2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25287106
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
川端 和重 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 教授 (20261274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水谷 武臣 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 助教 (40451405)
根本 幸児 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60202248)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生物物理学 / 力学計測 / 多細胞システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、多くの細胞が作り出す巨視的な形態形成の力学的機構を明らかにすることである。そのために、モデル実験系として3次元培養環境においてシスト構造を形成する多細胞コロニーに注目し、細胞の極性を決定する因子の同定、細胞と細胞の接着力、細胞と基質間の接着力、細胞内の張力、細胞内の情報蓄積機能を定量的に評価する方法を確立する。さらに、これらのバランスの観点から形態形成の協同機構を解明する。細胞運動方向の3次元空間的な相関長の時間変化を評価する。また、細胞集団の周辺の基質ゲルを染色し、その蛍光画像の局所変形から画像相関法を用いて細胞内および細胞間、細胞外基質における応力分布を推定する解析プログラムを確立させる。細胞内の情報の蓄積効果は走査型プローブ顕微鏡によって評価する。数値計算によって協同機構モデルを構築する。本年度は、上皮細胞集団がシスト構造を形成する際の分子機構を明らかにした。IntegrinやRacといった因子に対する阻害剤を投与したところ、シスト構造の形成が有意に遅くなった。また、上皮細胞の極性を成長因子の投与によって変化させたところ、シスト形成が出来なくなった。また、細胞－細胞間や細胞基質間の力学情報を組み入れて集団運動を数値シミュレーションしたところ、力学情報の絶妙なバランスによってシスト形成が起こることが明らかとなった(2014 S. Ishida, et al., PlosOne)。また、細胞内に蓄積された生化学シグナル情報を感度良く検出するための実験システムを構築した(2014 S. Ishihara, et al., Cytotechnology)。ここで得られた知見を踏まえて、より多くの多細胞システムの運動に適用可能な数理モデルの構築を目指す。
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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
当初の立案した実験計画に従い、細胞集団における細胞－細胞間の変形を評価することに成功しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画していた通りに進めていく。
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| Causes of Carryover |
研究者の不正が指摘されている昨今の現状を鑑みて、電子実験ノートのライセンスを購入した。こちらは年度を跨いで使用することになるため、そのための費用の一部を次年度に繰り越している。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記の費用として充当する。
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| Remarks |
http://altair.sci.hokudai.ac.jp/g3/index.html
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