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2021 年度 実績報告書

細胞システムの自律周期とその変調が駆動する植物の発生

総括班

研究領域細胞システムの自律周期とその変調が駆動する植物の発生
研究課題/領域番号 19H05670
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

中島 敬二  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80273853)

研究分担者 上田 貴志  基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 教授 (10311333)
植田 美那子  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20598726)
望月 敦史  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (10304726)
近藤 洋平  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (00724444)
稲見 昌彦  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00345117)
遠藤 求  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80551499)
深城 英弘  神戸大学, 理学研究科, 教授 (80324979)
河内 孝之  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)
小田 祥久  国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 教授 (30583257)
塚谷 裕一  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90260512)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2024-03-31
キーワード植物発生 / 周期性 / 細胞動態 / 数理解析 / 人間拡張工学
研究実績の概要

本年度も新型コロナウィルス感染症により対面でのディスカッションや海外渡航が制限され、総括班活動を様々な制限下で行う必要が生じたが、オンラインコミュニケーションツールを活用することで円滑かつ活発な総括班活動を展開した。領域会議と総括班会議は8月と1月に開催した。1月の領域会議については、オンサイトとオンラインのハイブリッド方式で開催した。研究代表者と研究分担者が岡崎のコンファレンスセンターに参集し、研究協力者はオンラインで参加した。入念な事前テストによりトラブルなく開催することが出来、活発な討論を行った。
国際活動支援については、前年度に国際シンポジウムの代替として開催したウェビナーシリーズが好評だったため、本年度も"From Cellular Dynamics to Morphology II"として6回に分けて開催した。34か国から532名の参加登録があり、うち4割は海外からの参加者であった。また各回について、海外のゲストスピーカーの講演と領域内の若手研究者による講演を合せることで、若手の国際活動支援の場としても活用した。
数理解析、人間拡張、画像解析の各「道場」もオンライン形式で開催した。Google Colabを用いることで、ハンズオン講習をオンラインで効果的に開催することが出来た。
情報処理学会と連携し、学会誌「情報処理」に「植物と情報処理」の特集号を刊行した。領域内外の一線の研究者による8本の記事に加え、「情報植物学」という新たな分野の可能性について座談会を行い、その内容を文字起こしした記事を掲載した。
日本植物学会第85回大会(東京・オンライン)において「異分野協調と周期の変調で解き明かす植物の発生」と題したシンポジウムを、また日本分子生物学会年会(横浜・ハイブリッド)において「小さな一歩で大きな飛躍:分子や揺らぎが操る植物の発生」と題したシンポジウムを開催した。

現在までの達成度 (区分)
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

コロナ下で対面活動や海外渡航が制限された中で、オンラインやハイブリッド方式による領域会議や、解析道場、ウェビナーシリーズ等を開催することが出来た。情報処理学会との連携による、特集号の刊行や植物学会での融合シンポジウムなど、学際融合研究を推進するための様々な活動を行うことが出来た。中間評価では、A(研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる)の評価結果を得た。

今後の研究の推進方策

計画研究の研究代表者8名と研究分担者3名の計11名が総括班を構成し、領域代表者の中島の統括のもと連携して領域の推進に当たる。
来年度は第二期の公募研究課題が開始され、公募班員の一部が入れ替わるため、オンラインツールを活用した公募班グループミーティングを再度開催し、共同研究のマッチングを行う。領域会議は6月と年度末の2回開催する。領域会議に付随して総括班会議を開催し、評価委員や学術調査官を交えて、関連分野の動向分析と領域運営の計画と実績を確認する。総括班による、①細胞動態観察支援、②画像情報解析支援、③理論モデル構築支援(数理生物学支援)、④一細胞解析支援、の4つの研究支援を継続する。画像解析、数理生物学、総括班担当者の主催により研究会(道場)を開催する。人間拡張工学については、領域内の若手研究者による融合研究コンペとして開催する。
国際活動支援班では、国際ウェビナーシリーズを開催する。若手ワークショップについては、新型コロナウィルス感染症の状況見ながら秋ごろに対面での開催を計画している。若手海外渡航支援についても、渡航制限が解除されつつあるため募集を再開する。
日本植物生理学会の国際誌「Plant and Cell Physiology」に、植物科学と情報学の融合研究をテーマとした特集号を刊行するため投稿の募集を開始する。
広報活動においては、引き続きSNSやプレスリリースを通じた広報活動を継続するほか、メディアや展示会、一般向けのアウトリーチ活動などの機会を利用し、本領域ならではの成果発信を行う。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 7件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Gregor Mendel Institute(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      Gregor Mendel Institute
  • [国際共同研究] University of Tennessee/North Carolina State University/New York University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Tennessee/North Carolina State University/New York University
  • [国際共同研究] Instituto de Biologia Molecular y Celu/Institute of Evolutionary Biology/Universitat Jaume I(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Instituto de Biologia Molecular y Celu/Institute of Evolutionary Biology/Universitat Jaume I
  • [国際共同研究] Ludwig-Maximilians-University/Technical University of Munich/Heinrich-Heine-University(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Ludwig-Maximilians-University/Technical University of Munich/Heinrich-Heine-University
  • [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]

