• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2020 Fiscal Year Annual Research Report

「働き方」の異なる複数シグナルの相互作用の数理モデル解析と実証

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative understanding of biological signaling networks based on mathematical science
Project/Area Number 19H04956
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

八杉 徹雄  金沢大学, 新学術創成研究機構, 准教授 (90508110)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Keywordsショウジョウバエ / 視覚系 / 数理モデリング
Outline of Annual Research Achievements

様々な生命現象は多様なシグナル経路の複雑な相互フィードバックにより制御される。シグナル経路の働きの解明は、発生現象や恒常性維持機構の理解に必須なだけでなく、種々の疾患の治療への応用も期待できる。これまで、生物学的な手法を用いた個々のシグナル経路の動作機構の理解が進んできたが、多細胞系において複雑なシグナル間相互作用を正確に、定量的に記述することは困難であった。そこで、多様なシグナル経路の相互作用を理解するために、個々のシグナル経路の働きを数理モデル化して、定性的かつ定量的な理解を目指す数理生物学的手法が必要不可欠となる。本研究では、シグナル間相互作用を包括的に理解するモデルとして、ショウジョウバエ視覚系の発生における「分化の波」の進行現象に着目してきた。数理生物学的手法と実験生物学的手法を融合することにより、「分化の波」の進行を制御する複数シグナルの相互作用の包括的な理解を目指した。これまでに私たちが「分化の波」の進行を制御することを報告したEGF、Notch、JAK/STATシグナルに加え、内分泌シグナルとして作用するインスリンシグナル及びインスリンシグナルと細胞内で相互作用するTORシグナルに着目し、「内分泌型」「傍分泌型」「接触型」など「働き方」の異なる複数シグナルの相互作用の包括的な理解を目指した。そのために、下記の3課題に重点をおいて研究を推進した。
1. 視覚系の発生を定量的に理解するためのライブイメージング解析について、プロトコルの最適化を行った。
2.インスリン及びTORシグナルの機能解析と、EGF、Notch、JAK/STATシグナルとの相互作用を調べた。
3.細胞増殖による領域の拡大や、三次元空間におけるシミュレーションを可能にする新規の「離散モデルの連続化」手法を発表した。この手法を「分化の波」の進行に適用し、生体内の状況に合致するパラメータの推定を行った。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (3 results)

All 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Mathematical modeling of Notch dynamics in <i>Drosophila</i> neural development2021

    • Author(s)
      Yasugi Tetsuo、Sato Makoto
    • Journal Title

      Fly

      Volume: 16 Pages: 24~36

    • DOI

      10.1080/19336934.2021.1953363

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Intracellular trafficking of Notch orchestrates temporal dynamics of Notch activity in the fly brain2021

    • Author(s)
      Wang Miaoxing、Han Xujun、Liu Chuyan、Takayama Rie、Yasugi Tetsuo、Ei Shin-Ichiro、Nagayama Masaharu、Tanaka Yoshitaro、Sato Makoto
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: 2083

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22442-3

  • [Presentation] ショウジョウバエをモデルとした神経幹細胞分化の数理モデル解析と実証2021

    • Author(s)
      八杉徹雄
    • Organizer
      文部科学省 科学研究補助金 新学術領域研究(研究領域提案型)細胞社会ダイバーシティーの統合的解明と制御 第6回公開シンポジウム「多階層1細胞解析と個体モデルで実証する細胞社会ダイバーシティー」

URL: 

Published: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi