メカノケミカルフィードバックによる自律的秩序化原理の理論展開

• 研究領域: 力が制御する生体秩序の創発
• 研究課題/領域番号: 22H05170
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 柴田 達夫 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 (10359888)
• 研究分担者: 奥田 覚 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 准教授 (80707836)
• 研究期間 (年度): 2022-06-16 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 173,550千円 (直接経費: 133,500千円、間接経費: 40,050千円); 2024年度: 28,860千円 (直接経費: 22,200千円、間接経費: 6,660千円); 2023年度: 28,210千円 (直接経費: 21,700千円、間接経費: 6,510千円); 2022年度: 58,110千円 (直接経費: 44,700千円、間接経費: 13,410千円)
• キーワード: バーテックスモデル / フェーズフィールドモデル / 反応拡散系 / オルガノイド / 理論モデル

研究開始時の研究の概要

複雑な形態形成は、細胞や組織における力学的過程と化学的過程の協調的な相互作用であるメカノケミカルフィードバックを基盤にしており、力学と化学のパターン形成によって生体は自律的に秩序化する。その背後にあるロジックを解明するためには、自律的秩序化プロセスの数理科学による統合的理解の構築が必要不可欠である。本研究では、細胞の力学誘導性のパターニング機構や、それが細胞集団で協調することによって生まれる管腔形成やシートの折れ畳み形成とその機能発現に着目し、多階層に渡る数理モデルの構築によって、生体の自律的秩序化の普遍的な原理を解明する。