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モルフォゲンの濃度勾配ロバストネス保証および分化運命決定における閾値の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 20022020
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

石橋 誠  京都大学, 医学研究科, 教授 (30232341)

研究分担者 三浦 岳  京都大学, 医学研究科, 准教授 (10324617)
塩田 浩平  京都大学, 医学研究科, 教授 (80109529)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
2009年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2008年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワードモルフォゲン / 位置情報 / 濃度勾配 / ロバストネス / 閾値 / ロバストネト
研究概要

モルフォゲン濃度勾配のロバストネスの実験的検証:モルフォゲン濃度勾配形成のロバストネスに関しては、Elderらの提唱した数理モデルがあるが、Shhについてこのモデルの検証を行った。このモデルはShhの産生が多く、且つ分解が非線形の場合を想定しているが、Shhの勾配のプロフィールが通常の線形の分解の場合と比べてどうなっているのか、理論側から実験的な計測ができるような予測を立て、実際にReal time PCR,ウェスタンブロット、ELISA等によって測定した。実際に比較する領域としては、剖出の際に領域を個体間の差なくきちんと定義しやすい肢芽と肺を用いた。どちらの器官においてもShhがパターン形成に重要な働きをしていることが分かっている。その結果、gene doseが半分であるヘテロ接合体では、SHHの産生量が野生型の半分になっていた。これは前述のモデルと矛盾する結果であるが、詳細な検討の結果、検出されているSHHタンパクは細胞内の前駆体であることが分かった。実際に機能する細胞外のタンパクは今のところ検出限界以下である。従ってモデルの検証にいたらず、細胞外のタンパクを可視化・定量化することを試みている。この方法を確立した後、神経管においても測定する予定である。上述の理論予測ではShhの量が多い場合にしか勾配が安定に保たれないが、予備的実験において肺におけるShhのタンパク量は肢芽や神経管における量よりもかなり少ないことが分かっている。従って、肺のパターン形成では先ほどの理論の前提と合わないことが起こっている可能性がある。更に、実際のタンパクの分布を計測するために、免疫組織化学の方法の改良を試みた。現在行っている免疫組織化学の手法では、細胞外に放出されたシグナル因子が固定の段階でうまく周辺の構造にトラップされず、Shhの産生細胞内のタンパクは検出できても濃度勾配は検出されない。拡散しているタンパク分子を固定して可視化する方法の開発を試みたが成功していない。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Sonic hedgehog is involved in formation of the ventral optic cup by limiting Bmp4 expression to the dorsal domain.2010

    • 著者名/発表者名
      Zhao L, Saitsu H, Sun X, Shiota K, Ishibashi M.
    • 雑誌名

      Mechanisms of Development 127

      ページ: 62-72

    • NAID

      120001887646

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The cyst-branch difference in developing chick lung results from a diffe rent morphogen diffusion coefficient.2009

    • 著者名/発表者名
      Miura T, Hartmann D, Kinboshi M, Komada M, Ishibashi M, Shiota K
    • 雑誌名

      Mechanisms of Development 126

      ページ: 162-172

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞間シグナル分子の中枢神経系発生における役割2009

    • 著者名/発表者名
      石橋誠
    • 雑誌名

      生化学 81

      ページ: 984-987

    • NAID

      10026299637

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Expression dynamics of the LIM-homeobox genes, Lhx1 and Lhx9, in the diencephalon during chick development.2008

    • 著者名/発表者名
      Sun X, Saitsu H, Shiota K, Ishibashi M.
    • 雑誌名

      International Journal of Developmental Biology 51

      ページ: 33-41

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression of Fgf15 is regulated by both activator and repressor forms of Gli2 in vitro.2008

    • 著者名/発表者名
      Komada M, Saitsu H, Shiota K, Ishibashi M.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun. 369

      ページ: 360-356

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hedgehog signaling is involved in development of the neocortex.2008

    • 著者名/発表者名
      Komada M, Saitsu H, Kinboshi M, Miura T, Shiota K, Ishibashi M.
    • 雑誌名

      Development 135

      ページ: 2717-2727

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Canonical Wnt signaling regulates organ-specific assembly and differentiation of CNS vasculature.2008

    • 著者名/発表者名
      Stenman JM, Rajagopal J, Carroll TJ, Ishibashi M, McMahon J, McMahon AP.
    • 雑誌名

      Science 322

      ページ: 1247-1250

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Sonic hedgehog is involved in formation of the ventral optic cup and maintenance of the dorsal optic cup in mouse embryos2009

    • 著者名/発表者名
      Makoto Ishibashi
    • 学会等名
      Mouse Genetics & Genomics : Development & Disease
    • 発表場所
      Hinxton Cambridge UK
    • 年月日
      2009-09-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 目におけるShhシグナルの役割に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      趙蘭英、才津浩智、孫祥ナン、塩田浩平、石橋誠
    • 学会等名
      日本発生生物学会全国学術集会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2009-05-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Smo conditional knockoutマウスにおける眼の発生異常メカニズムの解析2009

    • 著者名/発表者名
      趙蘭英、才津浩智、塩田浩平、石橋誠
    • 学会等名
      日本解剖学会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 目におけるShhシグナルの役割に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      趙蘭英、才津浩智、孫祥ナン、塩田浩平、石橋誠
    • 学会等名
      日本解剖学会全国学術集会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 鳥類肺の発生における近遠位マーカーの発現2009

    • 著者名/発表者名
      三浦岳、石橋誠、塩田浩平
    • 学会等名
      日本解剖学会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Hedgehog signaling is involved in development of the mouse neocortex2008

    • 著者名/発表者名
      M Komada, H Saitsu, M Kinboshi, T Miura, K Shiota, M Ishibashi
    • 学会等名
      European Society for Evolutionary Developmental Biology
    • 発表場所
      ゲント、ベルギー
    • 年月日
      2008-07-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] The Roles of Hedgehog signaling in development of the mouse neocortex2008

    • 著者名/発表者名
      M Komada, H Saitsu, M Kinboshi, T Miura, K Shiota, M Ishibashi
    • 学会等名
      日本発生生物学会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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