東北大学研究者紹介

研究者詳細

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ヒガシタニ　アツシ

東谷　篤志

Atsushi Higashitani

所属

大学院生命科学研究科　分子化学生物学専攻　分子ネットワーク講座（分子遺伝生理分野）

職名

教授

学位

理学博士（名古屋大学）
農学修士（京都工芸繊維大学）

researchmap

https://researchmap.jp/read0179340

J-GLOBAL ID

200901036172313615

e-Rad 研究者番号

40212162

ORCID

https://orcid.org/0000-0001-6920-0594

経歴 3

2001年4月～継続中

東北大学大学院生命科学研究科　教授
1997年3月～ 2001年3月

東北大学遺伝生態研究センター適応生態研究部門　助教授
1990年3月～ 1997年2月

国立遺伝学研究所細胞遺伝研究系　助手総合研究大学院大学遺伝学専攻助手（兼担）（1995-1997)

学歴 3

名古屋大学　理学研究科　生物学専攻

～ 1990年2月28日
京都工芸繊維大学　繊維学研究科　応用生物学専攻

～ 1987年3月31日
京都工芸繊維大学　繊維学部　蚕糸生物学科

～ 1985年3月31日

所属学協会 2

日本ミトコンドリア学会
日本宇宙生物科学会

研究キーワード 10

イネ低温障害（冷害）
モデル生物
筋萎縮
ミトコンドリア
high temperature injury
高温障害
放射線障害
DNA修復減数分裂
細胞周期
ゲノム

研究分野 4

ライフサイエンス / 遺伝学 /
環境・農学 / 化学物質影響 /
環境・農学 / 放射線影響 /
ライフサイエンス / 分子生物学 / 分子生物学

受賞 6

カタリスト・アワード

2020年10月　全米医学アカデミー　ミトコンドリア-メカノメディシンによる高齢者筋機能の維持/改善法の探索
日本宇宙生物科学会賞

2013年9月27日　日本宇宙生物科学会
学術奨励賞

2007年12月9日　日本植物学会東北支部大会　オオムギとシロイヌナズナを用いた花粉形成時にみられる高温障害の研究
Genes and Genetic Systems GSS Prize 2005

2005年9月　日本遺伝学会
山田科学振興財団研究援助

2001年7月　財団法人山田科学振興財団　減数分裂過程の染色体ダイナミクスとその制御機構に関する研究
日産学術研究助成

1998年2月　日産科学振興財団　細胞周期checkpoint制御の研究

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論文 157

Mitochonic acid 5 attenuates age-related neuromuscular dysfunction associated with mitochondrial Ca2+ overload in Caenorhabditis elegans. 国際誌

XinTong Wu, Miku Seida, Takaaki Abe, Atsushi Higashitani

npj aging　9　(1)　20-20　2023年8月1日

DOI： 10.1038/s41514-023-00116-2 　

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Mitochonic acid-5 ameliorates the pathophysiology of human mitochondrial-disease fibroblasts and Caenorhabditis elegans Duchenne muscular dystrophy and Parkinson's disease models. Here, we found that 10 μM MA-5 attenuates the age-related decline in motor performance, loss of muscle mitochondria, and degeneration of dopaminergic neurons associated with mitochondrial Ca2+ overload in C. elegans. These findings suggest that MA-5 may act as an anti-aging agent against a wide range of neuromuscular dysfunctions in metazoans.
Increased mitochondrial Ca ²⁺ contributes to health decline with age and Duchene muscular dystrophy in C. elegans 国際誌

Atsushi Higashitani, Mika Teranishi, Yui Nakagawa, Yukou Itoh, Surabhi Sudevan, Nathaniel J. Szewczyk, Yukihiko Kubota, Takaaki Abe, Takeshi Kobayashi

The FASEB Journal　37　(4)　e22851　2023年3月19日
出版者・発行元： Wiley
DOI： 10.1096/fj.202201489rr 　

ISSN：0892-6638

eISSN：1530-6860

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Sarcopenia is a geriatric syndrome characterized by an age-related decline in skeletal muscle mass and strength. Here, we show that suppression of mitochondrial calcium uniporter (MCU)-mediated Ca2+ influx into mitochondria in the body wall muscles of the nematode Caenorhabditis elegans improved the sarcopenic phenotypes, blunting movement and mitochondrial structural and functional decline with age. We found that normally aged muscle cells exhibited elevated resting mitochondrial Ca2+ levels and increased mitophagy to eliminate damaged mitochondria. Similar to aging muscle, we found that suppressing MCU function in muscular dystrophy improved movement via reducing elevated resting mitochondrial Ca2+ levels. Taken together, our results reveal that elevated resting mitochondrial Ca2+ levels contribute to muscle decline with age and muscular dystrophy. Further, modulation of MCU activity may act as a potential pharmacological target in various conditions involving muscle loss.
Loss of physical contact in space alters the dopamine system in C. elegans. 国際誌

Surabhi Sudevan, Kasumi Muto, Nahoko Higashitani, Toko Hashizume, Akira Higashibata, Rebecca A Ellwood, Colleen S Deane, Mizanur Rahman, Siva A Vanapalli, Timothy Etheridge, Nathaniel J Szewczyk, Atsushi Higashitani

iScience　25　(2)　103762-103762　2022年2月18日

DOI： 10.1016/j.isci.2022.103762 　

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Progressive neuromuscular decline in microgravity is a prominent health concern preventing interplanetary human habitation. We establish functional dopamine-mediated impairments as a consistent feature across multiple spaceflight exposures and during simulated microgravity in C. elegans. Animals grown continuously in these conditions display reduced movement and body length. Loss of mechanical contact stimuli in microgravity elicits decreased endogenous dopamine and comt-4 (catechol-O-methyl transferase) expression levels. The application of exogenous dopamine reverses the movement and body length defects caused by simulated microgravity. In addition, increased physical contact made comt-4 and dopamine levels rise. It also increased muscular cytoplasmic Ca2+ firing. In dop-3 (D2-like receptor) mutants, neither decrease in movement nor in body length were observed during simulated microgravity growth. These results strongly suggest that targeting the dopamine system through manipulation of the external environment (contact stimuli) prevents muscular changes and is a realistic and viable treatment strategy to promote safe human deep-space travel.
Mitochondrial dysfunction causes Ca2+ overload and ECM degradation-mediated muscle damage in C. elegans. 国際誌査読有り

Surabhi Sudevan, Mai Takiura, Yukihiko Kubota, Nahoko Higashitani, Michael Cooke, Rebecca A Ellwood, Timothy Etheridge, Nathaniel J Szewczyk, Atsushi Higashitani

FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology　33　(8)　9540-9550　2019年8月

