多細胞システムの動作原理に関する研究

多细胞系统工作原理研究

基本信息

批准号：
09J03889
负责人：
横山淳
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

1.背景我々の長期的な研究目標は,近年提案された第一原理手法である細胞動力学理論を人体の臓器器官に応用し,臓器の形態形成メカニズムや細胞の集団戦略を理論的に解明することである.特に,糖尿病との関連から実験的知見が豊富である膵臓細胞の組織形成をターゲットとする.その為にまず,細胞内エネルギーが一定に保たれるメカニズムを解明し,堅牢なエネルギー論に基づいたミトコンドリアのモデルを構築する.次に組織形成に向けた細胞間相互作用を担う情報伝達物資の,膵臓細胞における分泌・受容機構のモデル化を行う.2.結果(1)ミトコンドリアが細胞内ATP濃度を一定に保つメカニズムの有力な仮説のひとつであった"feedback control theory"は,激しく変わるATP需要に十分に耐えられないことが近年の理論研究から示されている.そこで我々はATP-ADP交換体の熱力学的平衡により細胞内ATP濃度が一定に保たれるという新しい仮設を提唱した.本仮説に基づいたモデルは,100倍以上変化するATP消費速度においてもATP濃度が一定に保たれ,かつミトコンドリア数の変動に対してもロバストであることが理論研究から認められた.本論文はJournal of Theoretical Biologyに投稿され,現在審査中である.(2)膵臓細胞の情報伝達物質の分泌・受容機構のモデル化として,フィックの法則を細胞膜の境界条件に応用した情報伝達物質分泌の新しい空間モデルを構築した.本モデルをテストケースとしてGnRH分泌細胞に応用したところ,情報伝達物質の拡散性が小さい方がより遠くまで情報を伝達できるという画期的な現象を発見した.これは拡散性が小さい程,分泌細胞の近くに情報伝達物質が滞留し,より細胞発火の閾値に近い状態を維持する為,僅かしか情報達物質が伝わらなくても細胞の発火を引き起こす為に起こる.本研究成果によりSociety for Mathematical Biologyからポスター賞が授与された.

1。背景我们的长期研究目标是将细胞动力学的第一个原理方法（最近提出的第一个原理方法，器官器官）应用于对器官形态发生和细胞种群策略的机制的理论上阐明。特别是，我们靶向胰腺细胞的组织形成，胰腺细胞具有与糖尿病有关的丰富实验知识。为此，我们首先阐明了细胞内能保持恒定的机制，我们将基于强大的能量理论构建线粒体模型。接下来，我们将在信息传输材料的胰腺细胞中对分泌和接收机制进行建模，这些传输材料负责细胞 - 细胞相互作用朝向组织形成。2。结果（1）线粒体保持恒定细胞内ATP浓度的机制最有希望的假设之一。理论研究表明，“理论”无法充分承受高度可变的ATP需求。因此，我们提出了一个新想法，即ATP-ADP交换器的热力学平衡使细胞内ATP浓度保持常数。即使在变化超过100倍的ATP消耗率的情况下，基于此假设的模型也很健壮，并且对于线粒体数量的波动也很强。本文是有关生物学的理论杂志，目前正在审查中。（2）构建了一种新的信息传递器分泌的空间模型，以对胰腺细胞的分泌和接收机理进行建模，并使用FICK定律将其与细胞膜的边界条件进行。当我们将该模型应用于gnRH分泌细胞作为测试案例时，我们发现了一种开创性的现象，在这种现象中，信号发射机的扩散较小，可以在更大程度上传输信息。之所以发生这种情况，是因为信号发射器的扩散越较小，分泌细胞越近，并且细胞发射阈值越多，因此，即使只有少量信息传输了信号发射机的传输，信号发射器的传输越多，会导致电池发射。该研究结果获得了数学生物学协会的海报奖。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Synchrony Between Scattered Gnrh Neurons Through a Diffusive Mediator, SIAM Conference on Dynamical Systems

通过扩散中介实现分散 Gnrh 神经元之间的同步，SIAM 动力系统会议

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Endo;Tomoko;Atsushi Yokoyama
通讯作者：
Atsushi Yokoyama

DOI：
{{ item.doi }}
发表时间：
{{ item.publish_year }}
期刊：
{{ item.journal_name }}
影响因子：
{{ item.factor }}
作者：
{{ item.authors }}
通讯作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

横山淳其他文献

波形整形レーザーパルスによる分子配向制御を利用した同位体選択的イオン化:波形整形パルス発生の状況報告

使用波形整形激光脉冲进行分子取向控制的同位素选择性电离：波形整形脉冲生成的状态报告

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
赤木浩;熊田高之;乙部智仁;板倉隆二;横山淳;長谷川宗良;大島康裕
通讯作者：
大島康裕

スピン三重項超伝導体Sr_2RuO_4のリトルパークス振動

自旋三重态超导体Sr_2RuO_4中的小帕克斯振荡

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Yokoyama;H. Amitsuka;K. Tenya;I. Kawasaki;M. Yokoyama;H. Amitsuka;I. Kawasaki;H. Amitsuka;H. Amitsuka;A. Morishita;M. Yokoyama;K. Matsuda;H. Amitsuka;A. Morishita;M. Yokoyama;K. Matsuda;M. Yokoyama;K. Tenya;M. Yokoyama;M. Yokoyama;K.Tenya.;M.Yokoyama;横山淳;山塙亮太;延兼啓純;森下明;川崎郁斗;K. Tenya;K. Tenya;川崎郁斗
通讯作者：
川崎郁斗

Bond-selective photodissociation of partially deuterated ammonia molecules : Photodissociations of vibrationally excited NHD_2 in the 5ν_<NH> state and NH_2D in the 5ν_<ND> state

部分氘化氨分子的键选择性光解离：振动激发的 NHD_2 在 5ν_<NH> 态和 NH_2D 在 5ν_<ND> 态的光解离

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Journal of Chemical Physics 120・10
影响因子：
0
作者：
赤木浩;横山啓一;横山淳
通讯作者：
横山淳

Power Transmission and Thermal Emission Characteristics of TungstenSurface with and without Helium Defects

有氦缺陷和无氦缺陷钨表面的功率传输和热发射特性

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
赤木浩;笠嶋辰也;熊田高之;板倉隆二;横山淳;長谷川宗良;大島康裕;S. Takamura
通讯作者：
S. Takamura

Temperature dependence of photoluminescence lifetime and quantum efficiency in neat Ir(ppy)_3 Thin Films

纯 Ir(ppy)_3 薄膜中光致发光寿命和量子效率的温度依赖性

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics 44
影响因子：
0
作者：
M.Nakajima;Y.Oda;T.Suemoto;S.Saito;K.Tenya;S.Saitoh;横山淳;K.Kuwahara;T.Kobayashi et al.
通讯作者：
T.Kobayashi et al.