多細胞化の直接的生存価に関する熱雑音仮説

关于多细胞化直接生存价值的热噪声假说

• 批准号: 17657025
• 负责人: 下澤 楯夫
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17657025/
• 关键词: 熱雑音; 信号; 情報伝送速度; 淘汰圧; 加算平均; 多細胞化; 進化; 神経細胞

受精卵は卵割を繰り返して単細胞から多細胞へと移行する。受精卵の卵割を、単細胞生物から多細胞へと移行した進化過程のモデルとして扱い、多細胞化が、単細胞に比べて、熱雑音に埋もれた微弱な観測信号の信頼性(情報量)を加算平均化によって改善していることを実証する。これまでに、コオロギの気流感覚細胞は分子1個の平均運動エネルギー【approximately equal】k_BT(常温で約4×10〜<-21>Joule)に応答できることを実測し、この熱雑音感受性が神経系の基本構造である並列伝送回路の起源であることを示した。ここで重要なのは、単一分子の熱揺動エネルギーを検出する程の高感度は進化の結果ではなく拘束である、という結論にある。その根拠は、もし細胞がかって低かった感度を上げてk_BT領域に近づいたのなら、自ら熱雑音の中に埋もれて行ったことになり、観測装置としての自殺行為に他ならないからである。時間的空間的に偏った資源環境は、情報伝送速度を上げる向きの淘汰圧として働く。生命誕生前の原始のスープで利用可能なエネルギーは熱揺らぎ幅k_BTの程度であり、このk_BTの程度のエネルギー差を観測して情報(負のエントロピー)に変換する非平衡系が生命である。生命の起源にとって、k_BTの程度のエネルギー感度は必然である。細胞表面に複数のレセプター分子を並べることも加算平均化になる。観測装置としての細胞が複数結合した加算平均化が生存価を増す。多細胞生物への進化は、単細胞生物に比べて、熱雑音に埋もれた微弱な観測信号の信頼性(情報量)を加算平均化によって改善した例である、ことの情報理論的検証を目的とした。当初計画は、割球数の増加にともなう膜電位雑音の振幅減少の実測によって、加算平均原理を実証するものであった。しかし膜電位雑音の計測は不安定で卵割前後の比較が困難であった。また代替法として試みた膜電位固定下での電流雑音の計測も不調に終わった。このため、多細胞化の熱雑音仮説の実証は達成できなかったが、その情報論的考察の拡張に寄与した。

The fertilized egg is divided into two parts: single cell, multicellular and migration. The information quality (information content) of the weak detection signal is improved by adding and averaging the data of the evolution process of the fertilized egg, the single cell organism, the multicellular organism, the multicellular organism and the migration process. The average motion of one molecule of influenza A cell is approximately equal to k_BT(about 4×10 ~ <-21>Joule at room temperature). This is an important part of the thermal evolution of a single molecule. It is highly sensitive to the evolution of results. The root of the disease, the cell, the low sensitivity, the high sensitivity, the high sensitivity, the low sensitivity, the high sensitivity, the low sensitivity, the high sensitivity, the high sensitivity, the low sensitivity, the high sensitivity, the high sensitivity, the low sensitivity, the high sensitivity, the low sensitivity, the high sensitivity, the high sensitivity, the low sensitivity, the high sensitivity, the Time, space, resources, environment, information transmission speed, and the elimination of pollution. Before the birth of life, the original form of life can be used to measure the difference between the thermal amplitude k_BT and the thermal amplitude k_BT. The origin of life, k_BT, the degree of life, sensitivity and inevitability. A number of molecules on the surface of cells are combined and averaged. The number of cells in the measurement device is increased by averaging. The evolution of multicellular organisms, the comparison of cellular organisms and thermal noise, and the enhancement of the signal reliability (information content) of information theory. In this paper, we propose to measure the amplitude reduction of membrane potential sound by increasing the number of spherical segments and to verify the principle of additive averaging. The measurement of membrane potential is unstable and difficult to compare before and after cutting. The measurement of current and noise under constant membrane potential The theory of multicellularization is proved to be effective in the investigation of information theory.

项目成果

Nitric oxide-cGMP signaling is critical for cAMP-dependent long-term memory formation

一氧化氮-cGMP 信号对于 cAMP 依赖性长期记忆形成至关重要

• 发表时间: 2006
• 期刊: Learn. Mem. 13
• 作者: Matsumoto Y.;Unoki S.;Aonuma H.;Mizunami M.
• 通讯作者: Mizunami M.

昆虫の聴覚器官-その進化-

昆虫听觉器官-它的进化-

• 发表时间: 2006
• 期刊: 比較生理生化学 23・2(印刷中)
• 作者: Iwasaki;M.;Delago;A.;Nishino;H.;Aonuma;H.;西野浩史
• 通讯作者: 西野浩史

Nitric oxide synthase in crayfish walking leg ganglia: segmental differences in chemo-tactile centers argue against a generic role in sensory integration.

小龙虾行走腿神经节中的一氧化氮合酶：化学触觉中心的节段差异反对感觉统合中的通用作用。

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Comp. Neurol. 501
• 作者: Ott S.R.;Aonuma H.;Newl;P.L.;Elphick M.R.
• 通讯作者: Elphick M.R.

Experience based agonistic behavior in female crickets, Gryllus bimaculatus

雌性蟋蟀（Gryllus bimaculatus）基于经验的竞争行为

• 发表时间: 2006
• 期刊: Zool. Sci. 23
• 作者: Delago A.;Aonuma H.
• 通讯作者: Aonuma H.

Gaseous neuromodulator-related genes expressed in the brain of honeybee Apis mellifera.

蜜蜂大脑中表达的气体神经调节剂相关基因。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Develop. Neurobiol. 67
• 作者: Watanabe T.;Kikuchi M.;Hatakeyama D.;Shiga T.;Yamamoto T.;Aonuma H.;Takahata M.;Suzuki N.;Ito E.
• 通讯作者: Ito E.