植物新種誕生の原理 -生殖過程の鍵と鍵穴の分子実態解明を通じて-

2020 年度 実績報告書

• 研究領域: 植物新種誕生の原理―生殖過程の鍵と鍵穴の分子実態解明を通じて―
• 研究課題/領域番号: 16H06464
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 東山 哲也 名古屋大学, 理学研究科(WPI), 教授 (00313205)
• 研究分担者: 瀬々 潤 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 招聘研究員 (40361539) ; 辻 寛之 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 准教授 (40437512) ; 木下 哲 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 教授 (60342630) ; 高山 誠司 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70273836) ; 上口 美弥子 (田中美弥子) 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (70377795) ; 渡辺 正夫 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90240522)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• キーワード: 新種誕生 / 生殖の鍵と鍵穴 / 異種ゲノム / 異分野融合 / 国際的ビジビリティー

研究実績の概要

本課題は、新学術領域研究「植物新種誕生の原理-生殖過程の鍵と鍵穴の分子実態解明を通じて-」の総括班であり、領域研究の効果的な運営、人材育成、異分野融合研究支援センターを介した共同研究の促進を目標とする。従来、特定の研究者のみが実施可能なブレークスルーテクノロジーを領域全体に共有して共同研究を促進するため、「異分野融合研究センター」を設置し、国際的研究中心形成を目的とする「国際活動支援センター」との一体的運営を行い、本領域の国際的優位性を維持する。同時に、研究領域運営・若手育成を目的とする「実施運営本部」を設置し、円滑に研究を推進する。このために以下の活動を行う。(1) 領域の方向性を議論する総括班会議開催、(2) 各研究班への研究評価・助言 を行う班会議開催、(3) シンポジウム、若手ワークショップ開催、(4) アウトリーチ活動の展開。
今年度は、コロナ禍により延長した異分野融合研究支援センター（ライブイメージング）の活動を中心に、共同研究の推進と、計画に沿った成果の発表、その発信による国民への還元を進めた。特に領域としても大きな成果である新規DNA染色色素Kakshineの開発を発表し、並行して領域内外で多くの研究を推進し、さらに領域内共同研究として素早くKakshineを用いた共同研究を発表し始めることができたことは大きな成果である。また、領域代表は本課題全体を通じて明らかになった植物新種誕生の原理を、多くの機会、様々なメディアで積極的に発信した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Semi-in vitro detection of Mg2+-dependent DNase that specifically digest mitochondrial nucleoids in the zygote of Physarum polycephalum (2022)
  • 著者名/発表者名: Urakawa Naoki、Nakamura Satoru、Kishimoto Mariko、Moriyama Yohsuke、Kawano Shigeyuki、Higashiyama Tetsuya、Sasaki Narie
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 ページ: 2995
  • DOI: 10.1038/s41598-022-06920-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quantification of Species-Preferential Micropylar Chemoattraction in Arabidopsis by Fluorescein Diacetate Staining of Pollen Tubes (2022)
  • 著者名/発表者名: Nagae Takuya T.、Takeuchi Hidenori、Higashiyama Tetsuya
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 ページ: 2722～2722
  • DOI: 10.3390/ijms23052722
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] N-aryl pyrido cyanine derivatives are nuclear and organelle DNA markers for two-photon and super-resolution imaging (2021)
  • 著者名/発表者名: Uno Kakishi、Sugimoto Nagisa、Sato Yoshikatsu
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 2650
  • DOI: 10.1038/s41467-021-23019-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Polyspermy Block in the Central Cell During Double Fertilization of Arabidopsis thaliana (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagahara Shiori、Takeuchi Hidenori、Higashiyama Tetsuya
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 11 ページ: 588700
  • DOI: 10.3389/fpls.2020.588700
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamics of the cell fate specifications during female gametophyte development in Arabidopsis (2021)
  • 著者名/発表者名: Susaki Daichi、Suzuki Takamasa、Maruyama Daisuke、Ueda Minako、Higashiyama Tetsuya、Kurihara Daisuke
  • 雑誌名: PLOS Biology 巻: 19 ページ: e3001123
  • DOI: 10.1371/journal.pbio.3001123
• [雑誌論文] ClearSeeAlpha: Advanced Optical Clearing for Whole-Plant Imaging (2021)
  • 著者名/発表者名: Kurihara Daisuke、Mizuta Yoko、Nagahara Shiori、Higashiyama Tetsuya
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 62 ページ: 1302～1310
  • DOI: 10.1093/pcp/pcab033
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Persistent directional growth capability in Arabidopsis thaliana pollen tubes after nuclear elimination from the apex (2021)
  • 著者名/発表者名: Motomura Kazuki、Takeuchi Hidenori、Notaguchi Michitaka、Tsuchi Haruna、Takeda Atsushi、Kinoshita Tetsu、Higashiyama Tetsuya、Maruyama Daisuke
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 2331
  • DOI: 10.1038/s41467-021-22661-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two aquaporins, SIP1;1 and PIP1;2, mediate water transport for pollen hydration in the Arabidopsis pistil (2021)
  • 著者名/発表者名: Windari Endang Ayu、Ando Mei、Mizoguchi Yohei、Shimada Hiroto、Ohira Keima、Kagaya Yasuaki、Higashiyama Tetsuya、Takayama Seiji、Watanabe Masao、Suwabe Keita
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 38 ページ: 77～87
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.20.1207a
