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発生:自由拡散する分子によるソース-シンク機構が形成するFgf8モルフォゲン勾配

Nature 461, 7263 doi: 10.1038/nature08391

多細胞生物での組織分化と形態形成は、厳密に制御されたモルフォゲン濃度勾配によって調節されていると広く考えられている。しかし、このような勾配が形成される詳しい仕組みはまだわかっていない。本研究では、生きたゼブラフィッシュ胚では、Fgf8モルフォゲン勾配が2つの不可欠な要素、つまり、供給源(ソース)から放出されて細胞外空間を迅速に自由拡散する単一分子と、受容体が介在するエンドサイトーシスによって調節され、シンクとして働く受容細胞によって、確立・維持されることを示す。このことは、生きた組織で蛍光相関分光法を用いてFgf8の個々の分子を直接調べ、それらの局所的な移動度と濃度を高精度で定量化することで実証された。また、Fgf8の標的細胞への取り込みの程度を変化させると、Fgf8勾配の形を変化させることができる。以上の結果は、自由拡散するモルフォゲンは、単純なソース-シンク機構によって、複雑な多細胞組織における濃度勾配を形成できることを立証している。

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