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2023 年度 実績報告書

植物の多細胞化に重要な構造・原形質連絡の形成に関わる分子基盤の解明とその進化

研究課題

研究課題/領域番号 21H02516
研究機関北海道大学

研究代表者

藤田 知道  北海道大学, 理学研究院, 教授 (50322631)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード植物細胞間コミュニケーション / アブシジン酸 / 原形質連絡密度
研究実績の概要

植物では、細胞壁を貫き細胞間コミュニケーションに不可欠な構造として原形質連絡(PD)の存在が古くより知られている。しかしPDがどのように作られるのか、作られるPDの構造や数の制御など、これらに関わる分子制御基盤はいまでもほとんどわかっていない。
本研究は、数細胞程度にまで多細胞性を失ったコケ植物(ヒメツリガネゴケ)の変異株や植物ホルモンであるアブシジン酸(ABA)処理により誘導されるBrood cellにおいて、それぞれPDの密度が半分以下に低下していたという申請者らの発見に基づき、その分子制御機構の解明に取り組んだものである。
本研究では変異株の責任遺伝子の機能とその標的因子の探索とともに解析を進め、PDを作るための分子基盤とその形成過程の一端を明らかにした。またこの分子基盤が被子植物のシロイヌナズナや陸上植物の祖先群のシャジクモ藻で保存されているかどうかを調べ、シャジクモ藻から陸上植物を含むストレプト植物全体で、PD形成に関わる分子基盤の普遍性を考察した。さらにPDの密度の制御にABAコアモジュールとその下流で働く転写因子の1つが重要な役割を担っていることを明らかにした。ABA添加によるPD密度低下は細胞間コミュニケーションの一時的抑制制御に重要であり、実際に浸透圧ストレス下でも同様にABAシグナル伝達経路を用いて、PD密度を低下させる制御が働いているらしいことも明らかにした。このような環境ストレス下におけるPD密度の抑制はストレスがなくなると解除されておりストレス依存的な可逆的制御機構であると考えられた。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] ABA signaling converts stem cell fate by substantiating a tradeoff between cell polarity, growth and cell cycle progression and abiotic stress responses in the moss Physcomitrium patens2023

    • 著者名/発表者名
      Marcel Pascal Beier, Chiyo Jinno, Natsumi Noda, Kohei Nakamura, Sumio Sugano, Yutaka Suzuki, Tomomichi Fujita
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 14 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1303195

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Abscisic acid signaling controls density of primary plasmodesmata in the moss Physcomitrium patens2024

    • 著者名/発表者名
      Chiyo Jinno, Ken Fujisaki, Izumi Yotsui, Motoki Ouchi, Satoshi Naramoto, Daisuke Takezawa, Yoichi Sakata and Tomomichi Fujita
    • 学会等名
      日本植物生理学会
  • [学会発表] アブシジン酸と細胞間コミュニケーション、細胞運命制御の出会い2023

    • 著者名/発表者名
      神野智世、楢本悟史、藤田知道
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Environmental fluctuation and regulation of intercellular communication in the moss, Physcomitrium patens2023

    • 著者名/発表者名
      Tomomichi Fujita, Munenori Kitagawa, Takumi Tomoi, Kensuke Kawade, Chiyo Jinno
    • 学会等名
      The 33rd International Conference on Arabidopsis Research
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] コケ分子生物学を用いたSDGsへの取り組み2023

    • 著者名/発表者名
      藤田知道
    • 総ページ数
      94
    • 出版者
      北隆館

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公開日: 2024-12-25  

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