    • 他の国数
      5
  • [雑誌論文] Sulfanilamide Regulates Flowering Time through Expression of the Circadian Clock Gene LUX2022

    • 著者名/発表者名
      Hirohata Atsuhiro、Yamatsuta Yuta、Ogawa Kaori、Kubota Akane、Suzuki Takamasa、Shimizu Hanako、Kanesaka Yuki、Takahashi Nozomu、Endo Motomu
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 63 ページ: 649~657

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improved clearing method contributes to deep imaging of plant organs2022

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Yuki、Ishimoto Anna、Sakai Yuuki、Sato Moeko、Nishihama Ryuichi、Abe Konami、Sano Yoshitake、Furuichi Teiichi、Tsuji Hiroyuki、Kohchi Takayuki、Matsunaga Sachihiro
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 ページ: 12

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02955-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diminished Auxin Signaling Triggers Cellular Reprogramming by Inducing a Regeneration Factor in the Liverwort Marchantia polymorpha2022

    • 著者名/発表者名
      Ishida Sakiko、Suzuki Hidemasa、Iwaki Aya、Kawamura Shogo、Yamaoka Shohei、Kojima Mikiko、Takebayashi Yumiko、Yamaguchi Katsushi、Shigenobu Shuji、Sakakibara Hitoshi、Kohchi Takayuki、Nishihama Ryuichi
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 63 ページ: 384~400

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Migration of prospindle before the first asymmetric division in germinating spore of Marchantia polymorpha2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai Yuuki、Higaki Takumi、Ishizaki Kimitsune、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Hasezawa Seiichiro
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 39 ページ: 5~12

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.21.1217b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A glycogen synthase kinase 3-like kinase MpGSK regulates cell differentiation in Marchantia polymorpha2022

    • 著者名/発表者名
      Furuya Tomoyuki、Nishihama Ryuichi、Ishizaki Kimitsune、Kohchi Takayuki、Fukuda Hiroo、Kondo Yuki
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 39 ページ: 65~72

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.21.1219a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two phylogenetically unrelated peptide‐receptor modules jointly regulate lateral root initiation via a partially shared signaling pathway in Arabidopsis thaliana2022

    • 著者名/発表者名
      Jourquin Joris、Fernandez Ana Ibis、Parizot Boris、Xu Ke、Grunewald Wim、Mamiya Akihito、Fukaki Hidehiro、Beeckman Tom
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 233 ページ: 1780~1796

    • DOI

      10.1111/nph.17919

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Color-Changing Fluorescent Barcode Based on Strand Displacement Reaction Enables Simple Multiplexed Labeling2022

    • 著者名/発表者名
      Makino Koki、Susaki Etsuo A.、Endo Motomu、Asanuma Hiroyuki、Kashida Hiromu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 144 ページ: 1572~1579

    • DOI

      10.1021/jacs.1c09844

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deep evolutionary origin of gamete-directed zygote activation by KNOX/BELL transcription factors in green plants2021

    • 著者名/発表者名
      Hisanaga Tetsuya、Fujimoto Shota、Cui Yihui、Sato Katsutoshi、Sano Ryosuke、Yamaoka Shohei、Kohchi Takayuki、Berger Frederic、Nakajima Keiji
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 10 ページ: e57090

    • DOI

      10.7554/eLife.57090

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fungal-Type Terpene Synthases in Marchantia polymorpha Are Involved in Sesquiterpene Biosynthesis in Oil Body Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Takizawa Ryosuke、Hatada Miki、Moriwaki Yuta、Abe Sachika、Yamashita Yuko、Arimitsu Ryoma、Yamato Katsuyuki T、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Koeduka Takao、Chen Feng、Matsui Kenji
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 62 ページ: 528~537

