当サイトは、Javascriptを使用しています。Javascriptを無効にして閲覧した場合、コンテンツが正常に動作しないおそれやページが表示されない場合があります。当サイトをご利用の際には、Javascriptを有効にして閲覧下さい。

生命機能科学研究センターフィジカルバイオロジー研究チーム

チームディレクター柴田達夫（Ph.D.）

English Page

研究概要

生命は、多様な細胞が相互作用しながら形と機能を生み出す現象です。その過程は、遺伝子・分子、細胞、組織、器官・個体という複数の階層をまたいだ形態形成、情報処理、運動、力学の協調現象です。これらの生命現象を理解するためには、定量的なデータと、物理学・数学・力学に基づく理論モデルやコンピュータシミュレーションを統合することが不可欠です。私たちの研究室では、理論的アプローチと実験データ解析を組み合わせ、細胞の情報処理、細胞運動、細胞集団の協調的運動、そして細胞・多細胞レベルのメカノケミカルな自己組織化を研究し、生命システムがロバストな集団ダイナミクスを生み出す原理の解明を目指しています。

キーワード

極性形成
軸形成
走化性
細胞運動
集団運動

主要論文

1. Shibata T.
"Geometric framework for curvature-dependent collective behavior of polar active agents on curved surfaces."
Physical Review E 113(2), 055406 (2026) doi: 10.1103/mxgg-9w4l
2. Nakaya Y, Tarama M, Tasaki S, et al.
"Migrating mesoderm cells self-organize into a dynamic meshwork structure during chick gastrulation"
eLife 14, e84749 (2025) doi: 10.7554/elife.84749
3. Yamamoto T, Ishibashi T, Mimori-Kiyosue Y, et al.
"Epithelial cell chirality emerges through the dynamic concentric pattern of actomyosin cytoskeleton."
eLife 14, e102296 (2025) doi: 10.7554/elife.102296
4. Bhattacherjee B, Hayakawa M, Shibata T.
"Structure formation induced by non-reciprocal cell–cell interactions in a multicellular system"
Soft Matter 20(12), 2739-2749 (2024) doi: 10.1039/d3sm01752d
5. Tarama M, Shibata T.
"Pattern formation and the mechanics of a motor-driven filamentous system confined by rigid membranes."
Physical Review Research 4, 043071 (2022) doi: 10.1103/PhysRevResearch.4.043071
6. Wen FL, Kwan CW, Wang YC, Shibata T.
"Autonomous epithelial folding induced by an intracellular mechano–polarity feedback loop."
PLOS Computational Biology 17(12), e1009614 (2021) doi: 10.1371/journal.pcbi.1009614
7. Hayakawa M, Hiraiwa T, Wada Y, et al.
"Polar pattern formation induced by contact following locomotion in a multicellular system."
eLife 9, e53609 (2020) doi: 10.7554/eLife.53609
8. Wen FL, Wang YC, Shibata T.
"Epithelial Folding Driven by Apical or Basal-Lateral Modulation: Geometric Features, Mechanical Inference, and Boundary Effects."
Biophysical journal 112(12), 2683-2695 (2017) doi: 10.1016/j.bpj.2017.05.012
9. Sato K, Hiraiwa T, Maekawa E, et al.
"Left–right asymmetric cell intercalation drives directional collective cell movement in epithelial morphogenesis."
Nature Communications 6, 10074 (2015) doi: 10.1038/ncomms10074
10. Sato K, Hiraiwa T, Shibata T.
"Cell Chirality Induces Collective Cell Migration in Epithelial Sheets."
Physical Review Letters 115(18), 188102 (2015) doi: 10.1103/PhysRevLett.115.188102