植物新種誕生の原理 -国際的研究中心形成に向けた国際活動支援センター-

• Project Area: Determining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction
• Project/Area Number: 16K21727
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 東山 哲也 名古屋大学, 理学研究科(WPI), 教授 (00313205)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木下 哲 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 教授 (60342630) ; 瀬々 潤 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 招聘研究員 (40361539) ; 渡辺 正夫 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90240522) ; 辻 寛之 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 准教授 (40437512)
• Project Period (FY): 2016-06-30 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥58,370,000 (Direct Cost: ¥44,900,000、Indirect Cost: ¥13,470,000); Fiscal Year 2020: ¥14,170,000 (Direct Cost: ¥10,900,000、Indirect Cost: ¥3,270,000); Fiscal Year 2019: ¥14,170,000 (Direct Cost: ¥10,900,000、Indirect Cost: ¥3,270,000); Fiscal Year 2018: ¥14,170,000 (Direct Cost: ¥10,900,000、Indirect Cost: ¥3,270,000); Fiscal Year 2017: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2016: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 国際共同研究コア拠点 / 国際的ビジビリティー / 欧州・北米海外拠点 / 若手国際交流 / 新種誕生 / 生殖の鍵と鍵穴 / 国際共同研究コア拠

Outline of Annual Research Achievements

国際活動支援班では、国内外の人的交流による国際共同研究、ブレインストーミング、ミーティングを実施することを通して、「植物新種誕生原理」のために国外研究者が結集・交流できる国際的研究拠点を我が国に構築することを目的とする。特に領域代表が強力にリーダーシップをとり、本領域が推進する3つのブレークスルーテクノロジー、すなわちライブセルイメージング、構造生物学、生命科学と有機合成化学の融合における優位性を通じて生殖研究を国際的にリードするための活動を実施した。本年度は欧州・北米海外拠点への若手の派遣に加え、特に、領域代表の東山がプレジデントを務め、計画研究の木下が大会長を務める植物生殖科学の最大の国際学会を運営した。国際学会の前後には名古屋大と横浜市大の2拠点でそれぞれ生殖科学とエピジェネティクスにフォーカスしサテライトワークショップを開催した。世界的にも顕著な業績を上げた有力研究者を我が国に多数招へいして本領域の研究者と交流し、国際共同研究をより活性化するための体制を強固にすると同時に、本領域の研究成果を積極的に発信することで国際的なプレゼンスを向上させた。

国際植物生殖会議：領域代表の東山が学会長を、また計画班の木下が大会長を務めるThe 25th International Congress on Sexual Plant Reproductionにて、本領域が共催した。参加者は目標の300人を大きく超え335名で、そのうち海外からの参加者は236名（約30か国）と参加者全体の70%を越えた。本領域が、東山が招待講演を行ったセッションを共催セッションとするなど、本領域を大きくアピールできた。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

国際植物生殖会議の前後に、本領域が大きく関わることで、名古屋大学ITbMおよび横浜市立大学木原生物学研究所において、サテライトシンポジウムを行い、国際的プレゼンスおよび国際的研究ネットワークを飛躍的に向上させた。例えば名古屋大学ITbMでは、国外から75名、国内から51名の合計126名を集め、2日間にわたる国際会議「Frontiers & Future of Plant Reproduction Research」を開催した。30名を超える国外PIが参加した。国外の多くの国（合計17ヵ国）から、選りすぐりの世界トップレベルの研究者達や、そうした研究室で活躍する若手研究者らによる、招待講演9件、ポスター発表33件があり、本領域と濃密な交流を行った。さらにその上で国際植物生殖会議に臨んだことで、強いネットワークを構築することができた。国際植物生殖会議にてポスター賞を受賞した6名のうち、4名が本サテライトシンポジウムでポスター発表した海外の若手であることからも、いかに選りすぐりの若手を集めることができたか明らかである。他の2名は本領域の学生であり、得られた若手間のネットワークは将来に向けた大きな財産であると言える。以上、国際的ビジビリティーの飛躍的な向上、若手国際交流の飛躍的な進展から、当初の計画以上に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

