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2015 Fiscal Year Annual Research Report

植物細胞壁の情報処理システム

Administrative Group

Project AreaPlant cell wall as information-processing system
Project/Area Number 24114001
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

西谷 和彦  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (60164555)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 出村 拓  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (40272009)
澤 進一郎  熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (00315748)
大林 武  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (50397048)
工藤 光子  立教大学, 理学部, 准教授 (90594078)
Project Period (FY) 2012-06-28 – 2017-03-31
Keywords植物細胞壁 / 糖質分析 / オミクス / イメージング / 共発現データベース
Outline of Annual Research Achievements

新学術領域研究「植物細胞壁の情報処理システム」の班員の研究推進、研究コミュニティーへの成果の発信,並びに一般社会への成果を還元するのが本研究の目的である。そのために研究連携促進のための解析支援センター、オミクス支援室、イメージング解析支援室を組織運営し、同時に、研究成果をデータベースやプロトコルとしてウェブサイトより世界に発信する。更に、若手育成やアウトリーチ活動などの広報活動や一般社会へ向けた啓発活動を展開する。解析支援センターは西谷が代表となり,細胞壁の免疫組織学および糖質分析,植物ホルモンの定量,細胞壁関連酵素反応の解析,細胞・組織内の糖質の局在解析などを通して、他の班員との共同研究および研究協力を推進した。オミクス支援室は奈良先端大に拠点を置き,出村が代表となり次世代シクエンサーを活用して班員にオミクス解析の支援を行う。オミクスのデータベースの構築・発信は、生命情報科学の専門家である大林が担当し,植物細胞壁の情報処理空間のオミクスに特化した独自の公的データベースの構築を開始し、順次、世界に発信している。イメージング解析支援室は東大に拠点を置き細胞壁動態に関わる高分解の単分子リアルタイム計測から網羅的・定量的イメージング解析までの幅広い可視化技術を支援する。更に可視化用の汎用性の高い解析ソフトウェアを開発し、班員に提供すると同時に,世界の研究者の利用に供している。広報活動は工藤、大林、澤が中心となり、ウェブサイトを整備・更新し,専門家に向けたデータベース公開をつづけている。一般用のアウトリーチ活動として,工藤が中心となり細胞壁の拡大モデルや細胞壁機能をテーマとしたアプリを作成し、国内の主要な大学,研究所などで児童生徒一般人を対象にした公開展示および啓発イベントを実施した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

支援センターによる班員間の共同研究はその件数の増加や研究成果の発表件数からみて,当初の予想以上の効果があがっていると判断できる。社会への研究成果の還元のための啓発活動は,各大学・公的研究機関での細胞壁モデルなどの公開展示が大きな反響を得ていることから判断し,当初計画以上に成果が上がっている。共発現データベースはそのアクセス数から判断し,研究者コミュニティーに予想以上に貢献していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

次年度は最終年度であるので,これまでの活動の総括を含める必要があるが,それ以外は,当初の計画が予想以上に成果を上げているので,計画通りに推進する。

  • Research Products

    (51 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (27 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 25 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] ALCOdb: Gene Coexpression Database for Microalgae.2016

    • Author(s)
      Aoki Y, Okamura Y, Ohta H, Kinoshita K, Obayashi T.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 57 Pages: e3

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv190

  • [Journal Article] ATTED-II in 2016: a plant coexpression database towards lineage-specific coexpression.2016

    • Author(s)
      Aoki Y, Okamura Y
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 57 Pages: e5

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv165

  • [Journal Article] Possible pathways linking ploidy level to cell elongation and cuticular function in hypocotyls of dark-grown Arabidopsis seedlings2016

    • Author(s)
      Narukawa, H., Yokoyama, R., Nishitani, K.
    • Journal Title

      Plant Signal. Behav.

