• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

根の成長を制御する周期と変調の分子基盤の解明

Publicly Offered Research

Project AreaIntrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development
Project/Area Number 22H04722
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionMeiji University

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 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords根 / 植物ホルモン / シロイヌナズナ
Outline of Research at the Start

根の成長を制御する周期性の基本原理と、それらの変調が生み出す細胞分化の分子実態を解明する。ブラシノステロイド(BR)がサイトカイニン(CK)シグナル、オーキシンシグナルによる周期的な拮抗関係に影響を与えることで根の伸長に変調を及ぼすと仮定し、CKシグナルとオーキシンシグナルの周期的なバランスを生み出す内的振動子の分子実態を探ることで、根の成長を支える分子基盤に明らかにする。さらに、 BRシグナルの下流で起きているイベントを包括的に明らかにし、根の成長を制御する周期性の基本原理を解き明かす。

Outline of Annual Research Achievements

植物の根は水分や養分を吸収するとともに、植物体全体を支える重要な器官であり、その伸長は植物体全体の成長を大きく左右する。環境に応じた根の伸長は、根端メリステムでの周期的な細胞増殖と、その変調による細胞分化への転換のタイミングにより決まることから、多様かつ柔軟な根の周期形態を理解する上で、この一連の過程を分子レベルで理解することは重要な研究課題である。本研究では、植物ホルモンによる根の成長を制御する周期性の基本原理と、それらの変調が生み出す細胞分化の分子実態の解明を目指す。
シロイヌナズナの根では、ストレスを受けると根端においてサイトカイニンシグナルが活性化し、オーキシンシグナルが抑制されることで、根端メリステムでの細胞増殖が阻害され、細胞分化への移行が促進することが知られている。本年度は、サイトカイニンシグナル、オーキシンシグナルの変化に加えて、DNA 損傷ストレスを受けると、ブラシノステロイドシグナルが幹細胞ニッチにて活性化することを見出した。以前までに、DNA 損傷を受けると、幹細胞で細胞死が誘導され、QC 細胞では分裂が活性化することが示されている。そこで、ブラシノステロイドシグナルが、それら応答に関わっているか調べたところ、ブラシノステロイドシグナルの変異体では、DNA 損傷による幹細胞の細胞死および QC 細胞の分裂活性化が抑制されることを明らかにした。このことから、ブラシノステロイドが DNA 損傷に応答した幹細胞の細胞死および QC 細胞の分裂活性化に関与している可能性が考えられた。また、ブラシノステロイド受容体の一つが DNA 損傷に応答して幹細胞ニッチで蓄積することも見出し、その蓄積がブラシノステロイドシグナルの活性化および QC 細胞分裂の促進に関与していることを明らかにした。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 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 Annual Research 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 Annual Research 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 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] CFI 25 Subunit of Cleavage Factor I is Important for Maintaining the Diversity of 3' UTR Lengths in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.2022

    • Author(s)
      Zhang Xiaojuan、Nomoto Mika、Garcia-Leon Marta、Takahashi Naoki、Kato Mariko、Yura Kei、Umeda Masaaki、Rubio Vicente、Tada Yasuomi、Furumoto Tsuyoshi、Aoyama Takashi、Tsuge Tomohiko
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 63 Issue: 3 Pages: 369-383

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac002

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Identification of novel factors involved in DNA damage response 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 Annual Research 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 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Regulatory mechanisms of growth arrest in response to DNA damage2023

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

URL: 

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

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi