社会性アメーバによる動的なシグナル伝達応答における多様な感受性閾値

Sci. Signal., 28 February 2012
Vol. 5, Issue 213, p. ra17
[DOI: 10.1126/scisignal.2002449]

C. Joanne Wang^*, Adriel Bergmann^*, Benjamin Lin, Kyuri Kim, and Andre Levchenko†

Department of Biomedical Engineering, Johns Hopkins University, 3400 North Charles Street, Clark Hall Room 207, Baltimore, MD 21218, USA.

^* These authors contributed equally to this work.

† To whom correspondence should be addressed. E-mail: alev@jhu.edu

要約：アメーバである細胞性粘菌（キイロタマホコリカビ；Dictyostelium discoideum）による子実体形成における単細胞から多細胞体への複雑な変化は、構成細胞の走化性を駆り立てる拍動性の集団シグナル伝達の過程を伴う。この現象の解析に用いられる細胞は、通常は遺伝的に同一（同質遺伝子型）であるが、波状のシグナル伝達刺激に対する応答性が等しいかどうかは明らかでなく、集団全体にわたる応答が集団の細胞行動にどのように影響を与えるかも明らかでない。今回われわれは、同質遺伝子型のDictyostelium細胞が、化学走性誘因物質サイクリックアデノシン一リン酸（cAMP）に対して異なる感受性を示すことを見出した。さらに、その結果起こるシグナル伝達応答が、あるモデルによって説明できた。このモデルでは、細胞は最初の入力から5〜6分間さらに刺激しても応答せず、シグナル伝達の出力が増幅され、その増幅の閾値は集団内の細胞によって異なっている。この経路構造によって、細胞遊走時に化学走性誘因物質の勾配が細胞内で増幅されることの説明が可能である。この新しいモデルから、多様な細胞応答性により集団的な細胞行動が促進される可能性があることが予測される。それは、特に最初のcAMPシグナル伝達の波を細胞集団全体に伝播するのに役立つ応答性が増大した細胞が集団の中に少数存在するためである。

C. J. Wang, A. Bergmann, B. Lin, K. Kim, A. Levchenko, Diverse Sensitivity Thresholds in Dynamic Signaling Responses by Social Amoebae. Sci. Signal. 5, ra17 (2012).