細胞競合の数理解析:増殖速度の差と極性崩壊がもたらす多細胞力学
Publicly Offered Research
| Project Area | Cell competition: a mechanism for survival of the fittest in the multi-cellular community |
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| Project/Area Number |
15H01490
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤本 仰一 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (60334306)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | 腫瘍 / 数理モデル / メカノバイオロジー / 恒常性 / 細胞社会 / システム生物学 / 生物物理 / 自己組織化 / 発生・分化 / 生体生命情報学 / 細胞・組織 / 力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞競合において適応度の高い細胞が選択的に面積を拡大する仕組みの一端を、理論と実験の双方から明らかにすることができた。まず、H27年度に明らかにした細胞死で空いた面積の力学的な競合に関する数理モデルの計算機シミュレーションによる理論研究をまとめて、２件の総説を出版し、１本の論文を査読付き国際誌へ投稿した。この理論予測を検証するために、ショウジョウバエ上皮の細胞競合ライブイメージング系を立ち上げた（領域内共同研究）。実際に、Hippo経路変異クロンの境界で細胞死が生じることを確認した。実験データの画像解析を行った結果、数理モデルで予測された２つの性質を実証できた。１つ目は、細胞死で空いた面積を分裂の速いHippo変異細胞の方が野生型細胞より多く獲得することである。２つ目は、Hippo経路変異細胞の非対称な面積拡大は、死ぬ細胞がクロン境界に沿って伸長してほど高まることである。
加えて、領域内共同研究を新たに立ち上げて、以下の成果を得て、１本の論文を査読付き国際誌へ投稿した。クロン境界形状の定量化した複数の形状指標（H27年度）について、多変量解析（主成分分析）を行った。その結果、上皮組織で既知の指標に加えて数学など他分野で用いられている指標も異なる遺伝型も区別できることを見出した。次に、画像から得たこれら高次元の指標の値を上述の数理モデルで定量的に再現することで、遺伝子の力学的機能（接着、他）を推定した。この画像解析と数理モデルを連携したスクリーニング法は、腫瘍の画像診断へも応用が期待される。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
