2026/06/17 更新

写真a

マツバヤシ ヨシカツ
松林 嘉克
MATSUBAYASHI Yoshikatsu
所属
大学院理学研究科 理学専攻 生命理学 教授
大学院担当
大学院理学研究科
学部担当
理学部 生命理学科
職名
教授
連絡先
メールアドレス
外部リンク

学位 1

  1. 博士(農学) ( 1997年10月   名古屋大学 ) 

研究キーワード 10

  1. ペプチドホルモン

  2. リガンド

  3. 翻訳後修飾

  4. 分泌型ペプチド

  5. 受容体

  6. 細胞間情報伝達

  7. 翻訳後修飾

  8. 受容体キナーゼ

  9. ペプチドホルモン

  10. シロイヌナズナ

研究分野 3

  1. その他 / その他  / 植物生理

  2. その他 / その他  / 生物生産化学・生物有機化学

  3. ライフサイエンス / 植物分子、生理科学

現在の研究課題とSDGs 1

  1. 細胞間シグナルと受容体の解析から探る植物のかたちづくりと環境応答

経歴 8

  1. 名古屋大学   大学院理学研究科   教授

    2014年4月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 名古屋大学   大学院理学研究科 生命理学専攻   教授

    2014年4月 - 現在

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  3. 自然科学研究機構 基礎生物学研究所   教授

    2011年1月 - 2014年3月

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    国名:日本国

  4. 名古屋大学   大学院生命農学研究科   准教授

    2007年4月 - 2010年12月

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    国名:日本国

  5. 名古屋大学   大学院生命農学研究科 応用生命科学専攻   助教授

    2007年3月

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  6. 名古屋大学   大学院生命農学研究科   助教授

    2002年4月 - 2007年3月

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    国名:日本国

  7. 名古屋大学   大学院生命農学研究科 応用生命科学専攻   助教授

    2002年4月

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  8. 名古屋大学   大学院生命農学研究科   助手

    1999年1月 - 2002年3月

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    国名:日本国

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学歴 2

  1. 名古屋大学   生命農学研究科

    - 1997年10月

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    国名: 日本国

  2. 名古屋大学   農学部   農芸化学科

    - 1993年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 9

  1. 日本植物生理学会

  2. 日本分子生物学会

  3. 植物化学調節学会

  4. 日本植物学会

  5. 日本農芸化学会

  6. 日本植物生理学会

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  7. 植物化学調節学会

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  8. 日本農芸化学会

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  9. 日本分子生物学会

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委員歴 2

  1. 日本植物生理学会   代議員  

    2026年3月 - 2027年3月   

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    団体区分:学協会

  2. 科学技術振興機構   創発アドバイザー  

    2023年10月 - 現在   

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    団体区分:学協会

受賞 8

  1. 日本植物生理学会賞

    2026年3月   日本植物生理学会   新規ペプチドホルモンの同定を基軸とした植物成長・環境適応機構の解明

    松林嘉克

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  2. IPGSA Silver Medal

    2019年6月   International Plant Growth Substances Association  

    松林嘉克

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  3. 読売テクノフォーラム・ゴールドメダル賞

    2019年5月   読売テクノフォーラム  

    松林嘉克

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    受賞区分:出版社・新聞社・財団等の賞  受賞国:日本国

  4. 井上学術賞

    2019年2月   井上科学振興財団  

    松林嘉克

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    受賞区分:出版社・新聞社・財団等の賞  受賞国:日本国

  5. 日本学術振興会賞

    2016年2月   日本学術振興会  

    松林嘉克

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    受賞区分:出版社・新聞社・財団等の賞  受賞国:日本国

  6. 日本分子生物学会三菱化学奨励賞

    2010年12月   日本分子生物学会  

    松林嘉克

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  7. 日本植物生理学会奨励賞

    2008年3月   日本植物生理学会  

    松林嘉克

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    受賞国:日本国

  8. 農芸化学奨励賞

    2001年3月   日本農芸化学会  

    松林嘉克

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    受賞国:日本国

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論文 124

  1. Integration of shoot-derived polypeptide signals by root TGA transcription factors is essential for survival under fluctuating nitrogen environments. 査読有り 国際誌 Open Access

    Kobayashi R, Ohkubo Y, Izumi M, Ota R, Yamada K, Hayashi Y, Yamashita Y, Noda S, Ogawa-Ohnishi M, Matsubayashi Y

    Nature communications   15 巻 ( 1 ) 頁: 6903 - 6903   2024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 Communications  

    Unlike plants in the field, which experience significant temporal fluctuations in environmental conditions, plants in the laboratory are typically grown in controlled, stable environments. Therefore, signaling pathways evolved for survival in fluctuating environments often remain functionally latent in laboratory settings. Here, we show that TGA1 and TGA4 act as hub transcription factors through which the expression of genes involved in high-affinity nitrate uptake are regulated in response to shoot-derived phloem mobile polypeptides, CEP DOWNSTREAM 1 (CEPD1), CEPD2 and CEPD-like 2 (CEPDL2) as nitrogen (N) deficiency signals, and Glutaredoxin S1 (GrxS1) to GrxS8 as N sufficiency signals. CEPD1/2/CEPDL2 and GrxS1-S8 competitively bind to TGA1/4 in roots, with the former acting as transcription coactivators that enhance the uptake of nitrate, while the latter function as corepressor complexes together with TOPLESS (TPL), TPL-related 1 (TPR1) and TPR4 to limit nitrate uptake. Arabidopsis plants deficient in TGA1/4 maintain basal nitrate uptake and exhibit growth similar to wild-type plants in a stable N environment, but are impaired in regulation of nitrate acquisition in response to shoot N demand, leading to defective growth under fluctuating N environments where rhizosphere nitrate ions switch periodically between deficient and sufficient states. TGA1/4 are crucial transcription factors that enable plants to survive under fluctuating and challenging N environmental conditions.

    DOI: 10.1038/s41467-024-51091-5

    Open Access

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  2. Arabidopsis SBT5.2 and SBT1.7 subtilases mediate C-terminal cleavage of flg22 epitope from bacterial flagellin. 査読有り 国際誌 Open Access

    Matsui S, Noda S, Kuwata K, Nomoto M, Tada Y, Shinohara H, Matsubayashi Y

    Nature communications   15 巻 ( 1 ) 頁: 3762 - 3762   2024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:Nature Communications  

    Plants initiate specific defense responses by recognizing conserved epitope peptides within the flagellin proteins derived from bacteria. Proteolytic cleavage of epitope peptides from flagellin by plant apoplastic proteases is thought to be crucial for the perception of the epitope by the plant receptor. However, the identity of the plant proteases involved in this process remains unknown. Here, we establish an efficient identification system for the target proteases in Arabidopsis apoplastic fluid; the method employs native two-dimensional electrophoresis followed by an in-gel proteolytic assay using a fluorescence-quenching peptide substrate. We designed a substrate to specifically detect proteolytic activity at the C-terminus of the flg22 epitope in flagellin and identified two plant subtilases, SBT5.2 and SBT1.7, as specific proteases responsible for the C-terminal cleavage of flg22. In the apoplastic fluid of Arabidopsis mutant plants deficient in these two proteases, we observe a decrease in the C-terminal cleavage of the flg22 domain from flagellin, leading to a decrease in the efficiency of flg22 epitope liberation. Consequently, defensive reactive oxygen species (ROS) production is delayed in sbt5.2 sbt1.7 double-mutant leaf disks compared to wild type following flagellin exposure.

    DOI: 10.1038/s41467-024-48108-4

    Open Access

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  3. Peptide ligand-mediated trade-off between plant growth and stress response 査読有り 国際誌 Open Access

    Ogawa-Ohnishi, M; Yamashita, T; Kakita, M; Nakayama, T; Ohkubo, Y; Hayashi, Y; Yamashita, Y; Nomura, T; Noda, S; Shinohara, H; Matsubayashi, Y

    SCIENCE   378 巻 ( 6616 ) 頁: 175 - 180   2022年10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:Science  

    Deciding whether to grow or to divert energy to stress responses is a major physiological trade-off for plants surviving in fluctuating environments. We show that three leucine-rich repeat receptor kinases (LRR-RKs) act as direct ligand-perceiving receptors for PLANT PEPTIDE CONTAINING SULFATED TYROSINE (PSY)-family peptides and mediate switching between two opposing pathways. By contrast to known LRR-RKs, which activate signaling upon ligand binding, PSY receptors (PSYRs) activate the expression of various genes encoding stress response transcription factors upon depletion of the ligands. Loss of PSYRs results in defects in plant tolerance to both biotic and abiotic stresses. This ligand-deprivation–dependent activation system potentially enables plants to exert tuned regulation of stress responses in the tissues proximal to metabolically dysfunctional damaged sites where ligand production is impaired.

    DOI: 10.1126/science.abq5735

    Open Access

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  4. A type 2C protein phosphatase activates high-affinity nitrate uptake by dephosphorylating NRT2.1 査読有り 国際誌 Open Access

    Ohkubo, Y; Kuwata, K; Matsubayashi, Y

    NATURE PLANTS   7 巻 ( 3 ) 頁: 310 - +   2021年3月

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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)   出版者・発行元:nature  

    The nitrate transporter NRT2.1, which plays a central role in high-affinity nitrate uptake in roots, is activated at the post-translational level in response to nitrogen (N) starvation<sup>1,2</sup>. However, the critical enzymes required for the post-translational activation of NRT2.1 remain to be identified. Here, we show that a type 2C protein phosphatase, designated CEPD-induced phosphatase (CEPH), activates high-affinity nitrate uptake by directly dephosphorylating Ser501 of NRT2.1, a residue that functions as a negative phospho-switch in Arabidopsis<sup>2</sup>. CEPH is predominantly expressed in epidermal and cortex cells in roots and is upregulated by N starvation via a CEPDL2/CEPD1/2-mediated long-distance signalling from shoots<sup>3,4</sup>. The loss of CEPH leads to marked decreases in high-affinity nitrate uptake, tissue nitrate content and plant biomass. Collectively, our results identify CEPH as a crucial enzyme in the N-starvation-dependent activation of NRT2.1 and provide molecular and mechanistic insights into how plants regulate high-affinity nitrate uptake at the post-translational level in response to the N environment.

    DOI: 10.1038/s41477-021-00870-9

    Open Access

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  5. Shoot-to-root mobile CEPD-like 2 integrates shoot nitrogen status to systemically regulate nitrate uptake in <i>Arabidopsis</i> 査読有り 国際誌 Open Access

    Ota, R; Ohkubo, Y; Yamashita, Y; Ogawa-Ohnishi, M; Matsubayashi, Y

    NATURE COMMUNICATIONS   11 巻 ( 1 ) 頁: 641 - 641   2020年1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 Communications  

    Plants modulate the efficiency of root nitrogen (N) acquisition in response to shoot N demand. However, molecular components directly involved in this shoot-to-root communication remain to be identified. Here, we show that phloem-mobile CEPD-like 2 (CEPDL2) polypeptide is upregulated in the leaf vasculature in response to decreased shoot N status and, after translocation to the roots, promotes high-affinity uptake and root-to-shoot transport of nitrate. Loss of CEPDL2 leads to a reduction in shoot nitrate content and plant biomass. CEPDL2 contributes to N acquisition cooperatively with CEPD1 and CEPD2 which mediate root N status, and the complete loss of all three proteins severely impairs N homeostasis in plants. Reciprocal grafting analysis provides conclusive evidence that the shoot CEPDL2/CEPD1/2 genotype defines the high-affinity nitrate uptake activity in root. Our results indicate that plants integrate shoot N status and root N status in leaves and systemically regulate the efficiency of root N acquisition.

    DOI: 10.1038/s41467-020-14440-8

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  6. Shoot-to-root mobile polypeptides involved in systemic regulation of nitrogen acquisition 査読有り 国際誌 Open Access

    Ohkubo, Y; Tanaka, M; Tabata, R; Ogawa-Ohnishi, M; Matsubayashi, Y

    NATURE PLANTS   3 巻 ( 4 ) 頁: 17029 - 17029   2017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:nature  

    Plants uptake nitrogen (N) from the soil mainly in the form of nitrate. However, nitrate is often distributed heterogeneously in natural soil. Plants, therefore, have a systemic long-distance signalling mechanism by which N starvation on one side of the root leads to a compensatory N uptake on the other N-rich side 1,2. This systemic N acquisition response is triggered by a root-to-shoot mobile peptide hormone, C-TERMINALLY ENCODED PEPTIDE (CEP), originating from the N-starved roots 3,4, but the molecular nature of the descending shoot-to-root signal remains elusive. Here, we show that phloem-specific polypeptides that are induced in leaves upon perception of root-derived CEP act as descending long-distance mobile signals translocated to each root. These shoot-derived polypeptides, which we named CEP DOWNSTREAM 1 (CEPD1) and CEPD2, upregulate the expression of the nitrate transporter gene NRT2.1 in roots specifically when nitrate is present in the rhizosphere. Arabidopsis plants deficient in this pathway show impaired systemic N acquisition response accompanied with N-deficiency symptoms. These fundamental mechanistic insights should provide a conceptual framework for understanding systemic nutrient acquisition responses in plants.

    DOI: 10.1038/nplants.2017.29

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  7. A peptide hormone required for Casparian strip diffusion barrier formation in <i>Arabidopsis</i> roots 査読有り 国際誌 Open Access

    Nakayama, T; Shinohara, H; Tanaka, M; Baba, K; Ogawa-Ohnishi, M; Matsubayashi, Y

    SCIENCE   355 巻 ( 6322 ) 頁: 284 - 286   2017年1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:American Association for the Advancement of Science  

    Plants achieve mineral ion homeostasis by means of a hydrophobic barrier on endodermal cells called the Casparian strip, which restricts lateral diffusion of ions between the root vascular bundles and the soil. We identified a family of sulfated peptides required for contiguous Casparian strip formation in Arabidopsis roots. These peptide hormones, which we named Casparian strip integrity factor 1 (CIF1) and CIF2, are expressed in the root stele and specifically bind the endodermis-expressed leucine-rich repeat receptor kinase GASSHO1 (GSO1)/SCHENGEN3 and its homolog, GSO2. A mutant devoid of CIF peptides is defective in ion homeostasis in the xylem. CIF genes are environmentally responsive. Casparian strip regulation is not merely a passive process driven by root developmental cues; it also serves as an active strategy to cope with adverse soil conditions.

