計画研究班 | 植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自律分散型統御システム | 新学術領域研究

計画研究班

本領域では、中枢神経を持たない植物が、細胞や組織レベルで分散型の応答を行う一方、それらの情報を全身的な情報伝達系により統御する植物特有のダイナミックな環境刺激伝達機構の全体像を解明し、環境応答がどのように植物の巧みな生存戦略を導いているのかを明らかにすることを目指します。

本領域では、この目的達成のために必要不可欠な8組の計画班を厳選しました。多彩な植物の環境応答の分子機構を包括的に理解するには、個別研究の集まりではなく、統合的・戦略的な融合研究領域の構築が不可欠です。そのため研究項目を分けず、8名の計画班班員が互いに協力し合う形での有機的連携研究を進め、新規な学術領域の創成を目指します。

また、研究推進に欠かせない共通大型機器や最新技術による解析を総括班に設ける研究支援センターにより全面的に支援し、効率的な研究推進を進めます。


木下班 環境刺激による気孔開度制御機構の解析

松林班 長距離シグナリングを介した変動環境への適応機構

  • 計画研究代表者 松林 嘉克 名古屋大学大学院理学研究科・教授
    研究分担者 望田(桑田) 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・特任助教
  • 自然界では、土壌中の窒素栄養分は極めて不均一に分布します。そのため、植物はあらゆる方向に根を張りめぐらせつつ、一部の根で窒素欠乏を感知した時に、他の根で相補的により多くの窒素を取り込むしくみを備えています。これまでに私たちは、窒素欠乏を感知した根で分泌型ペプチドCEPが発現誘導され、道管を通って地上部に長距離移行し、葉で特異的受容体CEPRに認識されることが、この長距離シグナリングの第一段階であることを見出しています。本研究では、この系をモデルとして、いかにして根における局所的な環境刺激が葉で統御され、再び植物体全体に伝達されていくのか、植物の巧みな栄養環境応答の全体像の解明に挑みます。

松永班 環境刺激によるクロマチン動態制御機構の解明

杉本班 環境刺激による細胞リプログラミング制御

福田班 植物の自律分散型情報ネットワークを支える維管束シグナル伝達の解析

篠崎班 乾燥及び温度ストレスに対する植物の時空間的応答と記憶の分子機構

  • 計画研究代表者 篠崎 和子 東京大学大学院農学生命科学研究科・教授
    研究分担者 伊藤 秀臣 北海道大学大学院生命科学院・助教
  • 植物は干ばつや極端な温度変化によって生存を脅かされています。本研究では乾燥や温度ストレスに対する植物の局所的応答の分子機構を解明するとともに、ストレスの長距離シグナル伝達因子が維管束を介して植物全体に情報を伝達する機構を解明したり、繰り返して起こるストレスに対する植物の長期的な記憶の機構を明らかにしたりすることで、植物の持つ自律分散型環境応答統御システムの全体像を理解します。

角谷班 クロマチン長期記憶による環境応答制御機構

  • 計画研究代表者 角谷 徹仁 国立遺伝学研究所・教授
  • 環境や遺伝的背景を反映して遺伝子発現のON/OFF状態はクロマチン上に記憶されます。この記憶の実体はヒストンの修飾やDNAのメチル化です。DNAメチル化は特に安定な修飾であり、長期記憶としてトランスポゾンなどの反復配列の抑制に関与します。一方、植物からヒトまで多くの生物で、遺伝子のコード領域にもDNAメチル化が見つかりますが、その機能は未解明です。本研究では、ヒストンとの相互作用を介してDNAメチル化がクロマチン長期記憶として働きうることに着目し、これに影響する変異体を用いた遺伝学とゲノミクスによるアプローチで、環境に対する応答性と細胞増殖の文脈でその制御機構を解明します。

白須班 寄生植物による維管束情報ハイジャック機構の解明