| 研究課題/領域番号 |
15570176
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
発生生物学
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 (2004)
京都大学 (2003) |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
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| キーワード | 発生生物学 / 生物時計 / 転写因子 / マウス / 体節 / 分節化 / 発生 / 分子時計 / ユビキチン化 / ネガディブフィードバック |
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| 研究概要 |
生物は、発生過程においてさまざまな現象が正確なタイミングでおこる結果、正確にかたちづくられる。しかし発生過程の時間的制御機構は、これまでほとんど明らかにされていない。脊椎動物の胚の繰り返し構造である体節は、体節原基が一定時間ごとに分節化することで一定の大きさに形成される。すなわち体節形成は、発生過程において時間的制御を受ける現象の代表例であり、時間的周期性を利用した形態形成である。これまでの研究により、体節原基細胞内でおこっている分子発現のオシレーションが、分子時計として分節化の周期性を制御していることが明らかになっている。
本研究は、体節形成時におこる分子発現のオシレーションをモデル系として、生体が時間を計るメカニズムを解明することを目的として行われた。これまでに我々は、体節原基に特異的に発現する転写因子Hes7を発見し、その発現が体節形成周期に一致してオシレーションしていることを明らかにした。さらにノックアウトマウスなどの解析から、Hes7が体節形成を支配する分子時計に必須の因子であることを明らかにした。これらの結果に基づいて、本研究では、分子時計のメカニズムを明らかにすることに焦点を絞った。
我々は、Hes7をはじめとするオシレーション分子はHes7による周期的なネガティブフィードバックを受けることによってオシレーションしていることを解明し、これが分子時計の中心的なメカニズムであることを明らかにした。さらに安定化したHes7タンパクをもつノックインマウスを作製し、Hes7タンパクの不安定性が分子時計に必須であることを証明した。また、数学的シミュレーションを行ってこのモデルの妥当性を検討した。これらのことから体節形成を支配する分子時計は、転写因子Hes7のネガティブフィードバックループと速やかなタンパク分解を基本的なメカニズムとしていることを明らかにした。
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