【研究分野】園芸科学

【研究領域課題番号】16K14843 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

食用アスパラガス / 性決定 / 遺伝子 / DNAマーカー / 植物ホルモン / 生殖 / アスパラガス / 雌雄性 / 花 / 形態形成 / 生理活性物質 / ホルモン・生理活性物質 / 転写因子 / 園芸学 / 遺伝学 / ゲノム / 発生・分化

【研究成果の概要】

モデル植物・シロイヌナズナにおいては、MYB35という遺伝子を欠損すると雄性不稔となることが知られていたが、食用アスパラガスにおいては、これによく似た遺伝子（AoMYB35）が雄株にのみ存在し、雌株に存在しないということを明らかにした。AoMYB35は食用アスパラガスの雌雄性決定遺伝子の候補として有力なものである。また、雌花の雄蕊における細胞死を特徴づけると共に、食用アスパラガスの各花器官（花被片、雌蕊、雄蕊）の転写産物を網羅的に解析し、食用アスパラガスの雌雄性に関わる遺伝子を絞り込んだ。生理活性物質により食用アスパラガスの雌雄性（雌蕊・雄蕊の発達）を制御することには失敗した。

【研究の社会的意義】

食用アスパラガスにおいて太い若茎を得るには、株を数年育成させる必要がある。露地においては、雌株には種子が着くが、これが地面に落ちると商品価値のない若い株が生じ、これは栽培管理上不都合である。このことから、露地での食用アスパラガス生産には雄株を用いるのが望ましい。雌株と雄株は通常花の形態により判別するが、花が着くまでには二年程度かかる。本研究により、AoMYB35という遺伝子が雄株にのみ存在することが見出された。これを用いれば、花の着生を待たずに雌雄を判別できる。これを利用すれば雌雄を転換させることも可能になるかもしれない。そのような技術は食用アスパラガスの品種育成にも資する可能性がある。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】遺伝育種科学

【研究領域課題番号】16H04857 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

撥水性 / イネ / 遺伝学 / 変異体 / 葉 / 遺伝子 / ワックス / 植物 / 発生・分化 / 表皮

【研究成果の概要】

イネの葉はハスと同等の極めて高い撥水性（超撥水性）を示す。この超撥水性の発現メカニズムを様々な観点から明らかにした。まず、イネの葉において葉身向軸側が最も撥水性が高いこと、撥水性は環境条件によって変化することなどを明らかにした。また、撥水性が低下した濡れ葉変異体を用いることによって、複数のワックス合成に関わる遺伝子がイネの撥水性に重要であることを明らかにした。また、様々な種類のイネの撥水性を調査することによって、多くのイネの栽培種は高い撥水性を示すことを明らかにした。

【研究の社会的意義】

超撥水性は植物の耐病性や光合成効率の上昇に寄与すると考えられる。本研究で得られた成果によって植物表面の撥水性を制御する基盤的知識を得ることができた。これを利用して、作物における病原体による初期感染の予防や、汚れの洗浄効果による病原体の感染リスクの低下、光合成効率の上昇が期待できる。また、イネにおけるワックス合成遺伝子の解明により、イネワックスの改変や増産の可能性も期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】16H04787 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞骨格 / 細胞周期 / 細胞分裂 / 微小管 / 細胞・組織 / 遺伝子 / 遺伝学 / 発生・分化 / 細胞生物学 / 分子生物学

【研究成果の概要】

本研究では、微小管が細胞のなかでどのように形成されるのか、分子レベル・細胞レベル・組織レベルの各階層にわたり解明することを目指している。これまでに、分裂酵母・ヒト培養細胞を用いて微小管形成機構を調べており、さらにマウス組織での実験をおこなうための飼育・実験の基盤作りをおこなった。その結果、Alp7/TACCが微小管形成においてガンマ・チューブリン複合体と協調して微小管の形成を促進すること、さらにAlp7が存在しない細胞でも微小管を形成するシステムの存在が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】ゲノム生物学

【研究領域課題番号】15H02370 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゲノム / 遺伝子 / 遺伝学 / 神経科学 / 発生・分化 / ゼブラフィッシュ / 遺伝子トラップ / 脳・神経 / 器官形成

【研究成果の概要】

（１）遺伝子トラップスクリーンを実施し、さまざまな細胞・組織・器官特異的にGal4FFを発現するトランスジェニックフィッシュを多数作製した。これらの系統におけるトランスポソン挿入部位を決定した。
（２）細胞・組織・器官特異的Gal4FF発現トランスジェニックフィッシュを基に共同研究を実施し研究成果を英文論文40報として発表した。
（３）ボツリヌス毒素遺伝子を用いてGal4FF発現神経細胞の機能を効率良く阻害するシステムの開発に成功した。カルシウムイメージングを行い、エサなどの視覚刺激が食欲の中枢である視床下部下葉を活性化する神経回路を発見した。恐怖条件付け学習に必須な終脳の神経回路を同定した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)

【研究分野】育種学

【研究領域課題番号】24658003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

倍数体 / 発生・分化 / 植物 / イネ / 育種 / 遺伝学

【研究成果の概要】

イネの同質倍数体シリーズ（二倍体、三倍体、四倍体）をコルヒチン処理及び交雑により人工的に作出した。二倍体と四倍体における様々な表現型形質の比較によって、倍数化の効果を調査したところ、発育ステージによってその効果は異なることを示した。また四倍体では細胞分裂が減少し、いくつかのエピジェネテック関連遺伝子の発現量の増大が認められることが明らかとなった。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】育種学

