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2016 Fiscal Year Research-status Report

3D形態ロジックの国際共同研究を加速するバーチャル研究所

International Activities Supporting Group

Project AreaDiscovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms
Project/Area Number 15K21726
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

近藤 滋  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10252503)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 武田 洋幸  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80179647)
上野 直人  基礎生物学研究所, 形態形成研究部門, 教授 (40221105)
松野 健治  大阪大学, 理学研究科, 教授 (60318227)
松本 健郎  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30209639)
芳賀 永  北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (00292045)
井上 康博  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (80442929)
秋山 正和  北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (10583908)
大澤 志津江  京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (80515065)
Project Period (FY) 2015-11-06 – 2020-03-31
Keywords形態形成 / 発生 / 3次元 / 数理モデル / 力学
Outline of Annual Research Achievements

主な活動は以下の3点である。
1:研究グループの存在と成果を海外発信するためには、英語圏の研究者、学生にとって読みやすいHPが必要である。HPのビジュアルはもちろんだが、読みやすい文章であることが必須となる。今回、元発生学者で、現在ヨーロッパでサイエンスライターをしているロニー・リーマンス氏に来日していただき、各計画班員へにインタビューと、海外向きの紹介記事を書いてもらいHPに掲載することができた。
2:河西通博士をHarvard Medical School のSean Megason研究室へ派遣し、ゼブラフィッシュ胚における組織の3次元構造の発生機構の研究を共同研究で行っている。神経管は神経板という1枚のシートが折りたたまれることで形成されると考えられてきたが、体幹後方では発生過程で神経板が形成されないためにこのモデルが直接当てはまらず、3次元的な管構造がどのように形成されるのか未知の点が多い。ゼブラフィッシュ胚の尾部末端における神経管の発生過程をin toto imagingにより経時観察したところ、尾部後方の間充織が収斂伸長運動をしながら管構造をつくること、および底板細胞がその他の神経管細胞に対してスライド運動していることが分かった。現在、細胞レベルでの挙動を定量的に解析している。In toto imagingなどの観測技術を班員と共有予定である。
3:11月28、29日にオーストリアのIST Austria(オーストリアの国立科学技術研究所)と合同で、3D形態形成に関するシンポジウムを開催し、同時に、今後の技術協力体制の拡大に関して話し合いを行った。ISTは、多くのハイテク技術を開発している世界有数の研究施設である。ISTの生命科学部門長であるハイゼンベルグ氏は公募班員の堀田氏と共同研究を継続している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実際に班の活動を開始してから、約1年半が経過したが、とりあえず、最初に計画したことは予定通り終えることができた、という状態である。海外との交流の拡大事業となると、形式的には機関と機関の交流を作ることが大事であるが、実質的には、個々の研究者間の交流がなければ始まらない。そのため、時間をかけて、研究交流が増えるための仕掛けを行っていく必要があると考えている。(1)のHPの記事掲載は、そのための一つの方法である。時間はかかるだろうが、ネイティブの研究者が読みやすいサイトは、交流の拡大には必須である。まだまだ、サイト自体の作りこみやアップデート、定期的に更新される読み物の掲載など、課題は多いが、支援期間中に、充実したものに育てていきたい。(2、4)の海外派遣、招聘は、今後も継続して行うつもりである。理想的には、海外の研究者に長期間滞在してもらいたいが、現在、適当な候補者が見つかっていない。今後も候補者探しを続けたい。(3)海外の有力研究機関との交流は重要であるため、今後も、積極的に行っていきたい。これも、交流が盛んになるには、個々の班員にとって、共同研究のニーズをt繰り出す必要があり、そのためには、互いに翌知り合うことが必須である。昨年のISTとの交流では、主に計画班員が中心となっていたが、もっと公募班員にも拡大して行う必要があると考える。29年度に行う、UCIrvineとの交流においては、公募班員、特に若手の研究者を多く現地に送るつもりである。

