真正粘菌変形体にみられる遷移ダイナミクスに対する数理モデルの作成とその数理解析

• 研究課題/領域番号: 22740064
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 数学一般(含確率論・統計数学)
• 研究機関: 富山大学 (2011-2012); 京都大学 (2010)
• 研究代表者: 上田 肇一 富山大学, 大学院・理工学研究部(理学), 准教授 (00378960)
• 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: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 反応拡散系 / 真正粘菌変形体 / 数理モデル / 環境適応性 / 細胞運動 / 遷移ダイナミクス / 情報処理 / 環境適応

研究概要

真正粘菌変形体は単細胞生物であり、脳のような高次情報処理機構が存在しないが、環境の変化に応じて適切に行動を変化させることができる。このような環境適応的振る舞いを可能にする化学反応ネットワークの数理機構を明らかにするために、生物実験および数理モデルの作成によって現象の解明を試みた。本研究によって、(1)忌避物質を与えた際の移動方向変更の仕組み(2)原形質ゲルの収縮弛緩運動の情報処理における役割に関する数理解析を行った

研究成果

• [雑誌論文] A mathematical mechanism for instabilities in stripe formation on growing domains (2012)
  • 著者名/発表者名: K.-I.Ueda, Y.Nishiura
  • 雑誌名: Physica D 巻: Vol.241 号: 1 ページ: 37-59
  • DOI: 10.1016/j.physd.2011.09.016
  • NAID: 120003702849
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tacticdirection determined by the interaction betweenoscillatory chemical waves and rheologicaldeformation in an amoeba (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ueda, S. Takagi, and T. Nakagaki
  • 雑誌名: Physical Review 巻: E86 号: 1 ページ: 11927-11927
  • DOI: 10.1103/physreve.86.011927
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chaotic motion of propagating pulses in the Gray-Scott model (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yadome, K. Ueda, M. Nagayama
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.83, Issue 5 号: 5 ページ: 83-83
  • DOI: 10.1103/physreve.83.056207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mathematical model for contemplative amoeboid locomotion (2011)
  • 著者名/発表者名: K.-I.Ueda, S.Takagi, Y.Nishiura, T.Nakagaki
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.83 号: 2 ページ: 21916-21916
  • DOI: 10.1103/physreve.83.021916
  • 査読あり
• [雑誌論文] 真正粘菌変形体の環境適応性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上田 肇一, 高木 清二, 中垣 俊之, 西浦 廉政
  • 雑誌名: 物性研究 巻: 96(1) ページ: 93-94
• [雑誌論文] 上田 肇一, 高木 清二, 中垣 俊之 (2011)
  • 著者名/発表者名: 真正粘菌変形体の環境適応行動の数理モデル
  • 雑誌名: 数理解析研究所講究録 巻: 1751 ページ: 109-112
• [雑誌論文] 真正粘菌変形体の環境適応行動の数理モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 上田肇一
  • 雑誌名: 数理解析研究所講究録 巻: 1751 ページ: 109-112
• [雑誌論文] Mathematical model for contemplative amoeboid locomotion (2011)
  • 著者名/発表者名: Kei-Ichi Ueda
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pinned fronts in heterogeneous media of jump type (2010)
  • 著者名/発表者名: P.van Heijster, A.Doelman, T.J.Kaper, Y.Nishiura, K.-I.Ueda
  • 雑誌名: Nonlinearity 巻: Vol.24 号: 1 ページ: 127-157
  • DOI: 10.1088/0951-7715/24/1/007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical approach to transient dynamics of oscillatory pulses in abistable reaction-diffusion system (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nagayama, K. Ueda and M. Yadome
  • 雑誌名: Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics 巻: Vol.27, Issue 2 号: 2 ページ: 295-322
  • DOI: 10.1007/s13160-010-0015-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chaotic motion of propagating pulses in the Gray-Scott model
  • 著者名/発表者名: Masaaki Yadome
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [学会発表] 自己修復機能を有するループ探索システム (2013)
  • 著者名/発表者名: 上田肇一
  • 学会等名: 非線形現象の数値シミュレーションと解析2013
  • 発表場所: 北海道大学理学部
  • 年月日: 2013-03-09
• [学会発表] 自己修復機能を有するループ探索システム (2012)
  • 著者名/発表者名: 上田肇一
  • 学会等名: 応用数学合同研究集会
  • 発表場所: 龍谷大学
  • 年月日: 2012-12-21
• [学会発表] A mathematical model of state-dependent phase resetting properties of alpha rhythm in the human brain (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Ueda, Yasumasa Nishiura, Yoko Yamaguchi and Keiichi Kitajo
  • 学会等名: Dynamic Brain Forum
  • 発表場所: hotel El Parador, Carmona, スペイン
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] 真正粘菌変形体の環境適応行動に対する数理モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 上田肇一, 高木清二, 中垣俊之
  • 学会等名: 日本数学会年会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] A mathematical model of state-dependent phase resetting properties of alpha rhythm in the human brain (2012)
  • 著者名/発表者名: Kei-Ichi Ueda
  • 学会等名: Dynamic Brain Forum
  • 発表場所: hotel El Parador, Carmona, Spain
• [学会発表] Mathematical Model for Contemplative Amoeboid Locomotion (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Ueda
  • 学会等名: 7thInternational Conference on Industrial and Applied Mathematics
  • 発表場所: Vancouver Convention Centre, カナダ
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] Mathematical Model for Contemplative Amoeboid Locomotion (2011)
  • 著者名/発表者名: Kei-Ichi Ueda
  • 学会等名: 7th International Conference on Industrial and Applied Mathematics
  • 発表場所: Vancouver Convention Centre
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] 真正粘菌変形体にみられる外部刺激に対する情報処理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田肇一, 高木清二, 中垣俊之
  • 学会等名: 2010 年度 応用数学合同研究集会
  • 発表場所: 龍谷大学
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] 真正粘菌変形体にみられる外部刺激に対する情報処理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田肇一
  • 学会等名: 2010年度応用数学合同研究集会
  • 発表場所: 龍谷大学
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Behavior of a true slime mold crossing an environmental barrier (2010)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Ueda, Seiji Takagi, Toshiyuki Nakagaki and Yasumasa Nishiura
  • 学会等名: Statistical Physics and Biology of Collective Motion, International Workshop -
  • 発表場所: Max-Planck-Institut fur Physik komplexer Systeme, Dresden, ドイツ
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] Behavior of a true slime mold crossing an environmental barrier (2010)
  • 著者名/発表者名: Kei-Ichi Ueda
  • 学会等名: Statistical Physics and Biology of Collective Motion, International Workshop
  • 発表場所: Max-Planck-Institut fur Physik komplexer Systeme, Dresden, Germany
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] 真正粘菌変形体にみられる環境適応性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田肇一, 高木清二, 中垣俊之, 西浦廉政
  • 学会等名: 日本応用数理学会2010年度年会
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] 真正粘菌変形体にみられる環境適応性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田肇一
  • 学会等名: 応用数理学会
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2010-09-08