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這いまわる細胞の「進む」と「曲がる」の間をつなぐルールの解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K18537
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 細胞生物学
研究機関東京大学

研究代表者

中島 昭彦  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (90612119)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード細胞運動 / 走化性 / 細胞極性 / 微細加工 / マイクロ流路 / ライブイメージング / ハイスループット / 深層学習 / 機械学習 / 粘菌 / 免疫細胞 / 細胞応答 / シグナル伝達 / 細胞情報 / 情報処理 / 細胞・組織 / 生物物理
研究成果の概要

これまで個別に調べられてきた細胞の這い回り運動を包括的に理解するため、マイクロ流路を用いて、細胞外環境の精密操作実験系、およびハイスループット観察実験系を構築した。粘菌アメーバと好中球にこの実験系を適用し、刺激のパターンに応じた運動様式が選択されることや、同一細胞集団中に複数の特徴的な運動様式が存在していることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で構築したマイクロ流路実験系は、今回使用しなかった様々な細胞種、リンパ球等の免疫細胞やガン細胞、多細胞組織といった対象に適用することができ、発生や医学的な知見を得ることに利用できる。また、本研究で見出された細胞の遊走の知見は、細胞の免疫応答やガンの浸潤の制御といった医学工学的応用にも役立つことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 5件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Johns Hopkins university(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Tissue self-organization based on collective cell migration by contact activation of locomotion and chemotaxis2019

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Taihei、Nakajima Akihiko、Shimada Nao、Sawai Satoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences USA

      巻: 116 号: 10 ページ: 4291-4296

    • DOI

      10.1073/pnas.1815063116

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fold-change detection and scale-invariance of cell-cell signaling in social amoeba2017

    • 著者名/発表者名
      Kamino, K, Kondo, Y., Nakajima, A., Honda-Kitahara M., Kaneko, K., Sawai S.
    • 雑誌名

      Proc. Nat. Acad. Sci. USA

      巻: 114 号: 21

    • DOI

      10.1073/pnas.1702181114

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Microfluidic lighthouse: an omnidirectional gradient generator2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nakajima, Motohiko Ishida, Taihei Fujimori, Yuichi Wakamoto, Satoshi Sawai
    • 雑誌名

      Lab on Chip

      巻: 16(22) 号: 22 ページ: 4382-4394

    • DOI

      10.1039/c6lc00898d

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-organization of chemoattractant waves in Dictyostelium depends on F-actin and cell-substrate adhesion2016

    • 著者名/発表者名
      Fukujin, F., Nakajima, A., Shimada, N., & Sawai, S.
    • 雑誌名

      J. R. Soc. Interface

      巻: 13 号: 119 ページ: 20160233-20160233

    • DOI

      10.1098/rsif.2016.0233

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 動く細胞が読み取る時間と空間:走化性のパラドクスと整流作用2016

    • 著者名/発表者名
      中島昭彦、石原秀至、澤井哲
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 56 号: 2 ページ: 098-101

    • DOI

      10.2142/biophys.56.098

    • NAID

      130005140934

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Search strategy in fast-migrating cells: direction sensing, memory, and polarity2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nakajima
    • 学会等名
      Reinforcement Learning & Biological Intelligence: Learning from biology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞サイズ依存的な細胞極性動態2018

    • 著者名/発表者名
      中島昭彦、水沼周子、藤森大平、石田元彦、澤井哲
    • 学会等名
      日本細胞性粘菌学会第8回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cell-size dependent polarity dynamics revealed by high-throughput imaging and machine learning analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Nakajima A., Ishida M., Fujimori T. and Sawai S.
    • 学会等名
      The 56th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A cell-size dependent polarity mechanism revealed by high-throughput imaging analysis of migrating cells2018

    • 著者名/発表者名
      Nakajima A., Ishida M., Matsumoto A., and Sawai S.
    • 学会等名
      the 2018 joint annual meeting of JSCB & JSDB
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 全方位勾配形成流路“Microfluidic-lighthouse” ~這い回る細胞の走化性に見られる共通性と個性の理解に向けて~2017

    • 著者名/発表者名
      中島昭彦
    • 学会等名
      定量生物の会第8回年会
    • 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(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2017-01-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 走化性細胞遊走の時空間情報処理特性2017

    • 著者名/発表者名
      中島昭彦
    • 学会等名
      応用数理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generality and specificity in chemotaxis response of immune cells in dynamic gradients of chemoattractant2016

    • 著者名/発表者名
      Nakajima A.
    • 学会等名
      the 54th annual meeting of the biophysical society of Japan
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県筑波市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Delineating temporal and spatial sensing in migrating cells: chemotactic wave paradox and rectification of the leading edge response2016

    • 著者名/発表者名
      Nakajima A.
    • 学会等名
      the 54th annual meeting of the biophysical society of Japan
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県筑波市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞の走化性における時間空間センシング2016

    • 著者名/発表者名
      中島 昭彦
    • 学会等名
      第6回日本細胞性粘菌学会
    • 発表場所
      上智大学四谷キャンパス(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-10-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 這い回る細胞の走化性に関する定量生物学、定量生物学 第6章(小林徹也編)2018

    • 著者名/発表者名
      中島昭彦、澤井哲
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759817300
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Chemotaxis: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology) 2nd edition, chapter 8. "Dissecting Spatial and Temporal Sensing in Dictyostelium Chemotaxis Using a Wave Gradient Generator"2016

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, A., Sawai, S.
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 流体流制御装置及び流体流制御方法2016

    • 発明者名
      澤井哲、中島昭彦
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-087745
    • 出願年月日
      2016-04-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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