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単一細胞におけるオーキシン・サイトカイニン応答による並層分裂の制御機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16J00131
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関大阪大学

研究代表者

豊倉 浩一  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(SPD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード植物形態形成 / 細胞分裂 / サイトカイニン / 植物発生遺伝学
研究実績の概要

本研究課題では、植物細胞の分裂方向の制御機構の解明を目指した。器官の生長方向に対して垂直な細胞分裂(垂層分裂)により器官伸長が促進されるのに対し、器官成長方向に平行な細胞分裂(並層分裂)により器官が太くなると考えられる。すなわち、細胞分裂方向を制御することにより器官の形態(「細長い」や「短く太い」など)を調整している。しかしながら、垂層分裂と比べて並層分裂の頻度が少ないことや、細胞分裂の「方向」を調べるためには培養細胞ではなく組織内で解析する必要性から、植物細胞の細胞分裂方向制御機構については殆どわかっていなかった。
昨年度に引き続き、シロイヌナズナの根の維管束を用いて新規な並層分裂の正の制御因子、負の制御因子の解析を行った。植物ホルモンシグナルの下流で働く転写因子による分裂方向制御機構について、3次元解析により詳細な分裂方向の時空間的な制御を明らかにした。また、細胞分裂方向と相関して細胞内極性を変化させる新規因子を同定した。この新規因子を介してプログラムされた分裂方向制御が行われていると考えられる。
並行して、非モデル植物のミチタネツケバナの皮層における分裂方向制御の詳細な解析を行い、植物ホルモンのサイトカイニン受容体遺伝子の制御の進化が種間の分裂方向制御の違いを生み出す一因であることを見出した。実際に、皮層・内皮形成時の並層分裂回数が少ないシロイヌナズナにおいて、異所的にサイトカイニンシグナルを活性化すると並層分裂が活性化し、最終的な皮層の層数が増加した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Lateral inhibition by a peptide hormone-receptor cascade during Arabidopsis lateral root founder cell formation.2019

    • 著者名/発表者名
      Toyokura K, Goh T, Shinohara H, Shinoda A, Kondo Y, Okamoto Y, Uehara T, Fujimoto K, Okushima Y, Ikeyama Y, Nakajima K, Mimura T, Tasaka M, Matsubayashi Y and Fukaki H.
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 48 号: 1 ページ: 64-75

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2018.11.031

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mobile PEAR transcription factors integrate positional cues to prime cambial growth2019

    • 著者名/発表者名
      Miyashima Shunsuke、Roszak Pawel、Sevilem Iris、Toyokura Koichi.....Yuki Kondo.....De Rybel Bert、Helariutta Yka
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 565 号: 7740 ページ: 490-494

    • DOI

      10.1038/s41586-018-0839-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quiescent center initiation in the Arabidopsis lateral root primordia is dependent on the SCARECROW transcription factor2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuaki Goh, Koichi Toyokura, Darren M Wells, Kamal Swarup, Mayuko Yamamoto, Tetsuro Mimura, Dolf Weijers, Hidehiro Fukaki, Laurent Laplaze, Malcolm J Bennett, Soazig Guyomarc'h
    • 雑誌名

      Development

      巻: 143 ページ: 3363-3371

    • DOI

      10.1242/dev.135319

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ポストゲノム時代の植物進化研究2016

    • 著者名/発表者名
      豊倉浩一、市橋泰範
    • 雑誌名

      植物科学の最前線(BSJ-Review)

      巻: 7

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物の進化発生研究における順遺伝学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      豊倉浩一、深城英弘
    • 雑誌名

      植物科学の最前線(BSJ-Review)

      巻: 7

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Comparative analysis of molecular network of root cortex formation in Arabidopsis and Cardamine2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Toyokura, Tatsuaki Goh, Masato Sakane, Yrjo Helariutta, Tatsuo Kakimoto, Hiroshi Kudoh, Hidehiro Fukaki
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Plant Biology 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナとミチタネツケバナにおける根の皮層形成の分子機構の比較2019

    • 著者名/発表者名
      豊倉浩一、郷達明、坂根 雅人、Yrjo Helariutta、 柿本辰男、工藤洋、深城英弘
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 維管束における細胞分裂方向制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      豊倉浩一、Jung-ok Heo、Iris Sevilem、宮島俊介、柿本辰男、Yrjo Helariuttta
    • 学会等名
      第59回 日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Molecular mechanism of orientation of cell division in plant roots2017

    • 著者名/発表者名
      Koichi Toyokura、Tatsuo Kakimoto、Hidehiro Fukaki、Yrjo Helariutta
    • 学会等名
      GDRI-IPB symposium、"The developing plant in its environment"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphological Diversity and Orientation of Cell Division2017

    • 著者名/発表者名
      Koichi Toyokura
    • 学会等名
      The vascular Development meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Periclinal division in ground tissue and vasculature2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi Toyokura
    • 学会等名
      VASCULAR DEVELOPMENT 2016
    • 発表場所
      ベルギー
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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