,数理モデルの結果との対比によってモデルの妥当性を検討した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

細菌はぬめりに代表されるバイオフィルムを形成して,湖沼や海,他の生物の生体内における物質循環に寄与している.また,少し大きな微生物の餌として食物連鎖の一部になっている.細菌の分布や集積速度を予測することは,バイオフィルムの成長速度や環境中における物質循環量の予測に繋がるものである.走化性によって集積する細菌の分布や集積速度を細菌単体の単純な運動モデルから求めようとした.

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Steady distribution of cells in a one-dimensional biased random walk model of bacterial chemotaxis2016

    • 著者名/発表者名
      Tomonobu Goto, Tonau Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 11 号: 2 ページ: 15-00587-15-00587

    • DOI

      10.1299/jbse.15-00587

    • NAID

      130005159000

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of the velocity correlation in the collective motion of bacteria2015

    • 著者名/発表者名
      Tonau Nakai, Yoshihiro Mouri, Tomonobu Goto
    • 雑誌名

      Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms

      巻: 4 号: 1 ページ: 32-36

    • DOI

      10.5226/jabmech.4.32

    • NAID

      130005093444

    • ISSN
      2185-1522
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A One-dimensional Discrete Model of Biased Random Walk Relating to Bacterial Chemo-taxis2015

    • 著者名/発表者名
      Tomonobu Goto, Tonau Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms

      巻: 4 号: 1 ページ: 18-24

    • DOI

      10.5226/jabmech.4.18

    • NAID

      130005084257

    • ISSN
      2185-1522
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] サルモネラ菌の方向転換における走化性の影響2017

    • 著者名/発表者名
      吉野純平,梶谷真未,中井唱,後藤知伸
    • 学会等名
      第36回エアロ・アクアバイオメカニズム学会
    • 発表場所
      千葉大学
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 誘引物質に集まるサルモネラ菌の分布の計測とモデル計算2017

    • 著者名/発表者名
      吉野純平,中井唱,後藤知伸
    • 学会等名
      日本機械学会 2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] BACTERIAL CELLS DISTRIBUTION MIGRATING AROUND A CHEMICAL ATTRACTANT SOURCE2017

    • 著者名/発表者名
      Tomonobu Goto, Mami Kajitani, Junpei Yoshino, Hiroki Mitsui and Tonau Nakai
    • 学会等名
      XXVI Congress of the International Society of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サルモネラ菌の方向転換における走化性の影響2017

    • 著者名/発表者名
      吉野純平,梶谷真未,中井唱,後藤知伸
    • 学会等名
      エアロ・アクアバイオメカニズム学会 第36回定例講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 方向転換の指向性が誘引物質まわりの細菌分布に及ぼす影響に関するモデル計算2016

    • 著者名/発表者名
      後藤知伸,中井唱,吉野純平
    • 学会等名
      日本機械学会 2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Bacterial cells’ distribution around an attractant calculated by a biased random walk model2016

    • 著者名/発表者名
      Tomonobu Goto
    • 学会等名
      Workshop on Micro-Organisms in Stokes Flows
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A discrete biased random walk model based on bacterial chemotaxis2016

    • 著者名/発表者名
      Tomonobu Goto, Tonau Nakai
    • 学会等名
      The 24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細菌(バクテリア)の泳ぎ - 個体の運動,集団の運動-2016

    • 著者名/発表者名
      後藤知伸
    • 学会等名
      鳥取大学サイエンス・アカデミー417回 生物を学ぶ・生物に学ぶシリーズ第6回
    • 発表場所
      鳥取県立図書館
    • 年月日
      2016-06-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Steady Distribution of Cells in One-Dimensional Biased Random Walk Model Relating to Bacterial Chemo-Taxis2015

    • 著者名/発表者名
      Tomonobu Goto, Tonau Nakai
    • 学会等名
      The 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation and Numerical Simulation of the Spatio-Temporal Structure in the Collective Motion of Bacteria2015

    • 著者名/発表者名
      Tonau Nakai, Yoshihiro Mouri, Tomonobu Goto
    • 学会等名
      The 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細菌の走化性に基づいたバイアス付きランダムウォークの離散モデル2015

    • 著者名/発表者名
      後藤知伸,中井唱
    • 学会等名
      日本機械学会 2015年度年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌の集団運動の時空間構造計測と数値シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      中井唱,毛利佳裕,後藤知伸
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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