      Volume: 11 Pages: e1118597

    • DOI

      10.1080/15592324.2015.1118597

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protein ligand-tethered synthetic calcium indicator for localization control and spatiotemporal calcium imaging in plant cells2016

    • Author(s)
      Takaoka,Y., Shigenaga,M., Shigenaga,M., Nukadzuka,Y., Ishimaru,Y., Saito,K., Yokoyama,R., Nishitani, K., Ueda,M.
    • Journal Title

      Bioorganic & medicinal chemistry letters

      Volume: 26 Pages: 9-14

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2015.11.055

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immunogold Labeling Analysis of (1;3, 1;4)-β-D-glucan in Rice Cell Walls2016

    • Author(s)
      Yokoyama, R., Kido, N., Yamamoto, T., Furukawa, J., Iwai, H., Satoh, S., Nishitani, K.
    • Journal Title

      Bio-protocol

      Volume: 6 Pages: e1748.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional Imaging of Plant Organs Using a Simple and Rapid Transparency Technique.2016

    • Author(s)
      Hasegawa, J., Sakamoto, Y., Nakagami, S., Aida, M., Sawa, S., Matsunaga, S.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 57 Pages: 462-472

    • DOI

      10.1093/pcp/pcw027 doi: 10.1093/pcp/pcw027

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Naming of Names: Guidelines for Gene Nomenclature in Marchantia2016

    • Author(s)
      Bowman, J., Sawa, S. 他
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 57 Pages: 257-261

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv193

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Affinity purification and characterization of functional tubulin from cell suspension cultures of Arabidopsis and tobacco2016

    • Author(s)
      Hotta,T., Fujita,S., Uchimura,S., Noguchi,M., Demura, T. Muto,E., Hashimoto, T.
    • Journal Title

      Plant Physiol.

      Volume: 170 Pages: 1189-1205

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1104/pp.15.01173

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The matrix polysaccharide (1;3,1;4)-β-D-glucan is involved in silicon-dependent strengthening of rice cell wall2015

    • Author(s)
      Kido, N., Yokoyama, R., Yamamoto, T., Furukawa, J., Iwai, H., Satoh, S., Nishitani, K.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 56 Pages: 268-276

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu162

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An emerging view of plant cell walls as an apoplastic intelligent system.2015

    • Author(s)
      Nishitani, K., Demura, T.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 56 Pages: 177-179

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stimulation of cell elongation by tetraploidy in hypocotyls of dark-grown Arabidopsis seedlings.2015

    • Author(s)
      Narukawa, H., Yokoyama, R., Komaki, S., Sugimoto, K., Nishitani, K.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10 Pages: e0134547.

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0134547

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Histochemical staining of silica body in rice leaf blades.2015

    • Author(s)
      Yokoyama, R., Kido, N., Yamamoto, T., Furukawa, J., Iwai, H., Satoh, S., Nishitani, K.
    • Journal Title

      Bio-protocol

      Volume: 5 Pages: e1609.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison of gene coexpression profiles and construction of conserved gene networks to find functional modules.2015

    • Author(s)
      Okamura Y, Obayashi T, Kinoshita K.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10 Pages: e0132039

    • DOI

      org/10.1371/journal.pone.0132039

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemotaxis assay of plant-parasitic nematodes on a gel-filled microchannel device.2015

    • Author(s)
      Hida, H., Nishiyama, H., Sawa, S., Higashiyama, T., Arata, H.
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B

      Volume: 221 Pages: 1483-1491

    • DOI

      10.1016/j.snb.2015.07.081

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] BAM 1 and RECEPTOR-LIKE PROTEIN KINASE 2 constitute a signaling pathway and modulate CLE peptide triggered growth inhibition in Arabidopsis root.2015

    • Author(s)
      Shimizu, N., Sawa, S. 他
    • Journal Title

      New Phytologists

      Volume: 208 Pages: 1104-1113

    • DOI

      10.1111/nph.13520

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plant peptide hormone signaling.2015

    • Author(s)
      Motomitsu, A., Sawa, S., Ishida, T.
    • Journal Title

      Essays in Biochem.

      Volume: 58 Pages: 115-131

    • DOI

      10.1042/bse0580115

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular mechanisms of parasitism of plant-parasitic nematodes at apoplast.2015

    • Author(s)
      Mitsumasu, K., Nishiyama, H., Nakagami, S., Kanemaru, Y. and Sawa, S.
    • Journal Title

      Jap. J. Pesticide Sci.

