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2016 Fiscal Year Research-status Report

細胞集団の数理的研究

Research Project

Project/Area Number 16K05523
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

野瀬 真規子 (野々村真規子)  日本大学, 生産工学部, 准教授 (20333320)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2021-03-31
Keywords細胞集団 / 数理モデル / フェーズフィールド法 / 細胞分裂
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、細胞内・細胞膜上の化学物質の濃度分布や細胞内の器官から、細胞の形や細胞集団の運動までの系統的な理解を目指している。そのために、基板上における細胞集団の動的挙動と卵割の数値計算の2つを軸に研究を進めている。平成28年度の研究結果と平成29年度の計画は以下の通りである。
卵割の数理的研究は、主として連携研究者である北海道大学の秋山氏とともに進めている。この研究は、卵割様式を数理的に理解することを目指している。ここで考えている手法は、フェーズフィールド法による細胞集団の数理モデルに紡錘体の計算を組み込むというものである。平成28年度は、ある生物の卵割様式を再現する条件を見つけることに成功した。現在は、この結果をその計算手法とともに論文にまとめている段階である。さらに、平成29年度は別の卵割様式についても研究を進める予定である。
また、細胞の運動を数理モデルに取り入れるための足がかりとして、連携研究者であるNIMSの中西氏や千葉大学の菅原氏の協力のもと、細胞集団の動きの実験とその結果に対するPIV解析を行っている。平成28年度は、PIV解析で得られた移動ベクトルの中で、細胞の運動以外の要素、例えば細胞分裂など要素を除く手法を、先行研究などを参考にして、いろいろと試すことからはじめている。平成29年度はそれらの手法を使って求めた移動ベクトルを参考に、細胞運動の数理モデルを考案するなど、新たな研究を展開していく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成28年度の研究は当初の計画よりやや遅れてしまった。その主な原因は、以下の3つである。
(1)プログラムのバグ探しに思ったより時間がかかってしまった
(2)3次元の数値計算結果の可視化に手間取っている
(3)連携研究者との予定が合わずなかなか研究の打ち合わせをすることができなかった
この3つの原因のうち、(1)についてはすでに解決しており、(2)は今現在解決に取り組んでいる状態である。(3)は先方との時間調整ができるよう早めに計画を立てるよう心がけることで改善されると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今後は、今ある3次元の卵割の数値計算結果やPIV解析結果などの研究成果を論文にまとめつつ、次に行うべき別の卵割様式の数値計算や実験を中心に研究を進めていく予定である。
スムーズに研究を推進するためには、連携研究者とこれまで以上に密に連絡を取りあうことが必要不可欠となってくる。また、当初の計画で大学院生1名としていた実験補助を増やし、必要な実験を確実に行っていく予定である。

Causes of Carryover

平成28年度は実験補助者の都合がつかず計画していた実験が行えず、謝金や実験消耗品が当初計画していた金額より少なくなった。また、連携研究者との打ち合わせも、先方と予定が合わず、当初の計画より少なくなってしまい、使用した旅費も少なくなった。以上により次年度使用額が生じることになった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成29年度は、5月から計画的に連携研究者との打ち合わせを行う予定である。また、実験補助者も増員して平成28年度に行う予定であった実験も合わせて進めていく。そのために必要な経費を、次元度使用額から支出する予定である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2017 2016

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] 光応答基板と数理解析に基づく細胞集団性の評価2017

    • Author(s)
      深山達也, 野々村真規子, 菰田貴文, 菅原路子, 中西淳
    • Organizer
      つくば医工連携フォーラム2017
    • Place of Presentation
      国立研究開発法人物質・材料研究機構
    • Year and Date
      2017-01-20 – 2017-01-20
  • [Presentation] 光応答基板と画像流速解析を用いた細胞集団移動現象定量化法2016

    • Author(s)
      深山達也, 菰田貴文, 菅原路子, A.Abdellatef Shimaa, 山口和夫, 野々村真規子, 中西淳
    • Organizer
      日本分析化学会第65年会
    • Place of Presentation
      北海道大学工学部(札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-15 – 2016-09-15
  • [Presentation] Quantification of epithelial-mesenchymal transition by using photoactivatable substrates and particle image velocimetry2016

    • Author(s)
      Tatsuya Miyama, Makiko Nonomura, Takafumi Komoda, Michiko Sugawara, Jun Nakanishi
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2016
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉市)
    • Year and Date
      2016-09-08 – 2016-09-08
  • [Presentation] Improved Particle Image Velocimetry for Collective Cell Migration Studies2016

    • Author(s)
      Takafumi Komoda, Michiko Sugawara, Tatsuya Miyama, Makiko Nonomura, Jun Nakanishi
    • Organizer
      International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology
    • Place of Presentation
      国立研究開発法人物質・材料研究機構
    • Year and Date
      2016-07-27 – 2016-07-27
  • [Presentation] Quantification of epithelial-mesenchymal transition on photoactivatable substrates by means of particle image velocimetry2016

    • Author(s)
      Tatsuya Miyama, Makiko Nonomura, Takafumi Komoda, Michiko Sugawara, Jun Nakanishi
    • Organizer
      International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology
    • Place of Presentation
      国立研究開発法人物質・材料研究機構
    • Year and Date
      2016-07-27 – 2016-07-27

URL: 

Published: 2018-01-16  

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