自己駆動する集団におけるカイラル輸送現象の研究

自驱群体中手性输运现象的研究

• 批准号: 21H01007
• 负责人: 早田 智也
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01007/
• 关键词: アクティブマター; トポロジー; カイラル; 液晶; カイラリティ

本研究の目的はアクティブマターと呼ばれる環境もしくは自己の持つ自由エネルギーを消費して自発的に駆動する集団において、集団を構成する粒子がもつミクロなカイラリティ(キラリティ)により発現するマクロな電荷、運動量、熱などの移動現象(カイラルな輸送現象)を統一的に記述する基礎理論、すなわち、アクティブカイラル輸送理論を構築することである。 この目的を達成するために理論と実験の双方から研究を行った。より具体的にはagentbased modelに基づく細胞間多体相互作用を記述するミクロな理論の数値シミュレーションと神経幹細胞を用いた実験との定量的な比較を行い、実験で発現した位相欠陥に細胞が集積する現象のミクロな機構を解明する研究を行なった。全細胞のダイナミクスのトラッキングから細胞間の相関の測定を行い、測定した相関を再現するようにagentbased modelのパラメータを決定する逆問題を解くことで、ミクロな模型のパラメータを決定する方法を構築した。実験サイドは細胞のトラッキング技術を向上させることで、細胞間の相関関数の長時間かつ精密な測定が可能になった。理論サイドは、実験から逆問題を解いて決定したパラメータに基づいて、円形領域で細胞を培養した状況の数値計算を行い、位相欠陥とその周りの細胞のダイナミクスの解析を行なった。従来のagentbased modelは等方的なネマチック相互作用を仮定しているが、位相欠陥周りの細胞の集積ダイナミクスを正しく記述するためには、非等方かつ非相反な相互作用が必要であることが数値計算から明らかになった。

The purpose of this study is to study the phenomenon of particle movement, charge, motion and heat transfer in the environment, in the environment A unified description of the basic theory of transport phenomena, the construction of transport theory, etc. The goal is to achieve both theoretical and practical results. Specific agent-based models describe cellular multi-body interactions between cells, theoretically and quantitatively compare them with stem cells, and demonstrate the mechanisms of cellular aggregation. Determination of correlation between cells in whole cells, determination of correlation, determination of inverse problem of agent-based model, construction of inverse problem of agent-based model In order to improve the technology of cell separation, it is possible to measure the correlation between cells for a long time and accurately. The theoretical solution of the inverse problem is determined by the calculation of the numerical value of the cell culture condition in the circular field, and the analysis of the cell culture condition in the circular field. The agent-based model is based on the equation of the interaction between the two components. The interaction between the two components is described in the equation of the interaction between the two components.

项目成果

Active matter physics in multicellular dynamics and quantum models

多细胞动力学和量子模型中的活性物质物理学

• 发表时间: 2022
• 作者: 山家 椋太;速水 賢;川口 喬吾
• 通讯作者: 川口 喬吾

恒常性・発生動態における 細胞運命決定のルール推定

体内平衡和发育动力学中细胞命运决定规则的估计

• 发表时间: 2021
• 作者: 吉岡 潤; 深尾 浩次;川口 喬吾
• 通讯作者: 川口 喬吾

Chirality in the collective migration of neural progenitors

神经祖细胞集体迁移中的手性

• 发表时间: 2022
• 作者: 羽田野直道;井村健一郎;川畑幸平;小布施秀明;Tetsuya Ishiwata;川口 喬吾
• 通讯作者: 川口 喬吾

非エルミートハバード模型の 量子モンテカルロ計算

非厄米哈伯德模型的量子蒙特卡罗计算

• 发表时间: 2022
• 作者: Mana Kato;Hiroshi Fujiwara and Hitoshi Imai;中田聡;早田 智也
• 通讯作者: 早田 智也

生命現象と多体系物理 ―流れる細胞集団、ターンオーバーする組織―

生命现象和多体物理学 - 流动细胞群、周转组织 -

• 发表时间: 2021
• 作者: Jun Yoshioka;Koji Fukao;川口 喬吾;川口 喬吾
• 通讯作者: 川口 喬吾