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デイビッド・B・デュセンベリーは、情報がどのように生物の行動に影響を与えるかに主な関心を持つ生物物理学者です。後年、彼はまた、流体力学が微生物や配偶子に課す物理的制約についても考察しました。
研究
デュセンベリー氏の研究のほとんどは、情報がどのように行動を制御するかを扱っています。カリフォルニア工科大学およびジョージア工科大学での初期の数年間、デュセンベリー氏は、神経系が小さく遺伝子が有利な線虫Caenorhabditis elegansの実験研究に重点的に取り組んでいました。
これらの実験的研究は、いくつかの革新的な技術の開発に影響を与えました。
- 化学物質に向かって泳ぐ傾向が変化した突然変異個体を分離するための逆流分離法。 [1]
- 個々の線虫に制御された刺激を与え、その反応を記録する方法。[2]
- ライブビデオをコンピュータで解析し、多数の個体を同時に追跡し、その移動の変化を記録する方法。[3] [4]
- ビデオ追跡法はガスクロマトグラフから発せられる感覚刺激の検出器としても使用されました。[5]
- デュセンベリーの教え子の中には、線虫を使ってサンプル(産業用または環境用)の毒性を安価に検査するさまざまな技術を開発した学生が数人いた。[6] [7] [8]
当初、デュセンベリーはこの単純な動物の神経系における情報の流れを理解しようとしていました。その後、彼は生物の外部の情報の流れと、物理学が生物の行動をどのように制約するかに目を向けました。[9]最近では、彼はまた、低速でしか泳げない小型生物に対する流体力学的制約を考慮しており、その場合、粘性は慣性よりもはるかに重要です(レイノルズ数が低い)。[10]
物理的分析から、ダッセンベリーは、細菌は化学勾配を追うための空間感知機構を利用するには小さすぎるという長年の考え[12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19]は誤りであり、高濃度の化学物質の急勾配を追う細菌は空間メカニズムを利用することで利益を得るだろうと予測した[11]。2003年には、横向きに泳ぎ、細胞の両端の酸素濃度の違いに反応して酸素の急勾配を追うことができる新しい細菌種が発見された[20] 。
同様の考察は配偶子の行動にも当てはめられ、精子と卵子(卵子)の存在、そして男女の区別が存在する理由を説明できる。[21] [22] [23]
参考文献
- ^ Dusenbery, David B. (1973). 向流分離: 小型水生生物の行動を研究するための新しい方法。米国科学アカデミー紀要、第70巻、pp. 1349-1352。
- ^ Dusenbery, DB (1980). 線虫C. elegansの制御された化学刺激に対する反応。比較生理学ジャーナル、第136巻、pp. 327-331。
- ^ Dusenbery, DB (1985)。マイクロコンピュータとビデオカメラを使用して 25 匹の動物を同時に追跡する。Computers in Biology & Medicine、第 15 巻、pp. 169-175。
- ^ Dusenbery, DB (1985). マイクロコンピュータとビデオカメラを使用して 25 匹の動物を同時に追跡する。Journal of Chemical Ecology、第 11 巻、pp. 1239-1247。
- ^ ME Mccallum および DB Dusenbery (1992)。制御された化学刺激に対する線虫C. elegansの反応。Journal of Chemical Ecology、第 18 巻、pp. 585-592。
- ^ PL Williams & DB Dusenbery (1988)。線虫C. elegansを用いた金属塩に対する哺乳類の急性致死率の予測。毒性学および産業衛生、第4巻、pp. 469-478。
- ^ SG Donkin & DB Dusenbery (1993)。線虫Caenorhabditis elegansを使用した土壌毒性試験と効果的な回復方法。環境汚染および毒性学アーカイブ、第25巻、pp. 145-151。
- ^ PJ Middendorf & DB Dusenbery (1993). フルオロ酢酸は線虫Caenorhabditis elegansの生殖に対する強力かつ特異的な阻害剤である。Journal of Nematology、第25巻、pp. 573-577。
- ^ Dusenbery, David B. (1992).感覚生態学. WH Freeman., ニューヨーク. ISBN 0-7167-2333-6 .
- ^ Dusenbery, David B. (2009). Living at Micro Scale . Harvard U. Press. ISBN 978-0-674-03116-6 .