Strategy for Future Research Activity

0:コスタリカ大学の昆虫学研究室とは、さらに緊密な関係を築きたいと考えている。具体的には、研究者の長期派遣、あるいは、コスタリカ大研究者の国内研究施設への受け入れができれば理想的である。
1:海外向けHPの充実のために、以下の改良を行いたい*公募班員(元公募班員も含む)の英語版紹介記事の掲載*各班員の研究内容・成果が、リアルタイムで表示*研究内容のビデオ紹介記事の作成・掲載
2:海外派遣に関しては、毎年、1~2名を半年~1年派遣するのが一番ふさわしいと考えている。派遣者(と受け入れ先)ごとに都合が異なるため、なかなか予定通りには進まないが、事前に、先方の機関と打ち合わせることで、派遣者のローテーションを維持したいと考えている。
3:29年度は、発生学者として著名なKen Cho氏を仲介にして、UCIrvineとの交流を行う予定である。今回は、公募班員をできるだけ多く派遣する予定である。30年以降も、シンガポール大学、ヘルシンキ大学などを予定している。
4:現在、日本の科学技術研究の地位低下が憂慮されているが、海外で頑張っている日本人研究者の助けになるような事業が行えれば、国際交流の面からも極めて有効な活動になると考える。もちろん、単独の新学術領域班での事業では限界があるが、例えば、他の新学術領域との共同事業を行えば、もっと大きな規模での事業を行える可能性があるので、現在、他班の責任者の何人かと話し合いを持っている。

Causes of Carryover

未使用の予算が残っている主な原因は、初年度の交付決定が年度末に近かったためである。海外との連携が必要なプロジェクトであるため、海外との打ち合わせ、日程の確保等にある程度時間がかかるのはいかんともしがたい。特に、各年度に一回ずつ開催予定との海外機関との協力イベントが、初年度には行えなかったのが大きい。次年度は計画通りに消化でき、ある程度繰越金は減少している。残りの3年で、有効に使ってプロジェクトを完成したい。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度の海外機関との交流は、UC Irvineとの共同シンポジウムを予定しているが、昨年度よりも、規模を大きくして行う予定で、昨年度の実績より100~150万円多めにかかる予定である。残り3年で同規模のシンポジウムを開催することで、繰り越し分の消化はスムーズに行えると考えている。

  • Research Products

    (38 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 11 results,  Acknowledgement Compliant: 7 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 9 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Distinct intracellular Ca2+ dynamics regulate apical constriction and differentially contribute to neural tube closure2017

    • Author(s)
      Suzuki, M., Sato, M., Koyama, H., Hara, Y., Hayashi, K., Yasue, N., Imamura, H., Fujimori, T., Nagai, T., Cambell, R.E., and Ueno, N.
    • Journal Title

      Development

      Volume: 1 Pages: 1307-1316

    • DOI

      10.1242/dev.141952

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Left-right asymmetric morphogenesis in Drosophila and other invertebrates: the discovery of intrinsic cell chirality and its functions2017

    • Author(s)
      Inaki, M., Yang L. J., and Matsuno K.
    • Journal Title

      Reviews in Cell Biology and Molecular Medicine

      Volume: - Pages: in press

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The ligand Sas and its receptor PTP10D drive tumour-suppressive cell competition2017

    • Author(s)
      Masatoshi Yamamoto (#), Shizue Ohsawa (#), Kei Kunimasa,Tatsushi Igaki (#equal contribution)
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 542 Pages: 246-250

    • DOI

      10.1038/nature21033

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] An updated kernel-based Turing model for studying the mechanisms of biological pattern formation2016

    • Author(s)
      Shigeru Kondo
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology

      Volume: 10;414 Pages: 120-127

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2016.11.003

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] In vivo tracking of histone H3 lysine 9 acetylation in Xenopus laevis during tail regeneration.2016

    • Author(s)
      Suzuki, M., Takagi, C., Miura, S., Sakane, Y., Suzuki, M., Sakuma, T., Sakamoto, N., Endo, T., Kamei, Y., Sato, Y., Kimura, H., Yamamoto, T., Ueno, N. and Suzuki, K.T.
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 21 Pages: 358-369

    • DOI

      10.1111/gtc.12349

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Physical association between a novel plasma-membrane structure and centrosome orients cell division2016

    • Author(s)
      Negishi, T., Miyazaki, N., Murata, K., Yasuo, H. and Ueno, N.
    • Journal Title

      eLife

      Volume: e16550 Pages: -

    • DOI

      10.7554/eLife.16550

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cell chirality: its origin and roles in left-right asymmetric development2016

    • Author(s)
      Inaki, M., Yang L. J., and Matsuno K.
    • Journal Title

      Phil Trans B

      Volume: 371 Pages: 20150403

    • DOI

      10.1098/rstb.2015.0403

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dual roles of O-glucose glycans redundant with monosaccharide O-fucose on Notch in Notch Trafficking2016

    • Author(s)
      Matsumoto, K., Ayukawa, T., Ishio, A., Sasamura, T., Yamakawa, T. and Matsuno, K.
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 291 Pages: 13743-13752

