微生物の集団挙動に対する運動論モデリングと階層性の探究
【研究分野】連携探索型数理科学
【研究キーワード】
自己組織化 / 走化性バクテリア / 運動論 / メゾスコピック / 計算生物学 / 計算科学 / 数理生物学 / マルチスケール / 数理科学 / 微生物
【研究成果の概要】
走化性バクテリアの集団挙動における物理的なマルチスケール機構と数学的な階層性について、メゾスコピックな運動論モデルに基づき、理論とシミュレーションの双方から研究を行った。
理論研究では、バクテリアの集団移動における密度進行波の分散関係とパターン形成における線形不安定性条件を明らかにした。シミュレーション研究では、走化性運動論モデルに基づく新しいモンテカルロシミュレーションを開発し、理論と実験結果との比較を通して、その精度と有効性を実証した。
本研究成果は、細胞・微生物集団の振る舞いを流体力学的な手法によって研究する新しい学術研究、即ちアクティブ流体の研究の基盤構築として位置づけられる。
【研究代表者】