植物発生ロジックの多元的開拓

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 植物発生ロジックの多元的開拓
• 研究課題/領域番号: 25113001
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 塚谷 裕一 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90260512)
• 研究分担者: 望月 敦史 国立研究開発法人理化学研究所, 主任研究員研究室等, 主任研究員 (10304726) ; 河内 孝之 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056) ; 平井 優美 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 (90415274) ; 伊藤 恭子 (大橋恭子) 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90451830) ; 大島 良美 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究員 (00722951)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• キーワード: 植物発生 / メタボロミクス / 転写因子 / ゼニゴケ / 数理解析

研究実績の概要

計画前半の公募班と共に推進した期間の最終年度として、多元的な研究の場を提供すべく、各種集会や研究会、技術講習会を開催した。また若手の育成のための若手の会や、シンポジウムを企画し、本年度は以下の総括班活動を推進した。
5月14,15日　領域班会議（研究成果報告会）（キャンパスプラザ京都）；5月16日　ゼニゴケ研究支援ワークショップ（京都大学）；6月5日　第48回日本発生生物学会年会（つくば）シンポジウム開催”Topics in plant and animal development”；8月20-23日　日本進化学会大会シンポジウム　共催（中央大学）；8月27,28,31日、9月1日　ERATO東山ライブホロニクスプロジェクト主催・国際シンポジウム＆テクニルワークショップ共催；9月14日　数理モデル研究会（大阪大学理学部）；11月6日、7日　　国立遺伝学研究所研究会-植物の生殖成長期の発生を制御する分子機構（共催）；11月24日-26日　若手ワークショップ（小豆島ふるさと村）；平成28年1月19日、20日　領域班会議（研究成果発表会）（大阪大学豊中キャンパス国際棟シグマホール）；2月13-15日　メタボローム勉強会　（山形・理研鶴岡ブランチ）
また研究支援のための転写因子ライブラリー（シロイヌナズナ2455転写因子がエントリークローン化された）の作成と配布、６班９テーマのメタボローム解析、ゼニゴケ研究支援、数理解析支援、マイクロアレイ解析、また研究成果に関するフォーラム活動を推進した。特にゼニゴケに関しては、ポータルサイトを立ち上げ、実験技術手法や研究コミュニティーへの提言を含めたPCP誌特集号を企画し、出版した。
上記支援の結果、領域全体でNature, Science, Cell, Nature Comm., EMBO J., PNAS, Current Biol., Plant Cell, PLoS Genetなど一流誌に多数の成果発表が実現している。

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

領域全体の目標として掲げた｢教科書に載る・教科書の従来の記述を塗り替える｣成果を班員が出すにあたって必要な研究支援を推進してきた。その結果として、すでに、従来の仮説と異なる、背腹性制御の変化によらない壺状葉の形成メカニズム(Nature Comm) 、温度刺激は植物の場合、表皮の生物時計が情報処理をしていることの発見(Nature Plants)、機構の密度制御に置いて２因子が競合的に働くことの発見（Nature）など、研究開始時点には想定していなかった全く新規の知見が得られている。

今後の研究の推進方策

後半年度は公募班員が一部交代となるので、新規メンバーが､支援班の活動をスムーズに取り入れて研究を加速できるようにケアをしつつ、さらに領域全体が密な共同研究の場を構築するよう工夫を重ねる。これにより、｢教科書に載る・教科書の従来の記述を塗り替える｣成果を班員がさらに多数出せるようにしたい。

