合成によってシグナル伝達のダイナミクスを理解する

Sci. Signal., 17 April 2012
Vol. 5, Issue 220, p. pe16
[DOI: 10.1126/scisignal.2003092]

Adrian L. Slusarczyk¹ and Ron Weiss^1,2*

¹ Department of Biological Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA.
² Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA.

* Corresponding author. E-mail: rweiss@mit.edu

要約：組織レベルでの組織化は高度なマルチスケール発生プログラムの作用によって現れる。しかし、基本のシグナル伝達モジュールと情報処理モジュールを組み立ててそのような機能系にするためや、それらをノイズのある複雑な生存環境に組み込むための設計の規則についてはまだ十分に取り組まれていない。接触依存性シグナル伝達をコードする合成遺伝子回路の構築が、この問題に対して広く適用可能な取組みの1つである。この回路には、リガンドDeltaと受容体Notchを介する直交生のシグナル伝達、多細胞性の正のフィードバック、転写シグナル増幅が含まれる。正のフィードバックと接触型シグナル伝達があれば、哺乳動物細胞集団全体にわたる双安定性（二つの安定化状態）とシグナル伝達にとって十分であるが、これはシグナル増幅と組み合わさった場合に限られることが分かった。このように、合成遺伝子回路の構築と特性解析によって、関心の対象となる表現型のための機構的十分性と最小必要条件を確立することが可能になっている。

A. L. Slusarczyk, R. Weiss, Understanding Signaling Dynamics Through Synthesis. Sci. Signal. 5, pe16 (2012).