2016 Fiscal Year Research-status Report
細胞間接着と細胞極性から創発される集団運動の数理的解明: 細胞性粘菌を舞台に
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15K17740
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松下 勝義 大阪大学, 理学研究科, 特任助教(常勤) (60422440)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細胞の集団運動 / 細胞間背着 / 数値シミュレーション / 集団運動制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
去年度の研究で明らかになった集団運動制御機構を踏まえ, 理論的研究を推し進めたほか, 筑波大の実験研究者や奈良医大の研究者との相談の下で実験研究のデザインを行った.
理論的な部分では前年度良く分かっていなかった細胞接着の極性に起因する集団運動の解析を推し進めた. その結果, ある粗視化法を用いることにより, 細胞骨格極性の持続性の集団運動制御に帰着できることが示せ, 生物物理学会等で報告した. このことでこの双方の集団運動制御機構を統一的に理解することができるようになった. もう一つの進展として細胞骨格極性および細胞接着極性の高次項を導入する研究と密度による集団運動制御の研究を行った. 前者では四重極子の異方性を持つ細胞で先に述べたものとは異なる集団運動制御機構を発見し, 物理学会等で報告した. 後者の密度依存に関しては細胞の乱流状態などの単純な集団運動の範囲にはない状態を発見したが, 現状の処密度依存性の系統的計算ができておらず, 今後の課題となった.
実験のデザインパートに関しては, 我々の集団運動の機構が筑波大の実験グループの実験と整合するかを検討した. 詳細な実験データの結果からは細胞の振る舞いの中に多くの我々の仮定に合わない細胞が混在していることが明らかとなった. 細胞のこのようなふるまいはその分化によるものと考えられる. その分化の分子的な起源を推定するため, 今後の理論研究では新たな模型の拡張が必要なことが分かった.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
理論的研究では複数のこれまで知られていなかった細胞の集団運動制御機構を明らかにできた. またそれらを理解するための理論的な概念が整理されつつある. これまでの研究は部分的に論文として公表することもできた. また新たな実験指針を立てるための次のステージの数値シミュレーションデザインも行う事が出来た. これらの進展からおおむね当初の予定通り研究が進んでいるものと評価している.
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| Strategy for Future Research Activity |
実験結果との比較検討により, 細胞の分化が集団運動の制御機構に大きな影響を与えていることが分かってきた. これはこれまでの我々の想定した一様の系では理解できない複雑な状況を理論的に解析する必要があることを示している. 当初計画とは異なるが, そのような細胞の分化と非一様性をとらえる理論的枠組みを実験グループと共同して構築したい.
さらに現状でも多くの理論的成果に恵まれており, それらの公表に邁進したい.
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| Causes of Carryover |
前年度校正予定だった論文の校正費用が未使用で残った. これはこの前の論文の掲載決定が2017年3月になったことの影響で英文校正前に再修正する必要ができたためである.
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記論文の校正費に使用する予定である.
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