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動物集団による自己組織化の構成的理解

研究課題

研究課題/領域番号 17KT0016
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 構成的システム生物学
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

永井 健  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 講師 (40518932)

研究分担者 伊藤 浩史  九州大学, 芸術工学研究院, 准教授 (20512627)
杉 拓磨  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (70571305)
研究期間 (年度) 2017-07-18 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワードアクティブマター / C. elegans / 集団運動 / 自己組織化 / 光遺伝学
研究成果の概要

本研究は線虫の集団運動についての研究である。前半は主に線虫がつくる動的なネットワーク構造を研究した。その結果、構造形成をモデル化することに成功し、そのモデルを使って一様な光照射や湿度変化によって与えられる影響を再現することができた。また、乾燥耐性に関連があると考えられる間欠的に活性化される線虫のクラスター構造の解析を進めた。最終的にクラスター形成に必要な条件を明らかにすることができ、モデル化への足掛かりを得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で用いた数理モデルは既に論文になっている微小管とバクテリアの集団運動実験系で用いられたモデルを改変したものである。本研究成果により、C. elegansの集団運動の研究を通して、動物から無生物体に共通する普遍的モデルを提唱することが期待できる。
本研究で用いた線虫の集団運動は、数理モデルのパラメータを人為的に制御可能な動物の再構成実験系である。そのため、特に人間を含めた動物集団の普遍的記述につながるものと期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 その他

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 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] 最近の研究から アクティブマター集団の動的ネットワーク形成 : 線虫の集団運動2020

    • 著者名/発表者名
      永井 健, 伊藤 浩史, 杉 拓磨
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 75 ページ: 34-39

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 個体集団が生み出す動的秩序~線虫の集団運動による動的ネットワーク形成2020

    • 著者名/発表者名
      SUGI Takuma、ITO Hiroshi、NAGAI Ken H.
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 60 号: 1 ページ: 006-012

    • DOI

      10.2142/biophys.60.006

    • NAID

      130007790196

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] C. elegans collectively forms dynamical networks2019

    • 著者名/発表者名
      Sugi Takuma、Ito Hiroshi、Nishimura Masaki、Nagai Ken H.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 683-683

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08537-y

    • NAID

      120006558249

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 生物の集団運動に成り立つ法則とそれを利用した自立分散システム2020

    • 著者名/発表者名
      永井健
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 線虫集団が見せるアクティブ液晶的挙動2020

    • 著者名/発表者名
      永井健
    • 学会等名
      アクティブマターにおける液晶秩序
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] C. elegansの集団運動2019

    • 著者名/発表者名
      永井健
    • 学会等名
      第9回分子モーター討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamical network optically susceptible of C. elegans2019

    • 著者名/発表者名
      Nagai, Ken H., Ito, Hiroshi, Sugi, Takuma
    • 学会等名
      The 57th Annual Meeting of The Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 基盤上のC. elegansの集団運動2019

    • 著者名/発表者名
      永井 健, 伊藤 浩史, 杉 拓磨
    • 学会等名
      第40回エアロ・アクアバイオメカニズム学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光応答性を持つC. elegansの集団運動2019

    • 著者名/発表者名
      永井 健
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会 12.0
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamical network formation of C. elegans2019

    • 著者名/発表者名
      Ken H. Nagai, Hiroshi Ito, Takuma Sugi
    • 学会等名
      43rd Indian Biophysical Society Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experimental investigations of collective motion of self- propelled particles2018

    • 著者名/発表者名
      Ken H. Nagai
    • 学会等名
      FUNDAMENTAL PROBLEMS IN ACTIVE MATTER
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/inonakanokaeru/home

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 動物はどのように秩序だった群れをつくるのか?アクティブマターの物理で迫る、線虫の群れ形成メカニズム

    • URL

      https://academist-cf.com/journal/?p=10328

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/inonakanokaeru/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://sumsdbweb.shiga-med.ac.jp/profile/ja.64580a76452dba070b43a5ab782e3677.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/inonakanokaeru/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2022-12-28  

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