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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Intrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force be

Administrative Group

Project AreaIntrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development
Project/Area Number 19H05670
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

中島 敬二  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80273853)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上田 貴志  基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 教授 (10311333)
植田 美那子  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20598726)
望月 敦史  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (10304726)
近藤 洋平  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (00724444)
稲見 昌彦  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00345117)
遠藤 求  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80551499)
深城 英弘  神戸大学, 理学研究科, 教授 (80324979)
河内 孝之  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)
小田 祥久  国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 教授 (30583257)
塚谷 裕一  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90260512)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2024-03-31
Keywords植物発生 / 周期性 / 細胞動態 / 数理解析 / 人間拡張工学
Outline of Annual Research Achievements

本年度も新型コロナウィルス感染症により対面でのディスカッションや海外渡航が制限され、総括班活動を様々な制限下で行う必要が生じたが、オンラインコミュニケーションツールを活用することで円滑かつ活発な総括班活動を展開した。領域会議と総括班会議は8月と1月に開催した。1月の領域会議については、オンサイトとオンラインのハイブリッド方式で開催した。研究代表者と研究分担者が岡崎のコンファレンスセンターに参集し、研究協力者はオンラインで参加した。入念な事前テストによりトラブルなく開催することが出来、活発な討論を行った。
国際活動支援については、前年度に国際シンポジウムの代替として開催したウェビナーシリーズが好評だったため、本年度も"From Cellular Dynamics to Morphology II"として6回に分けて開催した。34か国から532名の参加登録があり、うち4割は海外からの参加者であった。また各回について、海外のゲストスピーカーの講演と領域内の若手研究者による講演を合せることで、若手の国際活動支援の場としても活用した。
数理解析、人間拡張、画像解析の各「道場」もオンライン形式で開催した。Google Colabを用いることで、ハンズオン講習をオンラインで効果的に開催することが出来た。
情報処理学会と連携し、学会誌「情報処理」に「植物と情報処理」の特集号を刊行した。領域内外の一線の研究者による8本の記事に加え、「情報植物学」という新たな分野の可能性について座談会を行い、その内容を文字起こしした記事を掲載した。
日本植物学会第85回大会(東京・オンライン)において「異分野協調と周期の変調で解き明かす植物の発生」と題したシンポジウムを、また日本分子生物学会年会(横浜・ハイブリッド)において「小さな一歩で大きな飛躍:分子や揺らぎが操る植物の発生」と題したシンポジウムを開催した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

コロナ下で対面活動や海外渡航が制限された中で、オンラインやハイブリッド方式による領域会議や、解析道場、ウェビナーシリーズ等を開催することが出来た。情報処理学会との連携による、特集号の刊行や植物学会での融合シンポジウムなど、学際融合研究を推進するための様々な活動を行うことが出来た。中間評価では、A(研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる)の評価結果を得た。

Strategy for Future Research Activity

計画研究の研究代表者8名と研究分担者3名の計11名が総括班を構成し、領域代表者の中島の統括のもと連携して領域の推進に当たる。
来年度は第二期の公募研究課題が開始され、公募班員の一部が入れ替わるため、オンラインツールを活用した公募班グループミーティングを再度開催し、共同研究のマッチングを行う。領域会議は6月と年度末の2回開催する。領域会議に付随して総括班会議を開催し、評価委員や学術調査官を交えて、関連分野の動向分析と領域運営の計画と実績を確認する。総括班による、①細胞動態観察支援、②画像情報解析支援、③理論モデル構築支援(数理生物学支援)、④一細胞解析支援、の4つの研究支援を継続する。画像解析、数理生物学、総括班担当者の主催により研究会(道場)を開催する。人間拡張工学については、領域内の若手研究者による融合研究コンペとして開催する。
国際活動支援班では、国際ウェビナーシリーズを開催する。若手ワークショップについては、新型コロナウィルス感染症の状況見ながら秋ごろに対面での開催を計画している。若手海外渡航支援についても、渡航制限が解除されつつあるため募集を再開する。
日本植物生理学会の国際誌「Plant and Cell Physiology」に、植物科学と情報学の融合研究をテーマとした特集号を刊行するため投稿の募集を開始する。
広報活動においては、引き続きSNSやプレスリリースを通じた広報活動を継続するほか、メディアや展示会、一般向けのアウトリーチ活動などの機会を利用し、本領域ならではの成果発信を行う。

  • Research Products

    (30 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (16 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 6 results) Presentation (5 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Gregor Mendel Institute(オーストリア)

