哺乳類初期発生の時空間的ゆらぎと自己組織化機構の解明

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本研究は、生命システムが細胞の形や細胞分裂のタイミングなどの空間的・時間的ゆらぎを乗り越えて、全体としてのロバストネスを獲得する原理を理解することを目指す。これまでの研究から、私たちは分子から組織レベルの多階層フィードバック制御がこの自己組織化の鍵であると考えている。令和3年度は研究初年度であり、まず、マウス初期胚発生をモデルに、胚発生中の個々の細胞動態を解析し、ゆらぎを定量化することを目指した。私たちが共同開発した倒立型光シート顕微鏡InVi-SPIMを用いて、細胞膜と核の蛍光レポーターを共発現する胚をライブイメージングし、胚盤胞形成まで再現、観察する条件設定を得た。取得した4次元画像データから細胞膜分割により細胞の形を定量するため、機械学習を用いた自動画像解析パイプラインを構築している。今後、このパイプラインを用いて、細胞の形を変数化し、ゆらぎを定量する。さらに、胚全体として一定の構造を構築する力学的機構を明らかにする。また、核のシグナルと組み合わせることで、個々の細胞の追跡を可能とし、割球間での細胞分裂のタイミングのズレを計測することが可能となった。今後、このタイミングのズレの自己組織化やロバストネスにおける意味を検討する。以上、本研究遂行のための十分な環境が整いつつあり、当初の計画通りに進んでいる。本研究内容を含む、より発展的な研究課題が基盤研究(S)として採択されたため、本研究は令和3年7月5日をもって廃止となった。