所属
大学院理学研究科 理学専攻 生命理学 助教
大学院担当
大学院理学研究科
学部担当
理学部
職名
助教
連絡先
外部リンク
タカハシ コウジ
高橋 宏二
TAKAHASHI Koji
学位 3
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博士（農学） （ 1997年3月 名古屋大学 ）
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修士（理学） （ 1993年3月 東京大学 ）
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学士（理学） （ 1991年3月 静岡大学 ）
研究キーワード 1
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植物 伸長生長 オーキシン
研究分野 1
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その他 / その他 / 植物生理
現在の研究課題とSDGs 2
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オーキシン誘導性伸長生長の分子生理学的研究
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植物における生長制御及び細胞壁タンパク質に関する研究
学歴 3
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名古屋大学 農学研究科 生化学制御
- 1996年3月
国名： 日本国
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東京大学 理学系研究科 植物学
1991年4月 - 1993年3月
国名： 日本国
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静岡大学 理学部 生物
1987年4月 - 1991年3月
国名： 日本国
所属学協会 2
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日本植物生理学会
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日本植物学会
委員歴 3
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日本植物生理学会 運営委員会 広報幹事
2020年3月 - 2022年3月
団体区分：学協会
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日本植物学会 第84回大会 実行委員会 オンライン発表担当代表
2020年9月
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第60回 日本植物生理学会年会 大会実行委員会 会場担当代表
2019年3月
団体区分：学協会
論文 37
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Phosphorylation of plasma membrane H+-ATPase Thr881 participates in light-induced stomatal opening 査読有り
Yuki Hayashi, Kohei Fukatsu, Koji Takahashi, Satoru N. Kinoshita, Kyohei Kato, Taku Sakakibara, Keiko Kuwata & Toshinori Kinoshita
Nature Communications 15 巻 頁： 1194 2024年2月
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Identification and improvement of isothiocyanate-based inhibitors on stomatal opening to act as drought tolerance-conferring agrochemicals 査読有り
Yusuke Aihara, Bumpei Maeda, Kanna Goto, Koji Takahashi, Mika Nomoto, Shigeo Toh, Wenxiu Ye, Yosuke Toda, Mami Uchida, Eri Asai, Yasuomi Tada, Kenichiro Itami, Ayato Sato, Kei Murakami* and Toshinori Kinoshita
Nature Communications 14 巻 頁： 2665 2023年5月
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Tryptophan synthase ß subunit 1 affects stomatal phenotypes in Arabidopsis thaliana 査読有り
Midori N Soda, Yuki Hayashi, Koji Takahashi, Toshinori Kinoshita
Frontiers in Plant Science 13 巻 頁： 1011360 2022年11月
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ABP1-TMK auxin perception mediates ultrafast global phosphorylation and auxin canalization. 査読有り 国際共著
Jiří Friml, Michelle Gallei, Zuzana Gelová, Alexander Johnson, Ewa Mazur, Aline Monzer, Lesia Rodriguez, Mark Roosjen, Inge Verstraeten, Branka Živanović, Minxia Zou, Lukas Fiedler, Caterina Giannini, Peter Grones, Walter Kaufmann, Andre Kuhn, Madhumitha Narasimhan, Marek Randuch, Nikola Rydza, Koji Takahashi, Shutang Tan, Anastasia Teplova, Toshinori Kinoshita, Dolf Weijers, Hana Rakusova.
