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2019 年度 研究成果報告書

新鮮胚内部の応力分布可視化法の確立と形態形成原理の力学的理解

計画研究

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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 15H05860
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 (2016-2019)
名古屋工業大学 (2015)

研究代表者

松本 健郎  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30209639)

研究分担者 田村 篤敬  鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (30394836)
杉田 修啓  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20532104)
研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワードバイオメカニクス / 力学解析 / 細胞・組織 / 発生・形態形成 / 生物・生体工学
研究成果の概要

生物の発生過程には,ホルモンなどの生化学因子だけでなく,力学因子すなわち胚内部の圧縮・引張力の分布も重要であることが明らかとなってきている.この力分布を明らかにするため,胚を切断した際の断面の凹凸とその面のかたさ分布から断面付近の力分布を求める方法(切断法),胚に微細針を刺入・抜去した後に生じる刺入孔の3次元形状から力分布を求める方法(刺入法)を考案し,発生の実験で良く用いられるアフリカツメガエル胚を対象として実験系を構築した.その結果,胚の内部には圧縮の,表面には引張の力が作用していること,胚が伸張する時期には内部の脊索が強い圧縮力を負担していることなどが明らかとなった.

自由記述の分野

バイオメカニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

発生現象に対する力学因子の影響は,近年その重要性が認識されはじめ,シート状の組織や胚の表面にレーザで穴を開けた際の周辺の組織変形の様子から平面内の力分布を求めることは盛んに行われるようになってきている.しかし,胚内部の3次元的な力分布については,計測方法の欠如から殆ど判っていなかった.そこで我々は,胚を切断したり,微細針を刺入したりした際の組織の3次元的な変形から内部の応力状態を推定する方法を考案し,その有効性を確認した.本法の普及により,胚内部の力分布が明らかとなり,発生に対する力学因子の影響がより深く理解できるようになると期待される.

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公開日: 2021-02-19  

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