粘菌の形態形成における多様性の生成と開かれた自己言及性

粘菌形态发生中多样性的产生和开放的自我参照性

• 批准号: 09780599
• 负责人: 三宅 美博
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780599/
• 关键词: 形態形成; 化学・力学結合系; リズム; 相互拘束; 粘菌; 形態

前年度の研究成果より、細胞内リズムにおけるコヒーレンス生成崩壊サイクルと細胞形態における形態生成サイクルの間での相互依存関係が、真性粘菌の形態形成プロセスにおいて重要なはたらきを担っていることが実験的に示された。そこで、本年度は、このプロセスにおける相互拘束メカニズムを明らかにするために、前者を化学振動子の結合系として、後者を原形質流動に伴う力学系としてモデル化し、シミュレーション的に解析することを試みた。具体的には、化学振動子系はカルシウムおよびATPの非線型リズムの結合系と捉え、それらの濃度に依存して力学系における原形質流動の駆動力を生成すると考えた。また、力学系は原形質流動を記述するために流体力学系として捉え、その流動に伴う原形質輸送によって化学振動子の間でのカップリングに影響を及ぼすとした。これらの結果、化学系と力学系は相互拘束的挙動することがシミュレーション的にも確認された。さらに、化学系と力学系は、時間的に異なるタイムスケールで動作しており、化学振動子系における位相的コヒーレンスとしての位置情報の生成は、力学系におけるゆっくりした変化のもとに拘束を受けていることが示された。このことは、化学系における空間的多様性の生成を前提にして、個体としての時間的統合性を実現する上で力学系が有効であることを示唆している。

The research results of the previous year showed that the interdependence between intracellular morphology and cellular morphology was important for the formation of true myxomycetes. This year, the interaction between the two groups is discussed. The former is the binding system of chemical vibrators, and the latter is the analysis of the mechanical system of protoplasm. The specific chemical vibration system is a combination of ATP and non-linear vibration system. The concentration dependence of ATP on the mechanical system results in the dynamic generation of protomass flow. The fluid dynamics system describes the flow of protoplasm, and the flow of protoplasm is accompanied by the influence of chemical oscillations. The result is that the chemical system and the mechanical system are bound to each other. The difference between the chemical system and the mechanical system in terms of time is shown in the generation of positional information in terms of the phase of the chemical vibration subsystem. This is the premise for the creation of spatial diversity in chemical systems, the realization of temporal integration in individual systems, and the existence of mechanical systems.

项目成果

赤羽,三宅,山口: "粘菌の走性における化学振動子-力学系モデル" 生物物理. 38.suppl. S188 (1998)

Akabane、Miyake、Yamaguchi：“粘菌趋化性的化学振荡器动态系统模型”生物物理学 38.suppl。

三宅: "「生命」における設計" 現代思想. 25-7. 301-317 (1997)

三宅：“‘生活’中的设计”25-7 301-317 (1997)。

赤羽,三宅,山口: "化学振動子-力学結合系としての粘菌の環境適応モデル" 第11回自律分散システムシンポジウム資料. 83-88 (1999)

Akabane、Miyake、Yamaguchi：“粘菌作为化学振荡器-机械耦合系统的环境适应模型”第 11 届自治分布式系统研讨会材料 83-88 (1999)。

三宅: "「2中心モデル」とインターフェース表現" 日本ファジィ学会誌. 9-5. 637-647 (1997)

Miyake：“‘双中心模型’和界面表示”日本模糊科学学会杂志 9-5（1997）。

三宅: "相互拘束に基づく生成的プロセス" 生物物理. 37-suppl. S85 (1997)

Miyake：“基于相互约束的生成过程”生物物理学 37-suppl。