単一モルフォゲンによる周期的空間パターン形成【JST・京大機械翻訳】

Wang, S.; Garcia-Ojalvo, J.; Elowitz, M. B.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202213095311626 整理番号：22P0318739

単一モルフォゲンによる周期的空間パターン形成【JST・京大機械翻訳】

Periodic spatial patterning with a single morphogen

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発行年： 2022年03月22日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年03月22日
JST資料番号： O7001B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

多細胞発達は,指,椎骨および歯のような反復構造を生成するために,周期的空間パターニングを用いる。ターニングパターニングは,そのようなシステムを理解するための重要なパラダイムを提供した。最も単純なTuringシステムは,少なくとも2つの信号,あるいは,自発的に周期的パターンを生成するように拡散し,反応するモルフォゲンを必要とすると考えられている。ここでは,数学的モデリングを用いて,細胞内ポジティブフィードバックループと単一拡散性モルフォゲンから成る最小回路が,安定,長距離空間周期的細胞パターンを生成するのに十分であることを示した。モデルは,重要な特徴として離散エンティティとしてセルを考慮し,過渡的境界条件を組み込んだ。線形安定性解析は,この単一モルフォゲンTuring回路が,古典的側方抑制システムによって生成されたものと類似の微細粒パターンを含む広範囲の空間波長をサポートできることを明らかにした。さらに,境界から発散する信号は,明確な空間波長で伝搬モードを開始,安定化できる。一度形成されると,パターンは自己持続し,雑音に対してロバストである。最後に,ノイズは予めパターン化された領域のパターン形成を破壊できるが,その破壊効果は双安定細胞内回路ループにより克服されるか,あるいは成長組織との関連でパターニングを考慮することにより克服できる。まとめると,これらの結果は,単一モルフォゲンがロバストな空間パターン形成に充分であり,合成発達生物学の新興分野における工学パターン形成のための基礎を提供することを示した。【JST・京大機械翻訳】

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発生と分化 , 細胞生理一般

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