概日リズムのヘテロ性と相互作用：数理的手法に基づく定量と機能の解明

昼夜节律异质性和相互作用：基于数学方法的量化和功能阐明

基本信息

批准号：
22KJ0706
负责人：
渡邊絵美理
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0706/
关键词：
概日リズム数理モデリング結合振動子

项目摘要

植物の個々の細胞は自律した概日時計を持ち、周期などの性質が細胞ごとに異なり、同一個体内で個々の細胞時計は脱同期しやすいことが明らかになっている。このような細胞集団がどのように時刻情報を統合しているのかは興味深い。本研究の目的は、植物における細胞レベルでの概日リズムの実験データをもとに、数理モデリングや数値シミュレーションを通して、細胞ごとのヘテロ性や細胞間における相互作用を定量化する手法を確立し、ヘテロ性の意義を解明することである。令和４年度においても引き続き、1)振動子集団の集団秩序度の時系列データからその振動子の固有振動数やばらつきを推定する手法の開発と2)植物において細胞概日時計が脱同期するような恒常条件下でも高い同期状態を維持する非細胞自律的な概日リズムの解析に取り組んだ。1)については、他のリミットサイクル振動子のモデルにおいても前年度に得られたのと同様の推定結果が得られた。同様の手法が振動子集団の平均場を用いてできるか検討したが、いくつかの課題が残された。2)については、細胞非自律的な概日リズムがレポーターCaMV35S::PtRLUCに限らず、他の発光レポーター（ZmUBQ1::PtRLUC）でもみられる普遍的な現象であることを示した。これらの発光レポーターのリズムは細胞内の概日時計の特性を過剰発現エフェクターによって変化させても、大きな変化がみられなかった。一方、高張液処理によって原形質連絡を生じさせる環境下で測定したところ、このリズムは消失した。これまでの成果をまとめて論文で報告した。

植物中的单个细胞具有自动般的昼夜节律，其周期和其他特性因细胞而异，这清楚地表明，同一个体内的单个细胞钟很容易脱离异步。有趣的是，这样的细胞种群如何整合时间信息。这项研究的目的是建立一种基于数学建模和数值模拟，基于植物中细胞水平的昼夜节律的实验数据来量化每个细胞和细胞对细胞相互作用的异质性，并阐明异质性的重要性。在2022财政年度，我们继续研究1）开发一种方法来估计振荡器的固有频率和变化，从时间序列数据中的振荡器人口订购数据中，以及2）分析在诸如诸如蜂窝状cindarular cign cigin deSyynChrron之类的诸如诸如蜂窝状的cigindian complronics insy in desynchrron中，分析非细胞自主节奏的昼夜节律节奏，以保持高同步。关于1），其他极限周期振荡器模型获得了相同的估计结果，与上一年获得的结果相同。尽管我们研究了使用振荡器种群的平均场地是否可以实现类似的技术，但仍然存在一些挑战。关于2），我们证明了细胞 - 诺纳科族的节奏不仅限于记者CAMV35S :: PTRLLUC，但也是其他发光记者（Zmubq1 :: Ptrluc）中看到的普遍现象。这些发光记者的节奏也不会显着改变，即使通过过表达效应子改变细胞中昼夜节律的特性。另一方面，这种节奏在高渗液治疗引起的血浆通信的环境中测量时消失。到目前为止，我们总结了结果，并在论文中报告了结果。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

植物における同一細胞内の時計と異なる挙動を示す概日リズムの細胞非自律性

昼夜节律的细胞非自主行为与植物同一细胞中的时钟表现不同

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邊絵美理;村中智明;中村駿志;磯田珠奈子;伊藤照悟;小山時隆
通讯作者：
小山時隆

振動子集団の同期度の時間変化から固有振動数のばらつきと結合強度を推定する

根据一组振荡器的同步时间变化估计固有频率变化和耦合强度

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邊絵美理;郡宏
通讯作者：
郡宏

振動子集団の集団秩序度時系列データを用いたパラメタ推定

使用振荡器组集体阶数的时间序列数据进行参数估计

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邊絵美理;郡宏
通讯作者：
郡宏

Uncoupled cellular circadian rhythms of a duckweed plant detected by a dual-color bioluminescence monitoring system

双色生物发光监测系统检测浮萍植物的非耦合细胞昼夜节律

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Emiri Watanabe;Shogo Ito;Tokitaka Oyama
通讯作者：
Tokitaka Oyama

A non-cell-autonomous circadian rhythm of bioluminescence reporter activities in individual duckweed cells

DOI：
10.1093/plphys/kiad218
发表时间：
2023-04-12
期刊：
PLANT PHYSIOLOGY
影响因子：
7.4
作者：
Watanabe, Emiri;Muranaka, Tomoaki;Oyama, Tokitaka
通讯作者：
Oyama, Tokitaka

DOI：
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作者：
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渡邊絵美理其他文献

2波長発光レポーター測定系を用いたウキクサの細胞内非連結性リズムの挙動の解析

使用双波长发光报告测量系统分析浮萍细胞内断开节律的行为

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邊絵美理;伊藤照悟;小山時隆
通讯作者：
小山時隆

Uncoupled circadian rhythms in individual cells observed in Lemna minor

在青萍中观察到的单个细胞中的非耦合昼夜节律

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邊絵美理;伊藤照悟;小山時隆
通讯作者：
小山時隆

放牧地の植物種多様性がウシの採食種構成とルーメンおよび糞中細菌叢に与える影響

牧场植物物种多样性对牛饲料物种组成以及瘤胃和粪便微生物群的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邊絵美理;伊藤照悟;小山時隆;戸田浩人・東川侑生・崔東寿;加藤優空・戸田浩人・崔東寿;後藤佑理子・柿原秀俊・宍戸哲郎・福田康弘・瀧澤修平・陶山佳久・松尾歩・中野美和・小倉振一郎
通讯作者：
後藤佑理子・柿原秀俊・宍戸哲郎・福田康弘・瀧澤修平・陶山佳久・松尾歩・中野美和・小倉振一郎