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2018 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 / 3次元 / シミュレーション / 数理モデル / 物理計測
Outline of Annual Research Achievements

主な活動は以下の4点である。
1:7月16,17日にカナダのトロント大学医学部と合同で、3D形態形成に関するシンポジウムを開催した。両国からのスピーカー以外にも、トロント大学医学部の研究者など約150名が参加するかなり大きな研究集会となり、活発な研究交流が行われた。トロント側の主催者であるHopyan博士は哺乳動物の初期形態発生の世界的な権威であり、今後も、交流を続けることを確認した。2019年の本研究班の班会議にHopyan博士を招き特別講演をお願いすることが決まっている。また、マイクロビーズに磁気をかけ細胞内外で自由に操り細胞や核、オルガネラに力を局所的に負荷するというYu Sun教授グループの研究は極めて斬新かつ有用と考えられたため、Yu Sun教授もお招きすることで話を進めている。
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た。細胞レベルでの挙動を定量的に解析している。In toto imagingなどの観測技術の習得と改良であり、この技術は主に武田班の体節形態形成の研究、および、上野研の神経管形成原理の研究に応用されている。
3:コスタリカでのツノゼミサンプルの採取は今年度は行っていないが、引き続き、現地協力者の西田博士とコスタリカ大学のハンソン博士にお願いして、サンプルを送付していただいている。今年度の支出として、西田氏の往復の旅費及び採集に必要な消耗品を計上している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

1:コスタリカ大学の昆虫学研究室とは、順調であり、さらに緊密な関係を築きたいと考えている。現在仲介者となっている西田賢二氏(コスタリカ大学)との共同研究はうまく行っており、ツノゼミ以外にも拡大させる方向で意見の一致をみている。
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。今年は、河西1名を派遣している。海外からの研究者が滞在することも普通に行われているが、多くは先方の資金で賄われている。
3:これまでに、年に一度のペースで、海外研究機関との合同会議を開いている。UCアーバインのケン・チョー教授、オーストリアISTのハイゼンベルグ教授、トロント大学のホピヤン教授は、当該分野をリードする研究者であり、現在も研究交流を続けている。また、今年度は、今後極めて重要な技術となるであろう磁気ビーズ操作の新技術を開発中のYu Sun教授と直接にコンタクトできたことは重要であった。

Strategy for Future Research Activity

最終年度であり、基本的にはこれまで行ってきたプロジェクトを最終年度も継続するが、それ以外に、本研究課題が終了したのちも、研究班としての実態を維持できるように、以下の2つを進める。
1:HPの維持。
本領域のHPは、班員間の連絡、共通機器の使用予約、共有データのストックなどに使われ、共同研究活動の中心となっているが、業者に委託したシステムであるため、維持にかなりの費用が発生している。今後、支援が無くなったのちもこのシステムを維持するために、より安価で、研究者自身が情報のアップロード、システムの改良を極めて安価に行えるサービス(現在、イスラエルのwix社のものをテストしている)に移行中である。
2:海外との連携の維持。
31年度に合同会議を行うEMBL(バルセロナ研究所)を含めて4回の共同シンポジウムを開催しており、この連携を維持することが重要である。資金が無くなってからできることは限られているが、最低でも、4つの研究所の主だった研究者に対し、今後も維持するHPを通じて、年報を送ることを計画している。

Causes of Carryover

国際交流は相手の都合と合わせる必要があるため、急に予算執行を決めることが難しいことをご理解いただければと思います。初年度の交付決定が11月になり、その年度中に無理やり交付額を使い切ると無駄遣いになるため、初年度は約1100万円の繰越金が発生しました。残りの4年間では、(各年度の交付金)+(初年度繰越金の4分の1)を基準に、運営を続けているため、毎年、徐々に繰越金は減少しています。昨年度の予算執行は、(年度交付金)+(約100万円)と200万円ほど、予定よりも少なく、最終年度への繰り越しが490万円になりました。理由は、国際発生学会(オーストラリア)への参加者が、予定より少なかったことによります。最終年度は、バルセロナでの合同ミーティングがあるため、これに若手の参加を促すことで、十分に執行できると考えています。

  • Research Products

    (31 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 7 results) Remarks (2 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Costa Rica(コスタリカ)

    • Country Name
      COSTA RICA
    • Counterpart Institution
      University of Costa Rica
  • [Int'l Joint Research] Harvard Medical School(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Harvard Medical School
  • [Int'l Joint Research] Purdue University/Louisiana State University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Purdue University/Louisiana State University
  • [Int'l Joint Research] Heiderberg University(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Heiderberg University
  • [Journal Article] Analysis of heterogeneous deformation in the wall of rabbit thoracic aorta at a microscopic level2019

    • Author(s)
      Fan Y, Wang JF, Maeda E, Murase K, Matsumoto T
    • Journal Title

      Advanced Biomedical Engineering

      Volume: 8 Pages: 17-13

    • DOI

      10.14326/abe.8.7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Drosophila flies high over the Asia-Pacific: report on the Fourth Asia-Pacific Drosophila Research Conference.2018

    • Author(s)
      Lai, Y.-T., Maeda, C., and Matsuno, K.
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 23 (7) Pages: 512-516

    • DOI

      10.1111/gtc.12601

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local distribution of collagen fibers determines crack initiation site and its propagation direction during aortic rupture2018

    • Author(s)
      Sugita S, Matsumoto T
    • Journal Title

      Biomechanics and Modeling in Mechanobiology

      Volume: 17 Pages: 577-587

    • DOI

      10.1007/s10237-017-0979-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ex-vivo observation of calcification process in chick tibia slice: Augmented calcification along collagen fiber orientation in specimens subjected to static stretch2018

