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​魚の皮膚模様

個体が成長して大きくなると、縞の一本一本が幅広になるのでなく、幅を保ったまま、本数が増えます。その変化の様子から、模様が「波」の性質を持つことが解ります。波を作る細胞の働きとは??

News

2021/1/17

大学院生の松田さんの論文が、Scientific Reports誌に掲載されました。

2021年/1/1

日野太夢さんが、研究員として研究室に加わりました。

2021/1/1

魚のヒレ骨形態形成の研究が、学術変革A(計画班)に採用されました。

2020/12/2

宮沢研究員の論文(単著)が、Science Advanceに掲載されました。

2020/11/5

大学院生の足立さんの論文が、Scientific Reports誌に掲載されました。

Events

M2の飛石さん、ラムリ君の中間審査(修論発表相当)が行われ、2名とも合格しました。

 

D3の坂下さんの博士論文審査が行われ、合格しました。

パターン形成研究室では、これまで魚の皮膚模様の形成原理を中心に、研究を行ってきましたが、現在では、下に挙げるように多様なテーマに広がっています。一見、それぞれが別個に見えますが、目的は、「ミクロの反応の集積がマクロな形態を作るための原理を解明する」という点で共通であり、互いに、情報を交換し合って進めています。

​進行中の研究プロジェクト

模様と進化の関係

黒い斑点と白い斑点の魚の雑種を作ると、面白いことに迷路模様の魚になります。これは、模様が「反応拡散波」であることから数学的に予想できるのです。この現象が、新しい種を進化させる原動力になっていることが解りつつあります。

脱皮による変身メカニズム

昆虫は、脱皮の際に大幅に形態を変えます。その秘密は、あらかじめ完成品(脱皮後のクチクラ)をしわくちゃに折りたたんだ状態で作り、それを一気に膨らます、という驚きの仕組みです。しかし、そのためには、膨らませた時に正しい形になる構造を「折りたたんだ状態で作る」必要があります。そんなことがどうやったらできるでしょうか?

器官の大きさを決める原理

体のプロポーションを維持するには、各部位の大きさを正確に決める必要があります。どうやって?? ゼブラフィッシュのヒレとヒレ骨の長さを変える遺伝子の研究から、その実態に迫っています。

骨3D形態の計算理論

骨の主な機能は、体にかかる物理的な力を受け止めることであり、その形は、力に対して最適化している必要があります。外力に対して、最適な形態を導く工学的な計算手法(トポロジー最適化)魚の脊椎構造に応用することで、骨の外形にかかる力と3D形状の関係について調べています。

皮膚模様ができる原理

動物の皮膚には、複数の種類の色素細胞(色が異なる)があり、互いに影響し合うことで、波が生じるように、等間隔に並びます。それが縞模様です。波を作る細胞間相互作用の解明をすることで、模様形成原理の完全な理解を目指しています。

魚のヒレの形態形成原理

魚のひれの先端部では、コラーゲンの槍状の結晶がつくられ、それが束ねられたのちに、そこにカルシウムが沈着し、骨ができます。この現象は、鉄筋コンクリート造りの建築に似ており、そこで「作業員」のように働く細胞の様子が解ってきました。今までの発生研究が想定していなかった形態形成原理が見つかりつつあります。

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