2021 Fiscal Year Final Research Report
Elucidation of the mechanisms of interspecies barriers of plant fertilization to overcome them
| Project Area | Determining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction |
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| Project/Area Number |
16H06465
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金岡 雅浩 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10467277)
Bode Jeffrey 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 客員教授 (90727900)
吉田 大和 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80785444)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 受精 / 花粉管 / 種間障壁 / リガンド・レセプター / ペプチド |
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| Outline of Final Research Achievements |
We aimed to elucidate two major interspecific barriers (two sets of critical keys and keyholes) in the stages of plant fertilization. We succeeded in demonstrating the interaction and co-crystal structures of one of them of Arabidopsis, the pollen tube attractant LURE peptides secreted from the two synergid cells on the side of the egg cell for fertilization, and the receptor kinase PRK6, which is required for LURE sensing. We have also succeeded in visualizing the differences in species recognition in pollen tube reception by the synergid cell (pollen tube bursting control) in real time.
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| Free Research Field |
分子細胞生物学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
独自に開発してきた実験系や技術により、トレニアとシロイヌナズナの両者の系を駆使して種の壁に挑む本研究は、先導的な特色がある。本研究により、受精における種の壁が、主要な鍵と鍵穴分子の一部の重要な構造による認証反応であることが、初めて実証により解明された。人類が植物受精における種の壁を制御する技術を初めて手にすることに繋がる、独創的かつ大きな成果となった。また、本研究で開発されたさまざまなイメージングの技術と実験系は、植物の受精過程における種認証機構の解明や、未同定の鍵と鍵穴分子の同定に対して基盤となる。
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