到達距離が異なる複数の相互作用が生み出すマクロな構造

• 研究領域: ミクロからマクロへ階層を超える秩序形成のロジック
• 研究課題/領域番号: 22127003
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 近藤 滋 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10252503)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 158,600千円 (直接経費: 122,000千円、間接経費: 36,600千円); 2014年度: 29,120千円 (直接経費: 22,400千円、間接経費: 6,720千円); 2013年度: 30,550千円 (直接経費: 23,500千円、間接経費: 7,050千円); 2012年度: 31,980千円 (直接経費: 24,600千円、間接経費: 7,380千円); 2011年度: 28,990千円 (直接経費: 22,300千円、間接経費: 6,690千円); 2010年度: 37,960千円 (直接経費: 29,200千円、間接経費: 8,760千円)
• キーワード: 形態形成 / 皮膚模様 / ゼブラフィッシュ / 反応拡散 / 色素細胞 / チューリング / パターン形成 / アラン・チューリング / 模様形成 / 縞模様 / 反応拡散系 / ネットワーク

研究成果の概要

本申請研究では、動物の皮膚模様ができる原理をゼブラフィッシュを使って解明することを目的とした。研究開始時点では、ゼブラフィッシュの模様がチューリングの反応拡散波としての性質を持つことは解っていたが、その詳しい原理については未解明だった。理論から予測された細胞間の相互作用と作用分子を、細胞生物学、分子生物学的な手法を使って同定して行き、最終的には、チューリング波を作るために必要な相互作用ネットワークの同定に成功した。インビトロ系での模様形成や、ギャップジャンクションが関与する原理など、興味深い研究の種はまだ多くあるが、模様形成原理という点に関しては、ほぼ目的を完遂することができたと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Rotating pigment cells exhibit an intrinsic chirality (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Yamanaka & Shigeru Kondo
  • 雑誌名: Genes to cells 巻: 20 号: 1 ページ: 29-35
  • DOI: 10.1111/gtc.12194
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Is pigment patterning in fish skin determined by the Turing mechanism?(review) (2015)
  • 著者名/発表者名: Masakatsu Watanabe & Shigeru Kondo
  • 雑誌名: Trends in Genetics 巻: 31 号: 2 ページ: 88-96
  • DOI: 10.1016/j.tig.2014.11.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fish pigmentation. Comment on "Local reorganization of xanthophores fine-tunes and colors the striped pattern of zebrafish".(review) (2015)
  • 著者名/発表者名: Masakatsu Watanabe & Shigeru Kondo
  • 雑誌名: Science 巻: 348 号: 6232 ページ: 297-297
  • DOI: 10.1126/science.1261947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tetraspanin 3c requirement for pigment cell interactions and boundary formation in zebrafish adult pigment stripes (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinya Inoue, Shigeru Kondo, David M. Parichy , Masakatsu Watanebe
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res. 巻: 27 号: 2 ページ: 190-200
  • DOI: 10.1111/pcmr.12192
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro analysis suggests that difference in cell movement during direct interaction can generate various pigment patterns in vivo (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka H, Kondo S
  • 雑誌名: PNAS 巻: 111 号: 5 ページ: 1867-72
  • DOI: 10.1073/pnas.1315416111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Involvement of Delta–Notch signaling in zebrafish adult pigment stripe patterning (2014)
  • 著者名/発表者名: Hamada H, Watanabe M, Lau HE, Nishida T, Hasegawa T, Parichy DM, Kondo S, Parichy DM, Kondo S
  • 雑誌名: Development 巻: 141 号: 2 ページ: 318-24
  • DOI: 10.1242/dev.099804
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Wing vein patterns of the Hemiptera insect Orosanga japonicus differ among individuals (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto, E.
