Continuum theory of growing cellular tissues and its application to organ formation

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発生過程においては、異なる種類の細胞が適切に分離すること（細胞選別）が重要である。細胞選別の起こる連続体モデルに関して考察を進めた。極性場の効果が細胞腫によって異なるモデルを構築し、連続体モデルの数値シミュレーションを行い、異種の細胞腫の相分離が起こることを示した。具体的には、高分子溶液等での相分離現象を記述する二成分流体の連続体方程式の構築法を参考にし、極性場による自己推進運動を導入した。このようなモデルでは、極性場の影響以外にも、二成分の持つさまざまな性質の非対称性が導入可能である。上記の相分離は平衡系のものとは異なり、アクティブな効果があって初めて生じるものである。現在、極性場を多成分にした場合や、相分離の時間発展の詳細なベキ則の解析等をおこなっている。またこのような相分離現象を記述する二成分流体の理論の基礎的な研究も行なった。一例としては、温度勾配下での熱浸透効果の研究をおこなった。温度勾配下での輸送現象は、非平衡物理の基礎的な問題として長年考察されているものの、定性的に輸送方向の理解をすることすら困難な場合も多い。今回は、二成分流体の連続体方程式を温度不均一の状況での一成分の気液転移を記述する動的 van der Waals理論に倣って構築した。その方程式を解析することで、熱流により誘起される力の表式を導出し、臨界点近くの二成分流体が上部臨界温度をもつか下部臨界温度をもつかに応じ、輸送の方向が異なることを明らかにした。