Temporal coding of single cell signal transduction

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H03979
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kuroda Shinya 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (50273850)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 眞鍋 康子 東京都立大学, 人間健康科学研究科, 准教授 (60467412)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: シグナル伝達

Outline of Final Research Achievements

In this study, information-theoretic analysis of the response to stimuli on a per-cell basis revealed that the existence of cell-by-cell response variability enables more precise control of the response of tissues, which are collections of cells. The present study reveals that the existence of cell-by-cell variability in response characteristics leads to an increase in the range in which stimuli can be distinguished as a tissue, and thus enables accurate response control.

Free Research Field

システム生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

この研究では骨格筋の実験系を用いて細胞間変動の影響を明らかにしましたが、得られた知見は組織としての応答が各細胞の応答の合計であると考えられる系であれば当てはまると考えられ、例えばホルモン分泌制御などにも適用可能であると考えられる。細胞ごとの応答のばらつきによる正確な応答制御機構が明らかになったことで、臓器レベルの応答制御がより明らかになっていくものと考えられ、疾病などによる臓器の応答制御異常のメカニズム解明にも役立っていくものと期待される。