藤本 仰一KOICHI FUJIMOTO

Last Updated :2024/06/06

所属・職名
広島大学 教授
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メールアドレス
kfjmthiroshima-u.ac.jp
自己紹介
動植物や微生物の発生・進化・共存の数理、複雑系科学。 数理モデリングと実験データ数理解析を連携して、生命や社会現象を駆動する数理を探究します。主な対象は、細胞-多細胞-器官-個体-社会の多階層にわたる動植物・微生物の動的な振舞い(形づくり、動き、遺伝子発現)とその多様性です。数学・生物・物理・化学を駆使して、現象の背後で働く階層間の相互作用や遺伝子のネットワーク等を介した複雑な因果を明らかにします。複雑なシステムを理解し予測する科学を発展させます。

基本情報

学位

  • 修士(学術) (東京大学)
  • 博士(学術) (東京大学)
  • 学術博士 (東京大学総合文化研究科広域科学専攻)
  • 学士 (東京大学工学部物理工学科)

研究キーワード

  • 対称性
  • 反応拡散
  • 細胞間コミュニケーション
  • 形づくり
  • トポロジー
  • 増殖
  • 統計物理
  • ネットワーク
  • 進化
  • 生命の物理
  • 揺らぎ
  • ゆらぎ
  • 形態形成
  • メカノバイオロジー

教育活動

授業担当

  1. 2024年, 教養教育, 3ターム, 線形代数学II[1理物,1理化,1理地]
  2. 2024年, 学部専門, 1ターム, 計算数理A
  3. 2024年, 学部専門, 4ターム, 現象数理
  4. 2024年, 学部専門, セメスター(前期), 数学情報課題研究
  5. 2024年, 学部専門, セメスター(後期), 数学情報課題研究
  6. 2024年, 学部専門, セメスター(後期), 数学特別講義(迅速な進化と生態-進化フィードバックの数理モデリング)
  7. 2024年, 修士課程・博士課程前期, 年度, 数理生命科学特別研究
  8. 2024年, 修士課程・博士課程前期, セメスター(後期), 数理生命科学特別講義C
  9. 2024年, 修士課程・博士課程前期, セメスター(前期), 数理計算理学特別演習A
  10. 2024年, 修士課程・博士課程前期, セメスター(後期), 数理計算理学特別演習B
  11. 2024年, 博士課程・博士課程後期, 年度, 統合生命科学特別研究
  12. 2024年, 博士課程・博士課程後期, セメスター(後期), 数理生命科学特別講義G

研究活動

学術論文(★は代表的な論文)

