分裂と胞胚形成と原腸陥入における一般的かつ遺伝的メカニズムの相互作用のモデリング

Dirk Drasdo Gabor Forgacs(2000.9, DEVELOPMENTALDYNAMICS)[Modeling the Interplay of Generic and Genetic Mechanisms in Cleavage, Blastulation, and Gastrulation]

理由

「理論生物学」第4章4-2「多細胞体形態形成のための細胞モデル」の参考文献

概要

多細胞生物の初期発生は、細胞数が初期に急速に増加することが特徴である。これは動的な形態形成過程を伴い、特徴的な形の器官を徐々に形成する。形態形成の間、厳格な遺伝的な制御下での分裂を通じて細胞はより特殊化する。形態形成には、基本的な物理的もしくは一般的な原理によって支配される協調的な細胞移動と精巧な細胞間造語作用が必要である。結果として、初期発生は一般的かつ遺伝的メカニズムの複雑な相互作用に基づいている。初期分裂と胞胚形成と原腸陥入など、多細胞生物の生命における最初の非自明な形態形成変化の計算機シミュレーションの結果を示す。これらの過程は同じモデルで記述できる。このモデルはそれぞれの細胞とその相互作用の物理特性に基づいている。遺伝的暗号はモデルパラメーターの値を決定する。モデルは、初期発生の主な段階を正確に再現する。モデルから、物理的制限が原腸陥入のタイミングの強く影響することが予測される。原腸陥入は動的不安定性の出現の前に必ず起こり、これは不安定化し、最終的に普通の発生を脱線させる。モデルの中で、不安定性を避けるためにいくつかのモデルパラメーターの値を突然変える。この変化を特定の遺伝子活性の結果として解釈する。このいくつかの細胞の物理的特性を変えた後、普通の発生履歴と原腸陥入が起こる。

印象的な図

Fig6. 原腸陥入の細胞配置シミュレーション

雑記

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