2019 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated modeling for pattern formation of cell polarity formation in asymmetric cell division
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19H01805
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
李 聖林 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (50620069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 暁 国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (10365447)
栄 伸一郎 北海道大学, 理学研究院, 教授 (30201362)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | パターン形成 / 非対称細胞分裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非対称細胞分裂は初期発生において細胞の多様化を生み出すもっとも重要な仕組みの一つである。本研究では非対称分裂過程において分子の動態のみに注目してきた従来の局所的なアプローチから離れ、細胞の高次元の形と細胞分裂の動的ダイナミクスおよび細胞間の相互作用(位置関係)を考慮した上で分子の動態を時空間的に考察できる大域的数理モデリングの開発に挑戦するため、まず、細胞の相対的位置関係がどう決まるのかについて考察を行った。
非対称細胞分裂を起こす線虫の初期胚では硬い卵の殻が存在し、その中で細胞が分裂くりかえず。非対称細胞分裂を生まれた娘細胞はそれぞれ機能が異なる上、それぞれが相互作用を行いながら次の非対称細胞分裂を準備するため、すべての細胞が的確な時間に的確な配置を行う必要がある。しかし、どうやって線虫の初期胚がそのような複雑なダイナミクスをロバストに制御しているかについては未だに分かってないことが多い。本研究ではまず、それを明らかにするために、細胞分裂と細胞の動きを表すことができるMulti-Phasefield法を用いたモデリングの構築を行い、どのようなファクターが細胞の配置決定に重要に関わるのかについて数値実験を行った。
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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
当初の計画の通りに、細胞の分裂と配置を同時に考察することができる数理モデルの構築に成功し、研究が順調に進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
数理モデル実験から特定された細胞配置における仕組みを、研究分担者である生物実験家と議論を進めながら、理論での発見を実験で示していく方向性を定める。
また、理論的な研究をメインに細胞の形と極性の関連性について数理モデルを構築し、進めていく。
特に、非対称細胞分裂における海外の研究者とも議論を活発化し、国際共同研究にも積極的に挑戦する。
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