  • 雑誌名: Interface Focus 巻: vol. 2 no. 4 号: 4 ページ: 451-456
  • DOI: 10.1098/rsfs.2011.0112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Melanophore migration and survival during zebrafish adult pigment stripe development require the immunoglobulin superfamily adhesion molecule igsf11 (2012)
  • 著者名/発表者名: Eom, D.-S., *Inoue, S., Patterson, L. B., Gordon, T. N., Slingwine, R., Kondo, S., #Watanabe, M. & #Parichy, D. M.
  • 雑誌名: PLoS Genet. 巻: 8(8) 号: 8 ページ: e1002899-e1002899
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1002899
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pigment pattern formation by contact-dependent depolarization (2012)
  • 著者名/発表者名: Inaba, M.
  • 雑誌名: Science 巻: 335 号: 6069 ページ: 677-677
  • DOI: 10.1126/science.1212821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shh signaling is essential for rugae morphogenesis in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Lee JM
  • 雑誌名: Histochemistry and Cell Biology 巻: 136(6) 号: 6 ページ: 663-675
  • DOI: 10.1007/s00418-011-0870-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Periodic stripe formation by a Turing mechanism operating at growth zones in the mammalian palate (2011)
  • 著者名/発表者名: Economou AD
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 44(3) 号: 3 ページ: 348-351
  • DOI: 10.1038/ng.1090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blending of animal colour patterns by hybridization (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyazawa S, Okamoto M, Kondo S
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: (電子版)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reaction-Diffusion Model as a Framework for Understanding Biological Pattern Formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Kondo S, Miura T
  • 雑誌名: Science 巻: 329 ページ: 1616-20
  • 査読あり
• [学会発表] Mechanism of skin pattern formation in living organisums (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤 滋
  • 学会等名: MBI-Japan Joint Symposium 2 – 4 December 2014 on “Mechanobiology of Development and Multicellular Dynamics”
  • 発表場所: Mechanobiology Institute, Singapore (MBI)
  • 年月日: 2014-12-03
• [学会発表] 波が作る動物の模様と形 (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤 滋
  • 学会等名: 第7回 ChemBioハイブリッドレクチャー
  • 発表場所: 東京大学 武田ホール
  • 年月日: 2014-10-04
  • 招待講演
• [学会発表] A more generalized mechanism that can produce the Turing patterns (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤 滋
  • 学会等名: JSMB/SMB 2014
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2014-07-30
• [学会発表] Turing pattern without diffusion (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤 滋
  • 学会等名: JSMB/SMB 2014
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2014-07-29
• [学会発表] Turing波が作る動物の体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤 滋
  • 学会等名: 第18回バイオテンプレート研究懇談会（JST-ERATO 彌田超集積材料プロジェクト）
  • 発表場所: 東京工業大学 田町キャンパス(キャンパスイノベーションセンター
  • 年月日: 2014-06-05
  • 招待講演
• [学会発表] Interaction among the pigment cells forms the Turing pattern in the skin of zebrafish (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: 国際高等研究所 研究プロジェクト 「ゲノム工学とイメージングサイエンスに基づく生命システム研究の新展開」 2012年度第一回研究会
  • 発表場所: 国際高等研究所(京都府)
  • 年月日: 2013-02-22
  • 招待講演
• [学会発表] Collaboration of mathematical theory and experimental biology (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: USGEB Annual Meeting 2013
  • 発表場所: University of Zurich (Zurich, Swiss Confederation)
  • 年月日: 2013-02-01
  • 招待講演
• [学会発表] Turing Pattern Formation without Diffusion (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: The 23rd CDB Meeting
  • 発表場所: 理化学研究所(兵庫県)
  • 年月日: 2013-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] Zebrafish Pigment Patterning by Local Cell Interactions (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Yamanaka
  • 学会等名: The 23rd CDB Meeting
  • 発表場所: 理化学研究所(兵庫県)
  • 年月日: 2013-01-22
• [学会発表] In vitroでの解析はゼブラフィッシュの模様が色素細胞間の直接相互作用によって自律的に形成されることを示唆する (2012)
  • 著者名/発表者名: 山中 洋昭
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡県)
  • 年月日: 2012-12-10