  1. Image recognition-based petal arrangement estimation, FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, 15巻, 20240404
  2. Diffusive mediator feedbacks control the health-to-disease transition of skin inflammation, PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY, 20巻, 1号, 202401
  3. Size-correlated polymorphisms in phyllotaxis-like periodic and symmetric tentacle arrangements in hydrozoan Coryne uchidai, FRONTIERS IN CELL AND DEVELOPMENTAL BIOLOGY, 11巻, 20231122
  4. Spatiotemporal remodeling of extracellular matrix orients epithelial sheet folding, SCIENCE ADVANCES, 9巻, 35号, 202309
  5. Geodesic theory of long association fibers arrangement in the human fetal cortex, CEREBRAL CORTEX, 33巻, 17号, pp. 9778-9786, 20230823
  6. Patterned proliferation orients tissue-wide stress to control root vascular symmetry in Arabidopsis, Current Biology, 33巻, 5号, pp. 886-898.e8, 202303
  7. GRAS transcription factors regulate cell division planes in moss overriding the default rule., Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 120巻, 4号, pp. e2210632120, 20230124
  8. Neural mechanism of experience-dependent sensory gain control in C. elegans, Neuroscience Research, 202301
  9. Collective Cell Movement under Cell-Scale Tension Gradient at Tissue Interface, Journal of the Physical Society of Japan, 91巻, 5号, 20220515
  10. Traveling wave of inflammatory response to regulate the expansion or shrinkage of skin erythema., PloS one, 17巻, 2号, pp. e0263049, 2022
  11. Polymorphism in the symmetries of gastric pouch arrangements in the sea anemone D. lineata., Zoological letters, 7巻, 1号, pp. 12-12, 20210906
  12. Polarity Fluctuation Inhibition by Memory in Collective Cell Motion, JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, 90巻, 5号, 202105
  13. Rotation angle of stem cell division plane controls spiral phyllotaxis in mosses., Journal of plant research, 134巻, 3号, pp. 457-473, 202105
  14. Tissue growth constrains root organ outlines into an isometrically scalable shape., Development (Cambridge, England), 148巻, 4号, 20210226
  15. A Mechanical Instability in Planar Epithelial Monolayers Leads to Cell Extrusion., Biophysical journal, 118巻, 10号, pp. 2549-2560, 20200519
  16. Perianth Phyllotaxis Is Polymorphic in the Basal Eudicot Anemone and Eranthis Species, Frontiers in Ecology and Evolution, 8巻, 20200327
  17. A design principle for floral organ number and arrangement in flowers with bilateral symmetry., Development (Cambridge, England), 147巻, 3号, 20200204
  18. Crowding-Boosting Polarity and Motion Order of Cells (込み合いによる細胞の極性と運動の秩序促進), Proceedings of the Symposium on Simulation of Traffic Flow, 25巻, pp. 21-24, 201912
  19. Optimal Scaling of Critical Size for Metamorphosis in the Genus Drosophila., iScience, 20巻, pp. 348-358, 20191025
  20. Cell Motion Alignment as a Polarity Memory Effect, Journal of the Physical Society of Japan, 88巻, 10号, pp. 103801-103801, 20191015
  21. Curved surface geometry-induced topological change of an excitable planar wavefront., Chaos (Woodbury, N.Y.), 29巻, 9号, pp. 093120-093120, 201909
  22. Lateral Inhibition by a Peptide Hormone-Receptor Cascade during Arabidopsis Lateral Root Founder Cell Formation., Developmental cell, 48巻, 1号, pp. 64-75, 20190107
  23. Cell Migration driven by Receptor Density Polarity of Cell-Matrix Adhesion (細胞基質間接着の受容体密度極性による細胞運動), Proseeding of the Symposium on Simulation of Traffic Flow, 24巻, pp. 5-8, 201812
  24. Competition for Space Is Controlled by Apoptosis-Induced Change of Local Epithelial Topology., Current biology : CB, 28巻, 13号, pp. 2115-2128, 20180709
  25. A quantitative study of the diversity of stripe-forming processes in an arthropod cell-based field undergoing axis formation and growth., Developmental biology, 437巻, 2号, pp. 84-104, 20180515
  26. Spiral phyllotaxis underlies constrained variation in Anemone (Ranunculaceae) tepal arrangement., Journal of plant research, 131巻, 3号, pp. 459-468, 201805
  27. Plant-inspired pipettes., Journal of the Royal Society, Interface, 15巻, 140号, 201803
  28. Mouse spermatozoa with higher fertilization rates have thinner nuclei., PeerJ, 5巻, pp. e3913, 2017
  29. Inference of Cell Mechanics in Heterogeneous Epithelial Tissue Based on Multivariate Clone Shape Quantification., Frontiers in cell and developmental biology, 5巻, pp. 68-68, 2017
  30. Stochastic occurrence of trimery from pentamery in floral phyllotaxis of Anemone (Ranunculaceae), Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 85巻, 4号, 201612
  31. Relationship between the species-representative phenotype and intraspecific variation in Ranunculaceae floral organ and Asteraceae flower numbers., Annals of botany, 117巻, 5号, pp. 925-35, 201604
  32. Neural field dynamics for growing brains, Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 7巻, 2号, pp. 226-233, 2016
  33. A dynamical phyllotaxis model to determine floral organ number., PLoS computational biology, 11巻, 5号, pp. e1004145, 201505
  34. A developmental basis for stochasticity in floral organ numbers., Frontiers in plant science, 5巻, pp. 545-545, 2014
  35. Robustness of self-organizing chemoattractant field arising from precise pulse induction of its breakdown enzyme: a single-cell level analysis of PDE expression in Dictyostelium., Biophysical journal, 104巻, 5号, pp. 1191-202, 20130305
  36. A design principle of group-level decision making in cell populations., PLoS computational biology, 9巻, 6号, pp. e1003110, 2013
  37. COLLECTIVE DECISION-MAKING AND OSCILLATORY BEHAVIORS IN CELL POPULATIONS, ENGINEERING OF CHEMICAL COMPLEXITY, 11巻, pp. 279-297, 2013
  38. Collective oscillations in developing cells: insights from simple systems., Development, growth & differentiation, 53巻, 4号, pp. 503-17, 201105
  39. Inter-origin cooperativity of geminin action establishes an all-or-none switch for replication origin licensing., Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms, 16巻, 4号, pp. 380-96, 201104
  40. The onset of collective behavior in social amoebae., Science (New York, N.Y.), 328巻, 5981号, pp. 1021-5, 20100521
  41. Network evolution of body plans., PloS one, 3巻, 7号, pp. e2772, 20080723
  42. Emergence of multi-time scales in coupled oscillators with plastic frequencies, Europhysics Letters (EPL), 78巻, 2号, pp. 20004, 200704
  43. Relation between Adaptation and Irreversible Circulation in Bacteria Chemotaxis, Progress of Theoretical Physics Supplement, 161巻, 161号, pp. 251-254, 2006
  44. Cross talking of network motifs in gene regulation that generates temporal pulses and spatial stripes., Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms, 10巻, 11号, pp. 1025-1038, 200511
  45. Noisy signal amplification in ultrasensitive signal transduction., Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 102巻, 2号, pp. 331-336, 20050101
  46. Convective instability with time scale translation of the transmitted fluctuation, Physica D: Nonlinear Phenomena, 196巻, 1-2号, pp. 67-89, 200409
  47. Bifurcation cascade as chaotic itinerancy with multiple time scales., Chaos (Woodbury, N.Y.), 13巻, 3号, pp. 1041-1056, 200309
  48. How fast elements can affect slow dynamics, Physica D: Nonlinear Phenomena, 180巻, 1-2号, pp. 1-16, 200306
  49. Sensitive boundary condition dependence of noise-sustained structure., Physical Review E, 63巻, 3 Pt 2号, pp. 036218, 200103
  50. Noise-induced input dependence in a convectively unstable dynamical system, Physica D: Nonlinear Phenomena, 129巻, 3-4号, pp. 203-222, 199905