【研究領域課題番号】24380005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

イネ / 発生 / 葉原基 / 葉間期 / 植物 / 遺伝学 / 発生・分化 / 育種学

【研究成果の概要】

葉の分化の時間的な制御機構の解明は、シュートの形質改変による育種に重要な知見を与えうる。本研究によりイネにおける葉間期制御の遺伝的ネットワークの一端を明らかにした。イネのPLA1、PLA2遺伝子は植物ホルモンのジベレリンによって発現が誘導され、そして下流のOsSPL遺伝子の発現をそれぞれ異なる経路で制御することによって葉間期を調節していることを明らかにした。また、PLA遺伝子とAPO遺伝子は独立に葉間期を制御することも明らかにした。過剰発現体の解析からは、PLA遺伝子は器官サイズや数の決定に関与しており、その発現量を制御することによって、植物の形態形質を改変できる可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】21687015 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞分裂 / 細胞周期 / 染色体分配 / 微小管 / 減数分裂組換え / 遺伝学 / 遺伝子 / ゲノム / 発生・分化 / 染色体 / 細胞

【研究成果の概要】

本研究では、分裂酵母の減数分裂において見られる新規の微小管構造が、減数分裂組換えとその後の染色体分配という2つの現象を連携させる機能を持つことを実証した。また、その分子メカニズムについても解析を行い、特定の微小管結合タンパク質が通常とは異なる部位に局在することで、減数分裂特有の難しい染色体分配を克服していることが分かった。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】24,440千円 (直接経費: 18,800千円、間接経費: 5,640千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】21227007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

遺伝学 / 発生・分化 / 減数分裂 / 情報伝達 / RNA / 微小管

【研究成果の概要】

分裂酵母を用いて減数分裂を制御する分子機構を調べた。減数分裂に必要な一群のmRNAは栄養増殖時の細胞では「選択的除去」とよぶRNA分解を受ける。この機構を解析し、関係する諸分子を明らかにした。中心因子であるMmi1タンパク質は、標的mRNA上の特定の６塩基配列を認識し結合した。減数分裂時にMmi1を不活化させるmeiRNAにはこの６塩基配列が多数存在し、Mmi1をおびき寄せていた。また、RNA polymerase II のC末端領域のSer-2のリン酸化が減数分裂開始に必要な特定遺伝子の転写に不可欠なこと、ストレスに応答するMAPキナーゼ経路がそこ介在することを解明した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2009-05-11 - 2014-03-31

【配分額】207,740千円 (直接経費: 159,800千円、間接経費: 47,940千円)

【研究分野】育種学

【研究領域課題番号】20780001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

植物 / 発生遺伝 / 葉序 / イネ / 遺伝学 / 発生・分化

【研究成果の概要】

植物の地上部の形は、葉がどのように茎頂分裂組織から分化してくるかによって大きく左右される。葉の空間的分化パターンは葉序と呼ばれるが、葉序のパターンが変化する変異体(dec)をイネで同定した。DEC遺伝子の単離や、変異体の遺伝学的、生理学的解析により、DEC遺伝子はこれまで知られていなかったサイトカイニンの情報伝達経路に関わることによって、葉序のパターンを制御していることが明らかとなった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】育種学

【研究領域課題番号】20248001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シュートメリステム / イネ / 突然変異 / 葉パターン / 葉間期 / SAM / ADL遺伝子 / PLA遺伝子 / NDL1遺伝子 / WAF1遺伝子 / 育種学 / 発生・分化 / 発現制御 / 遺伝学

【研究成果の概要】

本研究はイネにおける葉の分化機構をシュートメリステムとの関係で明らかにしようとしたものである。シュートメリステムの維持と葉の形態形成に関わるWAF1を同定した。WAF1は小分子RNAの制御に関わるものであった。葉原基分化の時間的制御に関し、PLA3遺伝子を同定した。PLA1,PLA2と同様に葉の成熟速度を制御するもので、葉原基の分化には既存の葉原基からのシグナルが重要であることを明らかにした。葉の背腹軸、左右軸、頂部-基部軸それぞれのパターン形成の変異体を同定し、原因遺伝子を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】47,060千円 (直接経費: 36,200千円、間接経費: 10,860千円)

【研究分野】神経解剖学・神経病理学

【研究領域課題番号】19700316 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脳・神経 / 神経科学 / 発生・分化 / 遺伝学 / 遺伝子 / ショウジョウバエ / 視覚系 / メダラ神経節

【研究成果の概要】

ショウジョウバエ視覚中枢のメダラ神経節の発生過程を制御する分子機構を解析し、転写因子Drfの発現によって規定される神経細胞は約60種存在するメダラ神経細胞のうち9種の神経細胞を構成すること、高次の神経節であるロビュラの第1層および第4層特異的に投射すること、ロビュラに至る投射は幼虫期においてすでに見られることがわかった。また、神経細胞の種類と細胞体の位置には強い相関があることがわかった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,780千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 480千円)

【研究分野】分子生物学

【研究領域課題番号】19770144 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

染色体構築 / 機能 / 分配 / 遺伝学 / 遺伝子 / ゲノム / 細胞 / 発生・分化

【研究成果の概要】

減数分裂第一・第二間においては、2連続で分裂装置を形成させるために、スピンドル極体の複製が減数第一分裂の終期に起きること、さらにそれがサイクリン依存性キナーゼ(CDK)の活性に依存することを明らかにした。さらに、スピンドル極体が複製後に核内に埋め込まれる必要があるが、これもCDK活性に依存した現象であることが明らかとなった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,850千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 450千円)