理学部 理学科
シロイヌナズナを使った被子植物生殖の細胞生物学。
細胞核の融合、助細胞の不活性化と多花粉管拒否、多精拒否、内部形質膜崩壊など生殖独自の細胞現象を広く解析中。
2020~2022年度 学術変革領域(B) 植物生殖改変:https://www.remod-reprod.com
2025/04/30 更新
シロイヌナズナを使った被子植物生殖の細胞生物学。
細胞核の融合、助細胞の不活性化と多花粉管拒否、多精拒否、内部形質膜崩壊など生殖独自の細胞現象を広く解析中。
2020~2022年度 学術変革領域(B) 植物生殖改変:https://www.remod-reprod.com
博士(理学) ( 名古屋大学 )
核融合
花粉管
内部形質膜
細胞融合
中央細胞
卵細胞
助細胞
ライフサイエンス / 植物分子、生理科学
ライフサイエンス / 細胞生物学
名古屋大学 大学院 理学研究科 生命理学専攻
2004年4月 - 2010年3月
名古屋大学 理学部 生命理学科
2000年4月 - 2004年3月
横浜市立大学 生命ナノシステム科学研究科 生命環境システム科学専攻 木原生物学研究所 准教授
2022年4月 - 現在
横浜市立大学 国際総合科学部 生命環境コース 木原生物学研究所 助教
2016年4月 - 2022年3月
名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM) 特任助教
2014年4月 - 2016年3月
名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM) 日本学術振興会特別研究員(PD)
2013年4月 - 2014年3月
名古屋大学 理学研究科 生命理学専攻 日本学術振興会特別研究員(PD)
2011年4月 - 2013年3月
名古屋大学 理学研究科 生命理学専攻 GCOEプレフェロー
2010年4月 - 2011年3月
日本植物形態学会
日本植物生理学会
日本植物学会
日本細胞生物学会
日本分子生物学会
The peri-germ cell membrane: poorly characterized but key interface for plant reproduction
Naoya Sugi, Andrea R. M. Calhau, Nathanaël M. A. Jacquier, Marina Millan-Blanquez, Jörg D. Becker, Kevin Begcy, Frédéric Berger, Cécile Bousquet-Antonelli, Daniel Bouyer, Giampiero Cai, Alice Y. Cheung, Sílvia Coimbra, Philipp Denninger, Thomas Dresselhaus, José A. Feijó, John E. Fowler, Danny Geelen, Ueli Grossniklaus, Tetsuya Higashiyama, David Honys, Tomoko Igawa, Gwyneth Ingram, Yvon Jaillais, Mark A. Johnson, Mariko Kato, Miki Kawachi, Tomokazu Kawashima, Yu-Jin Kim, Hong-Ju Li, Sébastien Mongrand, Kazuki Motomura, Shiori Nagahara, Kohdai P. Nakajima, Brad Nelms, Li-Jia Qu, Arp Schnittger, Stefan Scholten, Stefanie Sprunck, Meng-Xiang Sun, David Twell, Dolf Weijers, Wei-Cai Yang, Daisuke Maruyama, Thomas Widiez
Nature Plants 2024年10月
Naoya Sugi, Daichi Susaki, Yoko Mizuta, Tetsu Kinoshita, Daisuke Maruyama
Plant & cell physiology 2024年2月
Microtubules ensure transport of vegetative nuclei and sperm cells by fine-tuning their home positions
Kazuki Motomura, Haruna Tsuchi, Marin Komojiri, Ayumi Matsumoto, Naoya Sugi, Daichi Susaki, Atsushi Takeda, Tetsu Kinoshita, Daisuke Maruyama
2024年2月
Exploring novel polytubey reproduction pathways utilizing cumulative genetic tools. 招待 査読
Naoya Sugi, Daisuke Maruyama
Plant and Cell Physiology 2023年3月
Removal of the endoplasma membrane upon sperm cell activation after pollen tube discharge 査読
Naoya Sugi, Rie Izumi, Shun Tomomi, Daichi Susaki, Tetsu Kinoshita, Daisuke Maruyama
Frontiers in Plant Science 14 1116289 2023年1月
Yilin Zhang, Daisuke Maruyama, Erika Toda, Atsuko Kinoshita, Takashi Okamoto, Nobutaka Mitsuda, Hironori Takasaki, Masaru Ohme Takagi
FEBS Letters 2023年1月
植物細胞の分化運命の制御と可塑性
丸山 大輔, 水多 陽子, 山岡 尚平
植物科学の最前線 14 ( A ) 1 - 2 2023年
F-actin regulates the polarized secretion of pollen tube attractants in Arabidopsis synergid cells 査読
Daichi Susaki, Rie Izumi, Takao Oi, Hidenori Takeuchi, Ji Min Shin, Naoya Sugi, Tetsu Kinoshita, Tetsuya Higashiyama, Tomokazu Kawashima, Daisuke Maruyama
The Plant Cell 2022年12月
シロイヌナズナ花粉管の核排除とそれを利用した花粉管伸長制御能力の発見までの道のり 招待 査読
元村一基, 丸山大輔
Plant Morphology 34 69 - 76 2022年12月
Possible molecular mechanisms of persistent pollen tube growth without de novo transcription 査読
Kazuki Motomura, Naoya Sugi, Atsushi Takeda, Shohei Yamaoka, Daisuke Maruyama
Frontiers in Plant Science 13 2022年11月
Elongation of Siliques Without Pollination 3 Regulates Nutrient Flow Necessary for Embryogenesis. 査読
Hironori Takasaki, Miho Ikeda, Reika Hasegawa, Zhang Yilin, Shingo Sakamoto, Daisuke Maruyama, Nobutaka Mitsuda, Tetsu Kinoshita, Masaru Ohme-Takagi
Plant & cell physiology 2022年10月
Kazuki Motomura, Hidenori Takeuchi, Michitaka Notaguchi, Haruna Tsuchi, Atsushi Takeda, Tetsu Kinoshita, Tetsuya Higashiyama, Daisuke Maruyama
Nature Communications 12 ( 1 ) 2331 - 2331 2021年4月
Dynamics of the cell fate specifications during female gametophyte development in Arabidopsis 査読
Daichi Susaki, Takamasa Suzuki, Daisuke Maruyama, Minako Ueda, Tetsuya Higashiyama, Daisuke Kurihara
PLOS BIOLOGY 19 ( 3 ) 2021年3月
Mohammad Foteh Ali, Umma Fatema, Xiongbo Peng, Samuel W. Hacker, Daisuke Maruyama, Meng-Xiang Sun, Tomokazu Kawashima
Proceedings of the National Academy of Sciences 117 ( 51 ) 32757 - 32763 2020年12月
The nuclear envelope protein KAKU4 determines the migration order of the vegetative nucleus and sperm cells in pollen tubes. 査読 国際誌
Chieko Goto, Kentaro Tamura, Satsuki Nishimaki, Daisuke Maruyama, Ikuko Hara-Nishimura
Journal of experimental botany 71 ( 20 ) 6273 - 6281 2020年10月
