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2014 年度 実績報告書

到達距離が異なる複数の相互作用が生み出すマクロな構造

計画研究

研究領域ミクロからマクロへ階層を超える秩序形成のロジック
研究課題/領域番号 22127003
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)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワード皮膚模様 / パターン形成 / 色素細胞 / ゼブラフィッシュ / 反応拡散 / アラン・チューリング
研究実績の概要

研究は順調に進行しており、当初の目的であった「ゼブラフィッシュの模様形成原理」に関しては、細胞レベルでの相互作用の組み合わせの発見、そのネットワークがTuringの原理を満たしていることを証明、既に論文発表も行っている。26年度は、得られた知見をさらに進めて、以下の3つの項目に関して研究を進めた。
1)Turing理論の単純化と一般化  実験から明らかになった相互作用に、当初予想されていたような「分子の拡散」は存在せず、変わりに細胞突起による遠隔刺激が使われていた。反応拡散によるパターン形成の必要条件は「近距離の活性化+遠距離の抑制」であり、拡散が無くても理論上は大きな問題は無いが、実験レベルで考えると現実の系への適用に問題となるので、遠隔刺激の種類に依存しないモデルを構築した。
2)色素細胞間相互作用におけるギャップジャンクションの機能  コネキシンの持つ2つの機能(ギャップジャンクション、ヘミチャンネル)のを別々に測定し、それぞれが模様にどの様な影響を与えるかを明らかにした。
3)インビトロの模様形成  これまで、インビトロでは細胞間の「追いかけ合い」が観察できるだけであり、究極の目標であるインビトロパターン形成には至っていなかったが、鰭を構成する細胞の高密度培養により、縞模様に近いパターンが作れるようになっている。今後、さらに条件を改良し、完全な縞模様を作ることを目指す。

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。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Rotating pigment cells exhibit an intrinsic chirality2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yamanaka & Shigeru Kondo
    • 雑誌名

      Genes to cells

      巻: 20 ページ: 29-35

    • DOI

      10.1111/gtc.12194

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Is pigment patterning in fish skin determined by the Turing mechanism?(review)2015

    • 著者名/発表者名
      Masakatsu Watanabe & Shigeru Kondo
    • 雑誌名

      Trends in Genetics

      巻: 31 ページ: 88-96

    • DOI

      10.1016/j.tig.2014.11.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fish pigmentation. Comment on "Local reorganization of xanthophores fine-tunes and colors the striped pattern of zebrafish".(review)2015

    • 著者名/発表者名
      Masakatsu Watanabe & Shigeru Kondo
    • 雑誌名

      Science

      巻: 348 ページ: 297

    • DOI

      10.1126/science.1261947.

    • 査読あり
  • [学会発表] Mechanism of skin pattern formation in living organisums2014

    • 著者名/発表者名
      近藤 滋
    • 学会等名
      MBI-Japan Joint Symposium 2 – 4 December 2014 on “Mechanobiology of Development and Multicellular Dynamics”
    • 発表場所
      Mechanobiology Institute, Singapore (MBI)
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-03
  • [学会発表] 波が作る動物の模様と形2014

    • 著者名/発表者名
      近藤 滋
    • 学会等名
      第7回 ChemBioハイブリッドレクチャー
    • 発表場所
      東京大学 武田ホール
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-04
    • 招待講演
  • [学会発表] A more generalized mechanism that can produce the Turing patterns2014

    • 著者名/発表者名
      近藤 滋
    • 学会等名
      JSMB/SMB 2014
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2014-07-30 – 2014-07-30
  • [学会発表] Turing pattern without diffusion2014

    • 著者名/発表者名
      近藤 滋
    • 学会等名
      JSMB/SMB 2014
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2014-07-29 – 2014-07-29
  • [学会発表] Turing波が作る動物の体2014

    • 著者名/発表者名
      近藤 滋
    • 学会等名
      第18回バイオテンプレート研究懇談会(JST-ERATO 彌田超集積材料プロジェクト)
    • 発表場所
      東京工業大学 田町キャンパス(キャンパスイノベーションセンター
    • 年月日
      2014-06-05 – 2014-06-05
    • 招待講演
  • [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科  パターン形成研究室 近藤滋研究室

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/skondo/

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公開日: 2016-06-01  

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