生物の３Ｄ形態を構築するロジック

2019 年度 実績報告書

• 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: 15H05856
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 近藤 滋 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10252503)
• 研究分担者: 芳賀 永 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (00292045) ; 秋山 正和 明治大学, 先端数理科学インスティテュート, 特任准教授 (10583908) ; 松本 健郎 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30209639) ; 上野 直人 基礎生物学研究所, 形態形成研究部門, 教授 (40221105) ; 松野 健治 大阪大学, 理学研究科, 教授 (60318227) ; 武田 洋幸 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80179647) ; 井上 康博 京都大学, 工学研究科, 教授 (80442929) ; 大澤 志津江 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (80515065)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: ３D形態形成 / 折り畳み / 回転 / シミュレ―ション / 数理モデル

研究実績の概要

終年度であり、各グループがこれまでの研究成果を統合し、当初の目的に到達できるように努める。総括班費は、各グループ間の交流と、共通機器の運営と消耗品、そのための人件費、成果の公開、に使用した。
主な共通機器は、ライトシート顕微鏡（武田研、上野研）、コンフォーカル顕微鏡（芳賀研）、汎用画像解析ソフトイマリス（松野研）、マイクロＣＴ（近藤研）、３Ｄプリンター（松本研、秋山研）があり、常に、計画班員、公募班員の仕様が行われており、その回数等は、領域全体の報告書に記載している。
また、理論モデル作成のためのチュートリアル講義を、秋山が年数回行っており、そのための旅費と機材も、総括班費から購入している。
個々の班員の研究業績に関しては、班全体の報告書に譲るが、特に、総括班による班員の交流、共同研究の促進の結果として、若手の多くが昇進、あるいはポストを得たことを強調したい。具体的には、本研究領域の活動5年間で23名の若手研究者が常勤研究職に、18名が非常勤研究職に就いた。領域発足時に39歳以下だった3名の計画研究代表者は、准教授から教授への昇任2名、助教から准教授への昇任1名となった。研究領域内の受賞は、文部科学大臣表彰・若手科学者賞（H28）、第18回守田科学研究奨励賞を始め、国際的な賞1件、国内学会等29件、国内財団等8件となった。
総括班費の繰り越しが生じたが、その理由は、非常に班内での使用に対する要望が強かったマイクロCTに、使用者の責任ではない故障が生じ、修理までの期間に使用することが不可能であったことによる。幸い、修理は無償で行い、約半年の遅れは出たが、班員の要望にほぼ沿う形でマイクロCTの運用を次年度に行うことができた。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] コスタリカ大学(コスタリカ)
  • 国名: コスタリカ
  • 外国機関名: コスタリカ大学
• [雑誌論文] Genetical control of 2D pattern and depth of the primordial furrow that prefigures 3D shape of the rhinoceros beetle horn. (2020)
  • 著者名/発表者名: Adachi H, Matsuda K, Niimi T, Kondo S, Gotoh H.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 10 ページ: 18687
  • DOI: 10.1038/s41598-020-75709-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Method for disarranging the pigment pattern of zebrafish by optogenetics (2020)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Aramaki, Shigeru Kondo
  • 雑誌名: Dev. Biol. 巻: 460 ページ: 12-19
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2018.12.019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanical Stress Regulates Epithelial Tissue Integrity and Stiffness through the FGFR/Erk2 Signaling Pathway during Embryogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita Noriyuki、Hashimoto Yutaka、Yasue Naoko、Suzuki Makoto、Cristea Ileana M.、Ueno Naoto
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 30 ページ: 3875～3888.e3
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.02.074
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structure and development of the complex helmet of treehoppers (Insecta: Hemiptera: Membracidae) (2020)
  • 著者名/発表者名: Adachi Haruhiko、Matsuda Keisuke、Nishida Kenji、Hanson Paul、Kondo Shigeru、Gotoh Hiroki
  • 雑誌名: Zoological Letters 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s40851-020-00155-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intrauterine Pressures Adjusted by Reichert’s Membrane Are Crucial for Early Mouse Morphogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Ueda Yoko、Kimura-Yoshida Chiharu、Mochida Kyoko、Tsume Mami、Kameo Yoshitaka、Adachi Taiji、Lefebvre Olivier、Hiramatsu Ryuji、Matsuo Isao
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 31 ページ: 107637～107637
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.107637
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A chordate species lacking Nodal utilizes calcium oscillation and Bmp for left?right patterning (2020)
  • 著者名/発表者名: Onuma Takeshi A.、Hayashi Momoko、Gyoja Fuki、Kishi Kanae、Wang Kai、Nishida Hiroki
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 117 ページ: 4188～4198
  • DOI: 10.1073/pnas.1916858117
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Combined deletions of IHH and NHEJ1 cause chondrodystrophy and embryonic lethality in the Creeper chicken (2020)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita Keiji、Suzuki Takayuki、Koike Manabu、Nishida Chizuko、Koike Aki、Nunome Mitsuo、Uemura Takeo、Ichiyanagi Kenji、Matsuda Yoichi
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 3 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s42003-020-0870-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regrowth of zebrafish caudal fin regeneration is determined by the amputated length (2020)
