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Molecular understanding of plant cell division patterns

Research Project

Project/Area Number 21K15128
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research InstitutionNagoya University (2022)
National Institute of Genetics (2021)

Principal Investigator

Sasaki Takema  名古屋大学, 理学研究科, 助教 (60759497)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords微小管 / 細胞質分裂 / 細胞分裂 / 紡錘体 / 微小管付随タンパク質 / フラグモプラスト
Outline of Research at the Start

植物の細胞分裂様式について研究します。細胞分裂は生物の体を形づくるための根源的な生命現象です。植物細胞は細胞分裂様式は特殊化しており、細胞分裂面に細胞板と呼ばれる仕切りを建設することで、任意の位置と角度に分裂面を設定することができます。この分裂様式は複雑で規律だった細胞の並びを作り出し、現在の多種多様な形の植物の誕生に貢献しています。しかしながら、その特殊な分裂様式の分子的実体についてはいまだ不明確な点が多いのが現状です。そこで本研究では、植物特異的な細胞分裂時の細胞内構造の解析を中心に研究を実施します。

Outline of Final Research Achievements

Cell division is a fundamental biological process for forming the body of an organism. The division mode of plant cells can be determined using the cell division plane at appropriate positions and angles by constructing a partition called a cell plate on the plane of division. In this study, we focused on plant-specific microtubule structures to understand this plant-specific mode of division. As a result, we have clarified the microtubule structures that determine the spindle poles in land plants. The structures are formed around the nuclear envelope before spindle formation and is thought to be responsible for microtubule polymerization for the formation of mitotic spindle. This result reveals part of the molecular mechanism of the unique cell division mode in plants, in which cells divide without using a centrosome.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

約5億年前に植物は他の生物に先駆けて陸上進出を果たした。陸上進出の過程で水中に暮らしていた緑藻類の一部が新たな細胞分裂様式を生み出し、現生の陸上植物の細胞分裂の仕組みが作られていった。緑藻類が生み出した細胞分裂様式の大きな特徴として細胞板の形成や中心体の損失が挙げられる。細胞板の形成機構についてはこれまで多くの先行研究のもとその仕組みの全容が明らかになりつつある。一方で、中心体を用いない細胞分裂の仕組みの理解は全くといいほど進んでいない。本研究により陸上植物の細胞分裂様式の理解が進み、学術的な意義の他に、農産物の増産や、作物の形作り等、育種への応用も期待される。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] A Quantitative Method for Evaluating Phragmoplast Morphology2021

    • Author(s)
      Sasaki Takema、Oda Yoshihisa
    • Journal Title

      Methods Mol Biol

      Volume: 2382 Pages: 225-232

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1744-1_13

    • ISBN
      9781071617434, 9781071617441
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 植物細胞における細胞壁蓄積制御メカニズムの視覚的解析と分子的理解2022

    • Author(s)
      佐々木 武馬,大伏 仙泰,ゴメス ギリアン,柏野 善大,稲見 昌彦,小田 祥久
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 細胞壁の三次元微細構造を形づくる微小管制御機構2022

    • Author(s)
      佐々木武馬, 斎藤慧 井上大介, 杉山友希, 島本勇太 , 小田祥久
    • Organizer
      第64回 日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 微小管付随タンパク質CORDはゼニゴケにおいて細胞分裂面の決定に関与する2022

    • Author(s)
      佐々木武馬 石崎公庸 本瀬宏康 小田祥久
    • Organizer
      植物生理学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Dynamics of microtubule structure during cell division in land plants2021

    • Author(s)
      Takema Sasaki
    • Organizer
      From Cellular Dynamics to Morphology II
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-01-30  

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