2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems |
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25103008
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
櫻井 建成 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60353322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石原 秀至 明治大学, 理工学部, 准教授 (10401217)
北畑 裕之 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20378532)
澤井 哲 東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (20500367)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 非平衡開放系 / 数理物理 / 生物物理 / 非線形科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真核細胞の形質膜の変形は、多くの場合、ホスファチジルイノシトールとアクチンの協調したダイナミクスによって誘起され、非平衡系のパターン現象とアクティブマター（もしくは自己駆動粒子）としての性質を兼ね備えた系としての特徴づけが待たれている。そこで本研究では、ゆらぎによって対称性が破れることで生まれるアメーバ細胞運動の非自明動態（新規な時空間秩序）の理解と自己組織化を用いた再構成系の実現を行い、アクティブマター（もしくは自己駆動粒子）の相互依存性から生み出される動的秩序形成とそれに由来する生物の普遍的性質の解明を目的とした。本年度は、
（１）リン酸化―脱リン酸化反応の自律的進行とその時間発展の測定系の実現として、人工脂質リポソーム上においてホスファチジルイノシトールの主要な調節機構であるリン酸化―脱リン酸化反応を操作、または自律的に進行させ、その時間発展を測定できる実験系の開発を進め、ガラス基板上に捕捉されたPI(4,5)P2またはPI(3,4,5)P3を含むリポソームに対し選択的に結合することを確認し、測定プローブとしての性能を評価した
（２）細胞集団中での力と個々の細胞の変形と細胞集団の変形の依存性を明らかにすることを目指した。そこでは、真値のわかる数値データで試した所、我々の提案した手法ではモデルで仮定した細胞の力学的な性質によらずに高い精度で推定と真値が一致した。また、実験的検証も行い、他の手法で見積もった値と整合性を得た。
（３）自己駆動粒子の一般的力学系モデルの提案として、静止状態が不安定化する分岐点近傍において回転解と振動解について、解の存在条件とその線形安定性を調べた。また、分岐点から離れたところで回転解が安定に存在する条件についても解析を行った。本研究は、公募A03班義永那津人氏との共同研究である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題は、生物系、非生物系に分かれて実験的、理論的な研究を行っている。研究実績にも書いたように、それぞれ研究成果はおおむね申請時に予定したものであった。班内・班外セミナーなども積極的に行い、他班との共同研究も進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに行った研究を発展的に進めるとともに、来年度以降も他班との連携を図り共同研究へと更なる発展を目指す。
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