2024/02/02 更新

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モトセ ヒロヤス
本瀬 宏康
MOTOSE Hiroyasu
所属
環境生命自然科学学域 准教授
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 博士(理学) ( 2001年3月   東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻 )

  • 博士(理学) ( 2001年3月   東京大学 )

研究分野

  • ライフサイエンス / 細胞生物学

所属学協会

  • 日本植物生理学会

  • 日本植物学会

委員歴

  • 日本植物学会 中国四国植物学会 岡山県幹事  

    2020年8月 - 現在   

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    団体区分:学協会

  • 日本植物学会 評議員  

    2020年4月 - 現在   

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    団体区分:学協会

 

論文

  • Microtubule-associated proteins WDL5 and WDL6 play a critical role in pollen tube growth in Arabidopsis thaliana

    Takashi Okamoto, Hiroyasu Motose, Taku Takahashi

    Plant Signaling & Behavior   18 ( 1 )   2023年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Informa UK Limited  

    DOI: 10.1080/15592324.2023.2281159

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  • Thermospermine is an evolutionarily ancestral phytohormone required for organ development and stress responses in the basal land plantMarchantia polymorpha

    Takuya Furumoto, Shohei Yamaoka, Takayuki Kohchi, Hiroyasu Motose, Taku Takahashi

    bioRxiv   2023年7月

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    担当区分:責任著者   出版者・発行元:Cold Spring Harbor Laboratory  

    Abstract

    Thermospermine, a structural isomer of spermine, suppresses auxin-inducible xylem differentiation, whereas spermine is implicated in stress responses in angiosperms. Thermospermine synthase ACAULIS5 (ACL5) is well conserved from algae to land plants, but its physiological function remains elusive in non-vascular plants. Here we focused on MpACL5, a gene in the liverwortMarchantia polymorpha, which rescued the dwarf phenotype of theacl5mutant ofArabidopsis. In the Mpacl5mutants generated by genome editing, growth of the vegetative organ, thallus, and the sexual reproductive organ, gametangiophore, was severely retarded. The mutant gametangiophore exhibited remarkable morphological defects such as short stalks, fasciation, and indeterminate growth; it was formed as a fusion of two gametangiophores and a new gametangiophore was often initiated from the old one. Furthermore, Mpacl5was shown to be hypersensitive to heat and salt stresses. Given the absence of spermine in liverworts includingM. polymorpha, these results reveal that thermospermine has a dual primordial function in organ development and stress responses in the basal land plant lineage, the latter of which may have eventually been assigned to spermine during the land plant evolution.

    DOI: 10.1101/2023.07.13.548936

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  • Overexpression of NIMA-related kinase suppresses cell proliferation and tip growth in a liverwortMarchantia polymorpha

    bioRxiv   2023年1月

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    担当区分:最終著者, 責任著者  

    DOI: 10.1101/2023.01.25.525476

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  • Loss of function of an Arabidopsis homologue of JMJD6 suppresses the dwarf phenotype of acl5, a mutant defective in thermospermine biosynthesis. 国際誌

    Hirotoshi Matsuo, Hiroko Fukushima, Shinpei Kurokawa, Eri Kawano, Takashi Okamoto, Hiroyasu Motose, Taku Takahashi

    FEBS letters   596 ( 23 )   3005 - 3014   2022年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In Arabidopsis thaliana, the ACL5 gene encodes thermospermine synthase and its mutant, acl5, exhibits a dwarf phenotype with excessive xylem formation. Studies of suppressor mutants of acl5 reveal the involvement of thermospermine in enhancing mRNA translation of the SAC51 gene family. We show here that a mutant, sac59, which partially suppresses the acl5 phenotype, has a point mutation in JMJ22 encoding a D6-class Jumonji C protein (JMJD6). A T-DNA insertion allele, jmj22-2, also partially suppressed the acl5 phenotype while mutants of its closest two homologs JMJ21 and JMJ20 had no such effects, suggesting a unique role for JMJ22 in plant development. We found that mRNAs of the SAC51 family are more stabilized in acl5 jmj22-2 than in acl5.

    DOI: 10.1002/1873-3468.14470

    PubMed

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  • RNA processing/modifying enzymes play key roles in the response to thermospermine in Arabidopsis thaliana

    Takahiro Tanaka, Daiki Koyama, Mitsuru Saraumi, Hiroyasu Motose, Taku Takahashi

    bioRxiv   2022年9月

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    出版者・発行元:Cold Spring Harbor Laboratory  

    Abstract

    Thermospermine acts in negative regulation of xylem differentiation through enhancing mRNA translation of the members of the SAC51 gene family in Arabidopsis. These mRNAs contain conserved upstream open-reading-frames (uORFs) that are inhibitory to the main ORF translation. To address the mode of action of thermospermine in this process, we have isolated mutants that are insensitive to thermospermine, named its. We show here that four genes responsible for the mutants, its1 to its4, encode a homologue of SPOUT RNA methyl transferase, an rRNA pseudouridine synthase CBF5/NAP57, a putative spliceosome disassembly factor STIPL1/NTR1, and a plant-specific RNA-binding protein PHIP1, respectively. While these mutants except its1 are almost normal in appearance, they enhance the dwarf phenotype of a mutant of ACL5 defective in thermospermine biosynthesis, resulting in tiny-sized plants reminiscent of a double knockout of ACL5 and SACL3, a member of the SAC51 family. We confirmed that the GUS reporter activity from the SAC51 5’-GUS fusion transcript was severely reduced in all of these mutants. These results unveil the importance of RNA processing and modification for the translation of transcripts containing regulatory uORFs.

    DOI: 10.1101/2022.09.19.508594

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  • Plant-specific armadillo repeat kinesin directs organelle transport and microtubule convergence to promote tip growth

    Asaka Kanda, Kento Otani, Takashi Ueda, Taku Takahashi, Hiroyasu Motose

    bioRxiv   2022年7月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   出版者・発行元:Cold Spring Harbor Laboratory  

    Abstract

    Tip growth is essential for plant growth and reproduction. However, it remains elusive how highly polarized tip-growing cells coordinate the organization of intracellular components. Here, we show that plant-specific armadillo-repeat containing kinesin, MpARK, mediates organelle transport and microtubule convergence in tip growing rhizoids in the early diverging land plantMarchantia polymorpha. MpARK is required for anterograde transport of organelles to maintain their position. Furthermore, MpARK participates in the formation of microtubule foci at the rhizoid apex to stabilize growth direction. MpARK-dependent rhizoid growth is essential for plant anchorage and soil holding capacity. Thus, ARK might be a principal organelle transporter and intracellular organizer in the primitive rooting cells for the adaptation to terrestrial environments. Our findings suggest that ARK is functionally comparable to canonical anterograde kinesins in animals and fungi.

    DOI: 10.1101/2022.07.08.499237

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  • Establishment and application of novel culture methods in Marchantia polymorpha: persistent tip growth is required for substrate penetration by rhizoids 招待 査読

    Hikari Mase, Hirofumi Nakagami, Takashi Okamoto, Taku Takahashi, Hiroyasu Motose

    Commun.Integr. Biol.   15   164 - 167   2022年

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/19420889.2022.2095137

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  • Agrobacterium-Mediated Transient Transformation of Marchantia Liverworts.

    Hidekazu Iwakawa, Katharina Melkonian, Titus Schlüter, Hyung-Woo Jeon, Ryuichi Nishihama, Hiroyasu Motose, Hirofumi Nakagami

    Plant & cell physiology   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Agrobacterium-mediated transient gene expression is a rapid and useful approach for characterizing functions of gene products in planta. However, the practicability of the method in the model liverwort Marchantia polymorpha has not yet been thoroughly described. Here we report a simple and robust method for Agrobacterium-mediated transient transformation of Marchantia thalli and its applicability. When thalli of M. polymorpha were co-cultured with Agrobacterium tumefaciens carrying GUS genes, GUS staining was observed primarily in assimilatory filaments and rhizoids. GUS activity was detected 2 days after infection and saturated 3 days after infection. We were able to transiently co-express fluorescently tagged proteins with proper localizations. Furthermore, we demonstrate that our method can be used as a novel pathosystem to study liverwort-bacteria interactions. We also provide evidence that air chambers support bacterial colonization.

    DOI: 10.1093/pcp/pcab126

    PubMed

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  • Distinct functions of ethylene and ACC in the basal land plant marchantia polymorpha.

    Asuka Katayose, Asaka Kanda, Yasutaka Kubo, Taku Takahashi, Hiroyasu Motose

    Plant & cell physiology   2021年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ethylene is a gaseous phytohormone involved in various physiological processes including fruit ripening, senescence, root hair development, and stress responses. Recent genomics have suggested that most homologous genes of ethylene biosynthesis and signaling are conserved from algae to angiosperms, whereas function and biosynthesis of ethylene remain unknown in basal plants. Here, we examined physiological effects of ethylene, an ethylene precursor, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC), and an inhibitor of ethylene perception, silver thiosulfate (STS), in a basal land plant Marchantia polymorpha. M. polymorpha plants biosynthesized ethylene and treatment with high concentrations of ACC slightly promoted ethylene production. ACC remarkably suppressed growth of thalli (vegetative organs) and rhizoids (root-hair-like cells), whereas exogenous ethylene slightly promoted thallus growth. STS suppressed thallus growth and induced ectopic rhizoid formation on the dorsal surface of thalli. Thus, ACC and ethylene have different effects on vegetative growth of M. polymorpha. We generated single and double mutants of ACC synthase-like (ACSL) genes, MpACSL1 and MpACSL2. They did not show obvious defects in thallus growth, ACC content, and ethylene production, indicating that MpACSL genes are not essential for the vegetative growth and the biosynthesis of ACC and ethylene. The gene expression analysis suggested involvement of MpACSL1 and MpACSL2 in stress responses. Collectively, our results imply ethylene-independent function of ACC and the absence of ACC-mediated ethylene biosynthesis in M. polymorpha.

    DOI: 10.1093/pcp/pcab042

    PubMed

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  • The root growth reduction in response to mechanical stress involves ethylene-mediated microtubule reorganization and transmembrane receptor-mediated signal transduction in Arabidopsis

    Takashi Okamoto, Shogo Takatani, Hiroyasu Motose, Hidetoshi Iida, Taku Takahashi

    PLANT CELL REPORTS   40 ( 3 )   575 - 582   2021年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    Key message We found that mutations in a Ca2+-permeable mechanosensitive channel MCA1, an ethylene-regulated microtubule-associated protein WDL5, and a versatile co-receptor BAK1 affect root growth response to mechanical stress. Plant root tips exposed to mechanical impedance show a temporal reduction in the elongation growth. The process involves a transient Ca2+ increase in the cytoplasm followed by ethylene signaling. To dissect the molecular mechanisms underlying this response, we examined the root growth of a series of Arabidopsis mutants with potentially altered response to mechanical stress after transfer from vertical to horizontal plates that were covered by dialysis membrane as an impedance. Among the plant hormone-response mutants tested, the ethylene-insensitive mutant ein3 was confirmed to show no growth reduction after the transfer. The root growth reduction was attenuated in a mutant of MCA1 encoding a Ca2+-permeable mechanosensitive channel and that of WDL5 encoding an ethylene-regulated microtubule-associated protein. We also found that the growth reduction was enhanced in a mutant of BAK1 encoding a co-receptor that pairs with numerous leucine-rich repeat receptor kinases to modulate growth and immunity. These results suggest the root growth reduction in response to mechanical stress involves ethylene-mediated microtubule reorganization and also transmembrane receptor-mediated signal transduction.

    DOI: 10.1007/s00299-020-02653-6

    Web of Science

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  • Chemical Synthesis and Biological Effect on Xylem Formation of Xylemin and Its Analogues 査読

    Hiroyoshi Takamura, Hiroyasu Motose, Taichi Otsu, Shiori Shinohara, Ryugo Kouno, Isao Kadota, Taku Takahashi

    EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY   2020 ( 18 )   2745 - 2753   2020年5月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-V C H VERLAG GMBH  

    Xylemin (6) and its designed structural analogues 18-23, N-(4-aminobutyl)alkylamines, were synthesized by 2-nitrobenzenesulfonamide (Ns) strategy. Investigation of the improved synthesis of 20-23 resulted in the development of one-step synthesis of these analogues from the commercially available corresponding ketones. Biological assessment of the synthetic molecules elucidated that xylemin (6) and the analogue N-(4-aminobutyl)cyclopentylamine (21) promoted the expression level of thermospermine synthase ACAULIS5 (ACL5) and enhanced xylem formation. In addition, xylemin (6) was found to significantly promote lateral root formation, whereas xylemin analogues 18-23 including 21 did not. These results indicate that the analogue 21 has the potential as a novel inhibitor of thermospermine synthesis to work specifically in xylem differentiation.

    DOI: 10.1002/ejoc.202000322

    Web of Science

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  • Microtubule Response to Tensile Stress Is Curbed by NEK6 to Buffer Growth Variation in the Arabidopsis Hypocotyl. 査読 国際誌

    Shogo Takatani, Stéphane Verger, Takashi Okamoto, Taku Takahashi, Olivier Hamant, Hiroyasu Motose

    Current biology : CB   2020年3月

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    記述言語:英語  

    Growth variability generates mechanical conflicts in tissues. In plants, cortical microtubules usually align with maximal tensile stress direction, thereby mechanically reinforcing cell walls, and channeling growth rate and direction. How this is achieved remains largely unknown and likely involves microtubule regulators. The NIMA-related microtubule-associated kinase NEK6 phosphorylates tubulin, leading to the depolymerization of a subset of microtubules. We found that cortical microtubules exhibit a hyper-response to mechanical stress in the nek6 mutant. This response contributes to local cell protrusions in slow-growing regions of the nek6 mutant hypocotyl. When growth amplitude is higher, the hyper-alignment of microtubules leads to variable, stop-and-go, phenotypes, resulting in wavy hypocotyl shapes. After gravistimulation or touch, the nek6 mutant also exhibits a hyperbent hypocotyl phenotype, consistent with an enhanced perception of its own deformation. Strikingly, we find that NEK6 exhibits a novel form of polarity, being recruited at the ends of a subset of microtubules at cell edges. This pattern can be modified after local ablation, matching the new maximal tensile stress directions. We propose that NEK6 depolymerizes cortical microtubules that best align with maximal tensile stress to generate a noisier network of microtubules. This prevents an overreaction of microtubules to growth fluctuations and, instead, promotes the buffering of growth variations.