    • DOI

      10.1074/jbc.M115.710483

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of loading rate on viscoelastic properties and local mechanical heterogeneity of freshly isolated muscle fiber bundles subjected to uniaxial stretching2016

    • Author(s)
      Tamura A, Hayashi S, Matsumoto T
    • Journal Title

      Journal of Mechanics in Medicine and Biology

      Volume: 16 Pages: -

    • DOI

      10.1142/S021951941650086X

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamics of actin filaments of MC3T3-E1 cells during adhesion process to substrate2016

    • Author(s)
      Wang JF, Sugita S, Nagayama K, Matsumoto T
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.1299/jbse.15-00637

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Differences in the mechanical properties of the developing cerebral cortical proliferative zone between mice and ferrets at both the tissue and single-cell levels2016

    • Author(s)
      Nagasaka A, Shinoda T, Kawaue T, Suzuki M, Nagayama K, Matusmoto T, Ueno N, Kawaguchi A, Miyata T
    • Journal Title

      Frontiers in Cell and Developmental Biology (section Cell Adhesion and Migration)

      Volume: 4 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fcell.2016.00139

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observations of intracellular tension dynamics of MC3T3-E1 cells during substrate adhesion using a FRET-based actinin tension sensor2016

    • Author(s)
      Wang J, Ito M, Zhong W, Sugita S, Michiue T, Tsuboi T, Kitaguchi T, Matsumoto T
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.1299/jbse.16-00504

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Data Set for Comparison of Cellular Dynamics between Human AAVS1 Locus-modified and Wild-type Cells2016

    • Author(s)
      Mizutani, T., Haga, H., and Kawabata, K.
    • Journal Title

      Data in Brief

      Volume: 6 Pages: 793-798

    • DOI

      10.1016/j.dib.2015.12.053

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Conformational Plasticity of JRAB/MICAL-L2 Provides 'Law and Order' in Collective Cell Migration2016

    • Author(s)
      A. Sakane, S. Yoshizawa, M. Nishimura, Y. Tsuchiya, N. Matsushita, K. Miyake, K. Horikawa, I. Imoto, C. Mizuguchi, H. Saito, T. Ueno, S. Matsushita, H. Haga, S. Deguchi, K. Mizuguchi, H. Yokota
    • Journal Title

      Molecular Biology of the Cell

      Volume: 27 Pages: 3095-3108

    • DOI

      10.1091/mbc.E16-05-0332

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mathematical model for cell competition: Predator-prey interactions at the interface between two groups of cells in monolayer tissue2016

    • Author(s)
      Seiya Nishikawa,Atsuko Takamatsu, Shizue Ohsawa, Tatsushi Igaki
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology

      Volume: 404 Pages: 40-50

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2016.05.031

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A unique membrane structure that determines the orientation of cell division2017

    • Author(s)
      Naoto Unoe
    • Organizer
      Joint Meeting of the German and Japanese Societies of Developomental Biologists
    • Place of Presentation
      University of Kiel Zoological Institute Kiel, Germany
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] アフリカツメガエル胚内部の3次元応力分布の推定2017

    • Author(s)
      松本 健郎
    • Organizer
      日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-20
  • [Presentation] シマウマの模様をヒョウ柄に変える方法2017

    • Author(s)
      近藤 滋
    • Organizer
      第29回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-19
    • Invited
  • [Presentation] 動物発生のバイオメカニクス2017

    • Author(s)
      上野直人、鈴木誠、根岸剛文
    • Organizer
      日本機械学会 第29回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-19
  • [Presentation] モデルなしのモデリング2016

    • Author(s)
      近藤 滋
    • Organizer
      第26回非線形反応と共同現象研究会
    • Place of Presentation
      明治大学(東京都中野区)
    • Year and Date
      2016-12-10 – 2016-12-10
    • Invited
  • [Presentation] Estimation of endothelial glycocalyx layer deformation in response to fluid shear stress2016

    • Author(s)
      Matsumoto T, Takahashi Y, Owaki Y, Nagayama K
    • Organizer
      The 16th International Conference on Biomedical Engineering
    • Place of Presentation
      Singapore, Singapore
    • Year and Date
      2016-12-07 – 2016-12-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Discovery of cell chirality, a novel cell polarity, and its functions2016

    • Author(s)
      Kenji Matsuno
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-12-02 – 2016-12-02
  • [Presentation] 細胞外基質の粘弾性に応答する上皮細胞の集団運動と3次元形態形成2016

