| 研究領域 | 動く細胞と場のクロストークによる秩序の生成 |
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| 研究課題/領域番号 |
23111531
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
柴田 達夫 独立行政法人理化学研究所, フィジカルバイオロジー研究ユニット, ユニットリーダー (10359888)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2012年度)
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| 配分額 *注記 |
8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2011年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 細胞運動 / 走化性細胞 / 細胞形態 / 定量生物学 / 理論生物学 / フィジカルバイオロジー / 走化性 / 自発運動 / 確率モデル |
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| 研究実績の概要 |
細胞の確率統計的なシステムで、また細胞のまわりの環境もまた大きくゆらいでいる。それにもかかわらず、細胞は環境の情報を適切に感じ取り、処理をし、応答をする。走化性細胞は外部の誘引物質の濃度が低く緩やかな勾配を効率良く検出することが出来る。この効率の良い走化性情報処理の背後にある機構を理解するために、細胞の勾配検出、細胞の形態変化、運動に関する理論的な研究を、コンセプトモデルを用いて行った。わたしたちの研究から、細胞外の濃度勾配から、レセプターで検出できる勾配情報の最大値は、レセプターとリガンドの反応の確率性に大きく影響を受けることが分かった。もしも細胞が濃度勾配の大きさと方向の両方を検出しているとすると、伸長した形態の細胞は、伸長方向と垂直方向に移動する傾向がある。一方、勾配の方向だけを検出する場合、細胞は伸長の方向に運動する傾向がある。（Baba, et al. 2012）さらに細胞の運動方向の確率密度関数は、これらの２つの場合で定性的に違っていることが分かった。(Hiraiwa et al. 2013)。実験によって計測された細胞性粘菌の運動方向の確率密度関数は、これらの場合のうち、勾配方向のみを検出する場合と一致した。さらに細胞の極性形成が勾配検出の能力を増加させることがわかった。
細胞性粘菌などのアメーバ様の運動をする細胞は複雑な形態を変化させて移動する。わたしたちは細胞の形態の統計的な性質を調べた。その結果、細胞性粘菌の複雑な形態は、適切な座標を選ぶことで、比較的少数の自由度で表わされることが分かった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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