| 研究課題/領域番号 |
17017027
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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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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| 研究分担者 |
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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| キーワード | 生物時計 / 振動 / 遺伝子発現 / 転写因子 / 体節形成 / 等間隔パターン / シミュレーション / Notchシグナル |
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| 研究概要 |
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等間隔パターンとして形成される。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のよいモデルである。これまでの研究により、体節原基細胞内で分子発現のオシレーションがおこり、その周期性が分子時計として分節化の時空間的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、体節原基での分子発現のオシレーションの周期性が、体節分節化の時空間的周期性に変換される分子メカニズムを明らかにすることを目的として行われた。以前に我々は、体節原基に特異的に発現する転写因子Hes7を発見し、Hes7を介したNotchシグナル系のネガティブフィードバックループが分子発現のオシレーションの基本的なメカニズムであることを明らかにしている。本研究ではNotch抑制因子であるNrarpのノックアウトマウスを作製し、Notchシグナルの体節形成周期決定における役割を解析した。Nrarpをノックアウトすると、分子発現のオシレーションが不安定になり、遺伝子発現のノイズや環境からのかく乱に脆弱になることを明らかにし、また数理的な解析でそれを裏付けた。このことからNrarpのフィードバックループが体節分節化のメカニズムのロバスト性に寄与していることが明らかになった。
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