植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自立分散型統御システム

2016 年度 実施状況報告書

• 研究領域: 植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自律分散型統御システム
• 研究課題/領域番号: 15K21750
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 木下 俊則 名古屋大学, 理学研究科(WPI), 教授 (50271101)
• 研究分担者: 松林 嘉克 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00313974) ; 松永 幸大 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (40323448) ; 福田 裕穂 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10165293) ; 篠崎 和子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30221295) ; 杉本 慶子 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (30455349) ; 角谷 徹仁 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (20332174) ; 白須 賢 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, グループディレクター (20425630)
• 研究期間 (年度): 2015-11-06 – 2020-03-31
• キーワード: 植物 / 環境応答 / エピジェネティクス / 長距離シグナル伝達

研究実績の概要

植物の環境応答について、従来行われてきた局所的・自律的な解析に加え、植物全体に維管束を介して環境シグナルを伝える長距離シグナル伝達と、ヒストン修飾やDNAメチル化などのエピジェネティックな制御により環境シグナルを時間的にキャッシュする記憶を取り入れ、統合的な観点から環境応答の研究を進めている。世界的にてみてもこのような取組みを進める研究グループは世界的に見ても例がない。海外の研究機関の中でも環境応答やシグナル伝達、エピジェネティック制御等の関連分野で研究が進んでいる英国のJohn Innes CentreとThe Sainsbury Laboratory、および米国のStanford University, Carnegie Instituteも本領域の統合的な視点から植物の環境応答の解析を進めることに注目、賛同している。本領域はこのような世界的に著名な研究機関を海外共同研究拠点として、緊密な国際研究体制・国際ネットワークを確立することで、本領域から新たな世界の研究潮流を生み出し、領域全体の国際展開を加速させる。そのために領域代表と計画研究代表の８名からなる国際活動支援班を設置し、派遣する人員の募集、選抜、派遣を進めてきた。今年度は、１０件以上の国際共同研究計画を採用した。
また、世界的な国際科学会議であるCold Spring Harbor Asia conferenceを、本領域メンバーが主体となって、日本で初めて日本国内での開催を誘致に成功した（平成２８年１１月２９日―１２月２日、淡路夢舞台国際会議場）。これに参加する一部の海外研究者について、国際会議前後で領域メンバーの研究室に招聘し、国際共同研究について議論した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成２８年度は、１０件以上の海外共同研究計画を採択し、実施した。計画研究杉本班の博士研究員、柴田美智太郎博士の英国John Innes Centre・Robert Sablowski教授研究室における「根毛細胞をモデルとした環境に応答した細胞の成長制御機構」の国際共同研究、計画研究杉本班へのフランスInstitut de Biologie de l'ENS (IBENS)のFrancois Roudier博士を受け入れての国際共同研究、計画研究杉本班の博士研究員、Bart Rymen博士の英国The Sainsbury LaboratoryのPhilip Wigge研究室での国際共同研究、計画研究篠崎班の最上惇郎博士のベルギーVIB-Ugent, Center for Plant System Biology, Dirk Inze研究室での国際共同研究、計画研究篠崎班の博士研究員、大濱直彦博士の英国The Sainsbury LaboratoryのPhilip Wigge研究室での国際共同研究、計画研究木下班の特任助教、ワン・イン博士の米国カリフォルニア大学サン・ディエゴ校・Julian I. Schroeder教授研究室における国際共同研究、計画研究木下班の博士研究員、戸田陽介博士の英国The Sainsbury Laboratory, Silke Robatzek研における国際共同研究などを進めてきた。

今後の研究の推進方策

平成２８年度からは新たに公募研究１９班も加わったが、公募班による利用は少なかった。そのため、領域内で改めて詳しい案内を行い、国際共同研究の公募を行い、その選抜を行う。公募は少なくとも年2回程度行う予定である。応募が多数の場合にはTOEFLのスコア、年会、若手の会等の英語での発表能力などを基軸に英語コミュニケーション能力の高い人材を優先的に派遣する。
また、The Sainsbury Laboratory等で毎年開催されるサマースクールにも学生等を派遣し、研究者キャリアの早い段階で最新の研究に触れさせ、同時に、若手研究者ネットワークを構築させる。さらに、海外からの日本に滞在して共同研究を行う支援も積極的に進めていく。
海外渡航が複数年または年度をまたぐ場合は、年度ごとに申請書を提出するものとし、研究の進捗状況も含めて渡航継続の判断を行う。また、年度ごとに、海外渡航報告書を提出するとともに、領域ホームページやニュースレターに掲載し、領域内外へ情報を発信する。

