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基礎生物学研究所
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アサガオの全ゲノム解読 ―アサガオの学術研究100年目のイノベーション― 基礎生物学研究所の星野敦助教、慶應義塾大学理工学部の榊原康文教授、九州大学大学院理学研究院の仁田坂英二講師らは、日本独自の研究資源であるアサガオの全ゲノム配列をほぼ完全に解読することに成功しました。アサガオが約43,000個の遺伝子をもっていることや、その多彩な品種を生み出すもとになった動く遺伝子(トランスポゾン)のゲノム上の分布状況、「渦」と呼ばれる変異の原因遺伝子なども新たに判明しました。アサガオは日本伝統の園芸植物であり、花色や形態形成などの分子遺伝学的な解析材料としての重要性から、活発に研究さ...
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基礎生物学研究所、脳神経回路の髄鞘損傷からの再生を促す仕組みを発見
髄鞘再生に関わる分子機構の解明: 神経回路の絶縁シートが回復する仕組み 基礎生物学研究所 統合神経生物学研究部門の野田昌晴 教授の研究グループは,脳神経回路の髄鞘損傷からの再生を促す仕組みを発見しました。 神経細胞から伸びる軸索は,髄鞘(ミエリン鞘)と呼ばれる絶縁シートに覆われることで,高い信号伝達能を獲得しています。通常,この髄鞘は破損しても修復されますが,その回復を制御する仕組みはよくわかっていませんでした。今回,髄鞘を形成するオリゴデンドロサイト(希突起膠細胞)という細胞を選択的に傷害するクプリゾンという物質をマウスに与えた後に,その回復過程を調べたところ,脱髄によっ...
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基礎生物学研究所など、光依存的なペルオキシソームと葉緑体の物理的相互作用を発見
生体内レーザー技術で明らかになった 光依存的なペルオキシソームと葉緑体の物理的相互作用 地球上の多くの生命は、二酸化炭素を吸収し酸素と糖を生成する植物の光合成に大きく依存しています。植物細胞内には、多数の細胞小器官(オルガネラ)が存在し、独自の機能をもちつつもオルガネラ間で協調的に働くことにより、光合成などの様々な生命活動を支えています。ペルオキシソーム(*1)、ミトコンドリア、葉緑体は、光合成に伴う光呼吸(*2)などの代謝経路を支えています。基礎生物学研究所の及川和聡研究員(現:新潟大学 特任助教)および西村幹夫特任教授らは、シロイヌナズナの葉の細胞内で、ペルオキシソーム...
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基礎生物学研究所、植物とアーバスキュラー菌根菌の感染過程が「ジベレリン」により調節されることを解明
宿主植物は植物ホルモン「ジベレリン」により 共生菌「アーバスキュラー菌根菌」の感染を負にも正にも調節する 独立して存在しているように見える個々の生物も、様々な生物同士の関わり合いの上に成り立っています。陸上植物の多くは、アーバスキュラー菌根菌と呼ばれる菌類と根において共生関係を構築することで、土壌中から植物の栄養となるリン酸などを効果的に集め、生育促進効果を得ていることが知られています。基礎生物学研究所の武田直也助教および川口正代司教授らは、理化学研究所環境資源科学研究センターの榊原均グループディレクターらとの共同研究により、植物とアーバスキュラー菌根菌の共生の開始点となる...
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インドメダカの性決定遺伝子を発見 〜性染色体の多様化機構の一端を解明〜 多くの生物にはオスとメスが存在し、どちらの性になるかは、多くの場合、性染色体の組み合わせによって決まります。しかし、性染色体は生き物の種類によって様々であり、さらにその性染色体上に存在する性決定遺伝子の実体は多くの動物において不明なままです。今回、基礎生物学研究所の竹花佑介助教と成瀬清准教授は、新潟大学、遺伝学研究所、宇都宮大学、東北メディカル・メガバンク機構との共同研究により、インドやタイなどに生息するメダカ近縁種「インドメダカ」の性決定遺伝子を発見し、性染色体の多様化をもたらした分子機構の一端を明ら...
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基礎生物学研究所、DNA量増加が根粒発生の開始を制御する新たな遺伝子を発見
DNA量増加が根粒発生の開始を制御する 〜核内倍加の新たな役割を発見〜 基礎生物学研究所 共生システム研究部門の寿崎拓哉助教と川口正代司教授らの研究グループは、マメ科植物のミヤコグサを用いて、植物と根粒菌の共生の場である「根粒」が根から分化する過程を制御する新たな遺伝子を発見しました。この研究により、植物の根では根粒菌の感染に応答して、核内倍加と呼ばれる現象により一部の細胞の核内DNA量が増加すること、このDNA量の増加が根粒発生を開始する上で重要な役割を担う可能性があることが示されました。この研究成果は、発生生物学専門誌Developmentの電子速報版5月21日号に掲載されました。 「研究の背景...
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基礎生物学研究所、酸化したペルオキシソームがオートファジーによって分解されることを解明
酸化したペルオキシソームはオートファジーによって選択的に分解される 植物のペルオキシソームは、「脂肪酸の分解」、「光呼吸」、「植物ホルモンの合成」といった植物の生育にとって非常に重要な代謝反応が行われる細胞内小器官の一つです。ペルオキシソーム内で行われる代謝は、過酸化水素が産生されるという特徴があり、ペルオキシソーム自体も徐々に酸化によるダメージを受けます。今回、基礎生物学研究所 高次細胞機構研究部門の柴田美智太郎 大学院生、及川和聡 研究員(現、新潟大学農学部)および西村幹夫 教授らの研究グループは、シロイヌナズナにおいて、ダメージを受けたペルオキシソームがオートファジ...
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基礎生物学研究所など、メダカにオスの二次性徴が発現するメカニズムを解明
メダカにオスの二次性徴が発現するメカニズムを解明 男性ホルモン(アンドロゲン)は、生殖器官およびその附属器官にオス特有の形質発現(二次性徴)を誘導します。これらの形質は、オスが交配相手を得るために必要な形質です。しかし、アンドロゲンにより、どのような遺伝子が二次性徴発現に関わっているのか、そのメカニズムの詳細はよくわかっていませんでした。今回、岡崎統合バイオサイエンスセンター・基礎生物学研究所・分子環境生物学研究部門/総合研究大学院大学の荻野由紀子助教と井口泰泉教授の研究グループは、東京工業大学、和歌山県立医科大学、フロリダ大学、国立環境研究所との共同研究により、メダカの...
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メダカは動きで仲間を引き寄せる メダカは「メダカの学校」と呼ばれるように、群れをつくって泳ぐことが知られています。基礎生物学研究所(神経生理学研究室)の中易知大研究員と渡辺英治准教授は、バーチャルリアリティ技術を活用した行動解析実験により、メダカは、動きによって仲間を引き寄せていることを明らかにしました。この成果により、動物行動学において重要な研究テーマの一つである群れ形成に、動きという新たな研究の視点の重要性が示されました。本研究成果は比較認知科学の専門誌Animal Cognitionに掲載されました。 [本研究の背景] 人間を含めて多くの動物は、群れや集団を作って生活しています。群れや...
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基礎生物学研究所など、マウス胚の体づくりの様子を高精度で捉えることに成功
マウス胚の体づくりの様子を高精度で捉えることに成功 我々ヒトを含む動物の胚は、まず外胚葉、中胚葉、内胚葉と呼ばれる基本的な3種類の構造が作られ、これらがさらに複雑な組織を形作っていきます。基礎生物学研究所の市川壮彦研究員と野中茂紀准教授らのグループは、理化学研究所、欧州分子生物学研究所(EMBL)との共同研究により、この基本的な体の構造が作られる時期のマウス胚を、生きたまま、今までにない高時間解像度で長時間観察することに成功し、この時期の細胞移動の様子を明らかにしました。この結果は米国科学雑誌「PLoS One」電子版7月8日号に掲載されました。 [研究の背景] 受精後6.5日(ヒトでは...
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基礎生物学研究所など、細胞分裂で仕切りを作る過程の高解像度撮影に成功
細胞分裂で仕切りを作る過程を見ることに成功 植物細胞は1つの細胞の中に仕切りを作ることにより分裂します。基礎生物学研究所の研究グループ(村田隆准教授、野中茂紀准教授、長谷部光泰教授)は、法政大学(佐野俊夫准教授)、名古屋大学(東山哲也教授、笹部美知子特任助教(現・弘前大学准教授)、町田泰則教授)、東京大学(馳澤盛一郎教授)との共同研究により、仕切りができる過程を高解像度撮影することに世界で初めて成功しました。この成果は、6月17日に科学雑誌Nature Communicationsに掲載されます。 【研究の背景】 動物の細胞は2つにちぎれて分裂しますが、植物は1つの細胞の中に仕切りを作って分かれま...
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基礎生物学研究所、化学物質がミジンコの性をかく乱する仕組みを解明
化学物質がミジンコの性をかく乱する仕組みを解明 ミジンコの仲間は自然界では水温などの周囲の環境条件によって子どもがオスになるかメスになるかが決まります。しかし、殺虫剤などに含まれている人工的な化学物質がミジンコに作用すると、環境と無関係にオスしか産まれてこなくなってしまいます。この化学物質がミジンコの性をかく乱するメカニズムは今までわかっていませんでした。 今回、岡崎統合バイオサイエンスセンター・基礎生物学研究所分子環境生物学研究部門の宮川一志研究員、井口泰泉教授の研究グループは、国立環境研究所、北海道大学、バーミンガム大学との共同研究により、ミジンコの仲間においてこれら...
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基礎生物学研究所、新世界ザルのマーモセットの大脳皮質での眼優位性カラムの存在を確認
「新世界ザルのマーモセットの大脳皮質での眼優位性カラムの存在を確認」 私達ヒトは右眼と左眼の二つの眼を使って、立体視などの高度な視覚を実現しています。右眼と左眼から入力された情報は、大脳の1次視覚野に送られますが、右眼からの情報と左眼からの情報はそれぞれ隣接する領域に入力されることが知られており、この一次視覚野における構造は「眼優位性カラム」と呼ばれています。この眼優位性カラムは、ヒトの他、類人猿やマカクザル、ネコなどの脳に存在することがわかっています。今回、基礎生物学研究所 脳生物学研究部門の仲神友貴と山森哲雄教授らの研究グループは、新たなモデル生物として注目されている...
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ゴカイが持つ無限の再生能力の仕組みを解明 ―体節からの増殖シグナルが新たな体節形成を誘導、強力な再生能力を裏付け― <ポイント> ・釣り餌で用いられるゴカイは切断された胴部の後端から新たな体節を再生 ・胴部と尾部の境界で増殖する細胞が1列ごとに付加、5列で体節の原型が完成 ・両生類胚の発生過程で発見された相同形質誘導をゴカイの再生場面でも発見 <要旨> 理化学研究所(野依良治理事長)は、環形動物[1]ゴカイの体節[2]形成を詳細に観察し、新たな体節は隣の体節からのタンパク質が増殖のシグナルとなって作られることを発見しました。成体になった後でも既存の体節を鋳型にして新たな体節...