Nature 609 巻 頁： 575 - 581 2022年9月
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Identification of stomatal-regulating molecules from de novo arylamine collection through aromatic C-H amination. 査読有り
Yosuke Toda, Gregory J.P. Perry, Shimpei Inoue, Eri Ito, Takahiro Kawakami, Mina R. Narouz, Koji Takahashi, Yusuke Aihara, Bumpei Maeda, Toshinori Kinoshita, Kenichiro Itami, Kei Murakami
Scientific Reports 12 巻 頁： 949 2022年1月
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Identification of ABA-dependent phosphorylated bHLH transcription factors in guard cells of Vicia faba by mass spectrometry. 査読有り
Yuki Hayashi, Yohei Takahashi, Kohei Fukatsu, Yasuomi Tada, Koji Takahashi, Keiko Kuwata, Takamasa Suzuki, Toshinori Kinoshita
Frontiers in Plant Science 12 巻 頁： 735271 2021年12月
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Cell surface and intracellular auxin signalling for H<SUP>+</SUP> fluxes in root growth
Li, LX; Verstraeten, I; Roosjen, M; Takahashi, K; Rodriguez, L; Merrin, J; Chen, J; Shabala, L; Smet, W; Ren, H; Vanneste, S; Shabala, S; De Rybel, B; Weijers, D; Kinoshita, T; Gray, WM; Friml, J
NATURE 599 巻 ( 7884 ) 頁： 273 - + 2021年11月
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TMK-based cell-surface auxin signalling activates cell-wall acidification
Lin, WW; Zhou, X; Tang, WX; Takahashi, K; Pan, X; Dai, JW; Ren, H; Zhu, XY; Pan, SQ; Zheng, HY; Gray, WM; Xu, TD; Kinoshita, T; Yang, ZB
NATURE 599 巻 ( 7884 ) 頁： 278 - + 2021年11月
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A super-sensitive auxin-inducible degron system with an engineered auxin-TIR1 pair 査読有り
Nishimura, K; Yamada, R; Hagihara, S; Iwasaki, R; Uchida, N; Kamura, T; Takahashi, K; Torii, KU; Fukagawa, T
NUCLEIC ACIDS RESEARCH 48 巻 ( 18 ) 2020年10月
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Pinstatic Acid Promotes Auxin Transport by Inhibiting PIN Internalization 査読有り
Oochi, A; Hajny, J; Fukui, K; Nakao, Y; Gallei, M; Quareshy, M; Takahashi, K; Kinoshita, T; Harborough, SR; Kepinski, S; Kasahara, H; Napier, R; Friml, J; Hayashi, KI
PLANT PHYSIOLOGY 180 巻 ( 2 ) 頁： 1152 - 1165 2019年6月
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Minami, A; Takahashi, K; Inoue, S; Tada, Y; Kinoshita, T
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 60 巻 ( 5 ) 頁： 935 - 944 2019年5月
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A Super Strong Engineered Auxin-TIR1 Pair 査読有り
Yamada, R; Murai, K; Uchida, N; Takahashi, K; Iwasaki, R; Tada, Y; Kinoshita, T; Itami, K; Torii, KU; Hagihara, S
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 59 巻 ( 8 ) 頁： 1538 - 1544 2018年8月
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Rapid and reversible root growth inhibition by TIR1 auxin signalling 査読有り
Fendrych, M; Akhmanova, M; Merrin, J; Glanc, M; Hagihara, S; Takahashi, K; Uchida, N; Torii, KU; Friml, J
NATURE PLANTS 4 巻 ( 7 ) 頁： 453 - 459 2018年7月
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Chemical hijacking of auxin signaling with an engineered auxin-TIR1 pair 査読有り
Uchida, N; Takahashi, K; Iwasaki, R; Yamada, R; Yoshimura, M; Endo, TA; Kimura, S; Zhang, H; Nomoto, M; Tada, Y; Kinoshita, T; Itami, K; Hagihara, S; Torii, KU
NATURE CHEMICAL BIOLOGY 14 巻 ( 3 ) 頁： 299 - + 2018年3月
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Auxin influx carrier AUX1 confers acid resistance for Arabidopsis root elongation through the regulation of plasma membrane H+-ATPase 査読有り
Shin-ichiro Inoue, Koji Takahashi, Hiromi Okumura-Noda, Toshinori Kinoshita
Plant and Cell Physiology 57 巻 ( 10 ) 頁： 2194-2201 2016年
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A flowering integrator, SOC1, affects stomatal opening in Arabidopsis thaliana. 査読有り
Kimura Y, Aoki S, Ando E, Kitatsuji A, Watanabe A, Ohnishi M, Takahashi K, Inoue S, Nakamichi N, Tamada Y, Kinoshita T
Plant & Cell Physiology 56 巻 ( 4 ) 頁： 640-649 2015年4月
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Abscisic acid suppresses hypocotyl elongation by dephosphorylating plasma membrane H+-ATPase in Arabidopsis thaliana 査読有り
Yuki Hayashi, Koji Takahashi, Shin-ichiro Inoue and Toshinori Kinoshita
Plant and Cell Physiology 2014年
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Mg-chelatase I subunit 1 and Mg-protoporphyrin IX methyltransferase affect the stomatal aperture in Arabidopsis thaliana 査読有り
Masakazu Tomiyama, Shin-ichiro Inoue, Tomo Tsuzuki, Midori Soda, Sayuri Morimoto, Yukiko Okigaki, Takaya Ohishi, Nobuyoshi Mochizuki, Koji Takahashi, Toshinori Kinoshita
Journal of Plant Research 127 巻 頁： 553-563 2014年
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Overexpression of the Mg-chelatase H subunit in guard cells confers drought tolerance via promotion of stomatal closure in Arabidopsis thaliana 査読有り
Tomo Tsuzuki, Koji Takahashi, Masakazu Tomiyama, Shin-ichiro Inoue and Toshinori Kinoshita
Frontiers in Plant Science 2013年10月
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Evolutionary appearance of the plasma membrane H+-ATPase containing a penultimate threonine in the bryophyte 査読有り
Masaki Okumura, Koji Takahashi, Shin-ichiro Inoue, Toshinori Kinoshita
Plant Signaling & Behavior 7 巻 ( 8 ) 頁： 1-4 2012年8月
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Characterization of the plasma membrane H+-ATPase in the liverwort Marchantia polymorpha 査読有り
Masaki Okumura, Shin-ichiro Inoue, Koji Takahashi, Kimitsune Ishizaki, Takayuki Kohchi, Toshinori Kinoshita
Plant Physiology 159 巻 頁： 826-834 2012年6月
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Auxin activates the plasma membrane H+-ATPase by phosphorylation during hypocotyl elongation in Arabidopsis thaliana 査読有り
Koji Takahashi, Ken-ichiro Hayashi, Toshinori Kinoshita
Plant Physiology 159 巻 頁： 632-641 2012年6月
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Immunohistochemical detection of blue light-induced phosphorylation of the plasma membrane H+-ATPase in stomatal guard cells. 査読有り
Hayashi M, Inoue S, Takahashi K, Kinoshita T
Plant and Cell Physiology 52 巻 頁： 1238-1248 2011年
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Mg-chelatase H subunit affects ABA signaling in stomatal guard cells, but is not an ABA receptor in Arabidopsis thaliana. 査読有り
Tsuzuki T, Takahashi K, Inoue S, Okigaki Y, Tomiyama M, Hossain MA, Shimazaki K, Murata Y, Kinoshita T
Journal of Plant Research 124 巻 頁： 527-538 2011年
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Wall-yielding properties of cell walls from elongating cucumber hypocotyls in relation to the action of expansin 査読有り
Takahashi K, Hirata S, Kido N, and Katou K
Plant and Cell Physiology 47 巻 ( 11 ) 頁： 1520-1529 2006年
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The Role of wall Ca<SUP>2+</SUP> in the regulation of wall extensibility during the acid-induced extension of soybean hypocotyl cell walls 査読有り
Naofumi Ezaki, Nobuo Kido, Koji Takahashi and Kiyoshi Katou
Plant and Cell Physiology 46 巻 ( 11 ) 頁： 1831-1838 2005年
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Distribution of yieldin, a regulatory protein of the cell wall yield threshold, in etiolated cowpea seedlings. 査読有り
Okamoto-Nakazato A, Takahashi K, Katoh-Semba R, Katou K
Plant and Cell Physiology 42 巻 ( 9 ) 頁： 952-958 2001年
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Sugar-induced increase in cytosolic Ca<SUP>2+</SUP> in Arabidopsis thaliana whole plants. 査読有り
Furuichi T, Mori IC, Takahashi K, Muto S.
Plant and Cell Physiology 42 巻 ( 10 ) 頁： 1149-1155 2001年
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A calcium-dependent protein kinase functions in wound healing in Ventricaria ventricosa (Chlorophyta) 査読有り
Koh-ichi Sugiyama, Izumi C. Mori, Koji Takahashi, Shoshi Muto and Ikuko Shihira-Ishikawa
Journal of Phycology 36 巻 ( 6 ) 頁： 1145-1152 2000年
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Molecular cloning of yieldins regulating the yield threshold of cowpea cell walls: cDNA cloning and characterization of recombinant yieldin 査読有り
Akane Okamoto-Nakazato, Koji Takahashi, Nobuo Kido, Katsushi Owaribe, and Kiyoshi Katou
Plant, Cell and Environment 23 巻 ( 2 ) 頁： 155-164 2000年
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Salicylic acid induces extracellular superoxide generation follows by an increase in cytosolic calcium ion in tobacco suspension culture : the earliest events in salicylic acid signal transduction 査読有り
Tomonori Kawano, Nobuya Sahashi, Koji Takahashi, Nobuyuki Uozumi and Shoshi Muto
Plant and Cell Physiology 39 巻 ( 7 ) 頁： 721-730 1998年
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Calcium chelator and channel blockers supress the IAA-induced membrane hyperpolarization without inhibiting the following growth promotion in hypocotyl sections of Vigna unguiculata under xylem perfusion 査読有り
Koji Yuasa, Koji Takahashi and Kiyoshi Katou
Plant and Cell Physiology 39 巻 ( 9 ) 頁： 978-986 1998年
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Mastoparan induces an increase in cytosolic calcium ion concentration and subsequent activation of protein kinases in tobacco suspension culture cells 査読有り
Koji Takahashi, Minoru Isobe and Shoshi Muto
Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Cell Research 1401 巻 ( 3 ) 頁： 339-346 1998年
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An increase in cytosolic calcium ion concentration precedes hypoosmotic shock-induced activation of protein kinases in tobacco suspension culture cells 査読有り
Koji Takahashi, Minoru Isobe and Shoshi Muto
FEBS Letters 401 巻 ( 2-3 ) 頁： 202-206 1997年
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Hypoosmotic shock induces increases in cytosolic Ca2+ in tobacco suspension-culture cells 査読有り
Koji Takahashi, Minoru Isobe, Marc R. Knight, Anthony J. Trewavas and Shoshi Muto
Plant Physiology 113 巻 ( 2 ) 頁： 587-594 1997年
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Purification and characterization of an algal (Dunaliella tertiolecta) protein cross-reacting with an anti-Gα-common antibody 査読有り
Koji Takahashi, Takashi Yuasa and Shoshi Muto
Physiologia Plantarum 94 巻 ( 3 ) 頁： 486-490 1995年
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Purification and characterization of a Ca<SUP>2+</SUP>-dependent protein kinase from the halotolerant green alga Dunaliella tertiolecta. 査読有り
Takashi Yuasa, Koji Takahashi and Shoshi Muto
Plant and Cell Physiology 36 巻 ( 4 ) 頁： 699-708 1995年
書籍等出版物 2
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テイツ/ザイガー植物生理学・発生学 原著第６版 第3章 水と植物細胞、第4章 植物における水収支
木下俊則、高橋宏二（第3章、第4章）（ 担当： 共訳）
講談社サイエンティフィック 2017年2月
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The regulation of plant cell expansion: Auxin-induced turgor-driven cell elongation. In "Molecular Cell Biology of the Growth and Differentiation of Plant Cells"
Koji Takahashi, Toshinori Kinoshita（ 担当： 共著）
CRC Press 2016年
MISC 5
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オーキシン応答の自在操作を実現する人工ホルモン・受容体ペアの創成
高橋宏二、萩原伸也、鳥居啓子、打田直行
化学と生物57 巻 ( 2 ) 頁： 80 - 87 2019年
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Harnessing Synthetic Chemistry to Probe and Hijack Auxin Signaling
Keiko U. Torii, Naoyuki Uchida, Koji Takahashi, Shinya Hagihara
New Phytologist.220 巻 ( 2 ) 頁： 417 - 424 2018年8月
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植物細胞壁の臨海降伏張力を制御するタンパク質yieldin オーキシンによる酸成長を支える新機能タンパク質
高橋宏二、中里（岡本）朱根、加藤潔
化学と生物39 巻 ( 1 ) 頁： 9 - 10 2001年
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エクオリンを用いた高等植物の細胞内カルシウムの測定
高橋宏二、森泉、武藤尚志
化学と生物36 巻 ( 1 ) 頁： 66 - 70 1998年
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浸透圧調節とプロテインキナーゼ
武藤尚志、湯浅高志、高橋宏二
現代化学増刊30 巻 頁： 146 - 151 1996年
講演・口頭発表等 15
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気孔孔辺細胞に特異的に発現する遺伝子の探索
小屋翔太、小野奈津子、高橋宏二、木下俊則
第76回日本植物学会
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進化的視点からみた苔類ゼニゴケの細胞膜プロトンポンプ
奥村将樹、井上晋一郎、高橋宏二、石崎公庸、河内孝之、木下俊則
第76回日本植物学会
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Auxin activates the plasma membrane H+-ATPase by phosphorylation of the penultimate threonine during hypocotyl elongation in Arabidopsis thaliana 国際会議
Takahashi K, Hayashi K, Kinoshita T
23rd International Conference on Arabidopsis Research
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Mg-キラターゼHサブユニットの孔辺細胞のABAシグナル伝達への関与
都築朋、高橋宏二、井上晋一郎、富山将和、村田芳行、島崎研一郎、木下俊則
第53回日本植物生理学会
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オーキシン誘導性伸長生長における細胞膜プロトンポンプの活性制御
高橋宏二、林謙一郎、木下俊則
第53回日本植物生理学会
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苔類ゼニゴケにおける細胞膜プロトンポンプの同定と活性化機構の解析
奥村将樹、井上晋一郎、高橋宏二、石崎公庸、河内孝之、木下俊則
第53回日本植物生理学会
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免疫組織学的手法による孔辺細胞細胞膜H+-ATPaseの青色光に依存したリン酸化の検出
林真妃、井上晋一郎、高橋宏二、木下俊則
第53回日本植物生理学会
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オーキシン誘導性伸長生長への細胞膜プロトンポンプの関与
高橋宏二、木下俊則
第75回日本植物学会
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苔類ゼニゴケにおける細胞膜プロトンポンプの探索および機能解析
奥村将樹、井上晋一郎、石崎公庸、河内孝之、高橋宏二、木下俊則
第75回日本植物学会
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青色光に依存した孔辺細胞細胞膜H+-ATPaseリン酸化の免疫組織学的検出を用いた気孔開閉シグナル伝達の解明
林真妃、井上晋一郎、高橋宏二、木下俊則
第75回日本植物学会
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苔類ゼニゴケにおける細胞膜プロトンポンプの構造および機能解析 国際会議
奥村将樹、井上晋一郎、高橋宏二、石崎公庸、河内孝之、木下俊則
