| 研究課題/領域番号 |
20KK0340
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中山 北斗 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30610935)
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| 研究期間 (年度) |
2021 – 2023
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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 |
12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
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| キーワード | 発生進化学 / 発生学 / 進化学 / 植物 / 葉 / 多様性 / 発生 / 進化 / シロイヌナズナ / アンボレラ / 被子植物 / Amborella trichopoda / Arabidopsis thaliana / Evo-Devo / RNA-seq / ゲノム / インフォマティクス / 進化発生学 / Amborella trichopoda / Arabidopsis thaliana / Solanum lycopersicum / トランスクリプトーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、様々なモデル植物を用いた比較トランスクリプトームにより、葉の獲得に関わった遺伝子を同定し、複数のモデル植物を用いて機能解析を行なう。その中でトマトの形質転換体作出について、米国、 University of California, Davis (UCD) にて研究室を主宰し、トマトを用いた葉の発生研究の第一人者である Neelima Sinha 教授のもと各種実験を行なう。また、基課題全体を通じて必要になるバイオインフォマ ティクスは急速に発展しており、それらの解析を共同で行なう。以上により、基課題の研究を確実に発展させるために、本国際共同研究を実施する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、現生の被子植物の系統樹において最基部で分岐したことが明らかになっ ているAmborella trichopoda(アンボレラ)と最も葉の発生の分子機構が明らかになっているモデル植物である Arabidopsis thaliana(シロイヌナズナ)との、発生、形態、そしてRNA-seqによる遺伝子発現プロファイルの比較により、葉の発生に関わる遺伝子制御ネットワークが広範な被子植物の間で保存されていることを明らかにした。このことは独立に複数回獲得されたことが明らかになっている、陸上植物の葉の進化に関して、その共通性や独自性を明らかにするための基盤ができ、大きな成果であったと言える。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究成果の意義としては、葉の進化過程はこれまで化石研究が主であり、その進化過程も背景にある分子機構も全く明らかになっていなかった。今回の研究で被子植物において葉の発生に関わる遺伝子制御ネットワークが被子植物の間で保存されている事を明らかとし、陸上植物における葉の進化を考える上で比較基盤として利用できる点は成果と言える。またこの事は葉の発生に必要な根元的な遺伝子群を同定することに繋がるため、それらを用いて、葉を持たない植物、あるいは本来葉が発生しない部位に葉を持たせることで新奇形態の園芸植物や光合成効率を向上させた作物を作出する技術の基盤の創出を導くことができるという社会的意義も挙げられる。
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