近藤 滋 教授Kondo, Shigeru

Graduate School of Frontier Biosciences
Pattern Formation Group

<!--:ja-->近藤 滋 教授<!--:--><!--:en-->Kondo, Shigeru<!--:-->

There is a mystery. I want to know the answer. That is science.
Maybe I'll fail?
No, no.
Thou shalt not doubt, for if one doubts there is no way forward.
If you start researching,
Those ideas become your way,
Those experiments become your way.
Proceed without hesitation, and you will understand for sure.
(Reference: The Inoki Anthology: "Be Foolish!")

Patterns are waves, which means they move!

Did you know that the patterns on animals’ skins move? For example, there is a fish called the emperor angelfish. When it is young, the patterns on it are swirls, and when it matures, the patterns change to stripes. Many people have heard of this. However, what is really interesting is what happens when the maturing emperor angelfish gradually grows from 10 centimeters to about 40 centimeters in length. Wouldn’t you suppose that the stripes that had formed would stretch and widen? Surprisingly, that is not the case. The stripes do not widen, but instead increase in number. Furthermore, the manner this increase takes place is amazing. The existing stripes develop branches which split off like a zipper coming undone to add a new stripe, without changing the width of the existing stripe. What causes this phenomenon to occur? The answer lies in that fact that patterns acts like waves. The stripe pattern is actually a wave. This is something that not even experts on fish understood until very recently. However, more than 60 years ago, a genius mathematician predicted that such patterns would be found to be waves. It was Alan Turing, who is better known for his work as a computer scientist. His hypothesis, that patterns on animals are waves that are the result of chemical reactions, has become a hot topic in biological fields.
Are you ready?!

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Interdisciplinary research has become a necessity

I am often told that my research is a combination of biology and mathematics. However, I never set out specifically to combine those two fields in my work. When describing the shapes and patterns found in livings, I am merely using mathematics out of necessity.
Molecular biology, mathematics; these are just means to an end. These means do not motivate me. All research starts at a “mystery” that needs to be solved. There is no need to force oneself to engage in interdisciplinary research. I know that if I encounter a mystery that no one else has solved, methods that have been used until then will surely not be enough. In such situations, one must take a variety of approaches towards finding a solution. If one proceeds towards finding an answer, it is inevitable that interdisciplinary research will be part of that process.
With all this in mind, it is important to focus in on a mystery that appeals to you. Once you have that, the way towards the answer will reveal itself.
When there’s a will, there’s a way!

If you have a question in mind, the answer will reveal itself.

kondo3The natural world is full of mysteries. Because of this, it is not difficult to find a mystery for yourself to pursue. However, there will be no clear path to the answer. This is where the strengths of each scientist come into play. It is always wonderful when a unique mystery is solved by a scientist’s unique solution.
With that in mind, how exactly can you come up with your own wonderful solution? While it varies from person to person, I myself try to expose the essential truths obscured behind a mystery, and then pursue those truths in the search for answers.
Alan Turing once explored the fundamental answers to the very broad question of “How are complex animals formed?” That is, why is it a mystery that that animals are shaped the way they are?
Here is the heart of the matter: outside of the world of living things, there are no exact forms (more precisely, no spatial order) apart from those made intentionally by humans. It is a world ruled by entropy. However, in living things, highly-ordered forms are readily apparent. This is the core mystery.
Therefore, if a principle that autonomously creates spatial order exists, within that principle lie the answers. I was able to prove the existence of reactivity that creates waves (and other interval-based structures) by applying Turing’s hypothesis on chemical reactions. Focusing in on the mystery itself provided almost all the answers.
Unfortunately, Turing’s model had not been proven by anyone, and most biologists did not accept his hypothesis. The mystery for me, then, was why anyone didn’t believe this amazing hypothesis. The answer, of course, was that it was inconceivable that waves could move on bodies in an orderly way. At that point my path was clear: all I had to do was demonstrate the movement of the waves. I raised some fish notable for their highly mobile skin patterns, and in observing their growth process, I hit the jackpot. I was able to observe the patterns I have described above, and in one fell swoop, I was able to show how waves exist on the bodies of living things.While I know that researchers study many methods and means, there is one key point I would like you all to remember. The most important thing is finding a purpose. If you find a mystery that appeals to you for which you want to find the answer, pursue that answer without hesitation.
Ready…1, 2, 3, GO!