今後も計画に基づいて活発な国際活動を展開する。特に次年度には、本領域のブレークスルーテクノロジーであるライブイメージングや有機合成化学を活用した植物生殖科学をテーマにEMBO Workshopを開催する予定である。EMBO Workshopのテーマは次世代の研究の中心となる新技術として国際的な研究コミュニティによって認められたものが対象として選定されるため、本領域のブレークスルーテクノロジーが世界的に注目されていることを示している。実験を伴うEMBO Workshopが日本で開催されるのは、全分野を通じて初めてのことである。ワークショップには国際的にも顕著な業績を上げてきた卓越研究者や若手研究者、大学院生らが参加するため、領域が掲げるブレークスルーテクノロジーであるライブイメージングや有機合成化学を活用したイメージングを中核とする国際共同研究を拡大し、最終年度における国際共同研究の論文発表へとつなげる。

また、EMBO Workshop直後に、新学術領域「レゾナンスバイオ」との共催で、国際若手の会を開催する。EMBO Workshopを受講する世界的に選抜された海外の若手と、本領域の若手、レゾナンスバイオの若手が、ラウンドテーブル、フラッシュトーク、相互の評価によるポスターアワードなどを執り行うことで、人的ネットワークを形成する。若手国際交流と領域間連携の視点から、極めてインパクトの大きな会になると期待する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of California, Davis(米国)
• [Int'l Joint Research] University of Zurich(スイス)
• [Int'l Joint Research] Gregor Mendel Institute(オーストリア)
• [Int'l Joint Research] UC Davis(United States)
• [Int'l Joint Research] UC Berkeley(United States)
• [Int'l Joint Research] University of Zurich(Switzerland)
• [Journal Article] FACT complex is required for DNA demethylation at heterochromatin during reproduction in Arabidopsis. (2018)
  • Author(s): Frost Jennifer M.、Kim M. Yvonne、Park Guen Tae、Hsieh Ping-Hung、Nakamura Miyuki、Lin Samuel J. H.、Yoo Hyunjin、Choi Jaemyung、Ikeda Yoko、Kinoshita Tetsu、Choi Yeonhee、Zilberman Daniel、Fischer Robert L.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci USA Volume: 115
  • DOI: 10.1073/pnas.1713333115
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A parental tug-of-war (2018)
  • Author(s): Kinoshita Tetsu
  • Journal Title: Nat Plants Volume: 4 Pages: 329-330
  • DOI: 10.1038/s41477-018-0179-9
• [Journal Article] One Hundred Ways to Invent the Sexes: Theoretical and Observed Paths to Dioecy in Plants (2018)
  • Author(s): Henry Isabelle M.、Akagi Takashi、Tao Ryutaro、Comai Luca
  • Journal Title: Annual Review of Plant Biology Volume: 69 Pages: 553-575
  • DOI: 10.1146/annurev-arplant-042817-040615
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genome re-sequencing of diverse sweet cherry (Prunus avium) individuals reveals a modifier gene mutation conferring pollen-part self-compatibility (2018)
  • Author(s): Ono Kentaro、Akagi Takashi、Morimoto Takuya、Wunsch Ana、Tao Ryutaro
  • Journal Title: Plant Cell Physiol Volume: 59 Pages: 1265-1275
  • DOI: 10.1093/pcp/pcy068
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Y-Encoded Suppressor of Feminization Arose via Lineage-Specific Duplication of a Cytokinin Response Regulator in Kiwifruit (2018)
  • Author(s): Akagi Takashi、Henry Isabelle M.、Ohtani Haruka、Morimoto Takuya、Beppu Kenji、Kataoka Ikuo、Tao Ryutaro
  • Journal Title: The Plant Cell Volume: 30 Pages: 780-795
  • DOI: 10.1105/tpc.17.00787
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] SUPERMAN regulates floral whorl boundaries through control of auxin biosynthesis (2018)
  • Author(s): Xu, Y., Prunet, N., Gan, E-S., Wang, Y., Stewart, D., Wellmer, F., Huang, J., Yamaguchi, N., Tatsumi, Y., Kojima, M., Kiba, T., Sakakibara, H., Jack, T.P., Meyerowitz, E.M., Ito, T.
  • Journal Title: The EMBO Journal Volume: -
  • DOI: 10.15252/embj.201797499
  • NAID: 120006478564
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Patterns of polymorphism and selection in the subgenomes of the allopolyploid Arabidopsis kamchatica (2018)
  • Author(s): Paape Timothy、Briskine Roman V.、Halstead-Nussloch Gwyneth、Lischer Heidi E. L.、Shimizu-Inatsugi Rie、Hatakeyama Masaomi、Tanaka Kenta、Nishiyama Tomoaki、Sabirov Renat、Sese Jun、Shimizu Kentaro K.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 9 Pages: 3909-3909
