2021/04/30 更新

写真a

シモトオノ アキエ
下遠野 明恵
SHIMOTOHNO Akie
所属
トランスフォーマティブ生命分子研究所 特任講師
職名
特任講師
外部リンク

学位 1

  1. 博士(理学) ( 東京大学 ) 

研究キーワード 2

  1. 分子生物学・植物生理学・遺伝学・発生分化・シグナル伝達・細胞周期・細胞分裂

  2. 植物生理学 / 分子生物学 / 分子遺伝学

研究分野 3

  1. ライフサイエンス / 発生生物学

  2. ライフサイエンス / 植物分子、生理科学

  3. ライフサイエンス / 植物分子、生理科学  / 発生・分化、幹細胞、シグナル分子、植物ホルモン、細胞増殖、細胞分裂、細胞周期

現在の研究課題とSDGs 1

  1. 植物幹細胞の分子機構と環境応答の仕組みの理解

経歴 1

  1. 名古屋大学   トランスフォーマティブ生命分子研究所   特任講師

    2021年4月 - 現在

所属学協会 2

  1. 日本植物学会

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  2. 日本植物生理学会

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受賞 2

  1. EMBO long-term fellowship

    2007年   European Molecular Biology Organization (EMBO)  

    Akie Shimotohno

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  2. Humboldt Research Fellowship

    2005年   Alexander von Humboldt Foundation  

    Akie Shimotohno

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論文 19

  1. Correction to: CLE2 regulates light-dependent carbohydrate metabolism in Arabidopsis shoots. 査読有り 国際誌

    Ma D, Endo S, Betsuyaku S, Shimotohno A, Fukuda H

    Plant molecular biology   106 巻 ( 1-2 ) 頁: 221   2021年4月

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  2. Regulation of the Plant Cell Cycle in Response to Hormones and the Environment. 査読有り 国際誌

    Shimotohno A, Aki SS, Takahashi N, Umeda M

    Annual review of plant biology     2021年3月

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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)  

    DOI: 10.1146/annurev-arplant-080720-103739

    PubMed

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  3. CLE2 regulates light-dependent carbohydrate metabolism in Arabidopsis shoots. 査読有り 国際誌

    Ma D, Endo S, Betsuyaku S, Shimotohno A, Fukuda H

    Plant molecular biology   104 巻 ( 6 ) 頁: 561 - 574   2020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: 10.1007/s11103-020-01059-y

    PubMed

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  4. Topology of regulatory networks that guide plant meristem activity: similarities and differences. 査読有り 国際誌

    Shimotohno A, Scheres B

    Current opinion in plant biology   51 巻   頁: 74 - 80   2019年10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)  

    DOI: 10.1016/j.pbi.2019.04.006

    PubMed

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  5. Root stem cell niche organizer specification by molecular convergence of PLETHORA and SCARECROW transcription factor modules. 査読有り 国際誌

    Shimotohno A, Heidstra R, Blilou I, Scheres B

    Genes & development   32 巻 ( 15-16 ) 頁: 1085 - 1100   2018年8月

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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)  

    DOI: 10.1101/gad.314096.118

    PubMed

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  6. The PLETHORA Gene Regulatory Network Guides Growth and Cell Differentiation in Arabidopsis Roots 査読有り 国際誌

    Santuari Luca, Sanchez-Perez Gabino F., Luijten Marijn, Rutjens Bas, Terpstra Inez, Berke Lidija, Gorte Maartje, Prasad Kalika, Bao Dongping, Timmermans-Hereijgers Johanna L. P. M., Maeo Kenichiro, Nakamura Kenzo, Shimotohno Akie, Pencik Ales, Novak Ondrej, Ljung Karin, van Heesch Sebastiaan, de Bruijn Ewart, Cuppen Edwin, Willemsen Viola, Mahonen Ari Pekka, Lukowitz Wolfgang, Snel Berend, de Ridder Dick, Scheres Ben, Heidstra Renze

    PLANT CELL   28 巻 ( 12 ) 頁: 2937 - 2951   2016年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1105/tpc.16.00656

    Web of Science

    PubMed

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  7. SCARECROW-LIKE23 and SCARECROW jointly specify endodermal cell fate but distinctly control SHORT-ROOT movement. 査読有り 国際誌

