| 研究領域 | ゆらぎと構造の協奏：非平衡系における普遍法則の確立 |
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| 研究課題/領域番号 |
16H00815
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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 |
理工系
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
和田 浩史 立命館大学, 理工学部, 教授 (50456753)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2017年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 走光性 / 緑藻類 / 最適化 / 生物流体力学 / 光走性 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は，ボルボックス光応答の集団運動にかんする最近の実験結果に注目し考察を進めた。この実験では，相対光強度を増すとともに，走行性を示す集団としての速度（平均速度）が比例して増加することが報告されている。
連携研究者の村山たち（東京農工大）は彼ら自身の上記の実験結果をさらに推し進め，個々のボルボックスコロニーは光の相対強度差とともに光源の向きをより正確にセンシングするようになる，ということを突き止めた。さらに，この応答特性は相対照度差のみに依存し、光刺激の強さそのものには依存しないことも示している。彼らは，彼らの実験結果は「コロニーを構成する各体細胞には、光驚動反応を示し始める固有の閾値のようなものがあり，その閾値は相対強度差のみに依存し，かつそれらには体細胞ごとに内在的なばらつき（分布）がある」と仮定すると矛盾なく説明できる，と提案している。
我々は現在，この仮説を検証する理論モデルを構築し，それを解析的および数値的に調べる作業に着手している。具体的には，先行するDrescherたちのモデル(PNAS 2009)をベースとする。これに加えて，各体細胞が鞭毛打の運動を停止する光刺激の強さ閾値に分布を持たせる。体細胞レベルの信号処理にかかわるばらつき（応答の分布）を導入することによって，完全にメカニスティックにふるまう先行研究のモデルに，ある種のランダムさが追加され，最終的には，コロニー集団が光刺激に対して全体として示すゆらぎやばらつきを創発する。現在，このミニマルなセットアップで村山らの実験結果がどこまで定量的に再現可能か，検証中である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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