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ライブセルイメージング計測の大規模化による器官形態形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K19380
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関熊本大学

研究代表者

桧垣 匠  熊本大学, 国際先端科学技術研究機構, 准教授 (90578486)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードライブセルイメージング / 生物画像解析 / 細胞形態 / 細胞骨格 / 定量評価 / シロイヌナズナ / 形態形成 / 画像解析 / 植物
研究成果の概要

本研究では植物の子葉表皮組織を構成するほぼすべての細胞に対して成長過程における個々の細胞の位置と形態に加え、細胞形態を制御する細胞骨格系の構造を経時的に計測する技術開発に取り組んだ。光毒性を軽減する培養条件および撮影条件を検討するとともに、細胞形態および細胞骨格系の構造特徴を定量的に評価する画像解析フレームワークを開発した。本研究成果の一部は研究期間中に13報の原著論文として発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞と器官の形態形成の制御機構の解析はこれまで細胞生物学分野と発生生物学分野においてそれぞれ独立して進められてきた。しかし、これらの分子的な知見は必ずしも一致しておらず、生物の多階層的な形態形成制御機構を統一的に理解するには至っていない。本研究で開発した技術は、このような階層間の乖離を解消するための基盤要素技術と位置付けられる。本技術の成熟により、器官の発生や形態形成に対する細胞レベルでの現象の寄与が検証できるようになり、その結果として得られる知見は多階層的な生物形態形成機構の統一的な理解に資することが期待される。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 3件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 中国農業大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Regulation of Root-Knot Nematode Behavior by Seed-Coat Mucilage-Derived Attractants.2019

    • 著者名/発表者名
      Tsai, A, Y-L., Higaki, T., Nguyen, C-N., Perfus-Barbeoch, L., Favery, B., and Sawa, S.
    • 雑誌名

      Mol. Plants.

      巻: 12 号: 1 ページ: 99-122

    • DOI

      10.1016/j.molp.2018.11.008

    • 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] Developmental analyses of divarications in leaves of an aquatic fern Microsorum pteropus and its varieties2019

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi Saori、Kimura Seisuke、Ootsuki Ryo、Higaki Takumi、Nakamasu Akiko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 1 ページ: e0210141-e0210141

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0210141

    • 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] Polar vacuolar distribution is essential for accurate asymmetric division ofArabidopsiszygotes2019

    • 著者名/発表者名
      Kimata Yusuke、Kato Takehide、Higaki Takumi、Kurihara Daisuke、Yamada Tomomi、Segami Shoji、Morita Miyo Terao、Maeshima Masayoshi、Hasezawa Seiichiro、Higashiyama Tetsuya、Tasaka Masao、Ueda Minako
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 号: 6 ページ: 2338-2343

    • DOI

      10.1073/pnas.1814160116

    • 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] An induction system for clustered stomata by sugar solution immersion treatment in Arabidopsis thaliana seedlings2019

    • 著者名/発表者名
      Akita K, Higaki T
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 144 号: 144

    • DOI

      10.3791/58951

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcriptional regulators involved in responses to volatile organic compounds in plants2019

    • 著者名/発表者名
      Nagashima A, Higaki T, Koeduka T, Ishigami K, Hosokawa S, Watanabe H, Matsui K, Hasezawa S, Touhara K
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 294 号: 7 ページ: 2256-2266

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.005843

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fascin in lamellipodia contributes to cell elasticity by controlling the orientation of filamentous actin2019

    • 著者名/発表者名
      Minami Tanaka, Yuki Fujii, Kazumi Hirano, Takumi Higaki, Akira Nagasaki, Ryoki Ishikawa, Takaharu Okajima, Kaoru Katoh
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 24 号: 3 ページ: 202-213

    • DOI

      10.1111/gtc.12671

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reactive Oxygen Species Production and Stimulated Endocytosis in Tobacco BY-2 Cells Treated with <i>Erwinia carotovora</i> Culture Filtrate2018