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生き物の形や模様のできる原理の探求

主に魚を使って、シマ模様やヒョウ柄など、皮膚の模様ができる原理を解明。今後は三次元パターンの形成、特に骨の形ができる仕組みへと研究を進めたい。

近藤 滋 教授Kondo, Shigeru

Kondo, Shigeru

生命機能研究科 パターン形成研究室

<!--:ja-->近藤 滋 教授<!--:--><!--:en-->Kondo, Shigeru<!--:-->

謎がある。答えを知りたい。それがサイエンス。
失敗するかもしれない?
いやいや
危ぶむなかれ、危ぶめば道はなし。
研究を始めれば、
そのアイデアが道となり、
その実験が道となる
迷わず行けよ、行けば解るさ
(参考資料:『猪木詩集「馬鹿になれ」』)

模様は波、だから動く!

皆さん、動物の模様は動くって知っていました? 例えばタテジマキンチャクダイという魚。幼魚の時は渦巻き模様で、成魚になると縞模様になります。これは多くの人が知っています。でも、本当におもしろいのはここから。成魚は最初10cmくらいだが、どんどん大きくなり40cmにもなる。で、そうなると縞は太くなると思うでしょう? いやいや、そうではありません。縞は太さを変えずに本数が増えていきます。しかも、その増え方がすごい。それぞれの縞に枝分かれができて、その部分が、ジッパーが開いていくように動いていき、太さを変えずに本数を変えるのです。なぜ、どうやってそんなことが起きるのか? 答えは模様が「波」だから。縞模様というのは、実は波(ウェーブ)なのです。この事実は、魚の専門家もごく最近まで誰も知りませんでした。しかし、60年も前に、模様が波であることを予言した天才数学者がいました。コンピュータ科学者としても知られるアラン・チューリングです。彼の、「化学反応で波が生物のパターンを作る」という仮説は、今生物学の分野でホットに扱われ始めています。
元気ですかっ!!

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必要があるから融合する

私の研究は「生物学と数学の融合」である、とよくいわれます。しかし、特にそれをめざしているわけではありません。生物の形や模様を考えたり表現したりする時に、どうしても数学が必要なので使っているにすぎません。分子生物学だろうと、数学だろうと、所詮は手段に過ぎない。手段はモチベーションにはならない。「謎」が全ての研究の出発点です。無理に「融合研究」をめざす必要なんか全くありません。今まで誰もやっていないような謎にぶつかれば、必ず従来の方法では足りない、と感じるはず。そうなれば、いろんな手段を使わざるをえません。答えをめざして進んでいけば、勝手に融合研究になるはずなのです。
だから、大切なのは、魅力的な「謎」にロックオンしていること。それがあれば、道はおのずと決まります。
元気があれば何でもできるっ!

クエスチョンをもつ人には、答が見えてくる。

kondo3生物の世界は「謎」だらけです。だから、単に自分の「謎」を見つけるのは難しくない。しかし、謎を見つけても、どこに行けば答えが見つかるのか解りません。でも、ここが科学者の個性の発揮しどころです。ユニークな「謎」には、ユニークな「解法」があった方がすてきです。
じゃあ、そのすてきな解法を見つけるコツはいったい何でしょう。人によって違うと思いますが、私はぼんやりした「謎」の正体を裸にしていき、その根本は何かを突き詰めることだと思っています。
チューリングは、「どうやって複雑な動物の形ができるのか?」という、非常に漠然とした問題の根本を考えました。そもそも、なんで形ができるのが不思議なのでしょう?
そうです。普通、生き物以外の世界では、人間が意図的に作り上げない限り、正確な形の物(難しく言うと、空間的な秩序)はできません。エントロピーの法則です。しかし、生物の場合、非常に秩序立ったものが、ひとりでにできる。ここが、謎の中核です。
だとすると、「自律的に空間的な秩序を作る原理」があれば、それが答えになるはずです。チューリングは、仮想的な化学反応を組み合わせて、波(等間隔構造)を作る反応系が存在しうることを証明しました。「謎」を見極めれば、それはほとんど答えなのです。
残念ながら、チューリングのモデルは、誰も証明する人がいなかったため、ほとんどの生物学者には信じられていませんでした。だから私にとっての「謎」は、「なぜ、こんな素晴らしい仮説を誰も信じないのか?」でした。答えは、……そうです。「常識的に波が体で動いているなんて、信じがたい!」です。これが解れば話は簡単。動いているのを見せてやればよい。で、一番動きそうな模様をしている魚を飼って、その成長過程を観察したら、大当たり。冒頭にあるような動きを観察して、一発で「波が体にある」ことを示すことができました。
研究のやり方、手段など、皆さん勉強することはたくさんありますが、覚えておいてください。目的を見つけることが一番大事。できるだけ魅力的で「答えが知りたい!」と思える「謎」が見つかれば、迷わずそれに突き進みましょう。
行くぞ~。1、2、3、ダ~~~~~。

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