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa175

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Major components of the KARRIKIN INSENSITIVE2-dependent signaling pathway are conserved in the liverwort Marchantia polymorpha2021

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Yohei、Komatsu Aino、Shimazaki Shota、Naramoto Satoshi、Inoue Keisuke、Xie Xiaonan、Ishizaki Kimitsune、Kohchi Takayuki、Kyozuka Junko
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 33 ページ: 2395~2411

    • DOI

      10.1093/plcell/koab106

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Coordination between growth and stress responses by DELLA in the liverwort Marchantia polymorpha2021

    • 著者名/発表者名
      Hernandez-Garcia Jorge、Sun Rui、Serrano-Mislata Antonio、Inoue Keisuke、Vargas-Chavez Carlos、Esteve-Bruna David、Arbona Vicent、Yamaoka Shohei、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Blazquez Miguel A.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 31 ページ: 3678~3686.e11

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.06.010

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A plant-specific DYRK kinase DYRKP coordinates cell morphology in Marchantia polymorpha2021

    • 著者名/発表者名
      Furuya Tomoyuki、Shinkawa Haruka、Kajikawa Masataka、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Fukuzawa Hideya、Tsukaya Hirokazu
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 134 ページ: 1265~1277

    • DOI

      10.1007/s10265-021-01345-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of the sex-determining factor in the liverwort Marchantia polymorpha reveals unique evolution of sex chromosomes in a haploid system2021

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Miyuki、Kajiwara Tomoaki、Yasui Yukiko、Yoshitake Yoshihiro、Miyazaki Motoki、Kawamura Shogo、Suetsugu Noriyuki、Nishihama Ryuichi, ...Kohchi Takayuki
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 31 ページ: 5522~5532.e7

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.10.023

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Na+/Ca2+ exchanger mediates cold Ca2+ signaling conserved for temperature-compensated circadian rhythms2021

    • 著者名/発表者名
      Kon Naohiro、Wang Hsin-tzu、Kato Yoshiaki S.、Uemoto Kyouhei、Kawamoto Naohiro、Kawasaki Koji、Enoki Ryosuke、Kurosawa Gen、Nakane Tatsuto、Sugiyama Yasunori、Tagashira Hideaki、Endo Motomu、Iwasaki Hideo、Iwamoto Takahiro、Kume Kazuhiko、Fukada Yoshitaka
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 ページ: eabe8132

    • DOI

      10.1126/sciadv.abe8132

    • 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 Zygote2021

    • 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
  • [雑誌論文] Cell-by-cell dissection of phloem development links a maturation gradient to cell specialization2021

    • 著者名/発表者名
      Roszak Pawel、Heo Jung-ok、Blob Bernhard、Toyokura Koichi、...Helariutta Yrjo
    • 雑誌名

      Science

      巻: 374 ページ: eaba5531

    • DOI

      10.1126/science.aba5531

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 細胞の周期動態とその変調が駆動する根の自在な成長2021

    • 著者名/発表者名
      中島敬二, 射水勝利, 大城翔平, 米倉崇晃, 田中慧太, 近藤洋平, 宮島俊介, 郷達明
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
  • [学会発表] 細胞・オルガネラ動態の周期性表出の分子基盤を探る2021

    • 著者名/発表者名
      上田貴志
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
  • [学会発表] 表現学習による周期と変調の比較形態学2021

    • 著者名/発表者名
      近藤洋平
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
  • [学会発表] 受精卵と初期胚における周期と変調から解き明かす植物の体軸形成機構2021

    • 著者名/発表者名
      植田美那子, 小松大鳳, 田中小百合, 檜垣匠, 松本光梨, 木全祐資,鎌本直也, 藤本仰一, 東山哲也
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
  • [学会発表] Live-cell imaging of the polarization dynamics of plant zygote2021

    • 著者名/発表者名
      Minako Ueda, Yusuke Kimata, Hikari Matsumoto, Takumi Higaki, Taiho Komatsu, Sayuri Tanka, Daisuke Kurihara, Tetsuya Higashiyama
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
  • [図書] 理論生物学概論2021

    • 著者名/発表者名
      望月 敦史
    • 総ページ数
      328
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320058309
  • [備考] 植物の周期と変調 領域ホームページ

    • URL

      https://plant-periodicity.org/

  • [学会・シンポジウム開催] International Webinar Series "From Cellular Dynamics to Morphology II"2021

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公開日: 2023-12-25  

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