DOI： 10.1096/fj.201802298R 　

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Mitochondrial dysfunction impairs muscle health and causes subsequent muscle wasting. This study explores the role of mitochondrial dysfunction as an intramuscular signal for the extracellular matrix (ECM)-based proteolysis and, consequentially, muscle cell dystrophy. We found that inhibition of the mitochondrial electron transport chain causes paralysis as well as muscle structural damage in the nematode Caenorhabditis elegans. This was associated with a significant decline in collagen content. Both paralysis and muscle damage could be rescued with collagen IV overexpression, matrix metalloproteinase (MMP), and Furin inhibitors in Antimycin A-treated animal as well as in the C. elegans Duchenne muscular dystrophy model. Additionally, muscle cytosolic calcium increased in the Antimycin A-treated worms, and its down-regulation rescued the muscle damage, suggesting that calcium overload acts as one of the early triggers and activates Furin and MMPs for collagen degradation. In conclusion, we have established ECM degradation as an important pathway of muscle damage.-Sudevan, S., Takiura, M., Kubota, Y., Higashitani, N., Cooke, M., Ellwood, R. A., Etheridge, T., Szewczyk, N. J., Higashitani, A. Mitochondrial dysfunction causes Ca2+ overload and ECM degradation-mediated muscle damage in C. elegans.
Reduction of Gibberellin by Low Temperature Disrupts Pollen Development in Rice1[W][OPEN] 国際誌査読有り

Tadashi Sakata, Susumu Oda, Yuta Tsunaga, Hikaru Shomura, Makiko Kawagishi-Kobayashi, Koichiro Aya, Kenichi Saeki, Takashi Endo, Kuniaki Nagano, Mikiko Kojima, Hitoshi Sakakibara, Masao Watanabe, Makoto Matsuoka, Atsushi Higashitani

PLANT PHYSIOLOGY　164　(4)　2011-2019　2014年4月

DOI： 10.1104/pp.113.234401 　

ISSN：0032-0889

eISSN：1532-2548
Auxins reverse plant male sterility caused by high temperatures 査読有り

Tadashi Sakata, Takeshi Oshino, Shinya Miura, Mari Tomabechi, Yuta Tsunaga, Nahoko Higashitani, Yutaka Miyazawa, Hideyuki Takahashi, Masao Watanabe, Atsushi Higashitani

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　107　(19)　8569-8574　2010年5月

DOI： 10.1073/pnas.1000869107 　

ISSN：0027-8424
Minus-strand origin of filamentous phage versus transcriptional promoters in recognition of RNA polymerase 査読有り

A Higashitani, N Higashitani, K Horiuchi

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　94　(7)　2909-2914　1997年4月

DOI： 10.1073/pnas.94.7.2909 　

ISSN：0027-8424
The Growth of Soybean (Glycine max) Under Salt Stress Is Modulated in Simulated Microgravity Conditions

Setsuko Komatsu, Haruka Misaki, Wei Zhu, Hisateru YAMAGUCHI, Keisuke Hitachi, Kunihiro Tsuchida, Atsushi Higashitani

Cells　2025年4月

DOI： 10.3390/cells14070541 　
Gene expression and mucilage adaptations to salinity in germination of extreme halophyte Schrenkiella parvula seeds 国際誌

Keriman Şekerci, Nahoko Higashitani, Rengin Ozgur, Atsushi Higashitani, Ismail Turkan, Baris Uzilday

Plant Physiology and Biochemistry　220　109517-109517　2025年3月

DOI： 10.1016/j.plaphy.2025.109517 　

ISSN：0981-9428

eISSN：1873-2690
Induction of systemic resistance through calcium signaling in Arabidopsis exposed to air plasma-generated dinitrogen pentoxide 国際誌

Shota Sasaki, Hiroto Iwamoto, Keisuke Takashima, Masatsugu Toyota, Atsushi Higashitani, Toshiro Kaneko

PLOS ONE　20　(2)　e0318757　2025年2月6日

DOI： 10.1371/journal.pone.0318757 　

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Plasma technology, which can instantaneously transform air molecules into reactive species stimulating plants, potentially contributes to developing a sustainable agricultural system with high productivity and low environmental impact. In fact, plant immunity activation by exposure to a reactive gas mainly consisting of dinitrogen pentoxide (N2O5) was recently discovered, while physiological responses to N2O5 are rarely known. Here, we demonstrate early (within 10 min) physiological responses to N2O5 gas in Arabidopsis. Exposure to N2O5 gas induced an increase in cytosolic Ca2+ concentration within seconds in directly exposed leaves, followed by systemic long-distance Ca2+-based signaling within tens of seconds. In addition, jasmonic acid (JA)-related gene expression was induced within 10 minutes, and a significant upregulation of the defense-related gene PDF1.2 was observed after 1 day of exposure to N2O5 gas. These systemic resistant responses to N2O5 were found unique among air-plasma-generated species such as ozone (O3) and nitric oxide (NO)/nitrogen dioxide (NO2). Our results provide new insights into understanding of plant physiological responses to air-derived reactive species, in addition to facilitating the development of plasma applications in agriculture.
Plasma nitrogen fixation for plant cultivation with air‐derived dinitrogen pentoxide

Shouki Takeshi, Keisuke Takashima, Shota Sasaki, Atsushi Higashitani, Toshiro Kaneko

Plasma Processes and Polymers　21　(10)　2024年7月11日

DOI： 10.1002/ppap.202400096 　

ISSN：1612-8850

eISSN：1612-8869
Increase of secondary metabolites in sweet basil (Ocimum basilicum L.) leaves by exposure to N2O5 with plasma technology. 国際誌

Rie Tateishi, Natsumi Ogawa-Kishida, Nobuharu Fujii, Yuji Nagata, Yoshiyuki Ohtsubo, Shota Sasaki, Keisuke Takashima, Toshiro Kaneko, Atsushi Higashitani

Scientific reports　14　(1)　12759-12759　2024年6月4日

DOI： 10.1038/s41598-024-63508-8 　

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Exposure to N2O5 generated by plasma technology activates immunity in Arabidopsis through tryptophan metabolites. However, little is known about the effects of N2O5 exposure on other plant species. Sweet basil synthesizes many valuable secondary metabolites in its leaves. Therefore, metabolomic analyses were performed at three different exposure levels [9.7 (Ex1), 19.4 (Ex2) and 29.1 (Ex3) μmol] to assess the effects of N2O5 on basil leaves. As a result, cinnamaldehyde and phenolic acids increased with increasing doses. Certain flavonoids, columbianetin, and caryophyllene oxide increased with lower Ex1 exposure, cineole and methyl eugenol increased with moderate Ex2 exposure and L-glutathione GSH also increased with higher Ex3 exposure. Furthermore, gene expression analysis by quantitative RT-PCR showed that certain genes involved in the syntheses of secondary metabolites and jasmonic acid were significantly up-regulated early after N2O5 exposure. These results suggest that N2O5 exposure increases several valuable secondary metabolites in sweet basil leaves via plant defense responses in a controllable system.
Solo regulates the localization and activity of PDZ-RhoGEF for actin cytoskeletal remodeling in response to substrate stiffness. 国際誌

Aoi Kunitomi, Shuhei Chiba, Nahoko Higashitani, Atsushi Higashitani, Shinichi Sato, Kensaku Mizuno, Kazumasa Ohashi

Molecular biology of the cell　35　(6)　mbcE23110421　2024年4月24日

DOI： 10.1091/mbc.E23-11-0421 　

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Recent findings indicate that Solo, a RhoGEF, is involved in cellular mechanical stress responses. However, the mechanism of actin cytoskeletal remodeling via Solo remains unclear. Therefore, this study aimed to identify Solo-interacting proteins using the BioID, a proximal-dependent labeling method, and elucidate the molecular mechanisms of function of Solo. We identified PDZ-RhoGEF (PRG) as a Solo-interacting protein. PRG co-localized with Solo in the basal area of cells, depending on Solo localization, and enhanced actin polymerization at the Solo accumulation sites. Additionally, Solo and PRG interaction was necessary for actin cytoskeletal remodeling. Furthermore, the purified Solo itself had little or negligible GEF activity, even the GEF-inactive mutant directly activated the GEF activity of the PRG through interaction. Moreover, overexpression of the Solo and PRG binding domains, respectively, had a dominant-negative effect on actin polymerization and actin stress fiber formation in response to substrate stiffness. Therefore, Solo restricts the localization of PRG and regulates actin cytoskeletal remodeling in synergy with PRG in response to the surrounding mechanical environment.
Proteomic profiling of an extreme halophyte Schrenkiella parvula with accelerated root elongation under mild salt stress.

Keriman Şekerci, Nahoko Higashitani, Rengin Ozgur, Baris Uzilday, Atsushi Higashitani, Ismail Turkan

Plant Stress　11　2024年3月

DOI： 10.1016/j.stress.2024.100357 　

ISSN：2667-064X
SoloとPDZ-RhoGEFの相互作用を介したメカノストレス応答におけるアクチン骨格の制御機構

國富葵, 千葉秀平, 東谷篤志, 東谷なほ子, 水野健作, 大橋一正

日本生化学会大会プログラム・講演要旨集　96回　[1P-251]　2023年10月
出版者・発行元： (公社)日本生化学会
Comparative Analysis of Muscle Atrophy During Spaceflight, Nutritional Deficiency and Disuse in the Nematode Caenorhabditis elegans. 国際誌

Ban-Seok Kim, Alfredo V Alcantara Jr, Je-Hyun Moon, Atsushi Higashitani, Nahoko Higashitani, Timothy Etheridge, Nathaniel J Szewczyk, Colleen S Deane, Christopher J Gaffney, Akira Higashibata, Toko Hashizume, Kyoung-Hye Yoon, Jin I Lee

International journal of molecular sciences　24　(16)　2023年8月10日

DOI： 10.3390/ijms241612640 　

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While spaceflight is becoming more common than before, the hazards spaceflight and space microgravity pose to the human body remain relatively unexplored. Astronauts experience muscle atrophy after spaceflight, but the exact reasons for this and solutions are unknown. Here, we take advantage of the nematode C. elegans to understand the effects of space microgravity on worm body wall muscle. We found that space microgravity induces muscle atrophy in C. elegans from two independent spaceflight missions. As a comparison to spaceflight-induced muscle atrophy, we assessed the effects of acute nutritional deprivation and muscle disuse on C. elegans muscle cells. We found that these two factors also induce muscle atrophy in the nematode. Finally, we identified clp-4, which encodes a calpain protease that promotes muscle atrophy. Mutants of clp-4 suppress starvation-induced muscle atrophy. Such comparative analyses of different factors causing muscle atrophy in C. elegans could provide a way to identify novel genetic factors regulating space microgravity-induced muscle atrophy.
Caenorhabditis elegans in microgravity: An omics perspective. 国際誌

Amanda Scott, Craig R G Willis, Masafumi Muratani, Atsushi Higashitani, Timothy Etheridge, Nathaniel J Szewczyk, Colleen S Deane

iScience　26　(7)　107189-107189　2023年7月21日

DOI： 10.1016/j.isci.2023.107189 　

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The application of omics to study Caenorhabditis elegans (C. elegans) in the context of spaceflight is increasing, illuminating the wide-ranging biological impacts of spaceflight on physiology. In this review, we highlight the application of omics, including transcriptomics, genomics, proteomics, multi-omics, and integrated omics in the study of spaceflown C. elegans, and discuss the impact, use, and future direction of this branch of research. We highlight the variety of molecular alterations that occur in response to spaceflight, most notably changes in metabolic and neuromuscular gene regulation. These transcriptional features are reproducible and evident across many spaceflown species (e.g., mice and astronauts), supporting the use of C. elegans as a model organism to study spaceflight physiology with translational capital. Integrating tissue-specific, spatial, and multi-omics approaches, which quantitatively link molecular responses to phenotypic adaptations, will facilitate the identification of candidate regulatory molecules for therapeutic intervention and thus represents the next frontiers in C. elegans space omics research.
Self-grafting induced epigenetic changes leading to drought stress tolerance in tomato plants 国際誌

Maria Isabel Fuentes-Merlos, Masaru Bamba, Shusei Sato, Atsushi Higashitani

DNA Research　30　(4)　2023年7月15日
出版者・発行元： Oxford University Press (OUP)
DOI： 10.1093/dnares/dsad016 　

ISSN：1340-2838

eISSN：1756-1663

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Abstract Grafting is widely used as a method to increase stress tolerance in good fruiting lines of Solanaceae plants. However, little is known about how grafting, affects epigenetic modifications and leads to stress tolerance, especially within the same line. Here, we studied the effects of self-grafting in tomato plants on histone and DNA modifications and changes in gene expression related to drought stress. We found that at the 3-leaf stage, one week after self-grafting, histone H3 K4 trimethylation and K27 trimethylation changes were observed in more than 500 genes each, and DNA methylation changes in more than 5,000 gene regions at the shoot apex compared to the non-grafted control. In addition, two weeks after the epigenomic changes, global expression changes continued to be observed at the shoot apex in several genes related to the metabolic process of nitrogen compounds, responses to stimulus, chromosome organization, cell cycle-related genes, and regulation of hormone levels. Finally, these grafted seedlings acquired remarkable drought tolerance, suggesting that epigenomic modifications during the wound-healing process mitigate stress tolerance in tomato plants.
Proteomic features of skeletal muscle adaptation to resistance exercise training as a function of age. 国際誌

Colleen S Deane, Bethan E Phillips, Craig R G Willis, Daniel J Wilkinson, Ken Smith, Nahoko Higashitani, John P Williams, Nathaniel J Szewczyk, Philip J Atherton, Atsushi Higashitani, Timothy Etheridge

