体節形成ダイナミクスのモデル化  [in Japanese] Modeling of Segmentation Dynamics  [in Japanese]

体節は,背骨や骨格筋,肋骨のように分節構造をもつ器官の基礎となる組織である.体節は,未分化中胚葉(PSM)と呼ばれる間葉組織において,逐次的に生ずる規則正しい分節化によって形成される.この分節化現象はPSMの前方で周期的に起こり,その周期性は分子時計によって制御されていると考えられている.マウスのPSMの場合,HesやLfngといった関連遺伝子の発現量が120分おきに増減を繰り返していて,この周期的な発現振動が体節の規則正しい分節化にとって必要不可欠であると考えられる.本研究では,体節形成現象に関連する遺伝子発現機構の知見を統合し,分子時計メカニズムのモデル化,シミュレーションを行い,関連遺伝子の発現ダイナミクスと分子間相互作用の関係を明らかにする.

In the somite, the segmental unit for the metametric structure such as skeletal muscles, vertebrate, and ribs, are sequentially generated in a head-to-tail order by segmentation of the mesenchymal tissue called presomitic mesoderm (PSM). The segmentation occurs periodically at the anterior end of the PSM, and this periodic segmentation has been suggested to be regulated by a molecular clock. In mouse PSM, Notch signaling molecules such as Hes and Lfng alternate their expression every 120 minutes, and this cyclic expression is essential for regular somite segmentation. In this paper, according to recently accumulated knowledge, a molecular network model of segmentation clock mechanisms is constructed. Through simulations, it is clarified how the dynamics of gene expressions are regulated by interactions between molecules.