瓜生研究室

About关于研究室

生き物のリズムを、数式でとらえる。

瓜生研究室は、数理モデルとシミュレーションで生命現象を研究しています。
一つの柱は体節形成で、脊椎骨や肋骨のもとになる体節が生物ごとに決まった時間の周期で一つずつつくられるしくみを調べています。
もう一つの柱は概日時計で、暗闇の中でも約24時間の周期を刻む体の中の時計を扱います。
細胞の中でタンパク質の濃度が振動し、細胞どうしがリズムを合わせていく過程を、計算で確かめています。

Research研究课题

数理モデルとシミュレーションで生命現象を研究しています。脊椎動物の体節形成を司る分節時計と、生物が約24時間のリズムを刻む概日時計という、二つのリズムを主な対象にしています。

※示意图

細胞の動きと分節時計↗

体節をつくる分節時計は、細胞どうしがリズムを合わせることではたらきます。細胞の移動をコンピュータ上で再現したところ、細胞が動くほど同期が起きやすくなることが分かりました。

※示意图

分節時計の再同期↗

ゼブラフィッシュの胚で分節時計をいったんばらばらにし、再び同期していく過程を数理モデルとイメージングで解析しました。組織の変形の仕方によって同期の仕方が変わることを明らかにしました。

※示意图

Per1とPer2の役割分担↗

光の情報は時計遺伝子Per1とPer2に入ります。二つの発現リズムには約4時間のずれがあり、そのずれがPer1は時計を早め、Per2は遅らせるという役割分担を生むことを、数理モデルで示しました。

※示意图

体内時計のdead zone↗

昼間に光を浴びても概日時計の位相が変わらない時間帯があり、dead zoneと呼ばれます。負のフィードバックでリプレッサーをつくる反応が飽和するとdead zoneが生じることを、理論から明らかにしました。

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