    • Author(s)
      Maeda E, Ichikawa K, Murase K, Nagayama K, Matsumoto T
    • Journal Title

      J Biomechanics

      Volume: 78 Pages: 94-101

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2018.07.024

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct application of mechanical stimulation to cell adhesion sites using a novel magnetic-driven micropillar substrate2018

    • Author(s)
      Nagayama K, Inoue T, Hamada Y, Sugita S, Matsumoto T
    • Journal Title

      Biomed Microdevices

      Volume: 20 Pages: 85

    • DOI

      10.1007/s10544-018-0328-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic Multi-channel Collagen Gel (MCCG) Guides the Growth Direction of the Neurite-like Processes of PC12 Cells2018

    • Author(s)
      Koh Isabel、Furusawa Kazuya、Haga Hisashi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-018-32156-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Long-term Culture of Human iPS Cell-derived Telencephalic Neuron Aggregates on Collagen Gel2018

    • Author(s)
      Oyama Hiroshi、Takahashi Koji、Tanaka Yoshikazu、Takemoto Hiroshi、Haga Hisashi
    • Journal Title

      Cell Structure and Function

      Volume: 43 Pages: 85-94

    • DOI

      10.1247/csf.18002

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 基質の軟らかさが誘引する上皮細胞の集団運動と3次元形態形成2018

    • Author(s)
      芳賀 永
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 58 Pages: 196-199

    • DOI

      10.2142/biophys.58.196

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Competition for Space Is Controlled by Apoptosis-Induced Change of Local Epithelial Topology2018

    • Author(s)
      Tsuboi A, Ohsawa S, Umetsu D, Sando Y, Kuranaga E. Igaki T, Fujimoto K
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 28 Pages: 2115-2128

    • DOI

      10.1016/j.cub.2018.05.029.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Serpin Facilitates Tumor-Suppressive Cell Competition by Blocking Toll-Mediated Yki Activation in Drosophila2018

    • Author(s)
      Katsukawa M, Ohsawa S, Zhang L, Yan Y, Igaki T
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 28 Pages: 1756-1767

    • DOI

      10.1016/j.cub.2018.04.022.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] JNK and Yorkie drive tumor progression by generating polyploid giant cells in Drosophila2018

    • Author(s)
      Cong B, Ohsawa S, Igaki T
    • Journal Title

      Oncogene

      Volume: 37 Pages: 3088-3097

    • DOI

      10.1038/s41388-018-0201-8.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 浸透圧勾配が引き起こす上皮細胞シートのドーム形成2019

    • Author(s)
      石原(石田)すみれ、秋山正和、須志田隆道、古澤和也、名黒功、立野浩輝、石原誠一郎、芳賀永
    • Organizer
      日本生物物理学会北海道支部会例会
  • [Presentation] Modelling the force-dependent morphogenesis of fish vertebra with topology optimization2018

    • Author(s)
      Misaki Sakashita
    • Organizer
      2018 Annual Meeting of the Society for Mathematical Biology & the Japanese Society for Mathematical Biology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2D pattern formation by Turing mechanism and 3D shape formation by folding of cell sheet2018

    • Author(s)
      Shigeru Kondo
    • Organizer
      Differential Equations arising from Organising Principles in Biology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Turing mechanism for 2D pattern formation, and a proposal of another principle for 3D shape formation2018

    • Author(s)
      Shigeru Kondo
    • Organizer
      Mathematical Biology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 2D pattern formation by Turing mechanism and 3D shape formation by folding of cell sheet2018

    • Author(s)
      Shigeru Kondo
    • Organizer
      Mittwochskolloquium (MoKo/MiKo)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Pattern formation in a growing tissue2018

    • Author(s)
      Shigeru Kondo
    • Organizer
      119th International Titisee Conference on “Tissue formation and regeneration: from molecules to models”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Macroscopic and microscopic heterogeneities in the aortic wall: Close correlation between biomechanical environment and protein expression2018

    • Author(s)
      Matsumoto T
    • Organizer
      21st International Conference on Mechanics in Medicine and Biology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] アフリカツメガエル新鮮原腸胚内部の構造観察と力学環境の推定2018

    • Author(s)
      丹下祥之,安東頼子,前田英次郎,村瀬晃平,上野直人,松本健郎
    • Organizer
      第41回日本バイオレオロジー学会年会
  • [Presentation] 粒子散布法によるアフリカツメガエル尾芽胚のかたさ計測2018

    • Author(s)
      角田 涼,安東頼子,前田英次郎,村瀬晃平,上野直人,松本健郎
    • Organizer
      第41回日本バイオレオロジー学会年会
  • [Presentation] 刺入法によるアフリカツメガエル新鮮胚内部の力学環境の推定2018

    • Author(s)
      丹下祥之,安東頼子,前田英次郎,村瀬晃平,上野直人,松本健郎
    • Organizer
      日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会
  • [Presentation] 多細胞系のメカノバイオロジー2018

    • Author(s)
      芳賀 永
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ
    • Invited
  • [Presentation] A Mathematical Model of Planar Cell Polarity2018

    • Author(s)
      M. Akiyama, T. Ayukawa, M. Yamazaki,
    • Organizer
      SMB2018 (2018 Annual Meeting of the Society for Mathematical Biology & the Japanese Society for Mathematical Biology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A mathematical model of collective cell migrations based on cell polarity2018

    • Author(s)
      Masakazu Akiyama,Takamaichi (Hokkaido University),Hitomi Mori(Hokkaido University),Sumire (Hokkaido University),Hisashi Haga(Hokkaido University)
    • Organizer
      11th European Conference on Mathematical and Theoretical Biology
    • Int'l Joint Research
  • [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/

  • [Funded Workshop] Japan-Toronto Morphogenesis Symposium2018

URL: 

Published: 2019-12-27  

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