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D. Maruyama
令和2年度
文部科学省科学研究費補助金
学術変革領域研究（B）
細胞運命操作による
植物生殖システムの
リモデリング
領域概要
植物は１つの個体の中に２倍体と半数体の組織をもち、半数体組織の一部が増殖・分化することで生殖細胞をつくります。メス側では、卵細胞と中央細胞という全く異質な 2 つの配偶子がつくられる一方で、オス側では 2 つの精細胞がつくられます。これらが重複受精することで、次世代となる胚と胚乳がつくられ、種子となります。こうした植物の生殖細胞は、分化において可塑性や柔軟性をもち、分化転換しうるファジーな面をもつことが知られています。最新の研究からは、その分子基盤である多くの制御因子が明らかにされてきました。
本研究領域では、これらの知見を基に、全く新しい独自の配偶子解析技術を駆使し、オスの配偶子とメスの配偶子の分化運命の決定、および転換のメカニズムを解明します。植物の体細胞からの生殖細胞の作出や、逆に生殖細胞の体細胞への分化転換という細胞運命の操作に挑戦し、植物特有の生殖プロセスの原理の理解と、その応用による育種・生殖技術の変革を目指します。
研究体制
丸山班
まるやま だいすけ
丸山 大輔
横浜市立大学
木原生物学研究所
准教授
助細胞から胚への細胞運命転換の誘導を通じた多胚性種子の研究
花粉管を誘引する機能をもつ助細胞は、受精後に細胞融合によって胚乳に吸収されて消滅します。その細胞融合が起こらないシロイヌナズナの変異体では、助細胞が胚の横で大きくなることがわかりました。丸山班では、細胞融合をはじめとするプログラム細胞死経路の阻害と胚誘導因子の活性化を重ね合わせ、卵細胞の姉妹というべき助細胞の細胞運命を胚へと転換する研究に挑戦します。
山岡班
山岡 尚平
やまおか しょうへい
京都大学
生命科学研究科
准教授
コケ植物モデルに基づく花粉の配偶子形成システムの解明とリモデリング
植物の配偶子は配偶体から分化しますが、そのメカニズムには進化的に保存された因子が使われています。山岡班では、コケ植物と被子植物の比較解析を通じて、配偶子形成の初期過程、特に花粉の配偶子前駆細胞（雄原細胞）の分化において中心的な役割を果たすメカニズムの解明を目指します。さらにその制御によって、植物の生殖細胞を体細胞から自在に分化させる技術の開発を試みます。
水多班
1細胞追跡による花粉の精細胞の運命と受精能を決定するメカニズムの解明
水多 陽子
みずた ようこ
花粉は被子植物のオスの配偶体であり、1細胞が2回分裂することで、配偶子である精細胞が形成されます。水多班では、独自の花粉への遺伝子操作技術とライブイメージング手法を用い、花粉の発生と運命を理解し制御することを試みます。花粉や精細胞を1細胞レベルで評価することで、運命決定と受精能の獲得の分子メカニズムの全貌を明らかにし、育種への応用を目指します。
名古屋大学 高等研究院
ﾄﾗﾝｽﾌｫｰﾏﾃｨﾌﾞ生命分子研究所
特任助教
領域アドバイザー
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