粘菌の領土における円状の波と螺旋の開始と発展

EIRIKUR PALSSON; EDWARD C. Cox(1996.2, Proc. Nati. Acad. Sci. USA)[Origin and evolution of circular waves and spirals in Dictyostelium discoideum territories]

理由

螺旋波の勉強

概要

ランダムに分布している粘菌細胞は、お互いのcAMPでシグナル伝達により協調的に領土を形成する。細胞は脈動シグナルを送ることでその過程を開始し、これは波の様に拡大する。時間とともに、円状や螺旋のパターンが形成する。外部cAMPレベルの重要な制御因子であるcAMPホスホジエステラアーゼ阻害剤のレベルに時間的・空間的ノイズを加えることで、ランダムに活性化した細胞から円状の波へと自然に系が変化し、対称性が破れ、2重や1重、もしくは複数の腕のある螺旋を形成する。実験データを模してホスホジエステラアーゼ阻害剤が時間と共に増加すると、螺旋の波の長さは短くなり、それらの比率は二つの繋がった螺旋に変化する。これらの結果を最近の実験と比較し、実験とモデルの時間的・空間的対応が非常に近いことを発見した。

印象的な図

FIG1. 粘菌の螺旋のタイムラプス

雑記

なんでこんなにうまく螺旋が作れるのか