    • Country Name
      AUSTRIA
    • Counterpart Institution
      Gregor Mendel Institute
  • [Int'l Joint Research] University of Tennessee/North Carolina State University/New York University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Tennessee/North Carolina State University/New York University
  • [Int'l Joint Research] Instituto de Biologia Molecular y Celu/Institute of Evolutionary Biology/Universitat Jaume I(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      Instituto de Biologia Molecular y Celu/Institute of Evolutionary Biology/Universitat Jaume I
  • [Int'l Joint Research] Ludwig-Maximilians-University/Technical University of Munich/Heinrich-Heine-University(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Ludwig-Maximilians-University/Technical University of Munich/Heinrich-Heine-University
  • [Int'l Joint Research] University of Cambridge(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of Cambridge
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      5
  • [Journal Article] Sulfanilamide Regulates Flowering Time through Expression of the Circadian Clock Gene LUX2022

    • Author(s)
      Hirohata Atsuhiro、Yamatsuta Yuta、Ogawa Kaori、Kubota Akane、Suzuki Takamasa、Shimizu Hanako、Kanesaka Yuki、Takahashi Nozomu、Endo Motomu
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 63 Pages: 649~657

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac027

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Improved clearing method contributes to deep imaging of plant organs2022

    • Author(s)
      Sakamoto Yuki、Ishimoto Anna、Sakai Yuuki、Sato Moeko、Nishihama Ryuichi、Abe Konami、Sano Yoshitake、Furuichi Teiichi、Tsuji Hiroyuki、Kohchi Takayuki、Matsunaga Sachihiro
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 5 Pages: 12

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02955-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Diminished Auxin Signaling Triggers Cellular Reprogramming by Inducing a Regeneration Factor in the Liverwort Marchantia polymorpha2022

    • Author(s)
      Ishida Sakiko、Suzuki Hidemasa、Iwaki Aya、Kawamura Shogo、Yamaoka Shohei、Kojima Mikiko、Takebayashi Yumiko、Yamaguchi Katsushi、Shigenobu Shuji、Sakakibara Hitoshi、Kohchi Takayuki、Nishihama Ryuichi
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 63 Pages: 384~400

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Migration of prospindle before the first asymmetric division in germinating spore of Marchantia polymorpha2022

    • Author(s)
      Sakai Yuuki、Higaki Takumi、Ishizaki Kimitsune、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Hasezawa Seiichiro
    • Journal Title

      Plant Biotechnology

      Volume: 39 Pages: 5~12

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.21.1217b

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A glycogen synthase kinase 3-like kinase MpGSK regulates cell differentiation in Marchantia polymorpha2022

    • Author(s)
      Furuya Tomoyuki、Nishihama Ryuichi、Ishizaki Kimitsune、Kohchi Takayuki、Fukuda Hiroo、Kondo Yuki
    • Journal Title

      Plant Biotechnology

      Volume: 39 Pages: 65~72

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.21.1219a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two phylogenetically unrelated peptide‐receptor modules jointly regulate lateral root initiation via a partially shared signaling pathway in Arabidopsis thaliana2022

    • Author(s)
      Jourquin Joris、Fernandez Ana Ibis、Parizot Boris、Xu Ke、Grunewald Wim、Mamiya Akihito、Fukaki Hidehiro、Beeckman Tom
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: 233 Pages: 1780~1796

    • DOI

      10.1111/nph.17919

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Color-Changing Fluorescent Barcode Based on Strand Displacement Reaction Enables Simple Multiplexed Labeling2022

    • Author(s)
      Makino Koki、Susaki Etsuo A.、Endo Motomu、Asanuma Hiroyuki、Kashida Hiromu
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 144 Pages: 1572~1579

    • DOI

      10.1021/jacs.1c09844

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deep evolutionary origin of gamete-directed zygote activation by KNOX/BELL transcription factors in green plants2021

    • Author(s)
      Hisanaga Tetsuya、Fujimoto Shota、Cui Yihui、Sato Katsutoshi、Sano Ryosuke、Yamaoka Shohei、Kohchi Takayuki、Berger Frederic、Nakajima Keiji
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 10 Pages: e57090

    • DOI

      10.7554/eLife.57090

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fungal-Type Terpene Synthases in Marchantia polymorpha Are Involved in Sesquiterpene Biosynthesis in Oil Body Cells2021

    • Author(s)
      Takizawa Ryosuke、Hatada Miki、Moriwaki Yuta、Abe Sachika、Yamashita Yuko、Arimitsu Ryoma、Yamato Katsuyuki T、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Koeduka Takao、Chen Feng、Matsui Kenji
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 62 Pages: 528~537

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa175

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Major components of the KARRIKIN INSENSITIVE2-dependent signaling pathway are conserved in the liverwort Marchantia polymorpha2021

