木村研究室・細胞建築研究室

細胞建築学:細胞の定量観察と構造計算をとおして「建築家のいない建築」を理解する

教員




Research Summary

細胞は自然が造りあげたみごとな建築物です。細胞はその内部で、 “適切なサイズ”で形成された細胞内小器官が“適材適所に”配置していますが、この『建築家のいない建築』がどのように構築されているかは、多くの謎につつまれています。細胞建築研究室では、細胞の顕微鏡観察と定量化、力学計算などの手法を駆使し、細胞核などの細胞内小器官が適切なサイズに制御され、適切な場所に配置するしくみを解析しています。これらの研究により「多数の遺伝子産物が集まって、細胞という調和のとれた生命の単位ができる」秘密を理解することをめざしています。

線虫の細胞分裂(左)、および胚発生における細胞配置(右)。上段は実際の胚の顕微鏡像で、下段は定量的シミュレーション。(右下の細胞配置の計算結果は 慶應義塾大学・舟橋啓博士開発のソフトウェアを用いて表示したもの。)

Selected Publications

Kimura K, Mamane A, Sasaki T, Sato K, Takagi J, Niwayama R, Hufnagel L, Shimamoto Y, Joanny JF, Uchida S, Kimura A. Endoplasmic-reticulum-mediated microtubule alignment governs cytoplasmic streaming. Nat Cell Biol. 2017 Apr;19(4):399-406.

Yamamoto K, Kimura A. An asymmetric attraction model for the diversity and robustness of cell arrangement in nematodes. Development. 2017 Dec 1;144(23):4437-4449.

Arai R, Sugawara T, Sato Y, Minakuchi Y, Toyoda A, Nabeshima K, Kimura H, Kimura A. Reduction in chromosome mobility accompanies nuclear organization during early embryogenesis in Caenorhabditis elegans. Sci Rep. 2017 Jun 16;7(1):3631.

Torisawa T, Taniguchi D, Ishihara S, Oiwa K. Spontaneous Formation of a Globally Connected Contractile Network in a Microtubule-Motor System. Biophys J. 2016 Jul 26;111(2):373-385.


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