2022 年度研究成果報告書

細胞の空間制御による時間制御の仕組み解明及びパターン形成の新たな理論創出

研究課題

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研究課題/領域番号	17KK0094
研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
配分区分	基金
研究分野	数学基礎・応用数学
研究機関	京都大学 (2021-2022) 広島大学 (2017-2020)
研究代表者	李聖林京都大学, 高等研究院, 教授 (50620069)
研究期間 (年度)	2018 – 2022
キーワード	パターン形成 / 細胞の機能と時空間制御
研究成果の概要	PAR極性プロセスは時間軸に大きく3つに分類される。Symmetry Breaking Phaseについては今まで多く研究されてきたが、極性パターンが広がり維持されるEstablishment phaseと Maintenance Phaseにおける分子レベルでの詳細な仕組み、特に、Maintenance Phaseにおいてはその仕組みについて明確な答えがなく、長い間謎に残されていた。そこでイギリスのOxford大学のE. Gaffney氏とアメリカのOhio State 大学のA. Dawes氏と協働し、この課題を解決した。
自由記述の分野	数理生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では細胞の初期発生に極めて重要な非対称細胞分裂において、今まで謎で残されていた時間フェーズにおけるタンパク質の役割と極性形成の関係を初めて明らかにできた。さらに、細胞本来が持つ構造的性質と細胞組織の構造的性質を一般化した２層構造空間におけるパターン形成の数学的構造を明らかにする研究に発展できた。これらの研究はタンパク質の相互作用のみに注目してきたパターン形成における従来の視点を、細胞の幾何学的性質や時空間構造に重点をおく新たなパターン形成研究への新発想を導く研究成果であると考える。