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画像解析と数理モデルの融合による形態形成制御機構の解明

公募研究

研究領域哺乳類初期発生の細胞コミュニティー
研究課題/領域番号 24116712
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
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

中里 研一  独立行政法人理化学研究所, 望月理論生物学研究室, 特別研究員 (70565085)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード画像解析 / 発生生物学 / 統計解析 / 生物物理 / 発生・分化 / 自己組織化
研究概要

発生過程で機能的形態が実現されるメカニズムを解明するためには、形態形成における細胞の移動や細胞分裂、細胞死を同定し、そこに働く力や制御を理解することが必要である。本研究では、形態形成過程を捉えた3次元時間発展の動画から、細胞の移動や細胞分裂、細胞死を抽出する画像解析技術と、そこから細胞に働く制御を推測する数理モデル研究を融合させることにより、大変形における個々の細胞の役割を明らかにする。細胞集団の振る舞いを捉えた高精細な顕微鏡動画を画像解析することにより、一つ一つの細胞の動きを同定しその運動を明らかにする。また、細胞に働く制御について複数の可能性を考慮しながら、組織レベルの形態形成と整合性が取れる機構を探していく数理モデル研究を展開することで、発生生物学的に未解明の形態形成機構を探る。
25年度はマウス胎生6日胚における細胞移動について、基礎生物学研究所の野中茂紀准教授と共同研究を引き続き推進した。特にDSLMで得た胎生6.5日胚のライブ画像を対象とした画像解析技術に焦点をあてた学術論文をまとめた。論文はNature Protocolsに掲載された。また東京大学の三浦正幸教授、山口良文助教とマウス神経管形成における細胞動態を解析した。この研究でもライブイメージングによって得た画像の解析を行った。得られた結果は学術論文にまとめ、Developmental Cellに掲載された。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Live imaging and quantitative analysis of gastrulation in mouse embryos using light-sheet microscopy and 3D tracking tools2014

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Ichikawa, Kenichi Nakazato, Philipp J Keller, Hiroko Kajiura-Kobayashi, Ernst H K Stelzer, Atsushi Mochizuki & Shigenori Nonaka
    • 雑誌名

      Nature Protocols

      巻: 9 号: 3 ページ: 575-585

    • DOI

      10.1038/nprot.2014.035

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local apoptosis modulates early mammalian brain development through the elimination of morphogen producing cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Nonomura, K., Yamaguchi, Y., Hamachi, M., Koike, M., Uchiyama, Y., Nakazato, K., Mochizuki, A., Sakaue-Sawano, A., Miyawaki, A., Yoshida, H., Kuida, K., and Miura, M.
    • 雑誌名

      Dev. Cell

      巻: 27 号: 6 ページ: 621-634

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2013.11.015

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Kinetic analysis and live imaging of whole mouse embryo2012

    • 著者名/発表者名
      中里研一
    • 学会等名
      Joint meeting of JSDB 45th JSCB 64th
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2012-05-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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