Shuh-ichi Nishikawa, Yuki Yamaguchi, Chiharu Suzuki, Ayaka Yabe, Yuzuru Sato, Daisuke Kurihara, Yoshikatsu Sato, Daichi Susaki, Tetsuya Higashiyama, Daisuke Maruyama
Frontiers in Plant Science 11 2020年10月
Fertilization-Coupled Sperm Nuclear Fusion Is Required for Normal Endosperm Nuclear Proliferation. 査読
Daisuke Maruyama, Tetsuya Higashiyama, Toshiya Endo, Shuh-Ichi Nishikawa
Plant & cell physiology 61 ( 1 ) 29 - 40 2020年1月
Chieko Goto, Kentaro Tamura, Satsuki Nishimaki, Naoki Yanagisawa, Kumi Matsuura-Tokita, Tetsuya Higashiyama, Daisuke Maruyama, Ikuko Hara-Nishimura
2019年9月
A pharmacological study of Arabidopsis cell fusion between the persistent synergid and endosperm 査読
Kazuki Motomura, Tomokazu Kawashima, Frédéric Berger, Tetsu Kinoshita, Tetsuya Higashiyama, Daisuke Maruyama
Journal of Cell Science 131 ( 2 ) jcs204123 2018年
Spatiotemporal deep imaging of syncytium induced by the soybean cyst nematode Heterodera glycines 査読
Mina Ohtsu, Yoshikatsu Sato, Daisuke Kurihara, Takuya Suzaki, Masayoshi Kawaguchi, Daisuke Maruyama, Tetsuya Higashiyama
PROTOPLASMA 254 ( 6 ) 2107 - 2115 2017年11月
Fluorescent Labeling of the Cyst Nematode Heterodera glycines in Deep-Tissue Live Imaging 査読
Mina Ohtsu, Daisuke Kurihara, Yoshikatsu Sato, Takuya Suzaki, Masayoshi Kawaguchi, Daisuke Maruyama, Tetsuya Higashiyama
CYTOLOGIA 82 ( 3 ) 251 - 259 2017年6月
RETINOBLASTOMA RELATED1 mediates germline entry in Arabidopsis 査読
Xin'Ai Zhao, Jonathan Bramsiepe, Matthias Van Durme, Shinichiro Komaki, Maria Ada Prusicki, Daisuke Maruyama, Joachim Forner, Anna Medzihradszky, Erik Wijnker, Hirofumi Harashima, You Lu, Anja Schmidt, Daniela Guthorl, Rosa Sahun Logrono, Yonsheng Guan, Gaetan Pochon, Ueli Grossniklaus, Thomas Laux, Tetsuya Higashiyama, Jan U. Lohmann, Moritz K. Nowack, Arp Schnittger
SCIENCE 356 ( 6336 ) 396 - + 2017年4月
Live-cell imaging of F-actin dynamics during fertilization in Arabidopsis thaliana 査読
Daichi Susaki, Daisuke Maruyama, Ramesh Yelagandula, Frederic Berger, Tomokazu Kawashima
Methods in Molecular Biology 1669 47 - 54 2017年
The end of temptation: the elimination of persistent synergid cell identity 査読
Daisuke Maruyama, Tetsuya Higashiyama
CURRENT OPINION IN PLANT BIOLOGY 34 122 - 126 2016年12月
Cell fusion and nuclear fusion in plants 査読
Daisuke Maruyama, Mina Ohtsu, Tetsuya Higashiyama
SEMINARS IN CELL & DEVELOPMENTAL BIOLOGY 60 127 - 135 2016年12月
Pollen tube contents initiate ovule enlargement and enhance seed coat development without fertilization 査読
Ryushiro D. Kasahara, Michitaka Notaguchi, Shiori Nagahara, Takamasa Suzuki, Daichi Susaki, Yujiro Honma, Daisuke Maruyama, Tetsuya Higashiyama
SCIENCE ADVANCES 2 ( 10 ) e1600554 2016年10月
The AMOR Arabinogalactan Sugar Chain Induces Pollen-Tube Competency to Respond to Ovular Guidance. 査読 国際誌
Akane G Mizukami, Rie Inatsugi, Jiao Jiao, Toshihisa Kotake, Keiko Kuwata, Kento Ootani, Satohiro Okuda, Subramanian Sankaranarayanan, Yoshikatsu Sato, Daisuke Maruyama, Hiroaki Iwai, Estelle Garénaux, Chihiro Sato, Ken Kitajima, Yoichi Tsumuraya, Hitoshi Mori, Junichiro Yamaguchi, Kenichiro Itami, Narie Sasaki, Tetsuya Higashiyama
Current biology : CB 26 ( 8 ) 1091 - 7 2016年4月
シロイヌナズナの花粉管誘引停止機構 招待 査読
丸山大輔, 東山哲也
Plant Morphology 28 ( 1 ) 43 - 47 2016年4月
Fertilization-independent Cell-fusion between the Synergid and Central Cell in the Polycomb Mutant 査読
Kazuki Motomura, Frederic Berger, Tomokazu Kawashima, Tetsu Kinoshita, Tetsuya Higashiyama, Daisuke Maruyama
CELL STRUCTURE AND FUNCTION 41 ( 2 ) 121 - 125 2016年
Selective nuclear elimination in multinucleate cells 査読
Daisuke Maruyama, Tomokazu Kawashima, Tetsuya Higashiyama
ONCOTARGET 6 ( 31 ) 30447 - 30448 2015年10月
Rapid Elimination of the Persistent Synergid through a Cell Fusion Mechanism 査読
Daisuke Maruyama, Ronny Voelz, Hidenori Takeuchi, Toshiyuki Mori, Tomoko Igawa, Daisuke Kurihara, Tomokazu Kawashima, Minako Ueda, Masaki Ito, Masaaki Umeda, Shuh-ichi Nishikawa, Rita Gross-Hardt, Tetsuya Higashiyama
CELL 161 ( 4 ) 907 - 918 2015年5月
BiP3 supports the early stages of female gametogenesis in the absence of BiP1 and BiP2 in Arabidopsis thaliana. 査読
Maruyama D, Endo T, Nishikawa S
Plant signaling & behavior 10 ( 7 ) e1035853 2015年
Different Sets of ER-Resident J-Proteins Regulate Distinct Polar Nuclear-Membrane Fusion Events in Arabidopsis thaliana 査読
Daisuke Maruyama, Masaya Yamamoto, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 55 ( 11 ) 1937 - 1944 2014年11月
Dynamic F-actin movement is essential for fertilization in Arabidopsis thaliana 査読
Tomokazu Kawashima, Daisuke Maruyama, Murat Shagirov, Jing Li, Yuki Hamamura, Ramesh Yelagandula, Yusuke Toyama, Frederic Berger
ELIFE 3 2014年10月
Multiple BiP Genes of Arabidopsis thaliana are Required for Male Gametogenesis and Pollen Competitiveness 査読
Daisuke Maruyama, Tomoyuki Sugiyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 55 ( 4 ) 801 - 810 2014年4月
Independent Control by Each Female Gamete Prevents the Attraction of Multiple Pollen Tubes 査読
Daisuke Maruyama, Yuki Hamamura, Hidenori Takeuchi, Daichi Susaki, Moe Nishimaki, Daisuke Kurihara, Ryushiro D. Kasahara, Tetsuya Higashiyama
DEVELOPMENTAL CELL 25 ( 3 ) 317 - 323 2013年5月
Fertilization recovery system is dependent on the number of pollen grains for efficient reproduction in plants 査読
Ryushiro D. Kasahara, Daisuke Maruyama, Tetsuya Higashiyama
Plant Signaling and Behavior 8 ( 4 ) e236901 - e236904 2013年4月
Fertilization Recovery after Defective Sperm Cell Release in Arabidopsis 査読
Ryushiro D. Kasahara, Daisuke Maruyama, Yuki Hamamura, Takashi Sakakibara, David Twell, Tetsuya Higashiyama
CURRENT BIOLOGY 22 ( 12 ) 1084 - 1089 2012年6月
BiP-mediated polar nuclei fusion is essential for the regulation of endosperm nuclei proliferation in Arabidopsis thaliana 査読
Daisuke Maruyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 107 ( 4 ) 1684 - 1689 2010年1月
Arabidopsis thaliana Has a Set of J Proteins in the Endoplasmic Reticulum that are Conserved from Yeast to Animals and Plants 査読
Masaya Yamamoto, Daisuke Maruyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 49 ( 10 ) 1547 - 1562 2008年10月
Reproduction defects of the T-DNA mutants of endoplasmic reticulum Hsp70 in Arabidopsis thaliana
Daisuke Maruyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 48 S153 - S153 2007年
Functional analysis of J proteins in the endoplasmic reticulum of Arabidopsis thaliana 査読
Masaya Yamamoto, Daisuke Maruyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 48 S154 - S154 2007年
Callose (beta-1,3 glucan) is essential for Arabidopsis pollen wall patterning, but not tube growth 査読
Shuh-ichi Nishikawa, Gregory M. Zinkl, Robert J. Swanson, Daisuke Maruyama, Daphne Preuss
BMC PLANT BIOLOGY 5 22 2005年10月
花粉発生過程のライブイメージングと分裂誘導による雄原細胞の分化機構の解明
永原史織, 永原史織, 丸山大輔, 山岡尚平, 水多陽子, 水多陽子
日本植物生理学会年会(Web) 65th 2024年
精細胞を覆う生体膜peri-germ cell membraneの選択的崩壊機構の解析
杉直也, 須崎大地, 海老根一生, 海老根一生, 武内秀憲, 武内秀憲, 永原史織, 木下哲, WIDIEZ Thomas, 丸山大輔
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web) 47th 2024年
卵細胞特異的な精細胞活性化因子EC1のアミロイド凝集に関する組織学的解析
御調日向子, 永原史織, 後藤友美, 大井崇生, 武内秀憲, 武内秀憲, 豊岡公徳, 木下哲, 須崎大地, 丸山大輔
日本植物生理学会年会(Web) 65th 2024年
卵細胞外の斑点状構造はどのように形成されるか
須崎大地, 大井崇生, 御調日向子, 武内秀憲, 武内秀憲, 永原史織, 杉直也, 木下哲, 丸山大輔
日本植物生理学会年会(Web) 65th 2024年
卵細胞外の斑点状構造はどのように形成されるか
須崎大地, 大井崇生, 武内秀憲, 武内秀憲, 永原史織, 御調日向子, 杉直也, 木下哲, 丸山大輔
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM) 87th 2023年
受精時の精核融合の完了は胚発生の開始に必須ではない
西川周一, 高木祐理, 高松優菜, 松本光梨, 植田美那子, 丸山大輔
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM) 87th 2023年
核が除去された花粉管が持つ伸長制御能力とその分子機構の解明に向けて
元村一基, 元村一基, 杉直也, 竹田篤史, 山岡尚平, 丸山大輔
日本植物生理学会年会(Web) 64th 2023年
助細胞における花粉管誘引シグナルの極性分泌ダイナミクスの解析
永原史織, 丸山大輔, 東山哲也, 水多陽子, 水多陽子, 武内秀憲, 武内秀憲
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM) 87th 2023年
精細胞輸送機構に欠損を示すシロイヌナズナ変異体の選抜
池内麻妃, 杉直也, 土春菜, 須崎大地, 木下哲, 丸山大輔
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM) 86th 2022年
canonical,non-canonicalなRdDM経路による卵細胞サイレンシング機構
八代惇, 鎌田千裕, 長谷川綾子, 金子澪, 須崎大地, 杉直也, 殿崎薫, 丸山大輔, 木下哲
育種学研究 24 2022年
卵細胞が制御する重複受精機構の解析
須崎大地, 大井崇生, 武内秀憲, 武内秀憲, 永原史織, 杉直也, 木下哲, 丸山大輔
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM) 86th 2022年
シロイヌナズナ核融合欠損株で観察される受精後の胚発生異常の解析
西川周一, 高木祐理, 佐藤譲, 栗原大輔, 栗原大輔, 佐藤良勝, 東山哲也, 東山哲也, 東山哲也, 丸山大輔
日本植物生理学会年会(Web) 62nd 2021年
深部イメージングによるシストセンチュウが誘導するシンシチウム形成過程の時空間的解析
大津美奈, 大津美奈, 佐藤良勝, 佐藤良勝, 栗原大輔, 丸山大輔, 東山哲也, 東山哲也
Nematological Research 51 ( 2 ) 2021年
精細胞を包むユニークな生体膜の動態と機能
丸山大輔, 泉理恵, 武内秀憲, 東山哲也, 東山哲也, 木下哲, 元村一基
日本植物生理学会年会(Web) 61st 2020年
シロイヌナズナ花粉管における生体膜の頑健性を修復系の解析
西牧皐樹, 柳沢直樹, 時田(松浦)公美, 木下哲, 東山哲也, 東山哲也, 丸山大輔
日本植物学会大会研究発表記録 83rd 2019年
雌性配偶体による精細胞の放出方向制御の解析
須崎 大地, 大井 崇生, 友実 駿, 榎本 早希子, 荒井 重勇, 木下 哲, 丸山 大輔
日本植物学会第82回大会 2018年9月
雌性配偶体の形態解析から精細胞の放出方向制御に迫る
須崎 大地, 大井 崇生, 友実 駿, 榎本 早希子, 荒井 重勇, 木下 哲, 丸山 大輔
日本植物形態学会第30回大会 2018年9月
Reception of pollen tube contents by the endosperm
Daisuke Maruyama, Daichi Susaki, Tetsuya Higashiyama, Tetsu Kinoshita
25th ICSPR 2018年6月
How does female gametophyte regulate the destination of sperm cells released from pollen tube?
Daichi Susaki, Takao Oi, Sakiko Enomoto, Shigeo Arai, Tetsu Kinoshita, Daisuke Maruyama
25th ICSPR 2018年6月
花粉をモデルとしたRNA細胞間移行メカニズムの解析
元村一基, 鈴木孝征, 市橋泰範, 市橋泰範, 野田口理孝, 野田口理孝, 佐藤繭子, 豊岡公徳, 東山哲也, 東山哲也, 丸山大輔
日本植物学会大会研究発表記録 82nd 2018年
元村一基, 丸山大輔, 栗原大輔, 熊倉直祐, 渡邊雄一郎, 東山哲也, 東山哲也
日本植物生理学会年会(Web) 59th ROMBUNNO.P.375 2018年
Synergid cell controls the destination of sperm cell discharge.
須崎大地, 東山哲也, 木下哲, 丸山大輔
Taiwan-Japan Plant Biology 2017 2017年11月
西牧皐樹, 柳沢直樹, 時田公美, 木下哲, 東山哲也, 丸山大輔
日本植物学会大会研究発表記録 81st 225 2017年9月
元村一基, 丸山大輔, 丸山大輔, 栗原大輔, 熊倉直祐, 渡邊雄一郎, 東山哲也, 東山哲也
日本植物学会大会研究発表記録 81st 228 2017年9月
助細胞は精細胞の放出先の位置を制御する微小流路として機能する
須崎大地, 東山哲也, 東山哲也, 木下哲, 丸山大輔
日本植物学会大会研究発表記録 81st 177 2017年9月
前田愛, 木下哲, 丸山大輔
日本植物学会大会研究発表記録 81st 246 2017年9月
丸山大輔, 大井崇生, 須崎大地, 東山哲也, 木下哲
日本植物学会大会研究発表記録 81st 175 2017年9月
二光子励起イメージング技術を駆使したシストセンチュウが誘導する合胞体形成過程の観察
大津美奈, 栗原大輔, 栗原大輔, 佐藤良勝, 丸山大輔, 東山哲也, 東山哲也, 東山哲也
日本植物学会大会研究発表記録 80th 237 2016年9月
二光子顕微鏡を用いたシストセンチュウが誘導する合胞体形成時の細胞壁再構成過程の観察
大津美奈, 寿崎拓哉, 佐藤良勝, 栗原大輔, 栗原大輔, 川口正代司, 丸山大輔, 東山哲也, 東山哲也
日本植物病理学会大会プログラム・講演要旨予稿集 2016 67 2016年3月
細胞融合による迅速な残存助細胞排除機構
丸山大輔, 丸山大輔, 丸山大輔, VOELZ Ronny, 武内秀憲, 森稔幸, 井川智子, 栗原大輔, 河島友和, 植田美那子, 伊藤正樹, 梅田正明, 西川周一, GROSS-HARDT Rita, 東山哲也, 東山哲也, 東山哲也
Plant Morphology 28 ( 1 ) 2016年
顕微鏡を基盤とした初期発生におけるmRNA分解機構の比較解析
元村一基, 丸山大輔, 栗原大輔, 栗原大輔, 熊倉直祐, 渡邊雄一郎, 東山哲也, 東山哲也, 東山哲也
日本植物学会大会研究発表記録 80th 2016年
河島友和, 河島友和, 丸山大輔, 丸山大輔, TOYAMA Yusuke, BERGER Frederic, BERGER Frederic
日本植物学会大会研究発表記録 79th 89 2015年9月
丸山大輔, VOELZ Ronny, 武内秀憲, 森稔幸, 河島友和, HARDT Rita Gross, 東山哲也, 東山哲也, 東山哲也
日本植物学会大会研究発表記録 79th 89 2015年9月
丸山大輔, 丸山大輔, VOLZ Ronny, 武内秀憲, 森稔幸, 井川智子, 河島友和, 西川周一, GROSS‐HARDT Rita, 東山哲也, 東山哲也, 東山哲也
日本細胞生物学会大会要旨集 67th 132 2015年6月
植物の受精における細胞融合による残存助細胞の迅速な排除 招待
丸山大輔, 東山哲也
ライフサイエンス新着論文レビュー 2015年5月
西川周一, 丸山大輔, 山口友輝, 東山哲也, 遠藤斗志也
日本生化学会大会(Web) 88th 4W20-8 (WEB ONLY) 2015年
丸山大輔, 丸山大輔, 武内秀憲, 森稔幸, 井川智子, 河島友和, BERGER Frederic, 東山哲也, 東山哲也
日本生化学会大会(Web) 88th 4W20-6 (WEB ONLY) 2015年
花粉管の誘引停止の制御機構と受精戦略
丸山 大輔, 東山 哲也
化学と生物 52 ( 6 ) 380 - 386 2014年6月
丸山大輔, 河島友和, 東山哲也, BERGER Frederic
日本植物生理学会年会要旨集 55th 262 2014年3月
2つの雌性生殖細胞による独立の制御が複数の花粉管の誘引を阻止する 招待
丸山大輔, 東山哲也
2013年5月
雌性配偶体形成時の極核の核外膜融合は中央細胞における精核の融合と胚乳形成に必要である
丸山大輔, 山本雅也, 東山哲也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 54th 188 2013年3月
ライブイメージングを用いたシロイヌナズナの残存助細胞崩壊メカニズムの解明
丸山大輔, 井川智子, 森稔幸, 東山哲也
日本植物生理学会年会要旨集 54th 188 2013年3月
丸山大輔, 武内秀憲, 井川智子, 西川周一, 森稔幸, 東山哲也
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web) 36th 2P-0669 (WEB ONLY) 2013年
中心体に依存しない新奇な細胞骨格ダイナミクスによる受精の制御
河島友和, 丸山大輔, 浜村有希, 東山哲也, BERGER Frederic
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web) 36th 2AW8-8 (WEB ONLY) 2013年
笠原竜四郎, 丸山大輔, 浜村有希, 榊原卓, 東山哲也
日本植物学会大会研究発表記録 76th 137 2012年9月
笠原竜四郎, 丸山大輔, 浜村有希, SAKAKIBARA Takashi, HIGASHIYAMA Tetsuya, HIGASHIYAMA Testuya
日本植物生理学会年会要旨集 53rd 138 2012年3月
シロイヌナズナの多精拒否の開始は卵細胞と中央細胞の両方の受精によって制御される
丸山大輔, 東山哲也
日本植物生理学会年会要旨集 53rd 138 2012年3月
シロイヌナズナ花粉管誘引シグナルのin vivoでの時空間的変化
武内秀憲, 丸山大輔, 浜村有希, 東山哲也
日本植物生理学会年会要旨集 53rd 138 2012年3月
雄性配偶体変異体g21により見出された植物受精における新規機能の解析
笠原竜四郎, 丸山大輔, 浜村有希, 榊原卓, 東山哲也
日本植物学会大会研究発表記録 75th 149 2011年9月
雄性不稔変異体g21により見出された植物受精における稔性回復機能の解析
笠原竜四郎, 丸山大輔, 浜村有希, 榊原卓, 東山哲也
日本植物生理学会年会要旨集 52nd 118 2011年3月
受精を完了した後にも胚珠が花粉管を誘引してしまうシロイヌナズナ多精拒否変異体の解析
丸山大輔, 笠原竜四郎, 風間裕介, 阿部知子, 東山哲也
日本植物生理学会年会要旨集 52nd 117 2011年3月
丸山大輔, 山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物学会大会研究発表記録 74th 244 2010年9月
丸山大輔, 山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 51st 168 2010年3月
丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 49th 301 2008年3月
シロイヌナズナの雌性配偶体形成時の核融合に必要な小胞体Hsp70システムの解析
丸山大輔, 山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
生化学 3T17-4 2008年
丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 48th 230 2007年3月
山本雅也, 丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 48th 231 2007年3月
丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
生化学 4P-0180 2007年
丸山大輔, 川鍋光慶, 小池仁, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 47th 272 2006年3月
Analysis of the function of BiP in Arabidopsis thaliana
D Maruyama, M Kawanabe, J Koike, T Endo, S Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 47 S190 - S190 2006年
山本雅也, 丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
日本分子生物学会年会講演要旨集 28th 604 2005年11月
丸山大輔, 西川周一, 山本雅也, 小池仁, 遠藤斗志也
日本植物生理学会年会要旨集 46th 306 2005年3月
Analysis of the Hsp70 system in the endoplasmic reticulum of Arabidopsis thaliana
D Maruyama, S Nisikawa, M Yamamoto, J Koike, T Endo
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 46 S225 - S225 2005年
西川周一, 山本雅也, 丸山大輔, 小池仁, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 27th 737 2004年11月
西川周一, 丸山大輔, 遠藤斗志也
日本植物生理学会年会要旨集 45th 298 2004年3月
Analysis of genes for DnaJ-Iike proteins of the endoplasmic reticulum in Arabidopsis
S Nishikawa, D Maruyama, T Endo
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 45 S222 - S222 2004年
花粉発生過程のライブイメージングと分裂誘導による雄原細胞の分化機構の解明
永原史織, 丸山大輔, 山岡尚平, 水多陽子
第65回 日本植物生理学会年会 2024年3月
卵細胞外の斑点状構造はどのように形成されるか
須崎大地, 大井崇生, 御調日向子, 武内秀憲, 永原史織, 杉直也, 木下哲, 丸山大輔
第65回 日本植物生理学会年会 2024年3月
シロイヌナズナの新規精細胞単離系の確立
小橋瑞香, 杉直也, 須崎大地, 元村一基, 海老根一生, 木下哲, 丸山大輔
第65回 日本植物生理学会年会 2024年3月
青色光照射による効率的な花粉管破裂誘導法の開発
杉直也, 須崎大地, 水多陽子, 木下 哲, 丸山大輔
第65回 日本植物生理学会年会 2024年3月
卵細胞特異的な精細胞活性化因子EC1のアミロイド凝集に関する組織学的解析
御調日向子, 永原史織, 後藤友美, 大井崇生, 武内秀憲, 豊岡公徳, 木下哲, 須崎大地, 丸山大輔
第65回 日本植物生理学会年会 2024年3月
細胞融合を通じた植物長個体覚醒の理解に向けて
丸山 大輔, 大津 美奈, 野田口 理孝, 須崎 大地, 太田 かおる, 木下 哲
日本植物学会第87回大会 2023年9月
卵細胞外の斑点状構造はどのように形成されるか
須崎大地, 大井崇生, 武内秀憲, 永原史織, 御調日向子, 杉直也, 木下哲, 丸山大輔
日本植物学会第87回大会 2023年9月
重複受精過程で見られるCa2+誘導性の選択的生体膜崩壊メカニズムの解析
杉直也, 泉理恵, 須崎大地, 海老根一生, 木下哲, 丸山 大輔
日本植物学会第87回大会 2023年9月
助細胞における花粉管誘引シグナルの極性分泌ダイナミクスの解析
永原史織, 丸山大輔, 東山哲也, 水多陽子, 武内秀憲
日本植物学会第87回大会 2023年9月
受精時の精核融合の完了は胚発生の開始に必須ではない
西川周一, 高木祐理, 高松優菜, 松本光梨, 植田美那子, 丸山大輔
日本植物学会第87回大会 2023年9月
植物の重複受精過程で観察される精細胞を包む単膜の選択的崩壊機構の解析
杉 直也, 泉 理恵, 須崎 大地, 海老根 一生, 木下 哲, 丸山 大輔
第75回 日本細胞生物学会大会 2023年6月
植物における細胞融合因子の同定と解析
丸山大輔, 須﨑大地, 太田かおる, 木下哲
第75回 日本細胞生物学会大会 2023年6月
Analysis of a key factor regulating cell fusion between early endosperm and persistent synergid.
Daisuke Maruyama
The 33rd International Conference on Arabidopsis Research 2023年6月
受精依存的に発現する シロイヌナズナの細胞融合因子の同定 招待
丸山大輔
日本分子生物学会 第44回年会 2021年12月
アクチン繊維に依存した 花粉管誘引物質の分泌制御の解析
丸山大輔, 泉理恵, 武内秀憲, 永原史織, 須﨑大地, 河島友和, 東山哲也, 木下哲
第85回日本植物学会 2021年9月
シロイヌナズナの生殖に伴う非配偶子融合の意義 招待
丸山 大輔, 須﨑 大地, 太田 かおる, 木下 哲
日本動物学会第91回大会 2021年9月
死を回避した助細胞は新たな運命を手に入れられるだろうか?
丸山大輔
植物生殖改変ワークショップ 2021年3月
植物受精の動態をライブイメージングで観察する 招待
丸山 大輔
エビデントランチョンセミナー 2023年3月
シロイヌナズナの非配偶子性の 細胞融合の意義を理解する
丸山 大輔
日本植物学会第86回大会 2022年9月
二本目の花粉管誘引を利用する多精拒否機構の解明
丸山大輔
日本細胞生物学会 2016年6月
An importunate lover goes to DEAD-End: a cell fusion changes the destination of second sperm cell pair and avoids polyspermy. 招待
Daisuke Maruyama
The 27th International Congress on Sexual Plant Reproduction, 2024 2024年7月
平瀬賞
2021年9月 日本植物形態学会 Persistent directional growth capability in Arabidopsis thaliana pollen tubes after nuclear elimination from the apex
Kazuki Motomura, Hidenori Takeuchi, Michitaka Notaguchi, Haruna Tsuchi, Atsushi Takeda, Tetsu Kinoshita, Tetsuya Higashiyama, Daisuke Maruyama
奨励賞
2018年9月 日本植物学会 新奇の細胞融合現象による花粉管誘引停止メカニズムの解明
丸山大輔
文部科学大臣表彰 若手科学者賞
2016年4月 文部科学省 細胞融合による被子植物の花粉管誘引停止機構の研究
丸山大輔
名古屋大学石田賞
2015年11月 石田財団 重複受精後の急速な花粉管誘引停止メカニズムの解明
丸山大輔
平瀬賞
2015年9月 日本植物形態学会 Rapid Elimination of the Persistent Synergid through a Cell Fusion Mechanism.
Maruyama, D. Volz, R. Takeuchi, H. Mori, T. Igawa, T. Kurihara, D. Kawashima, T. Ueda, M. Ito, M. Umeda, M. Nishikawa, S. Gross-Hardt, R. Higashiyama, T
最優秀ポスター賞
2015年8月 高遠・分子生物学シンポジウム 花粉管誘引を停止させる助細胞の排除は細胞融合によって起こる
丸山大輔, Völz. R, 武内秀憲, 森稔幸, 井川智子, 河島友和, 西川周一, Groß-Hardt R, 東山哲也
若手最優秀発表賞
2015年7月 日本細胞生物学会 細胞融合による急速な助細胞排除機構の解析
丸山大輔
助細胞が誘導する新奇の受粉非依存的胚珠肥大現象の解析と応用
研究課題/領域番号:23K17375 2023年6月 - 2026年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
丸山 大輔, 野田口 理孝
配分額:26000000円 ( 直接経費:20000000円 、 間接経費:6000000円 )
研究課題/領域番号:20B306 2020年10月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(B) 学術変革領域研究(B)
丸山 大輔
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
研究課題/領域番号:20H05781 2020年10月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(B) 学術変革領域研究(B)
丸山 大輔
配分額:40950000円 ( 直接経費:31500000円 、 間接経費:9450000円 )
被子植物の卵細胞の隣には、花粉管の誘引を担う助細胞が存在する。シロイヌナズナでは受精後に発達する種子の中で、役目を終えた助細胞は胚乳と細胞融合することで消滅する(助細胞胚乳融合)。ところが、われわれが分離した助細胞の細胞融合が起こらないシロイヌナズナのctl17変異体では、発達中の種子にある助細胞が胚のそばで伸長していた。本研究では受精後のプログラム細胞死の過程を阻害し、かつ胚形成遺伝子を過剰発現されることで、助細胞が胚へと細胞運命転換して多胚種子が得られるのではないかと考えた。
2020年度に計画していた多胚種子作製に向けたシロイヌナズナ変異株の準備は新型コロナウイルスによって、遅延が生じたものの、2021年度中に目的通りの植物系統を作出することができた。また、助細胞胚乳融合の鍵因子であるCTL17を未受精の胚珠の助細胞や卵細胞で発現させた異所発現実験の成果も得られた。これらについて2021年、日本動物学会第91回大会のシンポジウムや、日本分子生物学会第44回年会のシンポジウムにて発表した。
実験に用いる変異体の整備については特に、助細胞核崩壊に必要なエチレンシグナルを欠損するein2変異とctl17変異をともにもつ二重変異体の作出できたことが大きいが、いまのところ、この植物で受精後の種子における助細胞の発達促進効果は観察されていない。また、ein2 ctl17二重変異体については、体細胞胚形成遺伝子であるRKD1を助細胞で異所発現させる遺伝子を導入し、ヘテロ接合体を得た。
細胞運命操作による植物生殖システムのリモデリング
研究課題/領域番号:20H05778 2020年10月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(B) 学術変革領域研究(B)
丸山 大輔, 山岡 尚平, 水多 陽子
配分額:15860000円 ( 直接経費:12200000円 、 間接経費:3660000円 )
本領域ではシロイヌナズナやゼニゴケ、ベンサミアナタバコなどのモデル植物を用い、雄性配偶体や雌性配偶体を構成する生殖細胞の運命転換を通じて新たな植物の生殖システムの構築を目指しており、計画班員のそれぞれが独自の解析系で運命転換を試みている。そこで、領域発足2年目となる2021年度においても、総括班としては各計画班員それぞれの実験系と研究方向性を互いに確認できる環境を整えることを目指した。
研究成果公表促進の一環として、班員への論文の掲載料の支援を行った。そして、水多班が手掛ける領域ウェブサイトは、随時更新を行い、領域内の研究成果やメンバー情報の変更などの広報に役立てた。また、初年度に引き続き丸山班が中心となって領域班会議を開催した。領域アドバイザーを交えた領域班会議は1回、各班の研究進捗を主とする小規模の班会議は2回行ったことで、計画班員間の共同研究をさらに進めることができた。班会議やSlackを活用した議論の場では、領域の研究状況と班員間の連携、そして、今後の領域発展の方向性についての確認を行った。例えば、コロナ禍において領域の成果を発表する機会を検討した結果、当初計画していた国際植物生殖学会へのオンサイト参加を取りやめ、2022年9月の植物学会でシンポジウムを、学術変革領域研究(B)植物超個体の覚醒と共催することとなった。また、2020年度に比べて2021年度の班会議では、計画班の研究と関連の深い共同研究者を迎えることにより、活発な情報交換を促進することができた。それ以外にも、班員同士が直接会って情報交換や技術移転をする機会を増やすことができた。
精細胞を覆う機能未知の膜構造の崩壊制御に着目した植物受精メカニズムの解明
研究課題/領域番号:20K21432 2020年7月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽) 挑戦的研究(萌芽)
丸山 大輔
配分額:5330000円 ( 直接経費:4100000円 、 間接経費:1230000円 )
被子植物の精細胞は花粉管と呼ばれる細い管状構造の内部を通り、胚珠の中にある卵細胞まで届けられることで受精を行う。花粉管伸長の間、精細胞は2つ1組が内部形質膜とよばれる栄養細胞の単膜花粉管栄養核とつながった雄性生殖単位として共に行動する。シロイヌナズナの重複受精のライブイメージングから、内部形質膜は精細胞が放出された瞬間に崩壊して精細胞膜を露出させることがわかった。その生理的な性質と研究の今後の展望についてのまとめを、2022年6月発行の「月刊細胞」に概説した。
これまでは内部形質膜局在タンパク質を内部形質膜崩壊のレポーターに用いていたが、我々は内部形質膜と精細胞の間に蓄積する多糖分解酵素を蛍光タンパク質でラベルしたものが、内部形質膜崩壊による漏出に伴ったシグナル低下を指標に内部形質膜の完全性を感度良くモニタできるレポーターとして機能することを見出した。これら内部形質膜のレポーター遺伝子を、花粉管発芽直後に精細胞が放出されるanx1 anx2二重変異をもつ植物へと導入し、花粉管内容物の放出と内部形質膜崩壊の関係を調べた。すると、anx1 anx2二重変異によって膨圧の適切な調節を待たずに放出が起きるためか、花粉粒の外側に漏出する花粉管内容物に精細胞が含まれるパターンと含まれないパターンの両方が観察された。興味深いことに、精細胞が花粉粒の外側まで出る場合は速やかに内部形質膜の崩壊が起きるのに対し、精細胞が花粉粒に止まった場合は内部形質膜が安定的に保たれることがわかった。これらの観察から、精細胞の放出にともなう内部形質膜崩壊において、花粉外の環境刺激が重要な役割をはたしていることが示唆された。一方で花粉管の放出時に一過的に発生するといわれる、過酸化水素や細胞内カルシウム濃度上昇は内部形質膜崩壊の決定的なシグナルではないことが示唆された。
助細胞胚乳融合の変異体を利用したシロイヌナズナ多精拒否機構の研究
研究課題/領域番号:20H03280 2020年4月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B) 基盤研究(B)
丸山 大輔
配分額:17940000円 ( 直接経費:13800000円 、 間接経費:4140000円 )
本研究ではシロイヌナズナの受精後に花粉管を受け入れなかった方の助細胞(残存助細胞)が受精した中央細胞(胚乳)と細胞融合する現象である助細胞胚乳融合の発生学的意義を解明するヒントとしてDEAD-End 現象に着目している。DEAD-Endとは二本目の花粉管を受け入れた胚珠特異的に観察される、花粉管内容物が胚乳へと到達する新奇の受精現象である。われわれはDEAD-Endが、助細胞胚乳融合によって胚乳と構造的に一続きとなった残存助細胞に対し、受精後の誘引停止機構を間逃れて到達した2本目の花粉管が内容物を放出することによって起きる現象であるとの仮説を立てている。この仮説を検証するために、これまで順遺伝学的アプローチによるシロイヌナズナの変異体解析から、助細胞胚乳融合に必要なE3ユビキチンリガーゼとしてCTL17を同定した。CTL17の同定と機能解析について2021年度の進展を日本動物学会第91回大会のシンポジウムや、日本分子生物学会第44回年会のシンポジウムにて発表した。
2020年度では2本目の花粉管誘引率が高いエチレン応答経路の変異体ein3に対してctl17欠損を導入することで、当初の仮説を証明する予定であったが、ein3変異体では、予備実験で用いたein3 eil1二重変異体よりもDEAD-Endを示す胚珠の出現率が低く、成功しなかった。そこで、2021年度ではein3 eil1 ctl17三重変異体の作製を進めるとともに、念のためにein2 ctl17二重変異体の作製も行った。すると、後者の変異体作製の過程で、予想外にもein2変異体において助細胞胚乳融合率の有意な低下がみられた。
花粉管のカロースプラグの周期形成を制御する機構の解析
研究課題/領域番号:20H05422 2020年4月 - 2021年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型) 新学術領域研究(研究領域提案型)
丸山 大輔
配分額:7540000円 ( 直接経費:5800000円 、 間接経費:1740000円 )
被子植物の雄性配偶体である花粉管は、管状の栄養細胞の内部に2つの精細胞をもつ特殊な構造をしており、精細胞を雌しべの奥深くにある卵細胞へと届けるために必須の役割をはたす。花粉管は数百μmごとにカロースに富んだカロースプラグとよばれる隔壁を形成する。カロースプラグは花粉管の原形質を先端側に維持することで、花粉管の伸長に関わると考えられている。本計画ではカロースプラグの周期的形成を制御するメカニズムの解析を行った。
2020年度は画像解析に適したカロースプラグの写真を得る花粉の培養条件と撮影条件を検討し、0.1%の低融点アガロースを添加した培地上で伸長させた花粉管を培地ごと押し潰すことで簡便かつ安定して観察できることを見出した。この方法で得られた画像により、今後はカロースプラグの形成の位置を自動抽出する系の開発が期待される。
さらに今年度は、花粉管における細胞核の位置制御がカロースプラグ形成にはたす役割を解析した。カロース合成酵素の変異遺伝子cals3mの発現による精細胞壁のカロース過剰蓄積が精細胞の先端輸送能力を欠損させることを見出した。これを花粉管栄養核の移動能を欠損する wit1 wit2二重変異体に導入して、細胞核が基部側から全く移動しない花粉管を作出したところ、そのカロースプラグが形成されるタイミングや個数について野生型と有意な差はなかった。したがって、カロースプラグの周期的形成は精細胞や花粉管栄養核との距離によって決められるのではなく、細胞自律的な仕組みによって制御されること が示唆された。
シロイヌナズナの受精領域における配偶子間相互作用の研究
研究課題/領域番号:19H04869 2019年4月 - 2021年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型) 新学術領域研究(研究領域提案型)
丸山 大輔
配分額:8060000円 ( 直接経費:6200000円 、 間接経費:1860000円 )
