人工最小生態系の進化ダイナミクスを分子レベルで記述する

• 研究課題/領域番号: 25650147
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生態・環境
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 細田 一史 大阪大学, 未来戦略機構, 准教授 (30515565)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 人工生態系 / 実験進化 / 分子機構 / 微生物実験 / 生化学反応 / 個体群動態 / 数理モデル / ダイナミクス / 進化動態 / 進化ダイナミクス / 微生物実験系 / 反応速度論 / 実験生態系

研究成果の概要

生態系変化を理解するためには、環境や生物の数の変化だけでなく生物の形質の変化（環境応答や進化等による）もとりいれる必要がある。生物の形質変化は生物内の分子機構に起因するため、生物内分子から生物間相互作用までの包括的解析を要する。本研究では、微生物を用いて極度に単純化した人工生態系を継代して実験室内で進化させることで、実世界におけるある一つの生態系での進化動態・個体群動態・生体内反応動態を再構成し、これらの実験結果を全て矛盾なく説明できる数理モデルを構築した。これにより生物間協力の維持や生物の適応機構など、生態系変化の理解に重要な知見を得た。

研究成果

• [国際共同研究] University of Glasgow(United Kingdom)
• [雑誌論文] Population-reaction model and microbial experimental ecosystems for understanding hierarchical dynamics of ecosystems (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazufumi Hosoda, Soichiro Tsuda, Kohmei Kadowaki, Yutaka Nakamura, Tadashi Nakano, Kojiro Ishii
  • 雑誌名: Biosystems 巻: 140 ページ: 28-34
  • DOI: 10.1016/j.biosystems.2015.12.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Adaptation of a Cyanobacterium to a Biochemically Rich Environment in Experimental Evolution as an Initial Step toward a Chloroplast-Like State (2014)
  • 著者名/発表者名: Hosoda, K., Habuchi, M., Suzuki, S., Miyazaki, M., Takikawa, G., Sakurai, T., Kashiwagi, A., Sueyoshi, M., Matsumoto, Y., Kiuchi, A., Mori, K., Yomo, T.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 9(5) 号: 5 ページ: e98337-e98337
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0098337
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 複数の微生物を混ぜると現実の多対多を教えてくれる (2016)
  • 著者名/発表者名: 細田一史
  • 学会等名: 第89回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター
  • 年月日: 2016-03-23
  • 招待講演
• [学会発表] Synthetic ecosystems (2015)
  • 著者名/発表者名: 細田一史
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会 8.0
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] Introduction: Microbes go to work (2015)
  • 著者名/発表者名: Hosoda K
  • 学会等名: Gordon Research Conference (Microbial Population Biology)
  • 発表場所: Proctor Academy (Andover, NH)
  • 年月日: 2015-07-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 微生物の実験室内進化をつかってコミュニティの進化を見て考える (2015)
  • 著者名/発表者名: 細田一史
  • 学会等名: 第８回Evo-devo青年の会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] ニッチとは何か (2015)
  • 著者名/発表者名: 細田一史
  • 学会等名: 第62回日本生態学会大会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] 結局その○○学で何がしたいのか (2014)
  • 著者名/発表者名: 細田一史
  • 学会等名: 生命情報科学若手の会・第6回年回
  • 発表場所: 理研CDB（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2014-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] 共生の進化原理とは何か？ (2014)
  • 著者名/発表者名: 細田一史
  • 学会等名: 第３回マトリョーシカ型生物学研究会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2014-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] 微生物実験系に「生物群集はどのように変化するのか」を聞く (2014)
  • 著者名/発表者名: 細田一史
  • 学会等名: 龍谷大セミナー
  • 発表場所: 龍谷大学（滋賀県大津市）
  • 年月日: 2014-05-26
  • 招待講演
• [学会発表] 実験生態系の個体群動態に生化学反応を入れる (2013)
  • 著者名/発表者名: 細田一史、浅尾晃央、鈴木真吾、四方哲也
  • 学会等名: 第28回個体群生態学会大会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
• [学会発表] 微生物による実験生態系の進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細田一史
  • 学会等名: 第45回 種生物学シンポジウム
  • 発表場所: 大分県別府市亀の井ホテル別府店
  • 招待講演
• [学会発表] Evolutionary, population, and reaction dynamics of experimental ecosystems (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazufumi Hosoda, Makoto Sueyoshi, Itsuka Kumano, Masumi Habuchi, Kayo Yamamoto, Risa Takami, Yuhki Azuma, Isao Kubo, Shingo Suzuki, Tetsuya Yomo
  • 学会等名: 第 51 回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] Toward a paradigm shift having fun with complex living systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazufumi Hosoda
  • 学会等名: The 10th SOKENDAI Life Science Retreat
  • 発表場所: YAMAHA Resort TSUMAGOI, Shizuoka
  • 招待講演
• [図書] Methods in Molecular Biology (11. Transcriptome Analysis of a Microbial Coculture in which the Cell Populations are Separated by a Membrane) (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazufumi Hosoda, Naoaki Ono, Shingo Suzuki, and Tetsuya Yomo
  • 総ページ数: 284
  • 出版者: Springer
• [備考] 大阪大学研究者総覧
  • URL: http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/view?u=2939
• [備考] 個人的なホームページ
  • URL: http://www.geocities.jp/hosodakazufumi/index_J.html
• [備考] <細田 一史> 論文
  • URL: http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/view?l=ja&u=2939&sm=&sl=&sp=&c=ronbn&dm=1