2016 Fiscal Year Annual Research Report
The system for fine tuning of signal transduction that maintains the robustness in morphogenesis
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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, 准教授 (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体軸骨格に、軽微であるが明らかな異常があることが観察されている。このことから、体軸骨格の原基である体節形成過程のロバスト性がNrarpノックアウトマウスで失われていることを作業仮説として研究をすすめた。胚の最尾部にある未分節中胚葉は、体節のもとになる組織であるが、ここでHes7、Lfngなどの振動遺伝子の転写が振動しており、それが体節形成を制御していることが知られている。未分節中胚葉分節中胚葉において細胞／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た。
さらに野生型胚および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た。このことからNrarpは未分節中胚葉において、分節化のプレかターンを作るステップで、Hes7、Lfngの転写を細胞間で同調させることにより、ロバスト性を維持していることが示唆された。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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