植物の生命力を支える多能性幹細胞の基盤原理

2019 年度 実績報告書

• 研究領域: 植物の生命力を支える多能性幹細胞の基盤原理
• 研究課題/領域番号: 17H06470
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 梅田 正明 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80221810)
• 研究分担者: 山口 信次郎 京都大学, 化学研究所, 教授 (10332298) ; 豊岡 公徳 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, 上級技師 (10360596) ; 榊原 均 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20242852) ; 五島 剛太 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (20447840) ; 林 誠 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 (30291933) ; 蓑田 亜希子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, ユニットリーダー (40721569) ; 鳥居 啓子 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 客員教授 (60506103) ; 佐竹 暁子 九州大学, 理学研究院, 教授 (70506237) ; 経塚 淳子 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90273838)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2022-03-31
• キーワード: 幹細胞 / 多能性 / 植物

研究実績の概要

領域研究を効率よく推進するためには、メンバーが研究進捗や実験技術情報を密に交換することが重要である。また、異分野の研究者がアイデアを共有し、新たな共同研究を提案できる環境を整えることも重要である。そこで、8名の計画研究代表者および2名の計画研究分担者から成る総括班が、領域内の有機的な連携を図る。
令和元年5月に東北大学で国際シンポジウム「Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality」を開催した。海外からの参加者13名を含む、総勢154名の参加者に恵まれ、活発な議論が行われた。植物と動物の幹細胞研究者がそれぞれ最新の知見を紹介し、幹細胞システムに関して多面的な意見交換が行われた。本シンポジウムを通じて、本領域の成果を国際的に発信することができた。9月には理研横浜キャンパスでシングルセルRNA-seq解析講習会を開催した。シングルセル解析実験の説明、解析機器のデモ、シングルセル解析に使われる基本的な理論や解析ツールの説明などを行い、10名の参加者にとって今後の研究への利用に向けて有意義な講習となった。10月には熱海で第3回若手の会を開催し、56名の参加者が全員英語で発表した。若手研究者の交流という意味でも大変意義深いものとなった。11月には東大で第5回幹細胞研究会を開催し、65名の参加者に恵まれた。動植物の幹細胞に関連して、1細胞解析・数理解析・メカノバイオロジーという3つの観点から講演が行われ、幹細胞に共通する基盤原理に関して活発な議論が交わされた。令和2年3月に第4回領域会議を開催する予定であったが、新型コロナウイルスの感染拡大状況を考慮し、中止とした。アウトリーチ活動は年間を通じて活発に行われ、領域研究の成果を一般の国民や中高生に普及するのに役立った。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

領域運営はすべて順調に行われた。特に、国際シンポジウムを通じて海外への発信が強化され、国際的な共同研究の発展にもつながっている。各計画班に動物分野のパートナー研究者を設置し、グループミーティングに参加してもらうことにより、動植物の幹細胞システムの共通点・相違点について議論する体制を整えた。これにより、動物分野との連携が格段に強化された。

今後の研究の推進方策

新型コロナウイルスの感染拡大状況を考慮しつつ、できるだけ早い時期にオンラインで領域会議を開催し、新しい公募班員に向けた情報発信を行う。特に、領域全体で取り組む作業仮説に関して情報共有し、どのような共同研究が可能かを検討する。1細胞解析はシロイヌナズナ以外の植物種にも解析対象を拡げ、カルスなどの組織についても実験条件の検討を進めていく。年度末には各メンバーが研究成果を発表する領域会議を開催し、最終年度に向けて様々な領域活動についても議論する。

研究成果

• [国際共同研究] Gregor Mendel Institute(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: Gregor Mendel Institute
• [国際共同研究] University of Massachusetts(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Massachusetts
• [国際共同研究] University of Cambridge(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University of Cambridge
• [国際共同研究] VIB, Ghent University(ベルギー)
  • 国名: ベルギー
  • 外国機関名: VIB, Ghent University
• [国際共同研究] University of Hamburg(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: University of Hamburg
• [雑誌論文] A regulatory module controlling stress-induced cell cycle arrest in Arabidopsis (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Naoki、Ogita Nobuo、Takahashi Tomonobu、Taniguchi Shoji、Tanaka Maho、Seki Motoaki、Umeda Masaaki
  • 雑誌名: eLife 巻: 8 ページ: e43944
  • DOI: 10.7554/eLife.43944
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cytokinin signaling is essential for organ formation in Marchantia polymorpha (2019)
  • 著者名/発表者名: Aki Shiori S、Mikami Tatsuya、Naramoto Satoshi、Nishihama Ryuichi、Ishizaki Kimitsune、Kojima Mikiko、Takebayashi Yumiko、Sakakibara Hitoshi、Kyozuka Junko、Kohchi Takayuki、Umeda Masaaki
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 60 ページ: 1842～1854
  • DOI: 10.1093/pcp/pcz100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Editorial overview: How plants transform signaling cues into changes in gene expression (2019)
  • 著者名/発表者名: Hwang Ildoo、Umeda Masaaki
  • 雑誌名: Current Opinion in Plant Biology 巻: 51 ページ: A1～A3
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2019.09.006
  • 国際共著
• [学会発表] Comparing technologies for single-cell transcriptome analysis in Arabidopsis thaliana root tissue (2020)
  • 著者名/発表者名: Thomas Kelly, Nicola A. Hetherington, Kai Battenberg, Miho Kihira, Shiori S Aki, Haruka, Yabukami, Tsukasa Kouno, Masaaki Umeda, Makoto Hayashi and Aki Minoda
  • 学会等名: 第61回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Comparing technologies for single-cell transcriptome analysis in Arabidopsis root tissue (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Thomas Kelly, Nicola A. Hetherington, Shiori Aki, Kai Battenberg, Haruka Yabukami, Tsukasa Kouno, Masaaki Umeda, Makoto Hayashi and Akiko Minoda
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Genome maintenance strategies in stem cells (2019)
  • 著者名/発表者名: 梅田正明、安喜史織、高橋直紀
  • 学会等名: International Symposium: Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 領域ホームページ
  • URL: http://www.plant-stem-cells.jp
• [学会・シンポジウム開催] International Symposium: Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality (2019)