    Long Y, Goedhart J, Schneijderberg M, Terpstra I, Shimotohno A, Bouchet BP, Akhmanova A, Gadella TW Jr, Heidstra R, Scheres B, Blilou I

    The Plant journal : for cell and molecular biology   84 巻 ( 4 ) 頁: 773 - 84   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.13038

    PubMed

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  8. Mathematical modeling and experimental validation of the spatial distribution of boron in the root of Arabidopsis thaliana identify high boron accumulation in the tip and predict a distinct root tip uptake function. 査読有り

    Shimotohno A, Sotta N, Sato T, De Ruvo M, Marée AF, Grieneisen VA, Fujiwara T

    Plant & cell physiology   56 巻 ( 4 ) 頁: 620 - 30   2015年4月

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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)  

    DOI: 10.1093/pcp/pcv016

    PubMed

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  9. How to stimulate stem cells in plants 招待有り 査読有り

    Shimotohno A, Zhang H, Cruz-Ramirez A, Scheres B

    NPC Highlights   14 巻   頁: 20 - 23   2011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)  

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  10. CDK Phosphorylation 査読有り

    Akie Shimotohno, Masaaki Umeda

    Cell Cycle Control and Plant Development   32 巻   頁: 114 - 137   2007年11月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:論文集(書籍)内論文  

    DOI: 10.1002/9780470988923.ch5

    Scopus

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  11. Diverse phosphoregulatory mechanisms controlling cyclin-dependent kinase-activating kinases in Arabidopsis. 査読有り 国際誌

    Akie Shimotohno, Ryoko Ohno, Katerina Bisova, Norihiro Sakaguchi, Jirong Huang, Csaba Koncz, Hirofumi Uchimiya, Masaaki Umeda

    The Plant journal : for cell and molecular biology   47 巻 ( 5 ) 頁: 701 - 10   2006年9月

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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)  

    For the full activation of cyclin-dependent kinases (CDKs), not only cyclin binding but also phosphorylation of a threonine (Thr) residue within the T-loop is required. This phosphorylation is catalyzed by CDK-activating kinases (CAKs). In Arabidopsis three D-type CDK genes (CDKD;1-CDKD;3) encode vertebrate-type CAK orthologues, of which CDKD;2 exhibits high phosphorylation activity towards the carboxy-terminal domain (CTD) of the largest subunit of RNA polymerase II. Here, we show that CDKD;2 forms a stable complex with cyclin H and is downregulated by the phosphorylation of the ATP-binding site by WEE1 kinase. A knockout mutant of CDKD;3, which has a higher CDK kinase activity, displayed no defect in plant development. Instead, another type of CAK - CDKF;1 - exhibited significant activity towards CDKA;1 in Arabidopsis root protoplasts, and the activity was dependent on the T-loop phosphorylation of CDKF;1. We propose that two distinct types of CAK, namely CDKF;1 and CDKD;2, play a major role in CDK and CTD phosphorylation, respectively, in Arabidopsis.

    PubMed

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  12. Diverse phosphoregulatory mechanisms controlling cyclin-dependent kinase-activating kinases in Arabidopsis.

    Shimotohno A, Ohno R, Bisova K, Sakaguchi N, Huang J, Koncz C, Uchimiya H, Umeda M

    The Plant journal : for cell and molecular biology   47 巻 ( 5 ) 頁: 701 - 10   2006年9月

  13. Control of cell division and transcription by cyclin-dependent kinase-activating kinases in plants. 査読有り

    Masaaki Umeda, Akie Shimotohno, Masatoshi Yamaguchi

    Plant & cell physiology   46 巻 ( 9 ) 頁: 1437 - 42   2005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)  

    Cyclin-dependent protein kinases (CDKs) play key roles in the progression of the cell cycle in eukaryotes. A CDK-activating kinase (CAK) catalyzes the phosphorylation of CDKs to activate their enzyme activity; thus, it is involved in activation of cell proliferation. In plants, two distinct classes of CAK have been identified; CDKD is functionally related to vertebrate-type CAKs, while CDKF is a plant-specific CAK having unique enzymatic characteristics. Recently, CDKF was shown to phosphorylate and activate CDKDs in Arabidopsis. This led to a proposal that CDKD and CDKF constitute a phosphorylation cascade that mediates environmental or hormonal signals to molecular machineries that control the cell cycle and transcription. In this review, we have summarized the biochemical features of plant CAKs and discussed the manner in which they diverge from animal and yeast orthologs. We have introduced several transgenic studies in which CAK genes were used as a tool to modify the CDK activity and to analyze cell division and differentiation during organ development.

