成長組織場における細胞の時空間認識メカニズムの理論的定式化と実験的検証

• Project Area: Cross-talk between moving cells and microenvironment as a basis of emerging order in multicellular systems
• Project/Area Number: 25111735
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 森下 喜弘 独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究ユニットリーダー (00404062)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000); Fiscal Year 2014: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2013: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
• Keywords: 発生動態 / 理論生物

Outline of Annual Research Achievements

初年度において、組織の成長と化学場の時間変動が遅いと仮定した場合に、化学場を介した空間認識の精度を最大にするための条件を微分幾何的に定式化することに成功した。この結果について論文を作成中である。この理論を時間と共に変化する化学場、かつ成長・変形する場へと一般化するために、扱う問題を解析可能な等価な問題へと変換することを行った。具体的には、組織変形動態の相対位置座標表記を定義することに成功した。この手法を脊椎動物の四肢発生の変形動態データに適用することで、相対座標の時間変化にある種の規則性を見出した。この結果について論文を作成中である。

また、上記の脊椎動物四肢の変形動態の定量解析に関して、専門誌に採択された。
Morishita, Kuroiwa, and Suzuki, "Quantitative analysis oftissue deformation dynamics reveals three characteristic growth modes and globally-aligned anisotropic tissue deformation during chick limb development", Development, 142: 1672-1683, 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。

Research Products

• [Journal Article] Quantitative analysis of tissue deformation dynamics reveals threecharacteristic growth modes and globally aligned anisotropictissue deformation during chick limb developm (2015)
  • Author(s): Y. Morishita*, A. Kuroiwa, T. Suzuki*
  • Journal Title: Development Volume: in press Pages: 1672-1683
  • DOI: 10.1242/dev.109728
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Canalization-based vein formation in a growing leaf (2014)
  • Author(s): S. W. Lee, F. G. Feugier and Y. Morishita
  • Journal Title: J Theor Biol Volume: 353 Pages: 104-20
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2014.03.005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Bayesian inference of 3D deformation dynamics of 2D sheet-like structures from limited space-time point data (2014)
  • Author(s): 森下喜弘
  • Organizer: 日本発生生物学会
  • Place of Presentation: 名古屋wink aichi
  • Year and Date: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [Presentation] A theory on the timing of cell fate decision in developing organs (2013)
  • Author(s): 森下喜弘
  • Organizer: 日本発生生物学会
  • Place of Presentation: 島根県松江 くにびきメッセ
• [Remarks] 発生幾何研究ユニット ホームページ
  • URL: http://www.cdb.riken.jp/jp/02_research/0207_strategic04.html