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植物の多細胞化に重要な構造・原形質連絡の形成に関わる分子基盤の解明とその進化

研究課題

研究課題/領域番号 21H02516
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44040:形態および構造関連
研究機関北海道大学

研究代表者

藤田 知道  北海道大学, 理学研究院, 教授 (50322631)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード植物細胞間コミュニケーション / アブシジン酸 / 原形質連絡密度 / 原形質連絡 / ストレプト植物 / 進化 / 化合物
研究開始時の研究の概要

本研究では、(1)コケ植物において1次PD形成の分子基盤とその形成過程を明らかにする。(2)この分子基盤が被子植物や陸上植物の祖先群であるシャジクモ藻でも機能するのかを調べ、ストレプト植物全体におけるPD形成の分子基盤の普遍性を検討する。そしてPD形成と生物多細胞性の進化について分子レベルでの理解を前進させる。

研究成果の概要

植物の細胞間コミュニケーションに不可欠な構造として原形質連絡(PD)が古くより知られている。しかしPDがどのように作られるのか、またPDの構造や密度の制御など、これらに関わる分子制御基盤はまだ多くの点で解明されていない。
本研究では、多細胞性を失ったコケ植物(ヒメツリガネゴケ)の変異株や植物ホルモンであるアブシジン酸により誘導されるBrood cellのそれぞれにおいてPDの密度が半分以下に低下しているということに着目し、その分子制御機構の一端を明らかにした。またこの分子基盤がシャジクモ藻から陸上植物を含むストレプト植物全体で普遍的であるかどうかを考察した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の細胞間コミュニケーションに不可欠な細胞壁にあるナノサイズの構造として原形質連絡(PD)の存在が19世紀後半に初めて提唱された。その後、1960年前後になりこの構造は電子顕微鏡で広く陸上植物等に存在することが確認されたが、PDがどのように形作られ、またその密度がどのように制御されるかなどに関わる分子制御基盤はまだ多くの点で解明されていなかった。本研究によりこの一端の仕組みを明らかにすることができた。したがって学術的意義は極めて高い。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] ABA signaling converts stem cell fate by substantiating a tradeoff between cell polarity, growth and cell cycle progression and abiotic stress responses in the moss Physcomitrium patens2023

    • 著者名/発表者名
      Marcel Pascal Beier, Chiyo Jinno, Natsumi Noda, Kohei Nakamura, Sumio Sugano, Yutaka Suzuki, Tomomichi Fujita
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 14 ページ: 1303195-1303195

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1303195

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Abscisic acid switches cell division modes of asymmetric cell division and symmetric cell division in stem cells of protonemal filaments in the moss <i>Physcomitrium patens</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroguchi, A., Nakamura, K. and Fujita, T.
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 39 号: 1 ページ: 13-17

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.22.0107a

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2022-03-25
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface-localized glycoproteins act through class C ARFs to fine-tune gametophore initiation in Physcomitrium patens2022

    • 著者名/発表者名
      Teh Ooi Kock、Singh Prerna、Ren Junling、Huang Lin Tzu、Ariyarathne Menaka、Salamon Benjamin Prethiviraj、Wang Yu、Kotake Toshihisa、Fujita Tomomichi
    • 雑誌名

      Development

      巻: 149 号: 24

    • DOI

      10.1242/dev.200370

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Abscisic acid signaling controls density of primary plasmodesmata in the moss Physcomitrium patens2024

    • 著者名/発表者名
      Chiyo Jinno, Ken Fujisaki, Izumi Yotsui, Motoki Ouchi, Satoshi Naramoto, Daisuke Takezawa, Yoichi Sakata and Tomomichi Fujita
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] アブシジン酸と細胞間コミュニケーション、細胞運命制御の出会い2023

    • 著者名/発表者名
      神野智世、楢本悟史、藤田知道
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Environmental fluctuation and regulation of intercellular communication in the moss, Physcomitrium patens2023

    • 著者名/発表者名
      Tomomichi Fujita, Munenori Kitagawa, Takumi Tomoi, Kensuke Kawade, Chiyo Jinno
    • 学会等名
      The 33rd International Conference on Arabidopsis Research
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケにおけるアブシジン酸シグナル経路を介した原形質連絡の密度制御2023

    • 著者名/発表者名
      神野智世、楢本悟史、藤田知道
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アブシジン酸はヒメツリガネゴケにおいて原形質連絡の形成を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      神野智世、藤田知道
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] コケ分子生物学を用いたSDGsへの取り組み2023

    • 著者名/発表者名
      藤田知道
    • 総ページ数
      94
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] 環境ストレスにより新生するコケ植物の幹細胞2022

    • 著者名/発表者名
      神野智世, 藤田知道
    • 総ページ数
      92
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] コケ植物の幹細胞新生にみるアブシジン酸を用いたしなやかな生存戦略2022

    • 著者名/発表者名
      神野智世, 藤田知道
    • 総ページ数
      66
    • 出版者
      ニューサイエンス社
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Tracking intercellular movement of fluorescent proteins in bryophytes2022

    • 著者名/発表者名
      Takumi Tomoi, Yoan Coudert, Tomomichi Fujita
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Humana
    • ISBN
      9781071621318
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Callose detection and quantification at plasmodesmata in bryophytes2022

    • 著者名/発表者名
      Arthur Muller, Tomomichi Fujita, Yoan Coudert
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      Humana
    • ISBN
      9781071621318
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Plasmodesmata2022

    • 著者名/発表者名
      Takumi Tomoi, Yoan Coudert, Tomomichi Fujita
    • 出版者
      Springer Nature
    • ISBN
      9781071621318
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 月刊「細胞」2022年5月号2022

    • 著者名/発表者名
      神野 智世・藤田 知道
    • 総ページ数
      66
    • 出版者
      ニュー・サイエンス社
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 百年の眠り 眠れる森の美女の教え

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/2022/12/post-1140.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.sci.hokudai.ac.jp/PlantSUGOIne/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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