| 研究課題/領域番号 |
19K06733
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 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 |
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研究代表者 |
藤田 浩徳 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, アストロバイオロジーセンター, 助教 (10552979)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
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| キーワード | 数理モデル / パターン形成 / 植物発生 / 葉脈パターン / オーキシン(auxin) / PIN1 / 自己組織化 / 葉脈 / オーキシン / 数理モデル解析 / オーキシン極性輸送 / 葉脈パターン形成 / Auxin-PIN1相互制御 / 自己組織的パターン形成 / auxin-PIN1相互制御 / 維管束形成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
葉脈は葉に形成される維管束であり、そのパターンは植物種に依存して顕著な多様性を示す。葉脈（維管束）形成には、植物ホルモンAuxinとその輸送体PIN1の相互制御が重要である事が知られている一方で、その形成機構およびパターン多様性の生成機構に関しては未だ十分に理解されている訳ではない。そこで本研究では、数理的手法（理論的解析およびコンピュータ・シミュレーション）を用いて、PIN1に依存しない維管束形成機構、および網状脈（ループ状構造）パターンの生成機構を解明する事を計画している。これにより、生命における自己組織的パターンの形成・制御および多様性の創出機構の理解を目指す。
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| 研究成果の概要 |
(１) 植物の維管束パターンは、植物ホルモンAuxinとその排出輸送体PIN1との相互制御により形成されると考えられているが、その一方でPIN1非依存的な維管束形成が報告されている。そこで、PIN1以外のauxin輸送体であるPGPを考慮することにより、維管束パターンを再現できることを示した。
(２) Auxin-PIN1相互制御により、Auxinの極性輸送とスポット状蓄積の２種類の自己組織的パターンが形成される。前者の制御により多様な葉脈パターンを再現できることを以前に示したが、網状脈の再現は困難であった。今回、これらの制御間の相互作用を考慮することにより、網状脈が再現できることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自然界、特に生物においては、様々な時空間的な自己組織的パターンが見られる。その中で、葉脈は植物の葉に形成される維管束であり、とても身近な存在であると同時に、羽状脈、平行脈、二又脈、掌状脈等、非常に多様なパターンを示すことが一般にもよく知られている。今回の研究成果は、その維管束の形成機構および葉脈の示すパターン多様性の形成機構に関して、分子的機構に関しての理解を深めるものである。
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