研究室 -Laboratry-

近藤グループ

研究課題名 細胞シートから3次元の分岐構造を作る原理の解明
研究代表者 近藤 滋(大阪大学生命機能研究科・教授)
研究分担者 後藤 寛貴(名古屋大学農学研究科・助教)
目的・意義 生物の3D形態の多くが、細胞シートの折り畳みによりできている。たとえば、昆虫の成虫原基は折り畳まれた一層の細胞シートからできており、それが展開して、円筒形の肢、分岐を含むカブトムシの角、さらに複雑なツノゼミのヘルメット構造などが作られる。原基から成虫形態への変化は早い過程であり、細胞分裂や移動はあまり起きないので、原基の中で基本的な形態形成は完成しているはずだ。カブトムシやツノゼミの様な複雑な分岐構造を、どうしたらコンパクトな原基に折り畳めるのかは、全くわからない。さらに、展開された時に綺麗な形になる構造を「折り畳んだ状態」で作っていることも驚異的である。しかし、昆虫がそれを正確に行っているからには、何か単純で法則性があるに違いない。この計画研究では、昆虫の細胞シートの折り畳み原理を解明することを目的とする。
期待される成果 カブトムシの角やツノゼミのヘルメットの様な複雑な構造を作るための原理が理解できれば、「2次元シートの折り畳み→3次元形態」という、生物の形態形成を行うひとつの典型的な原理が解ったことになる。また、よく指摘されるように、哺乳動物においても、組織・器官は上皮の折り畳みで作られる。この原理が解明できれば、あらゆる形態形成を考える時に使える基本的な考え方を提供することになるだろう。
班員との連携 表皮の折り畳みと言う点では大澤と近接したテーマとなっており、得られた知見のほとんどは相互に利用できる。また、3D形態のシミュレーションでは井上と、折り紙の理論に関しては秋山と既に共同して研究を開始している。
Webサイト http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/skondo/
細胞シートから3次元の分岐構造を作る原理の解明

平成27年度〜31年度 文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究(研究領域提案型)生物の3D形態を構築するロジック

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