| 研究領域 | 細胞システムの自律周期とその変調が駆動する植物の発生 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05676
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
植田 美那子 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20598726)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
46,670千円 (直接経費: 35,900千円、間接経費: 10,770千円)
2023年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2022年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2021年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2020年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 植物受精卵 / 細胞伸長 / ライブイメージング / 周期振動 / 植物発生 / 体軸形成 / 周期動態 / 周期変化 / 受精卵 / ライブセルイメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多細胞生物は複雑な構造をもつが、それら全ては単一細胞である受精卵から発生する。受精卵は非対称に細胞分裂して植物体の上下軸を確立するが、受精卵の内部でどのような変化が生じて非対称分裂に至るのかは、いまだほとんど分かっていない。
そこで本研究では、受精卵内部のダイナミックな変化を網羅的にライブイメージングし、情報科学者らと協力することで、さまざまな事象が示す周期性や、事象間の連動性を見出す。さらに、それぞれの変化を制御する遺伝子群をも特定することで、受精を起点として生じる周期変化が受精卵の非対称分裂や上下軸の形成に果たす役割を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
上下軸の形成は、個体発生の原点である。しかし植物では、上下軸形成の過程において、細胞内でどのような変化が起こるのか、特に、周期的な動態がどのように制御されるのか、ほとんど分かっていなかった。そこで、研究代表者らはシロイヌナズナを用いて、詳細なライブイメージングを進めた（Matsumoto et. al., 2021）。これにより、受精卵の細胞伸長速度が細胞分裂前に変調することを突き止めた（Kang et. al., 2023）。これらの成果をまとめ、国内外に広く紹介した（Matsumoto and Ueda, 2024）。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究代表者らは、植物の受精卵が上下に極性化する動態をリアルタイムで観察したことで、細胞内のダイナミックな動きや制御が、上下軸形成の起点である受精卵の不等分裂に重要であることを突き止めた。多くの植物において、受精卵は上下に不等分裂することで植物体の上下軸を確立することから、本研究で見出された動態や仕組みは、植物に共通した原理であると期待される。
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