マウス体節形成におけるダイナミッグな遺伝子発現についての数学的および実験的解析

小鼠体节发生过程中动态基因表达的数学和实验分析

• 批准号: 06F06237
• 负责人: 影山 龍一郎
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06237/
• 关键词: 分節時計; 未分節中胚葉; Hes7; 振動発現(オシレーション); 微分方程式; Fgf8; Notch; オシレーション; 数理モデル; ネガティブフィードバック; Hes1

体節は未分節中胚葉(PSM)から順番に形成される。体節形成のペースは、PSMで振動発現(オシレーション)するhairy and enhancer of split (Hes7)などの遺伝子産物によって制御されている。オシレーションする遺伝子に加えて、後方PSMから前方PSMへのFgf8 mRNAの濃度勾配も関与している。最近の知見では、PSM後方でのHes7のオシレーションの開始と維持には、Fgfシグナリングが必要である事が示されている。一方で、Hes7のオシレーションはNotchシグナリングによって、前方PSMへと増幅・維持される。この表現型を理解するために、我々は野生型とミュータントマウスにおいて、delay differential equation(DDE)モデルを使用して、シュミレーションを行った。DDEモデルの線形安定解析では、野生型マウスでも、PSMでのFgfの濃度が減少すると、シスデムは持続から減衰へと変化した。しかしながら、野生型マウスにおいては、減衰は線形系の固有値の実数値のプロットによって示されたほど強くなかった。つまり、我々の研究結果は、FgfシグナリングはPSMにおいてHes7を不安定化し、NotchシグナリングはPSM前方でのHes7のオシレーションの減衰を維持している事を示唆している。

In the unsegmented segments of the body segments, the blastoderm (PSM) ら ら follows に to form される. Somite forming の ペ ー ス は, PSM で vibration 発 now (オ シ レ ー シ ョ ン) す る hairy and enhancer of the split (Hes7) な ど の heritage 伝 zi chan content に よ っ て suppression さ れ て い る. オ シ レ ー シ ョ ン す る posthumous son 伝 に plus え て, rear PSM か ら PSM ahead へ の Fgf8 mRNA の concentration hook with も masato and し て い る. Behind the recent の knowledge で は, PSM で の Hes7 の オ シ レ ー シ ョ ン の start と maintain に は, Fgf シ グ ナ リ ン グ が necessary で あ が る things in さ れ て い る. One side で, Hes7 <s:1> シレ シレ で ショ ショ ショ ショ シレ Notchシグナリ グによって グによって グによって, the PSM ahead へと increased and remained される. こ の phenotype を understand す る た め に, I 々 は wild-type と ミ ュ ー タ ン ト マ ウ ス に お い て, delay differential equation (DDE) モ デ ル を use し て, シ ュ ミ レ ー シ ョ ン を line っ た. DDE モ デ ル の linear stability analytical で は, wild type マ ウ ス で も, PSM で の Fgf の concentration が reduce す る と, シ ス デ ム は hold 続 か ら damping へ と variations change し た. し か し な が ら, wild type マ ウ ス に お い て は, damping は linear inherent numerical の is の be the numerical の プ ロ ッ ト に よ っ て in さ れ た ほ ど strong く な か っ た. つ ま り, I 々 の results は, Fgf シ グ ナ リ ン グ は PSM に お い て Hes7 を unrest し and Notch シ グ ナ リ ン グ は PSM で ahead の Hes7 の オ シ レ ー シ ョ ン の damping を maintain し て い を る things in business し て い る.

项目成果

Practical Lessons from Theoretical Models about the Somitogenesis

体节发生理论模型的实践教训

• 发表时间: 2007
• 期刊: Gene Regulation and Systems Biology
• 作者: Aitor González;R. Kageyama
• 通讯作者: R. Kageyama