GeroScience　45　(3)　1271-1287　2023年6月

DOI： 10.1007/s11357-022-00658-5 　

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Resistance exercise training (RET) can counteract negative features of muscle ageing but older age associates with reduced adaptive capacity to RET. Altered muscle protein networks likely contribute to ageing RET adaptation; therefore, associated proteome-wide responses warrant exploration. We employed quantitative sarcoplasmic proteomics to compare age-related proteome and phosphoproteome responses to RET. Thigh muscle biopsies were collected from eight young (25 ± 1.1 years) and eight older (67.5 ± 2.6 years) adults before and after 20 weeks supervised RET. Muscle sarcoplasmic fractions were pooled for each condition and analysed using Isobaric Tags for Relative and Absolute Quantification (iTRAQ) labelling, tandem mass spectrometry and network-based hub protein identification. Older adults displayed impaired RET-induced adaptations in whole-body lean mass, body fat percentage and thigh lean mass (P > 0.05). iTRAQ identified 73 differentially expressed proteins with age and/or RET. Despite possible proteomic stochasticity, RET improved ageing profiles for mitochondrial function and glucose metabolism (top hub; PYK (pyruvate kinase)) but failed to correct altered ageing expression of cytoskeletal proteins (top hub; YWHAZ (14-3-3 protein zeta/delta)). These ageing RET proteomic profiles were generally unchanged or oppositely regulated post-RET in younger muscle. Similarly, RET corrected expression of 10 phosphoproteins altered in ageing, but these responses were again different vs. younger adults. Older muscle is characterised by RET-induced metabolic protein profiles that, whilst not present in younger muscle, improve untrained age-related proteomic deficits. Combined with impaired cytoskeletal adhesion responses, these results provide a proteomic framework for understanding and optimising ageing muscle RET adaptation.
A stratagem for primary root elongation under moderate salt stress in the halophyte Schrenkiella parvula 国際誌

Keriman Şekerci, Nahoko Higashitani, Rengin Ozgur, Baris Uzilday, Atsushi Higashitani, Ismail Turkan

Physiologia Plantarum　175　(3)　e13937　2023年5月

DOI： 10.1111/ppl.13937 　

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Schrenkiella parvula, an Arabidopsis-related halophyte, grows around Lake Tuz (Salt) in Turkey and can survive up to 600 mM NaCl. Here, we performed physiological studies on the roots of S. parvula and A. thaliana seedlings cultivated under a moderate salt condition (100 mM NaCl). Interestingly, S. parvula germinated and grew at 100 mM NaCl, but germination did not occur at salt concentrations above 200 mM. In addition, primary roots elongated much faster at 100 mM NaCl, while being thinner with fewer roots hair, than under NaCl-free conditions. Salt-induced root elongation was due to epidermal cell elongation, but meristem size and meristematic DNA replication were reduced. The expression of genes related to auxin response and biosynthesis was also reduced. Application of exogenous auxin abolished the changes in primary root elongation, suggesting that auxin reduction is the main trigger for root architectural changes in response to moderate salinity in S. parvula. In A. thaliana seeds, germination was maintained up to 200 mM NaCl, but post-germination root elongation was significantly inhibited. Furthermore, primary roots did not promote elongation even under fairly low salt conditions. Compared to A. thaliana, cell death and ROS content in primary roots of salt-stressed plants were significantly lower in S. parvula. These changes in the roots of S. parvula seedlings may be an adaptive strategy to reach lower salinity by advancing into deeper soils, while being impaired by moderate salt stress.
Cover Image

Atsushi Higashitani, Mika Teranishi, Yui Nakagawa, Yukou Itoh, Surabhi Sudevan, Nathaniel J. Szewczyk, Yukihiko Kubota, Takaaki Abe, Takeshi Kobayashi

The FASEB Journal　2023年4月

DOI： 10.1096/fsb2.22909 　
222 nm far-UVC efficiently introduces nerve damage in Caenorhabditis elegans. 国際誌

Kaoru Okamoto Yoshiyama, Norihiko L Okamoto, Jun Hidema, Atsushi Higashitani

PloS one　18　(1)　e0281162　2023年

DOI： 10.1371/journal.pone.0281162 　

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Far-ultraviolet radiation C light (far-UVC; 222 nm wavelength) has received attention as a safer light for killing pathogenic bacteria and viruses, as no or little DNA damage is observed after irradiation in mammalian skin models. Far-UVC does not penetrate deeply into tissues; therefore, it cannot reach the underlying critical basal cells. However, it was unclear whether far-UVC (222-UVC) irradiation could cause more biological damage at shallower depths than the 254 nm UVC irradiation (254-UVC), which penetrates more deeply. This study investigated the biological effects of 222- and 254-UVC on the small and transparent model organism Caenorhabditis elegans. At the same energy level of irradiation, 222-UVC introduced slightly less cyclobutane pyrimidine dimer damage to naked DNA in solution than 254-UVC. The survival of eggs laid during 0-4 h after irradiation showed a marked decrease with 254-UVC but not 222-UVC. In addition, defect of chromosomal condensation was observed in a full-grown oocyte by 254-UVC irradiation. In contrast, 222-UVC had a significant effect on the loss of motility of C. elegans. The sensory nervous system, which includes dopamine CEP and PVD neurons on the body surface, was severely damaged by 222-UVC, but not by the same dose of 254-UVC. Interestingly, increasing 254-UVC irradiation by about 10-fold causes similar damage to CEP neurons. These results suggest that 222-UVC is less penetrating, so energy transfer occurs more effectively in tissues near the surface, causing more severe damage than 254-UVC.
Global landscape of replicative DNA polymerase usage in the human genome. 国際誌

Eri Koyanagi, Yoko Kakimoto, Tamiko Minamisawa, Fumiya Yoshifuji, Toyoaki Natsume, Atsushi Higashitani, Tomoo Ogi, Antony M Carr, Masato T Kanemaki, Yasukazu Daigaku

Nature communications　13　(1)　7221-7221　2022年11月24日

DOI： 10.1038/s41467-022-34929-8 　

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The division of labour among DNA polymerase underlies the accuracy and efficiency of replication. However, the roles of replicative polymerases have not been directly established in human cells. We developed polymerase usage sequencing (Pu-seq) in HCT116 cells and mapped Polε and Polα usage genome wide. The polymerase usage profiles show Polε synthesises the leading strand and Polα contributes mainly to lagging strand synthesis. Combining the Polε and Polα profiles, we accurately predict the genome-wide pattern of fork directionality plus zones of replication initiation and termination. We confirm that transcriptional activity contributes to the pattern of initiation and termination and, by separately analysing the effect of transcription on co-directional and converging forks, demonstrate that coupled DNA synthesis of leading and lagging strands is compromised by transcription in both co-directional and convergent forks. Polymerase uncoupling is particularly evident in the vicinity of large genes, including the two most unstable common fragile sites, FRA3B and FRA3D, thus linking transcription-induced polymerase uncoupling to chromosomal instability. Together, our result demonstrated that Pu-seq in human cells provides a powerful and straightforward methodology to explore DNA polymerase usage and replication fork dynamics.
Mitochonic Acid 5 Improves Duchenne Muscular Dystrophy and Parkinson's Disease Model of Caenorhabditis elegans. 国際誌

Xintong Wu, Satoi Nagasawa, Kasumi Muto, Maiko Ueda, Chitose Suzuki, Takaaki Abe, Atsushi Higashitani

