放射線影響解明のための計算論的アプローチ; 線虫の咽頭筋の数理モデル化

A Computational approach for understanding radiation effects; Cell-level modeling of the pharyngeal muscle in

服部 佑哉

Hattori, Yuya

放射線を線虫の全身に照射すると、エサを咀しゃく・嚥下する咽頭筋の高速な収縮・弛緩(咽頭筋運動)の頻度が一時的に低下することが、これまでに明らかとなっている。このことは、線虫の咽頭筋組織の筋細胞に放射線が何らかの影響を与えている可能性を示唆しているが、個々の細胞への影響と運動低下のメカニズムについては不明のままであった。そこで、本研究では、咽頭筋運動の放射線応答メカニズムを細胞レベルで調べるために、筋細胞の収縮・弛緩と関連する膜電位に着目して、線虫の咽頭筋の構造に基づく数理モデルを構築し、実験的には計測困難な個々の筋細胞の膜電位の計算を可能にした。また、細胞集団全体の活動から個々の細胞の活動や特性を推定する手法を考案した。この手法と咽頭筋モデルを組合せることで、計測された咽頭筋全体の電位(咽頭筋運動を反映)から咽頭筋の個々の細胞の膜電位や細胞間の電位伝達の動態を推定して、運動リズムの生成を担う細胞を絞り込むことに成功した。講演では、本手法や推定結果とともに、平成25年度より取組んでいる細胞集団における低線量放射線応答のメカニズムを細胞レベルで解明するための数理モデル研究についても紹介する。

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