• [学会発表] Turing pattern without diffusion (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: CDB Swiss Japanese Development Biology Meeting
  • 発表場所: 京都ガーデンパレス(京都府)
  • 年月日: 2012-11-06
  • 招待講演
• [学会発表] ゼブラフィッシュの体表模様形成における細胞接着因子の関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上 新哉
  • 学会等名: 日本動物学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス(大阪府)
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] Turing pattern without diffusion (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: Gordon Research Conferences
  • 発表場所: Colby College (Waterville, USA)
  • 年月日: 2012-07-16
  • 招待講演
• [学会発表] Zebrafish pigment cells arrange themselves into specific patterns through direct cell interactions (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Yamanaka
  • 学会等名: 10th International Conference on Zebrafish Development and Genetics
  • 発表場所: Overture Center (Madison, USA)
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] Repulsive Movement of Pigment Cells Caused by Contact-Dependent Depolarization Contributes to Stripe Patterning (2012)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Inaba
  • 学会等名: 10th International Conference on Zebrafish Development and Genetics
  • 発表場所: Overture Center (Madison, USA)
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] Turing Pattern Formation Without Diffusion (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: Turing Centenary Conference
  • 発表場所: University of Cambridge (Cambridge, UK)
  • 年月日: 2012-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] Notch-Delta signal has critical role in the stripe pattern formation in zebrafish (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Hamada
  • 学会等名: 7th European Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Edinburgh International Conference Centre (Edinburgh, Scotland)
• [学会発表] In vitro analysis demonstrated that the differences in interactions between pigment cells lead to the various surface patterns of zebrafish (2011)
  • 著者名/発表者名: 山中 洋昭
  • 学会等名: 第17回小型魚類研究会
  • 発表場所: 東レ総合研修センター（静岡県）
• [学会発表] Xanthophores help Melanophores’ survival by Notch-Delta signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜田 裕貴
  • 学会等名: 第17回小型魚類研究会
  • 発表場所: 東レ総合研修センター（静岡県）
• [学会発表] ゼブラフィッシュ体表パターン形成におけるconnexin41.8の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 大祐
  • 学会等名: 日本動物学会 第82回 旭川大会 2011
  • 発表場所: 神楽地区公共施設群(北海道)
• [学会発表] Interactions between zebrafish pigment cells responsible for the generation of Turing patterns (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: 16th Meeting of the European Society for Pigment Cell Research
  • 発表場所: Cambridge, UK(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Turing model, a framework for explaining biological pattern formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: 第43回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 京都市(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] Pattern formation in fixed 2D fields vs morphogenesis in growing 3D fields (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: Development of pattern in the nervous system
  • 発表場所: Minerve, France(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-15
• [学会発表] Another mechanism to make the stripe pattern
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: Molecular Mechanisms in Development and Evolution
  • 発表場所: University of Basel (Basel, Switzerland)
  • 招待講演
• [学会発表] Turing pattern formation in the skin of living fish
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: 2nd Annual Wintrer qBIO meeting
  • 発表場所: Hilton Waikoloa Village (Hawaii, USA)
  • 招待講演
• [学会発表] Pigmentation pattern
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: Mechanics and Growth of Tissues: From Development to Cancer
  • 発表場所: Institut Curie (Paris, France)
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanism of skin pattern regeneration in zebrafish
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: International Symposium on Wound Regeneration and Repair
  • 発表場所: National Cheng Kung University (Tainan, Taiwan）
  • 招待講演
• [学会発表] Turing pattern formation without diffusion
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: 2013 International Symposium on Development, Morphogenesis and Stem Cells & 9th Annual Meeting of Taiwan Society for Stem Cell Research
  • 発表場所: National Yang-Ming University (Taipei, Taiwan)
  • 招待講演
• [学会発表] Contribution of the adhesion molecules in skin pattern formation of zebrafish
  • 著者名/発表者名: Shinya Inoue
  • 学会等名: 8th European Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Palau de Congressos de Catalunya (Barcelona, Spain)
• [学会発表] Turing Pattern Formation without diffusion
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: Workshop on Patterns and Hydrodynamic Instabilities in Reactive Systems
  • 発表場所: Université libre de Bruxelles (Brussels, Belgium）
  • 招待講演
• [学会発表] Turing Pattern Formation in the Real Biological System
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: Computational approaches to networks, cells and tissues
  • 発表場所: PRBB Auditorium (Barcelona, Spain)
  • 招待講演
• [学会発表] テトラスパニンはゼブラフィッシュ黒色素胞の細胞移動に重要な役割を持つ
  • 著者名/発表者名: 井上 新哉
  • 学会等名: 日本動物学会 第84回岡山大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県岡山市）
• [学会発表] Tetraspanin 3c is required for migration and boundary formation of pigment cells in zebrafish skin pattern formation
  • 著者名/発表者名: 井上 新哉
  • 学会等名: 第19回小型魚類研究会
  • 発表場所: 仙台市情報・産業プラザ（宮城県仙台市）
• [学会発表] Analysis of mutant stöpseldtl28d （stp）indicating the vertebral form abnormality
  • 著者名/発表者名: 三須 晃裕
  • 学会等名: 第46回発生生物学会年会
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県松江市）
• [学会発表] How experiment and mathmatics can cooperate in the study of Turing patterns of real biological systems?
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: 8th European Conference on Mathematical and Theoretical Biology
  • 発表場所: agiellonian University (Krakow, Poland)
  • 招待講演
• [学会発表] Turing pattern in the real biological system
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: BIRS Workshop
  • 発表場所: Banff International Research Station (Banff, Canada)
  • 招待講演
• [学会発表] Periodic pattern formation in the skin of animals
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: 名古屋大学2011GCOE国際シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学野依記念学術交流会館(愛知県)
  • 招待講演
• [学会発表] Periodic pattern formation in the skin of animals
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kondo
  • 学会等名: International Symposium on Complex Systems 2011
  • 発表場所: 東京大学小柴ホール（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] ゼブラフィッシュ色素細胞培養系を用いた、表面パターン形成機構における細胞間相互作用の解析
  • 著者名/発表者名: 山中 洋昭
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県）
• [学会発表] 色素細胞間の接触による膜電位変化はゼブラフィッシュの模様形成に寄与する
  • 著者名/発表者名: 稲葉 真史
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県）
• [学会発表] Notchシグナルは、ゼブラフィッシュの模様形成における長距離の活性化機構を担う
  • 著者名/発表者名: 浜田 裕貴
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県）
• [学会発表] ゼブラフィッシュの体表模様形成においてコネキシン41.8のN末配列が重要な働きを持つ
  • 著者名/発表者名: 渡辺 大祐
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県）
• [学会発表] Skin pattern formation as a live Turing wave in animals
  • 著者名/発表者名: 近藤 滋
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス(東京都)
  • 招待講演
• [学会発表] in vitroにおける色素細胞間の相互作用解析によるパターン形成機構の再構築
  • 著者名/発表者名: 山中 洋昭
  • 学会等名: 日本発生生物学会 秋季シンポジウム2011
  • 発表場所: 自然科学研究機構 岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
• [学会発表] Mechanism of Zebrafish Skin Pattern Formation
  • 著者名/発表者名: 近藤 滋
  • 学会等名: CDB SYMPOSIUM 2012
  • 発表場所: 自然科学研究機構 岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
  • 招待講演
• [学会発表] “波”が生み出す多彩な生命機能
  • 著者名/発表者名: 近藤 滋
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本文化会館 (長野県)
  • 招待講演
• [図書] 現代生物科学入門8システムバイオロジー (2010)
  • 著者名/発表者名: 近藤滋, 他(共著)
  • 総ページ数: 40
  • 出版者: 岩波新書
• [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科 パターン形成研究室 近藤滋研究室
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/skondo/
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/skondo/
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/skondo/
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/skondo/
• [備考]
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/skondo/