遺伝子発現振動を制御する転写後調節のメカニズム

• Project/Area Number: 20650043
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging 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 Nara Institute of Science and Technology, バイオサイエンス研究科, 教授 (70261253)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2008: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 発生生物学 / 体節形成 / 転写後調節 / ネガティブフィードバック / 振動 / マイクロRNA / RNA結合タンパク質 / 形態形成 / RNA結合タンパク3

Research Abstract

生物が発生期に獲得する等間隔パターンの代表例として、脊椎動物の体節があげられる。体節は種特異的な時間間隔で周期的に分節化されるが、これは体節原基である未分節中胚葉で遺伝子の発現が振動し、その周期性を生物時計として利用し、体節は周期的に形成される。本研究では、この遺伝子発現の振動をモデル系として、遺伝子発現の振動が発生し、安定して持続されるメカニズムを、特に転写後調節に焦点をあてて探ることを目的とした。
遺伝子発現の振動は転写因子Hes7のネガティブフィードバックループがチュ心的なメカニズムであることを既に我々は明らかにしている。このモデルにしたがってコンピュータシミュレーションをおこなったが、Hes7の翻訳のタイミングが実験による観測データとコンピュータシミュレーションとで食い違いが生じていることが明らかになった。このことからHes7 mRNAに結合するRNA結合タンパクおよびmiRNAの存在を予測して、これらの探索を行った。miRNAとして候補を絞り、そのノックアウトマウスを作製し、現在解析中である。また、いくつかのRNA結合タンパクを候補として同定し、現在解析中である。

Research Products

• [Journal Article] Sprouty4, an FGF inhibitor, displays cyclic gene expression under the control of the notch segmentation clock in the mouse PSM. (2009)
  • Author(s): Hayashi, S., Shimoda, T., Nakajima, M., Tsukada, Y., Sakumura, Y., Dale, J.K., Maroto, M., Kohno K., Matsui, T., Bessho, Y.
  • Journal Title: PLoS ONE 4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Notch is a critical component of the mouse somitogenesis oscillator and is essential for the formation of the somites (2009)
  • Author(s): Ferjentsik, Z., Hayashi, S., Dale, J.K., Bessho, Y., Herreman, A., De Strooper, B., del Monte, G., de la Pompa, J.L., Maroto, M.
  • Journal Title: PLOS GNETICS 5
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Self-amplification of the Fgf signal regulates functional cell clustering during zebrafish embryo development (2009)
  • Author(s): 松井貴輝
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] Circadin Rhythm Regulation by CLOCK-SIRT1 (2009)
  • Author(s): 中畑泰和
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] Sprouty4, an FGF Inhibitor, Displays Gene Expression under the Control of the Notch Segmentation Clock in the Mouse Pre-somitic Mesoderm (2009)
  • Author(s): 林真一
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] 体節分節化のロバスト性を担うフィードバックループ (2009)
  • Author(s): 別所康全
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-24
• [Presentation] Periodicity and robustness of Notch segmentation clock that regulates somite formation (2009)
  • Author(s): 金雄
  • Organizer: 第4回Notchシグナル研究会
  • Place of Presentation: 静岡
  • Year and Date: 2009-07-31
• [Presentation] Nrarp controls Notch activity regulating segmentation of the presomitic mesoderm in mouse (2009)
  • Author(s): 金雄
  • Organizer: 第42回日本発生生物学会大会
  • Place of Presentation: 新潟
• [Presentation] 体節形成周期の制御機構 (2009)
  • Author(s): 別所康全
  • Organizer: 第114回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] The Mechanism of The Biological Clock That Controls Animal Development. (2008)
  • Author(s): Bessho Y.
  • Organizer: International Joint Symposium Frontier In Biomedical Sciences : From Genes to Applications.
  • Place of Presentation: Yogyakarta, Indonesia
• [Book] Advances in Experimental Medicine and Bioloby, vol. 638, Somitogenesis (bHLH Proteins and their Role in Somitogenesis) (2008)
  • Author(s): Maroto, M.
  • Total Pages: 194
  • Publisher: Landes Bioscience and Spronger Science+Business Media, LLC (New York)