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粘菌輸送管ネットワーク形態による適応のしくみ

研究課題

研究課題/領域番号 25400430
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関早稲田大学

研究代表者

高松 敦子  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20322670)

研究協力者 渡邉 晋  
碇 周介  
山口 高輝  
辻 喬  
豊田 悟史  
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード輸送管ネットワーク / 真正粘菌 / 適応 / 最適化 / ネットワーク
研究成果の概要

粘菌変形体の輸送管網形態による適応戦略について、ネットワーク解析により以下の特徴を持つことが明らかとなった。誘引環境では、網目状の形態をとり、細い管が大部分を占める階層的なループ構造で構成される分散的ネットワークとなる。酸素消費の場は至る所にありエネルギー効率の点では劣るが、環境から効率良く栄養分を吸収する。忌避環境では、樹状の形態をとり、ほとんどが太い管で構成され中央集中型となる。より遠くへ探索の範囲を広げ、安全で良い環境を効率的に探すことができる。それと同時に、酸素消費の場である細い管は非常に少なく、エネルギー効率も高い。変動する環境下でもネットワーク形態による動的な適応過程が確認された。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Transportation Network with Fluctuating Input/Output Designed by the Bio-Inspired Physarum Algorithm2014

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, S., *Takamatsu, A.
    • 雑誌名

      PloS one

      巻: 9

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Network centrality depending on environment in true slime mold2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, K.and Takamatsu, A.
    • 学会等名
      2015年日本数理生物学会/日中韓数理生物学コロキウム合同大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Fault Tolerance against Accidental Disconnection in Planar Biological Network of Plasmodial Slime Mold2014

    • 著者名/発表者名
      S. Toyoada, J. Aoyama, A. Takamatsu
    • 学会等名
      Joint Annual Meeting of the Japanese Society for Mathematical Biology and the Society for Mathematical Biology
    • 発表場所
      Osaka Japan
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 真正粘菌変形体における管径成長の環境依存性2013

    • 著者名/発表者名
      山口高輝, 渡邊晋, 青山隼也, 高松敦子
    • 学会等名
      第23回数理生物学会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘菌結合振動系の数理モデル化-結合成長を考慮した結合振動子系における時空間パターン形成2013

    • 著者名/発表者名
      碇周介, 高松敦子
    • 学会等名
      第23回数理生物学会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 生物型アルゴリズムを用いた需要量変動環境におけるネットワーク設計2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊晋, 高松敦子,林泰弘
    • 学会等名
      第23回数理生物学会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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