再分配カスケードモデルは実際の組織全体を模した仮想細胞配列上でＰＣＰを再現するか

平面細胞極性に関して、前年度までに得られた結果を発展させ、タンパク質の局在から細胞間の順序関係を得る数理モデルを用い、上皮組織がどのような細胞パッキングパターンを持っていても境界伝播モデルによる極性の成立が可能であることを示した。内耳の毛細細胞と支持細胞や表皮の毛根を形成する細胞群と上皮細胞など、細胞極性を持つ組織の多くは複数の細胞種を含み、細胞パッキングパターンも様々であるが、本研究によりこれらの組織で平面細胞極性が形成される仕組みの一端を解き明かすことができた。この結果を論文にまとめ、Journal of Theoretical Biologyにて発表した。また、関連した研究として、上皮組織において細胞内、細胞間に発生している張力の可視化の研究を行った。共同研究者により開発されたFRET-based張力センサーを用い、初期発生段階のアフリカツメガエル胚で張力センサーの機能評価と張力測定を行なった。FRET-based張力センサーはもともと培養細胞系で開発されたもので、これを脊椎動物の組織に応用したのは本研究が世界でも初めてである。解析の結果、外胚葉において分化しつつある予定神経領域と表皮領域の間で前者により高い張力が発生していることがわかった。また、組織の形態形成を観察したところ、予定神経領域とそこに隣接する表皮領域は同様に前後軸方向に大きく伸長していたが、細胞単位の振る舞いに注目すると予定神経領域では細胞の再配列によって組織の変形していたのに対し、表皮領域では細胞の変形により組織が変形しており、細胞内の張力と細胞の変形のしやすさ、組織の変形の仕方が関連していることを示唆していた。これらの結果を論文にまとめ、Scientific Reportsにて発表した。

平面細胞極性に関して、前年度までに得られた結果を発展させ、タンパク質の局在から細胞間の順序関係を得る数理モデルを用い、上皮組織がどのような細胞パッキングパターンを持っていても境界伝播モデルによる極性の成立が可能であることを示した。内耳の毛細細胞と支持細胞や表皮の毛根を形成する細胞群と上皮細胞など、細胞極性を持つ組織の多くは複数の細胞種を含み、細胞パッキングパターンも様々であるが、本研究によりこれらの組織で平面細胞極性が形成される仕組みの一端を解き明かすことができた。この結果を論文にまとめ、Journal of Theoretical Biologyにて発表した。また、関連した研究として、上皮組織において細胞内、細胞間に発生している張力の可視化の研究を行った。共同研究者により開発されたFRET-based張力センサーを用い、初期発生段階のアフリカツメガエル胚で張力センサーの機能評価と張力測定を行なった。FRET-based張力センサーはもともと培養細胞系で開発されたもので、これを脊椎動物の組織に応用したのは本研究が世界でも初めてである。解析の結果、外胚葉において分化しつつある予定神経領域と表皮領域の間で前者により高い張力が発生していることがわかった。また、組織の形態形成を観察したところ、予定神経領域とそこに隣接する表皮領域は同様に前後軸方向に大きく伸長していたが、細胞単位の振る舞いに注目すると予定神経領域では細胞の再配列によって組織の変形していたのに対し、表皮領域では細胞の変形により組織が変形しており、細胞内の張力と細胞の変形のしやすさ、組織の変形の仕方が関連していることを示唆していた。これらの結果を論文にまとめ、Scientific Reportsにて発表した。