細胞が非対称性を獲得する原理の分子レベルおよび数理・数式レベルでのモデル構築

在分子水平和数学/公式水平上建立细胞获得不对称性原理的模型

• 批准号: 20016017
• 负责人: 稲垣 直之
• 金额: $ 5.12万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20016017/
• 关键词: 軸索; 樹状突起; 極性; Shootinl; 形態形成; 対称性破壊; 揺らぎ; 定量的システムバイオロジー; 神経細胞; システムズバイオロジー

組織や細胞は発生・分化に伴って非対称性(極性)を獲得して固有の形態を形づくる。生体がどの様にして非対称性を獲得するかという問題は重要な研究テーマである。我々は、これまでの大規模なプロテオーム解析により、神経極性形成タンパク質Shootinlを見出した。本研究では、Shootinlの実験計測データを条件とした自立的に極性を獲得することができるモデルニューロンの構築を行う。そして、数理解析の結果を実験科学にフィードバックして研究を推進するアプローチを通して、細胞が非対称性を獲得するしくみの原理を分子レベルおよび数理・数式レベルで解き明かすことを目指す。本研究では、これまでに培養細胞を用いて得られたShootinlの詳細な定量的データ、すなわち(1) 神経極性形成に伴うShootinlの発現上昇、(2) 突起先端におけるShootinlの濃縮に伴う神経突起伸長、(3) Shootinlの細胞体から神経突起先端への能動輸送、(4) Shootinlの神経細胞内での拡散に関して、生物学的に適切な数式を導入し、データのパラメーターフィッティングを行った。その結果、得られた複数の微分方程式は、すべてShootinlの細胞内動態を定量的によく再現した。さらにこれらの微分方程式を統合することによって、自発的に極性を獲得するモデルニューロンを構築に成功した。以上の研究成果に加えて、これまでに総数15の培養ニューロンとモデルニューロンの挙動の一致を確認した。このことから、モデルニューロンが神経極性形成を再現することが示唆された。本年度は、Shootinlの細胞体から神経突起先端への能動輸送の意義を解析した。Shootinlの輸送は、その輸送量に関しても輸送頻度に関しても大きな揺らぎがあることが解った。その揺らぎをなくしたり、規則的なものにすると、モデルニューロンは極性を獲得できなかった。以上の結果から、神経細胞が自立的に極性を獲得するためには、揺らぐ細胞内シグナルのフィードバック増殖が重要な役割を果たすと考えられた。

Tissue differentiation is accompanied by non-symmetrical (sexual) differentiation and inherent morphological differentiation. In terms of non-symmetry, it is important to study the problem. We need to make sure that we can analyze the data in a large scale, and that the formation of the divine nature is related to the Shootinl. The purpose of this study is to determine the conditions of self-reliance in this study. in this study, the conditions of self-reliance are analyzed in this study. The results of numerical analysis and numerical analysis are based on the results of scientific and mathematical analysis. The results show that there is a clear understanding of the principles of molecular physics, mathematics and mathematics. In this study, the cell culture was used to obtain the quantitative measurement of Shootinl activity. (1) the formation of the god is accompanied by the presence of the Shootinl, (2) the protuberance of the apex, the Shootinl, the protuberance, the transport, the transport, the movement, the transport, the movement, the transport, the transport, the movement, the transport, the movement, the movement, the There are several expressions in biology, such as the number of words, the number of words, the number of biological expressions, the number of biological expressions. According to the results, we obtained the differential equation of the complex number and the quantitative analysis of the intracellular dynamics of the Shootinl. In the system of differential equations, the results show that the differential equations are in good agreement with each other. The above research results have increased the number of students. 15% of the total number of students in the above research results have been confirmed. I'm sorry, I'm sorry. This year, the cell body of the Shootinl is capable of transporting and analyzing the meaning of the protuberance of the cell body. The Shootinl delivers, delivers, delivers and delivers. The rules, rules and rules. As a result of the above results, the results of the above results, the results of the above results,

项目成果

プロテオミクスと数理解析から見えてきた神経細胞が極性を獲得する仕組み

通过蛋白质组学和数学分析揭示神经元获得极性的机制

• 发表时间: 2009
• 作者: K. Katayama;et.al.;稲垣直之
• 通讯作者: 稲垣直之

ニューロンにはアクソンは1本しかないのか?

一个神经元只有一个轴突吗？

• 发表时间: 2010
• 期刊: Clinical Neuroscience 28
• 作者: 鳥山道則;稲垣直之
• 通讯作者: 稲垣直之

神経細胞の対称性の破れに関与するポジティヴフィードバックループ

正反馈环参与神经元对称性破坏

• 发表时间: 2009
• 作者: Yoshimura S;Yoshimi T;Ohkawa Y;et al.;稲垣直之
• 通讯作者: 稲垣直之

Shootinlによる神経突起計測および神経突起伸長の促進は神経極性形成を誘導する

Shootinl 的神经突测量和促进神经突生长诱导神经极性形成

• 发表时间: 2008
• 作者: 山本純;住川栄健;重永章;古田寿昭;大高章;Shymaa E. Bilasy;稲垣直之
• 通讯作者: 稲垣直之

Shoothlは成長円錐のアクチンフィラメント求心性流動と細胞接着分子L1-CAMとを連結することによって神経軸索伸長を促進する

Shoothl 通过将生长锥肌动蛋白丝向心流与细胞粘附分子 L1-CAM 连接起来促进轴突生长

• 发表时间: 2008
• 作者: J.Ohmuro;K.Fukamauchi;T.Furuta;稲垣直之
• 通讯作者: 稲垣直之