平島剛志 白眉センター／生命科学研究科特定准教授（現：シンガポール国立大学助教授）および松田道行 生命科学研究科教授は、肺の細胞が組織の湾曲を利用することで枝分かれ構造を自発的に生み出す仕組みを明らかにしました。ヒトやマウスの肺には、自然界に広く見られる繰り返し分岐構造を見つけることができますが、そのかたち作りの仕組みは謎に包まれていました。本研究では、発生期のマウスの肺を生体外で培養し、細胞や分子の働きを顕微鏡測定する新たな手法を開発しました。その結果、肺の組織の湾曲に応じて細胞の情報伝達に重要なERKタンパク質が活性化することが明らかになりました。また、ERKの活性化により細胞が機械的な力を生み出し、これによって組織の湾曲が制御されることもわかりました。さらに、得られた実験データを基に数理モデルを構築し、数理解析やシミュレーションをした結果、枝分かれパターン形成の原理となるフィードバック制御システムを提唱しました。本研究成果は、臓器のかたち作りに潜む自律的な仕組みの謎を解き明かすための基盤になると期待されます。
本研究成果は、2024年1月15日に、国際学術誌「Current Biology」にオンライン掲載されました。
「本研究成果は、闯厂罢さきがけの支援による主たるものです。ようやく成果を発表できることに、喜びもひとしおです。研究场所の复数回の変更や、长くかかった査読プロセスにおいて査読者の意见が割れた后突然のリジェクトを食らうなど、研究者あるあるの试练がありましたが、周囲の人々、所属机関、そしてさきがけプロジェクトのメンバーの支えがあり、ここまでたどり着くことができました。やはり、研究は支え合う人々がいてこそ成り立つと、改めて感じています。」
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【书誌情报】
Tsuyoshi Hirashima, Michiyuki Matsuda (2024). ERK-mediated curvature feedback regulates branching morphogenesis in lung epithelial tissue. Current Biology, 34(4), 683-696:e6.
