| Project/Area Number |
22K18749
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
Okuda Satoru 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 准教授 (80707836)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
|
|---|
| Keywords | 生体力学 / バイオメカニクス |
|---|
| Outline of Research at the Start |
器官の形成過程は，ミクロな分子・細胞レベルの力発生により駆動される動的な変形過程であり，マクロな器官レベルにおいて頑強に制御されている．近年，器官発生の進行に応じて，器官を構成する組織の弾塑性が適応的に変化することが分かってきた．特に，この組織の弾塑性を介して，内部構造である細胞骨格や接着構造等のアクティブなゆらぎが，組織の形態形成を制御している可能性がある．そこで本研究では，器官形成にみられる分子・細胞レベルの内部構造ゆらぎが，マルチスケールな相互作用を介して，組織の弾塑性をどのように制御するのかを解明する．
|
| Outline of Final Research Achievements |
To elucidate the adaptive regulatory mechanism of tissue elastoplasticity and the role of internal structural fluctuations in organogenesis, we have worked on multi-scale mathematical modeling to analyze the three-dimensional dynamics of cells from the cytoskeleton. In particular, in order to analyze long-term multicellular dynamics, we have developed a mathematical model of non-conservative fluid membranes to describe the non-equilibrium dynamics of cell membranes composed of lipids, cytoskeleton, and related molecules. Numerical simulations using this mathematical model enables us to predict the active three-dimensional mechanical dynamics of multicellular systems.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
長時間スケールにおける多細胞の三次元力学動態に関する理解は，胚発生，がん進展，創傷治癒など，幅広い生命現象に関わる根本的な課題の一つである．特に，器官形成における組織弾塑性の適応性は，多細胞の適応的な振る舞いを決定する重要な因子である．本研究では提案した新規の数理モデルは，このような多細胞の三次元力学動態を予測することを可能にし，幅広い生命現象に共通する原理的な理解に繋がると期待される．
|
