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平面内細胞極性に関する統一的数理モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K20835
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数学基礎・応用数学
形態・構造
研究機関北海道大学

研究代表者

秋山 正和  北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (10583908)

研究協力者 山崎 正和  秋田大学
鮎川 友紀  秋田大学
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード現象の数理モデル / 平面内細胞極性 / 数学解析 / 数理モデル / 数値計算 / 解の存在とその安定性 / Very slow dynamics / 精度保証付き数値計算
研究成果の概要

生物の発生では,平面的な構造を持つシート状の細胞群が変形し,組織や器官が作られることが多い.この際,細胞は後述する規則に従って整然と揃うことで,適切な組織や器官が作られる.すなわち,個々の細胞はある種のタンパク質群を非対称に局在させ,さらに周囲の細胞と協調するという規則である.このような規則は平面内細胞極性(Planar Cell Polarity, PCP)と呼ばれる.本研究を通して, PCPに関するある種の数理モデルを数学的に解析することによって,パターンの安定性などを調べることができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

PCPは1950年頃から,分子生物学的手法が発展することによってその分子メカニズムの研究が盛んに行われてきた.一方,そのようなミクロな分子がどのように協調して,全体としての極性を揃えているかという点に関しては未解明な点が残されていた.ブレークスルーとなったのは, K. Amonlirdviman氏等によるPCPに関する数理モデル(Science,2005)である.このモデルの詳細な解析および自身の構成した数理モデルとの比較および整合性等を数理的に解析した.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件、 招待講演 13件)

  • [学会発表] A Mathematical Model of Planar Cell Polarity2018

    • 著者名/発表者名
      M.Akiyama,T.Ayukawa(Akita University), M.Yamazaki(Akita University)
    • 学会等名
      2018 Annual Meeting of the Society for Mathematical Biology & the Japanese Society for Mathematical Biology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞極性と細胞移動の数理モデル2017

    • 著者名/発表者名
      秋山正和
    • 学会等名
      数理生物研究会2017
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A mathematical model of collective cell migration based on cell polarity2017

    • 著者名/発表者名
      M.Akiyama
    • 学会等名
      A3-NIMS Joint Workshop on 「Interdisciplinary Research Connecting Mathematics and Biology」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 数学のメガネで生物を見てみよう!2017

    • 著者名/発表者名
      秋山正和
    • 学会等名
      第110回システム情報科学研究会(SSIセミナー)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Mathematical Analysis of Planar Cell Polarity Model2016

    • 著者名/発表者名
      M.Akiyama, T.Ayukawa、M.Yamazaki
    • 学会等名
      H27年度電子科学研究所国際シンポジウム
    • 発表場所
      シャトレーゼ・ガトーキングダムサッポロ(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 毛 の 方 向 が 一 方 向 に 揃 う 現 象 に 関 す る 数 理 モ デ ル2016

    • 著者名/発表者名
      秋山正和、山崎正和、鮎川友紀
    • 学会等名
      第4回アライアンス若手研究交流会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tetragonal versus hexagonal tiling of the Drosophila eye2016

    • 著者名/発表者名
      林貴史、秋山正和、佐藤純
    • 学会等名
      12th Japanese Drosophila Research Conference(第12回 日本ショウジョウバエ研究会)
    • 発表場所
      立教大学(東京都豊島区)
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル2016

    • 著者名/発表者名
      秋山正和、鮎川友紀、山秋正和
    • 学会等名
      数理で解き明かす森羅万象
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2016-08-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Mathematical Model of Planar Cell Polarity2016

    • 著者名/発表者名
      M.Akiyama, T.Ayukawa, M.Yamazaki
    • 学会等名
      International Conference: Patterns and Waves 2016
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル2016

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 鮎川友紀, 山崎正和
    • 学会等名
      基生研研究会「物理学は生物現象の謎を解けるか」
    • 発表場所
      基礎生物学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-01-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル2015

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 鮎川友紀, 山崎正和
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学(滋賀県大津市)
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル2015

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 鮎川友紀, 山崎正和
    • 学会等名
      共同利用・共同研究拠点 MIMS 現象数理学拠点 共同研究集会「自然、社会に現れる複雑現象の数理」
    • 発表場所
      明治大学(東京都中野区)
    • 年月日
      2015-10-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Mathematical Model of Planar Cell Polarity2015

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 鮎川友紀, 山崎正和
    • 学会等名
      Mini-workshop on Collaborative study with mathematics and biology for dermatology
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル2015

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 鮎川友紀, 山崎正和
    • 学会等名
      応用数理学会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A Mathematical Model of Planar Cell Polarity2015

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 鮎川友紀, 山崎正和
    • 学会等名
      国際学会ICIAM2015
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2015-08-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル2015

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 鮎川友紀, 山崎正和
    • 学会等名
      N.L.P.M. コロキウム
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2015-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Mathematical Model of Planar Cell Polarity2015

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 鮎川友紀, 山崎正和
    • 学会等名
      Mini-workshop on “A crossroad of biology and mathematics -Model and Computation-”
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-04-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル2015

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 鮎川友紀, 山崎正和
    • 学会等名
      京都駅前セミナー
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都府京都駅前)
    • 年月日
      2015-04-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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