    • 著者名/発表者名
      Hirakawa Y, Hasezawa S, Higaki T
    • 雑誌名

      CYTOLOGIA

      巻: 83 号: 3 ページ: 289-293

    • DOI

      10.1508/cytologia.83.289

    • NAID

      130007497289

    • ISSN
      0011-4545, 1348-7019
    • 年月日
      2018-09-25
    • 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] Cortical microtubules and fusicoccin response in clustered stomatal guard cells induced by sucrose solutionimmersion.2018

    • 著者名/発表者名
      Akita K, Hasezawa S, Higaki T
    • 雑誌名

      Plant Signaling and Behavior

      巻: 13 号: 4 ページ: 1454815-1454815

    • DOI

      10.1080/15592324.2018.1454815

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Actin reorganization triggers rapid cell elongation in roots2018

    • 著者名/発表者名
      Takatsuka Hirotomo、Higaki Takumi、Umeda Masaaki
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 178 号: 3 ページ: 1130-1141

    • DOI

      10.1104/pp.18.00557

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PtdIns(3,5)P2 mediates root hair shank hardening in Arabidopsis.2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano T, Konno H, Takeda S, Dolan L, Kato M, Aoyama T, Higaki T, Takigawa-Imamura H, Sato MH.
    • 雑誌名

      Nat Plants.

      巻: 4 号: 11 ページ: 888-897

    • DOI

      10.1038/s41477-018-0277-8

    • 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] Ethylene signaling modulates cortical microtubule reassembly in response to salt stress.2018

    • 著者名/発表者名
      Dou L, He K, Higaki T, Wang X, Mao T
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 176 号: 3 ページ: 2071-2081

    • DOI

      10.1104/pp.17.01124

    • 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] Quantitative confocal imaging method for analyzing cellulose dynamics during cell-wall regeneration in Arabidopsis mesophyll protoplasts.2017

    • 著者名/発表者名
      Kuki H, Higaki T, Yokoyama R, Kuroha T, Shinohara N, Hasezawa S, Nishitani K
    • 雑誌名

      Plant Direct

      巻: 1 号: 6 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1002/pld3.21

    • 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] Differential Effects of Phosphatidylinositol 4-Kinase (PI4K) and 3-Kinase (PI3K) Inhibitors on Stomatal Responses to Environmental Signals.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, S., Monda, K., Higaki, T., Negi, J., Hashimoto-Sugimoto, M., Hasezawa, S. and Iba, K.
    • 雑誌名

      Front. Plant Sci.

      巻: 8 ページ: 677-677

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.00677

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ジグソーパズル型葉表皮細胞の力学的最適化戦略を探る2019

    • 著者名/発表者名
      檜垣匠
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物細胞の形態形成機構の理解に向けたイメージングと画像解析2018

    • 著者名/発表者名
      檜垣匠
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bioimage clustering and classification2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Higaki
    • 学会等名
      KAIST-KU Joint Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 葉表皮細胞のジグゾーパズル型形態形成2018

    • 著者名/発表者名
      桧垣匠
    • 学会等名
      文部科学省委託事業AIMaP研究会「反応拡散系と実験の融合」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 画像解析による細胞骨格束化の定量評価2018

    • 著者名/発表者名
      桧垣匠
    • 学会等名
      先端バイオイメージング支援プラットフォーム 画像解析支援 公開セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞骨格の束化を定量評価する画像解析手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      桧垣匠、秋田佳恵、馳澤盛一郎
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] A strange link between leaves and skulls? A theoretical model of jigsaw-puzzle pattern formation by plant leaf cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Takumi Higaki
    • 学会等名
      International Symposium on Imaging Frontier 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 定量的画像解析に基づく植物細胞骨格の研究2017

    • 著者名/発表者名
      桧垣匠
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 熊本大学 国際先端科学技術研究機構 檜垣研究室 研究業績

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2022-02-22  

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