外部資金

競争的資金等の採択状況

  1. 戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 CREST, 生命情報の低次元化を起点とする多階層モデル駆動型研究戦略の創出, 2021年, 2026年
  2. 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 器官配置の周期を構成し変調するメリステム動態の理論生物学, 2022年04月01日, 2024年03月31日
  3. 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽), 刺胞動物の放射対称性と左右対称性を調節する原理の構成的理解:実験と数理モデル, 2021年07月09日, 2024年03月31日
  4. 科学研究費助成事業 基盤研究(C), ホヤ心臓の構築と動作に関する分子メカニズムの解明, 2020年04月01日, 2023年03月31日
  5. 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 器官配置の周期を構成し変調するメリステム動態の理論生物学:コケと花, 2020年04月01日, 2022年03月31日
  6. 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 進化のゆらぎ応答理論の確立と多階層・発生過程への展開, 2017年06月30日, 2022年03月31日
  7. 科学研究費助成事業 基盤研究(S), 植物発生進化のグランドプランとしての細胞分裂軸制御機構とその時空間制御機構の解明, 2016年05月31日, 2021年03月31日
  8. 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 細胞競合の数理解析:適応度の差がもたらす多細胞力学, 2017年04月01日, 2019年03月31日
  9. 科学研究費助成事業 基盤研究(S), ヒト脳の形態形成から行動生成に至る発達のダイナミクス, 2014年05月30日, 2019年03月31日
  10. 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 数と対称性の発生進化ロジック:花器官配置の数理解析, 2016年04月01日, 2018年03月31日
  11. 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 「自伐型林業」方式による中山間地域の経済循環と環境保全モデルの構築, 2015年04月01日, 2018年03月31日
  12. 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 細胞競合の数理解析:増殖速度の差と極性崩壊がもたらす多細胞力学, 2015年04月01日, 2017年03月31日
  13. 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 花器官数の正確性と確率性を調節する発生基盤の数理解析, 2014年04月01日, 2016年03月31日
  14. 科学研究費助成事業 若手研究(B), 細胞密度に依存した細胞の集団的応答の分子ネットワーク設計, 2011年04月28日, 2015年03月31日