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トランスオミクスに基づく一次代謝を介した芽生えの発生制御システムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K15147
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関基礎生物学研究所 (2019)
大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究 (2018)
大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設) (2017)

研究代表者

川出 健介  基礎生物学研究所, 共生システム研究部門, 助教 (90612086)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードシロイヌナズナ / ヒメツリガネゴケ / ANGUSTIFOLIA3 / アミノ酸代謝 / 茎葉体 / トランスオミクス / シュート形成 / アルギニン / 細胞増殖 / トランスオミクス解析 / レドックス状態 / 一次代謝 / シグナル伝達 / 低酸素応答 / 発生・分化 / 発現制御
研究成果の概要

生物の形づくりには細胞の増殖や肥大が欠かせない。したがって、その活発な増殖や肥大を維持もしくは駆動するような代謝の活性化メカニズムがあるはずである。本研究では、植物の芽生えを題材とし、そのような代謝活性化を担う遺伝的な仕組みの解明を進めた。そして、細胞の増殖とアミノ酸代謝をつなぐ新しい制御機構を同定することができた。また、その制御機構が進化の過程でどのように成立してきたのか理解するための、重要なヒントも得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、植物の形づくりに関して代謝生理的な視点から重要な知見が得られた。このような発生と代謝のつながりを強く意識した研究は未開拓な領域であり、新しい学術領域を展開する基盤となることが大いに期待できる。また本成果は、作物における有用形質の改良を目指した育種戦略の構築や、フィールドにおける栽培戦略の予測的展開についても貢献しうるものである。より地球規模で考えた場合、深刻化が進んでいる環境問題を解決するバイオマス増産などの指針についても関係する成果であると言える。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件、 招待講演 7件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] ジャック・モノー研究所(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 代謝システムからみる植物の形づくり2019

    • 著者名/発表者名
      川出 健介
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 3 ページ: 49-53

    • NAID

      40021926488

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 表皮細胞の大きさと核内倍加のサイコロゲーム2019

    • 著者名/発表者名
      川出 健介
    • 雑誌名

      植物科学の最前線

      巻: 10 号: A ページ: 14-21

    • DOI

      10.24480/bsj-review.10a3.00150

    • ISSN
      2432-9819
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The cytochrome P450 CYP77A4 is involved in auxin-mediated patterning of the Arabidopsis thaliana embryo2018

    • 著者名/発表者名
      Kawade Kensuke、Li Yimeng、Koga Hiroyuki、Sawada Yuji、Okamoto Mami、Kuwahara Ayuko、Tsukaya Hirokazu、Hirai Yokota Masami
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145 号: 17 ページ: 168369-168369

    • DOI

      10.1242/dev.168369

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pyrophosphate inhibits gluconeogenesis by restricting UDP-glucose formation in vivo2018

    • 著者名/発表者名
      Ferjani Ali、Kawade Kensuke、Asaoka Mariko、Oikawa Akira、Okada Takashi、Mochizuki Atsushi、Maeshima Masayoshi、Hirai Masami Yokota、Saito Kazuki、Tsukaya Hirokazu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 14696-14696

    • DOI

      10.1038/s41598-018-32894-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel method for single-grain-based metabolic profiling of Arabidopsis seed2017

    • 著者名/発表者名
      Sawada Yuji、Tsukaya Hirokazu、Li Yimeng、Sato Muneo、Kawade Kensuke、Hirai Masami Yokota
    • 雑誌名

      Metabolomics

      巻: 13 号: 6 ページ: 75-75

    • DOI

      10.1007/s11306-017-1211-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatially Different Tissue-Scale Diffusivity Shapes ANGUSTIFOLIA3 Gradient in Growing Leaves2017

    • 著者名/発表者名
      Kawade Kensuke、Tanimoto Hirokazu、Horiguchi Gorou、Tsukaya Hirokazu
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 113 号: 5 ページ: 1109-1120

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2017.06.072

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing the stochastic property of endoreduplication in cell size determination of Arabidopsis thaliana leaf epidermal tissue2017

    • 著者名/発表者名
      Kawade Kensuke、Tsukaya Hirokazu
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 号: 9 ページ: e0185050-e0185050

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0185050

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Transcriptome landscape connecting arginine metabolism with gametophore formation in Physcomitrella patens2020