  • DOI: 10.1038/s41467-018-06108-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Special issue on plant reproduction research in Asia (2018)
  • Author(s): Sun Meng-Xiang、Yang Wei-Cai、Higashiyama Tetsuya
  • Journal Title: Plant Reproduction Volume: 31 Pages: 1-2
  • DOI: 10.1007/s00497-018-0330-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Duplicated pollen-pistil recognition loci control intraspecific unilateral incompatibility in Brassica rapa. (2017)
  • Author(s): Takada Yoshinobu、Murase Kohji、Shimosato-Asano Hiroko、Sato Takahiro、Nakanishi Honoka、Suwabe Keita、Shimizu Kentaro K.、Lim Yong Pyo、Takayama Seiji、Suzuki Go、Watanabe Masao
  • Journal Title: Nature Plants Volume: 3 Pages: 17096-17096
  • DOI: 10.1038/nplants.2017.96
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cost-Effective Discovery of Nucleotide Polymorphisms in Populations of an Allopolyploid Species Using Pool-Seq (2017)
  • Author(s): Hirao Akira S.、Onda Yoshihiko、Shimizu-Inatsugi Rie、Sese Jun、K. Shimizu Kentaro、Kenta Tanaka
  • Journal Title: American Journal of Molecular Biology Volume: 07 Pages: 1031-1046
  • DOI: 10.4236/ajmb.2017.74012
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] pKAMA-ITACHI Vectors for Highly Efficient CRISPR/Cas9-Mediated Gene Knockout in Arabidopsis thaliana (2017)
  • Author(s): Tsutsui H., Higashiyama T.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. Volume: 58 Pages: 46-56
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw191
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structure-Activity Relation of AMOR Sugar Molecule That Activates Pollen-Tubes for Ovular Guidance (2017)
  • Author(s): Jiao J., Mizukami A.G., Sankaranarayanan S., Yamguchi J., Itami K., Higashiyama T.
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 173 Pages: 354-363
  • DOI: 10.1104/pp.16.01655
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Gametophytic pollen tube guidance: attractant peptides, gametic controls, and receptors (2017)
  • Author(s): Higashiyama T., Yang W.C.
  • Journal Title: Plant Physiol. Volume: 173 Pages: 112-121
  • DOI: 10.1104/pp.16.01571
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Complex dominance hierarchy controlled by polymorphism of small RNAs and their targets. (2017)
  • Author(s): Yasuda S., Wada Y., Kakizaki T., Tarutani Y., Miura-Uno E., Murase K., Fujii S., Hioki T., Shimoda T., Takada Y., Shiba H., Takasaki-Yasuda T., Suzuki G., Watanabe M., Takayama S.
  • Journal Title: Nature Plants Volume: 3 Pages: 16206-16206
  • DOI: 10.1038/nplants.2016.206
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cytoskeleton dynamics control the first asymmetric cell division in Arabidopsis zygote (2016)
  • Author(s): Kimata Y., Higaki T., Kawashima T., Kurihara D., Sato Y., Yamada T., Hasezawa S., Berger F., Higashiyama T., Ueda M.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: 113 Pages: 14157-14162
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] DNA Methylation of the Transposable Elements Is Reconfigured at the Onset of the Reproductive Phase in the Rice Shoot Apical Meristem (2019)
  • Author(s): Tsuji H.
  • Organizer: Plant and Animal Genome XXVII (PAG XXVII)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Cruising inside flowers: from cellular dynamics to key signaling molecules (2018)
  • Author(s): Higashiyama T.
  • Organizer: International Conference on Arabidopsis Research ICAR2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] DNA methylation dynamics in the rice shoot apical meristem (2018)
  • Author(s): Higo A.
  • Organizer: Invited seminar in Gregor Mendel Institute, Vienna, Austria
  • Invited
• [Presentation] Visualization and manipulation of genomes in sexual reproduction (2018)
  • Author(s): Higashiyama T.
  • Organizer: Plant Genomes in a Changing Environment, Sanger Institute
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Dynamics and key signaling molecules of pollen tube guidance (2018)
  • Author(s): Higashiyama T.
  • Organizer: HBMC (Horticulture Biology and Metabolomics Center) Symposium in Fujian Agriculture and Forestry University
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Live-Cell Analysis of Signaling and Key Molecules in Plant Reproduction (2018)
  • Author(s): Higashiyama T.
  • Organizer: Invited semnar in Institute of Plant and Microbial Biology, Academia Sinica
  • Invited
• [Presentation] Live-Cell Study of Pollen Tube Guidance (2018)
  • Author(s): Higashiyama T.
  • Organizer: Seminar in University of California, Davis
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Live-Cell Analyses of Key Signaling Molecules in Pollen Tube Guidance (2017)
  • Author(s): Higashiyama T.
  • Organizer: Taiwan Japan Plant Biology 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Cellular Signaling and Dynamics in Pollen Tube Guidance (2017)
  • Author(s): Higashiyama T.
  • Organizer: Cold Sring Harbor Asia Conference on Plant Cell and Developmental Biology
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Identification and characterization of the novel pollen-stigma recognition factors for unilateral incompatibility i Brassica rapa. (2017)
  • Author(s): Takada Y., Murase K., Shimosato-Ando H., Sato T., Nakanishi H., Suwabe K., Shimizu K.K., Lim Y.P., Takayama S., Suzuki G., Watanabae M.
  • Organizer: Taiwan Japan Plant Biology 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Synergid cell controls the destination of sperm cell discharge (2017)
  • Author(s): Susaki D., Higashiyama T., Kinoshita T., Maruyama D.LURE1
  • Organizer: Taiwan Japan Plant Biology 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Possible contribution of a paternally expressed AP2-type transcription factor to early zygotic development in rice (2017)
  • Author(s): Rahman M.H., Toda E., Kobayashi M., Kudo T., Ohnishi Y., Yano K., Okamoto T.
  • Organizer: Taiwan Japan Plant Biology 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Live-Cell Analysis of Pollen Tube Guidance to Identify Key Signaling Molecules (2017)
  • Author(s): Higashiyama T.
  • Organizer: Seminar in The Plant Gene Expression Center (PGEC), University of California, Berkeley
  • Place of Presentation: バークレー
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Live-Cell Analysis of Pollen Tube Guidance Reveals Key Signaling Molecules (2017)
  • Author(s): Higashiyama T.
  • Organizer: Seminar in Carnegie Institution for Science
  • Place of Presentation: パロアルト
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] 植物新種誕生の原理
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/plant/
• [Funded Workshop] The 25th International Congress on Sexual Plant Reproduction (2018)
• [Funded Workshop] Satellite Symposium of ICSPR at ITbM "Frontiers & Future of Plant Reproduction Research" (2018)
• [Funded Workshop] Satellite Symposium of ICSPR at KIBR (2018)
• [Funded Workshop] SMBE Satellite Symposium at KIBR "Genomics and Modeling" (2018)
• [Funded Workshop] The 41st Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan, Symposium “Cutting edge biology led by plant models” (2018)
• [Funded Workshop] Cold Sring Harbor Asia Conference on Plant Cell and Developmental Biology (2017)
• [Funded Workshop] Taiwan Japan Plant Biology 2017 (2017)