International journal of molecular sciences　23　(17)　2022年8月24日

DOI： 10.3390/ijms23179572 　

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Mitochonic Acid 5 (MA-5) enhances mitochondrial ATP production, restores fibroblasts from mitochondrial disease patients and extends the lifespan of the disease model "Mitomouse". Additionally, MA-5 interacts with mitofilin and modulates the mitochondrial inner membrane organizing system (MINOS) in mammalian cultured cells. Here, we used the nematode Caenorhabditis elegans to investigate whether MA-5 improves the Duchenne muscular dystrophy (DMD) model. Firstly, we confirmed the efficient penetration of MA-5 in the mitochondria of C. elegans. MA-5 also alleviated symptoms such as movement decline, muscular tone, mitochondrial fragmentation and Ca2+ accumulation of the DMD model. To assess the effect of MA-5 on mitochondria perturbation, we employed a low concentration of rotenone with or without MA-5. MA-5 significantly suppressed rotenone-induced mitochondria reactive oxygen species (ROS) increase, mitochondrial network fragmentation and nuclear destruction in body wall muscles as well as endogenous ATP levels decline. In addition, MA-5 suppressed rotenone-induced degeneration of dopaminergic cephalic (CEP) neurons seen in the Parkinson's disease (PD) model. Furthermore, the application of MA-5 reduced mitochondrial swelling due to the immt-1 null mutation. These results indicate that MA-5 has broad mitochondrial homing and MINOS stabilizing activity in metazoans and may be a therapeutic agent for these by ameliorating mitochondrial dysfunction in DMD and PD.
Comparative Transcriptome Analysis of Grafted Tomato with Drought Tolerance 国際誌

Maria Isabel Fuentes-Merlos, Masaru Bamba, Shusei Sato, Atsushi Higashitani

Plants　11　(15)　1947-1947　2022年7月27日
出版者・発行元： MDPI AG
DOI： 10.3390/plants11151947 　

eISSN：2223-7747

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Grafting is a method used in agriculture to improve crop production and tolerance to biotic and abiotic stress. This technique is widely used in tomato, Solanum lycopersicum L.; however, the effects of grafting on changes in gene expression associated with stress tolerance in shoot apical meristem cells are still under-discovered. To clarify the effect of grafting, we performed a transcriptomic analysis between non-grafted and grafted tomatoes using the tomato variety Momotaro-scion and rootstock varieties, TD1, GS, and GF. Drought tolerance was significantly improved not only by a combination of compatible resistant rootstock TD1 but also by self-grafted compared to non-grafted lines. Next, we found the differences in gene expression between grafted and non-grafted plants before and during drought stress treatment. These altered genes are involved in the regulation of plant hormones, stress response, and cell proliferation. Furthermore, when comparing compatible (Momo/TD1 and Momo/Momo) and incompatible (Momo/GF) grafted lines, the incompatible line reduced gene expression associated with phytohormones but increased in wounding and starvation stress-response genes. These results conclude that grafting generates drought stress tolerance through several gene expression changes in the apical meristem.
Phenolic Acids Induce Nod Factor Production in Lotus japonicus-Mesorhizobium Symbiosis.

Masayuki Shimamura, Takashi Kumaki, Shun Hashimoto, Kazuhiko Saeki, Shin-Ichi Ayabe, Atsushi Higashitani, Tomoyoshi Akashi, Shusei Sato, Toshio Aoki

Microbes and environments　37　(1)　n/a-n/a　2022年
出版者・発行元： Japanese Society of Microbial Ecology
DOI： 10.1264/jsme2.ME21094 　

ISSN：1342-6311

eISSN：1347-4405

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In legume-rhizobia symbiosis, partner recognition and the initiation of symbiosis processes require the mutual exchange of chemical signals. Chemicals, generally (iso)flavonoids, in the root exudates of the host plant induce the expression of nod genes in rhizobia, and, thus, are called nod gene inducers. The expression of nod genes leads to the production of lipochitooligosaccharides (LCOs) called Nod factors. Natural nod gene inducer(s) in Lotus japonicus-Mesorhizobium symbiosis remain unknown. Therefore, we developed an LCO detection method based on ultra-high-performance liquid chromatography-tandem-quadrupole mass spectrometry (UPLC-TQMS) to identify these inducers and used it herein to screen 40 phenolic compounds and aldonic acids for their ability to induce LCOs in Mesorhizobium japonicum MAFF303099. We identified five phenolic acids with LCO-inducing activities, including p-coumaric, caffeic, and ferulic acids. The induced LCOs caused root hair deformation, and nodule numbers in L. japonicus inoculated with M. japonicum were increased by these phenolic acids. The three phenolic acids listed above induced the expression of the nodA, nodB, and ttsI genes in a strain harboring a multicopy plasmid encoding NodD1, but not that encoding NodD2. The presence of p-coumaric and ferulic acids in the root exudates of L. japonicus was confirmed by UPLC-TQMS, and the induction of ttsI::lacZ in the strain harboring the nodD1 plasmid was detected in the rhizosphere of L. japonicus. Based on these results, we propose that phenolic acids are a novel type of nod gene inducer in L. japonicus-Mesorhizobium symbiosis.
Histone deacetylase HDA-4-mediated epigenetic regulation in space-flown C. elegans. 国際誌

Atsushi Higashitani, Toko Hashizume, Mai Takiura, Nahoko Higashitani, Mika Teranishi, Rika Oshima, Sachiko Yano, Kana Kuriyama, Akira Higashibata

NPJ microgravity　7　(1)　33-33　2021年9月1日

DOI： 10.1038/s41526-021-00163-7 　

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Epigenetic changes during long-term spaceflight are beginning to be studied by NASA's twin astronauts and other model organisms. Here, we evaluate the epigenetic regulation of gene expression in space-flown C. elegans by comparing wild type and histone deacetylase (hda)-4 mutants. Expression levels of 39 genes were consistently upregulated in all four generations of adult hda-4 mutants grown under microgravity compared with artificial Earth-like gravity (1G). In contrast, in the wild type, microgravity-induced upregulation of these genes occurred a little. Among these genes, 11 contain the domain of unknown function 19 (DUF-19) and are located in a cluster on chromosome V. When compared with the 1G condition, histone H3 trimethylation at lysine 27 (H3K27me3) increased under microgravity in the DUF-19 containing genes T20D4.12 to 4.10 locus in wild-type adults. On the other hand, this increase was also observed in the hda-4 mutant, but the level was significantly reduced. The body length of wild-type adults decreased slightly but significantly when grown under microgravity. This decrease was even more pronounced with the hda-4 mutant. In ground-based experiments, one of the T20D4.11 overexpressing strains significantly reduced body length and also caused larval growth retardation and arrest. These results indicate that under microgravity, C. elegans activates histone deacetylase HDA-4 to suppress overregulation of several genes, including the DUF-19 family. In other words, the expression of certain genes, including negative regulators of growth and development, is epigenetically fine-tuned to adapt to the space microgravity.
Morin attenuates dexamethasone-mediated oxidative stress and atrophy in mouse C2C12 skeletal myotubes. 国際誌

Anayt Ulla, Takayuki Uchida, Yukari Miki, Kosuke Sugiura, Atsushi Higashitani, Takeshi Kobayashi, Ayako Ohno, Reiko Nakao, Katsuya Hirasaka, Iori Sakakibara, Takeshi Nikawa

