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長谷部分化全能性進化プロジェクト
研究総括 長谷部 光泰
(自然科学研究機構 基礎生物学研究所 教授)
研究期間 2005年9月〜2011年3月
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研究領域
 多細胞生物を構成する大部分の細胞は、受精卵のようにどのような細胞にもなれる能力を持つ細胞から種々の細胞に分化して機能します。分化によって各細胞は役割に応じた性質を獲得しますが、このことは多くの遺伝子からその細胞が必要な情報のみを読み出すようにプログラムすることで達成されています。ひとたび分化した細胞は、このプログラムをやりなおす(リプログラミング)ことで、再びすべての細胞になれる能力を取り戻すことができると考えられています。これを分化全能性と呼びますが、植物は高い分化全能性を持ち、簡単な処理だけでリプログラミング可能であることが知られています。一方、動物のリプログラミング能力は極めて低く、この点が植物と動物の大きな違いでもあります。これまで多くの研究がなされてきたにも関わらず、植物の分化全能性の分子機構はほとんど明らかになっていません。本研究の大きな特徴はモデル植物としてヒメツリガネゴケを用いることにあります。ヒメツリガネゴケはこれまでのモデル植物とは違い極めて高い分化全能性を持ち、陸上植物で最も容易に遺伝子ターゲティング法が行えます。また、多細胞下等植物としては初めて全ゲノム解析が完了し、きわめて有用なモデルです。

内容
 本研究領域では、ヒメツリガネゴケのゲノム情報を最大限に利用し、その高い分化全能性を担う因子を同定・機能解析することにより、植物分化全能性の分子機構とその進化過程解明を目指します。
 具体的には、ヒメツリガネゴケのリプログラミング過程における、低分子やRNA、蛋白質の変動、DNAの高次構造変化を網羅的に解析し、リプログラミングに関わる因子を推定します。また、イメージング技術を駆使してリプログラミング過程における各因子の細胞内動態を調べます。さらに、他の生物との間でゲノムを比較することでリプログラミング機構の相違点を明らかにし、共通の祖先からリプログラミング機構がどのように進化してきたかの解明を通して、リプログラミングの本質的理解を目指します。
 本研究成果により、植物分化全能性の分子機構全貌解明への鍵を手に入れることができ、リプログラミング研究分野が新たな展開に進むことが期待されます。本研究領域から得られる知見と技術は、細胞機能を制御する分子機構解明に寄与し、植物の再生能力を最大限生かすことで農産物生産などの技術に革新をもたらすことが期待されます。

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構成
研究総括
長谷部 光泰
(自然科学研究機構 基礎生物学研究所 教授)
研究グループ
統括グループ グループリーダ:
 長谷部 光泰
インフォマティクスグループ グループリーダ:
 西山 智明


研究成果
一般の方向け
研究成果ビデオ





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