研究 (Research)
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細胞内自己組織化現象の１分子イメージング解析 (Single molecule imaging analysis of intracellular self-organisation phenomena)
教授 上田 昌宏、助教 松岡 里実 （生命機能研究科 １分子生物学研究室） UEDA Masahiro, MATSUOKA Satomi(Graduate School of Frontier Biosciences)
特徴・独自性
細胞には環境からの刺激によらずに機能を生み出す「自発性」があります。例えば、細胞はランダムな自発運動により（図１）、ゆらぎを利用した環境探索を実現します。細胞の自発性を生み出す自己組織化現象の解明は、生命の機能発現の基本的な理解につながります。このため、我々は、分子・分子反応ネットワーク・細胞などの多階層にわたる顕微鏡イメージング解析法、計測によって取得される時系列データの統計解析法、１分子から１細胞へと階層間をつなぐ自己組織化現象の数理モデル化・シミュレーション法などの基盤的技術の開発を進めています（図２）。これまでに、人工知能を採り入れた細胞内１分子自動観察システムAiSISを開発し、細胞内１分子解の完全自動化を実現しました。細胞内での１個１個の分子の反応と動きの精密計測、分子と分子の間で起こる相互作用の定量的な理解を通して、細胞の自発性を生み出す自己組織化のメカニズムの一端を解明しました。
研究の先に見据えるビジョン
こうした研究は、細胞の運動機能に限らず様々な機能の発現に働く生物らしい自己組織化現象の原理解明につながります。また、１分子粒度での細胞動態シミュレーションの実現により、細胞機能の操作技術への応用や、１分子レベルでの定量分析に基づいた創薬スクリーニング技術への発展につながると期待されます。
担当研究者
教授 上田 昌宏、助教 松岡 里実 （生命機能研究科 １分子生物学研究室）
キーワード
細胞内自己組織化／自発性／１分子イメージング／細胞運動／シミュレーション
応用分野
医療・ヘルスケア／創薬
参考URL
https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/research_group/detail/2
https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/ueda/