| 研究課題/領域番号 |
19K03611
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分12040:応用数学および統計数学関連
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| 研究機関 | 富山大学 (2021-2022)
明治大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
秋山 正和 富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (10583908)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 数理モデル / 形態形成 / 細胞の多面体モデル / VDM / 数値計算 / 形作り / Vertex Dynamics Model / 3Dシミュレーション / 応用数学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞の動態を数理的に扱い，全体の形を記述できるような方法論を確立するプロジェクトである．現行のVertex Dynamics Modelの問題点および改良点である，(1)計算の質を本質的に決めうる初期配置に関する問題を解決すること，(2)役に立つシミュレータとして計算速度を極限まで速くすること，(3)繋ぎ変え問題を解決するための方法を数理と実験から明らかにすること，を研究の主目的とする．
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| 研究成果の概要 |
細胞動態を計算可能なVertex Dynamics Model(VDM)における，いくつかの問題を数学的に調査・解決するための研究である．汎関数の最小化問題では，引数がベクトル関数となるような計算方法に関して予めいくつか公式を作成しておき，その公式群を利用することで，VDMの汎関数を簡便に求める方法を考案した．
本計算結果に基づいたVDMの大規模な数値計算を行い，計算の実用性，高速性を実証した論文がCurrent Biology（2022）に出版された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により，VDMを用いた研究のさらなる展開が期待される．また，今回のプロジェクトでは，研究成果は論文だけでなく，ソフトウェアという形でも公開している．これらの成果を次世代の研究者が用いることで，今後の理論と実験の発展へと繋がることも期待される．細胞を最小単位として扱うことができるような，器官や組織の形成に対して，形をシミュレーションすることで，形態形成の本質を探ることができるだけなく，その形成不全からくる病的状態の研究にも使用することができるものと考えられる．
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