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発生:Caenorhabditis elegansの初期胚発生にかかわる分子機構の予測モデル

Nature 436, 7052 doi: 10.1038/nature03876

個々の遺伝子やタンパク質の研究によって発生に関する多くの基本的な知見が明らかにされてきたが、システムレベルのモデルは大部分の発生過程についてまだ得られていない。線虫 (Caenorhabditis elegans)の胚発生における最初の2回の細胞分裂は、システムレベルでの研究のための理想的な実験系である。細胞分裂や細胞極性の確立などの過程を含む初期胚発生は、大規模な機能解析を行いやすい。システムレベルでの理解への最初の段階は、関与する分子集合体とそれらの間における機能的な関連の両方に関する「第1ドラフト」モデルを規定することである。本研究では、異なる3つの機能的関係、すなわち、タンパク質相互作用、発現プロファイリングの類似性および表現型プロファイリングの類似性から作成した統合的遺伝子・タンパク質ネットワークからこのようなモデルを得られることを示す。表現型プロファイリングは、数百の初期胚発生遺伝子に関して系統的に記録された詳細な初期胚RNA 干渉の表現型から評価した。この統合的ネットワークのトポロジーから、C. elegansの初期胚発生が限られた分子機構セットの協調によってなしとげられることが示唆される。また我々は、これまで特性が明らかにされていない10のタンパク質の生きた胚内における局在動態によって、このような分子機構モデルの総体的な予測値を評価した。

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