| 研究領域 | シリア・中心体系による生体情報フローの制御 |
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| 研究課題/領域番号 |
15H01199
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大森 俊宏 東北大学, 工学研究科, 助教 (10633456)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2016年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 計算バイオメカニクス / 計算生体力学 / バイオメカニクス / 数値流体力学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では体の左右を決定するノード流れについて，その流れを誘起するノード繊毛に注目し，ノード繊毛の計算力学モデルの構築を行った．これにより，ノード内に作られる流れ場や，その流れによる物質輸送，応力場の定量化を行った．特に本年度では，境界要素法と有限要素法をカップルしたノード繊毛軸糸の流体構造計算モデルを用いて，ノード繊毛の回転挙動や繊毛の作る流れ場について解析を行い，繊毛の回転にはモータタンパクであるダイニンのアクティベーションが伝播する周波数と流体粘度，軸糸を構成する微小管の弾性との比が重要であり，ある比率の下で回転軌道が最大となる事，繊毛の作る流れ場は繊毛からの距離の3乗に反比例して減衰することを明らかにした．ここまでの結果を取りまとめ雑誌投稿中である．
また，実験結果から得られた画像からノード形状の3次元的な再構築を行い，実形状のノード流れの数値計算を行った．これにより，左右を決定する因子と注目されている2つの仮説，物質輸送仮説と機械刺激仮説の力学的視点からの検証を行った．特に，体の左右の決定には2本程度の繊毛があれば十分であるとの報告がある事から，1から6本程度の繊毛が作る流れの下で，物質輸送解析，応力場解析を行った．その結果，ノード内に存在する粒子の壁への輸送は左右で顕著な差が生まれないこと，ノード内に発生するせん断応力により不動繊毛の根本で特に高い張力が発生することが分かった．これまでの結果を「The 16th international Conference on Biomedical Engineering」などの国際学会や「第21回計算工学講演会」などで発表を行った．
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| 現在までの達成度 (段落) |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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