| 研究課題/領域番号 |
20K21432
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分44: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
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
丸山 大輔 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 准教授 (80724111)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | シロイヌナズナ / 花粉管 / 精細胞 / 内部形質膜 / 栄養核 / 卵細胞 / カルシウム / ペプチド |
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| 研究開始時の研究の概要 |
被子植物の精細胞は先端成長する花粉管の内部を通って卵細胞のある胚珠とよばれるメス組織へと運ばれて受精をする。精細胞を包みこんでいる内部形質膜という膜系は、卵細胞の珠口に放出されたのちに素早く崩壊することで精細胞膜を露出させ、受精の準備を整えさせると考えられているが、植物の受精は雌しべの組織の奥深くで起きる現象であることから、内部形質膜の崩壊の仕組みは理解が進んでいなかった。本研究ではシロイヌナズナを使って、内部形質膜の崩壊を促す可能性があるメス側からのシグナルを検討するとともに、内部形質膜に局在するタンパク質の機能を解析する。これにより、内部形質膜の崩壊メカニズムと崩壊の意義を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
被子植物の精細胞は花粉管と呼ばれる細い管状構造の内部を通り、胚珠の中にある卵細胞まで届けられることで受精を行う。花粉管伸長の間、精細胞は2つ1組が内部形質膜とよばれる栄養細胞の単膜で花粉管栄養核とつながった雄性生殖単位として共に行動する。花粉管から精細胞が胚珠に放出された瞬間に内部形質膜が崩壊して細胞膜を露出させることが受精において必須の過程と推測されていたが、その動態や分子機構は不明だった。本研究ではシロイヌナズナを用いたライブイメージング系と遺伝学や阻害剤を用いたアプローチによって、内部形質膜動態を観察するとともに、膜崩壊に必要な因子を複数同定することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
私たちの生活を支える穀物や果実を収穫するためには多くの場合受精が必要となる。また、有用なゲノムを組み合わせて臨んだ形質の植物を作出する際も植物の受精は欠かせない。精細胞を覆う内部形質膜は適切なタイミングで崩壊することによって重複受精に必須の役割を果たすと考えられている。本研究によって明らかとなった花粉管放出時の精細胞が示した内部形質膜崩壊の動態や、崩壊に必要な因子の知見は、重複受精を理解するための基礎的な知識として植物発生学における普遍的な重要性をもつ。
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