    PubMed

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  14. Control of cell division and transcription by cyclin-dependent kinase-activating kinases in plants.

    Umeda M, Shimotohno A, Yamaguchi M

    Plant & cell physiology   46 巻 ( 9 ) 頁: 1437 - 42   2005年9月

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  15. The plant-specific kinase CDKF;1 is involved in activating phosphorylation of cyclin-dependent kinase-activating kinases in Arabidopsis. 査読有り 国際誌

    Akie Shimotohno, Chikage Umeda-Hara, Katerina Bisova, Hirofumi Uchimiya, Masaaki Umeda

    The Plant cell   16 巻 ( 11 ) 頁: 2954 - 66   2004年11月

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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)  

    Cyclin-dependent kinases (CDKs) play essential roles in coordinate control of cell cycle progression. Activation of CDKs requires interaction with specific cyclin partners and phosphorylation of their T-loops by CDK-activating kinases (CAKs). The Arabidopsis thaliana genome encodes four potential CAKs. CAK2At (CDKD;3) and CAK4At (CDKD;2) are closely related to the vertebrate CAK, CDK7/p40MO15; they interact with cyclin H and phosphorylate CDKs, as well as the C-terminal domain (CTD) of the largest subunit of RNA polymerase II. CAK1At (CDKF;1) shows cyclin H-independent CDK-kinase activity and can activate a heterologous CAK, Mcs6, in fission yeast. In Arabidopsis, CAK1At is a subunit of a protein complex of 130 kD, which phosphorylates the T-loop of CAK2At and CAK4At and activates the CTD-kinase activity of CAK4At in vitro and in root protoplasts. These results suggest that CAK1At is a novel CAK-activating kinase that modulates the activity of CAK2At and CAK4At, thereby controlling CDK activities and basal transcription in Arabidopsis.

    PubMed

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  16. The plant-specific kinase CDKF;1 is involved in activating phosphorylation of cyclin-dependent kinase-activating kinases in Arabidopsis.

    Shimotohno A, Umeda-Hara C, Bisova K, Uchimiya H, Umeda M

    The Plant cell   16 巻 ( 11 ) 頁: 2954 - 66   2004年11月

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  17. Differential phosphorylation activities of CDK-activating kinases in Arabidopsis thaliana. 査読有り 国際誌

    Akie Shimotohno, Satoko Matsubayashi, Masatoshi Yamaguchi, Hirofumi Uchimiya, Masaaki Umeda

    FEBS letters   534 巻 ( 1-3 ) 頁: 69 - 74   2003年1月

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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)  

    Activation of cyclin-dependent kinases (CDKs) requires phosphorylation of a threonine residue within the T-loop by a CDK-activating kinase (CAK). Here we isolated an Arabidopsis cDNA (CAK4At) whose predicted product shows a high similarity to vertebrate CDK7/p40(MO15). Northern blot analysis showed that expressions of the four Arabidopsis CAKs (CAK1At-CAK4At) were not dependent on cell division. CAK2At- and CAK4At-immunoprecipitates of Arabidopsis crude extract phosphorylated CDK and the carboxy-terminal domain (CTD) of the largest subunit of RNA polymerase II with different preferences. These results suggest the existence of differential mechanisms in Arabidopsis that control CDK and CTD phosphorylation by multiple CAKs.

    PubMed

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  18. Differential phosphorylation activities of CDK-activating kinases in Arabidopsis thaliana.

    Shimotohno A, Matsubayashi S, Yamaguchi M, Uchimiya H, Umeda M

    FEBS letters   534 巻 ( 1-3 ) 頁: 69 - 74   2003年1月

  19. Demonstration of the importance and usefulness of manipulating non-active-site residues in protein design 査読有り

    Akie Shimotohno, Shinya Oue, Takato Yano, Seiki Kuramitsu, Hiroyuki Kagamiyama

    The Journal of Biochemistry   129 巻 ( 6 ) 頁: 943 - 948   2001年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   出版者・発行元:(公社)日本生化学会  

