| 研究課題/領域番号 |
17K00410
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生命・健康・医療情報学
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
石本 志高 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (30391858)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | コンピュータシミュレーション / 細胞・組織・器官 / 発生・分化 / 粘弾性 / データ解析 |
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| 研究成果の概要 |
細胞頂点モデル及び泡・頂点モデルに関し各種計算機粘弾性実験を実行し、差異を示した。これは主に一細胞の形状変化に起因するため、一細胞の形状が組織レベルの物性に反映されることを数値計算上で明らかにした。翅形成力学モデルを細胞頂点モデルで表現し、翅外形弾性率によって器官が有意に変化する結果を得た。ハエ蛹期の翅器官の３次元形態変化とシグナル分子の時空間動態が密接に関連して進行することを実験的解析的に明らかにした。
追加的成果としてＡＦＭによる細胞弾性力学情報の測定および解析を行った。上皮組織の４Ｄ顕微鏡データの定量化を進め、細胞核位置を深層学習で認識するプログラムを開発した。
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| 自由記述の分野 |
生物物理学、数理生物学、数理物理学、生命・健康・医療情報学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
数理モデルを用いた計算機粘弾性実験により、一細胞形状が組織レベルの物性に反映されることを数値計算上で明らかにした点で、学術的に重要な知見を与えた。また、我々の翅外形力学モデルを一細胞の形状変化をもつものに刷新した。外形力学情報が重要な情報であることを示し、意義深い。シグナル分子の時空間動態と器官形成の研究では、これらが密接に関連することを初めて示した。AFMによって細胞間力学情報に複数種類の距離相関が現れることを示した。深層学習による細胞移動定量化への道を示した。
上記学術的意義に加え、これらの結果は器官・組織の再生技術などへの応用に向けて大きな前進といえ、社会的意義のある成果となった。
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