分節境界が正確に決定されるメカニズム

• Project/Area Number: 18650076
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Bioinformatics/Life informatics
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 別所 康全 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (70261253)
• Project Period (FY): 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2006: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
• Keywords: 形態形成 / 分節化 / 発生 / 濃度勾配 / 生物時計 / 位置情報

Research Abstract

本研究は、時間的制御を利用した生物の形態形成のモデルとして、脊椎動物の体節の分節境界が正確に決定され、等間隔パターンがつくり出されるメカニズムを解明することを目的とする。FGFシグナルの勾配の限界点が予定分節境界となることが既に明らかになっており、そこが周期的に分節化されることが等間隔パターン形成のメカニズムであると考えられている。そのメカニズムを探るために、1.FGFシグナルを正確に読み取るメカニズム、2.FGFシグナルに時間情報が伝わるメカニズムを明らかにすることを試みた。
1.についてはFGFシグナルカスケードの下流の2点、すなわちRas-Rafの相互作用とErkのリン酸化を指標として、FGFシグナルが活性化されている細胞の分布を、時空間的に正確に計測することを試みた。現在それぞれの測定技術を改善している。それぞれの分布の変化および、それと分節化との相関について解析中である。
2.いくつかの分子の発現が体節原基で振動しており、その振動周期を時間情報として体節は周期的に分節化されることによって形成される。空間情報を担うFGFシグナルの抑制因子のひとつの発現が振動することによって、時間情報を受け継いでいることを明らかにした。この分子がFGFシグナルを周期的に抑制することによって、分節境界決定をおこなっていると予想している。
本研究は、生物の発生過程において不連続性が生みだされる原理の理解につながると考えられる。