Inverse problems on low-dimensional composite microorganism systems

低维复合微生物系统的反问题

• 批准号: 20K03750
• 负责人: 齋藤 保久
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Shimane University
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03750/
• 关键词: ケモスタット微分方程式; 複合微生物系; 振動的共存; 逆問題解析

環境浄化では、どの微生物がどういう条件下でフェノール分解能を最大限発揮するかという既知データから、それら複数種類の協働によって発現される機能のリストアップが希求されている。少数種類のなす不確かな内部構造をもつ複合微生物系を、実際の微生物動態と定性的にも定量的にも合致するケモスタット微分方程式でモデル化し、解のふるまいから内部構造を同定する数学ー逆問題解析―を展開する本研究課題において、実施３年度目における研究実績は以下に記す通りである。当研究の実施初年度、2年度に引き続き、Ralstonia sp. P-10株、Comanioans testosterone R2株、及びLaB-08の３菌株が形成する複合微生物系において、各菌の単一微生物系としてのフェノール分解能と増殖速度に関する実測値、及びそれらの複合微生物系としてのフェノール分解能と菌ごとの増殖速度に関する実測値をもとに、同系の内部構造を逆問題的視点から解き明かす研究を行った。研究協力者である2名の微生物学者（静岡大学、東京大学）のほか、静岡大学・博士後期課程の大学院生を新たな研究協力者に迎え入れて研究を進め、先述の３菌株の複合微生物系のおいて、数学、実験、数値シミュレーションを逐次的、相補的に組み合わることにより、起こりうる平衡状態を明らかにするとともに、そのほとんどすべては振動的な共存系であるという興味深い成果を得た。現在、この成果について論文執筆中である。なお、同成果の一部を2022年9月に開催された生物工学会中部支部例会で報告し、発表者であった前出の大学院生が支部長賞を受賞している（演題：「複合系の好適制御のために：Dry & Wet 解析から見えてきた三菌株の安定的共存系の仕組み」）。

It is known that the maximum limit of the decomposition energy of microorganisms under the conditions of environmental purification and microorganisms is knownデータから, それら plural types の合働によって発 appear されるfunctionality のリストアップが 愿されている. The internal structure of a few species is uncertain, and the compound microbial system is the same. Solution to the internal structure of the solution のふるまいから Internal structure を Same determination する Mathematics ー Analysis of the inverse problem - を Expand す る This study The research topic is the following and the 3rd year project of the project is the research achievement. When researching the first year, second year of research, Ralstonia sp. P-10 strain, Comanioans testosterone R2 strain, and LaB-08 strain がする compound microorganism system において, each bacteria The single microbial system, the decomposition energy, the growth rate, the test value, and theれらの compound microorganism system としてのフェノールdegradable bacteria ごとのgrowth speed に关する実Measurement value, internal structure of the same system, inverse problem viewpoint, solution, research, and execution. Research collaborators: である2 microbiologists (Shizuoka University, University of Tokyo), のほか, Shizuoka University・PhD postgraduate program Graduate student of the Faculty of Science and Technology, Research Collaborator of the Department of Composite Microbiology, Department of Compound Microbiology, Mathematics , 実験, number シミュレーションを successively, complementary に group み合わることにより, 出りうるbalanced state をThe coexistence system of the 明らかにするとともに, そのほとんどすべては vibration is deeply interesting and the results are obtained. Currently, the results of the research are being written.なお, the report of the regular meeting of the central branch of the Society of Biotechnology will be held in September 2022, and the report will be published.あった前出の大graduate student が长选している(Performance title: "Complex system の好Adaptation control のために: Dry & Wet analysisから见えてきたthree strains of stable coexistence systemの士组み」).

项目成果

複合系の好適制御のために：Dry & Wet 解析から見えてきた三菌株の安定的共存系の仕組み

复杂系统的优化控制：通过干湿分析揭示三种菌株稳定共存系统的机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 本荘雅宏;鈴木研志;齋藤保久;武田和宏;木村元彦;石澤秀紘;田代陽介;二又裕之
• 通讯作者: 二又裕之