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生物リズムにおける振動と同期のメカニズムの解明と実験研究の提案

研究課題

研究課題/領域番号 18K11464
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61040:ソフトコンピューティング関連
研究機関東京大学

研究代表者

郡 宏  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (80435974)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード同期 / ネットワーク / 生物リズム / 同期現象 / 概日リズム
研究成果の概要

本報告書にあるとおり、主に5つの研究成果を上げることができた:
(1)振動子ネットワークのノイズに対する安定性と最適ネットワーク構造の解明、(2)線維芽細胞の集団ダイナミクスとパターン形成、(3)カオス振動子の位相記述理論、(4)体内時計の実験研究への貢献、(5)振動子の流体相互作用が与える輸送効率への影響。

研究成果の学術的意義や社会的意義

複数の自由度を持つ非線形現象のメカニズムの理解に、数理的アプローチは必須である。本研究では、生命システムにおける振動と同期のメカニズムと役割を理解するための数理的理論枠組みをいくつか構築することができた。また、細胞集団の動きやカオス振動と行った、振動・同期現象と密接な関係がある現象についても理論研究を進めることができた。これらの研究成果は非線形・散逸系の物理学や応用数学の発展に貢献するだけでなく、工学分野や生命科学分野においても活用されることが期待される。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Phase and frequency linear response theory for hyperbolic chaotic oscillators2022

    • 著者名/発表者名
      Toenjes Ralf、Kori Hiroshi
    • 雑誌名

      Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science

      巻: 32 号: 4 ページ: 043124-043124

    • DOI

      10.1063/5.0064519

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A light-induced small G-protein gem limits the circadian clock phase-shift magnitude by inhibiting voltage-dependent calcium channels.2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuo M, Seo K, Taruno A, Mizoro Y, Yamaguchi Y, Doi M, Nakao R, Kori H, Abe T, Ohmori H, Tominaga K, Okamura H
    • 雑誌名

      Cell Rep

      巻: 39 号: 8 ページ: 110844-110844

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110844

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The effects of coating culture dishes with collagen on fibroblast cell shape and swirling pattern formation2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Kei、Yamashita Kimiko、Enoyoshi Kanako、Dahan Xavier、Takeuchi Tatsu、Kori Hiroshi、Gotoh Mari
    • 雑誌名

      Journal of Biological Physics

      巻: 46 号: 4 ページ: 351-369

    • DOI

      10.1007/s10867-020-09556-3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Noise stability of synchronization and optimal network structures2020

    • 著者名/発表者名
      Katoh Yuriko、Kori Hiroshi
    • 雑誌名

      Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science

      巻: 30 号: 1 ページ: 013148-013148

    • DOI

      10.1063/1.5121341

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamics and efficiency of one-dimensional coupled-oscillator model in low Reynolds number flows2022

    • 著者名/発表者名
      粟偉巍, 郡宏
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会(2022年)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Tackling complex dynamics in biology and chemistry with phase oscillator models2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi KORI
    • 学会等名
      MECO 45
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tackling and playing with biological phenomena using phase oscillator models: jet lag, locomotion, etc.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kori
    • 学会等名
      ICMMA 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mathematical and Experimental Study on Jet Lag: Practical Method to Accelerate Recovery2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kori
    • 学会等名
      The 20th RIES-HOKUDAI International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電力網モデルのノイズ安定性とベイスン安定性2019

    • 著者名/発表者名
      郡宏
    • 学会等名
      第74回年次大会(2019年),
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 同期の新しいシナリオ:不安定状態への接近による遍歴的秩序化2018

    • 著者名/発表者名
      郡宏, I.Z. Kiss
    • 学会等名
      2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ストークス流れ中のスイマー集団の振動と遊泳方向の秩序化2018

    • 著者名/発表者名
      郡宏、Antonio Gamez
    • 学会等名
      2018年度 RIMS研究集会『生物流体力学の展望』
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 郡 宏(KORI, Hiroshi)

    • URL

      http://www.hk.k.u-tokyo.ac.jp/kori/index-jp.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Hiroshi KORI

    • URL

      http://www.hk.k.u-tokyo.ac.jp/kori/index-jp.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Hiroshi Kori

    • URL

      http://www.hk.k.u-tokyo.ac.jp/kori/index-jp.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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