2021 Fiscal Year Annual Research Report
Deepening and new development of mathematical study on cell adhesion
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20H01823
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
村川 秀樹 龍谷大学, 先端理工学部, 准教授 (40432116)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野津 裕史 金沢大学, 数物科学系, 教授 (00588783)
佐藤 純 金沢大学, 新学術創成研究機構, 教授 (30345235)
富樫 英 神戸大学, 医学研究科, 助教 (90415240)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 応用数学 / 数値解析学 / 数理生物学 / 細胞接着 / 細胞選別 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、大きく4つの研究［研究A］～［研究D］を並行して行っている。2021年度の研究内容は以下のとおりである。
［研究A］昨年度に引き続き、細胞選別現象に対する数理モデルの数値解析及び解析に向けた準備を行った。2成分問題について、その正則化の方法や時間離散スキームの解析方法について研究し、次年度の解析に向けた準備が整った。また、細胞集団モデルの数値的・解析的取り扱いを煩雑にしている非局所移流項を、線形拡散と反応の組み合わせによって表現するための近似について新たな知見が得られ、次年度の解析に向けた下準備を行った。
［研究B］生物の脳の神経細胞はカラム構造と呼ばれる円柱状の構造を作っており、多数のカラムが六角格子状に規則的に並ぶことによって、脳の複雑な処理を可能にしている。カラム構造は脳の機能単位であり、カラム構造形成のメカニズム、カラム配列のメカニズムを理解することは神経科学における重要な研究課題である。昨年度に引き続き、カラム配列のメカニズムの解明に数理モデリングと数値実験の立場から研究した。細胞間の接着・誘因や反発に着目し、数値実験を進めた。
［研究C］昨年度に引き続き、細胞接着力と細胞膜の表面張力の関係について、数理と実験の両側面から研究した。単純な原理のみからなる微視的現象に対する数理モデル及び数値解法を構成した。上皮細胞の形態形成を例に、我々の手法の有用性を確かめた。論文としてまとめ、［研究C］は完遂した。
［研究D］聴覚、視覚、嗅覚などの感覚を司る感覚器官において、センサーの役割を担う細胞とそれを支える支持細胞は互い違いに並んだ構造をしている。初年度の研究において、この構造の形成メカニズムに差次界面張力仮説による説明が有効であることが示唆された。今年度は、界面張力と接着・収縮・硬さ・内圧等との関係性について実験と数値実験の観点から調査した。
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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
当初の研究計画通りに順調に遂行しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は当初の研究計画通りに順調に進んでいる。2022年度も交付申請書に記載した研究実施計画通りに、研究を進める。
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[Journal Article] Intracellular trafficking of Notch orchestrates temporal dynamics of Notch activity in the fly brain2021
Author(s)
Wang, M., Han, X., Liu, C., Takayama, R., Yasugi, T., Ei, S., Nagayama, M., Tanaka, Y. and Sato, M.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12
Pages: 2083
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Glial insulin regulates cooperative or antagonistic Golden goal/Flamingo interactions during photoreceptor axon guidance2021
Author(s)
Takechi, H., Hakeda-Suzuki, S., Nitta, Y., Ishiwata, Y., Iwanaga, R., Sato, M., Sugie, A. and Suzuki, T.
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Journal Title
eLife
Volume: 10
Pages: e66718
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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