| 研究領域 | 細胞運命操作による植物生殖システムのリモデリング |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05778
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
丸山 大輔 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 准教授 (80724111)
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| 研究分担者 |
山岡 尚平 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (00378770)
水多 陽子 名古屋大学, 高等研究院(WPI), 特任助教 (70645142)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 配偶体 / 重複受精 / 精細胞 / 卵細胞 / 中央細胞 / シロイヌナズナ / ベンサミアナタバコ / ゼニゴケ / 植物 / 細胞運命 / 被子植物 / 花粉 / 胚のう / 受精 / 植物生殖 / 体細胞 / 配偶子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物は生殖細胞においても分化の可塑性や柔軟性をもつ。最新の生殖細胞の分化制御因子の知見を基に、本研究領域では独自の解析技術を駆使し、体細胞からの生殖細胞の作出や、生殖細胞の体細胞への分化転換という細胞運命の操作に挑戦する。これにより、オス配偶子(A01)とメス配偶子(A02)の分化運命の決定・転換のメカニズムを解析し、植物特有の生殖プロセスの原理の理解と、それによる育種・生殖技術の変革を目指す。
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| 研究成果の概要 |
植物は半数体細胞で構成される雌雄の生殖組織，配偶体によって有性生殖を営んでいる．近年のモデル植物を用いた分子生物学の発展によって，生殖細胞がもつ分化の可塑性や柔軟性が明らかとなった．我々は配偶体の可塑性を利用し，既知の因子を操作することで通常とは異なる細胞構成をもった配偶体の作出や，体細胞からの生殖系列細胞の作出など，多様な細胞運命転換を試みた．その結果，先端が無核状態になる花粉管など，新規の細胞構成を持つ配偶体を作出することに成功した．また，各班が開発した独自の解析系や実験材料は，本領域が目指す，自然界にない有用な新規植物生殖システムを築く「植物生殖改変」の基礎になると期待される．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生殖という過程は有用な形質を持つ植物同士を掛け合わせて新たな形質をもつ新品種を生み出すための原動力といえる．被子植物の場合は，花粉管によって運ばれる同一の遺伝情報をもつ雌雄各2個の配偶子が融合する厳密な受精システムが存在し，その染色体の交換の様式も限定されている．本領域の唱える植物生殖改変では，多様な細胞構成の新規配偶体を組み込むことで，通常とは異なる生殖の経路を作出することが可能になる．本領域は遺伝子操作を通じて新規配偶体が作出可能であることを示す成果をあげた．同様のアプローチで今後，配偶体が本来持つ機能への理解が深まるとともに，有用な新規の生殖システム構築の基礎となることが期待される．
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