四肢発生、システム解析に向けて測定に基づく慎重な一歩を踏み出す

Sci. Signal., 19 May 2009
Vol. 2, Issue 71, p. pe33
[DOI: 10.1126/scisignal.271pe33]

Susan Mackem* and Mark Lewandoski*

Cancer and Developmental Biology Laboratory, National Cancer Institute, NCI-Frederick, Frederick, MD 21702, USA.
* Corresponding authors. E-mail, mackems@mail.nih.gov (S.M.); mlewandoski@mail.ncifcrf.gov (M.L.).

要約 : 脊椎動物の胚における四肢の成長およびパターン形成は、肢芽の上皮と間充織のあいだのシグナル伝達フィードバックループによって調節される。上皮からの線維芽細胞増殖因子（fibroblast growth factor：FGF）シグナル伝達が、間充織におけるソニックヘッジホッグ（Sonic hedgehog：Shh）の発現を調節する。次に、このSHHの活性がGremlin1の発現を維持する。Gremlin1は、骨形成タンパク質（bone morphogenetic protein：BMP）のアンタゴニストをコードする遺伝子であり、BMPとGremlin1の相互作用がFgf遺伝子の発現を調節する。複合的な遺伝学解析および遺伝子発現誘導キネティクスの定量的測定から得られたデータを使用した計算モデルによって、四肢発生はシステムとして頑強であり、このようなフィードバックループによって特定の突然変異的変化やエピジェネティックな変化に対して緩衝化されていることが示されている。