| 研究課題/領域番号 |
17H02939
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
佐藤 勝彦 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (90513622)
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| 研究分担者 |
梅津 大輝 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (60620474)
奥田 覚 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 准教授 (80707836)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
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| キーワード | 上皮細胞 / 形態形成 / 登頂面の収縮力 / 細胞極性 / 細胞の配置換え / 集団運動 / 数理モデル / レオロジー / 接着力 / エンドサイトーシス / 収縮力 / 細胞の集団運動 / 配置換え / ３次元頂点モデル / 平面内極性 / 細胞シート / 一方向移動 |
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| 研究成果の概要 |
多細胞生物は一つの受精卵からスタートして、何回も細胞分裂をしてその形を作っていく（形態形成）。形態形成では、胚は上皮細胞のシートで覆われており、その細胞シートが自発的に折れ曲がったり伸びたりすることによってその形が形成されていく。上皮細胞シートの自発的な運動のメカニズムを知ることは、形態形成の仕組みを知ることにつながる。本研究では、これまで未解決であった上皮細胞の集団運動に対し、３次元vertex model用いて細胞の登頂面の細胞境界に方向依存的な収縮力がかかっているとき細胞は細胞シートを壊すことなく配置換えを繰り返して一方向に移動できることを示した。細胞移動の仕組みに新しい視点を与えた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
上皮細胞の集団運動は多細胞生物の形態形成の仕組みにもつながる重要な現象であるが、これまでなぜ上皮細胞は隣の細胞と強く接着した状態で細胞シートの構造を保ったまま一方向に運動できるのかが明らかにされていなかった。本研究では、細胞が持つ細胞境界での収縮力、特に登頂面付近の収縮力が、細胞間の接着を壊すことなく細胞の配置換えを誘導して細胞の一方向運動を起こすことができるということを力学的数理モデルを用いて具体的に示した。この収縮力による細胞の集団運動は、現実の系で使われている可能性は十分にあり、またこの見解によって今まで理解できなかった細胞の集団運動の振る舞いが理解される可能性がある。
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