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１細胞の生成するトルクから解き明かす形態形成のキラリティ

单细胞产生的扭矩揭示了形态发生的手性

基本信息

批准号：
18J01239
负责人：
山本尚貴
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

多くの生物の器官や組織はキラルな形態をもっている。このようなキラルな形態が生物の発生過程でどのようなメカニズムで現れるのかという問題は、発生学の中心的な課題であるが明快な答えはない。近年、細胞の一方向回転や細胞内の回転流など、細胞骨格分子のキラリティに起因して、1細胞レベルでキラルな細胞動態を示すことがわかってきた。細胞骨格は種によらずキラリティをもつため、キラルな細胞動態は生物に普遍的な現象であると考えられている。しかし、キラルな細胞動態がキラルな形態形成にどのような影響を与えるかは明らかになっていない。本研究では、1細胞レベルのキラルな力学特性である細胞が生成するトルクが、発生過程におけるキラルな形態形成にどのように影響を与えるかを定量的な実験・理論モデルの両面から明らかにする。本年度は、昨年度に考案した「上皮組織の多細胞ダイナミクスを記述する数理モデルである細胞バーテックスモデルに１細胞が生成するトルクを導入したモデル」の振る舞いについての解析結果を取りまとめて、論文投稿を行い、現在査読中である。本モデルでは「１細胞レベルでのキラルな力学特性が、形態形成における左右非対称性を生み出す」という本研究の仮説の理論的検証を行った。具体的には、モデルの数値計算を行うことで１細胞レベルで生成されるトルクにより細胞が集団的に一方向へ移動する条件を明らかにした。また、本モデルは２次元モデルであるが、実際の上皮組織のような３次元構造を考慮した場合にも本モデルが有効モデルとして妥当であることを示した。

Many biological organs and tissues have different shapes. This is the central topic of biology. In recent years, the direction of cell cycle and intracellular cycle flow, cell skeleton molecules of the cause of the change, 1 cell cycle and cell dynamics of the change Cell dynamics is a common phenomenon in biology. The dynamics of cells are influenced by the morphology of cells. In this study, the effects of cell morphology formation on the mechanical properties of cells during cell formation and development were quantified. This year's and last year's examination of the case "epithelial tissue multi-cell culture, mathematical description, cell culture, cell production, introduction, analysis results, paper submission, current investigation." This paper presents the theoretical proof of the theory of "1 cell cycle, 1 cell cycle, 1 cell cycle 1, cell cycle 1, cell cycle The specific conditions for calculating the number of cells in a group are specified. This is the case when the three-dimensional structure of the epithelial tissue is considered.

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）

Hydrodynamic rot- let dipole driven by spinning chiral liquid crystal droplets

旋转手性液晶液滴驱动的流体动力旋转偶极子

DOI：
10.1103/physreve.99.022704
发表时间：
2019
期刊：
Physical Review E,
影响因子：
0
作者：
T. Yamamoto;and M. Sano:
通讯作者：
and M. Sano:

Theoretical model of dynamics of epithelial tissue with cellular chirality

具有细胞手性的上皮组织动力学理论模型

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
関凪沙;金村進吾;荒井堅太;山口宏;稲葉謙次;奥村正樹;山本尚貴
通讯作者：
山本尚貴

Collective cell migration of epithelial cells driven by chiral torque generation

手性扭矩产生驱动上皮细胞的集体细胞迁移

DOI：
10.1103/physrevresearch.2.043326
发表时间：
2020
期刊：
Physical Review Research
影响因子：
4.2
作者：
Yamamoto Takaki;Hiraiwa Tetsuya;Shibata Tatsuo
通讯作者：
Shibata Tatsuo

Reorientation behavior in the helical motility of light-responsive spiral droplets

DOI：
10.1038/s41467-019-13201-6
发表时间：
2019-11-20
期刊：
NATURE COMMUNICATIONS
影响因子：
16.6
作者：
Lancia, Federico;Yamamoto, Takaki;Katsonis, Nathalie
通讯作者：
Katsonis, Nathalie

細胞のキラリティを考慮した上皮細胞組織の運動モデル

考虑细胞手性的上皮细胞组织运动模型

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nishinaka-Arai Y;Niwa A;Matsuo S;Kazuki Y;Yakura Y;Hiroma T;Toki T;Sakuma T;Yamamoto T;Ito E;Oshimura M;Nakahata T;Saito MK.;山本尚貴
通讯作者：
山本尚貴