Mechanistic Modeling of Crowds Led by Cells of Singularity
Publicly Offered Research
| Project Area | Singularity biology |
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| Project/Area Number |
19H05424
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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 |
Complex systems
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
冨樫 祐一 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (50456919)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥572,000 (Direct Cost: ¥440,000、Indirect Cost: ¥132,000)
Fiscal Year 2020: ¥351,000 (Direct Cost: ¥270,000、Indirect Cost: ¥81,000)
Fiscal Year 2019: ¥221,000 (Direct Cost: ¥170,000、Indirect Cost: ¥51,000)
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| Keywords | 生物物理学 / 計算力学 / 細胞集団 / 群衆 / 力学特性 / 特異点 / 数理モデル化 / シミュレーション / 細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
「シンギュラリティ細胞」は何によって生じ、集団にどのような影響をもたらすのか？ この問いに答えるべく、細胞と環境との間や細胞同士での力学的な相互作用（例えば、基質の硬さや、細胞同士の「おしくらまんじゅう」）が細胞の状態に与える影響、あるいは逆に、細胞の状態が細胞の形や動き、さらには周囲の環境に与える影響、といった観点から機械論的に考えていきます。あえて抽象的な数理モデルを介することで、特定の生物種や細胞にできるだけ依存しない理論を構築することを目指します。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、シンギュラリティ細胞が何によって生じ、集団にどのような影響をもたらすのか、その可能性を理論的な観点から検討し明らかにすることを目的としている。特に、細胞と環境、あるいは細胞同士での力学的な相互作用に注目した。
前年度に、分子機械が構造変化を介して干渉し合う系のモデル（以前の研究で構築）を細胞集団のモデルに拡張し、細胞ごとの力学的特性の違いを導入してその影響を検討した。今年度も引き続き、異なる形式の相互作用や力学特性をモデルに導入して変化を比較検討した。振舞いが予想以上に多様であり、明確な結論を示すには至っていないが、現時点までの成果を学会等で報告した。関連して、群れの数理モデルに特異な個体を導入した場合の振舞いや、以前の分子機械集団のモデル（応用として細胞核内構造など）へのフィードバックも検討した。
また、前年度に引き続き、公募A03班の昆 俊亮氏と連携して、上皮組織においてガン細胞が排除される現象の背後にある力学的メカニズムについて、数理モデルによる検討を進めた（領域内共同研究）。今年度は、セルバーテックスモデルを用いた検討を進め、力学特性が異常な細胞が引き起こす動態変化を解析した。一般に、外見上で異常な振舞いが生ずる箇所と異常な細胞とは必ずしも一致しない。これに対して、振舞いから異常な細胞を特定することは可能か、検討を進めている。また、セルバーテックスモデルでは細胞の配置の変化は表現できても、排除過程そのものは表現できないため、モデルの拡張を進めている。これらは今後の課題である。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2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
(13 results)
