Mathematical framework for pattern formation of biological systems

生物系统模式形成的数学框架

• 批准号: 23654036
• 负责人: KOBAYASHI Ryo
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23654036/
• 关键词: 形態形成; 自律分散; 血管リモデリング; 肺の分岐構造; 数理モデル; 真正粘菌変形体; 血管網; 卵割; アメーバ運動

Biological pattern formation is linked to its functionality, and it is quite different from patterns of non-living system. We are trying to construct a mathematical framework to describe biological pattern formations. In this research, we selected pattern formation of lung and remodeling of vascular network as themes, and studied these systems from the point of view of autonomous decentralized system. Concentration of FGF10 in the former and sear stress and pressure of the blood in the latter are the key information, and cells correspond to these local information. Our mathematical model could reproduced functional networks in each case.

生物模式的形成与其功能密切相关，它与非生命系统的模式有很大的不同。我们正试图构建一个数学框架来描述生物模式的形成。在本研究中，我们选择了肺的形态形成和血管网络的重构作为主题，从自治分散系统的角度对这些系统进行研究。前者中FGF10的浓度和后者中血液的应力和压力是关键信息，细胞与这些局部信息相对应。我们的数学模型可以在每种情况下重现功能网络。

项目成果

Common theory for path genesis of adaptive network

自适应网络路径发生的共同理论

• 发表时间: 2011
• 作者: A. Tero;T. Nakagaki and R. Kobayashi
• 通讯作者: T. Nakagaki and R. Kobayashi

Slow and steady wins the race: relationship between accuracy and speed of Turing pattern formation

缓慢而稳定地赢得比赛：图灵模式形成的准确性和速度之间的关系

• 发表时间: 2012
• 作者: Seiichi Iwamoto;Yutaka Kimura and Toshiharu Fujita;T. Miura
• 通讯作者: T. Miura

Fluid-filled Soft-bodied Amoeboid Robot Inspired by Plasmodium of True Slime Mold

受真实粘菌疟原虫启发的充满液体的软体变形机器人

• 发表时间: 2012
• 期刊: Advanced Robotics
• 影响因子: 2
• 作者: T. Umedachi;R. Idei;T. Nakagaki;R. Kobayashi and A. Ishiguro
• 通讯作者: R. Kobayashi and A. Ishiguro

適応的ネットワーク形成の数理モデル

自适应网络形成的数学模型

• 发表时间: 2012
• 作者: 赤岩香苗;近藤弘一;岩崎雅史;中村佳正;澤 正憲;小林 亮
• 通讯作者: 小林 亮

Modeling lung branching morphogenesis via epithelial-mesenchymal interaction

通过上皮-间质相互作用模拟肺分支形态发生

• 发表时间: 2011
• 作者: A. Tero;T. Nakagaki and R. Kobayashi;Naofumi Muraki;峯崎 征隆;佐伯修;T. Miura
• 通讯作者: T. Miura