| Project/Area Number |
22K19780
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
中野 賢 大阪公立大学, 大学院情報学研究科, 教授 (70571173)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 昇平 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 室長 (40425765)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 情報ネットワーク / 細胞塊 / 細胞ICT |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、細胞を用いたICTデバイスの開発に資する細胞塊ネットワーク構築技術を確立することを目標としている。細胞塊とは、細胞が元来もつ細胞接着能を利用して形成される細胞の三次元集合体である。細胞単体の信頼性は低く、細胞単体で高度な機能を実現することは難しい。しかし、細胞どうしが接着した細胞塊や、細胞塊どうしを相互接続した細胞塊ネットワークは、信頼性のある高度な機能を実現できる。本研究によって細胞塊ネットワーク構築技術を確立することにより、新しいICTデバイスの開発が可能になると考えられる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、細胞を用いたICTデバイスの開発に資する細胞塊ネットワーク構築技術を確立することである。細胞塊とは、細胞が元来もつ細胞接着能を利用して形成される細胞の三次元集合体である。細胞単体の信頼性は低く、細胞単体で高度な機能を実現することは難しい。しかし、細胞どうしが接着した細胞塊や、細胞塊どうしを相互接続した細胞塊ネットワークは、信頼性のある高度な機能を実現できる。例えば、いくつかの細胞塊が特定の分子信号を検出することで環境情報を収集し、別の細胞塊は収集された環境情報を集約したり、集約された情報にもとづき特定の薬剤を産生したりして、ネットワークを構成する細胞塊が必要な仕事を分担できる。本研究によって細胞塊ネットワーク構築技術を確立することにより、新しいICTデバイスの開発が可能になると考えられる。
2023年度には、前年度に実施した予備的な細胞観察実験において得られた結果を再現できるシミュレーションモデルを構築することを目指した。具体的には、細胞や組織の形状や形状変化のシミュレーションに用いられるセルラーポッツモデルを拡張し、細胞が方向性をもって移動する仕組みを実装した。構築したシミュレーションモデルに基づくシミュレーション実験を行い、細胞観察実験の結果の一部（細胞塊の枝となる細胞が方向性をもって移動する現象）を再現できることを確認した。得られた成果を取りまとめ、国内会議や国際会議 (IEEE ICEIB 2024)において発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予備的な細胞実験の結果の一部を計算機上で再現することに成功した。また、得られた成果を国際会議で発表できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、細胞生物実験および計算機実験を進める。細胞生物実験においては、細胞の初期密度、培養温度・時間等の条件が形成される細胞塊の特性に与える影響を分析し、所望の特 性をもつ細胞塊を形成できるようにする。 計算機実験においては、開発した数理モデルによって、単一の細胞塊が成長する過程や、複数の細胞塊が相互作用する過程を再現できるか検証する。
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