2018 Fiscal Year Annual Research Report
Collective migration of epithelial cells: a fundamental mechanics of morphogenesis
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17H02939
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐藤 勝彦 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (90513622)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅津 大輝 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (60620474)
奥田 覚 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 共同研究員 (80707836)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 形態形成 / 上皮細胞 / 集団運動 / 数理モデル / 配置換え / 収縮力 / ３次元頂点モデル / 平面内極性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）現実の上皮細胞シートをより正確に表すことができる３次元vertex modelを用いて、細胞の登頂面の細胞境界にかかる収縮力だけで細胞がシート状の構造を保ちながら一方向に動き得るかを調べた。その調査によって我々は登頂面に細胞境界の方向に依るような収縮力がかかっていて（平面内極性）なおかつその収縮力に揺らぎがある時、３次元空間内の細胞シートはその構造を保ちながら一方向に移動できることを明らかにした。細胞シート内での細胞の配置換えが安定に行われるには収縮力の揺らぎが重要であることを示した（奥田、佐藤）。結果はBiophysical Journalに出版した（Biophysical Journal 116, 1159-1170, (2019)）。
（２）上皮細胞のダイナミックスを記述することができるvertex modelには細胞の移動のしやすさを表す摩擦の項が入っているのだが、その生物学的な意味は未だ明らかにされていない。その問題を解決するためによりミクロな視点からモデリングを行い、vertex modelの摩擦項の生物学的意味を明らかにする数理モデルを構築した（佐藤、梅津）。そのモデルの妥当性を確認するために、ショウジョウバエのwing discでのcompartment boundaryでの現象にそのモデルを適用して、検証を行った。その結果は現在解析中である。
（３）（１）で行った研究成果を多くの国際会議や国内外の研究室で発表した。ソフトマター・アクティブマター物理学の視点や発生生物学の視点から多くの有益なコメントを得た。また研究のネットワーク（共同研究者の人脈）を得た。
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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
分担者とのコミュニケーションがきちんととれているため。また研究のための装置（コンピューターや測定機器）が整えられているので、作業をしやすい状況になっているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度はこの科研費の最終年度であるために、ここ２年間でやってきたことをまとめることとやったことを展開することを同時に行っていきたい。
（１）上皮細胞の配置換えのメカニズムをより細かいスケールから記述できる数理モデルをショウジョウバエのwing discに適用してその結果を年内に出版する。
（２）３次元空間内でほかの組織に囲まれた細胞のクラスターが一方向に移動できる現象が知られているが、その現象を３次元vertex modelを用いて細胞間の配置換えなどによってそのことが可能であるかを検証する。
（３）研究成果が誰でも閲覧でき、理解できるようなホームページを作成し、研究の内容をアピールする。
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