植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで - 文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究 平成22年度~26年度

領域概要

目的

動かないという選択をして生きている植物は、光、温度、水分などの様々な環境刺激を感知し、生理機能や形態を柔軟に変化させることで自己の生存を図ってきた。これを我々は「植物の環境感覚」と呼ぶことにする。

本領域の目的は、植物の環境感覚の分子基盤を、植物細胞という特定の「場」における反応と位置づけ、刺激の受容から応答に至る過程を、新しい植物細胞生物学の立場から総合的に明らかにすることである(図1)。 この目的に従い、個別の環境刺激応答を専門とする植物生理学者、植物細胞や植物オルガネラを専門とする植物細胞生物学者、タンパク質科学の研究者などが連携して領域研究を推進する。

さらに、新しい植物細胞の環境感覚像を構築し研究フロンティアを切り拓くには、革新的技術の開発・導入が不可欠である。しかしながら、細胞・オルガネラを対象とする微細技術の植物分野への応用は必ずしも進んでいない。そこで本領域では、技術開発のための研究項目を設定し、植物の研究実績にこだわらず、細胞解析の新しい手法を開発しつつある研究者を招集し、植物細胞解析の新規手法の開発・応用を推進する。これらの研究者が緊密な連携のもとに領域を推進することにより、植物研究分野における大きなブレークスルーが期待される。

特徴と意義

これまで植物の環境応答に関する個別研究が行なわれ、タンパク質や遺伝子に注目した成果が多数報告されているが、反応の舞台である「細胞場」を意識した研究は少ない。一方、植物の様々な生理現象においてオルガネラの応答が重要な意味をもつことが最近明らかにされつつある。

本研究の重要な特徴の一つは、個別の刺激を専門とする植物生理学者、タンパク質構造解析の専門家、植物細胞生物学者などが従来の枠を超えて協力することにより、ポストゲノム時代を見据えた新しい環境感覚システム像の構築を目指すことにある。これが実現されることで、植物分野にとどまらず、動物を含む生物一般における細胞応答機構に対する理解が深まると期待される。

本領域のもう一つの特徴は、これまで植物を扱っていなかった細胞解析技術の専門家の協力を得て、「植物細胞場」の新しい解析技術の開発を行なう点にある。このような協力の必要性は広く認められながらも、それを可能とする枠組みが欠けていた。本領域を推進することで、異分野間の交流・協力が促進され、植物科学基礎研究のみならず、農学や環境科学への応用も見据えた大きなブレークスルーがなされると期待している。

本領域研究の扱う課題は、我々人間を含めた地球上の全ての生命の源を培っている植物を理解する上で根元的なものである。動物とは全く異なる生存戦略をとる植物の生き方を理解することは、今後、植物の力を今以上に効率的に利用していかなくてはならない人類にとって、最重要課題の一つである。

Copyright ©2010 文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで」