体節の空間的周期性を生み出すメカニズムに関する研究

体節形成に利用される振動子集団における移動波出現に焦点を当てた研究を行い、いくつかの重要な結果を得ることに成功した。その成果は、日本発生生物学会、リズム現象研究会、非線形現象の数理解析と実験解析で発表した。また、その研究論文はDevelopment誌に受理された。脊椎骨等の分節性の基礎となる節状の組織(体節)は、数千の細胞の集まりである円柱状の組織(presomitic mesoderm;PSM)に、一定時間おきに一定間隔で切れ目が入ることで形成される。このとき、切れ目を入れるタイミングと位置はPSM内の細胞集団が示す、秩序だった遺伝子発現リズムによって決められる。秩序だった遺伝子発現リズムとは、遺伝子発現部位が、切れ目が入る位置に向かって進行する(移動波)、というものある。移動波は、個々の細胞でのhairy遺伝子のON/OFFのタイミングが、集団として秩序をもった結果生じる。今年度は特に移動波の形成メカニズムに注目して研究を行い、以下の重要な結果を得ることができた。1.移動波の出現は、Fgfという細胞外拡散性因子の拡散によってトリガーされる。2.Fgfはhairy遺伝子の初期位相と振動数勾配を同時に制御する。さらに、振動数勾配形成のメカニズムの解析も、数理シミュレーションを用いて行い、一定の成果を得た。

体節形成に利用される振動子集団における移動波出現に焦点を当てた研究を行い、いくつかの重要な結果を得ることに成功した。その成果は、日本発生生物学会、リズム現象研究会、非線形現象の数理解析と実験解析で発表した。また、その研究論文はDevelopment誌に受理された。脊椎骨等の分節性の基礎となる節状の組織(体節)は、数千の細胞の集まりである円柱状の組織(presomitic mesoderm;PSM)に、一定時間おきに一定間隔で切れ目が入ることで形成される。このとき、切れ目を入れるタイミングと位置はPSM内の細胞集団が示す、秩序だった遺伝子発現リズムによって決められる。秩序だった遺伝子発現リズムとは、遺伝子発現部位が、切れ目が入る位置に向かって進行する(移動波)、というものある。移動波は、個々の細胞でのhairy遺伝子のON/OFFのタイミングが、集団として秩序をもった結果生じる。今年度は特に移動波の形成メカニズムに注目して研究を行い、以下の重要な結果を得ることができた。1.移動波の出現は、Fgfという細胞外拡散性因子の拡散によってトリガーされる。2.Fgfはhairy遺伝子の初期位相と振動数勾配を同時に制御する。さらに、振動数勾配形成のメカニズムの解析も、数理シミュレーションを用いて行い、一定の成果を得た。