Quantitative Mathematical Model of Neuronal Morphogenesis

神经元形态发生的定量数学模型

• 批准号: 22500279
• 负责人: SAKUMURA Yuichi
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Aichi Prefectural University (2012)Nara Institute of Science and Technology (2010-2011)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22500279/
• 关键词: システム生物学; 細胞形態; 数理生物; 統計解析; 生物形態

（1） Neuronal polarization is achieved by the traction force generated at the neurite tip. We analyzed microscopic images given by our collaborators to estimate the traction force generated by neurons. By this collaborative research, we showed the signal conversion from extracellular molecule to traction force for the first time in the world. The manuscript about the algorithm to estimate cellular traction force is under submission. （2） Using quantitative mathematical model of neuronal polarization, which we developed in the previous work, we study the significance of irregular events observed during neuronal development. We showed that irregular transport from soma to neurite tip is necessary for neuronal polarization. （3） We developed the quantitative mathematical model of cell motility driven by Rho family GTPases （Cdc42/Rac1/RhoA）. Mechanical force was estimated from morphological change by incremental Bayes method.

(1)神经元极化是通过轴突顶端产生的牵引力实现的。我们分析了合作者提供的显微图像，以估计神经元产生的牵引力。通过这次合作研究，我们在世界上首次展示了从胞外分子到牵引力的信号转换。关于估算细胞牵引力的算法的手稿正在提交中。(2)利用前人建立的神经元极化的定量数学模型，研究了神经元发育过程中观察到的不规则事件的意义。我们发现从胞体到轴突尖端的不规则运输是神经元极化所必需的。(3)建立了Rho家族GTP酶(CDC42/rac1/RhoA)驱动细胞运动的定量数学模型。用增量贝叶斯方法从形态变化估计机械力。

项目成果

Multimodal feedback control for neuronal morphological polarization

神经元形态极化的多模态反馈控制

• 发表时间: 2010
• 作者: 作村諭一;鳥山道則;稲垣直之
• 通讯作者: 稲垣直之

Simulation Analysis of the Network of the Stochastic Spike Generation Model Imitating the Hodgkin-Huxley Neuron

模仿Hodgkin-Huxley神经元的随机尖峰生成模型网络仿真分析

• 发表时间: 2011
• 作者: Fujii;Aihara;Tsuda;作村諭一;Sakumura Y.
• 通讯作者: Sakumura Y.

Neural polarization by an economizing system in neurite elongation

神经突伸长中经济系统的神经极化

• 发表时间: 2011
• 作者: Sakumura Y;Inagaki N
• 通讯作者: Inagaki N

Rho ファミリーG タンパク質による細胞形態形成の定量数理モデル

Rho家族G蛋白细胞形态发生的定量数学模型

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Kanamaru;H. Fujii;and K. Aihara;中川重和,谷川将,橋口博樹,仁木直人;Yuichi Sakumura
• 通讯作者: Yuichi Sakumura

An Estimation of Cell Forces with Hierarchical Bayes Approach Considering Cell Morphology

考虑细胞形态学的分层贝叶斯方法估计细胞力

• 发表时间: 2012
• 作者: Kozawa S;Sakumura Y;Toriyama M;Inagaki N;Ikeda K
• 通讯作者: Ikeda K