top of page
スピナードルフィンズ

生命数理科学分野

生命現象に根差した新しい数理科学の創成と工学応用

People Working in Open Office

研究

Underwater Dive

ありのままを理解する

この世界の法則を理解するというのはどのようなことでしょうか。世界全体から興味ある部分を取り出したときに、その部分は、世界の何と同じであり、何を含んでいると、どのように言えるのでしょうか。私たちの研究室では、このような観点から、あるがままの自然を数理的、物理的なモデルとしてどのように表現し、それによって何を捨て、何を理解できるようになるのかを常に考えています。世界を表す新しい数理科学を構築し、工学へ展開しています。

Open Source

To realize diverse scientific research with the participation of experts from various backgrounds and citizens, we make publicly available research software developed with public funds.

Mathematical Modeling and Analysis of Multicellular Dynamics in Epithelial Morphogenesis
25:55
Yasuhiro Inoue

Mathematical Modeling and Analysis of Multicellular Dynamics in Epithelial Morphogenesis

Unravel the mysteries of biological morphogenesis with a comprehensive framework that connects experimental observations, hypothesis formulation, simulations, and inference computations. This video showcases how these elements integrate to provide insights into the mechanisms driving tissue folding and 3D shape formation. Key Topics: Experimental observations as a foundation for modeling morphogenesis Hypothesis-driven simulations of tissue deformation Biological relevance to neural tube formation, intestinal villi, and beetle horn development Inference computations revealing the role of spatial patterns in differential growth This approach bridges theory and experiment, advancing our understanding of developmental biology and bioengineering applications. References: Yasuhiro Inoue, Makoto Suzuki, Tadashi Watanabe, Naoko Yasue, Itsuki Tateo, Taiji Adachi, Naoto Ueno Mechanical roles of apical constriction, cell elongation, and cell migration during neural tube formation in Xenopus, BIOMECHANICS AND MODELING IN MECHANOBIOLOGY (2016) https://doi.org/10.1007/s10237-016-0794-1 Yasuhiro Inoue, Tadashi Watanabe, Satoru Okuda, Taiji Adachi Mechanical role of the spatial patterns of contractile cells in invagination of growing epithelial tissue, DEVELOPMENT, GROWTH & DIFFERENTIATION (2017) https://doi.org/10.1111/dgd.12374 Yasuhiro Inoue, Itsuki Tateo, Taiji Adachi Epithelial tissue folding pattern in confined geometry, BIOMECHANICS AND MODELING IN MECHANOBIOLOGY (2020) https://doi.org/10.1007/s10237-019-01249-8 Kentaro Morikawa, Daichi Kuroda, Yasuhiro Inoue Impact of environmental asymmetry on epithelial morphogenesis, Scientific Reports (2022) https://doi.org/10.1038/s41598-022-15343-y Kentaro Morikawa, Shinichi Morita, Kazuki Sakura, Akiteru Maeno, Hiroki Gotoh, Teruyuki Niimi, Yasuhiro Inoue Unveiling the role of differential growth in 3D morphogenesis: An inference method to analyze area expansion rate distribution in biological systems, Journal of Theoretical Biology (2023) https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2023.111650 Kentaro Morikawa, Yasuhiro Inoue Computational mechanics simulations on epithelial folding (Strengths, insights, and future challenges), Journal of Biomechanical Science and Engineering (2024) https://doi.org/10.1299/jbse.23-00562 Github: https://github.com/yasuhiroinoue https://github.com/k-morikawa68/ Visit our GitHub and explore the papers linked in the description for more details. Supported by MEXT KAKENHI Grant Numbers JP20H05947, JP15H05861.

​ニュース

2025年1月12日

KuSuKu(京大学童保育)で井上がカブトムシの変身の秘密について話します。

キッズの皆さん、奮って遊びに来てください。

2024年11月28日

林将也君、Johns Hopkins Univ・Weng先生、Univ Texas at Austin・Wallingford先生との国際共同研究成果がCurrent Biologyに発表されました。

細胞配置換えの新しいメカニズムを発見し、神経管(脳のもと)が作られる原理の1つを明らかにしました。

https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.10.070

2024年11月25日

​主催:国際シンポジウム"International Symposium on Morphogenesis by Non-Cellular Materials"

学術変革領域研究(A)「からだ工務店」主催の国際シンポジウムを京都大学時計台・国際ホールで開催します。

2024年11月20, 21日

第3回ASHBi 数理ヒト生物学研究会 "(Mathematical Human Biology of Shape(かたち) and Movement(うごき)"

学術変革領域研究(A)「からだ工務店」で築き上げた多細胞動態の数理解析手法と応用成果について、井上が基調講演を行います。

https://ashbi.kyoto-u.ac.jp/ja/events/3rd-ashbi-mathhub-workshop/

DSC_0013.jpg

2024年11月20-23日

京都大学11月祭に松本 嘉彦君が京大機械研究会で出展します。

​京大機械研究会 https://www.nf.la/project/5072

2024年11月12日

京都大学11月祭に根本悠樹君がチーム有明で出展します。松本 嘉彦君が京大機械研究会で出展します。

サンタ・リアリティ​ https://www.nf.la/project/5119

​京大機械研究会 https://www.nf.la/project/5072

2024年11月20-23日

京都大学11月祭に根本悠樹君がチーム有明で出展します。

サンタ・リアリティ​ https://www.nf.la/project/5119

2024年11月12日

黒田直也君の研究成果がPhysical Review Aに掲載されました。

Naoya Kuroda and Masato Senami, Enhancement of the molecular electron chirality by electronic excitation, Physical Review A

https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.110.052211

2024年10月26-27日

​サイエンスアゴラ2024に出展しました

M2池田君、大住君、林君、筆本君、前田君が出展参加しました。たくさんの親子連れのご来場があり、大盛況でした。「PCシミュレーションで生物の「からだ作り」を解き明かす」で遊んでもらった貝アプリはWebから体験できます。

https://keisukemazdagithub.netlify.app/

2024年10月11日

松本 嘉彦君、早稲田大学・山﨑先生との共同研究成果がJournal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturingに掲載されました。

遺伝的アルゴリズムを用いて形状やトポロジー、軌道を事前に定義せずにリンク脚機構を設計する新しい方法を提案し、実環境でも適切な性能を示しました。

Yoshihiko MATSUMOTOShintaro YAMASAKIYasuhiro INOUE,

One-degree-of-freedom planar link leg mechanisms design without predetermined trajectory using a genetic algorithm,

Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing,

https://doi.org/10.1299/jamdsm.2024jamdsm0075

2024年10月26-27日

お台場・テレコムセンタービルで開催です。学術変革領域研究(A)「からだ工務店」のブースは326「PCシミュレーションで生物の「からだ作り」を解き明かす」

2024年9月21日

面白いことがたくさんありすぎて、今年は研究室から2ブースの出展です!森川さん「からだ工務店」、松本さん「制御もないのに歩き出す」

2024年5月12日

森川健太郎君が第36回バイオエンジニアリング講演会で優秀ポスター表彰を受けました。

おめでとうございます!

森川 健太郎,中村 拓未,松本 嘉彦,松田 佳祐,秋山 正和, 山崎 慎太郎,近藤 滋,井上 康博.生物の偏差成長の原理に学ぶ曲面構造の物理的造形手法

2024年4月22日

松本 嘉彦君が日本機械学会機素潤滑設計部門の奨励講演表彰を受けました。

おめでとうございます!

松本 嘉彦(京都大学)遺伝的アルゴリズムを用いた歩行機構の設計

2024年3月14日

森川健太郎君の総説がJournal of Biomechanical Science and Engineeringに採択されました。

Kentaro Morikawa, Yasuhiro Inoue,

Computational mechanics simulations on epithelial folding: strengths, insights, and future challenges, Journal of Biomechanical Science and Engineering 2024 (in press)

2024年3月13日

大阪大学・近藤研究室、静岡大学・後藤先生との共同研究がDevelopmentに発表されました。

成虫のカブトムシの鋭いツノができる秘密

Keisuke Matsuda, Haruhiko Adachi, Hiroki Gotoh, Yasuhiro Inoue, Shigeru Kondo, Adhesion and shrinkage transform the rounded pupal horn into an angular adult horn in Japanese rhinoceros beetle,

Development​, 2024 Oct 15;151(20):dev202082. doi: 10.1242/dev.202082. Epub 2024 Mar 13.

