| 研究領域 | 不均一環境変動に対する植物のレジリエンスを支える多層的情報統御の分子機構 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05911
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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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 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
杉本 慶子 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (30455349)
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| 研究分担者 |
松永 幸大 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40323448)
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| 研究期間 (年度) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
100,620千円 (直接経費: 77,400千円、間接経費: 23,220千円)
2024年度: 23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円)
2023年度: 23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円)
2022年度: 23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円)
2021年度: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円)
2020年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
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| キーワード | ヒストン修飾 / 転写制御 / 転写開始点制御 / 傷害応答 / 器官修復 / ヒストンバリアント / 植物生理学 / 細胞生物学 / 発生遺伝学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物は、物理的接触や風雨による損傷などの過酷な物理的傷害ストレスに晒されても、柔軟なレジリエンスを発揮する。このため、傷害を受けた直後の植物は二次代謝を変化させ、生理防御応答を行う一方、数日以内に傷害組織の再構築を開始し、損傷・欠失した器官を再形成する。これら一連の傷害応答に対して、光や温度等の複合的な環境条件が大きく影響するが、植物が傷害情報とその後感知する環境情報を統御してレジリエンスを発揮するしくみは解明されていない。本研究では、傷害を受けた植物が不規則に変化する複合環境情報を統合し、数分から数日という時間軸で傷害応答を最適化する分子機構を解明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、傷害を受けた植物が不規則に変動する複合環境情報をどのように統合し、傷害応答を調節するかという分子機構の解明を目的とした。特に、転写レベルでの情報統合機構と、それに基づくプロテオームの最適化機構に焦点を当てた。前者では、植物が茎葉を再生する際には再生初期に光受容が必要であり、その制御に転写因子HY5が関与することを明らかにした。後者では、傷害あるいは高温ストレスを与えたサンプルに対してCAGE-seq解析を行って、両ストレスに共通して転写開始点が変化する約3000個の遺伝子を同定し、その生理的意義の解明を進めた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、傷害を受けた植物が不規則に変化する光や温度といった複合的な環境情報をどのように感知・統合し、再生や防御反応を制御しているのかを分子レベルで明らかにした。これらの成果は、植物が環境変化に柔軟に対応する仕組みの理解を深めるとともに、植物再生の効率を高める新たな技術の開発につながるものであり、将来的には農業や園芸における作物の生産性向上や環境ストレスへの耐性強化など、持続可能な農業社会の実現に貢献することが期待される。
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