多細胞システムにおける細胞運動と運命決定の情報処理特性の解析

• Project Area: Information physics of living matters
• Project/Area Number: 19H05801
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 澤井 哲 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (20500367)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 猪股 秀彦 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (60372166) ; 中島 昭彦 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (90612119)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥195,910,000 (Direct Cost: ¥150,700,000、Indirect Cost: ¥45,210,000); Fiscal Year 2021: ¥37,960,000 (Direct Cost: ¥29,200,000、Indirect Cost: ¥8,760,000); Fiscal Year 2020: ¥42,120,000 (Direct Cost: ¥32,400,000、Indirect Cost: ¥9,720,000); Fiscal Year 2019: ¥46,280,000 (Direct Cost: ¥35,600,000、Indirect Cost: ¥10,680,000)
• Keywords: 胚発生 / 定量的解析 / 細胞分化 / 細胞運動 / 形態形成 / 入出力関係 / モルフォゲン

Outline of Research at the Start

シグナルの時間方向の微分や積算、空間方向の差分や勾配などが、巧みに細胞によって読み取られることで、感度の向上のみならず、状態のデジタル性、多価性、探索性、頑強性などが実現されている実態を明らかにする。さらに細胞間相互作用によって形成する場の読み取りが循環することによって生じる、集団的な状態遷移を特徴づけることによって、単独細胞レベルと集団レベルの情報処理特性の関係を明らかにし、頑強で自律的な形態形成過程の情報物理学的基盤を明らかにする。こうした知見と開発手法を背景に、多細胞体制の秩序形成に共通する設計と動作の原理、最適性を特徴づけ、情報物理学や学習・最適理論の新たな展開へとつなげる。