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Real-world modeling of life: From DNA to Organoid

真实世界的生命建模：从 DNA 到类器官

基本信息

批准号：
20H01877
负责人：
吉川研一
金额：
$ 11.65万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

実空間上に単純な実験モデルを構築するとともに、非平衡物理学や非線形科学に立脚した数理モデルと対比しながら、以下の3つの課題を中核に研究を総合的に推進した。1)ゲノムDNAの高次構造転移と遺伝子活性に関して、溶液中での１分子の動的高次構造観測を中心にして、数百kbp塩基対のサイズの長鎖DNAの折り畳み転移特性についての実験を進めるとともに、高次構造と転写・発現・複製の活性との関連を明らかにすることを目指した。本年度は、DNAの分子鎖のサイズに依存して、遺伝子発現の速度がどのように変化するのかを明らかにし、論文として報告した。2)細胞の実空間モデリングでは、ゲノムDNAと各種タンパク質、基質を取り込み、外周をリン脂質二分子膜で安定化させた、人工的モデル細胞を生成し、生細胞並みの機能を示すような実験系を創り出す方法論の確立を目指して研究をおこなった。DNAの高次構造に依存して、細胞サイズ液滴環境中での、DNAの局在化にスイッチングが起こることや、高分子水溶液の相分離を細管内で行わせると、安定な細胞サイズ液滴が生成することなどを見出し、論文として報告した。3)細胞の３次元(3D)組織体自己生成では、上皮系や間葉系の細胞を自己組織的に3次元配列させる実験系を発展させることを目指して研究を推進した。更には、予備実験として、肝臓がんやリンパ腫などの動物組織を対象に、細胞同士の接着特性の変化が、機械的な伸展に対してどのような形態変化として現れるのかを調べる予備実験を、医学畑の研究者との共同研究として行なってきている。

In space, pure physics and non-linear science, mathematical science and mathematics, the following three topics are studied and integrated. 1) Higher-order structural shift of DNA is related to the activity of DNA molecules in solution. Higher-order structural shift of DNA molecules in solution is related to the activity of DNA molecules. This year's report shows that DNA molecular locks are dependent on DNA molecules and that the speed at which DNA molecules are discovered is increasing. 2)The space of cells is divided into three parts: DNA, matrix, lipid membrane, stabilization, artificial cell formation, cell regeneration and function demonstration. The methodology of cell system creation and development is established. DNA high-order structure dependence, cell drop environment, DNA in the process of phase separation, polymer aqueous solution phase separation, thin tube, stable cell drop generation, the paper reported. 3)3-D tissue self-generation, epithelial and mesenchymal tissue self-organization, 3-D alignment, development, research and development In addition, it is necessary to prepare for the study of animal tissues, the transformation of adhesion characteristics of cells, the mechanical extension of tissues, the transformation of morphology, and the joint research of medical researchers.