研究成果

遺伝子ネットワークを制御してさまざまな種類の細胞を作り出す ―数学的理論に基づく細胞運命の制御に成功―


2018年06月13日


     佐藤ゆたか 理学研究科准教授、 望月敦史 ウイルス・再生医科学研究所教授、小林健司 理学研究科特定研究員らの研究グループは、細胞内外の生体分子が形成するネットワークのうち、「遺伝子調節ネットワーク」を制御できることを、カタユウレイボヤの胚を用いて実証しました。本研究では数学理論の「リンケージロジック理論」を用いて、このネットワーク上で重要な働きをする生体分子を特定し、実験調節することに成功しました。

     本研究成果は、2018年6月8日に、国際学術誌「iScience」のオンライン版に掲載されました。

    研究者からのコメント

    左から、佐藤准教授、望月教授、小林特定研究員

     現在の生物学では、従来の実験手法に加えて、数学が新しい方法として期待されています。その中でも、数理理論が予測をあたえ実験が検証することで理解が進むような、予測検証型の研究が将来の理想像として考えられています。
     この研究は、そのような実験と理論の相互作用を実現した、先駆け的研究と言えるでしょう。

    概要

     生物の体の基本単位である細胞の活動は、生体分子の活性から生み出されます。こうした細胞内外の生体分子は、互いに活性を調節しあい、相互作用関係のネットワークを作っているため、現在では、個々の分子の働きだけではなく、ネットワーク全体の振る舞いを知ることが細胞の活動の原理を知るために重要であると考えられています。

     本研究グループは、数学的な理論であるリンケージロジック理論を用いて鍵となる生体分子を同定し、その分子に実験操作を加えることで、生物の持つネットワークの一つである「遺伝子調節ネットワーク」の振る舞いを制御できることを、モデル生物のカタユウレイボヤの胚を用いて実証しました。この理論を応用することで、さまざまなネットワークの働きを調節し、細胞の活動を制御できるようになることが期待されます。

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    【DOI】https://doi.org/10.1016/j.isci.2018.05.004

    【KURENAIアクセスURL】http://hdl.handle.net/2433/231941

    Kenji Kobayashi, Kazuki Maeda, Miki Tokuoka, Atsushi Mochizuki, Yutaka Satou (2018).

    Controlling Cell Fate Specification System by Key Genes Determined from Network Structure. iScience.


    現在の画像 JPEG image — 45 KB

    No