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Kawade, Yuu Hirose, Gorou Horiguchi, Akira Oikawa, Masami Yokota Hirai, Kazuki Saito, Tomomichi Fujita, Hirokazu Tsukaya
    • 学会等名
      第61回 日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 植物の幹細胞活性とアルギニン代謝を紐付ける仕組み2019

    • 著者名/発表者名
      川出 健介
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケ茎葉体の発生とアルギニン代謝2019

    • 著者名/発表者名
      川出 健介、堀口 吾朗、及川 彰、平井 優美、斉藤 和季、藤田 知道、塚谷 裕一
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケ茎葉体の発生とアルギニン代謝2019

    • 著者名/発表者名
      川出 健介、堀口 吾朗、及川 彰、平井 優美、斉藤 和季、藤田 知道、塚谷 裕一
    • 学会等名
      日本植物形態学会第31回総会・大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A CYTOCHROME P450 CYP77A4 IS REQUIRED FOR AUXIN-MEDIATED PATTERNING OF THE ARABIDOPSIS THALIANA EMBRY2018

    • 著者名/発表者名
      Kawade Kensuke、Li Yimeng、Koga Hiroyuki、Sawada Yuji、Kuwahara Ayuko、Tsukaya Hirokazu、Hirai Yokota Masami
    • 学会等名
      29th International Conference on Arabidopsis Research
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シトクロムP450酵素変異株のフェノーム解析2018

    • 著者名/発表者名
      川出 健介, 李 一蒙, 古賀 皓之, 澤田 有司, 岡本 真美, 桑原 亜由子, 塚谷 裕一, 平井 優美
    • 学会等名
      日本植物形態学会第30回総会・大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 核内倍加の確率論的なふるまいと表皮細胞のサイズ分布2018

    • 著者名/発表者名
      川出 健介
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 発生シグナルの時空間動態を解くための実験と理論2018

    • 著者名/発表者名
      川出 健介
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A cytochrome P450 epoxidase regulates embryonic patterning in Arabidopsis thaliana2018

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Kawade, Yimeng Li, Yuji Sawada, Hirokazu Tsukaya, Masami Yokota Hirai
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] an3-dependent compensation during the leaf development acts cell-autonomously in epidermis and non-cell-autonomously in palisade mesophyll tissue2018

    • 著者名/発表者名
      野崎 守、川出 健介、堀口 吾朗、塚谷 裕一
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantitative dissection of ABA-mediated suppression of macromolecular transport through plasmodesmata2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Tomoi, Munenori Kitagawa, Yoichi Sakata, Kensuke Kawade, Hirokazu Tsukaya, Tomomichi Fujita
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Plant morphogen intertwined with metabolism2017

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Kawade
    • 学会等名
      ConBio2017(2017年度 生命科学系学会合同年次大会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織内の偏った拡散性が細胞間シグナル因子の発現勾配を形づくる2017

    • 著者名/発表者名
      川出 健介
    • 学会等名
      日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物における「発生シグナル」を介したレドックス調節;トランスオミクスによるアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      川出 健介
    • 学会等名
      生理学研究所 研究会「オルガネラダイナミクスの新規制御機構とその病態生理」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biased distribution of tissue-scale diffusivity shapes ANGUSTIFOLIA3 signaling gradient in growing leaf tissue2017

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Kawade
    • 学会等名
      日本発生生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 核内倍加の確率論的な特性を組み込んだ細胞サイズ決定モデル2017

    • 著者名/発表者名
      川出 健介
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 不定根形成を指標としたシロイヌナズナDMSO高感受性変異体の単離と表現型解析2017

    • 著者名/発表者名
      野崎 守、川出 健介、塚谷 裕一、杉山 宗隆
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] AN3 regulates gametophytic growth in Physcomitrella patens2017

    • 著者名/発表者名
      Griffin St. Clair, Kensuke Kawade, Gorou Horiguchi, Tomomichi Fujita, Hirokazu Tsukaya
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 核内倍加の確率論的な特性を組み込んだ細胞サイズ決定モデル2017

    • 著者名/発表者名
      川出 健介、塚谷 裕一
    • 学会等名
      日本植物形態学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ウェブページ

    • URL

      http://www.oib.orion.ac.jp/metabolo/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] ORCID

    • URL

      https://orcid.org/0000-0003-1701-4567

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究室Webページ

    • URL

      http://www.oib.orion.ac.jp/metabolo/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究室のwebページ

    • URL

      http://www.oib.orion.ac.jp/metabolo/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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