    DOI: 10.1126/science.aai9057

    Open Access

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  8. Perception of root-derived peptides by shoot LRR-RKs mediates systemic N-demand signaling 査読有り

    Tabata Ryo, Sumida Kumiko, Yoshii Tomoaki, Ohyama Kentaro, Shinohara Hidefumi, Matsubayashi Yoshikatsu

    SCIENCE   346 巻 ( 6207 ) 頁: 343-346   2014年10月

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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: 10.1126/science.1257800

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  9. Secreted Peptide Signals Required for Maintenance of Root Stem Cell Niche in Arabidopsis 査読有り

    Matsuzaki Yo, Ogawa-Ohnishi Mari, Mori Ayaka, Matsubayashi Yoshikatsu

    SCIENCE   329 巻 ( 5995 ) 頁: 1065-1067   2010年8月

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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: 10.1126/science.1191132

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  10. Arabidopsis CLV3 peptide directly binds CLV1 ectodomain 査読有り

    Ogawa Mari, Shinohara Hidefumi, Sakagami Youji, Matsubayashi Yoshikatsu

    SCIENCE   319 巻 ( 5861 ) 頁: 294-294   2008年1月

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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: 10.1126/science.1150083

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  11. An LRR receptor kinase involved in the perception of a plant peptide hormone, phytosulfokine 査読有り

    Matsubayashi Y., Ogawa M., Morita A. and Sakagami Y.

    SCIENCE   296 巻   頁: 1470-1472   2002年5月

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

  12. Antagonistic interactions between CLAVATA receptors shape maize ear development 査読有り 国際共著

    Lindsay, PL; Xu, F; Liu, L; Boumpas, P; Reyes, A; Je, BI; Ogawa-Ohnishi, M; Man, J; Skopelitis, T; Matsubayashi, Y; Bartlett, M; Xu, SL; Jackson, D

    NEW PHYTOLOGIST   251 巻 ( 1 ) 頁: 262 - 275   2026年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:New Phytologist  

    Meristem activity is controlled by the CLAVATA (CLV) signaling pathway, which involves a suite of leucine-rich receptor (LRR) receptors, receptor-like proteins, and CLV-EMBRYO SURROUNDING REGION (CLE) peptide ligands. FASCIATED EAR 3 (FEA3) is a leucine-rich receptor (LRR) receptor-like protein important for meristem maintenance in maize and acts independently of canonical CLV receptors. To identify FEA3's interaction network, we used TurboID-based proximity labeling in Zea mays meristems and identified a putative co-receptor, BARELY ANY MERISTEM 1D (BAM1D). BAM1D and FEA3 proximity labeling proteomes shared over 40 proteins, including many signaling proteins, suggesting they feed into a common signaling pathway. fea3 was epistatic to bam1d in the control of inflorescence meristem (IM) size, supporting the idea that FEA3 and BAM1D interact physically. However, fea3 and bam1d act antagonistically because fea3 mutants had larger IMs, whereas bam1d mutants produced smaller IMs. This study demonstrates how in vivo TurboID-based proximity labeling clarifies complex genetic interactions between CLV receptors and expands our knowledge of downstream signaling components of CLV signaling pathways, which are largely uncharacterized. Our findings support the notion that multiple, partially overlapping CLV receptor complexes coordinately control meristem maintenance.

    DOI: 10.1111/nph.70950

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  13. Local peptide signalling induces stomatal closure under drought stress. 査読有り 国際誌 Open Access

    Shimotohno A, Matsubayashi Y, Du Y, Senthilvadivel V, Suzuki T, Kato H, Kesherwani M, Kono M, Mishiro-Sato E, Kano K, Kojima M, Takebayashi Y, Sakakibara H, Soma F, Tama F, Hirota T, Torii KU, Yamaguchi-Shinozaki K, Fukuda H

    Nature communications   17 巻 ( 1 ) 頁: 177 - 177   2025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:Nature Communications  

    In response to drought stress, land plants close their stomata to minimize transpiration. This action precedes a gradual accumulation of the stress hormone abscisic acid (ABA) that enhances plant drought tolerance. However, the molecular mechanisms that cause the time lag between the onset of stomatal closure and ABA accumulation and coordinate these two phases remain unexplained. Here, we found that Arabidopsis thaliana loss-of-function CLAVATA3/ENDOSPERM SURROUNDING REGION 5 (CLE5) mutants are less tolerant to drought. The CLE5 dodecapeptide (CLE5p) acts as a local signal to induce stomatal closure by binding to the LEUCINE-RICH REPEAT RECEPTOR-LIKE KINASE (LRR-RLK) receptor complex, BARELY ANY MERISTEM 1 (BAM1)–GUARD CELL HYDROGEN PEROXIDE-RESISTANT 1 (GHR1), in guard cells. The BAM1–GHR1–CLE5p module directly phosphorylates two SNF1-related protein kinases, OPEN STOMATA1 (SRK2E) and SRK2D, the central regulators of drought responses in plants, to regulate stomatal movement and drought-responsive gene expression without stimulating ABA biosynthesis or ROS accumulation. Our findings mark a critical step in understanding how plants promptly counteract environmental stresses. The CLEp–LRR-RLK signalling components are highly conserved across plant phyla, suggesting that peptide-mediated rapid stomatal closure is a widespread survival strategy and can be exploited to generate drought-resistant crops.

    DOI: 10.1038/s41467-025-66392-6

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  14. An Activity-Based Proteomics with Two-Dimensional Polyacrylamide Gel Electrophoresis (2D-PAGE) for Identifying Target Proteases in Arabidopsis Apoplastic Fluid. 招待有り 査読有り 国際誌 Open Access

    Matsui S, Matsubayashi Y

    Bio-protocol   15 巻 ( 5 ) 頁: e5226   2025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:Bio Protocol  

    Plant proteases participate in a wide variety of biological processes, including development, growth, and defense. To date, numerous proteases have been functionally identified through genetic studies. However, redundancy among certain proteases can obscure their roles, as single-gene loss-of-function mutants often exhibit no discernible phenotype, limiting identification through genetic approaches. Here, we describe an efficient system for the identification of target proteases that cleave specific substrates in the Arabidopsis apoplastic fluid. The method involves using Arabidopsis-submerged culture medium, which contains apoplastic proteases, followed by native two-dimensional electrophoresis. Gel fractionation and an in-gel peptide cleavage assay with a fluorescence-quenching peptide substrate are then used to detect specific proteolytic activity. The active fraction is then subjected to mass spectrometry–based proteomics to identify the protease of interest. This method allows for the efficient and comprehensive identification of proteases with specific substrate cleavage activities in the apoplast.

    DOI: 10.21769/BioProtoc.5226

    Open Access

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  15. Phototropin switches between cis- and trans-autophosphorylation in light-induced chloroplast relocation in Marchantia polymorpha. 査読有り 国際誌 Open Access

    Noguchi M, Noda S, Matsubayashi Y, Kodama Y

    The Plant journal : for cell and molecular biology   121 巻 ( 1 ) 頁: e17183   2025年1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:Plant Journal  

    In the accumulation response, chloroplasts move toward weak blue light (BL) to maximize photosynthetic efficiency; in the avoidance response, they move away from strong BL to reduce photodamage. The BL receptor kinase phototropin (phot) mediates these chloroplast relocation responses, and the chloroplast relocation response requires phot kinase activity. Upon receiving BL, phot undergoes autophosphorylation; however, the molecular mechanisms that regulate chloroplast relocation through phot autophosphorylation remain unclear. In this study, we conducted biochemical experiments using phot in the liverwort Marchantia polymorpha and revealed that phot employs cis-autophosphorylation under weak BL and both cis- and trans-autophosphorylation under strong BL. Inhibiting trans-autophosphorylation reduced phot autophosphorylation and suppressed the avoidance response, but not the accumulation response. These findings suggest that phot employs two modes of autophosphorylation to alternate between the accumulation and avoidance responses in plants.

    DOI: 10.1111/tpj.17183

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  16. IMA peptides regulate root nodulation and nitrogen homeostasis by providing iron according to internal nitrogen status 国際誌 Open Access

    Ito, M; Tajima, Y; Ogawa-Ohnishi, M; Nishida, H; Nosaki, S; Noda, M; Sotta, N; Kawade, K; Kamiya, T; Fujiwara, T; Matsubayashi, Y; Suzaki, T

    NATURE COMMUNICATIONS   15 巻 ( 1 ) 頁: 733 - 733   2024年1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 Research  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Legumes control root nodule symbiosis (RNS) in response to environmental nitrogen availability. Despite the recent understanding of the molecular basis of external nitrate-mediated control of RNS, it remains mostly elusive how plants regulate physiological processes depending on internal nitrogen status. In addition, iron (Fe) acts as an essential element that enables symbiotic nitrogen fixation; however, the mechanism of Fe accumulation in nodules is poorly understood. Here, we focus on the transcriptome in response to internal nitrogen status during RNS in <jats:italic>Lotus japonicus</jats:italic> and identify that IRON MAN (IMA) peptide genes are expressed during symbiotic nitrogen fixation. We show that <jats:italic>LjIMA1</jats:italic> and <jats:italic>LjIMA2</jats:italic> expressed in the shoot and root play systemic and local roles in concentrating internal Fe to the nodule. Furthermore, IMA peptides have conserved roles in regulating nitrogen homeostasis by adjusting nitrogen-Fe balance in <jats:italic>L. japonicus</jats:italic> and <jats:italic>Arabidopsis thaliana</jats:italic>. These findings indicate that IMA-mediated Fe provision plays an essential role in regulating nitrogen-related physiological processes.</jats:p>

    DOI: 10.1038/s41467-024-44865-4

    Open Access

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  17. Evaluation of Direct Ligand-Receptor Interactions by Photoaffinity Labeling. 招待有り 査読有り 国際誌

    Shinohara H, Matsubayashi Y

    Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)   2731 巻   頁: 231 - 240   2024年

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    記述言語:英語   掲載種別:論文集(書籍)内論文   出版者・発行元:Methods in Molecular Biology  

    Binding assays provide ultimate proof that a particular peptide and receptor kinase (RK) do indeed function as a ligand-receptor pair. Among available binding assays, proximity-induced photoaffinity labeling is superior for confirming direct contact between the peptide ligand and the receptor. Our binding assay employs covalent photoaffinity labeling followed by immunoprecipitation to specifically evaluate the ligand binding activity of the target RKs. Here, we describe a protocol for the synthesis of photoactivatable peptide ligands and the UV-induced formation of covalent bonds between photoaffinity ligands and RKs.

    DOI: 10.1007/978-1-0716-3511-7_17

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  18. Extraction of Apoplastic Peptides for the Structural Elucidation of Mature Peptide Hormones in Arabidopsis. 招待有り 査読有り 国際誌

    Ogawa-Ohnishi M, Matsubayashi Y

    Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)   2731 巻   頁: 81 - 87   2024年

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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:Methods in Molecular Biology  

    Various secreted peptides, including peptide hormones, are present in the apoplast, but their biochemical characterization remains a challenge due to their low abundance, difficulty in extraction, and interference from numerous secondary metabolites. Here, we describe a simple and straightforward protocol for the extraction of apoplastic peptides with a high purity. This protocol takes advantage of the fact that apoplastic peptides diffuse and accumulate in the culture medium when Arabidopsis seedlings are subjected to whole-plant submerged culture. The peptides in the culture medium are efficiently recovered by o-chlorophenol extraction followed by acetone precipitation. The recovered peptides can be subjected to nano-liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (nano-LC-MS/MS) without any additional clean-up. This procedure enables the structural elucidation of mature peptide hormones in the apoplast with the use of Arabidopsis plants that overexpress peptide hormone genes.

    DOI: 10.1007/978-1-0716-3511-7_6

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  19. To Drop or Not to Drop? Predicting Argument Ellipsis Judgments: A Case Study in Japanese

    Ishizuki Y., Kuribayashi T., Matsubayashi Y., Sasano R., Inui K.

    2024 Joint International Conference on Computational Linguistics Language Resources and Evaluation Lrec Coling 2024 Main Conference Proceedings     頁: 16198 - 16210   2024年

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    出版者・発行元:2024 Joint International Conference on Computational Linguistics Language Resources and Evaluation Lrec Coling 2024 Main Conference Proceedings  

    Speakers sometimes omit certain arguments of a predicate in a sentence; such omission is especially frequent in pro-drop languages. This study addresses a question about ellipsis-what can explain the native speakers' ellipsis decisions?-motivated by the interest in human discourse processing and writing assistance for this choice. To this end, we first collect large-scale human annotations of whether and why a particular argument should be omitted across over 2,000 data points in the balanced corpus of Japanese, a prototypical pro-drop language. The data indicate that native speakers overall share common criteria for such judgments and further clarify their quantitative characteristics, e.g., the distribution of related linguistic factors in the balanced corpus. Furthermore, the performance of the language model-based argument ellipsis judgment model is examined, and the gap between the systems' prediction and human judgments in specific linguistic aspects is revealed. We hope our fundamental resource encourages further studies on natural human ellipsis judgment.

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  20. Arabinogalactan protein polysaccharide chains are required for normal biogenesis of plasmodesmata 査読有り 国際誌 Open Access

    Okawa, R; Hayashi, Y; Yamashita, Y; Matsubayashi, Y; Ogawa-Ohnishi, M

    PLANT JOURNAL   113 巻 ( 3 ) 頁: 493 - 503   2023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:Plant Journal  

    Arabinogalactan proteins (AGPs) are a plant-specific family of extracellular proteoglycans characterized by large and complex galactose-rich polysaccharide chains. Functional elucidation of AGPs, however, has been hindered by the high degree of redundancy of AGP genes. To uncover as yet unexplored roles of AGPs in Arabidopsis, a mutant of Hyp O-galactosyltransferase (HPGT), a critical enzyme that catalyzes the common initial step of Hyp-linked arabinogalactan chain biosynthesis, was used. Here we show, using the hpgt1,2,3 triple mutant, that a reduction in functional AGPs leads to a stomatal patterning defect in which two or more stomata are clustered together. This defect is attributed to increased and dysregulated symplastic transport following changes in plasmodesmata structure, such that highly permeable complex branched plasmodesmata with cavities in branching parts increased in the mutant. We also found that the hpgt1,2,3 mutation causes a reduction of cellulose in the cell wall and accumulation of pectin, which controls cell wall porosity. Our results highlight the importance of AGPs in the correct biogenesis of plasmodesmata, possibly acting through the regulation of cell wall properties surrounding the plasmodesmata.

    DOI: 10.1111/tpj.16061

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  21. Genomic analysis of an ultrasmall freshwater green alga, <i>Medakamo hakoo</i> 査読有り 国際誌 Open Access

    Kato, S; Misumi, O; Maruyama, S; Nozaki, H; Tsujimoto-Inui, Y; Takusagawa, M; Suzuki, S; Kuwata, K; Noda, S; Ito, N; Okabe, Y; Sakamoto, T; Yagisawa, F; Matsunaga, TM; Matsubayashi, Y; Yamaguchi, H; Kawachi, M; Kuroiwa, H; Kuroiwa, T; Matsunaga, S

    COMMUNICATIONS BIOLOGY   6 巻 ( 1 ) 頁: 89 - 89   2023年1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:Communications Biology  

    Ultrasmall algae have attracted the attention of biologists investigating the basic mechanisms underlying living systems. Their potential as effective organisms for producing useful substances is also of interest in bioindustry. Although genomic information is indispensable for elucidating metabolism and promoting molecular breeding, many ultrasmall algae remain genetically uncharacterized. Here, we present the nuclear genome sequence of an ultrasmall green alga of freshwater habitats, Medakamo hakoo. Evolutionary analyses suggest that this species belongs to a new genus within the class Trebouxiophyceae. Sequencing analyses revealed that its genome, comprising 15.8 Mbp and 7629 genes, is among the smallest known genomes in the Viridiplantae. Its genome has relatively few genes associated with genetic information processing, basal transcription factors, and RNA transport. Comparative analyses revealed that 1263 orthogroups were shared among 15 ultrasmall algae from distinct phylogenetic lineages. The shared gene sets will enable identification of genes essential for algal metabolism and cellular functions.

    DOI: 10.1038/s42003-022-04367-9

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  22. 窒素取り込みを制御する長距離移行ペプチド群

    松林 嘉克

    アグリバイオ/北隆館   5 巻   頁: 13 - 17   2021年

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  23. 植物の窒素栄養吸収制御の巧みなしくみ

    松林 嘉克

    生化学/日本生化学会   93 巻   頁: 400 - 403   2021年

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  24. Sedentary Behavior Is Associated with Dynapenia in Older Adults Using Day-care Facilities Open Access

    Shiraishi N., Suzuki Y., Matsubayashi Y., Komiya H., Kuzuya M.

    Rigakuryoho Kagaku   36 巻 ( 6 ) 頁: 783 - 788   2021年

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    出版者・発行元:Rigakuryoho Kagaku  

    [Purpose] This study clarified the relationship between sedentary behavior and dynapenia in community-dwelling elderly using ambulatory service implementation facilities. [Participants and Methods] The subjects were 161 users of two outpatient nursing homes who met the conditions. A cross-sectional design was adopted for this study. Determination of dynapenia was performed via grip strength (28 kg for men, and 18 kg for women) with reference to the definition of the Asian Working Group for Sarcopenia. [Results] Sedentary behavior showed an association with dynapenia even after controlling for age, sex, physical activity, cognitive function, and comorbidities. [Conclusion] Interventions focusing on sedentary behavior are important for preventing the development and exacerbation of geriatric syndromes in the elderly due to the progression of dynapenia.

    DOI: 10.1589/RIKA.36.783

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  25. An ingenious mechanism of regulating nitrogen acquisition in plants.

    Ohkubo Y., Matsubayashi Y.

    Seikagaku   93 巻 ( 3 ) 頁: 400 - 403   2021年

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    出版者・発行元:Seikagaku  

    DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2021.930400

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  26. フォトアフィニティーラベルによる植物ペプチドホルモンの受容体探索

    篠原 秀文, 松林 嘉克

    有機合成化学協会誌   78 巻 ( 7 ) 頁: 713 - 722   2020年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 有機合成化学協会  

    In plants, there are several kinds of intercellular signal transduction systems, such as with phytohormones and with peptide hormones. Small post-translationally modified peptides, which act as cell-to-cell signaling molecules, constitute the largest group of peptide hormones with various functions in intercellular signal transductions. We explored peptide hormones by in silico gene screening coupled with biochemical peptide detection. We also identified specific direct ligand-binding receptors for these peptides. In general, receptor genes are highly redundant in Arabidopsis and thus it is often difficult to identify the specific receptors by using classical forward and reverse genetics. To overcome this problem, we identify peptide hormone receptors by detecting direct peptide hormone-receptor interaction using photoaffinity labeling with photoactivatable peptide derivatives and custom-made receptor library. This review summarizes how we discovered these peptide hormone-receptor pairs and how these pairs function in plant growth and development.

    DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.78.713

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  27. Identification of Receptors of Plant Peptide Hormones by Photoaffinity Labeling

    Shinohara, H; Matsubayashi, Y

    JOURNAL OF SYNTHETIC ORGANIC CHEMISTRY JAPAN   78 巻 ( 7 ) 頁: 713 - 722   2020年7月

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    記述言語:日本語  

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  28. Screening and identification of a non-peptide antagonist for the peptide hormone receptor in <i>Arabidopsis</i> 査読有り Open Access

    Shinohara, H; Yasue, N; Onuki, T; Kondoh, Y; Yoshida, M; Matsubayashi, Y

    COMMUNICATIONS BIOLOGY   2 巻 ( 61 ) 頁: 61   2019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:Communications Biology  

    Intercellular signaling mediated by peptide hormones and membrane-localized receptor kinases plays crucial roles in plant developmental processes. Because of their diverse functions, agonistic or antagonistic modulation of peptide signaling holds enormous promise for agricultural applications. Here we established a high-throughput screening system using a bead-immobilized receptor kinase and fluorescent-labeled peptide ligand to identify small molecules that bind peptide hormone receptors in competition with natural ligands. We used the Arabidopsis CLE9-BAM1 ligand-receptor pair to screen a library of ≈30,000 chemicals and identified NPD12704 as an antagonist for BAM1. NPD12704 also inhibited CLV3 binding to BAM1 but only minimally interfered with CLV3 binding to CLV1, the closest homolog of BAM1, demonstrating preferential receptor specificity. Treatment of clv1-101 mutant seedlings with NPD12704 enhanced the enlarged shoot apical meristem phenotype. Our results provide a technological framework enabling high-throughput identification of small non-peptide chemicals that specifically control receptor kinase–mediated peptide hormone signaling in plants.

    DOI: 10.1038/s42003-019-0307-8

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  29. PLENTY, a hydroxyproline <i>O</i>-arabinosyltransferase, negatively regulates root nodule symbiosis in <i>Lotus japonicus</i> 査読有り 国際誌 Open Access

    Yoro, E; Nishida, H; Ogawa-Ohnishi, M; Yoshida, C; Suzaki, T; Matsubayashi, Y; Kawaguchi, M

    JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY   70 巻 ( 2 ) 頁: 507 - 517   2019年1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 University Press  

    Legumes can survive in nitrogen-deficient environments by forming root-nodule symbioses with rhizobial bacteria; however, forming nodules consumes energy, and nodule numbers must thus be strictly controlled. Previous studies identified major negative regulators of nodulation in Lotus japonicus, including the small peptides CLAVATA3/ESR (CLE)-RELATED-ROOT SIGNAL1 (CLE-RS1), CLE-RS2, and CLE-RS3, and their putative major receptor HYPERNODULATION AND ABERRANT ROOT FORMATION1 (HAR1). CLE-RS2 is known to be expressed in rhizobia-inoculated roots, and is predicted to be post-translationally arabinosylated, a modification essential for its activity. Moreover, all three CLE-RSs suppress nodulation in a HAR1-dependent manner. Here, we identified PLENTY as a gene responsible for the previously isolated hypernodulation mutant plenty. PLENTY encoded a hydroxyproline O-arabinosyltransferase orthologous to ROOT DETERMINED NODULATION1 in Medicago truncatula. PLENTY was localized to the Golgi, and an in vitro analysis of the recombinant protein demonstrated its arabinosylation activity, indicating that CLE-RS1/2/3 may be substrates for PLENTY. The constitutive expression experiments showed that CLE-RS3 was the major candidate substrate for PLENTY, suggesting the substrate preference of PLENTY for individual CLE-RS peptides. Furthermore, a genetic analysis of the plenty har1 double mutant indicated the existence of another PLENTY-dependent and HAR1-independent pathway negatively regulating nodulation.

    DOI: 10.1093/jxb/ery364

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  30. Lateral Inhibition by a Peptide Hormone-Receptor Cascade during <i>Arabidopsis</i> Lateral Root Founder Cell Formation 査読有り 国際誌 Open Access

    Toyokura, K; Goh, T; Shinohara, H; Shinoda, A; Kondo, Y; Okamoto, Y; Uehara, T; Fujimoto, K; Okushima, Y; Ikeyama, Y; Nakajima, K; Mimura, T; Tasaka, M; Matsubayashi, Y; Fukaki, H

    DEVELOPMENTAL CELL   48 巻 ( 1 ) 頁: 64 - +   2019年1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:Developmental Cell  

    In plants, the position of lateral roots (LRs) depends on initiation sites induced by auxin. The domain of high auxin response responsible for LR initiation stretches over several cells, but only a pair of pericycle cells (LR founder cells) will develop into LRs. In this work, we identified a signaling cascade controlling LR formation through lateral inhibition. It comprises a peptide hormone TARGET OF LBD SIXTEEN 2 (TOLS2), its receptor RLK7, and a downstream transcription factor PUCHI. TOLS2 is expressed at the LR founder cells and inhibits LR initiation. Time-lapse imaging of auxin-responsive DR5:LUCIFERASE reporter expression revealed that occasionally two pairs of LR founder cells are specified in close proximity even in wild-type and that one of them exists only transiently and disappears in an RLK7-dependent manner. We propose that the selection of LR founder cells by the peptide hormone-receptor cascade ensures proper LR spacing.

    DOI: 10.1016/j.devcel.2018.11.031

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  31. 化学で植物の知恵を理解する

    松林 嘉克

    読売クオータリー / 読売新聞東京本社調査研究本部 編   ( 50 ) 頁: 151 - 156   2019年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:東京 : 読売新聞東京本社調査研究本部 ; 2007-  

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  32. Pectin RG-I rhamnosyltransferases represent a novel plant-specific glycosyltransferase family 国際誌

    Takenaka, Y; Kato, K; Ogawa-Ohnishi, M; Tsuruhama, K; Kajiura, H; Yagyu, K; Takeda, A; Takeda, Y; Kunieda, T; Hara-Nishimura, I; Kuroha, T; Nishitani, K; Matsubayashi, Y; Ishimizu, T

    NATURE PLANTS   4 巻 ( 9 ) 頁: 669 - 676   2018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:Nature Plants  

    Pectin is one of the three key cell wall polysaccharides in land plants and consists of three major structural domains: homogalacturonan, rhamnogalacturonan I (RG-I) and RG-II. Although the glycosyltransferase required for the synthesis of the homogalacturonan and RG-II backbone was identified a decade ago, those for the synthesis of the RG-I backbone, which consists of the repeating disaccharide unit [→2)-α-l-Rha-(1 → 4)-α-d-GalUA-(1→], have remained unknown. Here, we report the identification and characterization of Arabidopsis RG-I:rhamnosyltransferases (RRTs), which transfer the rhamnose residue from UDP-β-l-rhamnose to RG-I oligosaccharides. RRT1, which is one of the four Arabidopsis RRTs, is a single-spanning transmembrane protein, localized to the Golgi apparatus. RRT1 was highly expressed during formation of the seed coat mucilage, which is a specialized cell wall with abundant RG-I. Loss-of-function mutation in RRT1 caused a reduction in the level of RG-I in the seed coat mucilage. The RRTs belong to a novel glycosyltransferase family, now designated GT106. This is a large plant-specific family, and glycosyltransferases in this family seem to have plant-specific roles, such as biosynthesis of plant cell wall polysaccharides.

    DOI: 10.1038/s41477-018-0217-7

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  33. Exploring peptide hormones in plants: identification of four peptide hormone-receptor pairs and two post-translational modification enzymes Open Access

    Matsubayashi, Y

    PROCEEDINGS OF THE JAPAN ACADEMY SERIES B-PHYSICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES   94 巻 ( 2 ) 頁: 59 - 74   2018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:日本学士院  

    The identification of hormones and their receptors in multicellular organisms is one of the most exciting research areas and has lead to breakthroughs in understanding how their growth and development are regulated. In particular, peptide hormones offer advantages as cell-tocell signals in that they can be synthesized rapidly and have the greatest diversity in their structure and function. Peptides often undergo post-translational modifications and proteolytic processing to generate small oligopeptide hormones. In plants, such small post-translationally modified peptides constitute the largest group of peptide hormones. We initially explored this type of peptide hormone using bioassay-guided fractionation and later by in silico gene screening coupled with biochemical peptide detection, which led to the identification of four types of novel peptide hormones in plants. We also identified specific receptors for these peptides and transferases required for their posttranslational modification. This review summarizes how we discovered these peptide hormone- receptor pairs and post-translational modification enzymes, and how these molecules function in plant growth, development and environmental adaptation.

    DOI: 10.2183/pjab.94.006

    Open Access

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  34. Analysis of PLETHORA Gradient Formation by Secreted Peptides During Root Development 国際誌

    Shinohara, H; Matsubayashi, Y

    MORPHOGEN GRADIENTS: METHODS AND PROTOCOLS   1863 巻   頁: 155 - 164   2018年

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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:Methods in Molecular Biology  

    The formation of longitudinal zonation patterns is important for normal root development and is regulated by the transcription factor PLETHORA (PLT). PLT proteins form a concentration gradient, and PLT protein levels determine root zonation. A peptide hormone root meristem growth factor (RGF) and its receptors (RGFRs) act as key regulators of root development by regulating the PLT protein expression pattern. Here, we describe a method for monitoring PLT protein gradient patterns in Arabidopsis with exogenous RGF treatment.

    DOI: 10.1007/978-1-4939-8772-6_9

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  35. はじめに

    松林 嘉克

    植物の生長調節   53 巻 ( 2 ) 頁: 91 - 92   2018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  

    <p>During the past 20 years, biochemical, genetic, and bioinformatic analyses have identified more than a dozen secreted peptide hormones in plants. These peptide hormones have proven to be functionally more diverse than anticipated. The number of functionally characterized peptide hormones now exceeds the number of classical plant hormones and constitute one of the largest research areas in plant biology. Because a number of uncharacterized genes encoding small secreted peptides have been identified in <i>Arabidopsis</i>, unraveling the signal transduction pathways mediated by secreted peptides is currently one of the most exciting targets. This review series covers recent topics in peptide hormone research in plants.</p>

    DOI: 10.18978/jscrp.53.2_91

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  36. 根の窒素吸収を制御する長距離移行ペプチド群

    田畑 亮, 大久保 祐里, 松林 嘉克

    植物の生長調節   53 巻 ( 2 ) 頁: 93 - 97   2018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  

    <p>Nitrogen (N) is a critical nutrient for plants but is often distributed unevenly in the soil. Plants therefore have evolved a systemic mechanism by which N starvation on one side of the root system leads to a compensatory upregulation of nitrate uptake on the other side. However, the molecular components underlying this long-distance signaling, called systemic N-demand signaling, have long remained elusive. We identified that N starvation-induced small 15-amino-acid secreted peptide, CEP (C-terminally encoded peptide), acts as a root-derived ascending N-demand signal to the shoot via xylem. CEP is recognized in the shoot by specific LRR-receptor kinase, CEPR (CEP receptor), that leads to the production of non-secreted polypeptide, CEPD (CEP downstream), as a secondary signal. CEPD acts as a shoot-derived descending signal to the root via phloem and ultimately upregulates nitrate transporter <i>NRT2.1</i> gene in the roots. Thus, CEP family peptides induced on one side of the roots by local N starvation is able to mediate upregulation of <i>NRT2.1</i> in the distant part of the roots. Our findings provide new insights into the molecular basis of plant adaptation to a dynamically fluctuating N environment.</p>

    DOI: 10.18978/jscrp.53.2_93

    CiNii Research

  37. Cryptic bioactivity capacitated by synthetic hybrid plant peptides 査読有り 国際誌 Open Access

    Hirakawa, Y; Shinohara, H; Welke, K; Irle, S; Matsubayashi, Y; Torii, KU; Uchida, N

    NATURE COMMUNICATIONS   8 巻   頁: 14318   2017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 Communications  

    Evolution often diversifies a peptide hormone family into multiple subfamilies, which exert distinct activities by exclusive interaction with specific receptors. Here we show that systematic swapping of pre-existing variation in a subfamily of plant CLE peptide hormones leads to a synthetic bifunctional peptide that exerts activities beyond the original subfamily by interacting with multiple receptors. This approach provides new insights into the complexity and specificity of peptide signalling.

    DOI: 10.1038/ncomms14318

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  38. Expression of Plant Receptor Kinases in Tobacco BY-2 Cells 査読有り

    Shinohara, H; Matsubayashi, Y

    PLANT RECEPTOR KINASES   1621 巻   頁: 29 - 35   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:論文集(書籍)内論文   出版者・発行元:Methods in Molecular Biology  

    Although more than 600 single-transmembrane receptor kinase genes have been found in the Arabidopsis genome, only a few of them have known physiological functions, and even fewer plant receptor kinases have known specific ligands. Ligand-binding analysis must be operated using the functionally expressed receptor form. However, the relative abundance of native receptor kinase molecules in the plasma membrane is often quite low. Here, we present a method for stable and functional expression of plant receptor kinases in tobacco BY-2 cells that allows preparation of microsomal fractions containing the receptor. This procedure provides a sufficient amount of receptor proteins while maintaining its ligand-binding activities.

    DOI: 10.1007/978-1-4939-7063-6_3

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  39. Photoaffinity Labeling of Plant Receptor Kinases 査読有り

    Shinohara, H; Matsubayashi, Y

    PLANT RECEPTOR KINASES   1621 巻   頁: 59 - 68   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:論文集(書籍)内論文   出版者・発行元:Methods in Molecular Biology  

    Defining the ligand-binding activity of receptors is important because the binding of ligands is the initial reaction in secreted ligand-dependent cell-to-cell communication. Photoaffinity labeling is one of the most efficient biochemical techniques for detecting direct ligand-receptor interactions. Here, we describe photoaffinity labeling to visualize the direct interaction between peptide ligands and their receptors by using photoactivatable and radioactive peptide ligand derivatives.

    DOI: 10.1007/978-1-4939-7063-6_6

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  40. Long-distance peptide signaling essential for nutrient homeostasis in plants. Open Access

    Okamoto S, Tabata R, Matsubayashi Y

    Current opinion in plant biology   34 巻   頁: 35-40   2016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)  

    DOI: 10.1016/j.pbi.2016.07.009

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  41. Loss of function at RAE2, a previously unidentified EPFL, is required for awnlessness in cultivated Asian rice. Open Access

    Bessho-Uehara K, Wang DR, Furuta T, Minami A, Nagai K, Gamuyao R, Asano K, Angeles-Shim RB, Shimizu Y, Ayano M, Komeda N, Doi K, Miura K, Toda Y, Kinoshita T, Okuda S, Higashiyama T, Nomoto M, Tada Y, Shinohara H, Matsubayashi Y, Greenberg A, Wu J, Yasui H, Yoshimura A, Mori H, McCouch SR, Ashikari M

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   113 巻 ( 32 ) 頁: 8969-74   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)  

    DOI: 10.1073/pnas.1604849113

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  42. Identification of three LRR-RKs involved in perception of root meristem growth factor in Arabidopsis. 査読有り Open Access

    Shinohara H, Mori A, Yasue N, Sumida K, Matsubayashi Y

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   113 巻 ( 14 ) 頁: 3897-902   2016年4月

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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: 10.1073/pnas.1522639113

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  43. A comprehensive strategy for identifying long-distance mobile peptides in xylem sap. 査読有り Open Access

    Okamoto S, Suzuki T, Kawaguchi M, Higashiyama T, Matsubayashi Y

    The Plant journal : for cell and molecular biology   84 巻 ( 3 ) 頁: 611-20   2015年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/tpj.13015

    PubMed

  44. An Arabidopsis thaliana copper-sensitive mutant suggests a role of phytosulfokine in ethylene production 査読有り Open Access

    Wu Tao, Kamiya Takehiro, Yumoto Hiroko, Sotta Naoyuki, Katsushi Yamaguchi, Shigenobu Shuji, Matsubayashi Yoshikatsu, Fujiwara Toru

    JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY   66 巻 ( 13 ) 頁: 3657-3667   2015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)  

    DOI: 10.1093/jxb/erv105

    Open Access

    Web of Science

  45. A cascade of arabinosyltransferases controls shoot meristem size in tomato 査読有り

    Xu Cao, Liberatore Katie L., MacAlister Cora A., Huang Zejun, Chu Yi-Hsuan, Jiang Ke, Brooks Christopher, Ogawa-Ohnishi Mari, Xiong Guangyan, Pauly Markus, Van Eck Joyce, Matsubayashi Yoshikatsu, van der Knaap Esther, Lippman Zachary B.

    NATURE GENETICS   47 巻 ( 7 ) 頁: 784-+   2015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)  

    DOI: 10.1038/ng.3309

    Web of Science

  46. An Arabidopsis thaliana copper-sensitive mutant suggests a role of phytosulfokine in ethylene production. 査読有り Open Access

    Wu T, Kamiya T, Yumoto H, Sotta N, Katsushi Y, Shigenobu S, Matsubayashi Y, Fujiwara T

    Journal of experimental botany   66 巻 ( 13 ) 頁: 3657-67   2015年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/jxb/erv105

    Open Access

    PubMed

  47. Reevaluation of the CLV3-receptor interaction in the shoot apical meristem: dissection of the CLV3 signaling pathway from a direct ligand-binding point of view 査読有り Open Access

    Shinohara Hidefumi, Matsubayashi Yoshikatsu

    PLANT JOURNAL   82 巻 ( 2 ) 頁: 328-336   2015年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/tpj.12817

    Web of Science

  48. Reevaluation of the CLV3-receptor interaction in the shoot apical meristem: dissection of the CLV3 signaling pathway from a direct ligand-binding point of view. 査読有り Open Access

    Shinohara H, Matsubayashi Y

    The Plant journal : for cell and molecular biology   82 巻 ( 2 ) 頁: 328-36   2015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)  

    DOI: 10.1111/tpj.12817

    PubMed

  49. Identification of three potent hydroxyproline O-galactosyltransferases in Arabidopsis 査読有り Open Access

    Ogawa-Ohnishi Mari, Matsubayashi Yoshikatsu

    PLANT JOURNAL   81 巻 ( 5 ) 頁: 736-746   2015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)  

    DOI: 10.1111/tpj.12764

    Web of Science

  50. Identification of three potent hydroxyproline O-galactosyltransferases in Arabidopsis. 査読有り Open Access

    Ogawa-Ohnishi M, Matsubayashi Y

    The Plant journal : for cell and molecular biology   81 巻 ( 5 ) 頁: 736-46   2015年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/tpj.12764

    PubMed

  51. CLE6 expression recovers gibberellin deficiency to promote shoot growth in Arabidopsis 査読有り Open Access

    Bidadi Haniyeh, Matsuoka Keita, Sage-Ono Kimiyo, Fukushima Jun, Pitaksaringkarn Weerasak, Asahina Masashi, Yamaguchi Shinjiro, Sawa Shinichiro, Fukuda Hiroo, Matsubayashi Yoshikatsu, Ono Michiyuki, Satoh Shinobu

    PLANT JOURNAL   78 巻 ( 2 ) 頁: 241-252   2014年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/tpj.12475

    Web of Science

  52. Posttranslationally Modified Small-Peptide Signals in Plants 査読有り

    Matsubayashi Yoshikatsu

    ANNUAL REVIEW OF PLANT BIOLOGY, VOL 65   65 巻   頁: 385-413   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1146/annurev-arplant-050312-120122

    Web of Science

  53. Posttranslationally modified small-peptide signals in plants. 査読有り

    Matsubayashi Y

    Annual review of plant biology   65 巻   頁: 385-413   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1146/annurev-arplant-050312-120122

    PubMed

  54. Identification of three hydroxyproline O-arabinosyltransferases in Arabidopsis thaliana 査読有り

    Ogawa-Ohnishi Mari, Matsushita Wataru, Matsubayashi Yoshikatsu

    NATURE CHEMICAL BIOLOGY   9 巻 ( 11 ) 頁: 726-+   2013年11月

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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: 10.1038/NCHEMBIO.1351

    Web of Science

  55. A Novel Pollen-Pistil Interaction Conferring High-Temperature Tolerance during Reproduction via CLE45 Signaling 査読有り Open Access

    Endo Satoshi MS, Shinohara Hidefumi, Matsubayashi Yoshikatsu, Fukuda Hiroo

    CURRENT BIOLOGY   23 巻 ( 17 ) 頁: 1670-1676   2013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)  

    DOI: 10.1016/j.cub.2013.06.060

    Web of Science

  56. Root-derived CLE glycopeptides control nodulation by direct binding to HAR1 receptor kinase 査読有り Open Access

    Okamoto Satoru, Shinohara Hidefumi, Mori Tomoko, Matsubayashi Yoshikatsu, Kawaguchi Masayoshi

    NATURE COMMUNICATIONS   4 巻   2013年8月

     詳細を見る

    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)  

    DOI: 10.1038/ncomms3191

    Web of Science

  57. Chemical Synthesis of Arabidopsis CLV3 Glycopeptide Reveals the Impact of Hydroxyproline Arabinosylation on Peptide Conformation and Activity 査読有り Open Access

    Shinohara Hidefumi, Matsubayashi Yoshikatsu

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   54 巻 ( 3 ) 頁: 369-374   2013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)  

    DOI: 10.1093/pcp/pcs174

    Open Access

    Web of Science

  58. Identification of three hydroxyproline O-arabinosyltransferases in Arabidopsis thaliana 査読有り

    Ogawa-Ohnishi M., Matsushita W., Matsubayashi Y.

    NATURE CHEMICAL BIOLOGY   9 巻   頁: 726-730   2013年1月

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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)  

    Hydroxyproline (Hyp) O-arabinosylation is a posttranslational modification that is prominent in extracellular glycoproteins in plants. Hyp O-arabinosylation is generally found in these glycoproteins in the form of linear oligoarabinoside chains and plays a key role in their function by contributing to conformational stability. However, Hyp O-arabinosyltransferase (HPAT), a key enzyme that catalyzes the transfer of the L-arabinose to the hydroxyl group of Hyp residues, has remained undiscovered. Here, we purified and identified Arabidopsis HPAT as a Golgi-localized transmembrane protein that is structurally similar to the glycosyltransferase GT8 family. Loss-of-function mutations in HPAT genes cause pleiotropic phenotypes that include enhanced hypocotyl elongation, defects in cell wall thickening, early flowering, early senescence, and impaired pollen tube growth. Our results indicate essential roles of Hyp O-arabinosylation in both vegetative and reproductive growth in plants.

    DOI: 10.1038/NCHEMBIO.1351

  59. Chemical synthesis of Arabidopsis CLV3 glycopeptide reveals the impact of hydroxyproline arabinosylation on peptide conformation and activity. 査読有り

    Shinohara H. and Matsubayashi Y.

    Plant Cell Physiol.   54 巻   頁: 369-374   2013年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Arabinosylation of hydroxyproline (Hyp) is a posttranslational modification often found in secreted peptide signals in plants. The physiological importance of this modification was highlighted by the finding that CLAVATA3 (CLV3), a key peptide signal for regulating the fate of stem cells in shoot apical meristem (SAM) in Arabidopsis, contains three L-arabinose residues linked via linear β-1,2-linkages. However, understanding the functions and properties of arabinosylated peptides have been hindered by difficulties in synthesizing the complex arabinose chain. Here we report the stereoselective total synthesis of β-1,2-linked tri-arabinosylated CLV3 peptide ([Ara3]CLV3). Chemically synthesized [Ara3]CLV3 restricted stem cell activity more effectively than did unmodified CLV3 peptide. Comparison of mono-, di- and tri-arabinosylated CLV3 glycopeptides revealed that the biological activity increased progressively as arabinose chain length increased. Thus, arabinose chain length of CLV3 is important for its biological activity. NMR spectroscopy and NOE-based structure calculations further revealed the structural impact of the arabinose chain on peptide conformation. The arabinose chain of [Ara3]CLV3 extends toward the C-terminal end of the peptide, and its non-reducing end is positioned proximal to the peptide backbone. Consequently, the arabinose chain causes distinct distortion in the C-terminal half of the peptide in a highly directional manner. The established synthetic route of [Ara3]CLV3 will greatly contribute to our understanding of the biology and biochemistry of arabinosylated peptide signals in plants.

  60. Biochemical mapping of a ligand-binding domain within Arabidopsis BAM1 reveals diversified ligand recognition mechanisms of plant LRR-RKs 査読有り Open Access

    Shinohara Hidefumi, Moriyama Yuji, Ohyama Kentaro, Matsubayashi Yoshikatsu

    PLANT JOURNAL   70 巻 ( 5 ) 頁: 845-854   2012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)  

    DOI: 10.1111/j.1365-313X.2012.04934.x

    Web of Science

  61. Recent progress in research on small post-translationally modified peptide signals in plants 査読有り Open Access

    Matsubayashi Yoshikatsu

    GENES TO CELLS   17 巻 ( 1 ) 頁: 1-10   2012年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01569.x

    Web of Science

  62. Biochemical mapping of a ligand-binding domain within Arabidopsis BAM1 reveals diversified ligand recognition mechanisms of plant LRR-RKs. 査読有り Open Access

    Shinohara H., Moriyama Y., Ohyama K., Matsubayashi Y.

    Plant J.   70 巻   頁: 845-854   2012年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Leucine-rich repeat receptor kinases (LRR-RKs) comprise the largest subfamily of the transmembrane receptor kinases in plants. In several LRR-RKs, a loop-out region called an island domain that intercepts the extracellular tandem LRRs at a position near the transmembrane domain constitutes the ligand-binding pocket, but the absence of the island domain in numerous LRR-RKs raises questions about which domain specifically recognizes the corresponding ligands in non-island domain-carrying LRR-RKs. Here, we determined by photoaffinity labeling followed by chemical and enzymatic digestion that BAM1, a CLV1/BAM family LRR-RK whose extracellular domain is comprised of 22 consecutive LRRs, directly interacts with the small peptide ligand CLE9 at the LRR6-8 region that is relatively distal from the transmembrane domain. Multiple sequence alignment and homology modeling revealed that the inner concave side of LRR6-8 of the CLV1/BAM family LRR-RKs is slightly deviatory from the LRR consensus. Supporting our findings, the clv1-4 mutant carries a missense mutation at the inner concave side of LRR6 of CLV1, and introduction of the corresponding mutation into BAM1 resulted in complete loss of ligand-binding activity. Our results indicate that ligand recognition mechanisms of plant LRR-RKs are more complex and diversified than anticipated.

    DOI: 10.1086/491575

  63. Post-Translational Modifications in Secreted Peptide Hormones in Plants 査読有り Open Access

    Matsubayashi Yoshikatsu

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   52 巻 ( 1 ) 頁: 5-13   2011年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/pcp/pcq169

    Open Access

    Web of Science

  64. Arabinosylated glycopeptide hormones: new insights into CLAVATA3 structure 査読有り

    Shinohara Hidefumi, Matsubayashi Yoshikatsu

    CURRENT OPINION IN PLANT BIOLOGY   13 巻 ( 5 ) 頁: 515-519   2010年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.pbi.2010.05.008

    Web of Science

  65. Identification of tyrosylprotein sulfotransferase in Arabidopsis 査読有り Open Access

    Komori Ryota, Amano Yukari, Ogawa-Ohnishi Mari, Matsubayashi Yoshikatsu

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   106 巻 ( 35 ) 頁: 15067-15072   2009年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1073/pnas.0902801106

    Open Access

    Web of Science

  66. A glycopeptide regulating stem cell fate in Arabidopsis thaliana 査読有り

    Ohyama Kentaro, Shinohara Hidefumi, Ogawa-Ohnishi Mari, Matsubayashi Yoshikatsu

    NATURE CHEMICAL BIOLOGY   5 巻 ( 8 ) 頁: 578-580   2009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)  

    DOI: 10.1038/nchembio.182

    Web of Science

  67. Involvement of Phytosulfokine in the Attenuation of Stress Response during the Transdifferentiation of Zinnia Mesophyll Cells into Tracheary Elements 査読有り Open Access

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

    PLANT PHYSIOLOGY   150 巻 ( 1 ) 頁: 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)  

    DOI: 10.1104/pp.109.135954

    Open Access

    Web of Science

  68. Non-cell-autonomous control of vascular stem cell fate by a CLE peptide/receptor system 査読有り Open Access

    Hirakawa Yuki, Shinohara Hidefumi, Kondo Yuki, Inoue Asuka, Nakanomyo Ikuko, Ogawa Mari, Sawa Shinichiro, Ohashi-Ito Kyoko, Matsubayashi Yoshikatsu, Fukuda Hiroo

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   105 巻 ( 39 ) 頁: 15208-15213   2008年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1073/pnas.0808444105

    Open Access

    Web of Science

  69. Identification of a biologically active, small, secreted peptide in Arabidopsis by in silico gene screening, followed by LC-MS-based structure analysis 査読有り Open Access

    Ohyama Kentaro, Ogawa Mari, Matsubayashi Yoshikatsu

    PLANT JOURNAL   55 巻 ( 1 ) 頁: 152-160   2008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)  

    DOI: 10.1111/j.1365-313X.2008.03464.x

    Web of Science

  70. Identification of a biologically active, small, secreted peptide in Arabidopsis by in silico gene screening, followed by LC-MS-based structure analysis. 査読有り Open Access

    Ohyama K, Ogawa M, Matsubayashi Y.

    Plant J.   55 巻   頁: 152-160   2008年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Peptidomics is a challenging field in which to create a link between genomic information and biological function through biochemical analysis of expressed peptides, including precise identification of post-translational modifications and proteolytic processing. We found that secreted peptides in Arabidopsis plants diffuse into the medium of whole-plant submerged cultures, and can be effectively identified by o-chlorophenol extraction followed by LC-MS analysis. Using this system, we first confirmed that a 12-amino-acid mature CLE44 peptide accumulated at a considerable level in the culture medium of transgenic plants overexpressing CLE44. Next, using an in silico approach, we identified a novel gene family encoding small secreted peptides that exhibit significant sequence similarity within the C-terminal short conserved domain. We determined that the mature peptide encoded by At1g47485, a member of this gene family, is a 15-amino-acid peptide containing two hydroxyproline residues derived from the conserved domain. This peptide, which we have named CEP1, is mainly expressed in the lateral root primordia and, when overexpressed or externally applied, significantly arrests root growth. CEP1 is a candidate for a novel peptide plant hormone.

    DOI: 10.1111/j.1365-313X.2008.03464.x

  71. Non-cell-autonomous control of vascular stem cell fate by a CLE peptide/receptor system. 査読有り Open Access

    Hirakawa Y., Shinohara H., Kondo Y., Inoue A., Nakanomyo I., Ogawa M., Sawa S., Ohashi-Ito K., Matsubayashi Y. and Fukuda H.

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   105 巻   頁: 15208-15213   2008年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1073/pnas.0808444105

  72. A tyrosine-sulfated glycopeptide involved in cellular proliferation and expansion in Arabidopsis. 査読有り Open Access

    Amano Yukari, Tsubouchi Hiroko, Shinohara Hidefumi, Ogawa Mari, Matsubayashi Yoshikatsu

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   104 巻 ( 46 ) 頁: 18333-18338   2007年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1073/pnas.0706403104

    Open Access

    Web of Science

  73. Functional immobilization of plant receptor-like kinase onto microbeads towards receptor array construction and receptor-based ligand fishing 査読有り Open Access

    Shinohara Hidefumi, Matsubayashi Yoshikatsu

    PLANT JOURNAL   52 巻 ( 1 ) 頁: 175-184   2007年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/j.1365-313X.2007.03204.x

    Web of Science

  74. Identification of ligand binding site of phytosulfokine receptor by on-column photoaffinity labeling 査読有り Open Access

    Shinohara Hidefumi, Ogawa Mari, Sakagami Youji, Matsubayashi Yoshikatsu

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   282 巻 ( 1 ) 頁: 124-131   2007年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1074/jbc.M604558200

    Open Access

    Web of Science

  75. Identification of ligand binding site of phytosulfokine receptor by on-column photoaffinity labeling. 査読有り Open Access

    Shinohara H, Ogawa M, Sakagami Y, and Matsubayashi Y.

    J. Biol. Chem.   282 巻   頁: 124-131   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Phytosulfokine (PSK), an endogenous 5-amino-acid secreted peptide in plants, affects cellular potential for growth via binding to PSKR1, a member of the leucine-rich repeat receptor kinase (LRR-RK) family. PSK interacts with PSKR1 in a highly specific manner with a nanomolar dissociation constant. However, it is not known which residues in the PSKR1 extracellular domain constitute the ligand-binding pocket. Here, we identified the PSK-binding domain of carrot PSKR1 (DcPSKR1) by photoaffinity labeling. We cross-linked the photoactivatable PSK analog [125I]Ne-[(4-azidosalicyl)Lys5]PSK with DcPSKR1 using UV irradiation, and mapped the cross-linked region using chemical and enzymatic fragmentation. We also established a novel メon-column photoaffinity labelingモ methodology that allows repeated incorporation of the photoaffinity label to increase the efficiency of the photoaffinity cross-linking reactions. We purified a labeled DcPSKR1 tryptic fragment using anti-PSK antibodies, and identified a peptide fragment that corresponds to the 15-amino-acid Glu503-Lys517 region of DcPSKR1 by MALDI-TOF MS. Deletion of Glu503-Lys517 completely abolishes the ligand-binding activity of DcPSKR1. This region is in the island domain flanked by extracellular LRRs, indicating that this domain forms a ligand-binding pocket that directly interacts with PSK.

    DOI: 10.1074/jbc.M604558200

    Open Access

  76. Functional immobilization of plant receptor-like kinase onto microbeads toward receptor array construction and receptor-based ligand fishing 査読有り

    Shinohara H. and Matsubayashi Y.

    Plant J.   52 巻   頁: 175-184   2007年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Despite the large number of receptor-like kinases (RLKs) in plants, few of them have known specific ligands. Ligand fishing is one of the most challenging post-genomic technologies. Here, we report a strategy for functional immobilization of plant RLKs on microbeads via covalent linkage. Due to the high density of immobilized RLK, ligand-receptor interaction can be visualized at high sensitivity using fluorescent-labeled ligands under the confocal laser scanning microscope. Moreover, using receptor-based affinity chromatography system with RLK microbeads, the ligand of the receptor was directly retrieved at high purity from complex natural samples. Our RLK microbeads and receptor-based ligand fishing approach is a feasible alternative to conventional forward genetics and bioassay-based biochemical purification for identification of novel ligand-receptor pairs in plants.

  77. Functional analysis of phytosulfokine receptor homologs in Arabidopsis 査読有り

    Tsubouchi Hiroko, Shinohara Hidefumi, Ogawa Mari, Sakagami Youji, Matsubayashi Yoshikatsu

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48 巻   頁: S26-S26   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  78. Identification of ligand binding site of phytosulfokine by on-column photoaffinity labeling 査読有り

    Shmohara Hidefumi, Ogawa Mari, Sakagami Youji, Matsubayashi Yoshikatsu

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48 巻   頁: S26-S26   2007年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  79. Disruption and overexpression of Arabidopsis phytosulfokine receptor gene affects cellular longevity and potential for growth 査読有り Open Access

    Matsubayashi Yoshikatsu, Ogawa Mari, Kihara Hitomi, Niwa Masaaki, Sakagami Youji

    PLANT PHYSIOLOGY   142 巻 ( 1 ) 頁: 45-53   2006年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1104/pp.106.081109

    Web of Science

  80. Disruption and overexpression of Arabidopsis phytosulfokine receptor gene affects cellular longevity and potential for growth. 査読有り Open Access

    Matsubayashi, Y., Ogawa, M., Kihara, H., Niwa, M., and Sakagami, Y.

    Plant Physiol.   142 巻   頁: 45-53   2006年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Phytosulfokine (PSK), a 5-amino-acid sulfated peptide that has been identified in conditioned medium of plant cell cultures, promotes cellular growth in vitro via binding to the membrane-localized PSK receptor. Here, we report that loss-of-function and gain-of-function mutations of the Arabidopsis PSK receptor (AtPSKR1) alter cellular longevity and potential for growth without interfering with basic morphogenesis of plants. Although mutant pskr1-1 plants exhibit morphologically normal growth until 3 weeks after germination, individual pskr1-1 cells gradually lose their potential to form calluses as tissues mature. Shortly after a pskr1-1 callus forms, it loses potential for growth, resulting in formation of a smaller callus than the wild-type. Leaves of pskr1-1 plants exhibit premature senescence after bolting. Leaves of AtPSKR1ox plants exhibit greater longevity and significantly greater potential for callus formation than leaves of wild-type plants, irrespective of their age. Calluses derived from AtPSKR1ox plants maintain their potential for growth longer than wild-type calluses. Combined with the present finding that PSK precursor genes are more strongly expressed in mature plant parts than in immature plant parts, the available evidence indicates that PSK signaling affects cellular longevity and potential for growth, and thereby exerts a pleiotropic effect on cultured tissue in response to environmental hormonal conditions.

    DOI: 10.1104/pp.106.081109

  81. Identification and functional characterization of phytosulfokine receptor using a ligand-based approach 招待有り 査読有り

    Matsubayashi Y., Shinohara H. and Ogawa M.

    Chem. Rec.   6 巻   頁: 356-364   2006年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

    DOI: 10.1002/tcr.20090

  82. Peptide hormones in plants 招待有り

    Matsubayashi Y. and Sakagami Y.

    Annu. Rev. Plant Biol.   57 巻   頁: 649-674   2006年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

    In recent years, numerous biochemical and genetic studies have demonstrated that peptide signaling plays a greater than anticipated role in various aspects of plant growth and development. A substantial proportion of these peptides are secretory and act as local signals mediating cell-to-cell communication. Specific receptors for several peptides were identified as being membrane-localized receptor kinases, the largest family of receptor-like molecules in plants. These findings illustrate the importance of peptide signaling in the regulation of plant growth, functions that were previously ascribed to the combined action of small lipophilic compounds referred to as メtraditional plant hormones.モ Here, we outline recent advances in the current understanding of biologically active peptides in plants, currently regarded as a new class of plant hormones.

  83. Peptide hormones in plants 査読有り

    Matsubayashi Yoshikatsu, Sakagami Youji

    ANNUAL REVIEW OF PLANT BIOLOGY   57 巻   頁: 649-674   2006年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1146/annurev.arplant.56.032604.144204

    Web of Science

  84. Identification and functional characterization of phytosulfokine receptor using a ligand-based approach 査読有り

    Matsubayashi Yoshikatsu, Shinohara Hidefumi, Ogawa Mari

    CHEMICAL RECORD   6 巻 ( 6 ) 頁: 356-364   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/tcr.20090

    Web of Science

  85. Phytosulfokine 査読有り

    Matsubayashi Yoshikatsu, Sakagami Youji

    HANDBOOK OF BIOLOGICALLY ACTIVE PEPTIDES     頁: 29-32   2006年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  86. Further analogues of plant peptide hormone phytosulfokine-alpha (PSK-alpha) and their biological evaluation 査読有り

    Bahyrycz A., Matsubayashi Y., Ogawa M., Sakagami Y. and Konopinska D.

    J. Pept Sci.   11 巻   頁: 589-592   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  87. Two stimulatory effects of the peptidyl growth factor phytosulfokine during somatic embryogenesis in Japanese larch (Larix leptolepis Gordon). 査読有り

    Umehara M., Ogita S., Sasamoto H., Eun CH., Matsubayashi Y., Sakagami Y. and Kamada H.

    Plant Sci.   169 巻   頁: 901-907   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.plantsci.2005.06.008

  88. Ion-selective enrichment of tyrosine-sulfated peptides from complex protein digests. 査読有り

    Amano Y., Shinohara H., Sakagami Y. and Matsubayashi Y.

    Anal. Biochem.   346 巻   頁: 124-131   2005年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We have developed a novel procedure for concentrating sulfated peptides, as a front end to mass spectrometric analysis, based on ion-selective interaction of sulfate ions with anion exchangers. Ions with a higher charge and smaller solvated ion radius, such as sulfate ions, have higher retention in an ion exchanger, due to their greater degree of coulombic interactions. We tested the effectiveness of this approach for enrichment and identification of sulfated peptides, using a tryptic digest of bovine serum albumin spiked with model sulfated peptide (molar ratio, 20:1), and using a tryptic digest of bovine fibrinogen. Sulfated peptides are identified by mass spectrometry, in which both the molecular ion and its specific fragment ion produced by facile loss of SO3 are detected. In both experiments, sulfated peptides were strongly retained on the anion exchanger, and were eluted by higher concentrations of competing ion with minimum contamination of non-sulfated peptides. Using this procedure, we determined that the 13-amino-acid C-terminal peptide of the minor gユ chain of bovine fibrinogen contains sulfated tyrosine.

  89. Plant peptide hormone phytosulfokine (PSK-alpha) and its analogues 査読有り

    Bahyrycz Agata, Matsubayashi Yoshikatsu, Ogawa Mari, Sakagami Youji, Konopinska Danuta

    Peptides 2004, Proceedings     頁: 784-785   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  90. Plant peptide hormone phytosulfokine (PSK-alpha): synthesis of new analogues and their biological evaluation 査読有り

    Bahyrycz A., Matsubayashi Y., Ogawa M., Sakagami Y. and Konopinska D.

    J. Pept Sci.   10 巻   頁: 462-469   2004年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  91. Chemical nursing: phytosulfokine improves genetic transformation efficiency by promoting the proliferation of surviving cells on selective media. 査読有り

    Matsubayashi Y., Goto T. and Sakagami Y.

    Plant Cell Rep.   23 巻   頁: 155-158   2004年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00299-004-0816-9

  92. Phytosulfokine stimulates somatic embryogenesis in Cryptomeria japonica. 査読有り Open Access

    Igasaki T., Akashi N., Ujino-Ihara T., Matsubayashi Y., Sakagami Y. and Shinohara K.

    Plant Cell Physiol.   44 巻   頁: 1412-1416   2003年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/pcp/pcg161

  93. Phytosulfokaine-α,a peptidyl plant grouth factor,stimulates cell cycle progression in carrot nonembryogenic cells.

    Plant Biotechnol   20 巻   頁: 195-205   2003年

  94. Ligand-receptor pairs in plant peptide signaling. 招待有り 査読有り

    Matsubayashi Y.

    J. Cell Sci.   116 巻   頁: 3863-3870   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

    DOI: 10.1242/jcs.00733

  95. 植物細胞の増殖を制御するペプチド

    松林嘉克

        2001年7月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    "Peptide Newsletter Japan, 41, 5-7"

  96. ペプチド性植物細胞増殖因子に関する研究(総説). 招待有り Open Access

    松林嘉克

    日本農芸化学会誌   75 巻   頁: 1275-1281   2001年1月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1271/nogeikagaku1924.75.1275

    Open Access

  97. Peptide signals and their receptors in higher plant. 招待有り

    "Matsubayashi Y., Yang H. and Sakagami Y."

    Trends in Plant Science   6 巻   頁: 573-577   2001年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

  98. Diversity of arabidopsis genes encoding precursors for phytosulfokine,a peptide growth factor. 査読有り

    Plant Physiol.   127 巻   頁: 842-851   2001年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  99. Peptide signals and their receptors in higher plants

    Trends in Plant Science   6 巻   頁: 573-577   2001年

     詳細を見る

  100. Peptide growth factor phytosulfokine-a contributes to pollen population effect.

    "Chen Y.F., Matsubayashi Y. and Sakagami Y."

    Planta   211 巻   頁: 752-755   2000年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  101. Existence of a plant tyrosylprotein sulfotransferase: novel plant enzyme catalyzing tyrosine O-sulfation of preprophytosulfokine variants in vitro.

    "Hanai H., Nakayama D., Yang H., Matsubayashi Y., Hirota Y. and Sakagami Y."

    FEBS Letters   470 巻   頁: 97-101   2000年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  102. "Rapid and efficient Agrobacterium infection-mediated transient gene expression in rice Oc cells and its application for expression and suppression of OsPSK cDNA for a precursor to phytosulfokine-a, a peptide plant growth factor."

    "Yang H., Morita A., Matsubayashi Y., Nakamura K. and Sakagami Y."

    Plant and Cell Physiology   41 巻   頁: 811-816   2000年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  103. "Molecular cloning and characterization of OsPSK, a gene encoding a precursor for phytosulfokine-α, required for rice cell proliferation."

    "Yang H., Matsubayashi Y., Hanai H., Nakamura K. and Sakagami Y."

    Plant Molecular Biology   44 巻   頁: 635-647   2000年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  104. "Phytosulfokine-α, a peptide growth factor found in higher plants: Its structure, functions, precursor and receptors." 招待有り

    "Yang H., Matsubayashi Y., Hanai H. and Sakagami Y."

    Plant and Cell Physiology   41 巻   頁: 825-830   2000年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

  105. 120- and 160-kDa receptors for endogenous mitogenic peptide, phytosulfokine-alpha, in rice plasma membranes. 査読有り

    J. Biol. Chem.   275 巻   頁: 15520-15525   2000年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  106. A secreted peptide growth factor, phytosulfokine,acting as a stimulatory factor of carrot somatic embryo formation. 査読有り Open Access

    Plant Cell Physiol.   41 巻   頁: 27-32   2000年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/0004-637X/749/2/173

  107. "Promotive effects of the peptidyl plant growth factor, phytosulfokine-a, on the growth and chlorophyll content of Arabidopsis seedlings under high night-time temperature conditions."

    "Yamakawa S., Matsubayashi Y. Sakagami Y., Kamada H. and Satoh S."

    "Bioscience, Biotechnology and Biochemistry"   63 巻   頁: 2240-2243   1999年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  108. "Stimulatory effects of a novel peptidyl plant growth factor, phytosulfokine-a, on the adventitious bud formation from callus of Antirrhium majus."

    "Yang G., Shen T., Kobayashi Y., Matsubayashi Y., Sakagami Y. and Kamada H."

    Plant Biotechnology   16 巻   頁: 231-234   1999年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  109. Oryza sativa PSK gene encodes a precursor ofphytosulfokine-alpha, a sulfated peptide growthfactor found in plants. 査読有り

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   96 巻   頁: 13560-13565   1999年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  110. Characterization of specific binding sites for a mitogenic sulfated peptide, phytosulfokine-alpha, in the plasma membrane fraction derived from Oryza sativa L. 査読有り

    Eur. J. Biochem.   262 巻   頁: 666-671   1999年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00441-003-0732-2

  111. Preparation and characterization of fully active biotinylated analogs of phytosulfokine-alpha. 査読有り

    Biosci. Biotechnol. Biochem.   63 巻   頁: 1847-1849   1999年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  112. The endogenous sulfated pentapeptide, phytosulfokine-alpha, stimulates tracheary element differentiation of isolated mesophyll cells of Zinnia elegans. 査読有り

    Plant Physiol.   120 巻   頁: 1043-1048   1999年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  113. Physiological relationships between auxin, cytokinin, and a peptide growth factor, phytosulfokine-α, in stimulation of asparagus cell proliferation.

    Planta   207 巻   頁: 559-565   1999年

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1007/s004250050518

  114. Phytosulfokine-alpha, a peptidyl plant growth factor, stimulates somatic embryogenesis in carrot. 査読有り

    J. Exp. Bot.   50 巻   頁: 1123-1128   1999年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  115. "The promotive effects of a peptidyl plant growth factor, phytosulfokine-α,on the formation of adventitious roots and expression of a gene for a root-specific cystain in cucumber hypocotyls."

    "Yamakawa S., Sakuta C., Matsubayshi Y., Sakagami Y., Kamada H. and Satoh S."

    Journal of Plant Research   111 巻   頁: 453-458   1998年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  116. Differential induction by methyl jasmonate of genes encoding ornithine decarboxylase and other enzymes involved in nicotine biosynthesis in tobacco cell cultures.

    "Imanishi S., Hashizume K., Nakakita M., Kojima H., Matsubayashi Y., Hashimoto T., Sakagami Y., Yamada Y. and Nakamura K."

    Plant Molecular Biology   38 巻   頁: 1101-1111   1998年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1023/A:1006058700949

  117. Promotion by a peptidyl growth factor, phytosulfokine-α, of chlorophyll formation in etiolated cotyledon of cucumber

    Yamakawa S., Matsubayashi Y., Sakagami Y., Kamada H. and Satoh S.

    Biosci. Biotech. Biochem.   62 巻   頁: 2441-2443   1998年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  118. Effect of medium ammonium-nitrate ratio on competence for cell division induced by phytosulfokine-alpha. 査読有り

    Plant Cell Rep.   17 巻   頁: 368-372   1998年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  119. 植物細胞の増殖を誘導するペプチド性因子. 招待有り

    "松林嘉克,坂神洋次"

    化学と生物   35 巻   頁: 6-8   1997年1月

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    記述言語:日本語  

  120. 植物細胞増殖因子(総説). 招待有り Open Access

    "松林嘉克,坂神洋次"

    植物の化学調節   32 巻   頁: 160-171   1997年1月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    DOI: 10.18978/jscrpi.32.2_160

    Open Access

  121. Phytosulfokine-alpha, a sulfated pentapeptide, stimulates the proliferation of rice cells by means of specific high-and low-affinity binding sites. 査読有り

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   94 巻   頁: 13357-13362   1997年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1073/pnas.94.24.13357

  122. 植物細胞増殖因子(ミニレビュー). 招待有り Open Access

    "松林嘉克,坂神洋次"

    日本農芸化学会誌   70 巻   頁: 588-590   1996年1月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1271/nogeikagaku1924.70.588

    Open Access

  123. Phytosulfokine, sulfated peptides that induce the proliferation of single cells of Asparagus officinalis L. 査読有り

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   93 巻   頁: 7623-7627   1996年

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

  124. Active fragments and analogs of the plaant growth factor, phytosulfokine : Structure-activity relationships. 査読有り

    Biochem. Biophys. Res. Commun.   225 巻   頁: 209-214   1996年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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書籍等出版物 11

  1. 植物の行動生態学

    松林嘉克( 担当: 共著 ,  範囲: 第7章 長距離移行ペプチドを介した植物の変動窒素環境への適応)

    種生物学会  2023年1月 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  2. Evaluation of direct ligand-receptor interactions by photoaffinity labeling 査読有り

    H Shinohara, Y Matsubayashi( 担当: 共著)

    Plant Peptide Hormones and Growth Factors  2023年 

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    担当ページ:231-240   記述言語:英語 著書種別:学術書

  3. Extraction of apoplastic peptides for the structural elucidation of mature peptide hormones in Arabidopsis 査読有り

    M Ogawa-Ohnishi, Y Matsubayashi( 担当: 共著)

    Plant Peptide Hormones and Growth Factors  2023年 

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    担当ページ:81-87   記述言語:英語 著書種別:学術書

  4. 植物の低窒素環境における生存戦略

    大久保祐里,松林嘉克,木羽隆敏( 担当: 共著)

    化学と生物/日本農芸化学会  2022年7月 

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    担当ページ:352-359   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  5. 植物の窒素吸収を制御する長距離情報伝達 −葉と根のコミュニケーションによる需要と供給の調節機構−

    大久保祐里,松林嘉克( 担当: 共著)

    情報処理/情報処理学会  2021年11月 

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    担当ページ:e10-e12   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  6. 植物の窒素栄養吸収制御の巧みなしくみ

    大久保祐里,松林嘉克( 担当: 共著)

    生化学/日本生化学会  2021年6月 

     詳細を見る

    担当ページ:400-403   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  7. 窒素取り込みを制御する長距離移行ペプチド群

    大久保祐里,松林嘉克( 担当: 共著)

    アグリバイオ/北隆館  2021年5月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  8. 植物の窒素栄養吸収制御の巧みなしくみ

    松林 嘉克

    生化学/日本生化学会  2021年 

     詳細を見る

  9. 窒素取り込みを制御する長距離移行ペプチド群

    松林 嘉克

    アグリバイオ/北隆館  2021年 

     詳細を見る

  10. 生物の科学 遺伝

    松林 嘉克

    エヌ・ティー・エス  2020年  ( ISBN:4860436393

     詳細を見る

    総ページ数:160  

    CiNii Research

  11. 生物の科学 遺伝

    松林 嘉克

    エヌ・ティー・エス  2020年 

     詳細を見る

    総ページ数:160  

    CiNii Research

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MISC 8

  1. 植物の低栄養耐性-1 植物の低窒素環境における生存戦略 窒素不足に適応する巧妙な仕組み

    大久保祐里, 松林嘉克, 木羽隆敏  

    化学と生物60 巻 ( 7 )   2022年

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  2. [植物と情報処理]〈カテゴリ1 植物の情報処理機能〉1.4 植物の窒素吸収を制御する長距離情報伝達-葉と根のコミュニケーションによる需要と供給の調節機構-

    大久保祐里, 松林嘉克  

    情報処理62 巻 ( 12 )   2021年

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  3. 植物ペプチドの多様な生理機能と応用展開 2 窒素取り込みを制御する長距離移行ペプチド群

    大久保祐里, 松林嘉克  

    アグリバイオ5 巻 ( 5 )   2021年

     詳細を見る

  4. 植物の窒素栄養吸収制御の巧みな仕組み

    大久保祐里, 松林嘉克  

    生化学93 巻 ( 3 )   2021年

     詳細を見る

  5. 植物の生きる知恵 2 根と葉のコミュニケーションを介した植物の巧妙な窒素取り込み制御

    大久保祐里, 松林嘉克  

    生物の科学 遺伝74 巻 ( 5 )   2020年

     詳細を見る

  6. P4-2-2 局所的な鉄欠乏に応答した植物の長距離シグナル制御機構(4-2 植物の微量栄養素,2019年静岡大会)

    田畑 亮, 生田 久美子, 田村 花, 神谷 岳洋, 田野井 慶太朗, 松林 嘉克, 榊原 均  

    日本土壌肥料学会講演要旨集65 巻 ( 0 ) 頁: 60 - 60   2019年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本土壌肥料学会  

    DOI: 10.20710/dohikouen.65.0_60_3

    CiNii Research

    researchmap

  7. 植物の生長調節 カスパリー線の形成に必要なチロシン硫酸化ペプチドホルモン

    藤田智史, 篠原秀文, 松林嘉克  

    植物の生長調節53 巻 ( 2 ) 頁: 102‐108 - 108   2018年12月

     詳細を見る

    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  

    <p>To adapt ever-changing situations, multicellular organisms have developed several types of extracellular barriers as a result of evolutionary convergence. Plant roots establish two types of extracellular barriers, namely Casparian strip (CS) and suberin lamellae, inside of the roots, not on their surface. The Casparian strips mainly consist of lignin, a highly hydrophobic chemical, which blocks free diffusion of ions or small molecules across endodermal cell layers. Despite of the physiological importance, the mechanisms underlying functional Casparian strip formation are not yet uncovered. Recently, two independent groups identified exactly the same peptide-receptor pair for Casparian strip maturation by completely different approaches. Geldner’s group in Lausanne identified the pair by forward genetics and database search, while Matsu-bayashi’s group in Nagoya identified the pair by <i>in silico</i> and biochemical screens. This review focuses on how these two groups identified the sulfated peptides, CIF1/2 (<U>C</U>asparian strip <U>i</U>ntegrity <U>f</U>actors 1/2), and how these peptides function on the Casparian strips. Furthermore, we discuss the mode of action of the peptides during CS maturation in developmental context and their roles under physiological or stress conditions.</p>

