51探花

【本学研究者情报】

〇【研究开始当时】
电気通信研究所　准教授　加纳刚史
电気通信研究所　特任助教　脇田大辉
生命科学研究科　助教　梅津大辉

【発表のポイント】

• 昆虫のさなぎの中で体のつくりが大きく変わるとき、筋肉のかけら（筋断片）がどのように动き、周りの细胞の「个性」がどのように関わるのかを解明
• 细胞の大きさや动き方といった「个性」が细胞の群れ全体に与えるメリットは不明だったが、生物実験とシミュレーションを组み合わせることで、细胞の个性が「筋断片を散らしながら」「安定した网目パターンにする」という２つの工程を速やかに両立させることを示した
• マルチタスクを効率よく行う「个性のあるロボット集団」の设计への応用に期待

【概要】

东京大学大学院理学系研究科の脇田大辉特任研究员（兼?日本学术振兴会特别研究员-PD）、东北大学电気通信研究所（兼?大学院工学研究科）修士课程（※研究当时）の山地聡史さん、大阪大学大学院理学研究科の梅津大辉讲师、公立はこだて未来大学システム情报科学部の加纳刚史教授らの研究グループは、昆虫のさなぎの中で体のつくりが大きく変わるとき、细胞に「个性」があることで细胞の群れ全体の働きがよくなり、「筋肉の断片を散らしながら」「安定した网目パターンにする」という２つの工程が速やかに両立することをシミュレーション^※１により示しました（図１）。

私たちの体はさまざまな种类の细胞でできており、同じ种类の细胞にも违いがあります。しかし、そうした细胞の「个性」が集団の中でどのように働くのかは、よくわかっていませんでした。

研究グループは、ハエのさなぎを题材に、筋肉がかけら（断片）になって网目パターンへと落ち着く过程を観察した结果、周りの细胞の大きさや动き方に、「个性」があることを确认しました。さらにシミュレーションにより、「个性」の有无を変えながらその役割を调べました。この発见は、个性のあるロボット集団にマルチタスクを効率よく达成させる、といった工学応用へのヒントになります。

この研究成果は、米国科学誌「PLOS Computational Biology」に、8月29日（金）午前3時（日本時間）に公開されました。

図１细胞の「个性」が変态の２つのステップを加速

【用语解説】

※1　シミュレーション
あるルールに従って、现象をコンピュータ上で再现すること。「もしこうなら？」を简単に试すことができる。そのルールは数式の形で表现され、数理モデルと呼ばれる。

【论文情报】

タイトル："Dual-purpose dynamics emerge from a heterogeneous cell population in Drosophila metamorphosis"
著者名：Daiki Wakita, Satoshi Yamaji, Daiki Umetsu and Takeshi Kano
掲載誌：PLOS Computational Biology
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