    Directed evolutionを用いて,アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼのバリンに対する触媒効率を10^6倍上昇させることができたが,変異残基の殆どは活性部位から遠く離れた場所に位置していた.これらの変異残基の基質特異性への影響を解析した結果,酵素やタンパク質の研究では,活性中心以外の残基のも着目すべきであることが実験的に示された

    DOI: 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a002941

    Scopus

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    その他リンク: https://search.jamas.or.jp/index.php?module=Default&action=Link&pub_year=2001&ichushi_jid=J04549&link_issn=&doc_id=20010619170009&doc_link_id=10007856395&url=http%3A%2F%2Fci.nii.ac.jp%2Fnaid%2F10007856395&type=CiNii&icon=https%3A%2F%2Fjk04.jamas.or.jp%2Ficon%2F00003_1.gif

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書籍等出版物 3

  1. 植物の生きる知恵 5 植物の情報を伝える経路-環境メディエータとシグナル伝達の秘密に迫る

    福田裕穂, 下遠野明恵, 遠藤暁詩( 担当: 共著)

    生物の科学 遺伝 74(5)  2020年 

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  2. 気孔形成過程の遺伝子発現ダイナミクス: 自己複製する細胞の生成,増殖そして終結

    下遠野明恵( 担当: 分担執筆)

    細胞工学, 第93巻  2015年 

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  3. Cell cycle control and plant development, CDK phosphorylation. in (D. Inze, ed.)

    Akie Shimotohno and Masaaki Umeda

    Blackwell Publishing, Oxford  2007年 

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MISC 9

  1. 環境応答に関与するペプチドシグナルの分子機構と生理的役割

    下遠野明恵, 福田裕穂  

    日本植物学会大会研究発表記録82nd 巻   2018年

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  2. シロイヌナズナのホウ素輸送体の空間的・時間的制御の意義を理解するための統合的試み

    下遠野明恵, GRIENEISEN Veronica, MAREE Stan, 藤原徹  

    日本土壌肥料学会講演要旨集60 巻   2014年

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  3. シロイヌナズナのホウ素輸送体の根における空間的配置と時間的制御の意義についての数理モデルを用いた考察

    藤原徹, 下遠野明恵, 佐藤貴文, MAREE Stan, GRIENEISEN Veronica  

    日本数理生物学会大会講演要旨集23rd 巻   2013年

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  4. シロイヌナズナのAP2DNA結合ドメインを2つ持つAP2型転写因子のコンセンサス結合配列の比較解析

    徳田剛史, 前尾健一郎, 河合都妙, 下遠野明恵, SCHERES Ben, 中村研三  

    日本植物生理学会年会要旨集50th 巻   2009年

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  5. シロイヌナズナのCDK活性化キナーゼの機能解析

    坂口法洋, 下遠野明恵, 内宮博文, 坂口謙吾, 梅田正明  

    日本植物生理学会年会要旨集46th 巻   2005年

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  6. シロイヌナズナのCDK活性を制御するキナーゼ群の機能解析

    大野良子, BISOVA K, 下遠野明恵, 内宮博文, 梅田正明  

    日本植物生理学会年会要旨集45th 巻   2004年

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  7. CDK活性化キナーゼ(CAK)を介した植物の細胞分裂の制御機構の解析

    下遠野明恵, 内宮博文, 梅田正明  

    日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集27th 巻   2004年

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  8. CDKのリン酸化による細胞分裂の活性化機構の解析

    下遠野明恵, 黄継栄, 梅田正明, 内宮博文  

    日本植物生理学会年会要旨集42nd 巻   2002年

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  9. CDKのリン酸化カスケードによる細胞分裂の制御機構の解析

    下遠野明恵, 梅田正明, 内宮博文  

    日本植物生理学会年会要旨集41st 巻   2001年

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講演・口頭発表等 33

  1. Molecular analysis for root stem cell maintenance in Arabidopsis thaliana.

    Akie Shimotohno

    The 35th European annual conference  2010年 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  2. 環境応答に関与するペプチドシグナルの分子機構と生理的役割

    下遠野明恵, 福田裕穂

    第82回日本植物学会  2018年9月14日 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  3. 環境応答に関わる CLE ペプチドシグナルの役割

    下遠野明恵, 福田裕穂

    第60回日本植物生理学会年会  2019年3月18日 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  4. 環境ストレスに呼応した CLE ペプチドの新たな役割

