微細藻類における生物対流の分子機構と生物学的意義に関する研究

微藻生物对流的分子机制及生物学意义研究

基本信息

批准号：
19657015
负责人：
佐藤直樹
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

生物対流は遊泳細胞の集団が示すパターン形成で,マクロなパターンに注目して流体力学的なシミュレーションが行われてきたが,実際の細胞の挙動は観察されてこなかった。本研究では側面観察型顕微鏡を製作し,これを用いて,生物対流確立に至る細胞の動態を観察することにはじめて成功した。1.クラミドモナスのさまざまな野生株の中から,光走性の極めて活発な株を選択して実験に用いた.2.通常の生物対流では細胞を表面に集めるが,表面張力のために表面が歪み,横からの観察には適さない.このため,Percollを培地に加えてその密度を細胞の密度よりも高め,下から照射した光に集めるようにして,倒立対流をおこす系を開発した.またこの系は光照射により反応を開始することができ,均一系から生物対流確立にいたる過程を詳細に観察することができる.3.透過光による観察では,密集した細胞集団における個々の細胞の動きをとらえることができない.このため,光走性誘導光を励起光としても用い,蛍光による観察系も確立した.4.得られた像から細胞の軌跡を求め,細胞運動の局所的動態の統計量を求める計算システムを構築した.これを用いて解析した結果,細胞が密集した集団内でも渦巻き運動(小噴火)があり,これが集積した細胞層の厚さの不均化を助長することによって,大きな細胞群の流れ(大噴火,plume形成)を引き起こすというシナリオが推定された..今後は,1個の細胞の運動を追跡する観察や,培地の流れを調べる観察も行い,生物対流確立の機構をシミュレートできるところまで持っていきたい.

生物学对流是游泳细胞种群显示的模式形成，并且已经对宏观模式进行了流体动力学模拟，但尚未观察到实际细胞的行为。这项研究用于创建侧视显微镜，并使用它来观察细胞的动力学，从而建立生物学对流。 1。在各种野生衣原体菌株中，选择并在实验中选择了高度活性的光效应菌株。 2。在正常的生物学对流中，在表面收集细胞，但表面张力会导致表面紧张，从而使其不适合从侧面观察。因此，我们开发了一个系统，该系统通过将Percoll添加到培养基中并将其密度增加到从下方照射的光中增加。该系统还可以通过光照射引发反应，从而可以详细观察从均匀系统到建立生物对流的过程。 3。发射光的观察不允许在密集的细胞群中移动单个细胞。因此，光诱导的光也用作激发光，并且已经建立了使用荧光的观察系统。4。我们已经构建了一个计算系统，以计算从获得的图像中计算细胞的轨迹并获得细胞运动的局部动力学的统计数据。正如分析使用，我们估计了一个场景，即即使在细胞群中，即使在细胞中，旋转运动（较小），即使在大型细胞层的厚度中，大型细胞的厚度也不成比例，这也使大型细胞的厚度不成比。观察单个细胞的运动并观察介质的流动，我们将能够模拟建立生物学对流的机制。