Biophysical understanding of cell competition mechanisms for multicellular autonomy
| Project Area | Understanding multicellular autonomy by competitive cell-cell communications |
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| Project/Area Number |
21H05290
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平島 剛志 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (10620198)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥88,010,000 (Direct Cost: ¥67,700,000、Indirect Cost: ¥20,310,000)
Fiscal Year 2022: ¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Fiscal Year 2021: ¥31,590,000 (Direct Cost: ¥24,300,000、Indirect Cost: ¥7,290,000)
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| Keywords | 数理モデル / メカニカルコンペティション / メカノバイオロジー / イメージング測定 / 数理モデリング |
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| Outline of Research at the Start |
機械的な力は細胞競合を制御する重要な物理的要因であり、細胞の力を起点とした細胞競合はメカニカルコンペティションと呼ばれている。本研究では、上皮組織の形状依存的に細胞競合が制御されることに着目し、力－生化学シグナル同時測定技術の高度化と数理モデリングの融合を通して、細胞競合における「形－力－シグナル分子」の連関を定量的に明らかにする。さらに、領域内連携により得られたデータを組み入れた数理モデル解析を行い、細胞競合が導く多細胞自律性生成の原理を数理・物理的観点から理解することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
機械的な力は細胞競合を制御する重要な物理的要因であり、細胞の力を起点とした細胞競合はメカニカルコンペティションと呼ばれ、近年盛んに研究が進められている。本研究計画では、上皮組織の形状依存的に細胞競合が制御されることに着目し、力－生化学シグナル同時測定技術の高度化と数理モデリングの融合を通して、細胞競合における「形－力－シグナル分子」の連関を定量的に明らかにすることを目的とした。
2021年度の当初計画では、数理・物理的視点から個別の細胞競合現象を越えた普遍的な多細胞自律性の理解を目指すため、細胞足場形状の制御と力・シグナル活性の計測技術の開発を中心に行う予定であった。しかし、年度途中に海外研究機関への異動の可能性が浮上したため、計画遂行に必要な大型機器購入を断念し計画を変更した。
代わりに、多細胞自律性を支える細胞脱落に関する数理モデリングと理論解析を行なった。細胞脱落は生体組織から不要な細胞を排除する重要な生命現象である。共同研究者らが発見した細胞外小胞が形成されることで細胞脱落が促進される現象を数理モデル化し、数値シミュレーション解析を行うことでどのようなメカニズムで細胞脱落が実行されるのかを詳細に調べた。その結果、脱落細胞が局所領域において細胞外小胞を形成することで、隣接細胞が脱落細胞側に侵入しやすい領域が生み出されることを理論的に示唆した。また、細胞脱落を促進するための適切な細胞外小胞形成の時空間分布に関して提案した。本研究成果は論文として取りまとめ、プレプリントにて公表した。また、本研究を通して得られた知見は２報の総説として発表した。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(11 results)
