細菌の多細胞的行動による形態形成

细菌多细胞行为的形态发生

• 批准号: 06452067
• 负责人: 松下 貢
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Chuo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06452067/
• 关键词: 細菌コロニー; 形態形成; 形態遷移

私たちは最近、大腸菌や枯草菌などごく普通の細菌を寒天平板上に培養したときに成長するコロニーのパターンが、栄養濃度と寒天濃度(培地の固さ)という環境を決める二つのパラメータを変えるだけで、多様に変化することを見出した。そしてこれまでの一連の研究により、特に枯草菌についてコロニー・パターンの相図を定量的に確立することができた。即ち、自己相似フラクタルであるDLAパターンや、全体としてはコンパクトだがパターン界面だけに注目するとそれが荒れていて自己アフィン・フラクタルだと思われるEden的パターン、同心リング状パターン、枝分かれが密集したDBM的パターン、一様等方なディスク状パターンといった、5種類の典型的なパターンを呈する領域があることを明らかにした。また、成長途上のコロニーの顕微鏡観察によって、寒天培地がある程度以上柔らかくなると個々の細菌細胞が寒天培地上を能動的に動き回ることを見出した。この能動的運動がコロニーのパターン変化をトリガーするのである。本研究では最も単純なパターンである一様等方なディスク状コロニーについて界面の成長速度、コロニー内の個々の細菌の密度や拡散係数などを詳しく測定することにより、このようなコロニーの形成が基本的にフィッシャー方程式で記述できることを明らかにするとともに、他の領域のコロニー形成をも記述できるようなモデルの提案を行った。しかし、Eden的コロニーの自己アフィン性の確認はまだであるし、DLA的パターン以外の他の領域のコロニーの形成機構はまだ不明な点が多く、今後の興味ある課題として残っている。また、同心リング状コロニーの形成で有名なプロテウス菌についてコロニー・パターンの相図を確立すべく研究を進めているが、ごく最近、ある条件下でコロニーが常に時空カオス的パターンを呈することを発見した。現在、その発現機構等を調べている。

The most recent, Escherichia coli, Bacillus subtilis, common bacteria, cold plate culture, growth, culture concentration, cold concentration, environment determination, two kinds of different types of bacteria, multiple types of bacteria, and so on. A series of studies have been carried out to establish the quantitative relationship between the two species. That is to say, the DLA is similar to the DLA, the whole is similar to the DLA. The bacteria cells on the growth path are more flexible than the bacteria cells on the growth path. The motion of this kind of motion can be divided into three parts: In this study, the growth rate of the interface, the density and dispersion coefficient of the bacteria in the interface were measured in detail. The basic equation of the formation of the bacteria in the interface was described in detail. Eden's self-determination, DLA's self-determination, and other areas of the formation of mechanisms are unclear points, future interest, and issues. The study of the formation of concentric groups of particles under the conditions of the most recent and most frequent space-time groups of particles was carried out. Now, the company's development agencies, etc. are in the middle of the adjustment process.

项目成果

K.Komatsu: "Pattern Formation by Reproducible Random Walkers in Irreversibly Expandable Enclosure" J.Phys.Soc.Jpn.63. 3230-3233 (1994)

K.Komatsu：“不可逆可扩展外壳中可重复随机游走的模式形成”J.Phys.Soc.Jpn.63。

O.Moriyama: "A Simple Model for Target Patterns and Spiral Waves" J.Phys.Soc.Jpn.64(印刷中). (1995)

O.Moriyama：“目标模式和螺旋波的简单模型”J.Phys.Soc.Jpn.64（印刷中）。

松下貢: "細菌集団によるパターン形成" 科学(岩波書店). 64. 104-113 (1994)

Mitsuru Matsushita：“细菌群体的模式形成”（Iwanami Shoten）（岩波书店）。

J.Wakita: "Experimental Investigation on the Validity of Population Dynamics Approach to Bacterial Colony Formation" J.Phys.Soc.Jpn.63. 1205-1211 (1994)

J.Wakita：“细菌菌落形成群体动力学方法有效性的实验研究”J.Phys.Soc.Jpn.63。