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基礎生物学研究所、マウス発生の左右非対称決定に関わることが示唆されるカルシウムシグナルを発見
マウス初期胚におけるダイナミックかつ左右非対称なカルシウムシグナルを発見 〜左右非対称決定のメカニズム解明への手がかりに〜 基礎生物学研究所の野中茂紀准教授と高尾大輔研究員らは、北海道大学電子科学研究所、理化学研究所、大阪大学大学院との共同研究により、マウス発生の左右非対称決定に関わることが示唆されるカルシウムシグナルを発見しました。 マウス発生において左右が最初に決まるのは、胚表面のノードと呼ばれる部位です。かつ、この部位における細胞内カルシウムが重要であることが分かっています。しかし、肝心のノード細胞のカルシウム動態は分かっていませんでした。 本研究では、ノードを構成...
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生理学研究所、新世界ザルの目の中にモーション・ディテクターと考えられる視神経細胞を発見
新世界ザルの目の中にモーション・ディテクターと考えられる視神経細胞を発見 ―霊長類網膜短期培養保存法の確立および遺伝子導入で− <内容> 自然科学研究機構生理学研究所の小泉 周(コイズミ・アマネ)准教授ならびに森藤 暁(モリトウ・サトル)博士(現・東北大学医学部)と小松 勇介(コマツ・ユウスケ)特任助教(基礎生物学研究所・モデル生物研究センター・マーモセット研究施設・研究員)の共同研究グループは、新世界ザル(マーモセット)と呼ばれるサルの目の中の神経組織である網膜には、様々な形の視神経細胞(網膜神経節細胞)があり、中でも、形態学的にモーション・ディテクターの特徴を全てもつ視...
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基礎生物学研究所、根粒と茎頂分裂組織を共通して制御する新たな遺伝子を発見
「根粒と茎頂分裂組織を共通して制御する新たな遺伝子の発見」 基礎生物学研究所 共生システム研究部門の寿崎拓哉助教と川口正代司教授らの研究グループは、マメ科植物と根粒菌の共生の場である「根粒」が、根から分化する過程を制御する新たな遺伝子を発見しました。研究グループがTRICOT(トリコ)と名付けたこの遺伝子は、根粒形成において重要な役割を担うだけでなく、葉や茎など地上部の器官の発生を司る「茎頂分裂組織」の活性維持にも関与することがわかり、根粒と他組織の形づくりの共通性や根粒共生の進化基盤の一端が明らかになりました。この研究成果は、生物学専門誌Developmentの電子速報版に12月18日に掲載さ...
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基礎生物学研究所、根粒の発生におけるオーキシンの作用機構を解明
「根粒の形づくりにおけるオーキシンの作用機構を解明」 基礎生物学研究所 共生システム研究部門の寿崎拓哉助教と川口正代司教授らの研究グループは、マメ科植物と土壌バクテリアの根粒菌が生物間相互作用(共生)を行う器官である根粒の発生において、植物ホルモンのオーキシンが作用する機構を明らかにしました。この研究成果は、生物学専門誌Developmentに掲載されます(10月9日に電子速報版が公開されます)。 「研究の背景」 動物と異なり動くことのできない植物は、進化の過程で様々な生存戦略をとることによって、栄養が少ない土地にも適応し繁栄してきました。その中でも、ダイズやエンドウなど...
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ネットワンシステムズ、自然科学研究機構の100GbE超高速基幹ネットワークを構築
ネットワンシステムズ、 自然科学研究機構の100GbE超高速ネットワークを構築し、 ペタバイト級の研究用データの通信を実現 〜無線LANと動的VLANも整備して利便性を高め、 研究者が地区内のどこにいても 自身のネットワーク環境に自動接続可能に〜 ネットワンシステムズ株式会社(本社:東京都品川区、代表取締役 社長執行役員:吉野 孝行、以下ネットワンシステムズ)は、大学共同利用機関法人 自然科学研究機構(機構長:佐藤 勝彦、以下自然科学研究機構)岡崎地区のネットワークシステム「ORION 2011」を受注しました。 「ORION 2011」では、ペタバイト級の研究データを転送する...
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胎生期脳の幹細胞から神経細胞が生まれる仕組みの解明 ―サイクリンD2が片方の娘細胞に受け継がれ、未分化性を維持する― 複雑な神経回路を構成する哺乳類の大脳発生過程において、細胞増殖や分化により、多数の神経細胞が秩序だって産生されることは非常に重要です。東北大学大学院医学系研究科の大隅典子教授、恒川雄二研究員(当時、現所属;Scripps研究所)らは、発生期の哺乳類神経幹細胞において、細胞周期調節因子Cyclin D2(サイクリンD2)が脳原基の外側である基底膜面の先端(基底膜面突起、図1参照)に局在することを発見しました。また、Cyclin D2は神経幹細胞が2つの娘細胞に...
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葉が平たい形に成長するメカニズムを解明 葉は光を受けてCO2を吸収し、栄養分を作り出す光合成をおこなう場所です。葉は通常、平たい形で、表側と裏側に違いがありますが、これらは多くの光を集めて効率の良い光合成をおこなうために大事な特徴です。葉は、表裏方向へはあまり伸びず横方向への伸長がよく起こることで、平たい形に成長します。近年のシロイヌナズナなどのモデル植物を用いた分子遺伝学的な研究から、表側と裏側それぞれの性質を決める一連の遺伝子群が、表裏の違いを生み出すだけでなく、横方向への成長にも関わることがわかってきました。しかしながら、横方向への成長を引き起こす詳しいしくみはわか...
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基礎生物学研究所、捕食者と被食者の関係性を数理モデルとして定式化することに成功
メダカは生物学的1/fゆらぎを利用してミジンコを捕らえる! 〜捕食者と被食者の関係性を数理モデルとして定式化することに成功〜 捕食性動物は、素早く動き回る獲物を正確に捕らえることができます。狩りを行うとき、捕食者は生きている被食者とその周囲のオブジェクトとの区別を、リアルタイムで行う必要がありますが、このとき捕食者は持てる感覚器を総動員して生きている獲物を認識しています。特に視覚系は多くの場合決定的な役割を果たしています。視覚を通じて、大きさ、形状、色、そして動きを識別して周囲の無関係なオブジェクトと、狩るべき獲物とをリアルタイムで区別します。例えば水棲環境において動物プラ...
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佐賀大学と理化学研究所など、マメ科植物の根粒形成が光条件によって制御される仕組みを発見
マメ科植物の根粒形成が光条件によって制御される新たな仕組みを発見 省肥料でのマメ科作物の生産に期待 【本研究の概要】 佐賀大学(学長:佛淵 孝夫)農学部 鈴木章弘准教授らは、マメ科植物の(●1)窒素固定器官である根粒の形成が葉に当たる光の量ではなく、質(色)の違いによって制御されることを世界で初めて明らかにしました。本研究成果は、新潟大学(学長:下條 文武)酒井達也准教授、理化学研究所植物科学研究センター(理事長:野依 良治)神谷勇治グループディレクター、鹿児島大学(学長:吉田 浩己)内海俊樹教授、宮崎大学(学長:菅沼 龍夫)明石良教授、かずさDNA研究所(理事長:大石 道...
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「生殖細胞の性別を決める遺伝子の発見」 自然科学研究機構 岡崎統合バイオサイエンスセンター(岡崎統合バイオ)・基礎生物学研究所の橋山一哉研究員、林良樹助教および小林悟教授は、ショウジョウバエを用いた研究により、生殖細胞のメス化の鍵を握る遺伝子を発見しました。この成果は、米国科学雑誌「Science」の電子版にて7月8日(金)に発表されます。 「研究の背景及び概要」 生物を構成する細胞は、個体を作る体細胞と、次世代に命をつなぐ生殖細胞に大きく分けられます。多くの動物において、体細胞にオスとメスの区別があるように、生殖細胞にも性の区別があります。たとえば、オスの生殖細胞は精子...