研究領域において、イメージング技術は分子・細胞から個体に至るまで広く汎用されており、その必要性は益々増加している。画像解析技術支援を行う。BioImaging)との連携により、日本におけるバイオイメージング技術の高度化と支援体制の充実を図る。)細胞の形は個々の細胞のはたらき、さらには個体の正常な発達に必須です。植物においては細胞壁の沈着パターンが細胞の形とはたらきを決定づけています。植物の発生過程ではいかにしてそれぞれの細胞が固有の細胞壁パターンをつくりだしているのでしょうか?本研究では特徴的な細胞壁パターンを作り分ける道管組織に着目し、細胞が固有の細胞壁パターンを作り出す仕組みの解明を目指します。)植物の体は様々なタイプの細胞が積み重なるようにして作られている。このような植物の組織の成長はそれぞれの細胞における細胞壁の沈着の仕方に大きく依存している。研究代表者はこれまでに植物体内で水を運ぶ役割を担う道管の細胞をモデルとして細胞壁の沈着の仕方を制御する仕組みを明らかにしてきた。その一方で細胞壁の沈着の仕方が一様にあるいは多様に制御される仕組みや、周辺の細胞と協調的に細胞壁の沈着の仕方を調節する仕組みほどんど分かっていない。本研究では道管の細胞に周期的な構造が生じる過程を解析し、細胞の自律的・協調的に細胞壁の沈着の仕方を制御する仕組みを明らかにする。植物は移動能をもたない細胞で構成されるため、植物の発生は個々の細胞が連携して分裂、成長、分化する一連の挙動の集積によって成し遂げられる。植物細胞の挙動は細胞表面に沈着する細胞壁の沈着パターンに依存しており、個々の細胞は細胞タイプごとに固有の細胞壁の沈着パターンを構築している。秩序立ったパターンに沈着する。道管の細胞表層では微小管が形成する周期的な配列に、低分子量Gタンパク質ROPの活性化反応が変調を与えることによって細胞膜上に複合的な周期が生じ、これが道管に特徴的な細胞壁の周期パターンの鋳型となる。融合することにより、道管分化における周期ドメインの時空間的な変調を精密に解析してきた。今年度の研究では、昨年度開発した、機械学習を取り入れた細胞壁パターンの解析ソフトのプロトタイプに学習用画像の追加により完成させ、実際に変異体のスクリーニングを行った。その結果、昨年度のプロトタイプよりも高い精度で細胞壁のパターンを解析することが可能となり、新たな変異体を単利したほか、既存の変異体のより詳細な解析が可能となった。今後はさらにソフトに改良を加えハイスループット化するほか、単利した変異体の細胞壁パターンの周期性の解析を進める。いくつかの実験で若干の遅れが生じたがおおよそ計画通りに研究が進行しているため。計画通り研究を進める予定である。植物は一生を通じて器官や組織を作り続けながら成長する。このような特性に起因して、植物の形態には固有の周期性が現れる。植物の周期形態は遺伝的プログラムや環境変化といった、内的・外的因子により変化し、植物はこれを積極的に利用することで、器官のかたちや細胞の機能を変化させる。植物の形態や成長に現われるこのような「可塑的な周期性」は、植物個体の内部に潜在する未知の周期性とその変調に起因すると考えられるが、周期の実体やそれが形態へ現れる仕組みは不明である。密接に連携して共同研究を展開し、周期と変調の視点から植物の発生原理を解明する。本年度は、年度開始当初から新型コロナウィルス感染症により対面でのディスカッションや海外渡航が禁止され、総括班活動を様々な制限下で行う必要が生じたが、総括班員の情報学者の主導により、オンラインコミュニケーションツールを積極的に導入することで、円滑かつ活発な総括班活動を展開した。本年度から参画した25の公募研究班について、共同研究の可能性を基に6つのグループに分けてオンラインミーティングを開催した。これにより初対面の研究者間においても多くの学際融合研究が開始された。chatといったツールを積極的に用いて領域会議や総括班会議、若手ワークショップを開催した。オンライン会議開催のノウハウをレポートにまとめて領域HPで公開することで、研究者コミュニティに貢献した。国際活動支援のうち若手研究者の海外派遣支援は中止を余儀なくされた。Morphology"については、招聘を予定していたスピーカーの同意を得てウェビナーシリーズとして開催した。これには世界30か国から600名を超える参加者があり、非常に好評であった。若手ワークショップもオンライン形式で開催し、大学院生や研究員による発表に加え、領域外の研究者による融合研究セミナーや、キャリア支援セミナーを開催した。若手6チームにより融合研究コンペを開催した。数理解析道場と画像解析道場もオンラインで並行して開催した。コロナ下において対面での活動がほぼすべて制限された中で、本領域の強みを活かしてオンラインによる領域会議をいち早く成功させた。大規模学会の円滑な開催に貢献することが出来た。オンラインで開催した若手融合研究コンペでは、複数の斬新なアイデアが提案され、将来を担う若手研究者の融合マインドの醸成に大きく貢献することが出来た。領域3年目以降にも、コロナ禍により活動が制限されることが予想されるため、本年度に培ったオンラインコミュニケーションのスキルをさらに発展させて展開する。若手向けのテクニカルワークショップ(道場)においては、オンラインツールを用いたハンズオン講習会を行い、実践的な内容を盛り込む。領域会議や総括班会議については、新型コロナ感染症の拡大状況を注視しつつ、状況によりオンサイト開催やハイブリッド開催の機会を伺い、研究者どうしのコネクションが絶たれないように留意する。3理論モデル構築支援(数理生物学支援)、4一細胞解析支援、の4つの研究支援を継続する。一細胞解析支援については、当初想定されていた方法に加えてセルソーターやDroplet方式を用い、植物細胞に最適化した方法論の開発を開始する。人間拡張工学については、バーチャルリアリティーを用いたサンプルの可視化技術を開発する。国際活動支援においては、本年度好評であったウェビナーシリーズを来年度も開催する。公募班員の意見も聴きながらテーマを絞った内容で開催することを計画している。ついては、オンライン国際学会の参加支援を含めて継続する。広報活動においては、引き続きSNSやプレスリリースを通じた広報活動を継続するほか、メディアや展示会、一般向けのアウトリーチ活動などの機会を利用し、本領域ならではの成果発信を行う。University。