    • Author(s)
      Mizuno Yohei、Komatsu Aino、Shimazaki Shota、Naramoto Satoshi、Inoue Keisuke、Xie Xiaonan、Ishizaki Kimitsune、Kohchi Takayuki、Kyozuka Junko
    • Journal Title

      The Plant Cell

      Volume: 33 Pages: 2395~2411

    • DOI

      10.1093/plcell/koab106

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Coordination between growth and stress responses by DELLA in the liverwort Marchantia polymorpha2021

    • Author(s)
      Hernandez-Garcia Jorge、Sun Rui、Serrano-Mislata Antonio、Inoue Keisuke、Vargas-Chavez Carlos、Esteve-Bruna David、Arbona Vicent、Yamaoka Shohei、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Blazquez Miguel A.
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 31 Pages: 3678~3686.e11

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.06.010

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A plant-specific DYRK kinase DYRKP coordinates cell morphology in Marchantia polymorpha2021

    • Author(s)
      Furuya Tomoyuki、Shinkawa Haruka、Kajikawa Masataka、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Fukuzawa Hideya、Tsukaya Hirokazu
    • Journal Title

      Journal of Plant Research

      Volume: 134 Pages: 1265~1277

    • DOI

      10.1007/s10265-021-01345-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of the sex-determining factor in the liverwort Marchantia polymorpha reveals unique evolution of sex chromosomes in a haploid system2021

    • Author(s)
      Iwasaki Miyuki、Kajiwara Tomoaki、Yasui Yukiko、Yoshitake Yoshihiro、Miyazaki Motoki、Kawamura Shogo、Suetsugu Noriyuki、Nishihama Ryuichi, ...Kohchi Takayuki
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 31 Pages: 5522~5532.e7

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.10.023

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Na+/Ca2+ exchanger mediates cold Ca2+ signaling conserved for temperature-compensated circadian rhythms2021

    • Author(s)
      Kon Naohiro、Wang Hsin-tzu、Kato Yoshiaki S.、Uemoto Kyouhei、Kawamoto Naohiro、Kawasaki Koji、Enoki Ryosuke、Kurosawa Gen、Nakane Tatsuto、Sugiyama Yasunori、Tagashira Hideaki、Endo Motomu、Iwasaki Hideo、Iwamoto Takahiro、Kume Kazuhiko、Fukada Yoshitaka
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 7 Pages: eabe8132

    • DOI

      10.1126/sciadv.abe8132

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dynamic Rearrangement and Directional Migration of Tubular Vacuoles are Required for the Asymmetric Division of the Arabidopsis Zygote2021

    • Author(s)
      Matsumoto Hikari、Kimata Yusuke、Higaki Takumi、Higashiyama Tetsuya、Ueda Minako
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 62 Pages: 1280~1289

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab075

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cell-by-cell dissection of phloem development links a maturation gradient to cell specialization2021

    • Author(s)
      Roszak Pawel、Heo Jung-ok、Blob Bernhard、Toyokura Koichi、...Helariutta Yrjo
    • Journal Title

      Science

      Volume: 374 Pages: eaba5531

    • DOI

      10.1126/science.aba5531

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞の周期動態とその変調が駆動する根の自在な成長2021

    • Author(s)
      中島敬二, 射水勝利, 大城翔平, 米倉崇晃, 田中慧太, 近藤洋平, 宮島俊介, 郷達明
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
  • [Presentation] 細胞・オルガネラ動態の周期性表出の分子基盤を探る2021

    • Author(s)
      上田貴志
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
  • [Presentation] 表現学習による周期と変調の比較形態学2021

    • Author(s)
      近藤洋平
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
  • [Presentation] 受精卵と初期胚における周期と変調から解き明かす植物の体軸形成機構2021

    • Author(s)
      植田美那子, 小松大鳳, 田中小百合, 檜垣匠, 松本光梨, 木全祐資,鎌本直也, 藤本仰一, 東山哲也
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
  • [Presentation] Live-cell imaging of the polarization dynamics of plant zygote2021

    • Author(s)
      Minako Ueda, Yusuke Kimata, Hikari Matsumoto, Takumi Higaki, Taiho Komatsu, Sayuri Tanka, Daisuke Kurihara, Tetsuya Higashiyama
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会
  • [Book] 理論生物学概論2021

    • Author(s)
      望月 敦史
    • Total Pages
      328
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      9784320058309
  • [Remarks] 植物の周期と変調 領域ホームページ

    • URL

      https://plant-periodicity.org/

  • [Funded Workshop] International Webinar Series "From Cellular Dynamics to Morphology II"2021

URL: 

Published: 2023-12-25  

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