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分子・細胞・組織におけるキラリティ構造の定量解析と階層間変換原理の解明

玉田 篤史

本研究では、生物の様々な階層におけるキラリティ・左右非対称構造を明らかにし、階層間をつなぐキラリティ構造の変換原理を探ることを目指す。申請者は、「分子のキラリティが細胞のキラリティに変換され、さらに組織・器官・個体レベルでの左右非対称性に変換される」という階層的な仮説を立てている。本研究では、神経系と細胞性粘菌の形態形成をモデルとして用い、まず、細胞集団・組織・器官・個体レベルにおいて、キラリティ・非対称構造が存在するのかどうかについて定量的に解析する。つぎに、最下層の分子のキラリティ構造に摂動を与えたときの、上位階層におけるキラリティ・非対称性に現れる変化を検出することで、階層間をつなぐキラリティの変換原理を解明することを研究目的とする。また、イメージングと3D構造・4D運動解析の技術的観点から本新学術領域の支援を行うことをもう1つの目的とする。

本研究により、キラリティ・非対称性を生み出す分子メカニズムが明らかになると同時に、キラリティ・非対称性の生物学的機能が解明されると期待される。

膨大な多次元画像データから細胞や組織の3D形態・4D運動様式を定量的に自動解析する技術を班員に提供していきたいと考えている。