Shigeru Kondo, Ph.D. Professor


Laboratory of Pattern Formation
Graduate School of Frontier Biosciences 
Osaka University
1-3 Yamadaoka, Suita, Osaka, 565-0871, Japan
phone:+81-6-6879-7975
fax :+81-6-6879-7977
e-mail:skondo@fbs.osaka-u.ac.jp

Research

Current projects

Pigment Pattern Formation by Turing Mechanism (Directed by Watanabe)

The pattern of animals tends to be thought of as a picture fixed to the skin. But actually, it is a kind of "wave (Turing wave)".  In our laboratory, we are approaching the perfect understanding of the pattern formation principle by elucidating the molecular level mechanism.

動物の模様は、皮膚に固定した絵のようなものと思われがちですが、実は、ある種の「波(Turing波)」なのです。その証拠に、皮膚の模様に傷を創ったり、成長して体が大きくなると、模様はダイナミックに動き、その過程は、Turingの方程式で完全に予測することができます。我々の研究室では、波を作る細胞間相互作用の解明をすることで、模様形成原理の完全な理解に近づいています。

Fin-Ray Pattern Formation

The fin bone of the fish branches several times as it goes to the distal end. This is similar to the vertebrate limbs of branching in the distal region. at the growing tip of the fin, spearlike crystals of collagen called actinotrichia emerge.  Actinotrichia are bundled and calcified bone is made along with them. This phenomenon resembles a reinforced concrete building and predicts that the principle that is not in the concept of the occurrence phenomenon so far is working.

魚のヒレ骨は、末端に行くに従い何度か2分岐します。これは、脊椎動物の四肢の骨(指)が分岐していくのと相同な現象です。ひれ骨は先端部で伸長するのですが、骨ができる前に、アクチノトリキアというコラーゲンの槍状の結晶がつくられ、それが束ねられたのちに、そこにカルシウムが沈着します。この現象は、一見して、鉄筋コンクリート造りの建築に似ており、今までの発生現象の概念に無い原理が働いていると予測しています。

3D Shape Formation of Bones by Mechanical Stress

骨の主な機能は、体にかかる物理的な力を受け止めることであり、その形は、力に対して最適化している必要があります。外力に対して、最適な形態を導く工学的な計算手法(トポロジー最適化)が存在し、それを使うと、大腿骨の内部にある海綿状骨の形状を再現できることが解っています。しかし、骨の機能で重要なのは、やはり、骨の外形です。トポロジー最適化手法を、魚の脊椎構造に応用することで、骨の外形にかかる力と3D形状の関係について調べています。骨の形決める重要な因子の一つが「力」であると予想しています。

3D Shape Formation by Reversed-Origami Method

外骨格の生物は、脱皮の時に短時間に大幅に形態を変えることがあります。なぜ、そんなことができるかというと、あらかじめ、脱皮後の形態をしわくちゃに折りたたんだ状態で作っておき、脱皮と同時に、一気に膨らませることで、短時間の変形を可能にするのです。だとすれば、膨らませた時に、正しい形になる袋状構造を、「折りたたんだ状態で作る」ということになりますが、そんなことがどうやったらできるでしょうか?このメソッドを「逆折り紙式形態形成」と名づけ、その原理の解明を目指しています。

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