2013 Fiscal Year Annual Research Report
イメージング画像定量解析とシミュレーションによる植物細胞の分化形態形成機構の解明
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25291056
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
馳澤 盛一郎 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (40172902)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | オルガネラ / 細胞骨格 / 細胞壁 / イメージング / 画像定量解析 |
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| Research Abstract |
これまでタバコBY-2細胞などを材料に細胞内構造をラベルした細胞（可視化細胞）やイメージング・画像定量解析およびシミュレーションの手法を独自に開発して、細胞骨格等の動態や細胞形態形成の画像情報処理による解析を行ってきた。これらの経験をもとに、本申請研究では、モデルとしてのBY-2細胞から複雑な形態をとるシロイヌナズナ葉表皮細胞の形態形成過程における細胞形状と細胞連結様式を組織レベルで可視化した。並行して、表層微小管、アクチン繊維、分泌小胞などの細胞内構造の動態のイメージングを実施して、これらの細胞内構造が制御する葉表皮組織における細胞形態形成機構を多角的に検討した。具体的には、葉表皮細胞や孔辺細胞に様々な外的要因（例えば化学物質や高CO2処理）による形状変化を試み、さらに画像解析により細胞形状を定量的に評価し、濃度依存性の検討を行った。25年度にはオーキシンやセルラーゼによる葉表皮細胞の形態変化、および高CO2や糖による孔辺細胞の分化変化（Akita et al. 2013, PLoS ONE）を実証している。また関連の共同研究として、フラグモプラストの拡大に伴う高解像度の微小管動態を捉えた成果（Murata et al. 2013, Nature Commun.）を掲載した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
上記の通り、全体として研究は計画通りに順調に進行しており、次年度以降において当初の目的を完遂見込みであり、さらに本研究から派生した研究も発展しつつある。また、これらの成果の一部は既にNature Communications誌、PLoS ONE 誌など評価の高い専門誌に掲載された。このように、本計画に関しては当初計画していた以上の成果が得られたといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までと同様に、細胞レベルの解析と組織レベルの解析を並行して実施する。
細胞レベルの解析として，（１－１）細胞板形成に関わるキネシン様タンパク質NACK1の動態解析、および（１－２）成熟した細胞壁環境に関与する膜輸送因子PATROL1の解析を進める。また、組織レベルの解析としては、（２－１）表皮組織における信号伝達のシミュレーションの実施、（２－２）細胞壁の湾曲に伴う表層微小管の局在解析、（２－３）細胞壁の湾曲を理解するための数理モデルの検討を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本課題研究の研究後半の26～27年度において大がかりな解析が予想され、その実行に要する材料、器具、人件費等を基金の範囲で次年度使用額とした。また、研究成果の発表について掲載費などの費用にも考慮した。
上記のように研究後半において、その実行に要する材料、器具、人件費等を投入し、研究の淀みなき遂行により高い完成度の実績を目指すものである。
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[Journal Article] An atypical tubulin kinase mediates stress-induced microtubule depolymerization in Arabidopsis.2013
Author(s)
Fujita S, Pytela J, Hotta T, Kato T, Hamada T, Akamatsu R, Ishida Y, Kutsuna N, Hasezawa S, Nomura Y, Nakagami H, Hashimoto T
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Journal Title
Current Biology
Volume: 23
Pages: 1969-1978
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A Munc13-like protein in Arabidopsis mediates H+-ATPase translocation that is essential for stomatal responses.2013
Author(s)
Hashimoto-Sugimoto M, Higaki T, Yaeno T, Nagami N, Irie M, Fujimi M, Miyamoto M, Akita K, Negi J, Shirasu K, Hasezawa S, Iba K
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 4
Pages: 2215
DOI
Peer Reviewed
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