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2022 年度 研究成果報告書

動く細胞集団における遺伝子発現リズム動態の解析

研究課題

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研究課題/領域番号 20K06653
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44020:発生生物学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

瓜生 耕一郎  金沢大学, 生命理工学系, 助教 (90726241)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード体節形成 / 分節時計 / 数理モデル / 同期 / 細胞移動
研究成果の概要

ゼブラフィッシュの体節形成で観察される細胞の動きが、分節時計の細胞間同期に及ぼす影響を理論的および実験的アプローチにより解析した。動く細胞集団の統計記述を導出し、細胞の動きは細胞間のカップリングを強めるのと同等なはたらきをし、遺伝子発現リズムの同期を促進することを明らかにした。一方で、細胞の動きはリズム位相の分散を増加させる。分散の増加率は遺伝子発現パターンの波長に依存し、波長の短い組織前側で細胞が動くと、分散が大きくなりロバストに体節が作れなくなる。理論予測を実験的に検証するため、生体内で分節時計のイメージングを行い、再同期過程において複雑な空間パターンが現れることを明らかにした。

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

生物の発生では、組織の中を細胞が動き、それにより形作りが起きる。また、細胞は細胞間のコミュニケーションにより遺伝子発現を変化させ、その運命を決める。細胞の動きと遺伝子発現の変化はこれまで別々に研究されてきた。そのため細胞の動きがどのように細胞間のコミュニケーションに影響を及ぼし、遺伝子発現を変化させるかは分かっていない。本研究では理論と実験を組み合わせたアプローチにより、細胞の動きが遺伝子発現リズム(分節時計)に及ぼす影響の解明をおこなった。

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公開日: 2024-01-30  

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