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2012 Fiscal Year Annual Research Report

分節時計の周期を変える

Research Project

Project/Area Number 24657153
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

影山 龍一郎  京都大学, ウイルス研究所, 教授 (80224369)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2013-03-31
Keywords分節時計 / イントロン / Hes7 / 発現振動 / 数理モデル / negative autoregulation / 体節 / 椎骨
Research Abstract

体節はマウスでは約2時間毎に形成されるが、この周期的な過程は分節時計によって制御される。我々は、分節過程では転写抑制因子Hes7がnegative autoregulationを介して自律的に振動すること、Hes7によって多くの下流因子の発現も振動すること、さらにHes7の発現が振動しなくなると体節は癒合し、体節由来の組織である椎骨や肋骨も癒合することを明らかにしてきた。さらに、この分節時計におけるHes7の発現振動は微分方程式を用いた数理モデルで表され、この数理モデルから、Hes7が適度なタイミングでnegative autoregulationすることが、2時間周期の発現振動に必須であると予測された。Hes7遺伝子には3つのイントロンがあり、このイントロンの転写およびスプライシングに約20分かかっていたが、5分早くnegative autoregulationが起こると、数理モデルからは発現振動が加速化することが予想された。そこで、Hes7遺伝子のイントロン数を削減してnegative autoregulationのタイミングを変えることによって分節時計の周期がどのように変化するのかを解析した。その結果、Hes7遺伝子のイントロン数を2個にしてもほとんど影響は見られなかったが、1個にした場合、5分早くnegative autoregulationが起こり、分節時計のリズムが速くなった。さらに、頚部から上位胸部の体節数が増加し、この領域の椎骨数も増加した。 すなわち、数理モデルの予測が正しいことが明らかになった。したがって、Hes7 遺伝子におけるイントロンの正常な数が分節時計の正常な周期に重要であることが示され、Hes7 遺伝子は分節時計の周期形成に中心的な役割を担うことが明らかになった。

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Accelerating the tempo of the segmentation clock by reducing the number of introns in the Hes7 gene2013

    • Author(s)
      Harima, Y., Takashima, Y., Ueda, Y., Ohtsuka, T., and Kageyama, R.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 3 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2012.11.012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Oscillatory links of Fgf signaling and Hes7 in the segmentation clock.2013

    • Author(s)
      Harima, Y., and Kageyama, R.
    • Journal Title

      Current Opinion in Genetics Development

      Volume: 23 Pages: in press

    • DOI

      10.1016/j.gde.2013.02.005

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ultradian oscillations in somitogenesis and neurogenesis2013

    • Author(s)
      Kageyama, R.
    • Organizer
      The 10th NIBB-EMBL Symposium 2013
    • Place of Presentation
      岡崎
    • Year and Date
      20130317-20130319
    • Invited
  • [Presentation] Accelerating the tempo of the segmentation clock by reducing the number of introns in the Hes7 gene2013

    • Author(s)
      Harima, Y., Takashima, Y., Ueda, Y., Ohtsuka, T., and Kageyama, R.
    • Organizer
      CDB Symposium 2013
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20130304-20130306
  • [Presentation] Accelerating the tempo of the segmentation clock by reducing the number of introns in the Hes7 gene2012

    • Author(s)
      Harima, Y., Takashima, Y., Ueda, Y., Ohtsuka, T., and Kageyama, R.
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] Hes oscillations in somitogenesis and neurogenesis2012

    • Author(s)
      Kageyama, R.
    • Organizer
      Swiss Japanese Developmental Biology Meeting
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20121105-20121108
    • Invited
  • [Presentation] Ultradian rhythms in somite segmentation and other biological events.2012

    • Author(s)
      Kageyama, R.
    • Organizer
      BSDB/BSCB/JSDB Joint Spring Meeting
    • Place of Presentation
      Warwick, UK
    • Year and Date
      20120415-20120418
    • Invited
  • [Remarks] Hes7遺伝子のイントロン削減による分節時計の加速化

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2012/121207_1.htm

  • [Remarks] Accelerating the tempo of the segmentation clock

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/en/news_data/h/h1/news6/2012/121207_1.htm

  • [Remarks] Hes7遺伝子のイントロン削減による分節時計の加速化

    • URL

      http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/about/y2012/kageyama20121226.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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