細胞と組織の関係を明らかにする新規数理モデルの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24657145
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石原 秀至 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (10401217)
• 研究分担者: 杉村 薫 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点(iCeMS), 助教 (50466033)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 発生力学 / 統計学

研究概要

個体発生中に起こる組織の変形の背後にある力学過程について、その理解は進んでいません。大きな要因として、組織中の力の直接測定が難しい事があげられます。我々自身が開発してきた細胞形態からの力推定法について、レーザー切断実験との比較による実験検証、手法間の比較を行い、推定手法が妥当である事を確かめました。その手法をショウジョウバエの幾つかの上皮系に適用し、それぞれの組織に特有の発生様式(速さなど)とその背後にある細胞の機械的特性の違いを明らかにしています。

研究成果

• [雑誌論文] The mechanical anisotropy in a tissue promotes ordering in hexagonal cell packing (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sugimura and S. Ishihara
  • 雑誌名: Development 巻: 140 ページ: 4091-4101
  • DOI: 10.1242/dev.094060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robustness of force and stress inference in an epithelial tissue (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sugimura
  • 雑誌名: Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc 巻: 2013年号 ページ: 2712-2715
  • DOI: 10.1109/EMBC.2013.6610100
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞のかたちから推定する"力"の場～生き物の形づくりをベイズ統計で解き明かす (2013)
  • 著者名/発表者名: 石原秀至,杉村薫
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 31 ページ: 1232-1238
• [雑誌論文] Comparative study of non-invasive force and stress inference in tissue Eur (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara
  • 雑誌名: Phys. J. E 巻: 36 ページ: 45
  • DOI: 10.1140/epje/i2013-13045-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Drosophila actin regulator ENABLED regulates cell shape and orientation during gonad morphogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sano
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 ページ: e52649
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bayesian inference of force dynamics during morphogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara and K. Sugimura
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 巻: 313 ページ: 201-211
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2012.08.017
  • 査読あり
• [学会発表] Bayesian inference of forces in epitherial tissues (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara and K. Sugimura.
  • 学会等名: Workshop on Mechanics and Growth of Tissues : Development and Cancer
  • 発表場所: Curie研究所(パリ,フランス)
  • 年月日: 20140113-16
• [学会発表] Bayesian inference of force dynamics during morphogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara and K. Sugimura.
  • 学会等名: Seminar at Paris 7
  • 発表場所: パリ第7大学(パリ,フランス)
  • 年月日: 2013-09-04
  • 招待講演
• [学会発表] 形態形成の力学制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石原秀至,杉村薫
  • 学会等名: 京都駅前セミナー
  • 発表場所: 京都キャンパスプラザ(京都市下京区)
  • 年月日: 2013-05-17
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanical control of h exagonal cell packing in Drosophila wing (2013)
  • 著者名/発表者名: 石原秀至,杉村薫
  • 学会等名: 東大物性研セミナー
  • 発表場所: 東京大学物性研(千葉県柏市)
  • 年月日: 2013-05-14
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞の六角格子化を駆動する力学的な制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原秀至,杉村薫
  • 学会等名: 第85回日本生化学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡)
  • 年月日: 20121214-16
  • 招待講演
• [学会発表] Estimating the Dynamics of Forces During Morphogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara and K. Sugimura.
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋)
  • 年月日: 20120922-24
• [学会発表] Mechanical control of hexagonal packing in the growing Drosophila wing (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara and K. Sugimura.
  • 学会等名: EMBO Conference Series Morphogenesis and Dynamics of Multicellular Systems
  • 発表場所: EMBL-Heiderberg (ドイツ、ハイデルベルグ)
  • 年月日: 20120907-09
• [学会発表] 変形する組織の物理特性のシステム解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原秀至
  • 学会等名: 多細胞動態の力学的制御とそのモデル化
  • 発表場所: RIKEN CDB(神戸)
  • 年月日: 20120626-27
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanical control of cell rearrangements for the developing animal forms (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara and K. Sugimura.
  • 学会等名: RIKEN QBICセミナー
  • 発表場所: 理研QBIC(大阪)
  • 年月日: 2012-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanical control of cell rearrangements in the developing animal forms (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara and K. Sugimura.
  • 学会等名: 京都大学理学部先端研究拠点セミナー
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2012-05-25
  • 招待講演
• [学会発表] Estimating Dynamics of Forces during Morphogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara and K. Sugimura.
  • 学会等名: 京都大学医学部セミナー
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2012-04-18
  • 招待講演
• [備考] フランスキュリー研究所Y. Bellaïche、パリ第7大学F. Granerらのグループとの共同研究に発展し、また、2014年5月には組織の力測定や推定の国際ワークショップをパリ第7大学で開く(杉村、F. Granerがオーガナイザーメンバー)、国際連携としても活発な活動を行っている