次年度使用額が生じた理由

今年度実施した国際共同研究が当初の予定通り実施された場合、次年度使用額は生じなかったと思われるが、これらの国際共同研究が予定以上に順調に進み、短い期間で終了したことが主な原因と考えられる。

次年度使用額の使用計画

来年度は、今年度の経過を踏まえ、国際共同研究を多く採用し実施したい。具体的には２０件を目処に採択するとともに、さらに、期間の長い共同研究を優先させて実施したい。

研究成果

• [国際共同研究] The Sainsbury Laboratory/John Innes Center/University of. Glasgow(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: The Sainsbury Laboratory/John Innes Center/University of. Glasgow
• [国際共同研究] Stanford University/University of California, San Diego(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Stanford University/University of California, San Diego
• [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: University of Toronto
• [国際共同研究] University of Zurich(スイス)
  • 国名: スイス
  • 外国機関名: University of Zurich
• [国際共同研究] CRAG(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: CRAG
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 1
• [雑誌論文] WIND1 Promotes Shoot Regeneration through Transcriptional Activation of ENHANCER OF SHOOT REGENERATION1 in Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwase, A., Harashima, H., Ikeuchi, M., Rymen, B., Ohnuma, M., Komaki, S., Morohashi, K., Kurata, T., Nakata, M., Ohme-Takagi, M., Grotewold, E., Sugimoto, K.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 29 ページ: 54-69
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1105/tpc.16.00623
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Loss of function at RAE2, a novel EPFL, is required for awnlessness in cultivated Asian rice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Bessho-Uehara K, Wang DR, Furuta T, Minami A, Nagai K, Gamuyao R, Asano A, Angeles-Shim RB, Shimizu Y, Ayano M, Komeda N, Doi K, Miura K, Toda Y, Kinoshita T, Okuda S, Higashiyama T, Nomoto M, Tada Y, Shinohara H, Matsubayashi Y, Greenberg A, Wu J, Yasui H, Yoshimura A, Mori H, McCouch SR, Ashikari M.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 113 ページ: 8969-8974
  • DOI: 10.1073/pnas.1604849113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An ABA-increased interaction of the PYL6 ABA receptor with MYC2 transcription factor: A putative link of ABA and JA signaling (2016)
  • 著者名/発表者名: Aleman F, Yazaki J, Lee M, Takahashi Y, Kim AY, Kinoshita T, Ecker JR, Schroeder JI.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 28941
  • DOI: 10.1038/srep28941
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The heterodimeric transcription factor complex ERF115-PAT1 grants regeneration competence (2016)
  • 著者名/発表者名: Heyman J, Cools T, Shavialenka S, Canher B, Traas J, Vercauteren I, Van den Daele H, Persiau G, De Jaeger G, Sugimoto K, De Veylder L.
  • 雑誌名: Nature Plants 巻: 2 ページ: 16165
  • DOI: 10.1038/nplants.2016.165
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Local auxin biosynthesis mediated by a YUCCA flavin monooxygenase regulates the haustorium development in the parasitic plant Phtheirospermum japonicum (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishida, J. K., Wakatake, T., Yoshida, S., Takebayashi, Y., Kasahara, H., Wafula, E., dePamphilis, C. W., Shigetou N., Shirasu, K.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 28 ページ: 1795-1814
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1105/tpc.16.00310
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 高温阻害を用いたストライガのストリゴラクトン高感受性受容体の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤茂雄、土屋雄一朗、木下俊則、Peter McCourt
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学郡元キャンパス
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-18
• [学会発表] Identification of novel peptide ligand-receptor pairs in plants (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshikatsu Matsubayashi
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2016-11-29 – 2016-12-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cell-cell communications regulating vascular cell fates in plants (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroo Fukuda, Yuki Kondo, Kyoko Ohashi-Ito
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2016-11-29 – 2016-12-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular elucidation of parasitic plant-host Interactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken Shirasu
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2016-11-29 – 2016-12-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Epigenetic control of plant cell reprogramming (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiko Sugimoto
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2016-11-29 – 2016-12-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 環境記憶統合Webページ
  • URL: http://www.rs.tus.ac.jp/plantmemory/index.html