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamic Rearrangement and Directional Migration of Tubular Vacuoles are Required for the Asymmetric Division of the Arabidopsis Zygote (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Hikari、Kimata Yusuke、Higaki Takumi、Higashiyama Tetsuya、Ueda Minako
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 62 ページ: 1280～1289
  • DOI: 10.1093/pcp/pcab075
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detection of a biolistic delivery of fluorescent markers and CRISPR/Cas9 to the pollen tube (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagahara Shiori、Higashiyama Tetsuya、Mizuta Yoko
  • 雑誌名: Plant Reproduction 巻: 34 ページ: 191～205
  • DOI: 10.1007/s00497-021-00418-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pulsatile reverse flow actuated microfluidic injector: toward the application for single-molecule chemotropism assay (2021)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa Naoki、Kozgunova Elena、Higashiyama Tetsuya
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 11 ページ: 27011～27018
  • DOI: 10.1039/D1RA04505A
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CZON-cutter - a CRISPR-Cas9 system for multiplexed organelle imaging in a simple unicellular alga (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Naoto、Mogi Yuko、Fujiwara Takayuki、Yabe Kannosuke、Toyama Yukiho、Higashiyama Tetsuya、Yoshida Yamato
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 134 ページ: jcs258948
  • DOI: 10.1242/jcs.258948
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamics of mitochondrial distribution during development and asymmetric division of rice zygotes (2021)
  • 著者名/発表者名: Aini Hanifah、Sato Yoshikatsu、Uno Kakishi、Higashiyama Tetsuya、Okamoto Takashi
  • 雑誌名: Plant Reproduction 巻: 35 ページ: 47～60
  • DOI: 10.1007/s00497-021-00430-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seeing is Believing: Advances in Plant Imaging Technologies (2021)
  • 著者名/発表者名: Higashiyama Tetsuya、Maizel Alexis、Simon Rudiger
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 62 ページ: 1217～1220
  • DOI: 10.1093/pcp/pcab133
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Microfluidics-Based Bioassays and Imaging of Plant Cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa Naoki、Kozgunova Elena、Grossmann Guido、Geitmann Anja、Higashiyama Tetsuya
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 62 ページ: 1239～1250
  • DOI: 10.1093/pcp/pcab067
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] PRIMA: a rapid and cost-effective genotyping method to detect single-nucleotide differences using probe-induced heteroduplexes (2021)
  • 著者名/発表者名: Kakui Hiroyuki、Yamazaki Misako、Shimizu Kentaro K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 20741
  • DOI: 10.1038/s41598-021-99641-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Advances in Two-Photon Imaging in Plants (2021)
  • 著者名/発表者名: Mizuta Yoko
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 62 ページ: 1224～1230
  • DOI: 10.1093/pcp/pcab062
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] H3K27me3 demethylases alter HSP22 and HSP17.6C expression in response to recurring heat in Arabidopsis (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Nobutoshi、Matsubara Satoshi、Yoshimizu Kaori、Seki Motohide、Hamada Kouta、Kamitani Mari、Kurita Yuko、Nomura Yasuyuki、Nagashima Kota、Inagaki Soichi、Suzuki Takamasa、Gan Eng-Seng、To Taiko、Kakutani Tetsuji、Nagano Atsushi J.、Satake Akiko、Ito Toshiro
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 3480
  • DOI: 10.1038/s41467-021-23766-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Whither molecules for overcoming genome barriers? (2022)
  • 著者名/発表者名: Higashiyama T.
  • 学会等名: ISTbM
  • 国際学会
• [学会発表] 顕微鏡下で自由自在に操る生命科学ツールを駆使した植物の受精研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 東山哲也
  • 学会等名: 一般社団法人レーザー学会学術講演会第42回年次大会「生体光計測」セッション
  • 招待講演
• [学会発表] Biodiversity for Exciting Discoveries (2021)
  • 著者名/発表者名: Higashiyama T.
  • 学会等名: The 44th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan, Symposium “Biodiversity for Exciting Discoveries”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ワクワクする異分野融合 (2021)
  • 著者名/発表者名: 東山哲也
  • 学会等名: 超分野植物科学研究会 第1回研究会「分野を超えて植物科学の未来を創る」
  • 招待講演
• [学会発表] イメージングから解き明かす植物という多細胞体の生存戦略 (2021)
  • 著者名/発表者名: 東山哲也
  • 学会等名: 理研BRC設立20周年記念シンポジウム「バイオリソースが駆動する生命科学とイノベーション」
  • 招待講演
• [学会発表] 植物の種の壁を理解して超える (2021)
  • 著者名/発表者名: 東山哲也
  • 学会等名: 瑞陵高校 1年進路セミナー 「職業人講演会」
  • 招待講演
• [備考] 植物新種誕生の原理
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/plant/
• [備考] 種の壁を超える
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=R5Bwn-dj6xA