    DOI: 10.1016/j.cub.2020.02.024

    PubMed

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  • Nonsense-Mediated mRNA Decay Deficiency Affects the Auxin Response and Shoot Regeneration in Arabidopsis 査読

    Nyet Cheng Chiam, Tomoyo Fujimura, Ryosuke Sano, Nobuhiro Akiyoshi, Ryoko Hiroyama, Yuichiro Watanabe, Hiroyasu Motose, Taku Demura, Misato Ohtani

    Plant and Cell Physiology   60 ( 9 )   2000 - 2014   2019年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    © 2019 The Author(s) 2019. Published by Oxford University Press on behalf of Japanese Society of Plant Physiologists. All rights reserved. Plants generally possess a strong ability to regenerate organs; for example, in tissue culture, shoots can regenerate from callus, a clump of actively proliferating, undifferentiated cells. Processing of pre-mRNA and ribosomal RNAs is important for callus formation and shoot regeneration. However, our knowledge of the roles of RNA quality control via the nonsense-mediated mRNA decay (NMD) pathway in shoot regeneration is limited. Here, we examined the shoot regeneration phenotypes of the low-beta-amylase1 (lba1)/upstream frame shift1-1 (upf1-1) and upf3-1 mutants, in which the core NMD components UPF1 and UPF3 are defective. These mutants formed callus from hypocotyl explants normally, but this callus behaved abnormally during shoot regeneration: the mutant callus generated numerous adventitious root structures instead of adventitious shoots in an auxin-dependent manner. Quantitative RT-PCR and microarray analyses showed that the upf mutations had widespread effects during culture on shoot-induction medium. In particular, the expression patterns of early auxin response genes, including those encoding AUXIN/INDOLE ACETIC ACID (AUX/IAA) family members, were significantly affected in the upf mutants. Also, the upregulation of shoot apical meristem-related transcription factor genes, such as CUP-SHAPED COTYLEDON1 (CUC1) and CUC2, was inhibited in the mutants. Taken together, these results indicate that NMD-mediated transcriptomic regulation modulates the auxin response in plants and thus plays crucial roles in the early stages of shoot regeneration.

    DOI: 10.1093/pcp/pcz154

    Web of Science

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  • Salt hypersensitivity is associated with excessive xylem development in a thermospermine-deficient mutant of Arabidopsis thaliana 査読

    Shinohara Shiori, Okamoto Takashi, Motose Hiroyasu, Takahashi Taku

    PLANT JOURNAL   2019年8月

  • Effect of Thermospermine on the Growth and Expression of Polyamine-Related Genes in Rice Seedlings 査読

    Miyamoto Minaho, Shimao Satoshi, Tong Wurina, Motose Hiroyasu, Takahashi Taku

    PLANTS-BASEL   8 ( 8 )   2019年8月

  • Complexity and Conservation of Thermospermine-Responsive uORFs of SAC51 Family Genes in Angiosperms 査読

    Ishitsuka Soichi, Yamamoto Mai, Miyamoto Minaho, Kuwashiro Yoshitaka, Imai Akihiro, Motose Hiroyasu, Takahashi Taku

    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE   10   2019年5月

  • Omeprazole Enhances Mechanical Stress-Induced Root Growth Reduction in Arabidopsis thaliana. 査読

    Takashi Okamoto, Shogo Takatani, Yoshiteru Noutoshi, Hiroyasu Motose, Taku Takahashi

    Plant & cell physiology   59 ( 8 )   1581 - 1591   2018年8月

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    記述言語:英語  

    Mechanical sensing is one of the most fundamental processes for sessile plants to survive and grow. The response is known to involve calcium elevation in the cell. Arabidopsis seedlings grown horizontally on agar plates covered with a dialysis membrane show a 2-fold reduction in root growth compared with those grown vertically, a response to mechanical stress generated due to gravitropism of the root. To understand the molecular mechanism of how plant roots sense and respond to mechanical stimuli, we screened chemical libraries for compounds that affect the horizontal root growth in this experimental system and found that, while having no effect on root gravitropism, omeprazole known as a proton pump inhibitor significantly enhanced the mechanical stress-induced root growth reduction especially in lower pH media. In contrast, omeprazole reversed neither the alleviation of the mechanical stress-induced growth reduction caused by calcium depletion nor the insensitivity to the mechanical stress in the ethylene signaling mutant ein2. Together with the finding that omeprazole increased expression of touch-induced genes and ETHYLENE RESPONSE FACTOR1, our results suggest that the target of omeprazole mediates ethylene signaling in the root growth response to mechanical stress.

    DOI: 10.1093/pcp/pcy131

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  • An evolutionarily conserved NIMA-related kinase directs rhizoid tip growth in the basal land plant Marchantia polymorpha. 査読 国際誌

    Kento Otani, Kimitsune Ishizaki, Ryuichi Nishihama, Shogo Takatani, Takayuki Kohchi, Taku Takahashi, Hiroyasu Motose

    Development (Cambridge, England)   145 ( 5 )   2018年3月

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    記述言語:英語  

    Tip growth is driven by turgor pressure and mediated by the polarized accumulation of cellular materials. How a single polarized growth site is established and maintained is unclear. Here, we analyzed the function of NIMA-related protein kinase 1 (MpNEK1) in the liverwort Marchantia polymorpha In the wild type, rhizoid cells differentiate from the ventral epidermis and elongate through tip growth to form hair-like protrusions. In Mpnek1 knockout mutants, rhizoids underwent frequent changes in growth direction, resulting in a twisted and/or spiral morphology. The functional MpNEK1-Citrine protein fusion localized to microtubule foci in the apical growing region of rhizoids. Mpnek1 knockouts exhibited increases in both microtubule density and bundling in the apical dome of rhizoids. Treatment with the microtubule-stabilizing drug taxol phenocopied the Mpnek1 knockout. These results suggest that MpNEK1 directs tip growth in rhizoids through microtubule organization. Furthermore, MpNEK1 expression rescued ectopic outgrowth of epidermal cells in the Arabidopsis thaliana nek6 mutant, strongly supporting an evolutionarily conserved NEK-dependent mechanism of directional growth. It is possible that such a mechanism contributed to the evolution of the early rooting system in land plants.

    DOI: 10.1242/dev.154617

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  • Directional cell expansion requires NIMA-related kinase 6 (NEK6)-mediated cortical microtubule destabilization 査読

    Shogo Takatani, Shinichiro Ozawa, Noriyoshi Yagi, Takashi Hotta, Takashi Hashimoto, Yuichiro Takahashi, Taku Takahashi, Hiroyasu Motose

    SCIENTIFIC REPORTS   7 ( 1 )   7826   2017年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PUBLISHING GROUP  

    Plant cortical microtubules align perpendicular to the growth axis to determine the direction of cell growth. However, it remains unclear how plant cells form well-organized cortical microtubule arrays in the absence of a centrosome. In this study, we investigated the functions of Arabidopsis NIMA-related kinase 6 (NEK6), which regulates microtubule organization during anisotropic cell expansion. Quantitative analysis of hypocotyl cell growth in the nek6-1 mutant demonstrated that NEK6 suppresses ectopic outgrowth and promotes cell elongation in different regions of the hypocotyl. Loss of NEK6 function led to excessive microtubule waving and distortion, implying that NEK6 suppresses the aberrant cortical microtubules. Live cell imaging showed that NEK6 localizes to the microtubule lattice and to the shrinking plus and minus ends of microtubules. In agreement with this observation, the induced overexpression of NEK6 reduced and disorganized cortical microtubules and suppressed cell elongation. Furthermore, we identified five phosphorylation sites in beta-tubulin that serve as substrates for NEK6 in vitro. Alanine substitution of the phosphorylation site Thr166 promoted incorporation of mutant beta-tubulin into microtubules. Taken together, these results suggest that NEK6 promotes directional cell growth through phosphorylation of beta-tubulin and the resulting destabilization of cortical microtubules.

    DOI: 10.1038/s41598-017-08453-5

    Web of Science

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  • The ARM Domain of ARMADILLO-REPEAT KINESIN 1 is Not Required for Microtubule Catastrophe But Can Negatively Regulate NIMA-RELATED KINASE 6 in Arabidopsis thaliana 査読

    Ryan C. Eng, Laryssa S. Halat, Samuel J. Livingston, Tatsuya Sakai, Hiroyasu Motose, Geoffrey O. Wasteneys

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   58 ( 8 )   1350 - 1363   2017年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    Microtubules are dynamic filaments, the assembly and disassembly of which are under precise control of various associated proteins, including motor proteins and regulatory enzymes. In Arabidopsis thaliana, two such proteins are the ARMADILLO-REPEAT KINESIN 1 (ARK1), which promotes microtubule disassembly, and the NIMA-RELATED KINASE 6 (NEK6), which has a role in organizing microtubule arrays. Previous yeast two-hybrid and in vitro pull-down assays determined that NEK6 can interact with ARK1 through the latter protein's Armadillo-repeat (ARM) cargo domain. To explore the function of the ARM domain, we generated fluorescent reporter fusion proteins to ARK1 lacking the ARM domain (ARK1 Delta ARM-GFP) and to the ARM domain alone (ARM-GFP). Both of these constructs strongly associated with the growing plus ends of microtubules, but only ARK1 Delta ARM-GFP was capable of inducing microtubule catastrophe and rescuing the ark1-1 root hair phenotype. These results indicate that neither the ARM domain nor NEK6's putative interaction with it is required for ARK1 to induce microtubule catastrophe. In further exploration of the ARK1-NEK6 relationship, we demonstrated that, despite evidence that NEK6 can phosphorylate ARK1 in vitro, the in vivo distribution and function of ARK1 were not affected by the loss of NEK6, and vice versa. Moreover, NEK6 and ARK1 were found to have overlapping but non-identical distribution on microtubules, and hormone treatments known to affect NEK6 activity did not stimulate interaction. These findings suggest that ARK1 and NEK6 function independently in microtubule dynamics and cell morphogenesis. Despite the results of this functional analysis, we found that overexpression of the ARM domain led to complete loss of NEK6 transcription, suggesting that the ARM domain might have a regulatory role in NEK6 expression.

    DOI: 10.1093/pcp/pcx070

    Web of Science

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  • The SAC51 Family Plays a Central Role in Thermospermine Responses in Arabidopsis 査読

    Qingqing Cai, Hiroko Fukushima, Mai Yamamoto, Nami Ishii, Tomoaki Sakamoto, Tetsuya Kurata, Hiroyasu Motose, Taku Takahashi

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   57 ( 8 )   1583 - 1592   2016年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    The acaulis5 (acl5) mutant of Arabidopsis thaliana is defective in the biosynthesis of thermospermine and shows a dwarf phenotype associated with excess xylem differentiation. SAC51 was identified from a dominant suppressor of acl5, sac51-d, and encodes a basic helix-loop-helix protein. The sac51-d mutant has a premature termination codon in an upstream open reading frame (uORF) that is conserved among all four members of the SAC51 family, SAC51 and SACL1-SACL3. This suggests that thermospermine cancels the inhibitory effect of the uORF in main ORF translation. Another suppressor, sac57-d, has a mutation in the conserved uORF of SACL3. To define further the function of the SAC51 family in the thermospermine response, we analyzed T-DNA insertion mutants of each gene. Although sacl1-1 may not be a null allele, the quadruple mutant showed a semi-dwarf phenotype but with an increased level of thermospermine and decreased sensitivity to exogenous thermospermine that normally represses xylem differentiation. The sac51-1 sacl3-1 double mutant was also insensitive to thermospermine. These results suggest that SAC51 and SACL3 play a key role in thermospermine-dependent negative control of thermospermine biosynthesis and xylem differentiation. Using 5' leader-GUS (beta-glucuronidase) fusion constructs, however, we detected a significant enhancement of the GUS activity by thermospermine only in SAC51 and SACL1 constructs. Furthermore, while acl5-1 sac51-1 showed the acl5 dwarf phenotype, acl5-1 sacl3-1 exhibited an extremely tiny-plant phenotype. These results suggest a complex regulatory network for the thermospermine response in which SAC51 and SACL3 function in parallel pathways.

    DOI: 10.1093/pcp/pcw113

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  • Polyamine Resistance Is Increased by Mutations in a Nitrate Transporter Gene NRT1.3 (AtNPF6.4) in Arabidopsis thaliana 査読

    Wurina Tong, Akihiro Imai, Ryo Tabata, Shuji Shigenobu, Katsushi Yamaguchi, Masashi Yamada, Mitsuyasu Hasebe, Shinichiro Sawa, Hiroyasu Motose, Taku Takahashi

    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE   7   834   2016年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:FRONTIERS MEDIA SA  

    Polyamines are small basic compounds present in all living organisms and act in a variety of biological processes. However, the mechanism of polyamine sensing, signaling and response in relation to other metabolic pathways remains to be fully addressed in plant cells. As one approach, we isolated Arabidopsis mutants that show increased resistance to spermine in terms of chlorosis. We show here that two of the mutants have a point mutation in a nitrate transporter gene of the NRT1/PTR family (NPF), NRT1.3 (AtNPF6.4). These mutants also exhibit increased resistance to putrescine and spermidine while loss-of-function mutants of the two closest homologs of NRT1.3, root-specific NRT1.1 (AtNPF6.3) and petiole-specific NRT1.4 (AtNPF6.2), were shown to have a normal sensitivity to polyamines. When the GUS reporter gene was expressed under the control of the NRT1.3 promoter, GUS staining was observed in leaf mesophyll cells and stem cortex cells but not in the epidermis, suggesting that NRT1.3 specifically functions in parenchymal tissues. We further found that the aerial part of the mutant seedling has normal levels of polyamines but shows reduced uptake of norspermidine compared with the wild type. These results suggest that polyamine transport or metabolism is associated with nitrate transport in the parenchymal tissue of the shoot.

    DOI: 10.3389/fpls.2016.00834

    Web of Science

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  • Chemical control of xylem differentiation by thermospermine, xylemin, and auxin 査読

    Kaori Yoshimoto, Hiroyoshi Takamura, Isao Kadota, Hiroyasu Motose, Taku Takahashi

    SCIENTIFIC REPORTS   6   21487   2016年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PUBLISHING GROUP  

    The xylem conducts water and minerals from the root to the shoot and provides mechanical strength to the plant body. The vascular precursor cells of the procambium differentiate to form continuous vascular strands, from which xylem and phloem cells are generated in the proper spatiotemporal pattern. Procambium formation and xylem differentiation are directed by auxin. In angiosperms, thermospermine, a structural isomer of spermine, suppresses xylem differentiation by limiting auxin signalling. However, the process of auxin-inducible xylem differentiation has not been fully elucidated and remains difficult to manipulate. Here, we found that an antagonist of spermidine can act as an inhibitor of thermospermine biosynthesis and results in excessive xylem differentiation, which is a phenocopy of a thermospermine-deficient mutant acaulis5 in Arabidopsis thaliana. We named this compound xylemin owing to its xylem-inducing effect. Application of a combination of xylemin and thermospermine to wild-type seedlings negates the effect of xylemin, whereas co-treatment with xylemin and a synthetic proauxin, which undergoes hydrolysis to release active auxin, has a synergistic inductive effect on xylem differentiation. Thus, xylemin may serve as a useful transformative chemical tool not only for the study of thermospermine function in various plant species but also for the control of xylem induction and woody biomass production.

    DOI: 10.1038/srep21487

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  • Structure, function, and evolution of plant NIMA-related kinases: implication for phosphorylation-dependent microtubule regulation 査読

    Shogo Takatani, Kento Otani, Mai Kanazawa, Taku Takahashi, Hiroyasu Motose

    JOURNAL OF PLANT RESEARCH   128 ( 6 )   875 - 891   2015年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:SPRINGER JAPAN KK  

    Microtubules are highly dynamic structures that control the spatiotemporal pattern of cell growth and division. Microtubule dynamics are regulated by reversible protein phosphorylation involving both protein kinases and phosphatases. Never in mitosis A (NIMA)-related kinases (NEKs) are a family of serine/threonine kinases that regulate microtubule-related mitotic events in fungi and animal cells (e.g. centrosome separation and spindle formation). Although plants contain multiple members of the NEK family, their functions remain elusive. Recent studies revealed that NEK6 of Arabidopsis thaliana regulates cell expansion and morphogenesis through beta-tubulin phosphorylation and microtubule destabilization. In addition, plant NEK members participate in organ development and stress responses. The present phylogenetic analysis indicates that plant NEK genes are diverged from a single NEK6-like gene, which may share a common ancestor with other kinases involved in the control of microtubule organization. On the contrary, another mitotic kinase, polo-like kinase, might have been lost during the evolution of land plants. We propose that plant NEK members have acquired novel functions to regulate cell growth, microtubule organization, and stress responses.