    下遠野明恵, 福田裕穂

    第62回日本植物生理学会年会  2021年3月15日 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  5. 根の幹細胞形成・維持を制御する分子ネットワーク 招待有り

    下遠野明恵

    第三回幹細胞研究会  2017年 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  6. シロイヌナズナのホウ素輸送体の空間的・時間的制御の意義を理解するための統合的試み

    下遠野明恵, Veronica Grieneisen, Stan Maree, 藤原徹

    日本土壌肥料学会  2014年9月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  7. シロイヌナズナのCDK活性化キナーゼの機能解析

    坂口法洋, 下遠野明恵, 内宮博文, 坂口謙吾, 梅田正明

    日本植物生理学会年会  2005年3月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  8. Transcriptional network of stem cells patterning in Arabidopsis thaliana.

    Akie Shimotohno, Renze Heidstra, Ben Scheres

    The 9th International Congress of Plant Molecular Biology (IPMB)  2009年 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  9. Transcriptional network of stem cells formation in Arabidopsis thaliana. 招待有り

    Akie Shimotohno

    2012年 

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    会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

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  10. Transcription factor complexes in Arabidopsis root development.

    Akie Shimotohno, Renze Heidstra, Ben Scheres

    The 21th International Conference on Arabidopsis research  2010年 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  11. Roles of CLE peptide signaling in response to environmental stimuli.

    Akie Shimotohno, Hiroo Fukuda

    The 60th Annual Meeting of the JSPP  2019年 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  12. Regulation of plant cell division through phosphorylation of CDKs 招待有り

    Akie Shimotohno

    Gyeongsang National University & The University of Tokyo Joint Symposium in Plant Molecular Biology  2002年 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  13. QC specification by protein complexes that link two proteins action.

    Akie Shimotohno

    The 21th Experimental Plant Science Meeting  2013年 

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  14. QC initiation by protein complexes that link two proteins action.

    Akie Shimotohno, Renze Heidstra, Ben Scheres

    The 18th International Conference on Arabidopsis research  2007年 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  15. Protein interactions connect two stem cell regulatory pathways in Arabidopsis roots.

    Akie Shimotohno

    The 19th Experimental Plant Science Meeting  2012年 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  16. Protein complexes of transcription factors control the stem cell niche in Arabidopsis roots.” in New frontiers in the root developmental biology. 招待有り

    Akie Shimotohno, Ben Scheres

    The 55th Annual Meeting of JSPP  2014年 

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    会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

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  17. PLETHORA protein complexes in root development.

    Akie Shimotohno, Renze Heidstra, Ben Scheres

    The 19th International Conference on Arabidopsis research  2008年 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  18. Molecular dynamics mechanism for root growth and cell patterning in Arabidopsis stem cell niche.

    Akie Shimotohno

    The 13th NPC Meeting  2011年 

     詳細を見る

    会議種別:口頭発表(一般)  

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  19. An integrative approach to elucidate the role of nutrients in process of plant.

    第55回日本植物生理学会  2014年3月 

     詳細を見る

    会議種別:口頭発表(一般)  

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  20. A study on CLE1 to CLE7 meditated environmental signals in Arabidopsis thaliana.

    第18回東京大学生命科学シンポジウム  2018年6月 

     詳細を見る

    会議種別:口頭発表(一般)  

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  21. A study on CLE peptide-meditated environmental signaling in Arabidopsis thaliana.

    第57回日本植物生理学会  2016年3月 

     詳細を見る

    会議種別:口頭発表(一般)  

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  22. A novel strategy for sensing and survival against environmental stresses in plants.

    Akie Shimotohno, Hiroo Fukuda

    Frontiers in plant environmental response research  2019年 

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    会議種別:ポスター発表  

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  23. A novel CDK Phosphorylation cascade in Arabidopsis thaliana.

    Akie Shimotohno, Hirofumi Uchimiya, Masaaki Umeda

    The 15th International Conference on Arabidopsis Research  2004年 

     詳細を見る

    会議種別:口頭発表(一般)  

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  24. A CDK phosphorylation cascade mediated by CDK-activating kinases in Arabidopsis.

