2022 Fiscal Year Research-status Report
２つの発振源からの波の干渉による繊毛メタクロナールウェーブ伝播方向の制御
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21K19228
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
岩楯 好昭 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (40298170)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沖村 千夏 山口大学, 大学院創成科学研究科, 学術研究員 (80895392)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 細胞運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
繊毛は単細胞生物から高等動物の胚、気管上皮、卵管等にまで普遍的に存在する重要な運動器官、感覚器官である。 個々の繊毛の前後非対称な屈曲により一方向性の水流が生じ、単細胞生物ならば遊泳し、気管では異物を排出、卵管では卵子を子宮に運搬する。繊毛は1本1本が独立に運動しているにも関わらず、隣接した繊毛は一定の位相の差を保って屈曲している。このため屈曲は、ちょうどスタジアムで人が作り出すいわゆるウェーブのように伝播する。この伝播する屈曲の波はメタクロナールウェーブと呼ばれる。 ゾウリムシ体表を伝播するメタクロナールウェーブの方向は、外液の粘性に依存して変化する。この事実は、まるでメタクロナールウェーブに発振源が存在し、それが外液の粘性に依 存して移動することを示唆している。しかし、ゾウリムシの体表に発振源となる構造が存在するとしても、それが移動するとは考えにくく、繊毛のメタクロナールウェーブの伝播方向決定メカニズムは現在も不明である。研究代表者は、もし発振源が2つあれば、発信源が移動しなくても、双方からの波同士の干渉で伝播 方向が制御可能ではないかと着想した。応募者はゾウリムシのメタクロナールウェーブが細胞前端と口部という2つの発振源からの波の干渉によって生じると推察し、本研究ではこの仮説を実証することを目指している。 この仮説を実証するために、前年度、2次元平面でメタクロナールウェーブを観察可能なゾウリムシの表層シートを作成し、細胞前端部と細胞後部という２つの箇所からの波の発振を観察した。今年度はそれらから発せられる波の干渉、発生中心の移動の様子を観察した。
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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
新型コロナウイルス感染症の流行により、これまで各種研究集会が現地開催されずオンライン等の方式による開催となっていたため、新しい知見を得ることが難しかったが、最近順次対面方式での開催の学会が増え、本研究上最も重要な知見を得ることができるようになり、順調に研究を遂行させることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
メタクロナールウェーブの干渉の様子、渦状のウェーブが伝播される様子を高速度カメラで精緻に確認することを目指す。それができたら、干渉後、波同士が打ち消し合う様子、渦の中心が移動する様子をつぶさに観察することを目指す。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症の流行の影響で学会年会等、研究集会が現地開催ではなくオンラインのものもあったため旅費が不要であった。また、研究試薬など消耗品が研究室在庫及び、他研究との併用でまかなえ、学生アルバイト等も不要であった。一方、次年度以降、コロナによる出張等の自粛がほとんどなくなり、研究打ち合わせなど活発に行えるようになると期待される。研究の大きな推進が見込まれるため、謝金等人件費が必要になると考えられる。次年度には、研究補助員の雇用、学会の現地参加旅費等を計画的に予定し、研究費を有効に利用する。
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