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分節時計のノイズ耐性をもつ同調振動

Nature 441, 7094 doi: 10.1038/nature04861

脊椎動物の胚で周期的に起こる分節を制御しているのは「分節時計」で、これは多数の細胞振動子で構成されている。hairy遺伝子の負のフィードバックループにより駆動される細胞振動子レベルの特性が研究されている一方で、分節時計の系全体での特性はほとんど解明されていない。系全体の特性を明らかにするために、我々はin vivoモザイク実験と数理シミュレーションを利用して、ゼブラフィッシュ胚の正常な分節時計が実験刺激にどう応答するかを調べた。その結果、分節時計が結合振動システムとしてふるまうこと、つまり隣接する細胞振動子は、hairy振動子に制御されるNotchを介した細胞間コミュニケーションで共役し、同調振動することを実証した。また、個々の振動子の位相は確率論的な遺伝子発現や活発な細胞増殖といった発生過程におけるノイズにより変動するが、これらのノイズの影響を最小限に抑え、位相のそろった振動を保つために、細胞間共役が重要な役割を果たしていることがわかった。

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