2015 Fiscal Year Annual Research Report
形態形成のロバスト性を維持するシグナルのファインチューニングシステム
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26291050
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中畑 泰和 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (50390810)
松井 貴輝 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (60403333)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 形態形成 / 体節 / ロバスト性 / Notch / 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎動物胚の体節形成機構について、外部環境からの撹乱に対してロバスト性維持機構が備わっていると仮定し、そのメカニズムを明らかにしようとしている。特にNotchシグナルに着目し、シグナル伝達がフィードバック制御によってファインチューニングされることがロバスト性維持機構に寄与していると考えている。
Notchシグナルの抑制因子であるNrarpノックアウトマウス胚の未分節中胚葉においてHes7、Lfngなどの振動遺伝子の転写を細胞／遺伝子座レベルで検出した結果、野生型胚に比べてNrarpノックアウトマウス胚では、転写がOFFになっている領域／タイミングの細胞で転写が活性化されている割合が高かった。このことから、Nrarpノックアウトマウス胚では転写を同調させる能力が低くなっていることが示唆され、同調性機構にNrarpが関与していることが考えられた。また、転写がOnとOffになっている領域／タイミングの細胞では、野生型胚でも転写が活性化されていない細胞が存在していた。この結果から、転写は活性化される条件であっても確率的におこると考えられた。
野生型胚およびNrarpノックアウトマウス胚をバルプロ酸に暴露することで環境の撹乱をおこなうと体節形成に異常が生じるが、タイムコースをとってバルプロ酸が体節形成のどのステップを妨げているかを検証している。現段階では遺伝子発現の振動を利用して分節化のプレパターンをつくるステップを撹乱しているという結果を得ている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Nrarpノックアウトマウスは体節形成のロバスト性維持機構が減弱していることを示唆するデータを既に得ていたが、そのことを定量的に示すことができた。また数理解析も進展が見られているので順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
さらに研究を進める。振動遺伝子であるHes7の一方のアリルを欠失させると遺伝子発現振動が不安定になることを既に示しているので、これを内部ノイズのモデルとして用いて、ロバスト性維持機構をさらに解明していく。
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| Causes of Carryover |
作製予定のトランスジェニックマウスに用いるコンストラクトを改善したために、作製開始を遅らせることにしたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
改善した計画に従って進める。
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