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細胞動態と生化学場との統合によるAnisotropyを生み出す力学場の解明

Publicly Offered Research

Project AreaCross-talk between moving cells and microenvironment as a basis of emerging order in multicellular systems
Project/Area Number 25111710
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

鈴木 孝幸  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40451629)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2014: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2013: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Keywords定量発生生物学 / イメージング / 画像解析 / シミュレーション / 発生•分化 / 定量化 / モデル化 / 器官形成
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度では前年度に引き続き、共焦点顕微鏡を用いた方法ではもはや解析出来ないマクロな器官全体の変形を解析する手法を構築した。この方法をまとめて論文を報告した(Morishita and Suzuki. 2014)。この方法では任意の細胞集団を多点でDiI/DiOという蛍光色素を用いてラベルを行い、この細胞集団の相対的な位置関係の変化をベイズ推定を用いて解析するためシミュレーションを行った。この結果cross-validationを用いてシミュレーションに用いなかった細胞集団の行き先を調べた結果、ほとんど誤差無く器官全体の肢芽内部の細胞集団のmate mapを作成出来ることが分かった。この結果は今回肢芽を用いて解析したが、今後は肢芽以外の器官の形態変化を解析するためにも用いることが出来る。次のこの方法を用いてニワトリ胚後肢の形態変化を定量的に解析した結果、肢芽は大きく分けて3つの特徴的な成長領域を持つことが分かった。さらに肢芽内部のどの領域がどれだけバイアスした方向に変形するのかというアニソトロピーの値を計算した結果、ステージに関係なく、肢芽全体の組織が遠近軸方向に沿ってバイアスしてストレッチをしていることが分かった。この結果はこれまで予想されていた様な肢芽の伸長はAER直下の間充織が増えて伸長して行く、のではなく肢芽全体の組織の細胞増殖と前後軸に沿った変形によって引き起こされる現象であることが分かった。シミュレーションを用いた解析の結果、細胞増殖よりも変形の特徴量の方が肢芽全体の形態形成に必要であることが分かった。さらにFGF, SHHのシグナル伝達阻害剤を用いた解析から、FGFは変形に、SHHは時期特異的な組織の成長に関与していることが分かった。これらをまとめて論文を報告した(Morishita et al., 2015)。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Quantitative analysis of tissue deformation dynamics reveals three characteristic growth modes and globally aligned anisotropic tissue deformation during chick limb development.2015

    • Author(s)
      Morishita Y, Kuroiwa A, Suzuki T.
    • Journal Title

      Development

      Volume: 142 Pages: 1-12

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Bayesian inference of whole-organ deformation dynamics from limited space-time point data.2014

    • Author(s)
      Morishita Y. and Suzuki T.
    • Journal Title

      J Theor Biol.

      Volume: 357 Pages: 74-85

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Efficient embryonic culture method for the Japanese striped snake, Elaphe quadrivirgata, and its early developmental stage.2014

    • Author(s)
      Matsubara Y, Atsushi S, Kuroiwa A, Suzuki T.
    • Journal Title

      Developmental, Growth & Differentiation.

      Volume: 56 Pages: 573-582

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Heterochrony of Gdf11 explains positional diversity of the hindlimb position in vertebrates2014

    • Author(s)
      Takayuki Suzuki
    • Organizer
      第47回日本発生生物学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2014-05-27 – 2014-05-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative approach to understand whole organ morphogenesis2013

    • Author(s)
      Takayuki Suzuki
    • Organizer
      第46回日本発生生物学会大会
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Expression timing of Gdf11 reveals positional diversity of the hindlimb in vertebrates2013

    • Author(s)
      Takayuki Suzuki, Yoshiyuki Matsubara, Ayumi Hattori, Toshihiko Ogura, Se-Jin Lee, Atsushi Kuroiwa
    • Organizer
      17th International Congress of Developmental Biology
    • Place of Presentation
      Cancun, Mexico
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Gdf11の発現開始タイミングの違いが脊椎動物における後肢の位置を決定する2013

    • Author(s)
      Takayuki Suzuki, Yoshiyuki Matsubara, Ayumi Hattori, Toshihiko Ogura, Se-Jin Lee, Atsushi Kuroiwa
    • Organizer
      数理生物学サマーレクチャーコース
    • Place of Presentation
      理化学研究所
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 劣性遺伝で多指症を発症するHMM変異体の発生学的解析

    • Author(s)
      鈴木孝幸、中野幹治、都築政起、松田洋一、黒岩厚
    • Organizer
      第1回ウズラ研究集会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 器官全体の形態形成を明らかにするために必要な特徴量の提案と定量解析

    • Author(s)
      鈴木孝幸
    • Organizer
      新学術領域第3回若手の会
    • Place of Presentation
      ラフォーレ那須、栃木
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] New principles in Developmental process2014

    • Author(s)
      Takayuki Suzuki
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 名古屋大学大学院理学研究科形態発生学講座

    • URL

      http://bunshi5-bio-nagoya-u.businesscatalyst.com/index.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 名古屋大学形態発生学グループ

    • URL

      http://bunshi5-bio-nagoya-u.businesscatalyst.com/index.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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