脳の形成過程においてノイズを除去する仕組みを発見
金沢大学新学術創成研究機構の佐藤 純 教授，北海道大学大学院理学研究院の栄 伸一郎 教授らの共同研究グループは，数理モデリングを活用したコンピューターシミュレーションの結果を実験的に検証することによって，脳の形成過程において生じるノイズを除去する仕組みを明らかにしました。
脳のような複雑な組織が形成される過程は多くの遺伝子によって制御されています。
しかし，これら遺伝子の働きはさまざまなノイズによって乱されることから，正確に脳を形成するためにはノイズを除去する必要があります。微弱なノイズの効果を網羅的に調べることは困難ですが，本研究では，比較的単純なショウジョウバエの脳を対象に，数理モデルを用いた解析と実際の脳を用いた実験を組み合わせることで，細胞内情報伝達経路であるJak/Statがノイズを無効化し，正確な脳形成を保証していることを明らかにしました。
脳をはじめ，さまざまな組織は幹細胞と呼ばれる「種」のような働きをする細胞がさまざまな種類の細胞を生み出すことによって形成されます。形成過程の脳においてJak/Statの働きを弱めると，脳の神経細胞を生み出す神経幹細胞が乱雑に形成することから，Jak/Statは神経幹細胞の形成過程においてノイズを除去していることが示唆されました。Jak/Statは哺乳類の大脳皮質における神経幹細胞や，万能幹細胞であるES細胞，および他のさまざまな臓器の幹細胞においても同様にノイズを除去している可能性が考えられます。本研究によって明らかとなったJak/Statの作用機構，およびその正確なシミュレーションを実現する数理モデルはさまざまな幹細胞の研究に対しても応用できるものと期待されます。
本研究成果は，2018年8月20日午前10時（英国時間）に英国科学誌「Scientific Reports」のオンライン版に掲載されました。
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