研究成果

• [雑誌論文] A dynamical phyllotaxis model to determine floral organ number. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa MS and Fujimoto K
  • 雑誌名: PLOS Computational Biology 巻: 11(5) ページ: e1004145
  • DOI: org/10.1371/journal.pcbi.1004145
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Negative Feedback Loop Controlling bHLH Complexes Is Involved in Vascular Cell Division and Differentiation in the Root Apical Meristem. (2015)
  • 著者名/発表者名: Katayama, H., Iwamoto, K., Kariya, Y., Asakawa, T., Kan, T., Fukuda, H. and Ohashi-Ito, K.
  • 雑誌名: Curr. Biol 巻: 25 ページ: 3144-3150
  • DOI: org/10.1371/journal.pcbi.1004145
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Competitive binding of antagonistic peptides fine-tunes stomatal patterning (2015)
  • 著者名/発表者名: Lee, J.S., Hnilova, M., Maes, M., Lin, Y.C.L., Putarjunan, A., Han, S.K., Avila, J., and Torii, K.U.
  • 雑誌名: Nature 巻: 522 ページ: 439-443
  • DOI: 10.1038/nature14561.
  • 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] Molecular framework of a regulatory circuit initiating two-dimensional spatial patterning of stomatal lineage. (2015)
  • 著者名/発表者名: Horst, R.J., Fujita, H., Lee, J.S., Rychel, A.L., Garrick, J. M., Kawaguchi, M., Peterson, K.M., and Torii, K.U.
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 11(7) ページ: e1005374
  • DOI: org/10.1371/journal.pgen.1005374
  • 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] A coherent transcriptional feed-forward motif model for mediating auxin-sensitive PIN3 expression during lateral root development. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chen Q, Liu Y, Maere S, Lee E, Van Isterdael G, Xie Z, Xuan W, Lucas J, Vassileva V, Kitakura S, Marhavý P, Wabnik K, Geldner N, Benková E, Le J, Fukaki H, Grotewold E, Li C, Friml J, Sack F, Beeckman T, Vanneste S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 ページ: 8821
  • DOI: 10.1038/ncomms9821.
  • 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] Lateral root organ initiation re-phases the circadian clock in Arabidopsis thaliana. (2015)
  • 著者名/発表者名: Voß, U., Wilson, M.H., Kenobi, K., Gould, P.D., Robertson, F.C., Peer, W.A., Lucas, M., Swarup, K., Casimiro, I., Holman, T.J., Wells, D.M., Péret, B., Goh, T., Fukaki, H., Hodgman, T.C., Laplaze, L., Halliday, K.J., Ljung, K., Murphy, A.G., Hall, A.J., Webb, A.A.R. and Bennett, M.J.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 ページ: 7641
  • DOI: 10.1038/ncomms8641
  • 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] Inference of the Arabidopsis lateral root gene regulatory network reveals a bifurcation mechanism that defines primordia flanking and central zones. (2015)
  • 著者名/発表者名: Lavenus, J., Goh, T., Guyomarc'h, S., Hill, K., Lucas, M., Voss, U., Kenobi, K., Wilson, M., Farcot, E., Hagen, G., Guilfoyle, T.J., Fukaki, H., Laplaze, L. and Bennett, M.J.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 27 ページ: 1368-1388
  • DOI: 10.1105/tpc.114.132993
  • 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] Axillary meristem formation in rice requires the WUSCHEL ortholog TILLERS ABSENT1. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, W., Ohmori, Y., Ushijima, T., Matsusaka, H., Matsushita, T., Kumamaru, T., Kawano, S., and Hirano, H.-Y.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 27 ページ: 1173-1184
  • DOI: 10.1105/tpc.15.00074
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Decentralized circadian clocks process thermal and photoperiodic cues in specific tissues (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, H., Katayama, K., Koto, T., Torii, K., Araki, T., and Endo, M.
  • 雑誌名: Nature Plants 1 巻: 15163 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1038/nplants.2015.163
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Oriented cell division shapes carnivorous pitcher leaves of Sarracenia purpurea (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukushima K, Fujita H, Yamaguchi T, Masayoshi K, Tsukaya H, and Hasebe M
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 6 ページ: 6450
  • DOI: 10.1038/ncomms7450
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcriptional repression by MYB3R proteins regulates plant organ growth. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, K., Suzuki, T., Iwata, E., Nakamichi, N., Suzuki, T., Chen, P., Ohtani, M., Ishida, T., Hosoya, H., Müller, S., Leviczky, T., Pettkó-Szandtner, A., Darula, Z., Iwamoto, A., Nomoto, M., Tada, Y., Higashiyama, T., Demura, T., Doonan, J.H., Hauser, M.T., Sugimoto, K., Umeda, M.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 34 ページ: 1992-2007
  • DOI: 10.15252/embj.201490899.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rapid elimination of the persistent synergid through a cell-fusion for polytubey block. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, D., Völz, R., Takeuchi, H., Mori, T., Igawa, T., Kurihara, D., Kawashima, T., Ueda, M., Ito, M., Umeda, M., Nishikawa, S., Groß-Hardt, R., Higashiyama, T.
  • 雑誌名: Cell 巻: 161 ページ: 907-918
