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「数理モデルを用いて生物構造を解く」 昌子浩登 理工学部准教授

昌子浩登 理工学部准教授


【研究内容】
 数理生物学、特に形作りについての研究を行っています。
私たち生物は、卵のような一様なところから複雑な構造の臓器を自発的に作りだします。蝶や熱帯魚などは体に美しい模様を作り出します。私は、こうした現象がどのような仕組みのもとで起きているのかを、自ら行う実験観察を通して、作成する数理モデルを使って解明しようとしています。

 例えば、肝臓のミクロ構造をみてみると、栄養分をおくる血管系と、老廃物を体の外に押し出す管の両方が、各肝細胞に接するように3次元立体的に配置されています。肝臓の病気になっても、肝臓を一部取り除いても、自然にこの複雑な構造を維持しつつ、また再び作り上げます。しかし、生物が持つこのような生成メカニズムの多くは、数学の理論上では説明するのが困難で、なぜ生物が簡単にこれほど複雑な構造を作り出せるのかは分かっていません。しかし、それを数学的に解明し、定式化することができれば、病気の治療法の発見や工業化など、様々な場面で活用できると考えています。また、このような三次元レベルの研究は、コンピュータや計測機器の急速な発達により、これから発展が期待されている分野です。
 
 肝臓の構造に限らず、バクテリアの作り出すパターンや化学反応により形成されるパターン、また動物の行動パターンなど幅広く、新しいことに挑戦し、その基本メカニズムをものづくりに還元できるように、取り組んでいます。