いいかげんに働く細胞たちが協調してからだを作る仕組みを解明 -リズムを刻む体内時計によるノイズキャンセル機構-

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本田直樹 生命科学研究科准教授、松井貴輝 奈良先端科学技術大学院大学准教授らの研究グループは、体内時計が細胞どうしを協調させて、動物のからだを正確に形作る仕組みを明らかにしました。

受精卵からからだが正しく形作られるためには、生体内の现象が正确にコントロールされている必要があります。しかし、からだを构成する一つ一つの细胞は机械のように精密ではなく、いいかげんでノイズに満ちており、同じ条件でも常に全く同じように働くわけではありません。

どのように动物のからだは正确に作られるのかという问题において、本研究グループは、数理モデルと実験を组み合わせた研究を行いました。その结果、体内时计の働きによって、発生过程で体轴に沿って繰り返し作られる构造で将来できる背骨などの元となる「体节」が、再现性よく作られるメカニズムを解明しました。

本研究は、体内时计の刻むリズムがノイズをキャンセルし、オーケストラの指挥者のようにバラバラに振る舞う细胞たちを协调させることで、発生过程が正确にコントロールされていたことを见出しました。

本研究成果は、体节形成の高い再现性を保証する仕组みの一端を初めて明らかにしたものですが、今后、ヒトの発生疾患(脊椎肋骨异常症など)の予防や治疗につながることが期待されます。

本研究成果は、2019年2月4日に、国際学術誌「PLoS Computational Biology」のオンライン版に掲載されました。

図:本研究の概要図

详しい研究内容について

书誌情报

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Honda Naoki, Ryutaro Akiyama, Dini Wahyu Kartika Sari, Shin Ishii, Yasumasa Bessho, Takaaki Matsui (2019). Noise-resistant developmental reproducibility in vertebrate somite formation. PLOS Computational Biology, 15(2):e1006579.