      Volume: 40 Pages: 44-51

    • DOI

      org/10.1584/jpestics.W14-35

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mystery in genetics: PUB4 gives a clue to the complex mechanism of CLV signaling pathway in the shoot apical meristem Plant2015

    • Author(s)
      Kinoshita, A., Seo, M., Kamiya, Y., Sawa, S.
    • Journal Title

      Plant Signal. Behav.

      Volume: 10 Pages: e1028707

    • DOI

      10.1080/15592324.2015.1028707

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protocol of root-knot nematode culture by hydroponic system and nematode inoculation to Arabidopsis.2015

    • Author(s)
      Nishiyama, H., Ngan, B. T., Nagakami, S., Ejima, C., Ishida, T., Sawa, S.
    • Journal Title

      Nematological research

      Volume: 45 Pages: 45-49

    • DOI

      org/10.3725/jjn.45.45

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visualization of cellulose synthases in Arabidopsis secondary cell walls.2015

    • Author(s)
      Watanabe,Y., Demura, T.他
    • Journal Title

      Science

      Volume: 350 Pages: 198-203

    • DOI

      10.1126/science.aac7446

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Changes in polysome association of mRNA throughout growth and development in Arabidopsis thaliana.2015

    • Author(s)
      Yamasaki S, Matsuura H, Demura T, Kato K
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 56 Pages: 2169-2180

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv133

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Possible contribution of TED6 and TED7, secondary cell wall-related membrane proteins, to evolution of tracheary element in angiosperm lineage.2015

    • Author(s)
      Rejab NA, Nakano Y, Yoneda A, Ohtani M, Demura T
    • Journal Title

      Plant Biotechnol.

      Volume: 32 Pages: 343-347

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.15.0826a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Physical interaction between SnRK2 and PP2C is conserved in Populus trichocarpa.2015

    • Author(s)
      Song X, Demura, T.他
    • Journal Title

      Plant Biotechnol.

      Volume: 32 Pages: 337-341

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.15.0813b

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Transcriptional repression by MYB3R proteins regulates plant organ growth.2015

    • Author(s)
      Kobayashi K, Demura, T.他
    • Journal Title

      EMBO Journal

      Volume: 34 Pages: 1992-2007

    • DOI

      10.15252/embj.201490899

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Multidimensional High-Resolution Magic Angle Spinning and Solution-State NMR Characterization of (13)C-labeled Plant Metabolites and Lignocellulose.2015

    • Author(s)
      Mori T, Tsuboi Y, Ishida N, Nishikubo N, Demura T, Kikuchi J.
    • Journal Title

      Scientific Report

      Volume: 5 Pages: 11848

    • DOI

      10.1038/srep11848.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cell dedifferentiation and organogenesis in vitro require more snRNA than does seedling development in Arabidopsis thaliana.2015

    • Author(s)
      Ohtani M, Demura, T.他
    • Journal Title

      J Plant Res

      Volume: 128 Pages: 371-380

    • DOI

      10.1007/s10265-015-0704-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Arabidopsis NAC domain proteins VND-INTERACTING1 and ANAC103 interact with multiple NAC domain proteins.2015

    • Author(s)
      Demura, T., Yamaguchi, M., Ohtani M.
    • Journal Title

      Plant Biotechnol.

      Volume: 32 Pages: 119-123

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.15.0208a

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シロイヌナズナ葉肉細胞プロトプラストの細胞壁再構築のイメージング解析2016

    • Author(s)
      九鬼寛明,西谷和彦 他
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] シロイヌナズナのキシログルカン転移酵素・加水分解酵素ファミリータンパク質によるセルロース性多糖への糖転移反応2016

    • Author(s)
      篠原直貴,西谷和彦 他
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] シロイヌナズナの葉器官成長における細胞間移行転写因子ZN1の機能解析2016

    • Author(s)
      倉田哲也,西谷和彦 他
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] 茎寄生植物ネナシカズラの宿主接続に関わる遺伝子群の探索2016

    • Author(s)
      青木考,西谷和彦 他
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] 茎寄生植物ネナシカズラの寄生過程において宿主境界面で見られる細胞壁成分の変化2016

    • Author(s)
      穂積亮敬,青木考,西谷和彦 他
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] シロイヌナズナCBL5の発現解析と脂質修飾による細胞内局在調節機構の解析2016

    • Author(s)
      竹林昂亮,魚住信之, 西谷和彦 他
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] Maintenance of stem integrity induced by tissue incision2016

    • Author(s)
      Pitaksaringkarn W., Nishitani K., Satoh S. 他
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] プロトプラスト細胞壁再生系とイメージング解析を用いたセルロースネットワーク構築機構の解析2015

    • Author(s)
      九鬼寛明,西谷和彦 他
    • Organizer
      東北植物学会第5回大会
    • Place of Presentation
      福島大学(福島市)
    • Year and Date
      2015-12-19 – 2015-12-20
  • [Presentation] Actions of XTH family of enzymes in construction and remodeling of the plant cell wall2015

    • Author(s)
      Kuki H., Nishitani K.他
    • Organizer
      8th Plant Biomechanics International Conference
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2015-11-30 – 2015-12-04
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 植物細胞壁再編酵素XTH の進化と機能2015

    • Author(s)
      西谷和彦 他
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成27年度大会 特別シンポジウム
    • Place of Presentation
      奈良春日野国際フォーラム(奈良市)
    • Year and Date
      2015-09-17 – 2015-09-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 膜交通過程におけるシロイヌナズナのペクチンメチルエステラーゼPME35の機能制御について2015

    • Author(s)
      小浜大山,篠原直貴,横山隆亮,西谷和彦
    • Organizer
      日本植物学会第79回大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター (新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [Presentation] 細胞壁構築におけるβ-(1→3),(1→4)-グルカンの機能解明2015

    • Author(s)
      竹内美和,西谷和彦 他
    • Organizer
      日本植物学会第79回大会
    • Place of Presentation
      鷺メッセ新潟コンベンションセンター (新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [Presentation] アメリカネナシカズラの寄生メカニズムの解明2015

    • Author(s)
      柴田航希,西谷和彦 他
    • Organizer
      日本植物学会第79回大会
    • Place of Presentation
      鷺メッセ新潟コンベンションセンター (新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [Presentation] シロイヌナズナ 4 倍体を用いた細胞サイズ決定メカニズムの解析2015

    • Author(s)
      鳴川秀樹,西谷和彦 他
    • Organizer
      日本植物学会第79回大会
    • Place of Presentation
      鷺メッセ新潟コンベンションセンター (新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [Presentation] 弱光条件下におけるペクチンメチル基転移酵素PMT16の機能解析2015

    • Author(s)
      竹内春樹,西谷和彦, 佐藤忍 他
    • Organizer
      日本植物学会第79回大会
    • Place of Presentation
      鷺メッセ新潟コンベンションセンター (新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [Presentation] Temporal and spatial regulation of cell wall regeneration on arabidopsis mesophyll protoplasts2015

    • Author(s)
      Yokoyama R,Nishitani K 他
    • Organizer
      The 26th International Conference on Arabidopsis Research
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      2015-07-05 – 2015-07-09
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 植物細胞壁実験法2016

    • Author(s)
      西谷和彦 他
    • Total Pages
      404 (34-39, 191-195, 303-311)
    • Publisher
      弘前大学出版会
  • [Book] The Jatropha Genome2016

    • Author(s)
      Ohtani M, Nakano Y, Sarno R, Kurata T, Demura T
    • Total Pages
      in press
    • Publisher
      Springer
  • [Book] 植物の生長調節2015

    • Author(s)
      西谷和彦 他
    • Total Pages
      96 (40-42)
    • Publisher
      植物化学調節学会
  • [Book] Cellulose Commun.2015

    • Author(s)
      西谷和彦 他
    • Total Pages
      216 (180-184)
    • Publisher
      セルロース学会
  • [Book] 化学と生物2015

    • Author(s)
      出村 拓, 大谷 美沙都
    • Total Pages
      136(313-318)
    • Publisher
      日本農芸科学会
  • [Book] 化学と生物2015

    • Author(s)
      光増 可奈子, 川崎 努, 澤 進一郎
    • Total Pages
      136(535 - 541)
    • Publisher
      日本農芸科学会
  • [Remarks] 東北大学大学院生命科学研究科植物細胞壁機能分野

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/nishitani_lab/

  • [Remarks] 新学術領域 植物細胞壁の情報処理システム

    • URL

      https://www.plantcellwall.jp/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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