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上皮組織の複雑な3次元変形動態と細胞メカニクスを定量的につなぐ

公募研究

研究領域生物の3D形態を構築するロジック
研究課題/領域番号 16H01453
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

森下 喜弘  国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, ユニットリーダー (00404062)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017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)
2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード発生動態 / 理論生物 / 発生生物学 / 理論生物学 / 発生・分化 / 数理工学 / 生物物理
研究実績の概要

本研究では、『上皮組織の複雑な3次元変形動態と細胞メカニクスを定量的につなぐ』を研究課題名とし、実験研究と理論研究の両サイドから下記の課題に取り組む。
(1)初期脳発生過程における3D変形動態を決める細胞メカニクスの解明
(2)脳発生過程と心臓発生過程の定量的比較解析と形の操作
これらの研究を通じて、脳・心臓発生過程において、組織内応力および力学関連分子シグナル活性の時空間パタンがいつ、どこで、どの程度、組織の変形量に関与しているのかが定量的に明らかとなる。また、チャレンジングな課題として脳・心臓の形づくりに重要な細胞力学動態を人工的に操作し、形態を変えることで、形態決定メカニズムの検証に挑戦する。

研究課題(1)に関しては、前年度に論文[Morishita et al., Nature communications, 2017]で報告した前脳初期発生過程に組織変形動態に対応する細胞動態(特に集団運動)とそれを支配する分子メカニズムに関して研究を進展させた。論文にまとめられるところまで8割がた到達しており、なるべく早い段階で結果をまとめたい。研究課題(2)に関しては、心臓発生過程においても組織・細胞動態の定量が終了しており、脳発生と心臓発生過程において共通に見らえる細胞挙動を見出している(未発表)。まず心臓発生過程における組織・細胞動態の定量解析結果を論文にまとめ、その後、心臓と脳発生過程の共通性に関して深めていく計画でいる。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Morphometric staging of organ development based on cross sectional images2018

    • 著者名/発表者名
      Aiko Kawasumi-Kita, Daisuke Ohtsuka, Yoshihiro Morishita
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 440 ページ: 80-87

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2017.12.020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstructing 3D deformation dynamics for curved epithelial sheet morphogenesis from positional data of sparsely-labeled cells2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Morishita, K. Hironaka, S.-W. Lee, T. Jin, D. Ohtsuka
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00023-7

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A quantitative approach to understanding vertebrate limb morphogenesis at the macroscopic tissue level2017

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki and Y. Morishita
    • 雑誌名

      Current Opinion in Genetics and Development

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Reconstructing 3D deformation dynamics for curved epithelial sheet morphogenesis and attempts of tissue mechanical modeling2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Morishita
    • 学会等名
      GFE-JSDB joint meeting
    • 発表場所
      Kiel, Germany
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantitative analysis of tissue and cellular dynamics during chick forebrain morphogenesis2017

    • 著者名/発表者名
      森下喜弘 大塚大輔
    • 学会等名
      日本発生生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2017/20170502_4/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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