研究室 -Laboratry-

武田グループ

研究課題名 細胞集団の回転運動による3D形態形成のロジック
研究代表者 武田 洋幸(東京大学理学研究科・教授)
連携研究者 島田 敦子(東京大学理学研究科・助教)
目的・意義 組織・器官の3次元形態形成の中で、「特定方向への伸長」は最も基本的な組織変形の一つである。本研究では、組織伸長の新規メカニズムとして、組織が細胞集団の回転運動を伴って伸長する現象に着目し、ゼブラフィッシュの体節をモデル系とする。体節変形は、ダイナミックな回転伸長運動ではあるが、細胞分裂のない少数の細胞(300個)により、短時間(3時間)に起き、細胞増殖の影響無視できるため、理論的な扱いが容易な実験系である。研究の前半では、一つの体節で起こる全ての細胞の動態と組織変形をデジタル記録し、さらに体節内で発生する力を計測し、バーチャル体節を計算機の中に構築する。次に想定される様々な仮定を元に体節3Dモデルを用いたシミュレーションを行って、バーチャル体節と比較し、最適なモデルを作る。研究後半では、この回転伸長のメカニズムの普遍性、多様性を検討するため、他の組織(腎管伸長など)、in vitro系(MDCK細胞の3D培養系)との比較も行う。
期待される成果 本研究を通して、「回転運動による組織伸長」という新たな3D組織構築のメカニズムを提案する。
班員との連携 バーチャル体節の構築は既に、井上・秋山と進めている。体節3Dモデルを用いたシミュレーションもこのチームで実施する。体節内で発生する力を計測は松本と連携する。さらに、in vitro系での比較解析は芳賀の実験系を用いる。
Webサイト http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/hassei/
細胞集団の回転運動による3D形態形成のロジック

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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