【生物】動物の体を相似形にするメカニズムを発見　「大きなカエルも小さなカエルも同じ形になる」という長年の謎を解明/理化学研究所

2013年6月7日
独立行政法人理化学研究所
独立行政法人科学技術振興機構

動物の体を相似形にするメカニズムを発見
−「大きなカエルも小さなカエルも同じ形になる」という長年の謎を解明−

オーガナイザーというと、組織を束ねる主催者などを指します。皆をまとめてある方向に導く司令塔みたいな役割を果たす人です。
発生学の世界でも司令塔として機能するオーガナイザーが存在し、特に初期胚の背側部分に存在する小さな組織は、
発見した科学者の名前をつけて「シュペーマンオーガナイザー（形成体）」と呼ばれています。
脊椎動物の複雑な組織は、シュペーマンオーガナイザーから分泌される「コーディン」などの指令因子の濃度勾配で決まります。
濃度が高いところでは脳など背側の組織が、濃度が低いところでは造血組織など腹側の組織が形成されます。

ところで、動物の体のサイズにはばらつきがあり、同じ種でもサイズが違うこともしばしば見受けられます。
しかし、一般的には体のサイズに大小があっても同種や近い種であれば、頭や胴、足などの大きさの比率は体のサイズに対して一定です。
これをスケーリング（相似形維持）といい、多様な動物に共通して認められます。より顕著な例としては、
アフリカツメガエルの初期胚から腹側の部位を切除して、シュペーマンオーガナイザーがある半分サイズの胚を成長させる実験があります。
すると不思議なことに、脳や腹部などの組織も半分の体積に縮小し、相似形が保たれた2分の1サイズのオタマジャクシが生まれます。
もし、コーディンなどの指令因子の濃度の高低によって組織形成が誘導されるならば、半分サイズの胚では体のサイズに比べて大きな脳が形成されるはずですが、そうはなりません。

この「謎」を解明するため、理研の研究グループはアフリカツメガエルの初期胚を用いて指令因子のコーディンについて詳細な検証を行いました。
その結果、コーディンの濃度の高低が直接、各組織を形成していることを実証しました。
また、コーディンを分解する酵素が存在してコーディンが常に不安定な状態にあることが分かりました。
さらに「シズルド」がコーディンを分解する酵素の働きを阻害することで、コーディンの濃度勾配の傾きを調節していることを突き止めました。
大きな胚ではシズルドの濃度が高く、コーディンの分解が抑制されおり、コーディンは緩勾配を形成して大きな胚に適した背腹軸パターンを形成していました。
一方、胚のサイズを小さくした場合にはシズルドの濃度が減少し、コーディンは分解が促進され急勾配を形成します。
その結果、背原軸パターンは圧縮され、相似形を維することを確認しました。
このことは、シズルドの濃度が胚の大きさに比例することで、相似形が維持されていることを示しています。

相似形維持に対するこのような知見の積み重ねは、自己組織化技術を用いる立体臓器形成技術の発展にもつながると期待できます。

独立行政法人理化学研究所
発生・再生科学総合研究センター 器官発生研究グループ
グループディレクター 笹井 芳樹 （ささい よしき）
上級研究員 猪股 秀彦 （いのまた ひでひこ）
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▽記事引用元　理化学研究所　60秒でわかるプレスリリース　2013年6月7日配信記事
http://www.riken.go.jp/pr/press/2013/20130607_1/digest/
報道発表資料
http://www.riken.go.jp/pr/press/2013/20130607_1/

クワガタ虫って大きい個体と小さい個体は別種に見えるよね

蛙の子は蛙、ことわざを科学的に証明した、もっとことわざを証明してくれｗ

オレとダルビッシュなんて別種に見えるわ

大きくて固いほうがいいです。

これでみんな同じ顔になれるね

マトリョーシカ ジュリア集合

犬って全部同じ種でしょ？　見た目違いすぎるけど。
でも犬同士は判ってんだよね。

うちのネコ(=‘ｘ‘=)は異常に足が短い。
ダックスフンドと相似か？

>>5
ちんちんは平常時と興奮時では全くの違う生き物だよな

>>4
国籍は一緒でも人種は別だろ

大きな〇〇〇も小さな〇〇〇も同じ〇になる

>>2で出てくるにしては鋭すぎる指摘

それは知ってた

具体的コントロール手法が解らないのよね

遺伝子制御ナノCPUはまだかね

>>9
マンチカンだろそれ

中二か

濃度勾配の話はアクチビンやレチノイン酸でもあったんじゃね

これが不思議なことだと思えることが凄いわ

何故俺の顔はイケメンと相似形でないのか(´･ω･｀)

>>3
蛙の子はおたまじゃくし

>>20
人間の子は精子か

俺他の人間と比べて頭が大きくて足が短いみたいなんだけど
オーガナイザーさんはどうしちゃったの

>>22
組織に逆らって生まれてきたのがお前
生まれながらの反逆児

>>21
精子を飼育して人間になるならその通りだ

>>14
俺は見えるけど見えない人らはこれから時間かけて調べてくんだろうな

でも、俺が見た滝つぼ辺りにいるカエル
異常に胴長になってた・・・

>>2
やっぱり昆虫は根本から違うんじゃないかね
蛹の中で体を再構成するのと初期胚から体を作るのとでは違うとか

>>2 >>27
それに関しては繁殖戦略で
大きい個体→力づくで競合雄を排除
小さい個体→こっそり行動して競合雄の手を逃れて繁殖
っつー戦略で進化してさなぎの段階で変わるらしいことは分かってる

似たようなケースはサケ・マス類の降海型と残留型にも見られる

>>28
単なる栄養失調の奇形じゃなくて、少ないエネルギーなりに子孫を残せるように最適化した変化なのか
昆虫スゲーな

つまり、間男は合法？

これを応用すれば、ドデカいアマガエルとかも可能になるのけ？

そうか小さい個体はメスの振りしてオスの目を逃れて、メスに近づいて後ろからオスに釜掘られるのか

え！そごいな、人面魚も分かるのか？

>>31
シズルドの濃度とやらを高めれば抹茶大福みたいにドデカいアマガエルになるのかもね
各パーツのサイズがバラバラのクリーチャーになるのかもしれんが

俺の理論を裏付ける知見がまた出ましたか。
つまり生物も連続的（アナログ的）な値の変化（この場合はコーディンの濃度）による生体形成機能と、
遺伝子の塩基配列の差異による非連続的（デジタル的）な生体形成機能が相補いながら混在してるということな

コーディンどこから来るねん。

【発生】シグナル伝達因子が細胞に位置情報を伝えるメカニズムを解明/NIBB
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1355150847/
【発生】動物の体作りに重要なレチノイン酸の胚内での可視化に成功/理研
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1365433146/

【生物】メキシコ・サラマンダー(ウーパールーパー)などの有尾両生類が手足を再生する際に必要な3種類のタンパク質を発見/岡山大
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1371000760/

シズル度の濃さは何が決めてるの？

>>34
それは食いでがあるな。

上手くバランス崩して脚だけ異常に逞しいニワトリとか量産できたら
サンダース大佐大喜びだな

>>41
ハトの改良品種みたいな感じ？
http://karapaia.livedoor.biz/archives/51999628.html

両生類と哺乳類
別次元の希ガス

ほぼ遺伝子の関与しかないきがす

長年の謎の方が
謎

上でクワガタの話出てるけど、アルキデスヒラタみたいな同じサイズでも長歯型と短歯型と分かれるのはどんな理由なんだろ

短小もいればデカマラもいる。