    • Author(s)
      芳賀 永
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-11-25 – 2016-11-25
    • Invited
  • [Presentation] Cell chirality my be an evolutionarily conserved mechanisms that drives twisting of alimentary canal2016

    • Author(s)
      Kenji Matsuno
    • Organizer
      The 22nd International Congress of Zoology
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県那覇市)
    • Year and Date
      2016-11-17 – 2016-11-17
  • [Presentation] 3D morphogenesis of Drosophila leg from folded epithelial sheets during development2016

    • Author(s)
      Shizue Ohsawa, Megumi Nakayama, Tatsushi Igaki
    • Organizer
      Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology (ICZ) & the 87th meeting of the ZSJ
    • Place of Presentation
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県国頭郡恩納村)
    • Year and Date
      2016-11-15 – 2016-11-15
    • Invited
  • [Presentation] The detailed mechanism of Turing pattern formation in the skin of zebrafish2016

    • Author(s)
      Shigeru Kondo
    • Organizer
      Combined ASBMB, ASPS and ANZSCDB Annual Meetings
    • Place of Presentation
      Brisbane, Australia
    • Year and Date
      2016-10-06 – 2016-10-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Tetragonal versus hexagonal tiling of the Drosophila eye2016

    • Author(s)
      林貴史、秋山正和、佐藤純
    • Organizer
      12th Japanese Drosophila Research Conference
    • Place of Presentation
      立教大学(東京都豊島区)
    • Year and Date
      2016-09-09 – 2016-09-11
  • [Presentation] Simpler modelling of the biological pattern formation2016

    • Author(s)
      近藤 滋
    • Organizer
      2016年日本数理生物学会年会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-09-09 – 2016-09-09
    • Invited
  • [Presentation] Measurement of force field during the collective cell migration of Xenopus embryonic cells2016

    • Author(s)
      Naoto Ueno
    • Organizer
      16th International Xenopus Conference
    • Place of Presentation
      Orthodox Academy of Crete (OAC), Chania, Greece
    • Year and Date
      2016-08-29 – 2016-08-29
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 「シマウマは、縞模様を得たウマ、ではなく、均一中間色を失ったウマ、である」というお話し。2016

    • Author(s)
      近藤 滋
    • Organizer
      日本進化学会第18回大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-08-28 – 2016-08-28
    • Invited
  • [Presentation] A Mathematical Model of Planar Cell Polarity2016

    • Author(s)
      M. Akiyama、T. Ayukawa、M. Yamazaki
    • Organizer
      International Conference:Patterns and Waves 2016
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-08-01 – 2016-08-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cell chirality is a novel and evolutionarily conserved cell polarity that drives left-right asymmetric morphogenesis2016

    • Author(s)
      Kenji Matsuno
    • Organizer
      57th annual Drosophila research conference
    • Place of Presentation
      Orlando, USA
    • Year and Date
      2016-07-14 – 2016-07-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Mathematical Model of Planar Cell Polarity2016

    • Author(s)
      M. Akiyama、T. Ayukawa、M. Yamazaki
    • Organizer
      E.C.M.T.B.2016
    • Place of Presentation
      Nottingham, UK
    • Year and Date
      2016-07-11 – 2016-07-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 胸大動脈の背腹差について:マルチスケール力学解析とマイクロアレイ解析による検討2016

    • Author(s)
      松本健郎,杉田修啓,城野貴洋,飯島慎太郎,長山和亮,松本明郎
    • Organizer
      第55回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      富山県民会館(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-04-26 – 2016-04-28
  • [Book] 遺伝子発現制御機構2017

    • Author(s)
      稲木美紀子, 山川智子, 笹村剛司, 松野健治
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      東京化学同人
  • [Book] Vascular Engineering (Tanishita K and Yamamoto K, eds)2016

    • Author(s)
      Tanishita K, Yamamoto K, Sugihara-Seki M, Yamada H, Aoki T, Tada S, Tarbell JM, Kaunas R, Deguchi S, Ohashi T, Matsumoto T, Sugita S, Nagayama K, Kataoka N, Butler PJ, Kudo S, Goto S et al
    • Total Pages
      401(127-140)
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks] 「生物の3D形態を構築するロジック」ホームページ

    • URL

      http://www.3d-logic.jp/index2.html

  • [Remarks] 3D MORPHOLOGIC

    • URL

      http://www.3d-logic.jp/en/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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