| 研究課題/領域番号 |
21H04776
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
柊 卓志 京都大学, 高等研究院, 主任研究者 (00512477)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)
2021年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
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| キーワード | 哺乳類初期発生 / 自己組織化 / ゆらぎ / ロバストネス / 発生生物学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生命システムには細胞の形や組織の大きさ、細胞分裂や分化のタイミングなど、空間、時間の変数にゆらぎが存在する。一方、生命システムはこうしたゆらぎに頑強であり、全体として秩序立つように時空間的に制御、自己組織化されている。本研究では、このゆらぎとロバストネスの共存や、そこに見られる空間と時間情報の統合の原理を明らかにする。具体的には、哺乳類初期胚がゆらぎを乗り越えて、一定のタイミングで一定の姿かたちに発生する機構を解明する。また、哺乳類種間で保存された原理と霊長類特有の機構を見出し、ヒト生物学に貢献する。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、生命システムが細胞の形や細胞分裂のタイミングなどの空間的・時間的ゆらぎを乗り越えて、全体としてのロバストネスを獲得する原理を理解することを目指す。これまでの研究から、私たちは分子から組織レベルの多階層フィードバック制御がこの自己組織化の鍵であると考えている。
令和3年度は研究初年度であり、まず、マウス初期胚発生をモデルに、胚発生中の個々の細胞動態を解析し、ゆらぎを定量化することを目指した。私たちが共同開発した倒立型光シート顕微鏡InVi-SPIMを用いて、細胞膜と核の蛍光レポーターを共発現する胚をライブイメージングし、胚盤胞形成まで再現、観察する条件設定を得た。取得した4次元画像データから細胞膜分割により細胞の形を定量するため、機械学習を用いた自動画像解析パイプラインを構築している。今後、このパイプラインを用いて、細胞の形を変数化し、ゆらぎを定量する。さらに、胚全体として一定の構造を構築する力学的機構を明らかにする。また、核のシグナルと組み合わせることで、個々の細胞の追跡を可能とし、割球間での細胞分裂のタイミングのズレを計測することが可能となった。今後、このタイミングのズレの自己組織化やロバストネスにおける意味を検討する。
以上、本研究遂行のための十分な環境が整いつつあり、当初の計画通りに進んでいる。本研究内容を含む、より発展的な研究課題が基盤研究(S)として採択されたため、本研究は令和3年7月5日をもって廃止となった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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