植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自立分散型統御システム

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project Area: Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity
• Project/Area Number: 15K21750
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 木下 俊則 名古屋大学, その他の研究科, 教授 (50271101)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松林 嘉克 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00313974) ; 松永 幸大 東京理科大学, 理工学部, 教授 (40323448) ; 福田 裕穂 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10165293) ; 篠崎 和子 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (30221295) ; 杉本 慶子 国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, その他 (30455349) ; 角谷 徹仁 国立遺伝学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (20332174) ; 白須 賢 国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, その他 (20425630)
• Project Period (FY): 2015-11-06 – 2020-03-31
• Keywords: 植物 / 環境応答 / エピジェネティクス / 細胞間情報伝達

Outline of Annual Research Achievements

植物の環境応答について、従来行われてきた局所的・自律的な解析に加え、植物全体に維管束を介して環境シグナルを伝える長距離シグナル伝達と、ヒストン修飾やDNAメチル化などのエピジェネティックな制御により環境シグナルを時間的にキャッシュする記憶を取り入れ、統合的な観点から環境応答の研究を進める。世界的にてみてもこのような取組みを進める研究グループは世界的に見ても例がない。海外の研究機関の中でも環境応答やシグナル伝達、エピジェネティック制御等の関連分野で研究が進んでいる英国のJohn Innes CentreとThe Sainsbury Laboratory、および米国のStanford University, Carnegie Instituteも本領域の統合的な視点から植物の環境応答の解析を進めることに注目、賛同している。本領域はこのような世界的に著名な研究機関を海外共同研究拠点として、緊密な国際研究体制・国際ネットワークを確立することで、本領域から新たな世界の研究潮流を生み出し、領域全体の国際展開を加速させる。そのために領域代表と計画研究代表の８名からなる国際活動支援班を総括班内に設置し、派遣する人員の募集、選抜、派遣を進めてきた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成２７年度は、計画研究杉本班の博士研究員、柴田美智太郎博士の英国John Innes Centre・Robert Sablowski教授研究室における「根毛細胞をモデルとした環境に応答した細胞の成長制御機構」の国際共同研究、計画研究福田班の助教、近藤侑貴博士の英国Sainsbury Laboratory・Yrjo Helariutta教授研究室における「植物の維管束形成の分子メカニズム」の国際共同研究、計画研究木下班の特任助教、ワン・イン博士の米国カリフォルニア大学サン・ディエゴ校・Julian I. Schroeder教授研究室における「気孔開口の主要因子である細胞膜プロトンポンプと内向き整流性カリウムチャンネルの環境応答についての電気生理的解析」の国際共同研究など、合計９件の海外派遣および海外研究者の受入れを進めてきた。

Strategy for Future Research Activity

平成２８年度からは新たに公募研究も加わるため、領域内で改めて国際共同研究の公募を行い、その選抜を行う。公募は少なくとも年2回程度行う予定である。応募が多数の場合にはTOEFLのスコア、年会、若手の会等の英語での発表能力などを基軸に英語コミュニケーション能力の高い人材を優先的に派遣する。
また、The Sainsbury Laboratory等で毎年開催されるサマースクールにも学生等を派遣し、研究者キャリアの早い段階で最新の研究に触れさせ、同時に、若手研究者ネットワークを構築させる。さらに、海外からの日本に滞在して共同研究を行う支援も積極的に進めていく。
海外渡航が複数年または年度をまたぐ場合は、年度ごとに申請書を提出するものとし、研究の進捗状況も含めて渡航継続の判断を行う。また、年度ごとに、海外渡航報告書を提出するとともに、領域ホームページやニュースレターに掲載し、領域内外へ情報を発信する。

Causes of Carryover

本予算が平成２７年１１月以降使用可能となったため、年度内での全額使用ができなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成２８年度から加わる公募研究代表者も含め、新学術領域全体で国際共同研究の円滑な遂行に役立てるように使用する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] John Innes Centre/Sainsbury Laboratory(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: John Innes Centre/Sainsbury Laboratory
• [Int'l Joint Research] University of California, San Diego/Carnegie Institution for Science/University of California, Davis(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: University of California, San Diego/Carnegie Institution for Science/University of California, Davis
  • # of Other Institutions: 1
• [Int'l Joint Research] チューリッヒ大学(スイス)
  • Country Name: SWITZERLAND
  • Counterpart Institution: チューリッヒ大学
• [Journal Article] Probing strigolactone receptors in Striga hermonthica with fluorescence. (2015)
  • Author(s): Tsuchiya Y., Yoshimura M., Sato Y., Kuwata K., Toh S., Holbrook-Smith D., Zhang H., McCourt P., Itami K., Kinoshita T., Hagihara S.
  • Journal Title: Science Volume: 349 Pages: 864-868
  • DOI: 10.1126/science.aab3831
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A cascade of arabinosyltransferases controls shoot meristem size in tomato. (2015)
  • Author(s): Xu, C., Liberatore, K. L., MacAlister, C. A., Huang, Z., Chu, Y. H., Jiang, K., Brooks, C., Ogawa-Ohnishi, M., Xiong, G., Pauly, M., Van Eck, J., Matsubayashi, Y., van der Knaap, E., and Lippman, Z. B.
  • Journal Title: Nature Genetics Volume: 47 Pages: 784-792
  • DOI: 10.1038/ng.3309
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] PRC2 represses dedifferentiation of mature somatic cells in Arabidopsis. (2015)
  • Author(s): Ikeuchi M, Iwase A, Rymen B, H Harashima H, Shibata M, Ohnuma M, Breuer C, Morao AK, de Lucas M, De Veylder L, Goodrich J, Brady SM, Roudier F, Sugimoto K.
  • Journal Title: Nature Plants Volume: 1 Pages: 15089
  • DOI: 10.1038/nplants.2015.89
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Convergent evolution of strigolactone perception enabled host detection in parasitic plants. (2015)
  • Author(s): Conn, C. E., Bythell-Douglas, R., Neumann, D., Yoshida, S., Whittington, B., Westwood, J. H., Shirasu, K., Bond, C. S., Dyer, K. A. Nelson, D. C.
  • Journal Title: Science Volume: 349 Pages: 540-543
  • DOI: 10.1126/science.aab1140
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] RETINOBLASTOMA-RELATED PROTEIN 1に着目したG1-S期制御機構の解析 (2016)
  • Author(s): 原島洋文, Daniel Bouyer, Arp Schnittger, 杉本慶子
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2016-03-20
• [Presentation] The identification of novel regulators of NADPH oxidase RBOHD during plant immunity (2016)
  • Author(s): 門田康弘, 後藤幸久, Jan Sklenar, Paul Derbyshire, Frank Menke, Cyril Zipfel, 白須賢
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2016-03-20
• [Remarks] 植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自律分散型統御システム
  • URL: http://www.rs.tus.ac.jp/plantmemory/index.html