Study of Segment Regeneration and Fibonacci-ratio development with the aid of Polynomial-life models

借助多项式寿命模型研究线段再生和斐波那契比率发展

• 批准号: 18K12036
• 负责人: 吉田 寛
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K12036/
• 关键词: 再生; 動的平衡; 乱数; 細胞協働; セグメント再生; パターンマッチ; 対数周期; 節のモデル; セグメント; Polynomial-life model; 多項式生命モデル; フィボナッチ比発生; 植物的器官・動物的器官

動物の肢を構成する複数の節（関節間）の長さの比率はダヴィンチの人体図で描かれて居るようにフィボナッチ比率とも黄金比率ともいわれている。しかし、どのようにそれらの比率が発生過程で形作られているのかは分かっていない。また、コオロギ脚などは切断されても、その先の関節も含めて再生できる（セグメント再生） 。R３年度までに築したセグメント再生の為のモデルを流用して、節の長さの比がフィボナッチ数・黄金比率になる初期細胞群と成長ルール（多変数多項式の演算セット）を導出しようと試みた。更に、リンデンマイヤシステムと乱数とによるアプローチを試した。これは多細胞では環境からの外乱が影響してくるためであり、崩壊現象ーー癌化ーーを取り入れる為であった。ここでの目的は以下の２つに要約された。○３次元臓器再生条件の解明： 昨今各種臓器の再生が試みられている。実際の臓器の繊維だけを残した足場を利用して iPS細胞などを増殖・分化させる方法がある。しかし、多種類の多細胞がときにフラクタル的に入り組んだ臓器の構築・再生は容易でない。そこで３次元・フラクタル形状の表現が容易なモデルを用いて内臓――植物的器官の再生条件を探究した。本年度はリンデンマイヤシステムモデルも使ってこのフラクタル形状の再現も試みた。○癌化への道筋の解明：癌化はある細胞の増殖が止まらなくなり、すなわち細胞群の協働性が失われる現象と考えられる。本年度は遅い合成作用と速い分解作用との組み合わせからなる動的平衡の概念のアプローチと乱数による外乱の作用の再現を試みた。

Animals の limb を す る plural の section (masato internode) の さ の ratio は ダ ヴ ィ ン チ の human 図 で tracing か れ て in る よ う に フ ィ ボ ナ ッ チ ratio と も golden ratio と も い わ れ て い る. The ratio of <s:1> to <s:1> ようにそれら <e:1> in the process of が occurrence is で in the form of られて る る る な,, って, って and な respectively. ま た, コ オ ロ ギ foot な ど は cut さ れ て も, そ の の first masato section contains も め て regeneration で き る (セ グ メ ン ト regeneration). R3 annual ま で に built し た セ グ メ ン ト regeneration の is の モ デ ル を flow with し て, long section の さ の than が フ ィ ボ ナ ッ チ number, ratio of gold に な る initial cells grow と ル ー ル (multi - number of polynomial の calculus セ ッ ト) を export し よ う と try み た. And に, リ デ デ デ デ ヤシステムと ヤシステムと ヤシステムと ヤシステムと random numbers とによるアプロ チを チを try チを た. こ れ は multicellular で は environment か ら の outside disorderly が affects し て く る た め で あ 壊 り, crack phenomenon ー ー canceration ー ー を take り れ る for で あ っ た. The following に 2 に に offer された. 〇 3-dimensional organ regeneration conditions <s:1> explanation: yesterday and today, various organ <s:1> regenerates が try みられて る る る. Be interstate の viscera の 繊 d だ け を residual し た foot を of し て iPS cells な ど を raised colonization, differentiation さ せ る method が あ る. <s:1>, multi-species and multi-cellular がと にフラ にフラ <s:1> タ タ タ タ タ タ タ に for the construction and regeneration of んだ organa <e:1>, <s:1> is easy to でな. そ こ で 3 yuan, フ ラ ク タ ル shape の performance が easy な モ デ ル を with い て routine in - plant organ regeneration condition を の explore し た. In the current year, リ リ デ デ デ ヤシステムモデ ヤシステムモデ <e:1> will be used to reproduce the って <s:1> フラ フラ フラ タ タ みた shape <e:1>. .through canceration へ の way reinforced の interpret: cancer は あ が check ま る cells の raised colonization ら な く な り, す な わ ち cells の association 働 sex が lost わ れ る phenomenon と exam え ら れ る. This year は 遅 い い synthesis effect と speed decomposition と の group み close わ せ か ら な る concept of dynamic balance の の ア プ ロ ー チ と random number に よ る outside disorderly の role の reappearance を try み た.

项目成果

A model for analyzing phenomena in multicellular organisms with multivariable polynomials: Polynomial-life model

用多元多项式分析多细胞生物现象的模型：多项式生命模型

• 发表时间: 2018
• 作者: 比嘉昌;速水隆太郎;吉田 寛
• 通讯作者: 吉田 寛

A model of regenerating patterns using a random-walk model

使用随机游走模型的再生模式模型

• 发表时间: 2019
• 作者: Kohei Kato;Saber Al-Sobaihi;Hind Al-Busani;Aya Nishizawa;Masato Ohmi;Hiroo Yokozeki;Takeshi Namiki;田中 考祐，邱 建輝，境 英一，伊藤 一志;吉田 寛
• 通讯作者: 吉田 寛

A model of cells' regeneration towards smart healthcare

细胞再生走向智能医疗的模型

• 发表时间: 2023
• 期刊: Human Assisted Intelligent Computing: Modelling, Simulations and Its Applications
• 作者: Yusaku Sannami;Yukiko Nishizaki;西崎友規子，久保克弘;草野泰輝，西崎友規子;西崎友規子，永井聖剛;西崎友規子;久保克弘，西崎友規子;須藤崇夫，平久江祐司;平久江祐司;堀川照代，米澤久美子，重実和美，門脇久美子，漆谷成子，林良子，野口武悟，平久江祐司;H. Yoshida
• 通讯作者: H. Yoshida

A model of regenerating patterns using a random-walk model

使用随机游走模型的再生模式模型

• 发表时间: 2019
• 作者: Akinori Oda;Ryota Takamiya;Rin Kaneko;Haruna Yoshida;Yuta Yanagita;Hatsumi Sekiguchi;Yoshihito Nobe;Kazuaki Muramatsu.;Hiroshi Yoshida
• 通讯作者: Hiroshi Yoshida

A model of leg-segment regeneration with the aid of log-periodic curves

借助对数周期曲线的腿段再生模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Yonemitsu Fumiya;Sasaki Kyoshiro;Gobara Akihiko;Kosugi Koji;Yamada Yuki;Yamada Yuki;H. Yoshida
• 通讯作者: H. Yoshida