代謝系の自己組識化に基づく細胞行動における位置情報の生成

基于代谢系统自组织的细胞行为位置信息的生成

• 批准号: 02670971
• 负责人: 上田 哲男
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02670971/
• 关键词: 自己組織化; 化学振動; 化学パタ-ン; 細胞行動; 知覚; 細胞骨格; リン脂質; 粘菌

刺激応答および行動にともなう細胞内化学成分と細胞内構造形成の時間・空間的変動をしらべた。1.化学パタ-ンの形成と細胞骨格の再編成との対応。粘菌の生理的条件下における細胞骨格(複屈折繊維)形成のダイナミックスを、マイコン画像処理法を開発して解析した。走電性発現に伴って、陽極側で複屈折繊維が増加し、陰極側へうねりを伴いながら減少していった。このとき、ATP濃度の低いところで細胞骨格は多く形成されることがわかった。したがって、自己形成されたATP濃度分布に従ってアメ-バ運動がコントロ-ルされていると考えられる。2.細胞行動に伴うリン脂質の時間・空間分布。細胞膜の重要な構成成分であるリン脂質組成の刺激応答や行動発現に伴う変動を調べた。フォスファチジン酸は、忌避刺激により上昇し、誘引物質では減少した。一方向に移動している粘菌では、前端部で低く後部で高くなりるという極性分布をとることがわかった。3.Cellーfreeシステムでの新しい化学振動の発見。粘菌ホモジェネ-トのリン脂質組成が振動していることがわかった。4.紫外線および各種ホルモン刺激によりヒト表皮角化細胞のCa^<2+>濃度が上昇することがわかった。以上、細胞は非線形非平衡条件にあるダイナミックな化学反応系として、化学振動や空間パタ-ンと言った時間空間秩序を自己組織化しており、これが生物情報処理および位置情報生成と深く関係していることが明かとなった。

Stimulus response and action: intracellular chemical composition and intracellular structure formation 1. The formation and reorganization of the cell skeleton of the chemical matrix. A new method for the analysis of cell skeleton formation under physiological conditions was developed. The electroconductivity is accompanied by an increase in the anode side and an increase in the cathode side. The cell skeleton is formed when the ATP concentration is low. The ATP concentration distribution of the self-formed ATP was studied. 2. The temporal and spatial distribution of lipids associated with cellular activity. An important component of cell membrane, lipid composition, stimulation and action development are regulated. The amount of acid in the mixture increases and the amount of attractant decreases. A direction of movement 3. The development of new chemical vibration in cell free system. The lipid composition of the myxomycetes was found to vibrate. 4. The concentration of Ca^<2+> in keratinized cells of epidermis increased due to ultraviolet radiation stimulation. The above, cell non-linear non-equilibrium conditions, chemical reaction system, chemical vibration, space, time and space order, self-organization, biological information processing, position information generation, deep relationship

项目成果

Kobatake,Y.,Ueda,T.& Matsumoto,K.(ed.F.Hong.): "Biosensors and Biocomlputers (Phase wave and perception of amoeboid cells.)" Plenum Press, 8 (1990)

小畠，Y.，上田，T.

上田 哲男: "知覚機能を持つ人工膜システムの開発" 数理科学. 329. 74-76 (1990)

Tetsuo Ueda：“具有感知功能的人工膜系统的开发”《数学科学》329. 74-76 (1990)。