西川 星也 | Seiya Nishikawa
東京大学総合文化研究科 学振特別研究員 (PD)
JSPS Research Fellow (PD), Graduate School of Arts and Sciences, The University of Tokyo
多細胞生物の組織のように細胞が集団を形成している場合、集団全体と個々の細胞はお互いに影響しあって自律分散的なシステムを成立させている。例えば、細胞集団が運動することで個々の細胞は押し潰されたり引き伸ばされたりし、個々の細胞の移動や生化学的な変化は集団全体の変形や運動を促す。異なる細胞集団間で競合的コミュニケーションが発生する現象である細胞競合の存在下でも、細胞集団と個々の細胞の階層を超えた相互作用は存在する。したがって、細胞競合が働く組織では、競合的コミュニケーションと集団-細胞間の相互フィードバックが協調することにより、自律性が生み出されている。この自律性を生成する複雑なシステムについて系に依らない普遍的な性質を理解するためには、数理モデルによる適度な抽象化が必要である。そこで本研究では相分離現象の記述に用いられる二相流体モデルに基づき、細胞集団の境界の形 (マクロな形) と場所ごとの細胞の形 (ミクロな形) の双方を記述する多階層モデルを構築する。この数理モデルにより競合的コミュニケーションと集団-細胞間の相互フィードバックの協調システムの普遍的性質を明らかにするとともに、細胞集団や細胞の形という画像から直接計測が可能な指標を用いて実験データから細胞競合の性質を推定・定量化する手法を確立する。
