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2021 年度 研究成果報告書

立体流路における神経幹細胞

研究課題

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研究課題/領域番号 18K13515
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

川口 喬吾  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (00787319)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード細胞集団運動 / トポロジー
研究成果の概要

本研究では、神経幹細胞の培養系において、3次元ゲル培養条件下から染み出る細胞集団の運動がキラリティを持ち、それがミリメートルスケールの時計回りの構造を作ることを見つけた。このキラリティある構造は再現性が高く、いつも同じ回転方向を生じるものであったが、細胞骨格系の阻害剤を用いた実験により、この構造のキラリティにはアクトミオシン系が特に重要であることがわかり、特にそのキラリティの強弱をコントロールする方法も発見した。さらに、キラリティの細胞的起源を探るため、低密度培養条件の実験系・解析系を確立し、一細胞の運動のキラリティと相互作用レベルで生じるキラリティのバランスを定量することも可能となった。

自由記述の分野

生物物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、細胞内の構成要素であるタンパク質のキラリティが、数ミリメートルスケールの細胞集団運動のパターンにまで反映されることが分かった。これまでにマクロな構造自体にキラリティが生じる生物試料の例は多く知られていたが、細胞の形状でなく運動のキラリティが効いてパターンが生じ、内部の構成要素が激しく入れ替わっている中でもそれが維持されている例は初めてである。本成果は、キラリティのあるアクティブマター系の物理の研究として一定の意義があることに加え、ヒトの組織・臓器形成の基本原理に新たな知見を加えるものであり、脳の左右非対称性の神経発生過程での起源との関連などの発展性が見込まれる。

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公開日: 2023-01-30  

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