    DOI: 10.1007/s10265-015-0751-6

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  • Abscisic acid induces ectopic outgrowth in epidermal cells through cortical microtubule reorganization in Arabidopsis thaliana 査読

    Shogo Takatani, Takashi Hirayama, Takashi Hashimoto, Taku Takahashi, Hiroyasu Motose

    SCIENTIFIC REPORTS   5   11364   2015年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PUBLISHING GROUP  

    Abscisic acid (ABA) regulates seed maturation, germination and various stress responses in plants. The roles of ABA in cellular growth and morphogenesis, however, remain to be explored. Here, we report that ABA induces the ectopic outgrowth of epidermal cells in Arabidopsis thaliana. Seedlings of A. thaliana germinated and grown in the presence of ABA developed ectopic protrusions in the epidermal cells of hypocotyls, petioles and cotyledons. One protrusion was formed in the middle of each epidermal cell. In the hypocotyl epidermis, two types of cell files are arranged alternately into non-stoma cell files and stoma cell files, ectopic protrusions being restricted to the non-stoma cell files. This suggests the presence of a difference in the degree of sensitivity to ABA or in the capacity of cells to form protrusions between the two cell files. The ectopic outgrowth was suppressed in ABA insensitive mutants, whereas it was enhanced in ABA hypersensitive mutants. Interestingly, ABA-induced ectopic outgrowth was also suppressed in mutants in which microtubule organization was compromised. Furthermore, cortical microtubules were disorganized and depolymerized by the ABA treatment. These results suggest that ABA signaling induces ectopic outgrowth in epidermal cells through microtubule reorganization.

    DOI: 10.1038/srep11364

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  • Auxin transport sites are visualized in planta using fluorescent auxin analogs 査読

    Ken-Ichiro Hayashi, Shouichi Nakamura, Shiho Fukunaga, Takeshi Nishimura, Mark K. Jenness, Angus S. Murphy, Hiroyasu Motose, Hiroshi Nozaki, Masahiko Furutani, Takashi Aoyama

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   111 ( 31 )   11557 - 11562   2014年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATL ACAD SCIENCES  

    The plant hormone auxin is a key morphogenetic signal that controls many aspects of plant growth and development. Cellular auxin levels are coordinately regulated by multiple processes, including auxin biosynthesis and the polar transport and metabolic pathways. The auxin concentration gradient determines plant organ positioning and growth responses to environmental cues. Auxin transport systems play crucial roles in the spatiotemporal regulation of the auxin gradient. This auxin gradient has been analyzed using SCF-type E3 ubiquitin-ligase complex-based auxin biosensors in synthetic auxin-responsive reporter lines. However, the contributions of auxin biosynthesis and metabolism to the auxin gradient have been largely elusive. Additionally, the available information on subcellular auxin localization is still limited. Here we designed fluorescently labeled auxin analogs that remain active for auxin transport but are inactive for auxin signaling and metabolism. Fluorescent auxin analogs enable the selective visualization of the distribution of auxin by the auxin transport system. Together with auxin biosynthesis inhibitors and an auxin biosensor, these analogs indicated a substantial contribution of local auxin biosynthesis to the formation of auxin maxima at the root apex. Moreover, fluorescent auxin analogs mainly localized to the endoplasmic reticulum in cultured cells and roots, implying the presence of a subcellular auxin gradient in the cells. Our work not only provides a useful tool for the plant chemical biology field but also demonstrates a new strategy for imaging the distribution of small-molecule hormones.

    DOI: 10.1073/pnas.1408960111

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  • Thermospermine modulates expression of auxin-related genes in Arabidopsis 査読

    Wurina Tong, Kaori Yoshimoto, Jun-Ichi Kakehi, Hiroyasu Motose, Masaru Niitsu, Taku Takahashi

    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE   5   94   2014年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:FRONTIERS RESEARCH FOUNDATION  

    Thermospermine, a structural isomer of spermine, is widely distributed in the plant kingdom and has been shown to play a role in repressing xylem differentiation by studies of its deficient mutant, acaulis5 (acl5), in Arabidopsis. Our results of microarray and real-time PCR analyses revealed that, in addition to a number of genes involved in xylem differentiation, genes related to auxin signaling were up-regulated in acl5 seedlings. These genes include MONOPTEROS, an auxin response factor gene, which acts as a master switch for auxin-dependent procambium formation, and its target genes. Their expression was reduced by exogenous treatment with thermospermine or by transgenic induction of the ACL5 gene. We examined the effect of synthetic polyamines on the expression of these auxin-related genes and on the vascular phenotype of acl5, and found that tetramines containing the NC3NC3N chain could mimic the effect of thermospermine but longer polyamines containing the same chain had little or no such effect. We also found that thermospermine had an inhibitory effect on lateral root formation in wild-type seedlings and it was mimicked by synthetic tetramines with the NC3NC3N chain. These results suggest the importance of the NC3NC3N chain of thermospermine in its action in-modulating auxin signaling.

    DOI: 10.3389/fpls.2014.00094

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  • NIMA-related kinases regulate directional cell growth and organ development through microtubule function in Arabidopsis thaliana. 査読 国際誌

    Hiroyasu Motose, Shogo Takatani, Tatsuya Ikeda, Taku Takahashi

    Plant signaling & behavior   7 ( 12 )   1552 - 5   2012年12月

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    記述言語:英語  

    NIMA-related kinase 6 (NEK6) regulates cellular expansion and morphogenesis through microtubule organizaiton in Arabidopsis thaliana. Loss-of-function mutations in NEK6 (nek6/ibo1) cause ectopic outgrowth and microtubule disorganization in epidermal cells. We recently found that NEK6 forms homodimers and heterodimers with NEK4 and NEK5 to destabilize cortical microtubules possibly by direct binding to microtubules and the β-tubulin phosphorylation. Here, we identified a new allele of NEK6 and further analyzed the morphological phenotypes of nek6/ibo1 mutants, along with alleles of nek4 and nek5 mutants. Phenotypic analysis demonstrated that NEK6 is required for the directional growth of roots and hypocotyls, petiole elongation, cell file formation, and trichome morphogenesis. In addition, nek4, nek5, and nek6/ibo1 mutants were hypersensitive to microtubule inhibitors such as propyzamide and taxol. These results suggest that plant NEKs function in directional cell growth and organ development through the regulation of microtubule organization.

    DOI: 10.4161/psb.22412

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  • Thermospermine suppresses auxin-inducible xylem differentiation in Arabidopsis thaliana 査読

    Kaori Yoshimoto, Yoshiteru Noutoshi, Ken-ichiro Hayashi, Ken Shirasu, Taku Takahashi, Hiroyasu Motose

    Plant Signaling and Behavior   7 ( 8 )   937 - 939   2012年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Thermospermine, a structural isomer of spermine, is synthesized by a thermospermine synthase designated ACAULIS5 (ACL5). Thermospermine-deficient acl5 mutant of Arabidopsis thaliana shows severe dwarfism and excessive xylem differentiation. By screening for compounds that affect xylem differentiation in the acl5 mutant, we identified auxin analogs that remarkably enhanced xylem vessel differentiation in the acl5 mutant but not in the wild type. The xyleminducing effect of auxin analogs was clearly suppressed by thermospermine, indicating that auxin-inducible xylem differentiation is normally limited by thermospermine. Here, we further characterized xylem-inducing effect of auxin analogs in various organs. Auxin analogs promoted protoxylem differentiation in roots and cotyledons in the acl5 mutant. Our results indicate that the opposite action between thermospermine and auxin in xylem differentiation is common in different organs and also suggest that thermospermine might be required for the suppression of protoxylem differentiation. © 2012 Landes Bioscience.

    DOI: 10.4161/psb.20784

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  • A Chemical Biology Approach Reveals an Opposite Action between Thermospermine and Auxin in Xylem Development in Arabidopsis thaliana 査読

    Kaori Yoshimoto, Yoshiteru Noutoshi, Ken-ichiro Hayashi, Ken Shirasu, Taku Takahashi, Hiroyasu Motose

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   53 ( 4 )   635 - 645   2012年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    Thermospermine, a structural isomer of spermine, is produced through the action of ACAULIS5 (ACL5) and suppresses xylem differentiation in Arabidopsis thaliana. To elucidate the molecular basis of the function of thermospermine, we screened chemical libraries for compounds that can modulate xylem differentiation in the acl5 mutant, which is deficient in thermospermine and shows a severe dwarf phenotype associated with excessive proliferation of xylem vessels. We found that the isooctyl ester of a synthetic auxin, 2,4-D, remarkably enhanced xylem vessel differentiation in acl5 seedlings. 2,4-D, 2,4-D analogs and IAA analogs, including 4-chloro IAA (4-Cl-IAA) and IAA ethyl ester, also enhanced xylem vessel formation, while IAA alone had little or no obvious effect on xylem differentiation. These effects of auxin analogs were observed only in the acl5 mutant but not in the wild type, and were suppressed by the anti-auxin, p-chlorophenoxyisobutyric acid (PCIB) and alpha-(phenyl ethyl-2-one)-IAA (PEO-IAA), and also by thermospermine. Furthermore, the suppressor of acaulis51-d (sac51-d) mutation, which causes SAC51 overexpression in the absence of thermospermine and suppresses the dwarf phenotype of acl5, also suppressed the effect of auxin analogs in acl5. These results suggest that the auxin signaling that promotes xylem differentiation is normally limited by SAC51-mediated thermospermine signaling but can be continually stimulated by exogenous auxin analogs in the absence of thermospermine. The opposite action between thermospermine and auxin may fine-tune the timing and spatial pattern of xylem differentiation.

    DOI: 10.1093/pcp/pcs017

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  • NIMA-related kinases 6, 4, and 5 interact with each other to regulate microtubule organization during epidermal cell expansion in Arabidopsis thaliana 査読

    Hiroyasu Motose, Takahiro Hamada, Kaori Yoshimoto, Takashi Murata, Mitsuyasu Hasebe, Yuichiro Watanabe, Takashi Hashimoto, Tatsuya Sakai, Taku Takahashi

    PLANT JOURNAL   67 ( 6 )   993 - 1005   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL  

    NimA-related kinase 6 (NEK6) has been implicated in microtubule regulation to suppress the ectopic outgrowth of epidermal cells; however, its molecular functions remain to be elucidated. Here, we analyze the function of NEK6 and other members of the NEK family with regard to epidermal cell expansion and cortical microtubule organization. The functional NEK6-green fluorescent protein fusion localizes to cortical microtubules, predominantly in particles that exhibit dynamic movement along microtubules. The kinase-dead mutant of NEK6 (ibo1-1) exhibits a disturbance of the cortical microtubule array at the site of ectopic protrusions in epidermal cells. Pharmacological studies with microtubule inhibitors and quantitative analysis of microtubule dynamics indicate excessive stabilization of cortical microtubules in ibo1/nek6 mutants. In addition, NEK6 directly binds to microtubules in vitro and phosphorylates beta-tubulin. NEK6 interacts and co-localizes with NEK4 and NEK5 in a transient expression assay. The ibo1-3 mutation markedly reduces the interaction between NEK6 and NEK4 and increases the interaction between NEK6 and NEK5. NEK4 and NEK5 are required for the ibo1/nek6 ectopic outgrowth phenotype in epidermal cells. These results demonstrate that NEK6 homodimerizes and forms heterodimers with NEK4 and NEK5 to regulate cortical microtubule organization possibly through the phosphorylation of beta-tubulins.

    DOI: 10.1111/j.1365-313X.2011.04652.x

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  • Expression and Genome-Wide Analysis of the Xylogen-Type Gene Family 査読

    Yuuki Kobayashi, Hiroyasu Motose, Kuninori Iwamoto, Hiroo Fukuda

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   52 ( 6 )   1095 - 1106   2011年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    In higher plants, many extracellular proteins are involved in developmental processes, including cell-cell signaling and cell wall construction. Xylogen is an extracellular arabinogalactan protein (AGP) isolated from Zinnia elegans xylogenic culture medium, which promotes xylem cell differentiation. Xylogen has a unique structure, containing a non-specific lipid transfer protein (nsLTP) domain and AGP domains. We searched for xylogen-type genes in the genomes of land plants, including Arabidopsis thaliana, to further our knowledge of xylogen-type genes as functional extracellular proteins in plants. We found that many xylogen-type genes, including 13 Arabidopsis genes, comprise a gene family in land plants, including Populus trichocarpa, Vitis vinifera, Lotus japonicus, Oryza sativa, Selaginella moellendorffii and Physcomitrella patens. The genes shared an N-terminal signal peptide sequence, a distinct nsLTP domain, one or more AGP domains and a glycosylphosphatidylinositol (GPI)-anchored sequence. We analyzed transgenic plants harboring promoter::GUS (beta-glucuronidase) constructs to test expression of the 13 Arabidopsis xylogen-type genes, and detected a diversity of gene family members with related expression patterns. AtXYP2 was the best candidate as the Arabidopsis counterpart of the Zinnia xylogen gene. We observed two distinct expression patterns for several genes, with some anther specific and others preferentially expressed in the endodermis/pericycle. We conclude that xylogen-type genes, which may have diverse functions, form a novel chimeric AGP gene family with a distinct nsLTP domain.

    DOI: 10.1093/pcp/pcr060

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  • Norspermine substitutes for thermospermine in the control of stem elongation in Arabidopsis thaliana 査読

    Jun-Ichi Kakehi, Yoshitaka Kuwashiro, Hiroyasu Motose, Kazuei Igarashi, Taku Takahashi

    FEBS LETTERS   584 ( 14 )   3042 - 3046   2010年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Thermospermine is a structural isomer of spermine and is required for stem elongation in Arabidopsis thaliana. We noted the C3C3 arrangement of carbon chains in thermospermine (C3C3C4), which is not present in spermine (C3C4C3), and examined if it is functionally replaced with norspermine (C3C3C3) or not. Exogenous application of norspermine to acl5, a mutant defective in the synthesis of thermospermine, partially suppressed its dwarf phenotype, and down-regulated the level of the acl5 transcript which is much higher than that of the ACL5 transcript in the wild type. Furthermore, in the Zinnia culture, differentiation of mesophyll cells into tracheary elements was blocked by thermospermine and norspermine but not by spermine. Our results indicate that norspermine can functionally substitute for thermospermine. (C) 2010 Federation of European Biochemical Societies. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.febslet.2010.05.035

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  • Involvement of Phytosulfokine in the Attenuation of Stress Response during the Transdifferentiation of Zinnia Mesophyll Cells into Tracheary Elements 査読

    Hiroyasu Motose, Kuninori Iwamoto, Satoshi Endo, Taku Demura, Youji Sakagami, Yoshikatsu Matsubayashi, Kevin L. Moore, Hiroo Fukuda

    PLANT PHYSIOLOGY   150 ( 1 )   437 - 447   2009年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC PLANT BIOLOGISTS  

    Phytosulfokine (PSK) is a sulfated peptide hormone required for the proliferation and differentiation of plant cells. Here, we characterize the physiological roles of PSK in transdifferentiation of isolated mesophyll cells of zinnia (Zinnia elegans 'Canary Bird') into tracheary elements (TEs). Transcripts for a zinnia PSK precursor gene, ZePSK1, show two peaks of expression during TE differentiation; the first accumulation is transiently induced in response to wounding at 24 h of culture, and the second accumulation is induced in the final stage of TE differentiation and is dependent on endogenous brassinosteroids. Chlorate, a potent inhibitor of peptide sulfation, is successfully applied as an inhibitor of PSK action. Chlorate significantly suppresses TE differentiation. The chlorate-induced suppression of TE differentiation is overcome by exogenously applied PSK. In the presence of chlorate, expression of stress-related genes for proteinase inhibitors and a pathogenesis-related protein is enhanced and changed from a transient to a continuous pattern. On the contrary, administration of PSK significantly reduces the accumulation of transcripts for the stress-related genes. Even in the absence of auxin and cytokinin, addition of PSK suppresses stress-related gene expression. Microarray analysis reveals 66 genes down-regulated and 42 genes up-regulated in the presence of PSK. The large majority of down-regulated genes show significant similarity to various families of stress-related proteins, including chitinases, phenylpropanoid biosynthesis enzymes, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase, and receptor-like protein kinases. These results suggest the involvement of PSK in the attenuation of stress response and healing of wound-activated cells during the early stage of TE differentiation.

