2019 Fiscal Year Annual Research Report
神経幹細胞の回転運動と3次元フローを幾何学的に制御する
Publicly Offered Research
| Project Area | Discovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms |
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| Project/Area Number |
18H04760
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
川口 喬吾 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (00787319)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 細胞集団運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本公募研究では、神経幹細胞の細胞集団運動の観察を行い、細胞集団回転運動のメカニズム解明(目的1)と、立体流路での培養と観察による 3 次元的な細胞ストリームの制御(目的2)を目指した。目的1に関しては、マトリゲル内培養条件から細胞が流出する系を用いることで、細胞のキラリティにより大域的ならせんパターンが生じる現象を発見し、そのキラリティがアクトミオシン系の阻害剤により定量的に制御できることも示した。さらに、基板コーティングをスタンプパターンにより任意の形状で行う実験系を導入してそれを最適化し、細胞集団の回転運動がパターンの端で特に強く現れることを見つけた。この端に局在化した一方向の細胞流は、アクティブな液晶の数値シミュレーションや理論にキラリティを導入することで再現でき、さらに細胞密度の時空スペクトルの解析などから、この現象は凝縮系物理における端状態とのアナロジーで理解できることが分かった。本研究成果は近日中に論文投稿予定である。目的２に関しては、細胞核と同時に細胞体や接着状況を観察する株を作成し、ゲル状にマイクロパターンを作る実験や透明チューブを用いた実験を行ったが、3次元環境下で細胞運動が長時間継続する条件を見つけるのが困難であった。3次元培養条件をさまざまに検討する中で、特に神経幹細胞がマトリゲル内で立体的なネットワーク構造が作られ、細胞流が自発的に生じる現象を見つけた。現在この構造形成と細胞流のメカニズム解明のために観察条件の最適化と摂動実験を進めている。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] A large pool of actively cycling progenitors orchestrates self-renewal and injury repair of an ectodermal appendage.2019
Author(s)
Sharir Amnon, Marangoni Pauline, Zilionis Rapolas, Wan Mian, Wald Tomas, Hu Jimmy K, Kawaguchi Kyogo, Castillo-Azofeifa David, Epstein Leo, Harrington Kyle, Pagella Pierfrancesco, Mitsiadis Thimios, Siebel Christian W, Klein Allon M, Klein Ophir D
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Journal Title
NATURE CELL BIOLOGY
Volume: 21
Pages: 1102--1112
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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