生物群集全体と各２種間相互作用との関係を人工生態系での総当たり実験により解明する

通过人工生态系统中的强力实验阐明整个生物群落之间的关系以及每两个物种之间的相互作用

• 批准号: 20K06825
• 负责人: 細田 一史
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research (2021-2022)Osaka University (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06825/
• 关键词: 実験生態系; 人工生態系; 生物群集; 種間相互作用; 微生物; 適応

本研究では、微生物による人工生態系を用いて、群集全体と各2種間相互作用総和の関係を解明する。全体として次の5項目を行う：[1] 単種の系、２種の系、全種の系の実験と測定、[2] 機械学習による生物種同定手法の確立、[3] 全種のデータから推測される種間相互作用と、２種のデータとの比較、[4] 単種及び２種のデータからの全種予測と、全種のデータとの比較、[5] 総合解析とまとめ。このうち2022年度には計画通り[4]および[5]について取り掛かり、以下のような結果を得た。前年度に続き、3種以上のデータを用いずに単種と2種のデータを説明するモデルを作り、このモデルが3種以上のデータをどれだけ予測できるかを調べた。前年度には、一般化線形モデル(GLM)では予測と実験が合わない部分が多いこと、動態モデルとして多種のMonod型モデルを用いた場合には多くが矛盾なく説明できることが分かっていた。本年度は、この動態モデルを用いて、さらに複雑な状況である『生態系と生態系の混合』を試した。この実験を行い、動態モデルの予測と比較したところ、やはり多くが矛盾なく説明できることが分かった。以上から、動態はおよそ理解できたと考えられる。一方、説明できない部分もある。それは主に生物の適応であり、例えば大腸菌は世代を超えずに形状が変化し、これが大きく動態に影響することが分かっていた。これに関しては、捕食者に依存するケミカルな応答での表現型可塑性が含まれることを実験的に確かめた。それ以外にも、長期に培養した際の変化は説明できていない。これは進化と考えられるため、生物を単離し、再度混合すると、その生物の性質は元のものとは変化していることが確認された。これら適応は非常に重要であるが、本研究の枠を超えており、重要な次の研究につながったと言える。

This study was conducted to elucidate the interactions and relationships between two species of microorganisms, artificial ecosystems, and clusters. All 5 items in total: [1] Measurement of single species, 2 species, and all species, [2] Establishment of machine learning and homologous identification methods, [3] Speculation of all kinds of species and interactions between species, comparison of two species of species, [4] Single species and 2 species of のデータからのFull species prediction と, Full species のデータとの comparison, [5] 総合analytic とまとめ.このうち2022 annual plan passり[4]および[5]についてtake りhangかり, the following のような results are obtained. Previous year's に続き, 3 or more kinds of のデータを use いずに単kind and 2 kinds of のデータを explanation するモThere are more than 3 kinds of デルを作り and このモデルがのデータをどれだけpredicted できるかを调べた. Previous year's data, Generalized Linear Map (GLM) forecast data, partial data, and dynamic dataとしてMultiple のMonod type モデルを Use いた occasion には多くが contradictory なく explanation できることが分かっていた. This year's dynamic activities of the current year have been tested using the "Ecosystem and Ecosystem Mix" using the "Ecosystem and Ecosystem" status.この娟験を行い, dynamic モデルの Prediction and comparison したところ, やはり多くがambivalent なく explanation できることが分かった. The above is a dynamic and dynamic understanding of the situation. On the one hand, the description is the same as the part.それは主にbioticのAdaptationであり、 Exampleえばcoliformはgenerationを超えずにshaped The status changes, the dynamic changes affect the situation, and the changes are divided.これに关しては, predator にdependence するケミカルな応 Answer phenotypic plasticity がcontaining まれることを実験的に真かめた. The reason for the long-term cultivation and transformation is the explanation of the change.これはevolutionとtestえられるため, creature を単利し, mixed again すると,そのbiotic's nature は元のものとは変化していることがconfirmされた. It's very important, it's very important, it's super important, it's important, it's important.

项目成果

生物進化と生態系変化の制約にモデル人工生態系で迫る

使用模型人工生态系统接近生物进化和生态系统变化的约束

• 发表时间: 2020
• 作者: 細田 一史;村上 なおみ;瀬尾 茂人;長田 穣;松田 秀雄;近藤 倫生;古澤 力
• 通讯作者: 古澤 力

無数の小世界をつくって生命の法則にたどり着きたい

我要创造无数个小世界，得出生命的法则。

• 发表时间: 2020
• 作者: 金谷弦;むつ市立川内小学校5年生;山田勝雅;五十嵐健志;細田 一史
• 通讯作者: 細田 一史

今や簡単に家管理、ラボ管理、実験機器連携が低コストかつ思いつきで自動化できる

现在，房屋管理、实验室管理和实验设备协调可以轻松地以低成本且随心所欲地实现自动化。

• 发表时间: 2020
• 作者: Murakami Takahiro;Paris Carolina;Chirino M?nica;Sasa Chifune;Sakamoto Hironori;Higashi Seigo;Sato Kazuki;細田 一史
• 通讯作者: 細田 一史

モデル生態系として人工的に設計された微生物群集

人工工程微生物群落作为生态系统模型

• 发表时间: 2021
• 作者: 細田 一史;村上 なおみ;瀬尾 茂人;長田 穣;松田 秀雄;近藤 倫生;古澤 力
• 通讯作者: 古澤 力

無数の実験生態系から生命の法則を探る

从无数实验生态系统中探索生命规律

• 发表时间: 2021
• 作者: 持田 浩治;香田 啓貴;北條 賢;高橋 宏司;須山 巨基;伊澤 栄一;井原 泰雄;細田 一史
• 通讯作者: 細田 一史