• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

細胞競合の数理解析:増殖速度の差と極性崩壊がもたらす多細胞力学

公募研究

研究領域細胞競合:細胞社会を支える適者生存システム
研究課題/領域番号 15H01490
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

藤本 仰一  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (60334306)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード腫瘍 / 数理モデル / メカノバイオロジー / 恒常性 / 細胞社会 / システム生物学 / 生物物理 / 自己組織化 / 発生・分化 / 生体生命情報学 / 細胞・組織 / 力学
研究実績の概要

細胞競合において適応度の高い細胞が選択的に面積を拡大する仕組みの一端を、理論と実験の双方から明らかにすることができた。まず、H27年度に明らかにした細胞死で空いた面積の力学的な競合に関する数理モデルの計算機シミュレーションによる理論研究をまとめて、2件の総説を出版し、1本の論文を査読付き国際誌へ投稿した。この理論予測を検証するために、ショウジョウバエ上皮の細胞競合ライブイメージング系を立ち上げた(領域内共同研究)。実際に、Hippo経路変異クロンの境界で細胞死が生じることを確認した。実験データの画像解析を行った結果、数理モデルで予測された2つの性質を実証できた。1つ目は、細胞死で空いた面積を分裂の速いHippo変異細胞の方が野生型細胞より多く獲得することである。2つ目は、Hippo経路変異細胞の非対称な面積拡大は、死ぬ細胞がクロン境界に沿って伸長してほど高まることである。
加えて、領域内共同研究を新たに立ち上げて、以下の成果を得て、1本の論文を査読付き国際誌へ投稿した。クロン境界形状の定量化した複数の形状指標(H27年度)について、多変量解析(主成分分析)を行った。その結果、上皮組織で既知の指標に加えて数学など他分野で用いられている指標も異なる遺伝型も区別できることを見出した。次に、画像から得たこれら高次元の指標の値を上述の数理モデルで定量的に再現することで、遺伝子の力学的機能(接着、他)を推定した。この画像解析と数理モデルを連携したスクリーニング法は、腫瘍の画像診断へも応用が期待される。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち謝辞記載あり 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] 生命の物理:相互干渉する多スケール系の共通性と多様性.2017

    • 著者名/発表者名
      藤本仰一
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 72(3) ページ: 154-154

    • NAID

      130006434167

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特集 細胞の社会学─細胞間で繰り広げられる協調と競争 IV.細胞の競争と協調の数理モデル 機械的な力を介した細胞競合の数理モデル2016

    • 著者名/発表者名
      坪井有寿、藤本仰一
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 67 号: 2 ページ: 159-162

    • DOI

      10.11477/mf.2425200424

    • ISSN
      0370-9531, 1883-5503
    • 年月日
      2016-04-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] アポトーシスにより空いた隙間をめぐる力学的な細胞競合──数理モデルからの予測.2016

    • 著者名/発表者名
      坪井有寿, 藤本仰一
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 257(4) ページ: 311-316

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 細胞死で空いた領地をめぐる力学的な細胞競合2017

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 大澤 志津江, 井垣 達吏, 藤本 仰一
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 細胞死により空いた隙間をめぐる力学的な細胞競合2017

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 大澤 志津江, 井垣 達吏, 藤本 仰一
    • 学会等名
      第6回細胞競合コロキウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical competition for the lost territory of apoptotic cells in heterogeneously proliferating tissue2016

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 大澤 志津江, 井垣 達吏, 藤本 仰一
    • 学会等名
      第12回日本ショウジョウバエ研究会
    • 発表場所
      立教大学(東京)
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 昆虫の翅に見られる三次元的な折り畳みの形成機構2016

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 藤本 仰一
    • 学会等名
      昆虫ワークショップ
    • 発表場所
      富士箱根ランド
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 細胞死により空いた隙間をめぐる力学的な細胞競合2016

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 大澤 志津江, 井垣 達吏, 藤本 仰一
    • 学会等名
      第5回細胞競合コロキウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 細胞競合の数理モデル:不均一な増殖に対する上皮組織の恒常的な変形 Differential cell proliferation rate regulates epithelial tissue homeostasis during cell competition.2015

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 大澤 志津江, 井垣 達吏, 藤本 仰一
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Homeostatic cell shaping against heterogeneous proliferation in epithelium2015

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 大澤 志津江, 井垣 達吏, 藤本 仰一
    • 学会等名
      The 26th CDB meeting, Mechanistic Perspective on Multicellular organization
    • 発表場所
      理研CDB(神戸市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Homeostatic cell shaping against heterogeneous proliferation in epithelium2015

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 大澤 志津江, 井垣 達吏, 藤本 仰一
    • 学会等名
      日中韓数理生物学コロキウム合同大会 日本数理生物学会
    • 発表場所
      同志社大(京都市)
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞競合の数理モデル:不均一な増殖に対する上皮組織の恒常的な変形.2015

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 藤本 仰一
    • 学会等名
      第67回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-06-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cell shape homeostasis against heterogeneous proliferation in epithelium2015

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 大澤 志津江, 井垣 達吏, 藤本 仰一
    • 学会等名
      第48回日本発生生物学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-06-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Homeostatic cell shaping against heterogeneous proliferation in epithelium2015

    • 著者名/発表者名
      坪井 有寿, 大澤 志津江, 井垣 達吏, 藤本 仰一
    • 学会等名
      1st International Symposium on Cell Competition Cell Competition in Development and Cancer
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi