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植物の組織再生を支える分子基盤の解明

Research Project

Project/Area Number 22K06265
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research InstitutionMeiji University (2023)
Nara Institute of Science and Technology (2022)

Principal Investigator

高橋 直紀  明治大学, 農学部, 専任准教授 (40553623)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords根 / 再生
Outline of Research at the Start

植物は高い再生能力を有しており、組織が損傷を受けたとしても速やかに修復することで、持続的な成長を可能にしている。植物の組織再生機構の理解は、植物の永続的な発生を支える基盤として重要であるだけでなく、様々な状況下での植物の巧みな生存戦略の理解にも繋がる。そのことから、植物の組織再生機構を分子レベルで明らかにすることは重要な研究課題である。最近の我々の研究により、植物ホルモンのブラシノステロイドが根の組織再生に重要な役割を果たしていることを明らかにしている。本研究では、組織再生過程における植物ホルモンの役割を明らかにすることで、植物の組織再生の分子基盤の解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

植物は高い再生能力を有しており、組織が損傷を受けたとしても速やかに修復することで、持続的な成長を可能にしている。植物の組織再生機構の理解は、植物の永続的な発生を支える基盤として重要であるだけでなく、様々な状況下での植物の巧みな生存戦略の理解にも繋がる。そのことから、植物の組織再生機構を分子レベルで明らかにすることは重要な研究課題である。最近の研究で、植物ホルモンが根の組織再生に重要な役割を果たしていることが示唆されている。本研究では、組織再生過程における植物ホルモンの役割を明らかにすることで、植物の組織再生の分子基盤の解明を目指す。
シロイヌナズナの根の幹細胞を含む先端部分を切断すると、組織のリプログラミングが起きることで、新しい幹細胞が作り出されて組織再生が行われる。昨年度は、植物ホルモンのブラシノステロイドが根端切除後の組織再生に関与する可能性を見出した。今年度は、組織再生におけるブラシノステロイドの役割を組織レベルで明らかにするために、根端切除後のブラシノステロイドシグナルの活性を時空間的にモニターした。その結果、根端切除してから数日後に新しく幹細胞が再生される領域においてブラシノステロイドシグナルが活性化することを明らかにした。そして、組織再生が完了する時には、ブラシノステロイドシグナルが低下することを見出した。このことから、根端切除後の幹細胞の再生にブラシノステロイドが重要な役割を果たしている可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

幹細胞再生におけるブラシノステロイドの新たな役割を見出し、組織再生における重要な知見が得られたことから、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

組織再生にはオーキシンとサイトカイニンが関わっていることから、ブラシノステロイドとの関係を調べることで、幹細胞再生における植物ホルモンの関係性についても明らかにする。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] DNA double-strand breaks enhance brassinosteroid signaling to activate quiescent center cell division in Arabidopsis2023

    • Author(s)
      Takahashi Naoki、Suita Kazuki、Koike Toshiya、Ogita Nobuo、Zhang Ye、Umeda Masaaki
    • Journal Title

      Journal of Experimental Botany

      Volume: 75 Issue: 5 Pages: 1364-1375

    • DOI

      10.1093/jxb/erad424

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cytokinin signaling promotes root hair growth by directly regulating RSL4 expression2023

    • Author(s)
      Takatsuka Hirotomo、Sasaki Anna、Takahashi Naoki、Shibata Michitaro、Sugimoto Keiko、Tanaka Maho、Seki Motoaki、Umeda Masaaki
    • Journal Title

      Journal of Experimental Botany

      Volume: - Issue: 12 Pages: 3579-3594

    • DOI

      10.1093/jxb/erad091

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Brassinosteroids are required for efficient root tip regeneration in <i>Arabidopsis</i>2022

    • Author(s)
      Takahashi Naoki、Umeda Masaaki
    • Journal Title

      Plant Biotechnology

      Volume: 39 Issue: 1 Pages: 73-78

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.21.1103a

    • NAID

      130008128861

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • Year and Date
      2022-03-25
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Local induction of IAA5 and IAA29 promotes DNA damage-triggered stem cell death in Arabidopsis roots2022

    • Author(s)
      Takahashi Naoki、Ogita Nobuo、Koike Toshiya、Nishimura Kohei、Inagaki Soichi、Umeda Masaaki
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2022.09.02.506394

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] Identification of novel factors involved in DNA damage responses in Arabidopsis2024

    • Author(s)
      Toshiki Wada, Mihiro Nakajima, Huka Hozumi, Naoki Takahashi
    • Organizer
      第65回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] DNA損傷応答における植物ホルモンの役割2023

    • Author(s)
      高橋直紀
    • Organizer
      日本放射線影響学会第66回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Regulatory mechanism of growth arrest in response to stresses2023

    • Author(s)
      Naoki Takahashi
    • Organizer
      Sustainable Enhancement of Plant Productivity with Precision Genomics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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