  • 著者名/発表者名: Uemoto Toshiaki、Abe Gembu、Tamura Koji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-020-57533-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Liposomal adhesion via electrostatic interactions and osmotic deflation increase membrane tension and lipid diffusion coefficient (2020)
  • 著者名/発表者名: Oda Atsushi、Watanabe Chiho、Aoki Natsumi、Yanagisawa Miho
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 16 ページ: 4549～4554
  • DOI: 10.1039/d0sm00416b
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epithelial tissue folding pattern in confined geometry (2019)
  • 著者名/発表者名: Inoue Yasuhiro、Tateo Itsuki、Adachi Taiji
  • 雑誌名: Biomechanics and Modeling in Mechanobiology 巻: 19 ページ: 815～822
  • DOI: 10.1007/s10237-019-01249-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Horizontal Boundary Cells, a Special Group of Somitic Cells, Play Crucial Roles in the Formation of Dorsoventral Compartments in Teleost Somite (2019)
  • 著者名/発表者名: Abe Kota、Shimada Atsuko、Tayama Sayaka、Nishikawa Hotaka、Kaneko Takuya、Tsuda Sachiko、Karaiwa Akari、Matsui Takaaki、Ishitani Tohru、Takeda Hiroyuki
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 27 ページ: 928～939.e4
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.03.068
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proper direction of male genitalia is prerequisite for copulation in Drosophila, implying cooperative evolution between genitalia rotation and mating behavior (2019)
  • 著者名/発表者名: Inatomi Momoko、Shin Dongsun、Lai Yi-Ting、Matsuno Kenji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-018-36301-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Tissue self-organization based on collective cell migration by contact activation of locomotion and chemotaxis (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujimori Taihei、Nakajima Akihiko、Shimada Nao、Sawai Satoshi
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 116 ページ: 4291～4296
  • DOI: 10.1073/pnas.1815063116
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Precise staging of beetle horn formation in Trypoxylus dichotomus reveals the pleiotropic roles of doublesex depending on the spatiotemporal developmental contexts (2019)
  • 著者名/発表者名: Morita Shinichi、Ando Toshiya、Maeno Akiteru、Mizutani Takeshi、Mase Mutsuki、Shigenobu Shuji、Niimi Teruyuki
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 15 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1008063
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Produce, carry/position, and connect: morphogenesis using rigid materials (2019)
  • 著者名/発表者名: Funayama Noriko
  • 雑誌名: Current Opinion in Genetics & Development 巻: 57 ページ: 91～97
  • DOI: 10.1016/j.gde.2019.08.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] KT model and the Origami Method to form the beetle horn (2019)
  • 著者名/発表者名: 近藤 滋
  • 学会等名: Titisee meeting, Titisee, ドイツ
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] CUBE IN A CHIP: ONE TOUCH 3D TISSUE INTEGRATION AND REMOVBAL SYSTEM FOR BODY ON A CHIP PLATFORM (2019)
  • 著者名/発表者名: 萩原 将也
  • 学会等名: The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, Basel
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Comparative Anatomy of Ascidian Miniature Tailbud (2019)
  • 著者名/発表者名: 堀田 耕司
  • 学会等名: 10th International Tunicate Meeting，villefranche sur mer、France
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Collective Movement and 3D Morphology of Epithelial Cells on Viscoelastic Substrates (2019)
  • 著者名/発表者名: 芳賀 永
  • 学会等名: GSS International Symposium（invited speaker），札幌
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] PHYSICAL MODELING OF FORMATION OF CELLULAR ORGANELLE (2019)
  • 著者名/発表者名: 立川 正志
  • 学会等名: 4th Africa International Biotechnology and Biomedical Conference, Mombasa Kenya
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Membrane adhesion of liposomes increases membrane tension and regulates in-membrane molecular diffusion (2019)
  • 著者名/発表者名: 柳澤 実穂
  • 学会等名: The 5th International Soft Matter Conference (ISMC2019), Edinburgh, United Kingdom
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Re-patterning and re-sizing in regeneration of vertebrate appendages (2019)
  • 著者名/発表者名: 田村 宏治
  • 学会等名: EMBL Barcelona, Barcelona, Spain,
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 3Dmorphologic 生命の３Ｄ形態を構築するロジック
  • URL: http://www.3d-logic.jp/