形態形成の原理の解明と工学への展開

Administrative Group

Project Area	Material properties determine body shapes and their constructions
Project/Area Number	20H05941
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (III)
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	井上康博京都大学, 工学研究科, 教授 (80442929)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	船山典子京都大学, 理学研究科, 准教授 (30276175) 近藤滋大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10252503) 新美輝幸基礎生物学研究所, 進化発生研究部門, 教授 (00293712) 大澤志津江名古屋大学, 理学研究科, 教授 (80515065) 小沼健鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (30632103) 秋山正和富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (10583908) 山崎慎太郎早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (70581601) 田尻怜子千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (70462702) 後藤寛貴静岡大学, 理学部, 助教 (60737899)
Project Period (FY)	2020-11-19 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥285,480,000 (Direct Cost: ¥219,600,000、Indirect Cost: ¥65,880,000) Fiscal Year 2022: ¥33,150,000 (Direct Cost: ¥25,500,000、Indirect Cost: ¥7,650,000) Fiscal Year 2021: ¥31,460,000 (Direct Cost: ¥24,200,000、Indirect Cost: ¥7,260,000) Fiscal Year 2020: ¥154,570,000 (Direct Cost: ¥118,900,000、Indirect Cost: ¥35,670,000)
Keywords	発生学 / 生物物理学 / 分子生物学 / 物理工学 / 設計工学 / 数理生物学
Outline of Research at the Start	細胞は、素材によって工法を選び、組み立てることで「体」を建築する。本領域では、この素材の加工という新しいパラダイムを提示することで、後期発生以降の形態形成の原理に挑む。このパラダイムは「工業」そのものであるため、工業デザイン技術の生物への応用と、生物で得られた知見の産業応用が期待できる。この目的のために、総括班は、様々な分野の実験系と理論系の融合推進、異分野からの若手研究者の参入支援など、領域推進の司令塔としての機能を担う。
Outline of Annual Research Achievements	本領域研究の目的達成のため、総括班においては、領域会議の開催、共用機器の運用、オープンサイエンス、ワークショップの企画運営、共同研究支援、広報活動の推進等を行っている。広報活動として、領域ホームページ（HP）の立ち上げを行い、研究コンセプト、次年度の公募班員に向けた募集説明などを国内外に発信した。オープンサイエンスの一環として、領域内で開発している数理解析ソフトやシミュレーションのソースコードについては、順次、領域HPにおいて公開を始めた。また、異分野連携の推進のため、数理解析やシミュレーション手法の解説資料を領域HPから共有した。さらに、「素材の加工」による形態形成を体感的に理解できるアプリの開発に着手した。共通のシミュレーションプラットフォームを利用することは、広く共通した原理の抽出にも役立つと考えていることから、今後もオープンサイエンスの方向性を強化推進する計画である。共用機器について、初年度は、新型コロナ禍の輸入資材の減少により、一部の導入が次年度に繰り越しとなったものの、本領域の支援体制の構築においては計画通りに進めることが出来た。最終的に、領域内の共用機器として、マルチアングルライブイメージングシステム（２０２０年）とマイクロCT（２０２１年）を整備した。領域会議と合わせて開催した総括班会議においては、次年度に採択される公募班員との連携強化について確認した。具体的には、実験系が直面する課題を領域全体で解決することが、班員間の連携強化、領域の推進につながることを計画班で経験してきており、この経験を活かした課題解決型のワークショップの企画を策定した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 初年度は、２０２０年１２月より本領域総括班としての活動がスタートした。領域研究の支援体制の構築を進めるため、共用機器の導入、オープンサイエンスの方針策定、領域内で開発したソフトウェアの公開、ワークショップの企画策定、共同研究支援の推進方針、広報活動計画の策定を行った。一部の共用機器については、新型コロナ禍で輸入資材の減少のあったものの、次年度内のできる限り早い設置を調整したことで、実質的な遅れはなく、本領域研究の支援実施の基盤が整った。
Strategy for Future Research Activity	2021年度より、公募班員の参加を予定しているため、今年度の取り組みに加えて、公募班員への支援、連携強化の取り組みを進める。実験系が直面する課題を領域全体で解決することが、班員間の連携強化、領域の推進につながることを計画班で経験してきており、この経験を活かした課題解決型のワークショップを行う計画である。また、ICTツールの利用により、すでに計画班員間では密な連絡体制が整っていることから、この利用を公募班員にも広げる。