表面近傍での微生物運動の3次元観察法確立とモデル化

• 研究課題/領域番号: 22560168
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 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, 大学院・工学研究科, 教授 (00260654)
• 研究分担者: 中井 唱 鳥取大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80452548)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 微生物運動 / 流体工学 / 3次元観察 / 数値解析 / ３次元観察 / 表面近傍 / 細菌運動 / 座標取得 / 2方向同時観察 / 蛍光観察 / べん毛

研究概要

表面近傍での微生物運動は,バイオフィルム形成と関連し,湖沼や海洋あるいは生体内の環境と密接に関わる.本研究を含む一連の研究では,細菌の表面への接近と集積を予測するためのモデルを作成することを目的としている.同期した2台の高速度カメラを用いて2方向同時顕微鏡観察を行い,表面近くでの細菌の位置と姿勢を同時に得た.データ取得時間を短縮するため,画像処理による自動計測,顕微鏡ステージの自動制御などの要素技術の開発を行った.

研究成果

• [雑誌論文] Bacterial Locomotion in an Infinite Liquid Medium and in the Presence of a Nearby Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Goto Tomonobu, Nakai Tonau
  • 雑誌名: Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms 巻: Vol.3No.1 ページ: 2-7
  • NAID: 130003375373
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jabmech/3/1/3_2/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacterial Locomotion in an Infinite Liquid Medium and in the Presence of a Nearby Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonobu Goto, Tonau Nakai
  • 雑誌名: Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms 巻: 3 ページ: 2-7
  • NAID: 130003375373
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細菌の泳ぎと流体力学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤知伸,中井唱
  • 雑誌名: 油空圧技術 巻: Vol.51No.7 ページ: 38-44
• [雑誌論文] 細菌の泳ぎと流体力学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤知伸，中井唱
  • 雑誌名: 油空圧技術 巻: 51 ページ: 38-44
• [雑誌論文] 2方向同時観察による三次元顕微鏡システムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中井唱, 後藤知伸
  • 雑誌名: ケミカルエンジニヤリング 巻: 第56巻第1号 ページ: 11-15
• [雑誌論文] Boundary Element Analysis on the Fluid-Dynamic Interaction between a Singly Flagellated Bacterium and a Free Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Goto Tomonobu, Maiguma Takafumi, Nakai Tonau
  • 雑誌名: Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms 巻: Vol.1No.1 ページ: 39-44
  • NAID: 130000428316
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jabmech/1/1/1_1_39/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Boundary Element Analysis on Transition of Distance and Attitude of a Bacterium near a Rigid Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Goto, T.Nakai, K.Aoki
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 巻: 5-4 ページ: 329-339
  • NAID: 130000252231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Boundary Element Analysis on the Fluid-Dynamic Interaction between a Singly Flagellated Bacterium and a Free Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Goto, T.Maiguma, T. Nakai
  • 雑誌名: Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms 巻: 1 ページ: 39-44
  • NAID: 130000428316
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体表面近くの細菌遊泳運動のメカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤知伸
  • 雑誌名: バイオメカニズム学会誌 巻: 34-3 ページ: 183-188
  • NAID: 10030699925
• [学会発表] らせん型べん毛により推進する細菌の推進効率に関する数値解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三宅正芳,中井唱,後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2013-01-09
• [学会発表] 二方向同時観察法を用いた三次元自動追跡機能付き顕微鏡の試作(二次元平面内でのリアルタイム自動追跡) (2012)
  • 著者名/発表者名: 植木裕太,中井 唱,後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会 2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Boundary Element Analysis and Three-Dimensional Observation of Propulsive Force and Torque of a Dinoflagellate Symbiodinium (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakai Tonau, Shihira-Ishikawa Ikuko, Miyawaki Atsushi, Goto Tomonobu
  • 学会等名: The Fifth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms
  • 発表場所: 台北
  • 年月日: 2012-08-26
• [学会発表] Bacterial Locomotion in an Infinite Liquid Medium and in the Presence of a Nearby Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: Goto Tomonobu, Nakai Tonau
  • 学会等名: The Fifth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms
  • 発表場所: 台北
  • 年月日: 2012-08-26
• [学会発表] BOUNDARY ELEMENT ANALYSIS OF PROPULSIVE FORCE AND TORQUE OF A DINOFLAGELLATE SYMBIODINIUM (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakai Tonau, Shihira-Ishikawa Ikuko, Miyawaki Atsushi, Goto Tomonobu
  • 学会等名: The 23rd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM2012)
  • 発表場所: 北京
  • 年月日: 2012-08-20
• [学会発表] 推進するらせん型の形状最適化に関するストークス流れの数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三宅正芳,笠原浩平,後藤知伸,中井唱
  • 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2012
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] 2方向の明視野顕微鏡像を用いた細菌の3次元位置及び姿勢の自動推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三上和博,後藤知伸,中井唱
  • 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2012
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] 界面近傍での細菌遊泳運動とべん毛変形の観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤知伸,中井唱,小谷鮎美
  • 学会等名: 日本機械学会 第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] 渦鞭毛藻Symbiodinium の推進時に起きる自転運動の三次元解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中井唱,村野ひとみ, 後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会 第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] 同期した2 つの映像から細菌の妥当な位置及び姿勢を算出するプログラムの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三上和博, 中井唱,後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会 第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] 界面近傍での細菌遊泳運動とべん毛変形の観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤知伸, 中井唱, 小谷鮎美
  • 学会等名: 日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] 渦鞭毛藻Symbiodiniumの推進時に起きる自転運動の三次元解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中井唱, 村野ひとみ, 後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] 同期した2つの映像から細菌の妥当な位置及び姿勢を算出するプログラムの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三上和博, 中井唱, 後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] 渦鞭毛藻Symbiodiniumの自転によるトルクの2方向同時観察による解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中井 唱, 村野ひとみ, 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2011
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] 単毛性細菌と境界の相互作用による形状及び遊泳運動の変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上拓哉,中井 唱,後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会 中国四国支部第49期総会・講演会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] らせん型の推進効率の形状依存性に関する境界要素解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笠原浩平,中井 唱,後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会 2010 年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 細菌の遊泳軌跡の曲率と境界からの距離との関係ピントはずれを利用した観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上拓哉,中井 唱,後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会 2010 年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] Three Dimensional Observation of Bacterial Swimming Motion near a Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Goto Tomonobu, Katayose Ryo, Inoue Takuya, Nakai Tonau
  • 学会等名: 6th World Congress of Biomechanics
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Boundary Element Analysis of Propulsion of a Dinoflagellate Symbiodinium Generated by a Transverse Flagellum with a Membrane (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakai Tonau, Shihira-Ishikawa Ikuko, Miyawaki Atsushi, Goto Tomonobu
  • 学会等名: 6th World Congress of Biomechanics
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] 境界近傍での単毛性細菌の位置・姿勢の同時計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 片寄 良,井上拓哉,後藤知伸,中井 唱
  • 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2010
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] らせん型べん毛により推進する細菌の推進効率に関する数値解析
  • 著者名/発表者名: 三宅正芳，中井唱，後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 産総研つくばセンター（つくば）
• [学会発表] 方向同時観察法を用いた三次元自動追跡機能付き顕微鏡の試作(二次元平面内でのリアルタイム自動追跡)
  • 著者名/発表者名: 植木裕太，中井 唱，後藤知伸
  • 学会等名: 日本機械学会 2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学（金沢）
• [学会発表] Boundary Element Analysis and Three-Dimensional Observation of Propulsive Force and Torque of a Dinoflagellate Symbiodinium
  • 著者名/発表者名: Tonau Nakai, Ikuko Shihira-Ishikawa, Atsushi Miyawaki, Tomonobu Goto
  • 学会等名: The Fifth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms
  • 発表場所: 台北（台湾）
• [学会発表] Bacterial Locomotion in an Infinite Liquid Medium and in the Presence of a Nearby Surface
  • 著者名/発表者名: Tomonobu Goto, Tonau Nakai
  • 学会等名: The Fifth International Symposium on Aero Aqua Bio-Mechanisms
  • 発表場所: 台北（台湾）
  • 招待講演
• [学会発表] BOUNDARY ELEMENT ANALYSIS OF PROPULSIVE FORCE AND TORQUE OF A DINOFLAGELLATE SYMBIODINIUM
  • 著者名/発表者名: Tonau Nakai, Ikuko Shihira-Ishikawa, Atsushi Miyawaki, Tomonobu Goto
  • 学会等名: The 23rd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM2012)
  • 発表場所: 北京（中国）
• [学会発表] 推進するらせん型の形状最適化に関するストークス流れの数値解析
  • 著者名/発表者名: 三宅正芳,笠原浩平,後藤知伸，中井唱
  • 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2012
  • 発表場所: ACT CITY Hamamatsu（浜松）
• [学会発表] 2方向の明視野顕微鏡像を用いた細菌の3次元位置及び姿勢の自動推定
  • 著者名/発表者名: 三上和博，後藤知伸，中井唱
  • 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2012
  • 発表場所: ACT CITY Hamamatsu（浜松）
• [備考]
  • URL: http://www.damp.tottori-u.ac.jp/~lab5/