Archives of biochemistry and biophysics　704　108873-108873　2021年6月15日

DOI： 10.1016/j.abb.2021.108873 　

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Glucocorticoids are the drugs most commonly used to manage inflammatory diseases. However, they are prone to inducing muscle atrophy by increasing muscle proteolysis and decreasing protein synthesis. Various studies have demonstrated that antioxidants can mitigate glucocorticoid-induced skeletal muscle atrophy. Here, we investigated the effect of a potent antioxidative natural flavonoid, morin, on the muscle atrophy and oxidative stress induced by dexamethasone (Dex) using mouse C2C12 skeletal myotubes. Dex (10 μM) enhanced the production of reactive oxygen species (ROS) in C2C12 myotubes via glucocorticoid receptor. Moreover, Dex administration reduced the diameter and expression levels of the myosin heavy chain protein in C2C12 myotubes, together with the upregulation of muscle atrophy-associated ubiquitin ligases, such as muscle atrophy F-box protein 1/atrogin-1, muscle ring finger protein-1, and casitas B-lineage lymphoma proto-oncogene-b. Dex also significantly decreased phosphorylated Foxo3a and increased total Foxo3a expression. Interestingly, Dex-induced ROS accumulation and Foxo3a expression were inhibited by morin (10 μM) pretreatment. Morin also prevented the Dex-induced reduction of myotube thickness, together with muscle protein degradation and suppression of the upregulation of atrophy-associated ubiquitin ligases. In conclusion, our results suggest that morin effectively prevents glucocorticoid-induced muscle atrophy by reducing oxidative stress.
Findings from recent studies by the Japan Aerospace Exploration Agency examining musculoskeletal atrophy in space and on Earth. 国際誌

Satoshi Furukawa, Masahiro Chatani, Atsushi Higashitani, Akira Higashibata, Fuminori Kawano, Takeshi Nikawa, Takuro Numaga-Tomita, Toshihiko Ogura, Fuminori Sato, Atsuko Sehara-Fujisawa, Masahiro Shinohara, Toru Shimazu, Satoru Takahashi, Haruko Watanabe-Takano

NPJ microgravity　7　(1)　18-18　2021年5月26日

DOI： 10.1038/s41526-021-00145-9 　

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The musculoskeletal system provides the body with correct posture, support, stability, and mobility. It is composed of the bones, muscles, cartilage, tendons, ligaments, joints, and other connective tissues. Without effective countermeasures, prolonged spaceflight under microgravity results in marked muscle and bone atrophy. The molecular and physiological mechanisms of this atrophy under unloaded conditions are gradually being revealed through spaceflight experiments conducted by the Japan Aerospace Exploration Agency using a variety of model organisms, including both aquatic and terrestrial animals, and terrestrial experiments conducted under the Living in Space project of the Japan Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology. Increasing our knowledge in this field will lead not only to an understanding of how to prevent muscle and bone atrophy in humans undergoing long-term space voyages but also to an understanding of countermeasures against age-related locomotive syndrome in the elderly.
Combined Environment Simulator for Low-Dose-Rate Radiation and Partial Gravity of Moon and Mars 国際誌

Akihisa Takahashi, Sakuya Yamanouchi, Kazuomi Takeuchi, Shogo Takahashi, Mutsumi Tashiro, Jun Hidema, Atsushi Higashitani, Takuya Adachi, Shenke Zhang, Fady Nagy Lotfy Guirguis, Yukari Yoshida, Aiko Nagamatsu, Megumi Hada, Kunihito Takeuchi, Tohru Takahashi, Yuji Sekitomi

Life　10　(11)　274-274　2020年11月6日
出版者・発行元： MDPI AG
DOI： 10.3390/life10110274 　

eISSN：2075-1729

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Deep space exploration by humans has become more realistic, with planned returns to the Moon, travel to Mars, and beyond. Space radiation with a low dose rate would be a constant risk for space travelers. The combined effects of space radiation and partial gravity such as on the Moon and Mars are unknown. The difficulty for such research is that there are no good simulating systems on the ground to investigate these combined effects. To address this knowledge gap, we developed the Simulator of the environments on the Moon and Mars with Neutron irradiation and Gravity change (SwiNG) for in vitro experiments using disposable closed cell culture chambers. The device simulates partial gravity using a centrifuge in a three-dimensional clinostat. Six samples are exposed at once to neutrons at a low dose rate (1 mGy/day) using Californium-252 in the center of the centrifuge. The system is compact including two SwiNG devices in the incubator, one with and one without radiation source, with a cooling function. This simulator is highly convenient for ground-based biological experiments because of limited access to spaceflight experiments. SwiNG can contribute significantly to research on the combined effects of space radiation and partial gravity.
Ultra-high-purity iron is a novel and very compatible biomaterial. 国際誌査読有り

Luqman Khan, Katsumi Sato, Shinichi Okuyama, Takeshi Kobayashi, Kazumasa Ohashi, Katsuya Hirasaka, Takeshi Nikawa, Kunio Takada, Atsushi Higashitani, Kenji Abiko

Journal of the mechanical behavior of biomedical materials　106　103744-103744　2020年3月27日

DOI： 10.1016/j.jmbbm.2020.103744 　

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Metals and alloys are used widely in bone prosthetic materials, stents and dental tissue reconstructions. The most common materials are stainless steels and cobalt-chromium-nickel and titanium alloys. These alloys can be easily deformed but are hard to break. However, their affinity for cells and tissues is very low. In addition, they can sometimes provoke unexpected metal allergies. Iron is an abundant trace element essential for humans. However, excess amounts in particular of Fe2+ ions are toxic. We previously succeeded in obtaining 99.9996% ultra-high-purity iron (ABIKO iron). The chemical properties of ABIKO iron are completely different from that of conventional pure iron. For example, the reaction rate in hydrochloric acid is very slow and there is barely any corrosion. Here, we found that, in the absence of any type of coating, mammalian cells could easily attach to, and normally proliferate and differentiate on, ABIKO iron. On the other hand, cell densities and proliferation rate of the surfaces of plates made from Co-Cr-Mo or Ti-6Al-4V were significantly reduced. In addition, several stress and iron response genes, HSP70, SOD1, ATM and IRP2 did not change in the cells on ABIKO iron, while these genes were induced with exogenous application of FeSO4. Cells also secreted and fastened some organics on ABIKO iron. In vitro collagen binding assay showed that ABIKO iron binds higher amount of collagens. These findings highlight ABIKO iron as a novel biocompatible prosthetic material.
Increased hydrostatic pressure induces nuclear translocation of DAF-16/FOXO in C. elegans. 国際誌査読有り

Naoshi Watanabe, Masatoshi Morimatsu, Ayano Fujita, Mika Teranishi, Surabhi Sudevan, Masaru Watanabe, Hiroaki Iwasa, Yutaka Hata, Hiroyuki Kagi, Masayoshi Nishiyama, Keiji Naruse, Atsushi Higashitani

