2015 Fiscal Year Annual Research Report
細胞数によって細胞集団の振る舞いが異なる現象を数理モデルと実験から理解する
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26650074
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
山崎 正和 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40373378)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 正和 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (10583908)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 発生・分化 / 細胞・組織 / 遺伝学 / 平面内細胞極性 / PCP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに我々は、北海道大学の秋山正和博士と共同で、PCPの数理モデルを構築している。この数理モデルを用いたシミュレーションにより、Spleの過剰発現によるPCPの向き（翅毛の配向性）の逆転が細胞数に依存することを見出し、この現象が実際のショウジョウバエ翅においても起きることを確認している。すなわち、シミュレーションおよび実験の両方において、Sple過剰発現クローンのサイズが大きい（細胞数が多い）場合、PCPの向きが逆転するのに対し、クローンサイズが小さい場合はこの逆転が認められない。この現象を理解するために、分子遺伝学的解析ならびにシミュレーションを実施した。
幼虫の翅成虫原基において、Sple過剰発現クローンのサイズが大きい場合、クローン内の細胞において、Spleは強く非対称に局在するのに対し、クローンサイズが小さい場合（特に、1クローンあたり数細胞の場合）、Spleの非対称局在が顕著ではない細胞が数多く認められた。さらに、Sple過剰発現クローン内において、Armadillo（ショウジョウバエbeta-catenin）の膜局在が減弱している細胞が多数観察された。また、Spleを過剰発現させた細胞の数を一定にし、クローン数を変動（各クローンの細胞数が変動する）させたシミュレーションを様々な条件で実施したが、PCP方向の逆転には大きな影響は認められなかった。
上述の解析に加えて、このPCP数理モデルをさらに改良することで、組織に作用する引張力を考慮した新たなPCP数理モデルを構築した。本数理モデルは、今後のPCP研究に大いに活用できると思われる。
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[Presentation] 平面内細胞極性の数理モデル2016
Author(s)
秋山正和（発表者）, 鮎川 友紀, 山崎正和
Organizer
基生研研究会「物理学は生物現象の謎を解けるか」
Place of Presentation
基礎生物学研究所
Year and Date
2016-01-05 – 2016-01-06
Invited
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