2024年3月7-8日

学術変革領域研究(A)「からだ工務店」春合宿

研究課題解決を目的とした春合宿を富山大学で開催します。

2023年12月27日

受賞

中村拓未君が第34回バイオフロンティア講演会の若手講演表彰に選ばれました。おめでとうございます。

https://www.jsme.or.jp/conference/biofrconf23/doc2/wakate.pdf

2024年1月19-20日

学術変革領域研究(A)三領域合同合宿

学術変革領域研究(A)「からだ工務店」、「ジオラマ行動力学」、「データ記述科学」の三領域合同の研究合宿を富山大学で行います。今回は、各領域の実験課題に対して、三領域から集まった数理研究者が課題解決に挑みます。

2023年11月6日

黒田直也君の研究成果がJournal of the Physical Society of Japanに掲載されました。

Naoya Kuroda, Ayaki Sunaga, Masato Senami, Enhancement of Parity-Violating Energy Difference of CHFClBr, CHFClI, and CHFBrI by Breaking the Cancellation among Valence Orbital Contributions

https://doi.org/10.7566/JPSJ.92.124301

2023年10月25日

森川健太郎君、基礎生物学研究所・新美先生、森田先生、左倉先生、静岡大学・後藤先生、国立遺伝学研究所・前野先生との共同研究成果がJournal of Theoretical Biologyに掲載されました。

形態形成における器官形状に対して、成長前と成長後のたった2つの画像から、どこがどれだけ成長したかを推定できます!

Kentaro Morikawa, Shinichi Morita, Kazuki Sakura, Akiteru Maeno, Hiroki Gotoh, Teruyuki Niimi, Yasuhiro Inoue, Unveiling the Role of Differential Growth in 3D Morphogenesis: An Inference Method to Analyze Area Expansion Rate Distribution in Biological Systems, Journal of Theoretical Biology (2023). https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2023.111650

2023年11月18日-19日

サイエンスアゴラ2023(更新)

​サイエンスアゴラ2023推進委員会の注目企画に選ばれました!

テレコムセンタービル3階ブース305でお待ちしております。

PCシミュレーションで生物の「からだ作り」を解き明かす Dissecting morphogenesis via PC simulation | Peatix

2023年11月18日-19日

サイエンスアゴラ2023

学術変革領域研究(A)「からだ工務店」で出展します。今年も、領域研究の成果をPCシミュレーションで体験できる仕掛けが満載!

https://www.jst.go.jp/sis/scienceagora/

2023年9月24日

京都大学アカデミックデイ2023に出展します

​発明!カブトムシのモノづくり

https://research.kyoto-u.ac.jp/academic-day/a2023/

2023年7月28日

EMBO WS TSB Satellite Meeting

学術変革領域研究(A)「からだ工務店」が共催する国際ミーティング。コンセプトを紹介し、国際的連携の議論を行いました。

https://sites.google.com/nibb.ac.jp/embo-ws-tsb-satellite-meeting/

2023年7月10日

受賞

黒田直也君が工学研究科吉田研究奨励賞を受賞しました。おめでとうございます。

2023年6月8日

三村知広君が開発する多細胞動力学の新しい数理モデルの成果がJournal of Theoretical Biologyに掲載されました。

Tomohiro Mimura and Yasuhiro Inoue, Cell-center-based model for simulating three-dimensional monolayer tissue deformation, Journal of Theoretical Biology (2023). https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2023.111560

git clone https://github.com/TomohiroMimura/CellCenterModel.git

2023年6月4日

受賞

森川健太郎君が日本機械学会第35回バイオエンジニアリング講演会でOutstanding Presentation表彰に選ばれました。おめでとうございます。

2022年12月20日

兵庫県立兵庫高等学校で出張講義をします

学術変革領域研究(A)「からだ工務店」の研究を紹介します。カブトムシの折り畳みと展開による形態形成とその工学応用について講義します。

2022年12月12日

東京大学・塚谷先生、京都大学・望月先生との共同研究成果がDevelopmentに発表されました。

花びらの形が葉と違う仕組みを解明。

Ayaka Kinoshita, Makiko Naito, Zining Wang, Yasuhiro Inoue, Atsushi Mochizuki, Hirokazu Tsukaya

Position of meristems and the angles of the cell division plane regulate the uniqueness of lateral organ shape,