第52回日本植物生理学会
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オーキシンによるシロイヌナズナ胚軸伸長促進機構の解析
高橋宏二、木下俊則
第52回日本植物生理学会
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免疫組織染色による青色光に依存した孔辺細胞細胞膜H+-ATPaseのリン酸化の検出
林真妃、井上晋一郎、高橋宏二、木下俊則
第52回日本植物生理学会
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アブシジン酸非感受性の新奇気孔開度変異体rtl1の解析
都築 朋、 高橋宏二、 井上晋一郎、 沖垣友季子、 村田芳行、 島崎研一郎、木下俊則
第52回日本植物生理学会
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アブシジン酸非感受性の新奇気孔開度変異体rtl1の単離と表現型解析
都築 朋、沖垣友季子、高橋宏二、木下俊則
第74回日本植物学会
科研費 5
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オーキシン共受容体の特異的相互作用を実現するタンパク質改変と酸成長誘導機構の解明
2020年4月 - 2023年3月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
高橋 宏二
担当区分：研究代表者
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オーキシン共受容体の特異的相互作用を実現するタンパク質改変と酸成長誘導機構の解明
研究課題/研究課題番号：20K06685 2020年4月 - 2023年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
高橋 宏二
担当区分：研究代表者
配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）
多彩な生理現象を仲介する植物ホルモン・オーキシンのシグナル伝達機構は比較的単純な因子で構成されているが、それぞれの構成因子は大きなタンパク質ファミリーを形成しているため、これら因子の多様な組み合わせがオーキシン作用の多様性に対応すると推察される。本研究では、オーキシンシグナル伝達因子のうち特定の組み合わせの因子のみが植物細胞内で相互作用できるように相互のタンパク質を改変する革新的な研究ツールを開発する。このツールを用いた解析によって「細胞膜H+-ATPaseの活性化を介したオーキシン誘導性胚軸伸長のメカニズム」の全貌を明らかにする。
植物の生活環全般にわたり形態形成や成長調節、環境応答など多様な生理作用を誘導する植物ホルモン・オーキシンの細胞内シグナル伝達を人為的にコントロールすることを目的に、オーキシン受容体TIR1/AFBのオーキシン結合部位と共受容体Aux/IAAのデグロン配列の改変を行い、新規のオーキシン研究ツールを開発した。また、オーキシンの代表的な生理作用である細胞伸長誘導（酸成長）のメカニズムの一端を明らかにした。
オーキシンのシグナル伝達機構は比較的単純な因子で構成されているがそれぞれの構成因子は大きなタンパク質ファミリーを形成しているため、あるオーキシン作用がどのような因子の組み合わせで駆動されるのか詳細な機構を解析することは、従来の遺伝学的な解析では困難であった。本研究成果はその突破口を開く可能性を持っており、またさらに研究を発展させることで新たな研究ツールの開発につながると考えている。また、140年前のC.ダーウィンによる研究が端緒となったオーキシン酸成長のメカニズム解明をさらに進展させることができ、社会に与える影響も大きいと考える。 -
細胞膜プロトンポンプ活性のライブイメージング技術の確立と応用
2017年4月 - 2020年3月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
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細胞膜プロトンポンプ活性のライブイメージング技術の確立と応用
研究課題/研究課題番号：17K07443 2017年4月 - 2020年3月
高橋 宏二
担当区分：研究代表者
配分額：4940000円 （ 直接経費：3800000円 、 間接経費：1140000円 ）
植物の生命活動に重要な細胞膜H+-ATPase（プロトンポンプ）の活性状態を可視化するために、H+-ATPaseと14-3-3タンパク質の二分子間相互作用を利用した蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）や円順列変異体型蛍光タンパク質を利用したG-CaMP型のセンサータンパク質の作出をこころみた。細胞レベルでの解析により、プロトンポンプ活性化剤の処理でシグナル強度の変動が認められたため、形質転換植物体においてセンサータンパク質の機能評価を行っているが、実用化レベルには至っていない。今後、センサータンパク質の構成要素を再検討し、活性化状態の可視化の実現を目指す。
細胞膜プロトンポンプの活性状態は、特異抗体を用いたウエスタンブロットや免疫組織染色により細胞膜プロトンポンプのリン酸化状態をモニターすることでより直接的に活性状態を知ることができるが、操作が煩雑であることや操作中の脱リン酸化などにより正確なリン酸化状態をモニターすることが技術的に難しいこと、また、生きた組織や細胞における細胞膜プロトンポンプのリン酸化状態を知ることはできなかった。本研究の結果により、いまだ実用化レベルには至っていないがリアルタイムに活性化状態を可視化できる可能性を示唆することができた。本システムの実用化後、可視化された活性を指標にプロトンポンプ活性制御の機構解明を目指す。 -
オーキシン誘導性伸長生長におけるオーキシン受容と新規シグナル伝達機構の解析
2014年4月 - 2017年3月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
高橋宏二
担当区分：研究代表者
オーキシン誘導性胚軸伸長とH+-ATPaseリン酸化を指標とした変異体スクリーニングとAuxin Binding Protein1の機能解析を行い、オーキシン酸成長の分子メカニズムと転写制御を介さない新規のオーキシンシグナル伝達機構を明らかにする。