小林研究室│広島大学大学院 理学研究科 数理分子生命理学専攻 数理計算理学講座複雑系数理研究室

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研究室紹介

 本研究室の属する数理分子生命理学専攻は、数理科学と生命科学の融合研究をミッションとしている専攻です。
本研究室では、数理モデルとコンピュータシミュレーションを駆使することによって、生物の謎に挑戦しています。

当研究室を志望する学生へ:出身分野を問わず広く学生を募集しています。質問や見学希望の方は御連絡ください。

入試情報;広島大学大学院理学研究科入試情報
 
 
 
 

研究テーマ

生物の運動能力

 生物は複雑で不確定な環境の中を自在に動き回ることができます。現在のロボットには、こんな真似はできません。では、生物のようにしなやかにタフに動くことのできるロボットを作るには、どうすればよいのでしょう。その答えはまずは生物に訊いてみるしかなさそうです。我々はこの難題に挑戦すべく、プロジェクト研究(CREST)を開始しました。

 
 
 
 
 

計算するアメーバ --- 真正粘菌変形体

 真正粘菌変形体は巨大な多核単細胞生物です。器官らしい器官は無く、あたかも生きているマヨネーズといった風情。しかし、この生き物は迷路を解くことができるのです。解くだけでなく最短経路を見つけることができます。さらには迷路解きよりはるかに難しいスタイナー問題に対しても、結構いい答えを返してきます。これって知性でしょうか?
 Ig Nobel 賞に輝いた研究テーマ。

 

 

 

アメーバ運動のモデル

 単細胞生物の運動には「泳ぐ」と「這う」の二通りがありますが、アメーバ運動は「這う」方を指します。多くの単細胞生物や、我々の免疫細胞などが、この方式で活発に動き回っています。顕微鏡で動きがはっきり見ることができるにもかかわらず、実際どのようにしてアメーバ運動が起こっているかに関してはわからないことが多いのです。このもどかしい状況を打破すべく研究に励んでいます。

 



卵割の幾何学

 単純な形をした一つの卵から、複雑な生物の形が形成されていく過程は本当に神秘的です。発生の初期過程である卵割において、正常な胚が形成されるためには、時間的空間的に秩序だった細胞分裂が起こることが必要です。では、細胞たちはどのようにして自分が分裂すべきタイミングや方向を知るのでしょう?
 大胆な仮説を考えました。

 

 

 

 

 

 

血管網の形成

 卵黄の上に乗っている胚の周りに展開される血管網は、一様でランダムなネットワークから、物質輸送に適した分岐型のネットワークに変化することが知られています。血管内皮細胞たちは誰かの命令一下で動く訳ではなく、自分の周りの環境に適応して変化しているはず。では、どんな情報を感じ、それに対してどのように適応すれば、分岐型ネットワークができるのでしょうか?
 数理モデルで仮説を検証します。

 

 

 



河川の形態形成

 飛行機に乗って下界を見たとき、印象的なのは川の形です。川が蛇行したり、網状になったりするのはなぜなのでしょう?
 実験と数理モデルでこの謎に挑戦していますが、シミュレーションより実験の方がよくパターンが出ています。