    Akie Shimotohno, Masaaki Umeda

    The 7th International Congress on Plant Molecular Biology (ISPMB)  2003年 

     詳細を見る

    会議種別:口頭発表(一般)  

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  25. Control of cell division and differentiation by cyclin-dependent kinase activities in plants. 招待有り

    Masaaki Umeda, Masatoshi Yamaguchi, Akie Shimotohno

    The International Symposium on Plant Axis Formation and Signal Transduction  2005年 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  26. Comprehensive study of distinct CLE gene family in Arabidopsis thaliana.

    日本植物学会第80回大会  2016年9月16日 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  27. Comprehensive study of distinct CLE gene family in Arabidopsis thaliana.

    第80回日本植物学会  2016年9月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  28. Comparison of consensus binding-site sequences of seven AP2-type transcription factors of Arabidopsis thaliana with two AP2 DNA-binding domains.

    Tsuyoshi Tokuda, Kenichiro Maeo, Tsutae Kawai, Akie Shimotohno, Ben Scheres, Kenzo Nakamura

    The 21th International Conference on Arabidopsis research  2010年 

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    会議種別:ポスター発表  

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  29. Cell layer specific expression of boron transporter in Arabidopsis root.

    福田牧葉, 下遠野明恵, 反田直之, 笠井光治, 神谷岳洋, 藤原徹

    第58回日本植物生理学会  2017年3月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  30. Cell cycle control and plant development in Arabidopsis.

    Akie Shimotohno

    The NPC seminar  2006年 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  31. CDK-phosphorylation cascade in Arabidopsis. 招待有り

    Akie Shimotohno, Masaaki Umeda

    The VIB seminar  2004年 

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    会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

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  32. How to recall positioning cue for root development

    Akie Shimotohno

    The 11th NPC Meeting  2010年 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  33. Exploring cell-layer specific roles of boron transporters in Arabidopsis roots.

    福田牧葉, 下遠野明恵, 反田直之, 笠井光治, 神谷岳洋, 藤原徹

    第57回日本植物生理学会  2016年3月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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科研費 2

  1. 植物の幹細胞新生を統御する分子ネットワークの解明

    研究課題/研究課題番号:20H04882  2020年4月 - 2022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)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    下遠野 明恵

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:11700000円 ( 直接経費:9000000円 、 間接経費:2700000円 )

    植物幹細胞の構築における分子機構をゲノム恒常性の観点から解析を行うことによって、これまで明らかにされてこなかった組織という『場』の制約の中で起こる細胞の初期化と幹細胞の新生に寄与する未知の制御系の解明を目指す。さらに、動物幹細胞の新生・維持機構との類似点や植物幹細胞の独自性を比較検証することで、植物の幹細胞能獲得に至る仕組みを明らかにし、当該新学術領域の目指す多能性幹細胞の基盤原理の解明に貢献する。

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  2. 幹細胞新生に関わる分子基盤の解明

    研究課題/研究課題番号:19K05943  2019年4月 - 2022年3月

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

    下遠野 明恵

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    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 )

    幹細胞の特性である優れた自己複製能と多分化能は、転写因子を構成要素にもつ遺伝子発現制御系が緻密にコントロールされていることに起因する。これまでに幹細胞の維持に関わる個々の因子の同定と機能解析は進められているが、これらが幹細胞ニッチでどのような分子ネットワークを介して協調的に機能しているかに関する知見は少ない。そこで本研究では、植物多能性幹細胞の機能維持に関わる因子群の特定と、それらの動態を分子レベルで明らかにすることを目指している。申請者はこれまでに、根の幹細胞形成に関わる鍵転写因子群のいくつかを特定しており、本研究ではこの制御機構を司る新たな構成因子の同定とその作用機序の解明を行う。初年度は、当初の予定通り、生体内での転写因子制御因子の単離・精製と相互作用を観察するための予備実験と系の確立を行なった。幹細胞の確立と機能維持に関わる未知の制御因子(群)の同定を行うために、相互作用を阻害しないようにデザインした異なるタグのバリエーションを段階的に発現できる系の確立と形質転換体の作出を行なった。さらに、本研究課題で検証を試みている転写因子間の相互作用を生体内で捉えるために、一過的な発現系で立体構築を阻害しない蛍光標識の組み合わせの選択や蛍光強度の最適化などの予備的な解析を実施し、これらの結果を踏まえて作成したコンストラクトを植物体内に導入し、次年度以降の解析に使用する系の確立を進めている。

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