本研究ではシロイヌナズナ花粉管放出の直後、重複受精に先立って起こる雌雄の配偶子間相互作用について、卵細胞や助細胞の分泌タンパク質、精細胞の露出などの観点から解析を進めた。助細胞の分泌タンパク質の解析については、助細胞特異的に優性欠損型ACTIN8を発現させたときに花粉管誘引欠損が誘導されることがわかっていた。今年度は花粉管誘引ペプチドであるAtLURE1.2にCitrineを融合したレポーターラインを用いて解析し、AtLURE1.2の極性分泌におけるアクチン繊維形成の重要性を示すことができた。卵細胞の細胞外構造の機能解析については、COPII小胞形成異常を誘導する優性欠損型SAR1を発現させることで、卵細胞のタンパク質を阻害したところ、卵細胞と中央細胞の間に存在するパッチ状の細胞外構造が消失することが示されていた。今年度は優性欠損型SAR1を中央細胞特異的に発現させた。その結果、パッチ状構造の形成に欠損はみられなかったため、卵細胞を覆うパッチ状の細胞外構造の形成は卵細胞の分泌が中心になっていることを明らかにすることができた。これまでの研究で、精細胞を覆う内部形質膜とよばれる単膜系が花粉管内容物の放出直後受精領域で素早く崩壊する様子を観察しており、この膜崩壊が精細胞表面の露出させることで配偶子間相互作用に重要な役割をはたすことを提唱してきた。本年度は同様の崩壊が花粉管を培地上で伸ばしたときに確率的に起きる内容物放出でも観察されることを明らかにした。また、マンニトール溶液添加による浸透圧ショックによって誘導された内容物放出の場合は内部形質膜が安定に維持されることも示した。以上の結果から、内部形質膜の崩壊が花粉管放出と密接につながった生理的現象であることを示すことができた。
卵細胞被覆構造体の解析を起点とする配偶子融合のメス側因子の探索
研究課題/領域番号:17H05846 2017年4月 - 2019年3月
文部科学省 新学術領域研究(研究領域提案型) 新学術領域研究(研究領域提案型)
丸山大輔
担当区分:研究代表者 資金種別:競争的資金
被子植物の種子形成は、花粉管から放出された2つの精細胞が種子の前駆組織である胚珠へと届けられ、その内部にある卵細胞と中央細胞を重複受精させることで始まる。このとき、卵細胞と中央細胞の間には精細胞を受け入れるための、いわば受精領域とよぶべき場が一過的に出現をするが、現在までに受精領域の役割はほとんど明らかになっていない。われわれは、受精領域がつくられる前の卵細胞と中央細胞の間の連続電子顕微鏡像をFIB-SEMで取得し、180 nm間隔で選択した66枚の画像の三次元像を構築して卵細胞を覆うパッチ状の細胞壁構造の存在を示した。平成30年度ではピッチの密度を90 nmにした計132枚のトレース画像から三次元構築を行い、パッチ状構造の細部の形態をより滑らかに表現することができた。このパッチ状の細胞外構造は卵細胞から特異的に分泌される蛍光タンパク質を用いることで、共焦点顕微鏡によっても観察することができる。そこで卵細胞の分泌を阻害することで、このパッチ状構造の形成も止めることができるのではないかと考えた。この仮説を調べるため、平成30年度ではCOPII小胞形成に必須のSAR1の優性欠損変異体を卵細胞特異的に発現するpEC1.1::SAR1 H74L形質転換体を作製した。この植物では卵細胞から発現する分泌型蛍光タンパク質のシグナルが細胞外領域に局在しなかったことから、未受精胚珠でパッチ状の細胞外領域を欠損している可能性が示唆された。この形質転換体の雌しべに精細胞マーカーラインの花粉を授粉したところ、精細胞は受精領域へと到達せず、受精に失敗することがわかった。したがって、卵細胞の分泌活動が細胞外領域の形成に必須であること、そして、そのパッチ状構造が精細胞放出時における受精領域の瞬間的な形成において、重要な役割をはたすことが示唆された。
研究課題/領域番号:16H06173 2016年4月 - 2019年3月
文部科学省 科学研究費補助金(若手研究(A)) 若手研究(A)
丸山大輔
担当区分:研究代表者 資金種別:競争的資金
生殖の過程でオスとメスが1対1の関係で結びつくことは動植物を問わず、重要な仕組みである。被子植物のシロイヌナズナでは、受精後の胚珠がすぐに精細胞を運ぶ花粉管の誘引を停止することで、複数回の受精をする危険性を回避する。その素早い花粉管誘引停止を支える仕組みとして、当研究室は花粉管誘引ペプチドを分泌する助細胞と胚乳との細胞融合現象に着目している。様々な阻害剤を加えたときの反応を調べたところ、この助細胞胚乳融合には、受精後の新規の遺伝子発現や胚乳における分裂期への移行が必要とされることがわかった。また、助細胞胚乳融合を欠損する変異体を分離し、原因遺伝子を解析する準備を整えた。
研究課題/領域番号:15K14541 2015年4月 - 2018年3月
文部科学省 科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究) 挑戦的萌芽研究
丸山 大輔
担当区分:研究代表者 資金種別:競争的資金
配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )
被子植物は稀に侵入する2本目の花粉管によって受精卵が重ねて受精をしないよう,精細胞を拒絶する仕組みを持つ.この多精拒否の仕組みを調べるため,2本目の花粉を高頻度に誘引するシロイヌナズナ変異体で精細胞を含む花粉管内容物の挙動を調べた.その結果,花粉管内容物が受精領域に留まるという予想に反し,約5%という高い割合で胚乳まで到達している様子が観察された.この多精の回避に有効と思われるユニークな現象について様々な変異体を用いた解析を行ったところ,受精した胚珠における助細胞と胚乳の融合を必要とすることが推測された.これを検証するため,助細胞胚乳融合に欠損を示す変異体を探索,その分離に成功した.
in vivo花粉管伸長パターンの可視化を基盤とした植物多精拒否の順遺伝学的解析
研究課題/領域番号:11J06526 2011年 - 2013年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
丸山 大輔
配分額:2400000円 ( 直接経費:2400000円 )
助細胞-胚乳融合は, 受精後の胚珠において花粉管を受け入れなかった方の助細胞(残存助細胞)が胚乳と融合する現象である. これにより, 分泌前の花粉管誘引物質を含む助細胞に特有の内容物が, 体積の大きい胚乳へと希釈されて助細胞のアイデンティティーは急速に失われて花粉管誘引停止が起こる. また助細胞-胚乳融合の後には, 助細胞核が胚乳核の動かす細胞周期へと強制的に同期させられ, 細胞分裂中に崩壊する. これによって完全に助細胞のアイデンティティーが失われることがわかっている. 以前われわれは花粉管の誘引停止に卵細胞の受精と中央細胞の受精が独立かつ相加的に機能することを示した. そこで, 助細胞-胚乳融合と助細胞核崩壊に重要な役割をはたしていると考えられるエチレンシグナル経路の活性化の2つが, 卵細胞の受精または中央細胞の受精によってどのように制御されているか解析した. 雌性配偶子との細胞融合の成功率が低下した精細胞をつくるkokopelli変異体の花粉を中央細胞のサイトゾルをラベルするpFWA::FWA-GFP形質転換体の雌しべに授粉したところ, 卵細胞ではなく中央細胞の受精が強く助細胞-胚乳融合を誘導することを明らかにした. 一方, エチレンシグナル経路のマーカー遺伝子を導入した形質転換体で同様の実験を行ったところ, エチレンシグナル経路の活性化が卵細胞の受精により誘導されることが示唆された. したがって, 卵細胞と中央細胞の受精が誘導する花粉管誘引停止の実体が, それぞれ助細胞-胚乳融合とエチレンシグナル経路の活性化であることが示唆された.