研究代表者氏名及び所属
福田 裕穂(東京大学大学院理学系研究科)
総合評価結果
優れている
評価結果概要
(1)全体評価
本研究は、新規ペプチド性植物成長制御物質として世界が注目しているCLEペプチド類を対象に、この分野で世界をリードする我が国の研究者が結集し意欲的に取り組まれた。研究は、シロイヌナズナを中心に展開されたが、その他、モデル植物のミヤコグサ、農作物のイネを材料に、CLEペプチド類の機能の多様性および機能発現を支える分子機構の解明を目的とした。研究の結果、これまでに報告のない新しいCLEペプチド類の機能が見いだされた。また、CLEペプチドの化学的実態の同定やその受容体の同定・単離においては、糖鎖修飾が生理活性発現や受容体との結合に重要であることを世界で初めて発見した。さらに、いくつかのCLEペプチドに関して、その上流・下流因子を含め、CLEペプチド情報伝達系の全体像を世界に先駆けて明らかにした。このように、CLEペプチドの研究において世界を牽引する重要な成果を生み出すとともに、研究成果は、多くの原著論文、国内外の極めて多数の学会発表等として情報発信が行われた。これらのことから、本研究を高く評価するものである。
(2)中課題別評価
中課題A「CLEペプチドの茎頂・維管束・根粒における機能解析」
(東京大学大学院理学系研究科 福田 裕穂)
本中課題では、シロイヌナズナ、イネ、ミヤコグサという特色のある3種のモデル植物を材料とし、多様なCLEペプチド類の生理機能の解明を行い、CLEペプチドが関わるイネの花芽形成、維管束の分化、根の分化成長など植物における様々な成長分化現象を発見するとともに、情報伝達様式を掘り下げることができた。また、当初想定していなかったCLEペプチドの中には糖鎖修飾が活性発現に必須であるものを見いだした点は極めてインパクトの高い成果である。このように、本中課題は、新規な発見・知見を多数得ており、基礎的・基盤的研究としては、世界をリードする画期的な成果を上げた。また、国際一流学術誌に多数の論文としても発表していることは高く評価できる。応用面においては、新技術や有用植物の開発には遠いものであったものの、生物系特定産業への将来的な貢献が見込まれる成果を得ており、実用化に向けた今後の研究に期待したい。これらのことから、本中課題の目標達成度および情報発信ともに高く評価する。
中課題B「CLEペプチドの化学生物学的研究」
(名古屋大学大学院生命農学研究科 坂神 洋次)
本中課題では、中課題Aとの密接な連携により、特定の生理機能を持つCLEペプチドのアミノ酸配列・構造特性の決定、その成果に基づいて種々の誘導体の設計・合成が進められるとともに、受容体の同定を目的に精度の高い研究が意欲的に取り組まれた。この結果、CLEペプチドの中にはアラビノースが複数個結合した糖鎖修飾を受けることではじめて生理活性を持つものが複数存在することを世界に先駆けて発見し、また、多様な分子プローブを設計・合成して活用することで、いくつかのCLEペプチドの受容体を発見するなど極めて独創的でインパクトの高い成果を多数上げた。本中課題の成果は、国際一流学術誌に世界の注目を浴びる成果として発表されていることから、基礎的・基盤的研究としては極めて優れた成果を上げたものと高く評価できる。一方、生物系特定産業への寄与を目指したものの、糖鎖修飾されている活性型CLEペプチドの合成は最新の技術を持ってしても極めて困難であり、また、短いペプチドであるが故にその構造修飾が困難であることから、植物成長調節物質として外部投与可能な化合物の創製に至らなかったことは残念である。
中課題C「CLEペプチドによる根の成長制御と窒素代謝の相互作用」
(理化学研究所 植物科学研究センター 高橋 秀樹)
本中課題では、窒素肥料の有無が複数のCLEペプチドの発現を支配していることを明らかにし、窒素シグナルの種類に応じて発現変化するCLEペプチド類を同定した。また、その情報伝達の下流に側根形成や根の成長に影響を及ぼす因子が存在することを示し、窒素の過不足を感知するCLE3の受容ならびに転写因子を含む下流の情報伝達因子を明らかにした。一方、茎頂分裂組織形成の主要因子としてこれまで同定されていたCLE3情報伝達系が根における側根伸長制御因子であることの発見は、従来の定説を覆すものである。これらのことから、基礎的・基盤的研究としては一定の成果を得たものと評価できる。生物系特定産業への寄与については、代謝的有用形質やセンチュウ感染時の機能の解明について意義のある成果が未だ得られていない点は残念である。また、成果は、学会発表は多くなされているが、原著論文は1報のみで不十分と言わざるを得ない。課題終了後も、本研究の成果を論文として発表する必要がある。