2022 Fiscal Year Annual Research Report
概日リズムのヘテロ性と相互作用：数理的手法に基づく定量と機能の解明
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21J23250
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
渡邊 絵美理 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)
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2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 概日リズム / 数理モデリング / 結合振動子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の個々の細胞は自律した概日時計を持ち、周期などの性質が細胞ごとに異なり、同一個体内で個々の細胞時計は脱同期しやすいことが明らかになっている。このような細胞集団がどのように時刻情報を統合しているのかは興味深い。本研究の目的は、植物における細胞レベルでの概日リズムの実験データをもとに、数理モデリングや数値シミュレーションを通して、細胞ごとのヘテロ性や細胞間における相互作用を定量化する手法を確立し、ヘテロ性の意義を解明することである。令和４年度においても引き続き、1)振動子集団の集団秩序度の時系列データからその振動子の固有振動数やばらつきを推定する手法の開発と2)植物において細胞概日時計が脱同期するような恒常条件下でも高い同期状態を維持する非細胞自律的な概日リズムの解析に取り組んだ。
1)については、他のリミットサイクル振動子のモデルにおいても前年度に得られたのと同様の推定結果が得られた。同様の手法が振動子集団の平均場を用いてできるか検討したが、いくつかの課題が残された。
2)については、細胞非自律的な概日リズムがレポーターCaMV35S::PtRLUCに限らず、他の発光レポーター（ZmUBQ1::PtRLUC）でもみられる普遍的な現象であることを示した。これらの発光レポーターのリズムは細胞内の概日時計の特性を過剰発現エフェクターによって変化させても、大きな変化がみられなかった。一方、高張液処理によって原形質連絡を生じさせる環境下で測定したところ、このリズムは消失した。これまでの成果をまとめて論文で報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
振動子集団の集団秩序度の時系列データからその振動子の固有振動数やばらつきを推定する手法の開発については、論文を執筆中である。また、細胞非自律的な概日リズムについては、このリズムがレポーターCaMV35S::PtRLUCに限らない普遍的な現象であることを示すことができ、これまでの研究成果をまとめて報告した論文を執筆し、Plant Physiology誌にアクセプトされた。
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| Strategy for Future Research Activity |
振動子集団の集団秩序度の時系列データからその振動子の固有振動数やばらつきを推定する手法についてはよりよい方法を検討し、その成果をもとに論文を執筆する予定である。
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