  • DOI: 10.1016/j.cell.2015.03.018.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Auxin-mediated transcriptional system with a minimal set of components is critical for morphogenesis through the life cycle in Marchantia polymorpha, (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato, H., Ishizaki, K., Kouno, M., Shirakawa, M., Bowman, J. L., Nishihama, R., and Kohchi, T.
  • 雑誌名: PLOS Genet 巻: 11 ページ: e1005084
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005084
  • 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] Auxin Produced by the Indole-3-Pyruvic Acid Pathway Regulates Development and Gemmae Dormancy in the Liverwort Marchantia polymorpha (2015)
  • 著者名/発表者名: Eklund, D. M., Ishizaki, K., Flores-Sandoval, E., Kikuchi, S., Takebayashi, Y., Tsukamoto, S., Hirakawa, Y., Kato, H., Kouno, M., Bhalerao, R. P., Lagercrantz, U., Kasahara, H., Kohchi, T., Bowman, J. L.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 27 ページ: 1650-1669
  • DOI: 10.1105/tpc.15.00065
  • 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] Stomatal Guard Cells Co-opted an Ancient ABA-Dependent Desiccation Survival System to Regulate Stomatal Closure. (2015)
  • 著者名/発表者名: Lind, C., Dreyer, I., López-Sanjurjo, E. J., von Meyer, K., Ishizaki, K., Kohchi, T., Lang, D., Zhao, Y., Kreuzer, I., Al-Rasheid, K. A., Ronne, H., Reski, R., Zhu, J. K., Geiger, D., Hedrich, R.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 巻: 25 ページ: 928-935
  • DOI: 10.1016/j.cub.2015.01.067.
  • 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] A parasitic nematode releases cytokinin that controls cell division and orchestrates feeding site formation in host plants. (2015)
  • 著者名/発表者名: Siddique S, Radakovic ZS, De La Torre CM, Chronis D, Novák O, Ramireddy E, Holbein J, Matera C, Hütten M, Gutbrod P, Anjam MS, Rozanska E, Habash S, Elashry A, Sobczak M, Kakimoto T, Strnad M, Schmülling T, Mitchum MG, Grundler FM.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 112 ページ: 12669-12674
  • DOI: 10.1073/pnas.1503657112
  • 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] Mutations in ribosomal proteins, RPL4 and RACK1, suppress the phenotype of a thermospermine-deficient mutant of Arabidopsis thaliana. (2015)
  • 著者名/発表者名: J. I. Kakehi, E. Kawano, K. Yoshimoto, Q. Cai, A. Imai and T. Takahashi
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10 ページ: e0117309
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0117309.
  • 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] ゼニゴケ・トレーニングコース (2016)
  • 著者名/発表者名: 河内孝之
  • 学会等名: ゼニゴケ・トレーニングコース
  • 発表場所: 京都大学（京都市左京区）
  • 年月日: 2016-02-25 – 2016-03-07
  • 国際学会
• [学会発表] 第3回メタボローム勉強会 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平井優美
  • 学会等名: 第3回メタボローム勉強会
  • 発表場所: 山形・理研鶴岡ブランチ（山形県鶴岡市）
  • 年月日: 2016-02-13 – 2016-02-15
• [学会発表] 植物の生殖成長期の発生を制御する分子機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平野博之
  • 学会等名: 国立遺伝学研究所研究会
  • 発表場所: 国立遺伝学研究所（静岡県三島市）
  • 年月日: 2015-11-06 – 2015-11-07
• [学会発表] 第一回数理モデル研究会 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤本仰一
  • 学会等名: 第一回数理モデル研究会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] Genome duplication: integrating comparative genomics, population genetics, and experimentally synthesised polyploids (2015)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Shimizu
  • 学会等名: 日本進化学会大会
  • 発表場所: 中央大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-08-20 – 2015-08-23
• [学会発表] Topics in plant and animal development (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Tsukaya, Hiroki Nishida
  • 学会等名: 第48回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-05
  • 国際学会
• [学会発表] Root cap derived auxin pre-patterns the longitudinal root axis (2015)
  • 著者名/発表者名: Tom Beeckman
  • 学会等名: 第48回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-02 – 2015-06-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular control of gametophyte development and fertilization (2015)
  • 著者名/発表者名: Ueli Grossniklaus
  • 学会等名: 第48回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-02 – 2015-06-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evolution and development of the bifurcated axial skeleton (2015)
  • 著者名/発表者名: Kinya G. Ota
  • 学会等名: 第48回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-02 – 2015-06-05
• [学会発表] Self/nonself-recognition in ascidian fertilization (2015)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Sawada
  • 学会等名: 第48回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-02 – 2015-06-05
• [学会発表] Birds of a feather: genetics and development of diversity in pigeons (2015)
  • 著者名/発表者名: Mike Shapiro
  • 学会等名: 第48回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-02 – 2015-06-05
• [備考] 文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究 植物発生ロジックの多元的開拓
  • URL: http://logics.plantdev.biol.s.u-tokyo.ac.jp/index.html
• [学会・シンポジウム開催] 国際ゼニゴケトレーニングコース (2016)
  • 発表場所: 京都大学（京都市左京区）
  • 年月日: 2016-02-25 – 2016-03-07
• [学会・シンポジウム開催] 第48回日本発生生物学会年会 (2015)
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-02 – 2015-06-05