Development (2022)

https://doi.org/10.1242/dev.199773

2022年11月5-6日

​サイエンスアゴラ2022に出展します

学術変革領域研究(A)「からだ工務店」で出展します(東京・お台場・テレコムセンター5階 ブース517)。当研究室からは、折り畳み・展開シミュレーションの体験デモを展示します。

https://www.jst.go.jp/sis/scienceagora/2022/

2022年7月5日

​上皮形態形成における物理環境の非対称性の影響に関する研究成果がSCIENTIFIC REPORTSに発表されました。

上皮形態における突起形状、ひだ形状、網目形状の違いが生まれる原理の1つに、物理環境の非対称があることを数理的に示しました。

Kentaro Morikawa, Daichi Kuroda, Yasuhiro Inoue

Impact of Environmental Asymmetry on Epithelial Morphogenesis, Scientific Reports (2022)

https://doi.org/10.1038/s41598-022-15343-y 

2022年6月20日

特定研究員の募集

生物の形態形成の数理モデリング・シミュレーション、または、生物の形態形成の原理の工学応用に関する研究を推進してくださる特定研究員を募集しています。これからプログラミングにチャレンジしたい方や新しく専門を広げてみたい方など、意欲的な方は、大歓迎です。どなたでも電子応募いただけますので、詳細はJREC-INをご覧ください。

2022年6月5日

BEST POSTER PRESENTATION AWARD 受賞

​根本悠樹君がNICOGRAPH International 2022(芸術科学会主催)にてBest Poster Presentation Awardを受賞しました。おめでとうございます!

Someone to meet you: Introspective Encounter with the Presence of Someone from Uncertain Spatial Void
Yuki Nemoto and Yasuhiro Inoue

2022年3月24日

受賞

​三村知広君が日本機械学会畠山賞を受賞しました。おめでとうございます。

2022年2月18日

森川健太郎君、京都市立芸術大学・富田先生(京大・名誉教授)との共同研究が紀要『日本哲学史研究』第18号に発表されました。

森川健太郎、富田直秀、井上康博

生命と「わかる」の数理モデル化の試み

紀要『日本哲学史研究』第18号

http://www.nihontetsugaku-philosophie-japonaise.jp/?p=1520

2021年11月15日

VTECH CHALLENGE 2021

根本悠樹君の「未然たるあなた」がVTech Challenge 2021(GREE, Inc. & REALITY, Inc)に採択されました。

https://vr.gree.net/lab/vtc/vtc21/someone/

2021年11月8日

IVRC2021

​根本悠樹君が日本バーチャルリアリティ学会主催IVRC2021 Leap stageで発表した作品のキャッチ動画を公開しました。

https://youtu.be/_mxVCMSjMyg

2021年5月26日

受賞論文

根本悠樹君が本学工学研究科の『吉田卒業研究・論文』を受賞しました。おめでとうございます。(授賞式

2021年4月1日

​​新4回生が配属されました。

新しく7名が仲間入り。

2021年1月13日

大阪大学・近藤滋研究室との共同研究成果がSCIENTIFIC REPORTSに発表されました

​カブトムシの3D角形状をコーディングする角原基折り畳みの数値解析

Keisuke Matsuda, Hiroki Gotoh, Haruhiko Adachi, Yasuhiro Inoue, Shigeru Kondo 

Computational analyses decipher the primordial folding coding the 3D structure of the beetle horn, Scientific Reports (2021)

https://doi.org/10.1038/s41598-020-79757-

2020年12月7日

からだ工務店、はじめます

学術変革領域研究A「からだ工務店」のホームページは、こちらからどうぞ。

architect-bio.info

2020年10月3日

若林君(2020卒)のピアノ演奏が公開されました

2020年1月2日

PURDUERDUE大学KIM研究室との国際共同研究成果が SOFT MATTERに発表されました。

アクチン繊維の棒状排除体積効果が様々な秩序構造を生み出す仕組み

https://doi.org/10.1039/C9SM02082A

2019年11月15日

上皮組織の折り畳みに関する研究成果がBIOMECH MODEL MECHANO BIOLに発表されました。

制限された空間内の上皮組織の折り畳み

Epithelial tissue folding pattern in confined geometry

https://doi.org/10.1007/s10237-019-01249-8

2019年9月7日

京都大学ウイルス再生研・安達研究室との共同研究成果がBIOMECH MODEL MECHANO BIOLに発表されました

組織形態形成のエネルギーランドスケープ

An energy landscape approach to understanding variety and robustness in tissue morphogenesis

https://doi.org/10.1007/s10237-019-01222-5

INQUIRY

Thank you for your interest in our research. If you have any comments or questions regarding research content or publications, please contact us. We are looking forward to hearing from you.

Kyoto University Katsura C3 Building Nisshikyo-ku, Kyoto 615-8540
b1S09 (Inoue)
b1S10 (Senami)

教育玩具
bottom of page