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2019 年度 研究成果報告書

3Dモデルで解明する管状組織の捻じれを生み出す細胞動態

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 15H05863
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
研究機関大阪大学

研究代表者

松野 健治  大阪大学, 理学研究科, 教授 (60318227)

研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワード発生・分化 / 細胞・組織
研究成果の概要

無脊椎動物のからだの左右非対称性は、細胞のキラリティ(細胞キラリティ)によって形成される。キラリティとは、3次元の物体を、その鏡像と重ね合わすことができない性質である。しかし、細胞キラリティが器官の形を左右非対称化する機構は不明であった。この問題を解決するために、左右非対称に回転するショウジョウバエ消化管を構成する細胞の3次元(3D)形態をライブイメージングでとらえ、その形態を3Dコンピュータ・モデル器官に反映させて左右非対称な形態変化をシミュレーションした。その結果、細胞キラリティの実体は細胞のねじれであり、特定方向に細胞がねじれる機械的力によって器官が左右非対称化することがわかった。

自由記述の分野

発生生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

器官の形成過程で起こる最終段階のアウトプットの一つは、厚みのある組織の3次元的な機械的変形であるが、これまでの研究のほとんどは、この過程を2次元で解析してきた。本研究計画において3次元解析を実施することで、細胞キラリティの実体が特定方向への細胞のねじれであることを初めて明らかにできた。世界に先駆けて実施した3次元メカニックスの解析は、臓器の変形を駆動している機構を現実に即して解明する上でのブレークスルーとなった。本研究のアプローチは、その他の組織、器官においても応用可能であり、本研究の成果によって、器官形成機構の研究に新たな指針を示すことができたと考える。

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公開日: 2021-02-19  

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