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細胞動態と生化学場との統合によるAnisotropyを生み出す力学場の解明

公募研究

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
研究課題/領域番号 25111710
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

鈴木 孝幸  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40451629)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2014年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2013年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワード定量発生生物学 / イメージング / 画像解析 / シミュレーション / 発生•分化 / 定量化 / モデル化 / 器官形成
研究実績の概要

平成26年度では前年度に引き続き、共焦点顕微鏡を用いた方法ではもはや解析出来ないマクロな器官全体の変形を解析する手法を構築した。この方法をまとめて論文を報告した(Morishita and Suzuki. 2014)。この方法では任意の細胞集団を多点でDiI/DiOという蛍光色素を用いてラベルを行い、この細胞集団の相対的な位置関係の変化をベイズ推定を用いて解析するためシミュレーションを行った。この結果cross-validationを用いてシミュレーションに用いなかった細胞集団の行き先を調べた結果、ほとんど誤差無く器官全体の肢芽内部の細胞集団のmate mapを作成出来ることが分かった。この結果は今回肢芽を用いて解析したが、今後は肢芽以外の器官の形態変化を解析するためにも用いることが出来る。次のこの方法を用いてニワトリ胚後肢の形態変化を定量的に解析した結果、肢芽は大きく分けて3つの特徴的な成長領域を持つことが分かった。さらに肢芽内部のどの領域がどれだけバイアスした方向に変形するのかというアニソトロピーの値を計算した結果、ステージに関係なく、肢芽全体の組織が遠近軸方向に沿ってバイアスしてストレッチをしていることが分かった。この結果はこれまで予想されていた様な肢芽の伸長はAER直下の間充織が増えて伸長して行く、のではなく肢芽全体の組織の細胞増殖と前後軸に沿った変形によって引き起こされる現象であることが分かった。シミュレーションを用いた解析の結果、細胞増殖よりも変形の特徴量の方が肢芽全体の形態形成に必要であることが分かった。さらにFGF, SHHのシグナル伝達阻害剤を用いた解析から、FGFは変形に、SHHは時期特異的な組織の成長に関与していることが分かった。これらをまとめて論文を報告した(Morishita et al., 2015)。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Quantitative analysis of tissue deformation dynamics reveals three characteristic growth modes and globally aligned anisotropic tissue deformation during chick limb development.2015

    • 著者名/発表者名
      Morishita Y, Kuroiwa A, Suzuki T.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 142 ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2014 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] Bayesian inference of whole-organ deformation dynamics from limited space-time point data.2014

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

      J Theor Biol.

      巻: 357 ページ: 74-85

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficient embryonic culture method for the Japanese striped snake, Elaphe quadrivirgata, and its early developmental stage.2014

    • 著者名/発表者名
      Matsubara Y, Atsushi S, Kuroiwa A, Suzuki T.
    • 雑誌名

      Developmental, Growth & Differentiation.

      巻: 56 ページ: 573-582

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Heterochrony of Gdf11 explains positional diversity of the hindlimb position in vertebrates2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Suzuki
    • 学会等名
      第47回日本発生生物学会大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative approach to understand whole organ morphogenesis2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Suzuki
    • 学会等名
      第46回日本発生生物学会大会
    • 発表場所
      くにびきメッセ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Expression timing of Gdf11 reveals positional diversity of the hindlimb in vertebrates2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Suzuki, Yoshiyuki Matsubara, Ayumi Hattori, Toshihiko Ogura, Se-Jin Lee, Atsushi Kuroiwa
    • 学会等名
      17th International Congress of Developmental Biology
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Gdf11の発現開始タイミングの違いが脊椎動物における後肢の位置を決定する2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Suzuki, Yoshiyuki Matsubara, Ayumi Hattori, Toshihiko Ogura, Se-Jin Lee, Atsushi Kuroiwa
    • 学会等名
      数理生物学サマーレクチャーコース
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 劣性遺伝で多指症を発症するHMM変異体の発生学的解析

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝幸、中野幹治、都築政起、松田洋一、黒岩厚
    • 学会等名
      第1回ウズラ研究集会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 器官全体の形態形成を明らかにするために必要な特徴量の提案と定量解析

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝幸
    • 学会等名
      新学術領域第3回若手の会
    • 発表場所
      ラフォーレ那須、栃木
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] New principles in Developmental process2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Suzuki
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院理学研究科形態発生学講座

    • URL

      http://bunshi5-bio-nagoya-u.businesscatalyst.com/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学形態発生学グループ

    • URL

      http://bunshi5-bio-nagoya-u.businesscatalyst.com/index.html

    • 関連する報告書
      2013 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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