- ^ David B. Dusenbery (1998)。自由遊泳細菌にとって刺激勾配の空間感知は時間感知よりも優れている可能性がある。Biophysical Journal、Vol. pp. 2272–2277。
- ^ Macnab, RM, DE Koshland, Jr. 1972. 細菌走化性における勾配感知機構 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 69: 2509 –2512.
- ^ Adler, J. 1975. 細菌の走化性 Annu. Rev. Biochem. 44:341–356.
- ^ Macnab, RM 1978. 運動性と走化性。Escherichia coli および Salmonella typhimurium: 細胞および分子生物学。FC Neidhardt 編。Am. Soc. Microbiol.、ワシントン DC 732–759。
- ^ Carlile, MJ 1980. ポジショニングメカニズム:微生物の生命における運動性、走性、向性の役割。Contemporary Microbial Ecol-ology. DC Ellwood、MJ Latham、JN Hedger、JM Lynch、JH Slater 編。Academic Press、ロンドン。55–74 ページ。
- ^ ジャクソン、ジョージア州1987年。海洋微生物の化学感覚反応のシミュレーション。Limnol. Oceanogr. 32:1253–1266。
- ^ Jackson, GA 1989. 水中環境における落下粒子への細菌の誘引と付着のシミュレーション。Limnol. Oceanogr. 34: 514–530。
- ^ Ford, RM 1992. 細菌の運動性と走化性の数学的モデリングと定量的特性評価。微生物の代謝と生理活動のモデリング。Wiley、ニューヨーク。177–215。
- ^ Mitchell, JG, L. Pearson, S. Dillon, K. Kantalis. 1995. 高速運動性と大きな加速度を示す海洋細菌の自然集団。Appl. Environ. Microbiol. 61:4436–4440。
- ^ Roland Thar および Michael Kühl (2003)。「細菌は化学勾配の空間感知には小さすぎるわけではない:実験的証拠」Proc. Natl. Acad. Sci. USA、Vol. 100、pp. 5748–5753。
- ^ Dusenbery, DB (2000). 配偶子遭遇率の高い選択が雄と雌の交配タイプの成功を説明する。J. Theoret. Biol. 202:1-10。
- ^ Dusenbery, DB (2002). 明確な精子と卵子の受精(卵子受精)の成功を説明する生態学的モデル。J. Theoretical Biol. 219:1-7。
- ^ Dusenbery, DB (2006). 高い配偶子遭遇率の選択は、遊泳速度と持続時間のサイズ関係についてのもっともらしい仮定を用いて、異配偶の進化を説明する。J. Theoretical Biol. 241:33-8。
著名な出版物
書籍
- Dusenbery, David B. ( 1992)。『感覚生態学:生物はいかにして情報を獲得し、それに反応するか』WH Freeman、ニューヨーク。ISBN 0-7167-2333-6。
- デュセンベリー、デビッド・B.(1996)。「小規模な生命:微生物の行動」サイエンティフィック・アメリカン・ライブラリー。ISBN 0-7167-5060-0。
- ダッセンベリー、デイビッド・B(2009年)。「ミクロスケールで生きる:小さいことの予期せぬ物理学」ハーバード大学出版局。ISBN 978-0-674-03116-6。
研究論文
- Dusenbery, DB (1996)。情報は、見つけた場所にある。Biol. Bull. 191:124-128。
- Dusenbery, DB (1997)。自由遊泳微生物の有効な移動のための最小サイズ制限。Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:10949-10954。
- Dusenbery, DB (1998). 細菌の走化性やその他の行動に対する形状の影響に関する適応度地形。J. Bacteriol. 180 (22):5978-5983。
- Dusenbery, DB (2000)。配偶子の遭遇率が高い選択が、雄と雌の交配タイプの成功を説明する。J. Theoret. Biol. 202:1-10。
- Dusenbery, DB (2002)。「生態学的モデルによる、異なる精子と卵子の受精の成功の説明」。J. Theoretical Biol. 219:1-7。
- Dusenbery, DB (2006)。配偶子の遭遇率が高いという選択は、遊泳速度と持続時間の大きさの関係についてのもっともらしい仮定を用いて、異配偶の進化を説明する。J. Theoretical Biol. 241:33-8。
外部リンク
- David Dusenbery の研究論文のより完全なリスト。
- デイビッド・デュセンベリーのウェブサイト
