Learning simulator of cell migration on live-imaging data

• Project/Area Number: 25K09578
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43040:Biophysics-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 近藤 洋平 名古屋大学, One Medicine生命-創薬共創プラットフォーム, 特任講師 (00724444)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2029: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2028: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2027: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2026: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000); Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 細胞運動 / シミュレーション / 逆問題

Outline of Research at the Start

この研究は、分子モーターや細胞骨格といった力学的な機能を持つタンパク質が生み出す細胞の運動を、物理シミュレーションと機械学習を組み合わせて解明するものです。現在、細胞運動の物理モデルは複雑で、実際の細胞観察データとの比較が難しい課題があります。本研究では、細胞の形態変化や分子の活性を記録した顕微鏡画像を用いて物理シミュレーションモデルのパラメータを推定する手法と、未発見の細胞運動様式を探索するアルゴリズムを開発します。これにより、タンパク質の機能と細胞運動との関係が定量的に明らかになり、新たな細胞運動メカニズムの発見に繋がることが期待されます。