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2013年6月 8日 (土)

動物の体を相似形にするメカニズムを発見

2013年6月7日
独立行政法人理化学研究所
独立行政法人科学技術振興機構
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 オーガナイザーというと、組織を束ねる
主催者などを指します。
 
 皆をまとめてある方向に導く司令塔
みたいな役割を果たす人です。
 
 発生学の世界でも司令塔として機能する
オーガナイザーが存在し、特に初期胚の
背側部分に存在する小さな組織は、
発見した科学者の名前をつけて
「シュペーマンオーガナイザー(形成体)」
と呼ばれています。
 
 脊椎動物の複雑な組織は、
シュペーマンオーガナイザーから分泌
される「コーディン」などの指令因子の
濃度勾配で決まります。
 
 濃度が高いところでは脳など背側の
組織が、濃度が低いところでは造血組織
など腹側の組織が形成されます。
 
 ところで、動物の体のサイズには
ばらつきがあり、同じ種でもサイズが違う
こともしばしば見受けられます。
 
 しかし、一般的には体のサイズに大小が
あっても同種や近い種であれば、頭や胴、
足などの大きさの比率は体のサイズに
対して一定です。
 
 これをスケーリング(相似形維持)と
いい、多様な動物に共通して認められ
ます。
 
 より顕著な例としては、アフリカツメ
ガエルの初期胚から腹側の部位を切除
して、シュペーマンオーガナイザーがある
半分サイズの胚を成長させる実験が
あります。
 
 すると不思議なことに、脳や腹部などの
組織も半分の体積に縮小し、相似形が
保たれた2分の1サイズのオタマジャクシが
生まれます。
 
 もし、コーディンなどの指令因子の
濃度の高低によって組織形成が誘導される
ならば、半分サイズの胚では体のサイズに
比べて大きな脳が形成されるはずですが、
そうはなりません。
 
 この「謎」を解明するため、理研の
研究グループはアフリカツメガエルの
初期胚を用いて指令因子のコーディン
について詳細な検証を行いました。
 
 その結果、コーディンの濃度の高低が
直接、各組織を形成していることを実証
しました。
 
 また、コーディンを分解する酵素が存在
してコーディンが常に不安定な状態に
あることが分かりました。
 
 さらに「シズルド」がコーディンを
分解する酵素の働きを阻害することで、
コーディンの濃度勾配の傾きを調節して
いることを突き止めました。
 
 大きな胚ではシズルドの濃度が高く、
コーディンの分解が抑制されおり、
コーディンは緩勾配を形成して大きな胚に
適した背腹軸パターンを形成していました。
 
 一方、胚のサイズを小さくした場合には
シズルドの濃度が減少し、コーディンは
分解が促進され急勾配を形成します。
 その結果、背原軸パターンは圧縮され、
相似形を維することを確認しました。
 このことは、シズルドの濃度が胚の
大きさに比例することで、相似形が維持
されていることを示しています。
 
 相似形維持に対するこのような知見の
積み重ねは、自己組織化技術を用いる
立体臓器形成技術の発展にもつながると
期待できます。
 
 
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 生命の神秘ですね~
 うまく出来てます。
 
>相似形維持に対するこのような知見の
>積み重ねは、自己組織化技術を用いる
>立体臓器形成技術の発展にもつながると
>期待できます。
 
 そうですね。
 
 でも、まだまだ生命の神秘に迫るには
多大な時間がかかるでしょう。

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