幾何的制御で発現するアクティブマターの自励振動と生体組織秩序

• 研究課題/領域番号: 23K25841
• 補助金の研究課題番号: 23H01144 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
• 研究機関: 京都大学 (2024); 九州大学 (2023)
• 研究代表者: 前多 裕介 京都大学, 工学研究科, 教授 (30557210)
• 研究分担者: 角五 彰 京都大学, 理学研究科, 教授 (10374224)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2025年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2024年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2023年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: アクティブマター / 集団運動 / 非平衡物理学

研究開始時の研究の概要

自律的に動く粒子（アクティブマター）は群れや渦などの集団運動を示す新たな非平衡系である．生体組織の立体的形状を決める上皮細胞は堅牢なバリア構造をつくることで知られるが，その集団は容易に不規則な乱流状態に遷移してしまい，秩序性を保ちバリア形成を実現するメカニズムは十分に理解されていない．本研究では細胞集団の微細パターニング技術を開発し，基盤の幾何的形状に依存した上皮細胞の集団運動のメカニズムを明らかにする．特に細胞接着に由来する弾性的効果に着目し，乱流状態との関連を明らかにする．さらに上皮組織を模した曲面上での集団運動へと展開することで，生体組織秩序を解き明かす非平衡物理学の基盤を創出する．