| 研究課題/領域番号 |
19J23441
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分44030:植物分子および生理科学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
中村 駿志 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 概日リズム / シロイヌナズナ / 単一細胞（シングルセル）レベル / プロトプラスト / 発光モニタリング / 細胞自律性 / 器官特異性（葉と根） / 細胞時計 / 組織特異性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球の自転による周期的な環境変化に適応する機構の一つとして、大半の生物は概日時計を持っている。植物では個々の細胞が概日時計を有しており、細胞時計が統合されることで植物個体として環境に適応していると考えられている。維管束から葉肉細胞、茎頂から根など他の器官への時間情報の伝達が報告された。細胞間における時間情報伝達の存在が示唆されている一方で、時間情報伝達を含む細胞間相互作用が存在していない状況における細胞時計の性質が調べられていないため、細胞間相互作用の影響を正確に評価することが困難であった。本研究は単離した単一細胞を用いることで植物細胞間・組織間における時間情報伝達機構の解明を目指している。
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| 研究実績の概要 |
概日時計は、日周や季節などの周期的な環境変化に適応する機構であり、大半の生物がその機構を有している。植物の概日時計は個々の細胞が自律的に機能すると考えられてきたため、多くの報告は植物体を研究単位としていた。近年、器官・組織レベルの解析によって、維管束組織から葉肉組織、茎頂から根などの他の器官への時間情報の伝達が報告された。しかし、時間情報の伝達機構は未だ不明な点が多い。伝達機構を解明するためには組織からの影響を受けない細胞時計の特徴や役割についての知見が重要となるが、それらの性質も依然として不明のままである。
本研究では、細胞自身が有する固有の概日時計の特徴を明らかにすることによって、植物が細胞時計を統合し、個体として環境に適応する仕組みを理解することを目指した。
昨年度までに、プロトプラストとして細胞を物理的に単離し、個々の細胞概日リズムを解析するための独自の実験系を立ち上げている。さらに、個々の細胞概日リズムを様々な条件で調べることで、細胞が本来持つ概日時計の特徴を明らかにすることに成功している。
令和3年度は、①外部刺激による単一細胞時計の調節機構に加えて、②細胞間における時間情報伝達機構を明らかにするために、「高細胞密度による単離細胞の概日リズム安定化の適応範囲の解析」と「切り取った葉と単離細胞における比較解析」を中心に実施し、その成果を出版論文や学会等で発表した。これらの成果により、植物が細胞時計を統合し、個体として環境に適応する仕組みの一端を明らかにすることができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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