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モルフォゲンの濃度勾配ロバストネス保証および分化運命決定における閾値の分子機構

Research Project

Project/Area Number 20022020
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

石橋 誠  Kyoto University, 医学研究科, 教授 (30232341)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三浦 岳  京都大学, 医学研究科, 准教授 (10324617)
塩田 浩平  京都大学, 医学研究科, 教授 (80109529)
Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥7,300,000 (Direct Cost: ¥7,300,000)
Fiscal Year 2009: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Keywordsモルフォゲン / 位置情報 / 濃度勾配 / ロバストネス / 閾値 / ロバストネト
Research Abstract

モルフォゲン濃度勾配のロバストネスの実験的検証:モルフォゲン濃度勾配形成のロバストネスに関しては、Elderらの提唱した数理モデルがあるが、Shhについてこのモデルの検証を行った。このモデルはShhの産生が多く、且つ分解が非線形の場合を想定しているが、Shhの勾配のプロフィールが通常の線形の分解の場合と比べてどうなっているのか、理論側から実験的な計測ができるような予測を立て、実際にReal time PCR,ウェスタンブロット、ELISA等によって測定した。実際に比較する領域としては、剖出の際に領域を個体間の差なくきちんと定義しやすい肢芽と肺を用いた。どちらの器官においてもShhがパターン形成に重要な働きをしていることが分かっている。その結果、gene doseが半分であるヘテロ接合体では、SHHの産生量が野生型の半分になっていた。これは前述のモデルと矛盾する結果であるが、詳細な検討の結果、検出されているSHHタンパクは細胞内の前駆体であることが分かった。実際に機能する細胞外のタンパクは今のところ検出限界以下である。従ってモデルの検証にいたらず、細胞外のタンパクを可視化・定量化することを試みている。この方法を確立した後、神経管においても測定する予定である。上述の理論予測ではShhの量が多い場合にしか勾配が安定に保たれないが、予備的実験において肺におけるShhのタンパク量は肢芽や神経管における量よりもかなり少ないことが分かっている。従って、肺のパターン形成では先ほどの理論の前提と合わないことが起こっている可能性がある。更に、実際のタンパクの分布を計測するために、免疫組織化学の方法の改良を試みた。現在行っている免疫組織化学の手法では、細胞外に放出されたシグナル因子が固定の段階でうまく周辺の構造にトラップされず、Shhの産生細胞内のタンパクは検出できても濃度勾配は検出されない。拡散しているタンパク分子を固定して可視化する方法の開発を試みたが成功していない。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Sonic hedgehog is involved in formation of the ventral optic cup by limiting Bmp4 expression to the dorsal domain.2010

    • Author(s)
      Zhao L, Saitsu H, Sun X, Shiota K, Ishibashi M.
    • Journal Title

      Mechanisms of Development 127

      Pages: 62-72

    • NAID

      120001887646

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The cyst-branch difference in developing chick lung results from a diffe rent morphogen diffusion coefficient.2009

    • Author(s)
      Miura T, Hartmann D, Kinboshi M, Komada M, Ishibashi M, Shiota K
    • Journal Title

      Mechanisms of Development 126

      Pages: 162-172

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 細胞間シグナル分子の中枢神経系発生における役割2009

    • Author(s)
      石橋誠
    • Journal Title

      生化学 81

      Pages: 984-987

    • NAID

      10026299637

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Journal Article] Expression dynamics of the LIM-homeobox genes, Lhx1 and Lhx9, in the diencephalon during chick development.2008

    • Author(s)
      Sun X, Saitsu H, Shiota K, Ishibashi M.
    • Journal Title

      International Journal of Developmental Biology 51

      Pages: 33-41

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Expression of Fgf15 is regulated by both activator and repressor forms of Gli2 in vitro.2008

    • Author(s)
      Komada M, Saitsu H, Shiota K, Ishibashi M.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun. 369

      Pages: 360-356

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hedgehog signaling is involved in development of the neocortex.2008

    • Author(s)
      Komada M, Saitsu H, Kinboshi M, Miura T, Shiota K, Ishibashi M.
    • Journal Title

      Development 135

      Pages: 2717-2727

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Canonical Wnt signaling regulates organ-specific assembly and differentiation of CNS vasculature.2008

    • Author(s)
      Stenman JM, Rajagopal J, Carroll TJ, Ishibashi M, McMahon J, McMahon AP.
    • Journal Title

      Science 322

      Pages: 1247-1250

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Sonic hedgehog is involved in formation of the ventral optic cup and maintenance of the dorsal optic cup in mouse embryos2009

    • Author(s)
      Makoto Ishibashi
    • Organizer
      Mouse Genetics & Genomics : Development & Disease
    • Place of Presentation
      Hinxton Cambridge UK
    • Year and Date
      2009-09-03
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 目におけるShhシグナルの役割に関する研究2009

    • Author(s)
      趙蘭英、才津浩智、孫祥ナン、塩田浩平、石橋誠
    • Organizer
      日本発生生物学会全国学術集会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2009-05-30
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Smo conditional knockoutマウスにおける眼の発生異常メカニズムの解析2009

    • Author(s)
      趙蘭英、才津浩智、塩田浩平、石橋誠
    • Organizer
      日本解剖学会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2009-03-30
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 目におけるShhシグナルの役割に関する研究2009

    • Author(s)
      趙蘭英、才津浩智、孫祥ナン、塩田浩平、石橋誠
    • Organizer
      日本解剖学会全国学術集会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2009-03-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 鳥類肺の発生における近遠位マーカーの発現2009

    • Author(s)
      三浦岳、石橋誠、塩田浩平
    • Organizer
      日本解剖学会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2009-03-28
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Hedgehog signaling is involved in development of the mouse neocortex2008

    • Author(s)
      M Komada, H Saitsu, M Kinboshi, T Miura, K Shiota, M Ishibashi
    • Organizer
      European Society for Evolutionary Developmental Biology
    • Place of Presentation
      ゲント、ベルギー
    • Year and Date
      2008-07-31
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] The Roles of Hedgehog signaling in development of the mouse neocortex2008

    • Author(s)
      M Komada, H Saitsu, M Kinboshi, T Miura, K Shiota, M Ishibashi
    • Organizer
      日本発生生物学会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

URL: 

Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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