パターン形成・秩序化過程の動力学


tutu_DictyModel05u非平衡物理の一テーマとして、高温側の無秩序相から低温側へ温度を急冷したときの秩序化過程や、細胞性粘菌のパターン形成を研究しています。

細胞性粘菌は、時間経過においてその存在形態を単細胞集団から多細胞集団のへと変化させるアメーバで、形態形成のモデルとしてよく調べられている生物です。

細胞性粘菌は、富栄養状態では個々の細胞はバラバラですが、飢餓状態になるとcAMPと呼ばれる化学物質を放出し、化学物質の集団的な振動状態を生成します。cAMPは走化性誘引物質として働き、凝集過程が開始されます。凝集によって集まった細胞集団は、盛り土状構造、移動体を経て、次世代の胞子を発芽させます。

このように、各段階ではcAMPや走化性が重要な役割を果たします。細胞性粘菌の研究には、遺伝子発現やタンパク質生成のネットワークといった分子レベルの見地での研究から、cAMPによる同期現象や走化性に基づいた形態形成といった、マクロな見地からの研究など、様々な興味に基づいた研究が行われています。

本研究室では、偏微分方程式を用いて界面の運動として形態形成を理解するという研究と走化性に関するモデルを用いた研究を行っています。

 

助教 筒 広樹

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京都大学 情報学研究科 複雑系科学専攻 非線形物理学講座