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組織の発生、恒常性維持において、未分化細胞の増殖と分化は様々なシグナル伝達経路の相互作用によって厳密に制御され、種々の分化細胞が産生される。これまで、組織発生及び腫瘍形成モデルにおいて、未分化細胞の挙動を制御する個々のシグナル経路の動作機構の理解が進んできたが、生物学的アプローチのみでは細胞間相互作用を含む複雑なシグナル間相互作用を正確に記述することは困難であり、全体像の理解には程遠い。本研究では、未分化細胞の増殖と分化が時空間的に制御された中で進行するショウジョウバエの視覚中枢をモデルとし、実験生物学的手法と数理生物学的手法を組み合わせることで、複数シグナル経路の相互作用の全体像を明らかにすることを目的とした。
本研究では、視覚中枢の発生と腫瘍形成を制御するHippoシグナルに着目した。まず、Hippoシグナルが未分化細胞の増殖と分化を制御する機構について実験生物学的解析を行った。同時に、我々が構築した視覚中枢の分化を表す数理モデルを改良し、未分化細胞の増殖を加味した数値シミュレーションを可能にした（論文投稿中）。この改良した数理モデルの数値シミュレーションは、野生型条件及びHippoシグナル不活性化条件における視覚中枢の発生パターンを再現した。現在、数値シミュレーションの予測の生体内での実証を進めている。
本研究の異分野融合アプローチとその成果は、今後様々な多細胞生物の組織の発生や恒常性維におけるシグナル間相互作用の解明への応用が期待できる。
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