    DOI: 10.18978/jscrp.53.2_102

    CiNii Research

    J-GLOBAL

    researchmap

  8. 植物の生長調節 根の窒素吸収を制御する長距離移行ペプチド群

    田畑亮, 大久保祐里, 松林嘉克  

    植物の生長調節53 巻 ( 2 )   2018年

     詳細を見る

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講演・口頭発表等 25

  1. Plant adaptation to fluctuating nitrogen environment by long-range mobile peptide signals 招待有り 国際会議

    The 7th International Conference on Plant Vascular Biology  2025年7月10日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2025年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Osaka, Japan  

  2. Plant adaptation to fluctuating nitrogen environment by long-range mobile peptide signals 招待有り 国際会議

    The 24th International Conference on Plant Growth Substances  2025年6月30日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2025年6月 - 2025年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Colorado, USA  

  3. 植物生理学会賞受賞講演:新規ペプチドホルモンの同定を基軸とした植物成長・環境適応機構の解明 招待有り

    松林嘉克

    第67回日本植物生理学会年会  2025年3月14日  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2025年3月

    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)  

  4. 葉と根を行き交うペプチドシグナルによる変動する窒素環境への適応 招待有り

    大久保祐里,松林嘉克

    第65回日本植物生理学会年会  2024年3月17日  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2024年3月

    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:神戸  

  5. 細菌由来の免疫誘導ペプチドflg22のC末端を切り出す植物プロテアーゼの同定

    松井 彩,松林嘉克

    第65回日本植物生理学会年会  2024年3月17日  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神戸  

  6. Plant adaptation to fluctuating nitrogen environments by long-range mobile peptide signals 招待有り 国際会議

    Nitrogen2023  2023年11月8日 

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    開催年月日: 2023年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(基調)  

  7. Shoot-derived polypeptides regulate nitrate uptake in the roots under fluctuating nitrogen environments 国際会議

    Nitrogen2023  2023年11月9日 

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    開催年月日: 2023年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  8. Plant adaptation to fluctuating nitrogen environments by long-range mobile peptide signals 招待有り 国際会議

    11th Plant Peptides and Receptors Meeting  2023年10月3日 

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    開催年月日: 2023年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(基調)  

  9. 植物の硝酸吸収活性を制御するリン酸化/脱リン酸化酵素の解析

    大久保祐里,松林嘉克

    日本植物学会第87回大会  2023年9月7日  日本植物学会

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    開催年月日: 2023年9月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:札幌  

  10. 転写因子TGAと長距離移行ペプチドによる硝酸吸収の統御メカニズム

    大久保祐里,松林嘉克

    植物の栄養研究会 第8回研究交流会  2023年9月5日  植物の栄養研究会 第8回研究交流会

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    開催年月日: 2023年9月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:札幌  

  11. Exploring peptide hormones in plants: Identification of five peptide hormone-receptor pairs and two post-translational modification enzymes 招待有り 国際会議

    The 24th International Conference on Plant Growth Substances  2023年7月4日 

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    開催年月日: 2023年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Gyeongju, Korea  

  12. Peptide signal-mediated adaptation to spatially and temporally flucuating environments in plants 招待有り 国際会議

    The 33rd International Conference on Arabidopsis Research  2023年6月9日 

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(基調)  

  13. Regulation of high-affinity nitrate uptake activity by NRT2.1 phosphorylation 招待有り 国際会議

    The 33rd International Conference on Arabidopsis Research  2023年6月9日 

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  14. AGP polysaccharide chains are required for normal biogenesis of plasmodesmata 招待有り 国際会議

    The 33rd International Conference on Arabidopsis Research  2023年6月9日 

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  15. 植物のストレス応答と成長のトレードオフを制御するペプチドホルモン 招待有り

    大西(小川)真理,山下智偉,垣田満,中山卓也,大久保祐里,林陽子,山下恭子,野村泰三,野田沙希,篠原秀文,松林嘉克

    第64回日本植物生理学会年会  2023年3月  日本植物生理学会

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    開催年月日: 2023年3月

    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:京都  

  16. Peptide ligand-mediated trade-off between plant growth and stress response 招待有り 国際会議

    松林嘉克

    38th IPSR International Symposium  2023年2月27日  岡山大学資源植物科学研究所

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    開催年月日: 2023年2月

    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:岡山   国名:日本国  

  17. 定量リン酸化プロテオミクスを用いた植物プロテインフォスファターゼの基質探索 招待有り

    松林嘉克,大久保祐里

    第95回日本生化学会大会シンポジウム  2022年11月9日  日本生化学会

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    開催年月日: 2022年11月

    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:名古屋  

  18. 葉と根を行き交うペプチド群による植物の窒素吸収制御 招待有り

    大久保祐里,松林嘉克

    第95回日本生化学会大会シンポジウム  2022年11月9日  日本生化学会

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    開催年月日: 2022年11月

    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:名古屋  

  19. Plant Receptor Kinases Involved in Perception of Peptide Hormones 招待有り 国際会議

    松林嘉克

    International Conference of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology 2022  2022年9月29日  Korean Society for Molecular and Cellular Biology

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    開催年月日: 2022年9月

    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:済州島   国名:大韓民国  

  20. 植物の窒素吸収を制御する長距離シグナル伝達 招待有り

    大久保祐里,松林嘉克

    日本植物学会大86回大会シンポジウム  2022年9月  日本植物学会

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    開催年月日: 2022年9月

    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:京都  

  21. 植物の窒素吸収を制御する長距離移行ペプチド群 招待有り

    大久保祐里,松林嘉克

    第44回日本分子生物学会年会ワークショップ 「不均一環境変動に対する植物の情報統御機構」  2021年12月3日  日本分子生物学会

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    開催年月日: 2021年12月

    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:横浜  

  22. 理研バイオリソースに支えられた植物ペプチドホルモン研究 招待有り

    松林嘉克

    理研BRC設立20周年記念シンポジウム  2021年10月20日  理化学研究所

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    開催年月日: 2021年10月

    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)  

  23. Roles of two structurally distinct sulfated peptides, PSK and PSY1, in Arabidopsis growth and development 国際会議

    19th International Conference on Plant Growth Substances 

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    開催年月日: 2007年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  24. Physiological functions of two structurally distinct tyrosine-sulfated peptides in Arabidopsis growth and development 国際会議

    18th International Conference on Arabidopsis Research 

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    開催年月日: 2007年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  25. An LRR receptor kinase involved in the perception of a peptide plant hormone, phytosulfokine

    Protein Phosphorylation in Plant Signaling 2005 

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    開催年月日: 2005年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. 新規ペプチドリガンド-受容体ペアの探索を基軸とした植物成長の分子機構解析

    2010年2月 - 2013年5月

    先端研究助成基金助成金(最先端・次世代研究開発支援プログラム) 

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    資金種別:競争的資金

    本研究は,ホルモンなどの物質による植物成長の人為的制御を目指して,新しい植物ホルモンやその受容体を見つけ出すことを主たる目的とした.研究の結果,根端メリステムの細胞分裂活性の制御に関与する新しいペプチドホルモンの発見とその受容体の同定,側根形成への関与が示唆されるペプチドの受容体の同定,マメ科植物の根粒数の調節に関与する糖ペプチドの構造解明と受容体への結合の証明などの成果を得た.また,一部のペプチドやタンパク質の活性化に必要なヒドロキシプロリン残基のアラビノシル化修飾を担う糖転移酵素の精製・同定に成功した.いずれもこれまで全く知られていなかった新しい分子やしくみの発見であり,農作物の品種改良や生育調節に応用可能であると考えられる.

科研費 15

  1. ペプチドシグナリングを介した植物の形態形成・環境応答機構

    研究課題/研究課題番号:25K24596  2026年2月 - 2028年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    松林 嘉克

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:84240000円 ( 直接経費:64800000円 、 間接経費:19440000円 )

  2. 植物が創出した細胞間連絡シンプラストが駆動する環境変動下での個体統御と生存戦略

    研究課題/研究課題番号:25H01340  2025年4月 - 2030年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    野田口 理孝, 松林 嘉克, 児玉 豊, 豊岡 公徳, 吉田 聡子, 打田 直行, 多田 安臣, 壽崎 拓哉, 鈴木 孝征, 佐藤 長緒, 太治 輝昭, 野元 美佳, 芦苅 基行

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    植物は、隣接細胞の細胞壁を貫いて原形質を直接つなぐ原形質連絡と呼ばれるトンネル構造により個々の細胞の原形質空間を共有しており、さらに全身に張り巡らせた篩管によってそれらを結んでいる。この全身で連続的に共有された原形質空間はシンプラストと呼ばれるが、近年の研究により、シンプラストは情報伝達の場として環境変動下における植物の細胞間・組織間コミュニケーションに重要な役割を果たすことが次々と明らかとなってきた。本領域では、領域研究者らの独自の知見に基づき、シンプラストの形成機構と機能制御、およびシンプラストが駆動する個体秩序と生存戦略の分子機構を解明し、多細胞生物の個体統御機構の理解に変革をもたらす。

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  3. 原形質連絡構成分子およびシンプラスト移行性分子の探索

    研究課題/研究課題番号:25H01342  2025年4月 - 2030年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    松林 嘉克

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:69160000円 ( 直接経費:53200000円 、 間接経費:15960000円 )

    植物には、篩管内を長距離移行する非分泌型ペプチド群によって、葉や根などの間で器官間コミュニケーションが行なわれていることが明らかになりつつある。本研究では、独自のスクリーニングにより、植物の器官間コミュニケーションに関わる新しいペプチドシグナルの発見を目指す。また、非分泌型ペプチド群の器官間移行には、細胞同士をつなぐ原形質連絡が重要であることも知られている。原形質連絡の分子透過性が亢進した変異体や原形質連絡数が減少した変異体において存在量が変動するタンパク質を探索することで、原形質連絡の形成機構や制御機構を明らかにする。

  4. ペプチドシグナリングを介した植物の形態形成・環境応答機構

    研究課題/研究課題番号:23H05477  2023年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    松林 嘉克

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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:202930000円 ( 直接経費:156100000円 、 間接経費:46830000円 )

    申請者らは,植物で最初のペプチドホルモンとなったPSKとその受容体の同定を含め,これまでに5種類の新規分泌型ペプチドホルモン-受容体ペアを発見し,植物の形態形成や環境応答のしくみに新たなモデルを提唱してきた.また,植物には篩管内を移行する非分泌型ペプチドを介した独自の長距離シグナリング機構が存在することも見出してきた.本研究では,これまでに発見した5種類のペプチドホルモン-受容体ペアについて,受容体下流の細胞内情報伝達カスケードを明らかにするとともに,長距離シグナリングに関わる新たな篩管移行性ペプチドを探索し,植物におけるペプチドシグナリングの理解のさらなる深化を目指す.
    植物の成長制御や環境応答に関わる新しい分子群として,分泌型ペプチドホルモンや篩管移行性の非分泌型ペプチドシグナルに注目が集まっている.本研究は,申請者らが発見した5種類の分泌型ペプチドホルモンについて,受容体下流の細胞内情報伝達機構の解明を進めるとともに,篩管移行性の非分泌型ペプチドシグナルについては,さらなる新規分子の探索を進め,植物成長の新しい分子機構を明らかにすることを目的としている.
    1.分泌型ペプチドホルモン:多面的に成長に関わるPSK,根端分裂組織のパターニングに関わるRGF,全身的窒素要求シグナリングに関わるCEP,カスパリー線の形成に関わるCIF,成長とストレス応答のトレードオフを制御するPSYについて,共免疫沈降を用いたリガンド依存的に受容体と相互作用する分子の探索と,定量リン酸化プロテオミクスを用いた受容体下流シグナル因子の探索を行なった.それぞれについて,共受容体,キナーゼ,フォスファターゼなど複数の候補を得ており,変異体を用いた機能解析を進めている.
    2.篩管移行性非分泌型ペプチド:窒素欠乏になると葉でつくられ根に移行して窒素吸収を促進するCEPD/CEPDL2ペプチドに加え,窒素十分時に葉でつくられ根に移行して窒素吸収を抑制するGrxS1-S8ペプチドが見出された.両者が拮抗して作用することで,窒素恒常性が保たれている可能性が高いため,さらなる解析を進めている.
    申請者らが発見した5種類の分泌型ペプチドホルモンについて,リガンド依存的に受容体と相互作用する分子の探索と,リガンド処理依存的にリン酸化レベルが変動する因子の探索を進めているが,それぞれについて,共受容体,キナーゼ,フォスファターゼなど,複数の候補を得ている.また,篩管移行性非分泌型ペプチドの研究においても,新規分子群が見出されつつある.これらの結果は,研究の着眼点や,プロテオミクスを中心とした解析手法の精度が高いことを裏付けており,全体として研究は順調に進んでいる.
    1.分泌型ペプチドホルモン:多面的に成長に関わるPSK,根端分裂組織のパターニングに関わるRGF,全身的窒素要求シグナリングに関わるCEP,カスパリー線の形成に関わるCIF,成長とストレス応答のトレードオフを制御するPSYについて,引き続き共免疫沈降を用いたリガンド依存的に受容体と相互作用する分子の探索と,定量リン酸化プロテオミクスを用いた受容体下流シグナル因子の探索を進めていく.得られた候補群それぞれの生理的役割をふまえた最適の手法で機能解析を進めていく.
    2.篩管移行性非分泌型ペプチド:窒素欠乏になると葉でつくられ根に移行して窒素吸収を促進するCEPD/CEPDL2ペプチドに加え,窒素十分時に葉でつくられ根に移行して窒素吸収を抑制するGrxS1-S8ペプチドが見出された.両者が拮抗して作用することで,窒素恒常性が保たれている可能性が高いため,共免疫沈降を用いたターゲット探索や,過剰発現株および欠損株を用いてさらなる機能解析を進めていく.

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  5. 不均一環境変動に対する植物のレジリエンスを支える多層的情報統御の分子機構

    研究課題/研究課題番号:20H05905  2020年11月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    松下 智直, 松林 嘉克, 児玉 豊, 稲垣 宗一, 吉田 聡子, 杉本 慶子, 打田 直行, 多田 安臣, 壽崎 拓哉, 木下 俊則, 花田 耕介, 鈴木 孝征, 佐瀬 英俊, 芦苅 基行, 関 真秀, 桑田啓子

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    植物を取り巻く環境は、土壌栄養や木もれ日のように細かいモザイク状の空間的不均一性を示し、また乾燥刺激のように不規則な時間的変動を伴う。そのため、移動できない植物は広いダイナミックレンジの環境変動を受け止め、それらに頑健かつ柔軟に適応するという、独自のレジリエンス機構を備えている。しかし、従来の研究は均一条件下での単一な環境応答の解析に留まり、本来の不均一かつ複合的な自然環境への多層的な適応機構を理解するには至っていない。本領域では、時空間的に不均一な環境情報を統御する分子機構とそれを支えるプロテオーム多様化機構に焦点を当てることで植物の環境レジリエンスの本質を解明する。

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  6. 長距離シグナリングを介した不均一環境変動への適応機構

    研究課題/研究課題番号:20H05907  2020年11月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    松林 嘉克, 桑田啓子

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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:60060000円 ( 直接経費:46200000円 、 間接経費:13860000円 )

    動き回ることのできない植物は土壌中の窒素などの栄養源に代表されるような空間的に不均一な環境に適応する必要があり、また光合成を行なう気相と栄養吸収を行なう土相という異なる環境空間にまたがって生育するため、地上部と地下部の双方において変動する環境情報を時空間的に統合して適応する必要に迫られる。本研究では、これらの不均一変動環境への適応過程に関わる長距離シグナル伝達に着目し、その分子群の同定や情報統御メカニズムの解明を目指す。
    葉から根に移行する窒素要求シグナルCEPD1/2/CEPDL2の下流で誘導される脱リン酸酵素CEPD-induced phosphatase(CEPH)が,NRT2.1のSer501を脱リン酸化して,硝酸イオン取り込み活性を促進する働きをしていることを明らかにした.また,CEPD1/2/CEPDL2とは反対に,地上部の窒素十分時に誘導され,根に移行して硝酸イオン取り込みを抑制する窒素十分シグナルとしてはたらくGrxS1/2/3/4/5/6/7/8を発見した.両者は転写因子TGA1/4に競合的に結合し,地上部の窒素需要に応じて標的遺伝子の転写をダイナミックに制御していることも明らかにした
    本研究成果は,動物のように動き回ることはできない植物が,様々な環境変化に対してどのように適応しているかの一端を解き明かしたものである.葉が窒素要求(空腹)シグナルと窒素十分(満腹)シグナルを根に送り,根からの窒素吸収を需要に応じて細かく制御しているという発見や,硝酸トランスポーターの活性化に関わるタンパク質脱リン酸酵素の発見などは,植物の窒素栄養吸収のしくみの理解を飛躍的に深めるものであり,窒素栄養研究分野に大きな進展をもたらした.また,作物育種分野にも魅力的な分子育種ターゲットを提示した.

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  7. 植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自律分散型統御システム

    研究課題/研究課題番号:20H05603  2020年4月 - 2021年3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)

    木下 俊則, 松林 嘉克, 松永 幸大

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    担当区分:研究分担者 

    1.「日本の科学 遺伝」に本領域の成果を解説する記事を掲載する。また、これまで本領域が主体となって執筆した特集号の冊子体を作成し、植物関連分野の研究者に配布し、本新学術領域の最新成果を広く知ってもらう。
    2.領域全体の班員の成果を紹介する動画の作成し、YouTube等の動画共有サービスで公開し、社会や国民に広く公開する。
    本領域は、移動しない植物が備えている柔軟かつ合理的な環境応答システム「自律分散型環境応答統御システム」について、これまで盛んに研究が進められてきた「局所的・自律的応答システム」に加え、「長距離シグナリング」や「環境記憶システム」という時空間的な観点も含めて統合的に解析を進めてきた。これまでに463報の原著論文を発表し、これらの多くはインパクトの高い国際科学誌に掲載され、新聞等のメディアでも数多く取り上げられている。
    研究成果とりまとめにおいては、これらの成果を日本語の冊子体で、またインターネットを利用した配信を通じて分かりやすく紹介する取り組みを行った。最終年度はインターネットを利用した配信のひとつとして、研究者インタビューサイト「植物科学のトビラ」を開設し、植物科学の面白さを社会一般に広く発信することを目指した。これまでに計画班および公募班のPIから14名を取材し、研究者になったきっかけ,研究内容やその面白さ,成果の社会的意義などを象徴的な写真とともにインタビュー形式で紹介している。毎日50~100件のアクセスがあり、班員の研究がメディア放映された際などには検索サイトを経由した訪問者でアクセス数が数倍に増えることから、情報発信サイトとして一定の役割を果たしていると自負している。領域研究の終了後も引き続き更新を続けており、現在24名の記事を掲載中である。
    令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
    令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

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  8. ペプチドシグナルを介した植物成長の分子機構

    研究課題/研究課題番号:18H05274  2018年6月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    松林 嘉克

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:192530000円 ( 直接経費:148100000円 、 間接経費:44430000円 )

    特定の生命現象に着目して分子を探索するのではなく,分子に着目して現象やしくみに遡る新しいアプローチによって,①植物細胞のストレス応答と成長の切り替えをコントロールする新しいペプチドホルモンPSYとその受容体PSYRの発見、②葉の窒素需要を根に伝える篩管移行性ペプチドシグナルCEPDL2の発見,③CEPDL2の下流で硝酸トランスポーターNRT2.1を活性化するタンパク質脱リン酸化酵素CEPHの発見,④細菌のべん毛を構成する主要タンパク質であるフラジェリンから植物免疫を誘導するペプチドリガンドを切り出すプロテアーゼの発見,などの成果が得られた.
    本研究成果は,動物のように動き回ることはできない植物が,様々な環境変化に対してどのように適応しているかの一端を解き明かしたものである.ペプチドホルモンPSYの発見は,トレードオフの関係にあるストレス応答と成長能力のバランスの人為的制御につながるブレイクスルーであり,CEPDL2やCEPHの発見は,植物の窒素栄養吸収のしくみの理解を飛躍的に深めるものである.フラジェリンから植物免疫を誘導するペプチドリガンドを切り出すプロテアーゼの発見は,植物が病原細菌を認識するしくみを理解する上での重要な手掛かりとなる.いずれの知見も農作物の生産性向上に応用可能である.

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  9. 植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自立分散型統御システム

    研究課題/研究課題番号:15K21750  2015年11月 - 2020年3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)

    木下 俊則, 松林 嘉克, 松永 幸大, 福田 裕穂, 篠崎 和子, 杉本 慶子, 角谷 徹仁, 白須 賢

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    担当区分:研究分担者 

    移動しない植物は多様な環境変動に迅速に対応するために、柔軟かつ合理的な環境応答システムを備えています。しかし、脳や神経を持たない植物が、いかにして環境からの情報を統御・判断・記憶・出力しているのでしょうか?植物は、細胞群や組織に制御システムを分散させて自律的な環境応答を行ないつつ、それらの情報を全身的な情報伝達系により統御する「自律分散型環境応答統御システム」を進化させました。この局所的かつ自律的な環境応答システムを構成する長距離シグナル伝達システム、およびそれらの情報をキャッシュするための環境記憶システムを理解することを目標とします。
    最先端の植物研究を進めるJohn Innes Centre・The Sainsbury Laboratory(英国)及びStanford University(米国)に共同研究拠点を置き、緊密な国際研究体制を確立することで、本領域から新たな世界の研究潮流を生み出すことが期待される。さらに、本領域の研究から得られる知見をもとに人為的に植物の環境応答能の制御や機能改善が可能となり、地球環境変動に耐えうる植物の作出等を通じて、低炭素社会の発展や食糧増産にも寄与する基盤技術の確立に貢献することが期待される。

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  10. 植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自律分散型統御システム

    研究課題/研究課題番号:15H05955  2015年6月 - 2020年3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)

    木下 俊則, 松林 嘉克, 福田 裕穂, 角谷 徹仁, 白須 賢, 篠崎 和子, 杉本 慶子, 松永 幸大, 多田 安臣, 鈴木 孝征, 桑田啓子, 植田 美那子

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    担当区分:研究分担者 

    中枢神経を持たない植物が、細胞や組織レベルで分散型の応答を行う一方、それらの情報を全身的な情報伝達系により統御する植物特有のダイナミックな環境刺激伝達機構の全体像を解明し、環境記憶がどのように植物の巧みな生存戦略を導いているのかを明らかにすることを目的とし、これまでに多くの成果(発表論文数460報)が得られ、これらの成果の多くはインパクトの高い国際誌に発表し、また新聞等の多くのメディアで取り上げられた。本領域は「局所的・自律的応答」、「長距離シグナリング」、「環境記憶」の各項目に大きく分けることができるが、これらの研究は極めて順調に進展し、項目間をつなぐような革新的な成果も得られた。
    植物は静的で受動的な環境応答に頼っていると考えられがちであるが、巧妙でかつ能動的な環境応答システムを進化させ、厳しい環境の中でも地球上最大のバイオマスを産出している。本領域では、植物科学の多様な分野の研究者が結集し、これまで個別に行ってきた研究を有機的に統合し、ダイナミックな環境応答統御システムの全体像を明らかにする。このような研究分野横断的に、かつ最先端の異分野融合技術を活用して、植物の自律分散型環境記憶統御システムの解明に取り組む。

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  11. 長距離シグナリングを介した変動環境への適応機構

    研究課題/研究課題番号:15H05957  2015年6月 - 2020年3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)

    松林 嘉克, 望田(桑田) 啓子

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:95940000円 ( 直接経費:73800000円 、 間接経費:22140000円 )

    自然界では,土壌中の窒素栄養は均一に存在するとは限らないため,植物は一部の根で窒素欠乏を感知すると,他の根で相補的に取り込みを促進するしくみ,「全身的窒素要求シグナリング」を進化させてきた.本研究では,窒素欠乏時に根で発現するペプチドホルモンCEP,葉の維管束でCEPを認識する受容体CEPR1,およびその下流で根に移行するCEPD1/2が全身的窒素要求シグナリングの主要なコンポーネントであることを見出した.また,葉の窒素需要に応じた硝酸取り込みを制御するCEPDL2や,長距離シグナリングを支える根の維管束系の拡散障壁として機能するカスパリー線の形成に必要な新規ペプチドホルモンCIFを発見した.
    本研究により,全身的窒素要求シグナリングの主要コンポーネントを見出したが,この発見は,植物が局所的環境受容と長距離シグナル伝達との統御に独自のメカニズムを進化させていることを示すものである.また,「維管束は単なる水や栄養の通り道ではなく,組織間を結ぶ情報伝達の場」であり,「気孔からの水分の蒸発によってできる蒸散流が,長距離シグナルの増幅や維管束内での情報伝達に重要な役割を果たしている」など,これまでの理解を覆すような新たな概念を確立した.

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  12. 翻訳後修飾ペプチドを介した植物形態形成の分子機構

    研究課題/研究課題番号:25221105  2013年5月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    松林 嘉克

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:209820000円 ( 直接経費:161400000円 、 間接経費:48420000円 )

    本研究では,植物成長を制御する新しい細胞間シグナルとして注目の集まる翻訳後修飾ペプチドホルモンの探索や受容機構などの解明を行なった.局所的な窒素欠乏を他の根に伝えるペプチドホルモンCEPおよびその受容体CEPRの発見,植物の根の拡散障壁であるカスパリー線の形成に必要なペプチドホルモンCIFの発見,根端分裂組織の細胞分裂活性を制御するRGFの受容体RGFRの同定などの成果が得られた.
    自然界における植物は決して最適ではない環境で生き抜くため,種々の巧妙なしくみを進化させてきた.空間的に不均一な窒素栄養環境下で窒素を効率よく吸収するしくみや,不要な土壌中イオンを流入させないしくみ,根の幹細胞が安定して細胞を供給する分子メカニズムの解明などは,植物成長の根幹の理解につながる成果である.これらの知見は変転する環境に耐える頑強な植物の作出を可能にし,持続可能な食料生産システムの構築に貢献する.

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  13. 分泌因子および受容体キナーゼを介した情報伝達機構

    2007年9月 - 2010年1月

    科学研究費補助金  特定領域研究

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    担当区分:研究代表者 

    ペプチドホルモンの翻訳後修飾のひとつであるチロシン硫酸化に関与する酵素(tyrosylprotein sulfotransferase: TPST)の同定に成功し,この酵素の欠損株では,根端の幹細胞が維持されず,根が極端に短くなることを見出した.さらに,この表現型の原因のひとつとなっていた新しいチロシン硫酸化ペプチドホルモン(root meristem growth factor: RGF)の同定にも成功した.RGFは,根端メリステム幹細胞ニッチの維持およびメリステム活性の制御に関与している.また,液体培地に分泌された微量の分泌型ペプチドの効率的な抽出・構造解析法を確立し,新規ペプチドホルモンの候補を複数見出した.この手法を応用したCLV3ペプチドの構造解析の過程で,Hyp側鎖への糖鎖付加(トリアラビノシル化)という翻訳後修飾を見出し,この修飾がCLV3の生物活性や受容体結合活性を高める重要な働きをしていることを突き止めた.

  14. 翻訳後修飾に着目した分泌型ペプチドミクス

    2006年4月 - 2009年3月

    科学研究費補助金  若手研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

    植物のかたちづくりには様々な内生のペプチドホルモンが関与している.本研究では,in silicoおよび生化学的解析を統合して,翻訳後修飾ペプチドホルモン候補を探索し,その生理機能解析を行なった.その結果,複数の新規ペプチドホルモン候補を見出すことに成功した.また,翻訳後修飾のひとつであるチロシン硫酸化酵素の精製とクローニングを行ない,その遺伝子破壊株が様々な成長異常を示すことを見出した.

  15. 高等植物におけるタンパク質チロシン硫酸化機構の解明

    2004年4月 - 2006年3月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者 

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担当経験のある科目 (本学) 3

  1. 生物学基礎Ⅱ

    2025

  2. 生物学基礎I

    2022

  3. 生理活性物質化学

    2009

担当経験のある科目 (本学以外) 6

  1. 大学院特別講義

    2025年11月 東北大学)

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    科目区分:大学院専門科目 

  2. 大学院特別講義

    2023年12月 九州大学)

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    科目区分:大学院専門科目 

  3. 大学院特別講義

    2023年9月 岡山大学)

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    科目区分:大学院専門科目 

  4. 大学院特別講義

    2022年12月 京都大学)

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    科目区分:大学院専門科目 

  5. 大学院特別講義

    2007年4月 - 2008年3月 東京大学大学院農学生命科学研究科)

  6. 大学院特別講義

    2006年4月 - 2007年3月 京都大学大学院理学研究科)

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社会貢献活動 1

  1. 新規ペプチドホルモンの発見から明らかになる植物の巧みな成長・環境応答機構

    役割:出演

    愛知県立岡崎高等学校・あいち科学技術教育推進協議会  科学三昧inあいち2022  2022年12月

メディア報道 4

  1. 植物の成長とストレス応答を制御 新聞・雑誌

    日経産業新聞  日経産業新聞  2022年10月

  2. 名古屋大が新ホルモン発見 新聞・雑誌

    科学新聞  科学新聞  2022年10月

  3. ストレスに応じ植物の成長調整 新聞・雑誌

    読売新聞  読売新聞  夕刊  2022年10月

  4. 成長を続けるかストレス防御か 植物の切り替えホルモン発見 新聞・雑誌

    中日新聞  中日新聞  朝刊  2022年10月