    DOI: 10.1104/pp.109.135954

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  • SGS3 and RDR6 interact and colocalize in cytoplasmic SGS3/RDR6-bodies 査読

    Naoyoshi Kumakura, Atsushi Takeda, Yoichiro Fujioka, Hiroyasu Motose, Ryo Takano, Yuichiro Watanabe

    FEBS LETTERS   583 ( 8 )   1261 - 1266   2009年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Suppressor of gene silencing 3 (SGS3) is involved in RNA-dependent RNA polymerase 6 (RDR6)-dependent small-interfering RNA (siRNA) pathways in Arabidopsis. However, the roles of SGS3 in those pathways are unclear. Here, we show that SGS3 interacts and colocalizes with RDR6 in cytoplasmic granules. Interestingly, the granules containing SGS3 and RDR6 (named SGS3/RDR6-bodies) were distinct from the processing bodies where mRNAs are decayed and/or stored. Microscopic analyses and complementation experiments using SGS3-deletion mutants suggested that proper localization of SGS3 is important for its function. These results provide novel insights into RDR6-dependent siRNA formation in plants.

    DOI: 10.1016/j.febslet.2009.03.055

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  • A dominant mutation in DCL1 suppresses the hyl1 mutant phenotype by promoting the processing of miRNA 査読

    Yuko Tagami, Hiroyasu Motose, Yuichiro Watanabe

    RNA-A PUBLICATION OF THE RNA SOCIETY   15 ( 3 )   450 - 458   2009年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:COLD SPRING HARBOR LAB PRESS, PUBLICATIONS DEPT  

    MicroRNAs (miRNAs) are sequence-specific negative regulators of gene expression generated by DICER-LIKE1 (DCL1) with the assistance of a double-stranded RNA-binding protein, HYPONASTIC LEAVES1 (HYL1), in Arabidopsis. To achieve a better understanding of miRNA biogenesis, we isolated hyl1 suppressors. Our genetic screening identified a novel semidominant mutation in DCL1 (dcl1-13), which causes an amino acid substitution of Glu-395 with Lys in the ATPase/DExH-box RNA helicase domain. This mutation confers significant restoration from the developmental abnormality and a reduction in the level of miRNA in the loss-of-function mutant of HYL1. However, the dcl1-13 single mutant, exhibiting a decreased number of leaves, showed a slight decrease in miRNA accumulation. Thus, the effect of the dcl1-13 mutation is HYL1 dependent: it promotes miRNA processing in the absence of HYL1, but conversely, impairs it in the presence of HYL1. Our results suggest significant roles of the helicase domain of DCL1, which remain unclear to date, possibly in relation with HYL1.

    DOI: 10.1261/rna.1297109

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  • A NIMA-related protein kinase suppresses ectopic outgrowth of epidermal cells through its kinase activity and the association with microtubules 査読

    Hiroyasu Motose, Rumi Tominaga, Takuji Wada, Munetaka Sugiyama, Yuichiro Watanabe

    PLANT JOURNAL   54 ( 5 )   829 - 844   2008年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL  

    To study cellular morphogenesis genetically, we isolated loss-of-function mutants of Arabidopsis thaliana, designated ibo1. The ibo1 mutations cause local outgrowth in the middle of epidermal cells of the hypocotyls and petioles, resulting in the formation of a protuberance. In Arabidopsis, the hypocotyl epidermis differentiates into two alternate cell files, the stoma cell file and the non-stoma cell file, by a mechanism involving TRANSPARENT TESTA GLABRA1 (TTG1) and GLABRA2 (GL2). The ectopic protuberances of the ibo1 mutants were preferentially induced in the non-stoma cell files, which express GL2. TTG1-dependent epidermal patterning is required for protuberance formation in ibo1, suggesting that IBO1 functions downstream from epidermal cell specification. Pharmacological and genetic analyses demonstrated that ethylene promotes protuberance formation in ibo1, implying that IBO1 acts antagonistically to ethylene to suppress radial outgrowth. IBO1 is identical to NEK6, which encodes a Never In Mitosis A (NIMA)-related protein kinase (Nek) with sequence similarity to Neks involved in microtubule organization in fungi, algae, and animals. The ibo1-1 mutation, in which a conserved Glu residue in the activation loop is substituted by Arg, completely abolishes its kinase activity. The intracellular localization of GFP-tagged NEK6 showed that NEK6 mainly accumulates in cytoplasmic spots associated with cortical microtubules and with a putative component of the gamma-tubulin complex. The localization of NEK6 is regulated by the C-terminal domain, which is truncated in the ibo1-2 allele. These results suggest that the role of NEK6 in the control of cellular morphogenesis is dependent on its kinase action and association with the cortical microtubules.

    DOI: 10.1111/j.1365-313X.2008.03445.x

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  • Characterization of Arabidopsis decapping proteins AtDCPI and AtDCP2, which are essential for post-embryonic development 査読

    Shintaro Iwasaki, Atsushi Takeda, Hiroyasu Motose, Yuichiro Watanabe

    FEBS LETTERS   581 ( 13 )   2455 - 2459   2007年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Although decapping is an important process in eukaryotic mRNA turnover, little is known about this process in plants. Here, we identified Arabidopsis thaliana decapping proteins AtDCP1 and AtDCP2 and showed that (I) AtDCP2 is an active decapping enzyme, (II) AtDCP1 interacts with itself, (III) AtDCP1 and AtDCP2 are localized to cytoplasmic foci (putative Arabidopsis processing body), and (IV) AtDCP1 and AtDCP2 are essential for post-embryonic development. Our findings provide new insights into the role of decapping-dependent mRNA turnover. (c) 2007 Federation of European Biochemical Societies. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.febslet.2007.04.051

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  • Dodeca-CLE peptides as suppressors of plant stem cell differentiation 査読

    Yasuko Ito, Ikuko Nakanomyo, Hiroyasu Motose, Kuninori Iwamoto, Shinichiro Sawa, Naoshi Dohmae, Hiroo Fukuda

    SCIENCE   313 ( 5788 )   842 - 845   2006年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER ASSOC ADVANCEMENT SCIENCE  

    In plants and animals, small peptide ligands that signal in cell-cell communication have been suggested to be a crucial component of development. A bioassay of single-cell transdifferentation demonstrates that a dodecapeptide with two hydroxyproline residues is the functional product of genes from the CLE family, which includes CLAVATA3 in Arabidopsis. The dodecapeptide suppresses xylem cell development at a concentration of 10(-11) M and promotes cell division. An application, corresponding to all 26 Arabidopsis CLE protein family members, of synthetic dodecapeptides reveals two counteracting signaling pathways involved in stem cell fate.

    DOI: 10.1126/science.1128436

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  • [Proteoglycans inducing plant cell differentiation]. 査読

    Motose H, Sugiyama M, Fukuda H

    Tanpakushitsu kakusan koso. Protein, nucleic acid, enzyme   50 ( 4 )   350 - 355   2005年4月

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  • A proteoglycan mediates inductive interaction during plant vascular development 査読

    H Motose, M Sugiyama, H Fukuda

    NATURE   429 ( 6994 )   873 - 878   2004年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PUBLISHING GROUP  

    Inductive cell-cell interactions are essential for controlling cell fate determination in both plants and animals(1); however, the chemical basis of inductive signals in plants remains little understood. A proteoglycan-like factor named xylogen mediates local and inductive cell-cell interactions required for xylem differentiation in Zinnia cells cultured in vitro(2,)3. Here we describe the purification of xylogen and cloning of its complementary DNA, and present evidence for its role in planta. The polypeptide backbone of xylogen is a hybrid-type molecule with properties of both arabinogalactan proteins and nonspecific lipid-transfer proteins. Xylogen predominantly accumulates in the meristem, procambium and xylem. In the xylem, xylogen has a polar localization in the cell walls of differentiating tracheary elements. Double knockouts of Arabidopsis lacking both genes that encode xylogen proteins show defects in vascular development: discontinuous veins, improperly interconnected vessel elements and simplified venation. Our results suggest that the polar secretion of xylogen draws neighbouring cells into the pathway of vascular differentiation to direct continuous vascular development, thereby identifying a molecule that mediates an inductive cell cell interaction involved in plant tissue differentiation.

    DOI: 10.1038/nature02619

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  • Cell-cell interactions during vascular development 査読

    H Motose, M Sugiyama, H Fukuda

    JOURNAL OF PLANT RESEARCH   114 ( 1116 )   473 - 481   2001年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER-VERLAG TOKYO  

    Precise control of vascular development is essential for the life and evolution of terrestrial plants. Molecular mechanisms underlying this control is still unclear but should involve cell-cell interactions. Here, we will summarize recent findings on the role of cell-cell interactions in vascular cell differentiation, with particular emphasis on the studies with the zinnia xylogenic culture.

    DOI: 10.1007/pl00014014

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  • Molecular mechanisms of vascular pattern formation 査読

    H Fukuda, K Koizumi, K Motomatsu, H Motose, M Sugiyama

    MOLECULAR BREEDING OF WOODY PLANTS, PROCEEDINGS   18   53 - 61   2001年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Vascular plants have developed a complex network of vascular systems through the plant body, allowing efficient transport of water, nutrients and signals. To understand molecular mechanisms of vascular pattern formation, we have made two approaches. First we have isolated Arabidopsis mutants with defects in vascular pattern formation. Microscopic and genetic examination of the cotyledonary venation of 3400 M3 lines led to the identification of 8 mutant lines whose abnormality was caused by mutations in 7 genetic loci designated VAN1-VAN7. Morphological analysis of van mutants indicated that van1-van6 mutations caused fragmentation of lateral veins in cotyledons and of tertiary veins in rosette leaves, but did less injurious effects on the formation of their main veins or of vasculatures in hypocotyls and roots. van mutants were further characterized using pAthb8::GUS and pTED3::GUS as molecular markers of provascular cells and tracheary element precursor cells, respectively. As a result, it was revealed that most of van mutants lacked provascular cells at the disconnection points of the vascular network even at walking stick stage of embryogenesis. These results suggest that VAN genes are involved in the spatial control of provascular tissue differentiation, which realizes a continuous network of the vascular system. Second, we have analyzed regulation of cell-cell communication that may be involved in continuous formation of the vascular system using Zinnia cell culture. For this purpose, we developed two culture methods, thin-sheet culture and microbead culture. These culture methods indicated the presence of a high-molecular weight proteinaceous substance that promotes tracheary element differentiation. An improved microbead culture method brought about the partial purification of the substance, revealing that it is an arabinogalactan protein. Based on these results, we will discuss molecular mechanism of vascular pattern formation.

    DOI: 10.1016/s0921-0423(01)80055-1

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  • An arabinogalactan protein(s) is a key component of a fraction that mediates local intercellular communication involved in tracheary element differentiation of zinnia mesophyll cells

    Hiroyasu Motose, Munetaka Sugiyama, Hiroo Fukuda

    Plant and Cell Physiology   42 ( 2 )   129 - 137   2001年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Local intercellular communication is involved in tracheary element (TE) differentiation of zinnia (Zinnia elegans L.) mesophyll cells and mediated by a proteinous macro-molecule, which was designated xylogen. To characterize and isolate xylogen, a bioassay system to monitor the activity of xylogen was developed, in which mesophyll cells were embedded in microbeads of agarose gel at a low (2.0-4.3×104 cells ml-1) or high density (8.0-9.0×104 cells ml-1) and microbeads of different cell densities were cultured together in a liquid medium to give a total density of 2.1- 2.5×104 cells ml-1. Without any additives, the frequency of TE differentiation was much smaller in the low-density microbeads than in the high-density microbeads. This low level of TE differentiation in the low-density microbeads was attributable to the shortage of xylogen. When cultures were supplemented with conditioned medium (CM) prepared from zinnia cell suspensions undergoing TE differentiation, the frequency of TE differentiation in the low-density microbeads increased remarkably, indicating the activity of xylogen in the CM. The xylogen activity in CM was sensitive to proteinase treatments. Xylogen was bound to galactose-specific lectins such as Ricinus communis agglutinin and peanut agglutinin, and precipitated by β-glucosyl Yariv reagent. These results indicate that xylogen is a kind of arabinogalactan protein.

    DOI: 10.1093/pcp/pce014

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  • Involvement of local intercellular communication in the differentiation of zinnia mesophyll cells into tracheary elements

    Hiroyasu Motose, Hiroo Fukuda, Munetaka Sugiyama

    Planta   213 ( 1 )   121 - 131   2001年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The transdifferentiation of isolated mesophyll cells of zinnia (Zinnia elegans L.) into tracheary elements (TEs) has been well studied as a model of plant cell differentiation. In order to investigate intercellular communication in this phenomenon, two types of culture method were developed, in which mesophyll cells were embedded in a thin sheet of agarose gel and cultured on solid medium, or embedded in microbeads of agarose gel and cultured in liquid medium. A statistical analysis of the two-dimensional distribution of TEs in the thin-sheet cultures demonstrated their aggregation. In the microbead cultures, the frequency of TE differentiation was shown to depend on the local cell density (the cell density in each microbead): TE differentiation required local cell densities of more than 105 cells ml-1. These results suggest that TE differentiation involves cell-cell communication mediated by a locally acting diffusible factor. This presumptive factor was characterized by applying a modified version of the sheet culture, which used two sheets of different cell densities, a low-density sheet and a high-density sheet. Differentiation of TEs in the former could be induced only by bringing it into contact with the latter. Insertion of a 25-kDa-cutoff membrane between the high-density and low-density sheets severely suppressed such induction of TEs in the low-density sheet while a 300-kDa-cutoff membrane suppressed induction only slightly. Insertion of agarose sheets containing immobilized pronase E or trypsin also interfered with the induction of TEs in the low-density sheets. Thus, a proteinaceous macromolecule of 25-300 kDa in molecular weight was assumed to mediate the local intercellular communication required for TE differentiation. This substance was designated "xylogen" with reference to its xylogenic activity. The time of requirement for xylogen during TE differentiation was assessed by experiments in which cells in the low-density sheet were separated from xylogen produced in the high-density sheet at various times by insertion of a 25-kDa-cutoff membrane between the two sheets, and was estimated to be from the 36th hour to the 60th hour of culture (12-36 h before visible thickening of secondary cell walls of TEs).

    DOI: 10.1007/s004250000482

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MISC

  • 植物ポリアミンの代謝と機能 その普遍性、多様性と特異性 招待 査読

    高橋卓, 本瀬宏康

    化学と生物   59   290-297   2021年

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    記述言語:日本語  

  • ゼニゴケNIMA関連キナーゼの発現誘導系を用いた機能解析

    間瀬輝, 吉竹良洋, 河内孝之, 高橋卓, 本瀬宏康

    日本植物生理学会年会(Web)   62nd   2021年

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  • 植物とともに 査読

    本瀬宏康

    植物科学最前線 BSJ review   特別号   2019年10月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

  • 異所的な分裂組織を形成するゼニゴケeda1変異体の解析

    毛利遊野, 大谷健人, 山岡尚平, 西浜竜一, 河内孝之, 高橋卓, 本瀬宏康

    日本植物生理学会年会(Web)   60th   766 (WEB ONLY)   2019年

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    記述言語:日本語  

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  • ゼニゴケのサーモスペルミン合成酵素遺伝子MpACL5機能欠損変異株の解析

    古本拓也, 大谷健人, 石崎公庸, 山岡尚平, 河内孝之, 本瀬宏康

    日本ポリアミン学会年会プログラム及び抄録集   9th   41   2018年1月

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    記述言語:日本語  

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  • ゼニゴケの細胞分裂関連遺伝子の機能解析

    倉田元気, 大谷健人, 西浜竜一, 河内孝之, 高橋卓, 本瀬宏康

    日本植物生理学会年会(Web)   59th   ROMBUNNO.P.121   2018年

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    記述言語:日本語  

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  • 枝状突起を形成する新奇ゼニゴケ変異体eda1の解析

    毛利遊野, 大谷健人, 山岡尚平, 西浜竜一, 河内孝之, 高橋卓, 本瀬宏康

    日本植物生理学会年会(Web)   59th   ROMBUNNO.1aF06   2018年

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    記述言語:日本語  

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  • 基部陸上植物ゼニゴケの仮根細胞における微小管依存的な先端成長機構の解析

    本瀬宏康, 大谷健人, 石崎公庸, 高谷彰吾, 西浜竜一, 河内孝之, 高橋卓

    日本植物生理学会年会(Web)   59th   ROMBUNNO.3aD01   2018年

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    記述言語:日本語  

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  • NIMA関連キナーゼによる極性成長の制御機構 招待 査読

    本瀬宏康 高谷彰吾 高橋卓

    植物科学最前線 BSJ review   9   e130   2018年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

  • ゼニゴケから見た微小管関連遺伝子の機能と進化

    本瀬宏康, 大谷健人, 倉田元気, 高谷彰吾, 石崎公庸, 西浜竜一, 河内孝之, 高橋卓

    日本植物学会大会研究発表記録   81st   189   2017年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 代謝活性化を利用したオーキシン応答の細胞選択的な制御システムの構築

    林謙一郎, 舩越惇, 本瀬宏康, 福井康祐, 三井亮司

    植物の生長調節   51 ( Supplement )   16   2016年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 植物ホルモンをめぐる最近の話題 2 サーモスペルミン/木部分化の鍵を握る低分子―遺伝子翻訳に関わるその特異な作用機構

    高橋卓, 本瀬宏康

    生物の科学 遺伝   70 ( 5 )   356‐360 - 360   2016年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:エヌ・ティー・エス  

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  • ゲノム編集を用いたゼニゴケ微小管関連遺伝子の機能解析

    本瀬宏康, 大谷健人, 石崎公庸, 西浜竜一, 河内孝之, 高橋卓

    日本植物学会大会研究発表記録   80th   194   2016年9月

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    記述言語:日本語  

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  • S02 オーキシン輸送担体PINの局在制御に関するケミカルツール(オーラル発表,植物化学調節学会第50回大会)

    大地 啓寛, 本瀬 宏康, 野崎 浩, 林 謙一郎

    植物化学調節学会研究発表記録集   50   24 - 24   2015年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:植物化学調節学会  

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  • P025 オーキシン極性輸送はヒメツリガネゴケの原糸体成長を制御する(ポスター発表,植物化学調節学会第50回大会)

    竹内 直樹, 大地 啓寛, 本瀬 宏康, 青山 卓史, 野崎 浩, 藤田 知道, 林 謙一郎

    植物化学調節学会研究発表記録集   50   43 - 43   2015年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:植物化学調節学会  

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  • ゼニゴケNIMA関連キナーゼは仮根細胞の伸長を制御する

    大谷健人, 高谷彰吾, 石崎公庸, 西浜竜一, 河内孝之, 高橋卓, 本瀬宏康

    日本植物学会大会研究発表記録   79th   170   2015年9月

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    記述言語:日本語  

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  • Determination of polyamines in Arabidopsis thaliana by capillary electrophoresis using salicylaldehyde-5-sulfonate as a derivatizing reagent

    Genki Inoue, Takashi Kaneta, Toshio Takayanagi, Junichi Kakehi, Hiroyasu Motose, Taku Takahashi

    ANALYTICAL METHODS   5 ( 11 )   2854 - 2859   2013年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY  

    Herein, we report a novel method for the determination of polyamines in a sample extracted from Arabidopsis thaliana by capillary electrophoresis (CE) using salicylaldehyde-5-sulfonate (SAS) as a derivatizing reagent. An aldehyde group of SAS forms a Schiff base with amino groups of aliphatic polyamines, resulting in an anionic species with an absorption band in the ultraviolet region. The derivatization method was straightforward since the derivatives were formed by mixing a sample with the derivatizing reagent at a neutral pH. In addition, the negative charges induced by SAS led to a high resolution with a short analysis time. This method permitted the separation of five polyamines, which play important roles in plants. However, further improvement in sensitivity was needed for the determination of the polyamines in plant samples. Therefore, the CE method was coupled with solid-phase extraction (SPE) using an ion-pairing formation with sodium dodecyl benzene sulfonate. The SPE method improved the concentration limits of detection to sub-mu M levels, which corresponded with a 10-fold enhancement. The calibration curves for cadaverine, putrescine, and spermidine were linear with concentrations that ranged from 1 to 20 mu M and correlation coefficients (R-2) were greater than 0.998. The proposed method was applied to the determination of spermidine in a plant sample, Arabidopsis thaliana.

    DOI: 10.1039/c3ay26360f

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  • Effect of very high pressure on life of plants and animals

    F. Ono, Y. Mori, M. Sougawa, K. Takarabe, Y. Hada, N. Nishihira, H. Motose, M. Saigusa, Y. Matsushima, D. Yamazaki, E. Ito, N. L. Saini

    23RD INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH PRESSURE SCIENCE AND TECHNOLOGY (AIRAPT-23)   377   2012年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    We studied the tolerance of living organisms, such as a small animal (Milnesium tardigradum), a small crustacean (Artemia), non-vascular plants or moss (Ptichomitrium and Venturiella), and a vascular plant (Trifolium) to the extremely high hydrostatic pressure of 7.5 GPa. It turned out that most of the high pressure exposed seeds of white clover were alive. Those exposed to 7.5 GPa for up to 1 day and seeded on agar germinated roots. Those exposed for up to 1 hour and seeded on soil germinated stems and leaves. Considering the fact that proteins begins to unfold around 0.3 GPa, it seems difficult to understand that all the living samples which have been investigated can survive after exposure to 7.5 GPa.

    DOI: 10.1088/1742-6596/377/1/012053

    Web of Science

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  • シロイヌナズナNIMAカイネースの機能

    本瀬宏康, 濱田隆宏, 中村匡良, 加藤壮英, 橋本隆, 酒井達也, 渡辺雄一郎

    日本植物生理学会年会要旨集   50th   2009年

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  • 植物の維管束分化を誘導するxylogenの構造と輸送機構の解析

    本瀬 宏康

    旭硝子財団助成研究成果報告   1 - 5   2009年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:旭硝子財団  

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  • Isolation and analysis of novel Arabidopsis ibo mutants with ectopic protrusions in hypocotyl epidermal cells.

    Hiroyasu Motose, Rumi Tominaga, Takuji Wada, Yuichiro Watanabe

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S193 - S193   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • Analysis of xylogen homologous genes in Arabidopsis

    KOBAYASHI Yuuki, IWAMOTO Kuninori, MOTOSE Hiroyasu, SAWA Shinichiro, FUKUDA Hiroo

    Journal of plant research   119   179 - 179   2006年12月

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  • DISSECTION OF ARABIDOPSIS RAB GTPases IN ASSOCIATION WITH VASCULAR FORMATION

    ITO Jun, UEMURA Tomohiro, UDAGAWA Makiko, KUBO Minoru, DEMURA Taku, MOTOSE Hiroyasu, FUKUDA Hiroo, UEDA Takashi, NAKANO Akihiko

    Journal of plant research   119   165 - 165   2006年12月

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  • Analysis of novel Arabidopsis mutant with ectopic root hairs in hypocotyls

    MOTOSE Hiroyasu

    Journal of plant research   119   144 - 144   2006年12月

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  • 植物におけるdecapping enzymeの解析

    岩崎信太郎, 竹田篤史, 藤岡容一朗, 本瀬宏康, 渡辺雄一郎

    日本RNA学会年会要旨集   8th   82   2006年7月

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    記述言語:日本語  

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  • Intracellular and intercellular transport mechanisms of xylogen

    H Motose, S Naramoto, Y Watanabe, M Sugiyama, H Fukuda

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   47   S196 - S196   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • Analysis of xylem formation inducing factor xylogen in Arabidopsis

    Y Kobayashi, K Iwamoto, H Motose, S Sawa, H Fukuda

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   47   S151 - S151   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • 植物細胞の分化を誘導するプロテオグリカン

    本瀬 宏康, 杉山 宗隆, 福田 裕穂

    蛋白質核酸酵素   50 ( 4 )   350 - 355   2005年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:共立出版  

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  • Secretory factors regulating vascular differentiation.

    H Motose, M Sugiyama, Y Matsubayashi, T Demura, Y Sakagami, H Fukuda

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   45   S6 - S6   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • 維管束形成を制御するシグナル分子(<特集>総説 植物化学調節物質から見た発生・生長制御)

    本瀬 宏康, 福田 裕穂

    植物の生長調節   39 ( 1 )   50 - 57   2004年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 植物化学調節学会  

    DOI: 10.18978/jscrp.39.1_50

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  • Phytosulfokine down-regulates the wound response during tracheary element differentiation of isolated mesophyll cells of Zinnia elegans.

    H Motose, Y Matsubayashi, S Youji, H Fukuda

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   44   S169 - S169   2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • Analysis of cell-cell interaction mediated by phytosulfokine during tracheary element differentiation of zinnia mesophyll cells.

    H Motose, Y Matsubayashi, Y Sakagami, N Ozawa, T Demura, H Fukuda

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   43   S94 - S94   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • Cell-cell interactions during vascular development

    H Motose, M Sugiyama, H Fukuda

    JOURNAL OF PLANT RESEARCH   114 ( 1116 )   473 - 481   2001年12月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:SPRINGER-VERLAG TOKYO  

    Precise control of vascular development is essential for the life and evolution of terrestrial plants. Molecular mechanisms underlying this control is still unclear but should involve cell-cell interactions. Here, we will summarize recent findings on the role of cell-cell interactions in vascular cell differentiation, with particular emphasis on the studies with the zinnia xylogenic culture.

    DOI: 10.1007/PL00014014

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  • An arabinogalactan protein(s) is a key component of a fraction that mediates local intercellular communication involved in tracheary element differentiation of zinnia mesophyll cells

    Hiroyasu Motose, Munetaka Sugiyama, Hiroo Fukuda

    Plant and Cell Physiology   42 ( 2 )   129 - 137   2001年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Japanese Society of Plant Physiologists  

    Local intercellular communication is involved in tracheary element (TE) differentiation of zinnia (Zinnia elegans L.) mesophyll cells and mediated by a proteinous macro-molecule, which was designated xylogen. To characterize and isolate xylogen, a bioassay system to monitor the activity of xylogen was developed, in which mesophyll cells were embedded in microbeads of agarose gel at a low (2.0-4.3×104 cells ml-1) or high density (8.0-9.0×104 cells ml-1) and microbeads of different cell densities were cultured together in a liquid medium to give a total density of 2.1- 2.5×104 cells ml-1. Without any additives, the frequency of TE differentiation was much smaller in the low-density microbeads than in the high-density microbeads. This low level of TE differentiation in the low-density microbeads was attributable to the shortage of xylogen. When cultures were supplemented with conditioned medium (CM) prepared from zinnia cell suspensions undergoing TE differentiation, the frequency of TE differentiation in the low-density microbeads increased remarkably, indicating the activity of xylogen in the CM. The xylogen activity in CM was sensitive to proteinase treatments. Xylogen was bound to galactose-specific lectins such as Ricinus communis agglutinin and peanut agglutinin, and precipitated by β-glucosyl Yariv reagent. These results indicate that xylogen is a kind of arabinogalactan protein.

    DOI: 10.1093/pcp/pce014

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  • Involvement of local intercellular communication in the differentiation of zinnia mesophyll cells into tracheary elements

    Hiroyasu Motose, Hiroo Fukuda, Munetaka Sugiyama

    Planta   213 ( 1 )   121 - 131   2001年

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    記述言語:英語  

    The transdifferentiation of isolated mesophyll cells of zinnia (Zinnia elegans L.) into tracheary elements (TEs) has been well studied as a model of plant cell differentiation. In order to investigate intercellular communication in this phenomenon, two types of culture method were developed, in which mesophyll cells were embedded in a thin sheet of agarose gel and cultured on solid medium, or embedded in microbeads of agarose gel and cultured in liquid medium. A statistical analysis of the two-dimensional distribution of TEs in the thin-sheet cultures demonstrated their aggregation. In the microbead cultures, the frequency of TE differentiation was shown to depend on the local cell density (the cell density in each microbead): TE differentiation required local cell densities of more than 105 cells ml-1. These results suggest that TE differentiation involves cell-cell communication mediated by a locally acting diffusible factor. This presumptive factor was characterized by applying a modified version of the sheet culture, which used two sheets of different cell densities, a low-density sheet and a high-density sheet. Differentiation of TEs in the former could be induced only by bringing it into contact with the latter. Insertion of a 25-kDa-cutoff membrane between the high-density and low-density sheets severely suppressed such induction of TEs in the low-density sheet while a 300-kDa-cutoff membrane suppressed induction only slightly. Insertion of agarose sheets containing immobilized pronase E or trypsin also interfered with the induction of TEs in the low-density sheets. Thus, a proteinaceous macromolecule of 25-300 kDa in molecular weight was assumed to mediate the local intercellular communication required for TE differentiation. This substance was designated "xylogen" with reference to its xylogenic activity. The time of requirement for xylogen during TE differentiation was assessed by experiments in which cells in the low-density sheet were separated from xylogen produced in the high-density sheet at various times by insertion of a 25-kDa-cutoff membrane between the two sheets, and was estimated to be from the 36th hour to the 60th hour of culture (12-36 h before visible thickening of secondary cell walls of TEs).

    DOI: 10.1007/s004250000482

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  • Molecular mechanisms of vascular pattern formation

    H Fukuda, K Koizumi, K Motomatsu, H Motose, M Sugiyama

    MOLECULAR BREEDING OF WOODY PLANTS, PROCEEDINGS   18   53 - 61   2001年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Vascular plants have developed a complex network of vascular systems through the plant body, allowing efficient transport of water, nutrients and signals. To understand molecular mechanisms of vascular pattern formation, we have made two approaches. First we have isolated Arabidopsis mutants with defects in vascular pattern formation. Microscopic and genetic examination of the cotyledonary venation of 3400 M3 lines led to the identification of 8 mutant lines whose abnormality was caused by mutations in 7 genetic loci designated VAN1-VAN7. Morphological analysis of van mutants indicated that van1-van6 mutations caused fragmentation of lateral veins in cotyledons and of tertiary veins in rosette leaves, but did less injurious effects on the formation of their main veins or of vasculatures in hypocotyls and roots. van mutants were further characterized using pAthb8::GUS and pTED3::GUS as molecular markers of provascular cells and tracheary element precursor cells, respectively. As a result, it was revealed that most of van mutants lacked provascular cells at the disconnection points of the vascular network even at walking stick stage of embryogenesis. These results suggest that VAN genes are involved in the spatial control of provascular tissue differentiation, which realizes a continuous network of the vascular system. Second, we have analyzed regulation of cell-cell communication that may be involved in continuous formation of the vascular system using Zinnia cell culture. For this purpose, we developed two culture methods, thin-sheet culture and microbead culture. These culture methods indicated the presence of a high-molecular weight proteinaceous substance that promotes tracheary element differentiation. An improved microbead culture method brought about the partial purification of the substance, revealing that it is an arabinogalactan protein. Based on these results, we will discuss molecular mechanism of vascular pattern formation.

    DOI: 10.1016/S0921-0423(01)80055-1

    Web of Science

    Scopus

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  • Local intercellular communication involved in tracheary element differentiation of zinnia mesophyll cells

    MOTOSE H.

    Doctor Thesis, the University of Tokyo   2001年

  • 管状要素分化に関与する拡散性分化因子の特性解析

    本瀬 宏康, 杉山 宗隆, 福田 裕穂

    日本植物学会大会研究発表記録 = Proceedings of the annual meeting of the Botanical Society of Japan   62   97 - 97   1998年9月

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  • in vitro ヒャクニチソウ管状要素分化系における細胞間相互作用の解析

    本瀬 宏康, 杉山 宗隆, 福田 裕穂

    日本植物学会大会研究発表記録 = Proceedings of the annual meeting of the Botanical Society of Japan   61   319 - 319   1997年9月

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講演・口頭発表等

  • ゼニゴケNIMA関連キナーゼの発現誘導系を用いた機能解析

    間瀬輝・吉竹良洋・河内孝之・高橋卓・本瀬宏康

    日本植物生理学会 第62回年会 

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    開催年月日: 2021年3月14日 - 2021年3月16日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン  

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  • ゼニゴケ生殖枝の形態形成におけるNIMA関連キナーゼの機能

    角浦葵・神田麻花・高橋卓・本瀬宏康

    日本植物生理学会 第62回年会 

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    開催年月日: 2021年3月14日 - 2021年3月16日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン  

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  • ゼニゴケのアルマジロリピートキネシンは微小管とオルガネラ輸送を介して仮根伸長を制御する

    神田麻花・高橋卓・本瀬宏康

    日本植物生理学会 第62回年会 

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    開催年月日: 2021年3月14日 - 2021年3月16日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン  

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  • ゼニゴケ生殖器におけるNIMA関連キナーゼの機能

    角浦葵・高橋卓・本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2020 

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    開催年月日: 2020年10月27日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン  

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  • 発現誘導系を用いたゼニゴケNIMA関連キナーゼの機能解析

    間瀬輝・高橋卓・本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2020 

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    開催年月日: 2020年10月27日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン  

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  • ゼニゴケ仮根細胞のイメージングとアルマジロリピートキネシンの解析

    神田麻花・高橋卓・本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2020 

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    開催年月日: 2020年10月27日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン  

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  • ゼニゴケ仮根細胞のイメージングとアルマジロリピート型キネシンの解析

    神田麻花・高橋卓・本瀬宏康

    日本植物学会 年会 

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    開催年月日: 2020年9月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:名古屋  

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  • ゼニゴケの生殖器は回転しながら成長する

    本瀬宏康・高橋卓

    日本植物生理学会 第61回年会 

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    開催年月日: 2020年3月19日 - 2020年3月21日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:大阪  

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  • ゼニゴケ仮根細胞のイメージングとアルマジロリピート型キネシンの解析

    神田麻花・高橋卓・本瀬宏康

    日本植物生理学会 第61回年会 

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    開催年月日: 2020年3月19日 - 2020年3月21日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:大阪  

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  • サーモスペルミン合成阻害剤xyleminの類縁体の生理機能

    河野龍悟・篠原志桜里・大津泰知・林謙一郎・門田功・高村浩由・高橋卓・本瀬宏康

    日本ポリアミン学会 年会 

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    開催年月日: 2020年1月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:大阪  

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  • ゼニゴケ仮根細胞ライブイメージングの確立とアルマジロリピートキネシンの解析

    神田麻花・高橋卓・本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2019 

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    開催年月日: 2019年11月1日 - 2019年11月2日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:熊本  

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  • Localization analysis of tubulin-like proteins of Asgard archaea in plant cells

    H Motose, L Tran, T Takahashi, R Robinson

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2019 

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    開催年月日: 2019年11月1日 - 2019年11月2日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:熊本  

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  • Live imaging of rhizoid growth in Marchantia polymorpha

    H Motose, A Kanda, T Takahashi

    Marchantia Workshop 2019 

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    開催年月日: 2019年9月17日 - 2019年9月19日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:仙台  

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  • ゼニゴケ仮根細胞の先端成長に必要なアルマジロリピート型キネシンの解析

    本瀬宏康・神田麻花・大谷健人・高橋卓

    第83回日本植物学会年会 

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    開催年月日: 2019年9月15日 - 2019年9月17日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:仙台  

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  • NIMA-related kinases direct plant growth through microtubule organization

    Hiroyasu Motose

    John Harada Symposium 

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    開催年月日: 2019年5月4日 - 2019年5月5日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 異所的な分裂組織を形成する新奇ゼニゴケ変異体eda1の解析

    毛利遊野・大谷健人・山岡尚平・西浜竜一・河内孝之・高橋卓・本瀬宏康

    日本植物生理学会 第60回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2019年3月13日 - 2019年3月15日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:名古屋  

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  • ゼニゴケのエチレン応答とエチレン関連遺伝子の解析

    本瀬宏康・片寄明日香・久保 康隆・高橋 卓

    日本植物生理学会 第60回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2019年3月13日 - 2019年3月15日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋  

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  • Straight organ growth requires NEK6-dependent dampening of microtubule response to mechanical stress

    S Takatani, S Verger, T Okamoto, T Takahashi, O Hamant, H Motose

    日本植物生理学会 第60回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2019年3月13日 - 2019年3月15日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋  

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  • ゼニゴケのエチレン応答とエチレン関連遺伝子の解析

    片寄明日香・久保康隆・高橋卓・本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2018 

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    開催年月日: 2018年11月13日 - 2018年11月14日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:奈良先端大, 生駒, 奈良  

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  • ゼニゴケのライブイメージングから探る先端成長と器官運動の仕組み

    本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2018 

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    開催年月日: 2018年11月13日 - 2018年11月14日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:奈良先端大, 生駒, 奈良  

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  • NIMA関連キナーゼファミリーの細胞伸長制御における進化的な保存性

    橋爪駿・高谷彰吾・日渡祐二・坂山英俊・西山智明・高橋卓・本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2018 

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    開催年月日: 2018年11月13日 - 2018年11月14日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:奈良先端大, 生駒, 奈良  

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  • Thermospermine regulates sexual organ development in the basal land plant Marchantia polymorpha

    H. Motose, T. Furumoto, S. Yamaoka, K. Ishizaki, T. Kohchi, and T. Takahashi

    International Workshop on Plant Polyamines 

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    開催年月日: 2018年10月26日 - 2018年10月27日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Wuhan, China  

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  • NIMA関連キナーゼファミリーによる細胞伸長制御の進化的な保存性

    橋爪駿・高谷彰吾・日渡祐二・坂山英俊・西山智明・高橋卓・本瀬宏康

    第82回日本植物学会年会 

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    開催年月日: 2018年9月14日 - 2018年9月16日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:広島  

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  • 進化的に保存された微小管依存的な極性成長のメカニズム

    本瀬宏康

    第82回日本植物学会年会 

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    開催年月日: 2018年9月14日 - 2018年9月16日

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:広島  

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  • Functional analysis of microtubule-associated genes in Marchantia polymorpha

    H. Motose, M. Kurata, K. Otani, R. Nishihama, T. Kohchi, T. Takahashi

    EMBO workshop 

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    開催年月日: 2018年6月20日 - 2018年6月23日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Lisbon, Portugal  

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  • 基部陸上植物ゼニゴケの仮根細胞における微小管依存的な先端成長機構の解析

    本瀬宏康、大谷健人、石崎公庸、高谷彰吾、西浜竜一、河内孝之、高橋卓

    日本植物生理学会 第59回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2018年3月28日 - 2018年3月30日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌  

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  • ゼニゴケの細胞分裂関連遺伝子の機能解析

    倉田元気、大谷健人、西浜竜一、河内孝之、高橋卓、本瀬宏康

    日本植物生理学会 第59回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2018年3月28日 - 2018年3月30日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:札幌  

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  • 枝状突起を形成する新奇ゼニゴケ変異体 eda1の解析

    毛利遊野、大谷健人、山岡尚平、西浜竜一、河内孝之、高橋卓、本瀬宏康

    日本植物生理学会 第59回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2018年3月28日 - 2018年3月30日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌  

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  • NEK6 による微小管の張力応答の抑制はまっすぐな器官伸長に必要である

    高谷彰吾、Stephane Verger、岡本崇、高橋卓、Olivier Hamant、本瀬宏康

    日本植物生理学会 第59回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2018年3月28日 - 2018年3月30日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌  

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  • 維管束分化のケミカルバイオロジー 新規な植物ホルモン・サーモスペルミンの機能解析

    本瀬宏康

    岡山大学・資源植物科学研究所・共同研究拠点ワークショップ 

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    開催年月日: 2017年12月25日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:岡山大学・資源植物科学研究所  

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  • Characterization of eda1, a novel Marchantia polymorpha mutant with ectopic branching protrusions in thallus

    Y. Mori, K. Otani, S. Yamaoka, R. Nishihama, T. Kohchi, T. Takahashi, H. Motose

    65th NIBB Conference, Marchantia Workshop 2017 

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    開催年月日: 2017年12月16日 - 2017年12月18日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Okazaki, Japan  

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  • Microtubule-dependent directional growth of rhizoids in Marchantia polymorpha

    H. Motose, K. Otani, K. Ishizaki, R. Nishihama, T. Kohchi, T. Takahashi

    65th NIBB Conference, Marchantia Workshop 2017 

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    開催年月日: 2017年12月16日 - 2017年12月18日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Okazaki, Japan  

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  • 葉状体から枝状突起を形成するゼニゴケ新奇変異体の解析

    毛利遊野、高橋卓、本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2017 

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    開催年月日: 2017年11月17日 - 2017年11月18日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:岡山大学 津島キャンパス  

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  • ゼニゴケの細胞分裂制御因子の解析

    倉田元気、高橋卓、本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2017 

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    開催年月日: 2017年11月17日 - 2017年11月18日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:岡山大学 津島キャンパス  

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  • NEK6は微小管のメカニカルストレス応答を緩和して細胞成長を協調させる

    高谷彰吾、高橋卓、本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2017 

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    開催年月日: 2017年11月17日 - 2017年11月18日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:岡山大学 津島キャンパス  

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  • シロイヌナズナにおけるコルヒチンの効果

    橋爪駿、高橋卓、本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会 — Plant Cytoskeleton 2017 

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    開催年月日: 2017年11月17日 - 2017年11月18日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:岡山大学 津島キャンパス  

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  • NEK6 coordinates organ growth by mechanical signal in Arabidopsis.

    S. Takatani, S. Verger, T. Okamoto, O. Hamant, T. Hashimoto, T. Takahashi, H. Motose

    Bilateral Closure Symposium of GDRI Integrative Plant Biology Network Program 

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    開催年月日: 2017年10月23日 - 2017年10月25日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Lyon, France  

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  • ゼニゴケから見た微小管関連遺伝子の機能と進化

    本瀬宏康、大谷健人、倉田元気、高谷彰吾、石崎公庸、西浜竜一、河内孝之、高橋卓

    第81回日本植物学会年会 

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    開催年月日: 2017年9月8日 - 2017年9月10日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:野田  

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  • NIMA関連キナーゼ6の分裂組織における機能解析

    高谷彰吾、高橋卓、本瀬宏康

    第81回日本植物学会年会 

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    開催年月日: 2017年9月8日 - 2017年9月10日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:野田  

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  • シロイヌナズナNEK6はメカニカルシグナルを介した器官成長統御に関与する

    高谷彰吾、Stephan Verge、岡本崇、橋本隆、高橋卓、Olivier Hamant、本瀬宏康

    日本植物生理学会 第58回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2017年3月16日 - 2017年3月18日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:鹿児島大学  

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  • 枝状突起を形成する新奇ゼニゴケ変異体eda1の解析

    毛利遊野、大谷健人、山岡尚平、西浜竜一、河内孝之、高橋卓、本瀬宏康

    日本植物生理学会 第58回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2017年3月16日 - 2017年3月18日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:鹿児島大学  

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  • ゼニゴケ微小管関連遺伝子の機能解析

    本瀬宏康、大谷健人、石崎公庸、西浜竜一、河内孝之、高橋卓

    日本植物生理学会 第58回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2017年3月16日 - 2017年3月18日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:鹿児島大学  

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  • ゲノム編集を用いたゼニゴケ微小管関連遺伝子の機能解析

    本瀬宏康・大谷健人・石崎公庸・西浜竜一・河内孝之・高橋卓

    第80回日本植物学会年会 

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    開催年月日: 2016年9月16日 - 2016年9月18日

    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Arabidopsis NEK6 destabilizes cortical microtubules through tubulin phosphorylation to direct cell elongation

    S. Takatani, S. Ozawa, N. Yagi, T. Hotta, Y. Takahashi, T. Hashimoto, T. Takahashi, and H. Motose

    EMBO symposia “Microtubules: From Atoms to Complex Systems” 

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    開催年月日: 2016年5月29日 - 2016年6月1日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Heidelberg, Germany  

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  • A NIMA-related kinase regulates directional tip growth and microtubule stability in rhizoid cells of Marchantia polymorpha

    K. Otani, K. Ishizaki, R. Nishihama, T. Kohchi, T. Takahashi, and H. Motose

    EMBO symposia “Microtubules: From Atoms to Complex Systems” 

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    開催年月日: 2016年5月29日 - 2016年6月1日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Heidelberg, Germany  

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  • NIMA関連キナーゼ6は表層微小管の切断と脱重合に関与する

    高谷 彰吾、高橋 卓、本瀬 宏康

    日本植物生理学会 第57回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2016年3月18日 - 2016年3月20日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岩手大学  

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  • ゼニゴケNIMA関連キナーゼは仮根細胞の伸長方向を制御する

    大谷健人、石崎公庸、西浜竜一、河内孝之、高橋卓、本瀬宏康

    日本植物生理学会 第57回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2016年3月18日 - 2016年3月20日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岩手大学  

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  • NIMA関連キナーゼによる成長方向の制御機構 〜コケから学ぶこと

    本瀬宏康

    植物細胞骨格研究会2015 

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    開催年月日: 2015年11月27日 - 2015年11月28日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:静岡・三島・遺伝研  

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  • ゼニゴケNIMA関連キナーゼは仮根細胞の伸長を制御する

    大谷健人、高谷彰吾、石崎公庸、西浜竜一、河内孝之、高橋卓、本瀬宏康

    日本植物学会年会  日本植物学会

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    開催年月日: 2015年9月6日 - 2015年9月8日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:新潟  

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  • Arabidopsis NEK6 depolymerizes cortical microtubules through tubulin phosphorylation to direct cell elongation

    S. Takatani, S. Ozawa, N. Yagi, T. Hotta, T. Hashimoto, Y. Takahashi, T. Takahashi, H. Motose

    International ERATO Higashiyama Live-Holonics Symposium 

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    開催年月日: 2015年8月27日 - 2015年8月28日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 維管束分化のケミカルバイオロジー

    本瀬宏康

    岡??学と慶應義塾?学の若?交流シンポジウム ?化学と?物学の融合を?指して? 

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    開催年月日: 2015年6月26日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:横浜・慶應義塾?学?上キャンパス・厚?棟?会議室  

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  • Chemical biology of vascular development

    H. Motose, K. Yoshimoto, C. Kobayashi, K. Hayashi, Y. Noutoshi, H. Takamura, I. Kadota, and T. Takahashi

    第56回日本植物生理学会年会 

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    開催年月日: 2015年3月17日

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:東京農業大学  

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  • ゼニゴケNIMA関連キナーゼの機能解析

    竹田(大谷)健人、石崎公庸、河内孝之、高橋卓、本瀬宏康

    日本植物生理学会 第56回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2015年3月16日 - 2015年3月18日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京農業大学  

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  • シロイヌナズナNEKファミリーの機能解析

    金澤まい、酒井達也、高橋卓、本瀬宏康

    日本植物生理学会 第56回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2015年3月16日 - 2015年3月18日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:東京農業大学  

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  • シロイヌナズナNIMA関連キナーゼ6はチューブリンをリン酸化し、細胞成長を制御する

    高谷彰吾,小澤真一郎,八木慎宜,堀田崇, 高橋裕一郎,橋本隆,高橋卓,本瀬宏康

    日本植物生理学会 第56回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2015年3月16日 - 2015年3月18日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京農業大学  

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  • The roles of NIMA-related kinases on stress response and gene expression in Arabidopsis thaliana

    M. Kanazawa, H. Ito, H. Nishimura, T. Hirayama, T. Takahashi and H. Motose

    Marchantia Workshop 2014 

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    開催年月日: 2014年12月8日 - 2014年12月10日

    会議種別:ポスター発表  

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  • Function of NIMA-related kinases in cell growth and division in Arabidopsis thaliana

    H. Motose, S. Takatani, N. Yagi, T. Hashimoto, S. Ozawa, Y. Takahashi and T. Takahashi

    Marchantia Workshop 2014 

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    開催年月日: 2014年12月8日 - 2014年12月10日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Functional analysis of a single NIMA-related kinase in Marchantia polymorpha

    K. Takeda, K. Ishizaki, T. Kohchi, T. Takahashi and H. Motose

    Marchantia Workshop 2014 

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    開催年月日: 2014年12月8日 - 2014年12月10日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Tubulin phosphorylation by NIMA-related kinases is involved in cell growth and division.

    H. Motose, S. Takatani, T. Sakai, S. Ozawa, Y. Takahashi and T. Takahashi

    25th International Conference on Arabidopsis Research 

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    開催年月日: 2014年7月28日 - 2014年8月1日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Abscisic acid induces ectopic outgrowth and cortical microtubule reorganization in epidermal cells of Arabidopsis thaliana.

    S. Takatani, T. Hirayama, T. Hashimoto, T. Takahashi and H. Motose

    25th International Conference on Arabidopsis Research 

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    開催年月日: 2014年7月28日 - 2014年8月1日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • NIMA関連キナーゼによるチューブリンのリン酸化は細胞成長に関与する

    本瀬宏康、高谷彰吾、酒井達也、小澤真一郎、高橋裕一郎、高橋卓

    日本植物生理学会 第55回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2014年3月18日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:富山大学  

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  • アブシジン酸は表皮細胞の突起形成と微小管の脱重合を引き起こす

    高谷彰吾、橋本隆、平山隆志、高橋卓、本瀬宏康

    日本植物生理学会 第55回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2014年3月18日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:富山大学  

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  • サーモスペルミン合成阻害剤は道管分化を促進する

    本瀬宏康、吉本香織、Tong Wurina、懸樋潤一、高村浩由、門田功、高橋卓

    日本植物生理学会 第54回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2013年3月21日 - 2013年3月23日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岡山大学 津島キャンパス  

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  • NimA-related kinases redundantly regulate cell expansion and stress response in Arabidopsis thaliana.

    Motose, H., Ikeda, T., Takahashi, Y., Sakai, T. and Takahashi, T.

    日本植物生理学会 第53回年会  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2012年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都産業大学  

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  • NIMA-related kinases redundantly regulate directional cell expansion in Arabidopsis thaliana.

    Motose, H., Yoshimoto, K., Takahashi, Y., Sakai, T. and Takahashi, T.

    第22回シロイヌナズナ国際会議 

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    開催年月日: 2011年6月22日 - 2011年6月25日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • シロイヌナズナNIMA関連キナーゼの機能的重複と多様化

    本瀬宏康、酒井達也、橋本隆、高橋裕一郎、高橋卓

    第52回日本植物生理学会 

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    開催年月日: 2011年3月20日 - 2011年3月22日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Using chemical biology to study vascular differentiation in plants.

    Motose, H.

    岡山大学・異分野融合コア・国際シンポジウム 

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    開催年月日: 2011年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • ケミカルバイオロジーが拓く植物科学の未来〜新奇な生理活性化合物で生命活動を探る〜

    本瀬宏康、能年義輝

    日本植物学会 第74回年会 

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    開催年月日: 2010年9月9日

    記述言語:日本語  

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  • 植物の形態形成における細胞間相互作用と極性制御の解析 招待

    本瀬宏康

    日本植物学会 第74回年会 

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    開催年月日: 2010年9月9日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Thermospermine and norspermine are novel suppressors of xylem differentiation.

    Motose H, Kakehi J, Kuwashiro Y, Igarashi K, Takahashi T.

    21th International Conference on Arabidopsis Research. 2010 

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    開催年月日: 2010年7月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Thermospermine and norspermine suppress xylem differentiation in vascular plants.

    Motose H, Kakehi J, Kuwashiro Y, Igarashi K, Takahashi T.

    International Polyamine Conference 2010 

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    開催年月日: 2010年7月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Shizuoka, Japan  

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  • NIMA関連キナーゼは相互作用し、微小管機能を介して細胞成長方向を制御する.

    *本瀬宏康、濱田隆宏、中村匡良、加藤壮英、村田隆、渡辺雄一郎、橋本隆、酒井達也、高橋卓

    日本植物生理学会 

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    開催年月日: 2010年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:熊本大学 熊本市  

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  • Function of NimA-related protein kinases in Arabidopsis.

    *Hiroyasu Motose, Takahiro Hamada, Takehide Kato, Takashi Hashimoto, Yuichiro Watanabe, Tatsuya Sakai, Taku Takahashi

    20th International Conference on Arabidopsis Research 

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    開催年月日: 2009年6月30日 - 2009年7月4日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Edinburgh, Scotland, UK  

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  • シロイヌナズナNIMAカイネースの機能

    *本瀬宏康、濱田隆宏、中村匡良、加藤壮英、橋本隆、酒井達也、渡辺雄一郎

    日本植物生理学会 第50回年会 

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    開催年月日: 2009年3月21日 - 2009年3月24日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋  

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  • シロイヌナズナNIMAカイネースの機能解析

    *本瀬宏康、濱田隆宏、加藤壮英、橋本隆、酒井達也、渡辺雄一郎

    第31回日本分子生物学会(日本生化学会合同大会) 

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    開催年月日: 2008年12月9日 - 2008年12月12日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:神戸  

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  • A NIMA-related protein kinase suppresses ectopic outgrowth of epidermal cells through its kinase activity and the association with microtubules.

    *Motose, H., Tominaga, R., Wada, T., Sakai, T., Sugiyama, M.,Watanabe, Y.

    19th International Conference on Arabidopsis Research. 

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    開催年月日: 2008年7月23日 - 2008年7月27日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Montreal, Canada.  

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  • NIMA様タンパク質カイネースによる表皮細胞の形態調節

    *Hiroyasu Motose, Rumi Tominaga, Takuji Wada, Tatsuya Sakai, Munetaka Sugiyama, Yuichiro Watanabe

    日本植物生理学会 

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    開催年月日: 2008年3月20日 - 2008年3月22日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌  

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  • シロイヌナズナの表皮細胞の形態を調節するタンパク質カイネースIBO1の解析

    本瀬宏康、富永るみ、和田拓治、酒井達也、杉山宗隆、渡辺雄一郎

    第30回日本分子生物学会(日本生化学会合同大会) 

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    開催年月日: 2007年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:横浜  

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  • NIMA様タンパク質カイネースによる表皮細胞の形態調節とGPIアンカー型タンパク質の生合成・輸送 招待

    *本瀬宏康

    奈良先端大グローバルCOEセミナー 招待講演 

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    開催年月日: 2007年11月29日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:奈良先端科学技術大学院大学(NAIST)  

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  • GPIアンカー型タンパク質の細胞壁形成における役割

    *本瀬宏康

    日本植物学会 第71回年会 シンポジウム招待講演 

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    開催年月日: 2007年9月7日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:野田 千葉  

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  • 細胞の伸長方向を制御するプロテインカイネースの解析

    本瀬宏康、富永るみ、和田拓治、杉山宗隆、渡辺雄一郎

    日本植物学会 第71回年会 

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    開催年月日: 2007年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:野田 千葉  

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  • IBO1による表皮細胞の形態調節 招待

    本瀬宏康

    八王子セミナー 招待講演  内宮博文教授(東京大学)

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    開催年月日: 2007年8月31日

    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:八王子セミナーハウス  

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  • Modulation of cell shaping by IBO1 and GPI-anchored proteins. 招待

    *Hiroyasu Motose

    理研植物科学研究センター セミナー 招待講演 

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    開催年月日: 2007年8月24日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:理研 植物科学研究センター 鶴見 横浜  

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  • 胚軸表皮細胞に異所的な突起を生じるシロイヌナズナ突然変異体iboの単離と解析

    *本瀬宏康、富永るみ、和田拓治、渡辺雄一郎

    日本植物生理学会 第48回年会 

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    開催年月日: 2007年3月29日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:松山 愛媛  

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  • Isolation and analysis of novel Arabidopsis mutant ibo1 with ectopic tip growth in epidermal cells.

    *Motose, H., Tominaga, R., Wada, T., Watanabe, Y.

    Keystone symposium “Plant Cell Biology” 

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    開催年月日: 2007年3月23日 - 2007年3月28日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Idaho, USA  

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  • 胚軸に根毛様の突起を生じるシロイヌナズナ変異体の解析.

    *本瀬宏康

    日本植物学会 

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    開催年月日: 2006年9月14日 - 2006年9月16日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:熊本  

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  • Xylogen の細胞内・細胞間輸送機構の解析.

    *本瀬宏康、楢本悟史、渡辺雄一郎、杉山宗隆、福田裕穂.

    日本植物生理学会 

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    開催年月日: 2006年3月20日 - 2006年3月22日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:筑波  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 植物の姿勢を最適化する張力応答のライブイメージングと分子機構の解析

    研究課題/領域番号:21H00370  2021年04月 - 2023年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    本瀬 宏康

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    配分額:8710000円 ( 直接経費:6700000円 、 間接経費:2010000円 )

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  • 細胞成長の周期性とその調節を基盤とした植物の形態形成機構の解明

    2020年10月 - 現在

    内藤記念財団  内藤記念財団 研究助成  内藤記念財団・研究助成

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:3000000円 ( 直接経費:3000000円 )

  • 植物の器官形成におけるNIMA関連キナーゼの機能解析

    2020年10月 - 現在

    両備てい園記念財団 研究助成 

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:350000円 ( 直接経費:350000円 )

  • 植物の形態形成と環境応答を制御するサーモスペルミンの解析

    2019年10月 - 現在

    岡山工学振興会 一般研究助成 

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:700000円 ( 直接経費:700000円 )

  • コケ植物の仮根細胞における先端成長の分子機構とその進化的意義の解明

    研究課題/領域番号:19K06709  2019年04月 - 2022年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    本瀬 宏康

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    本研究では主に、ゼニゴケの仮根細胞をモデル系として、先端成長の方向がどのように決定・維持されるのかを解析した。ゼニゴケは扁平な葉状体が地面に沿って成長するが、その裏側(腹側)表皮の一部が仮根細胞に分化し、細胞の一部に成長点が形成されて、その部位が伸長して成長する(先端成長)。仮根細胞は標本作成時の乾燥や物理的な圧縮などに弱いため、通常の顕微鏡観察は難しい。そこでまず、仮根細胞のライブイメージング系を確立した。仮根細胞の成長に適した培地組成を決定し、共焦点顕微鏡下で成長過程を追跡できる系を確立した。この系を用いて、細胞骨格やオルガネラの挙動を解析した。また、研究代表者らは、以前の研究により、ゼニゴケのNIMA関連キナーゼが仮根先端に局在し、仮根細胞の成長方向を制御することを示した(Otani et al. Development 2018)。しかし、NIMA関連キナーゼの機能は十分にはわかっていない。そこで、上述のイメージング系を用いて、NIMA関連キナーゼとキネシンの仮根伸長における機能を解析した。いずれも微小管構造を介して、仮根の伸長を制御することが示された。

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  • NIMA関連キナーゼによる植物細胞の極性伸長制御機構の解明

    研究課題/領域番号:16K07403  2016年04月 - 2020年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    本瀬 宏康

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    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    本研究では、NIMA関連キナーゼ(NEK)に着目し、微小管を介した植物細胞の伸長極性制御機構を明らかにした。シロイヌナズナNEK6は微小管の退縮末端に局在し、チューブリンの5つのアミノ酸をリン酸化して変形した微小管を脱重合する(Takataniら2017 Sci. Rep.)。また、NEK6は微小管の張力応答を抑制し、局所的な形のゆがみの増幅を抑制して、成長を安定化する(Takataniら2020 Curr. Biol.)。ゼニゴケMpNEK1は仮根先端の微小管に局在してその再編成を引き起こし、仮根細胞の成長方向を安定化する(Otaniら2018 Development)。

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  • 維管束分化を制御する細胞間情報伝達機構の解析

    研究課題/領域番号:25440137  2013年04月 - 2016年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    本瀬 宏康, 高橋 卓

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    配分額:5330000円 ( 直接経費:4100000円 、 間接経費:1230000円 )

    木部分化を促進するxylogenの輸送機構を解析し、ゴルジ体から細胞膜への輸送過程を明らかにした。また、Xylogenの相互作用因子の探索を行った。木部分化を抑制するサーモスペルミンの合成阻害剤を開発することに成功し、xyleminと名付けた(Yoshimoto et al. 2016)。Xyleminとオーキシン類縁体を添加すると、様々な植物で顕著に木部分化が促進された。

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  • NIMA関連キナーゼによる形態形成と環境応答の協調機構の解析

    研究課題/領域番号:25119715  2013年04月 - 2015年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    本瀬 宏康

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    配分額:9100000円 ( 直接経費:7000000円 、 間接経費:2100000円 )

    本研究では、植物のNIMA関連キナーゼ(NEK)に着目し、形態形成と環境応答の協調機構を解析した。本年度は以下の課題について研究を進めた。
    ①シロイヌナズナNEK6の機能:nek6変異体の表現型の再検討から、NEK6が細胞伸長の促進と方向制御の両方に関わること、様々な器官の伸長に必要なことを示した。NEK6の発現誘導株と細胞内動態の解析から、NEK6が微小管の脱重合を引き起こすことがわかった。微小管脱重合の分子機構を明らかにするため、チューブリンのリン酸化部位を同定し、これらの部位のリン酸化が脱重合に関わることが示唆された。以上のことから、NEK6はチューブリンリン酸化を介して微小管を脱重合し、細胞伸長を制御することが明らかになった(論文準備中)。
    ②シロイヌナズナNEKファミリーの機能:シロイヌナズナNEK1-7の機能解析を進めた。NEK4-7は維管束で発現しており、変異体の表現型からNEK6,7が維管束形成に必要であることがわかった。nek6やnek多重変異体の表現型から、NEKファミリーが細胞分裂に関与すること、葉や根などの器官伸長を制御することがわかった(論文投稿中)。
    ③NEKのストレス応答における機能:nek6やnek多重変異体ではストレス応答遺伝子の発現が変化し、ストレス耐性が低下する。nek6変異体において発現が増加している遺伝子を見出した。また、アブシジン酸がnek6変異体に類似した突起形成を引き起こし、この過程に微小管脱重合が関わることが示された(論文投稿中)。
    ③ゼニゴケNEKの機能解析:コケにはNEKが1つしかないため機能解析が容易で、NEKの進化を考える上でも重要である。ゼニゴケとヒメツリガネゴケからNEK遺伝子を単離した。ゼニゴケMpNEK1の発現パターンと遺伝子破壊株の表現型から、MpNEK1が細胞伸長を制御することが明らかになった。

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  • NIMA関連キナーゼを介したストレス応答機構の解析

    研究課題/領域番号:23119513  2011年04月 - 2013年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    本瀬 宏康

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    配分額:9360000円 ( 直接経費:7200000円 、 間接経費:2160000円 )

    植物は生育環境の変化に敏感に応答して、発生過程を柔軟に変化させる能力を持つ。この過程では、植物の環境応答と形態形成を協調させる機構が重要であるが、その分子機構についてはほとんどわかっていない。本研究では、シロイヌナズナのNIMA関連キナーゼ (NEK)ファミリーに着目し、その環境応答と形態形成における機能を解析した。シロイヌナズナの7つのNEKの内、NEK6が細胞伸長の制御において主要な役割を果たすことを明らかにした。NEK6はNEK4,5と相互作用し、チューブリンやキネシンのリン酸化を介して、細胞の伸長方向を規定する表層微小管の構造を制御することを示した。また、シロイヌナズナNEKファミリーの発現パターンを解析したところ、分裂組織や維管束で発現しており、nek6変異体では細胞分裂面や細胞列が乱れること、nek多重変異体では細胞分裂の異常が顕著になることから、NEKファミリーは細胞伸長だけでなく、細胞分裂も制御することが明らかになった。また、nek6変異体やnek多重変異体は様々なストレスに弱く、これはストレス応答性遺伝子の発現が低下するためと考えられた。更に、NEKファミリーと相互作用する新規なタンパク質を酵母2ハイブリッド法や免役沈降法により探索し、NEKファミリーが環境応答やストレス応答に関与するタンパク質と相互作用することが示された。以上の研究から、NEKファミリーが微小管の制御を介して植物細胞の伸長や分裂を調節することがわかった。また、NEKファミリーが遺伝子発現や微小管制御を介してストレス応答に関わることが示唆された。

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  • 高等植物の表皮分化機構の確立と維持に関わる転写因子の解析

    研究課題/領域番号:23012032  2011年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    高橋 卓, 本瀬 宏康

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    配分額:6400000円 ( 直接経費:6400000円 )

    植物のからだ作りにおいて,表皮細胞分化は不可欠である。シロイヌナズナでは,地上部表皮の幹細胞,すなわち茎頂L1層に特異的な遺伝子発現に転写因子PDF2,ATML1が関わり,これらが表皮細胞分化において中心的なはたらきを担う。PDF2,ATML1は,標的遺伝子の調節領域にあるL1ボックス配列に結合して,その発現を正に制御しているが,自身の調節領域にもL1ボックスが存在することから,正の自己制御が予想される。本研究では,胚発生過程において,PDF2,ATML1遺伝子の発現がどのようにL1層に限定されて自己制御が確立するか,その分子基盤を明らかにすることを目標とした。
    PDF2が胚のL1層より内側の細胞では他の因子と相互作用して機能できなくなる可能性を考えて,PDF2と相互作用する因子を酵母2ハイブリッド法により探索した結果,RNA結合タンパクとE3ユビキチンリガーゼが2種類ずつ,BAHタンパク,機能不明タンパクが得られた。これらは,同じHD-ZIP IVファミリーに属するHDG2とも相互作用する一方,HD-ZIP IIIファミリーのCNAとは相互作用が認められなかった。PDF2タンパクのどの領域と相互作用するか調べた結果,START領域のC末端側からSAD領域にかけて結合部位があると予想された。
    一方,表皮が欠損するpdf2-1 atml1-1二重変異株を用いたマイクmアレイの結果に基づき,転写因子に絞って遺伝子発現解析を行い,表皮に特異的に発現する転写因子として,Znフィンガーを持つタンパク質を新たに見出した。プロモーター=GUS遺伝子の発現から表皮に特異的な発現が確認され,この遺伝子をPDF3と名付けた。さらに,PDF3と非常に相同性の高い遺伝子PDF31と二重欠損変異を作出した結果,胚致死になった。

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  • 植物の茎伸長過程におけるサーモスペルミンの作用機構の解明

    研究課題/領域番号:22370021  2010年04月 - 2014年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    高橋 卓, 本瀬 宏康

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    配分額:17940000円 ( 直接経費:13800000円 、 間接経費:4140000円 )

    サーモスペルミンはポリアミンの1つで,植物において維管束分化の抑制に関わり,欠乏すると維管束の異常な増殖と矮化が起きる。その作用機構を解明するため,シロイヌナズナのサーモスペルミン合成欠損変異株から,サーモスペルミンなしで茎の伸長が回復する変異株sac53-d, sac56-dを単離し,原因遺伝子としてリボソームタンパクRACK1, L4をそれぞれ同定した。一方,サーモスペルミンの代替効果を持つ活性物質として,ノルスペルミンを見つけた。さらに,サーモスペルミンがオーキシンと拮抗し,維管束形成を抑制する作用を持つことを明らかにした。

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  • 植物細胞の極性を制御する機構の解明

    研究課題/領域番号:22770043  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    本瀬 宏康, 高橋 卓

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    植物細胞は移動することができないため、細胞の分裂・伸長・分化の方向や極性が厳密に制御されることで、葉や根などの器官が作られる。本研究では、シロイヌナズナの NIMA関連キナーゼが微小管の制御を介して植物細胞の分裂・伸長の方向を調節し、器官形成に関わることを示した。また、連続的で方向性のある木部分化に必要な糖タンパク質 xylogenの輸送機構、xylogen ファミリーの発現パターンを明らかにした。

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  • タンパク質キナーゼIB01による細胞形態の調節機構

    研究課題/領域番号:20770028  2008年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    本瀬 宏康

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    NIMA関連キナーゼ(NEK)は、真核生物に広く保存されているタンパク質リン酸化酵素で、細胞分裂の調節に関わっている。本研究では、シロイヌナズナのNEK6が細胞の伸長方向を調節すること、NEK6がNEK4や微小管結合タンパク質と協調して微小管構造を制御し、方向性をもった細胞成長を調節することが示された。

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  • 分化誘導因子xylogenの輸送機構・作用機構の解明

    研究課題/領域番号:18770028  2006年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    本瀬 宏康

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    配分額:3800000円 ( 直接経費:3800000円 )

    植物の木部分化を誘導するxylogenは、分化しつつある細胞の片側から分泌され、隣接した未分化な細胞の分化を促し、維管束の連続的な形成に貢献していると考えられる。本研究では、遺伝学的解析が容易なシロイヌナズナを用いて、xylogenの機能発現に不可欠な局在・輸送制御を解析し、植物細胞の極性形成の分子機構を解明することを目指した。
    Xylogenの局在・輸送を生細胞で観察する系を確立した。シロイヌナズナのxylogenであるXYP1、XYP2と緑色蛍光タンパク質(GFP)の融合タンパク質を、XYP1、XYP2プロモーター制御下で発現するシロイヌナズナ形質転換体(pXYP1:XYP1-GFP、pXYP2:XYP2-GFP)を作製・観察した。その結果、XYP1-GFP、XYP2-GFPが細胞膜と細胞壁の双方に局在することが示された。発生過程におけるXYP1、XYP2の蓄積パターンを詳細に観察した結果、XYP1-GFPは胚発生過程で多量に蓄積し、発芽後の成長過程で液胞に輸送され、急速に分解されることを示した。一方で、XYP2-GFPは維管束特異的に蓄積することが示された。以上の結果から、XYP1は胚発生において、XYP2は維管束形成において機能すると考えられる。
    Xylogenの輸送制御を調べるため、各種変異体における局在や阻害剤の影響を解析した。その結果、xylogenは細胞内のエンドソームと細胞膜表面の間を往復しており、エンドソームから細胞膜への輸送にはGNOMタンパク質が必要であり、細胞膜からエンドソームへの輸送はオーキシンによって抑制されることが示唆された。一方、xylogenの細胞表面への輸送にはGPIアンカーの付加が必要であることが示された。また、輸送変異体スクリーニングの過程で、細胞形態に異常を示すibo1変異体を単離し、解析を行った。

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担当授業科目

  • 基礎生物学B2 (2023年度) 第4学期  - 水3~4

  • 植物発生機構学演習 (2023年度) その他  - その他

  • 植物細胞生物学 (2023年度) 前期  - その他

  • 植物細胞生物学 (2023年度) 前期  - その他

  • 植物細胞生理学 (2023年度) 3・4学期  - 木1~2

  • 植物細胞生理学I (2023年度) 第3学期  - 木1~2

  • 植物細胞生理学II (2023年度) 第4学期  - 木1~2

  • 植物細胞発生学 (2023年度) 前期  - 金3~4

  • 植物細胞発生学 (2023年度) 前期  - 金3~4

  • 発生機構学演習 (2023年度) 通年  - その他

  • 発生機構学特別演習 (2023年度) 通年  - その他

  • 細胞生物学IA (2023年度) 第3学期  - 火3~4

  • 基礎生物学実験 (2022年度) 夏季集中  - その他

  • 基礎生物学実験 (2022年度) 夏季集中  - その他

  • 基礎生物学B2 (2022年度) 第4学期  - 水3~4

  • 植物細胞生物学 (2022年度) 前期  - その他

  • 植物細胞生理学 (2022年度) 3・4学期  - 木1~2

  • 植物細胞生理学I (2022年度) 第3学期  - 木1~2

  • 植物細胞生理学II (2022年度) 第4学期  - 木1~2

  • 植物細胞発生学 (2022年度) 前期  - 金3~4

  • 発生機構学演習 (2022年度) 通年  - その他

  • 細胞生物学IA (2022年度) 第3学期  - 火3~4

  • 基礎生物学B (2021年度) 3・4学期  - 水3,水4

  • 基礎生物学B2 (2021年度) 第4学期  - 水3,水4

  • 植物細胞生物学 (2021年度) 前期  - その他

  • 植物細胞生理学 (2021年度) 3・4学期  - 木1,木2

  • 植物細胞生理学I (2021年度) 第3学期  - 木1,木2

  • 植物細胞生理学II (2021年度) 第4学期  - 木1,木2

  • 植物細胞発生学 (2021年度) 前期  - 金3,金4

  • 生物学ゼミナールA (2021年度) 特別

  • 生物学ゼミナールB (2021年度) 特別

  • 生物学入門I (2021年度) 第1学期

  • 生物学実験A (2021年度) 1・2学期  - 月5,月6,月7,月8,木5,木6,木7,木8

  • 生物学実験C (2021年度) 1・2学期  - 火5,火6,火7,火8,金5,金6,金7,金8

  • 生物学実験D (2021年度) 特別

  • 生物科学ゼミナール (2021年度) 特別

  • 生物科学演習 (2021年度) 1・2学期

  • 生物科学特別研究 (2021年度) 特別

  • 発生機構学演習 (2021年度) 通年  - その他

  • 細胞生物学I (2021年度) 3・4学期  - 火3,火4

  • 細胞生物学IA (2021年度) 第3学期  - 火3,火4

  • 課題研究 (2021年度) 特別

  • 基礎生物学B (2020年度) 3・4学期  - 水3,水4

  • 基礎生物学B2 (2020年度) 第4学期  - 水3,水4

  • 植物細胞生物学 (2020年度) 前期  - その他

  • 植物細胞生理学 (2020年度) 3・4学期  - 木1,木2

  • 植物細胞生理学I (2020年度) 第3学期  - 木1,木2

  • 植物細胞生理学II (2020年度) 第4学期  - 木1,木2

  • 植物細胞発生学 (2020年度) 前期  - 金3,金4

  • 生物学ゼミナールA (2020年度) 特別

  • 生物学ゼミナールB (2020年度) 特別

  • 生物学入門I (2020年度) 第1学期

  • 生物学実験A (2020年度) 1・2学期  - 月5,月6,月7,月8,木5,木6,木7,木8

  • 生物学実験C (2020年度) 1・2学期  - 火5,火6,火7,火8,金5,金6,金7,金8

  • 生物学実験D (2020年度) 特別

  • 生物科学ゼミナール (2020年度) 特別

  • 生物科学演習 (2020年度) 1・2学期

  • 生物科学特別研究 (2020年度) 特別

  • 発生機構学演習 (2020年度) 通年  - その他

  • 細胞生物学I (2020年度) 3・4学期  - 火3,火4

  • 細胞生物学IA (2020年度) 第3学期  - 火3,火4

  • 課題研究 (2020年度) 特別

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社会貢献活動

  • 入試・学部説明会 神戸市立工業高等専門学校(神戸高専)

    役割:講師

    2021年12月14日

  • 出前講義 広島県立府中高校

    役割:講師

    2020年11月