Biochemical and biophysical research communications　523　(4)　853-858　2020年3月19日

DOI： 10.1016/j.bbrc.2020.01.047 　

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Mechanical stimulation is well known to be important for maintaining tissue and organ homeostasis. Here, we found that hydrostatic pressure induced nuclear translocation of a forkhead box O (FOXO) transcription factor DAF-16, in C. elegans within minutes, whereas the removal of this pressure resulted in immediate export of DAF-16 to the cytoplasm. We also monitored DAF-16-dependent transcriptional changes by exposure to 1 MPa pressure for 5 min, and found significant changes in collagen and other genes in a DAF-16 dependent manner. Lifespan was markedly prolonged with exposure to cyclic pressure treatment (1 MPa once a day for 5 min from L1 larvae until death). Furthermore, age-dependent decline in locomotor activity was suppressed by the treatment. In contrast, the nuclear translocation of the yes-associated protein YAP-1 was not induced under the same pressure conditions. Thus, moderate hydrostatic pressure improves ageing progression through activation of DAF-16/FOXO in C. elegans.
Lotus Accessions Possess Multiple Checkpoints Triggered by Different Type III Secretion System Effectors of the Wide-Host-Range Symbiont Bradyrhizobium elkanii USDA61. 査読有り

Shohei Kusakabe, Nahoko Higasitani, Takakazu Kaneko, Michiko Yasuda, Hiroki Miwa, Shin Okazaki, Kazuhiko Saeki, Atsushi Higashitani, Shusei Sato

Microbes and environments　35　(1)　2020年

DOI： 10.1264/jsme2.ME19141 　

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Bradyrhizobium elkanii, a rhizobium with a relatively wide host range, possesses a functional type III secretion system (T3SS) that is involved in symbiotic incompatibility against Rj4-genotype soybean (Glycine max) and some accessions of mung bean (Vigna radiata). To expand our knowledge on the T3SS-mediated partner selection mechanism in the symbiotic legume-rhizobia association, we inoculated three Lotus experimental accessions with wild-type and T3SS-mutant strains of B. elkanii USDA61. Different responses were induced by T3SS in a host genotype-dependent manner. Lotus japonicus Gifu inhibited infection; L. burttii allowed infection, but inhibited nodule maturation at the post-infection stage; and L. burttii and L. japonicus MG-20 both displayed a nodule early senescence-like response. By conducting inoculation tests with mutants of previously reported and newly identified effector protein genes of B. elkanii USDA61, we identified NopF as the effector protein triggering the inhibition of infection, and NopM as the effector protein triggering the nodule early senescence-like response. Consistent with these results, the B. elkanii USDA61 gene for NopF introduced into the Lotus symbiont Mesorhizobium japonicum induced infection inhibition in L. japonicus Gifu, but did not induce any response in L. burttii or L. japonicus MG-20. These results suggest that Lotus accessions possess at least three checkpoints to eliminate unfavorable symbionts, including the post-infection stage, by recognizing different T3SS effector proteins at each checkpoint.
Autophagy mitigates high-temperature injury in pollen development of Arabidopsis thaliana. 国際誌査読有り

Gönül Dündar, Zhenhua Shao, Nahoko Higashitani, Mami Kikuta, Masanori Izumi, Atsushi Higashitani

Developmental biology　456　(2)　190-200　2019年12月15日

DOI： 10.1016/j.ydbio.2019.08.018 　

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Autophagy is one of the cellular processes that break down cellular components during senescence, starvation, and stress. The susceptibility of plant pollen development to high-temperature (HT) stress is well known, but the involvement of autophagy in HT injury is yet to be clarified. Here, we found that following transfer to 30 °C, all autophagy-deficient (atg) mutants (atg2-1, 5-1, 7-2, and 10-1) of Arabidopsis thaliana tested displayed visibly impaired pollen development and anther dehiscence. HT-induced male sterility significantly increased in the atg mutants, but the degree of HT-induced obstacles did not change between the wild type (WT) and mutants from the seedling stage to the bolting stage. Cytological analyses showed that 30 °C promoted autophagy and autolysosome formation in both anther wall cells and microspores in developing anthers of WT, but the atg5-1 mutant did not show completion of tapetum degeneration and microspore maturation. HT upregulated hydrogen peroxide and dehydroascorbate reductase 1 production in both WT and atg5-1 anthers, but the basal levels were already higher in the mutant. HT repressed expression of UNDEAD and its regulator MYB80, which are required for tapetal programmed cell death (PCD) for proper pollen development. Taken together, our results suggest that autophagy functions in tapetum degeneration and pollen development during HT-caused tapetal PCD abortion.
Vital roles of PCNA K165 modification during C. elegans gametogenesis and embryogenesis. 国際誌査読有り

Zhenhua Shao, Shinsuke Niwa, Atsushi Higashitani, Yasukazu Daigaku

DNA repair　82　102688-102688　2019年10月

DOI： 10.1016/j.dnarep.2019.102688 　

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In eukaryotes, the DNA damage bypass pathway is promoted by ubiquitylation of PCNA at the conserved lysine 164. Using CRISPR-Cas9 system, we introduced amino acid substitution at K165 of C. elegans PCNA that corresponds to K164 in other characterised organisms and examined the contribution of this residue at a variety of stages during development. In the presence of UV-induced DNA lesions, PCNA-K165 is crucial for not only the early embryonic stages but also during larval development, implicating its functions for a broad time period during animal development. We also show that, without induction of DNA damage, concomitant inhibition of PCNA ubiquitylation and checkpoint activation causes abnormal gametogenesis events and severely impairs reproduction of worms. Our findings suggest a conserved function of PCNA ubiquitylation in tolerance of UV-induced damage and also propose that PCNA ubiquitylation contributes to gametogenesis during unperturbed C. elegans development.
ミトコンドリアを介した無重力ストレス感知機構の解明

内田貴之, 三木裕加里, 坂下禎宏, 真板綾子, 中尾玲子, 平坂勝也, 東谷篤志, 東端晃, 小林剛, 曽我部正博, 二川健

日本栄養・食糧学会大会講演要旨集　73回　221-221　2019年4月
出版者・発行元： (公社)日本栄養・食糧学会
Target of rapamycin-signaling modulates starch accumulation via glycogenin phosphorylation status in the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae 国際誌査読有り

Pancha, I., Shima, H., Higashitani, N., Igarashi, K., Higashitani, A., Tanaka, K., Imamura, S.

Plant Journal　97　(3)　485-499　2019年2月

DOI： 10.1111/tpj.14136 　

ISSN：1365-313X 0960-7412
Divergent evolution of rice blast resistance Pi54 locus in the genus Oryza. 国際誌査読有り

Zhang L, Nakagomi Y, Endo T, Teranishi M, Hidema J, Sato S, Higashitani A

Rice (New York, N.Y.)　11　(1)　63-63　2018年12月

DOI： 10.1186/s12284-018-0256-8 　

ISSN：1939-8425
モデル生物「線虫」を用いた放射線ストレス応答研究の新展開線虫C.elegansのDAF-16/FoxOを介した新たな静水圧応答

渡辺尚, 森松賢順, 西山雅祥, 渡邉賢, 鍵裕之, 成瀬恵治, 東谷篤志

日本放射線影響学会大会講演要旨集　61回　36-36　2018年11月
出版者・発行元： (一社)日本放射線影響学会
ISSN：1347-8680
Morin suppresses cachexia-induced muscle wasting by binding to ribosomal protein S10 in carcinoma cells 国際誌査読有り

Yoshimura, T., Saitoh, K., Sun, L., Wang, Y., Taniyama, S., Yamaguchi, K., Uchida, T., Ohkubo, T., Higashitani, A., Nikawa, T., Tachibana, K., Hirasaka, K.

Biochemical and Biophysical Research Communications　506　(4)　773-779　2018年10月30日

DOI： 10.1016/j.bbrc.2018.10.184 　

ISSN：1090-2104 0006-291X
Reactive oxygen species upregulate expression of muscle atrophy-associated ubiquitin ligase Cbl-b in rat L6 skeletal muscle cells 国際誌査読有り

Takayuki Uchida, Yoshihiro Sakashita, Kanako Kitahata, Yui Yamashita, Chisato Tomida, Yuki Kimori, Akio Komatsu, Katsuya Hirasaka, Ayako Ohno, Reiko Nakao, Atsushi Higashitani, Akira Higashibata, Noriaki Ishioka, Toru Shimazu, Takeshi Kobayashi, Yuushi Okumura, Inho Choi, Motoko Oarada, Edward M. Mills, Shigetada Teshima-Kondo, Shin’ichi Takeda, Eiji Tanaka, Keiji Tanaka, Masahiro Sokabe, Takeshi Nikawa

American Journal of Physiology - Cell Physiology　314　(6)　C721-C731　2018年6月1日
出版者・発行元： American Physiological Society
DOI： 10.1152/ajpcell.00184.2017 　

ISSN：1522-1563 0363-6143
無重力による廃用性筋萎縮における酸化ストレスの重要性

内田貴之, 木森有希, 坂下禎宏, 真板綾子, 中尾玲子, 平坂勝也, 東谷篤志, 東端晃, 小林剛, 曽我部正博, 武田伸一, 二川健

日本栄養・食糧学会大会講演要旨集　72回　187-187　2018年4月
出版者・発行元： (公社)日本栄養・食糧学会
Heat-Induced Calcium Leakage Causes Mitochondrial Damage in Caenorhabditis elegans Body-Wall Muscles 国際誌査読有り

Kenta Momma, Takashi Homma, Ruri Isaka, Surabhi Sudevan, Atsushi Higashitani

GENETICS　206　(4)　1985-1994　2017年8月

DOI： 10.1534/genetics.117.202747 　

ISSN：0016-6731

eISSN：1943-2631
Dietary Supplementation with Isoflavones Prevents Muscle Wasting in Tumor-Bearing Mice 査読有り

Katsuya Hirasaka, Shinobu Saito, Saki Yamaguchi, Riho Miyazaki, Yao Wang, Marie Haruna, Shigeto Taniyama, Atsushi Higashitani, Junji Terao, Takeshi Nikawa, Katsuyasu Tachibana

JOURNAL OF NUTRITIONAL SCIENCE AND VITAMINOLOGY　62　(3)　178-184　2016年6月

DOI： 10.3177/jnsv.62.178 　

ISSN：0301-4800

eISSN：1881-7742
Fluid dynamics alter Caenorhabditis elegans body length via TGF-beta/DBL-1 neuromuscular signaling 国際誌査読有り

Shunsuke Harada, Toko Hashizume, Kanako Nemoto, Zhenhua Shao, Nahoko Higashitani, Timothy Etheridge, Nathaniel J. Szewczyk, Keiji Fukui, Akira Higashibata, Atsushi Higashitani

NPJ MICROGRAVITY　2　16006-16006　2016年4月

DOI： 10.1038/npjmgrav.2016.6 　

ISSN：2373-8065
Microgravity elicits reproducible alterations in cytoskeletal and metabolic gene and protein expression in space-flown Caenorhabditis elegans 国際誌査読有り

Akira Higashibata, Toko Hashizume, Kanako Nemoto, Nahoko Higashitani, Timothy Etheridge, Chihiro Mori, Shunsuke Harada, Tomoko Sugimoto, Nathaniel J. Szewczyk, Shoji A. Baba, Yoshihiro Mogami, Keiji Fukui, Atsushi Higashitani

NPJ MICROGRAVITY　2　15022-15022　2016年1月

DOI： 10.1038/npjmgrav.2015.22 　

ISSN：2373-8065
高温ならびに低温障害と植物ホルモン―花粉形成がこれらストレスになぜ脆弱かー招待有り査読有り

東谷篤志

植物の生長調節　50　(2)　162-165　2015年12月21日
Fine mapping of a major quantitative trait locus, qLG-9, that controls seed longevity in rice (Oryza sativa L.) 査読有り

K. Sasaki, Y. Takeuchi, K. Miura, T. Yamaguchi, T. Ando, T. Ebitani, A. Higashitani, T. Yamaya, M. Yano, T. Sato

THEORETICAL AND APPLIED GENETICS　128　(4)　769-778　2015年4月

DOI： 10.1007/s00122-015-2471-7 　

ISSN：0040-5752

eISSN：1432-2242
Caenorhabditis elegans ATR checkpoint kinase ATL-1 influences life span through mitochondrial maintenance 国際誌査読有り

Kazuhiro Suetomi, Stefan Mereiter, Chihiro Mori, Takako Takanami, Atsushi Higashitani

MITOCHONDRION　13　(6)　729-735　2013年11月

DOI： 10.1016/j.mito.2013.02.004 　

ISSN：1567-7249

eISSN：1872-8278
Over-expression of ATR causes autophagic cell death 査読有り

Chihiro Mori, Yoshihiro Yamaguchi, Mika Teranishi, Takako Takanami, Takahiro Nagase, Shinichiro Kanno, Akira Yasui, Atsushi Higashitani

Genes to Cells　18　(4)　278-287　2013年4月

DOI： 10.1111/gtc.12034 　

ISSN：1356-9597 1365-2443
High temperature injury and auxin biosynthesis in microsporogenesis 国際誌査読有り

Atsushi Higashitani

FRONTIERS IN PLANT SCIENCE　4　47-47　2013年3月

DOI： 10.3389/fpls.2013.00047 　

ISSN：1664-462X
Isolation of a novel mutant gene for soil-surface rooting in rice (Oryza sativa L.) 国際誌査読有り

Eiko Hanzawa, Kazuhiro Sasaki, Shinsei Nagai, Mitsuhiro Obara, Yoshimichi Fukuta, Yusaku Uga, Akio Miyao, Hirohiko Hirochika, Atsushi Higashitani, Masahiko Maekawa, Tadashi Sato

Rice　6　(1)　1-11　2013年

DOI： 10.1186/1939-8433-6-30 　

ISSN：1939-8425

eISSN：1939-8433
Innate Immune Genes Including a Mucin-Like Gene, mul-1, Induced by Ionizing Radiation in Caenorhabditis elegans 査読有り

Takafumi Kimura, Takako Takanami, Tetsuya Sakashita, Seiichi Wada, Yasuhiko Kobayashi, Atsushi Higashitani

RADIATION RESEARCH　178　(4)　313-320　2012年10月

DOI： 10.1667/RR2989.1 　

ISSN：0033-7587
CDC-48/p97 is required for proper meiotic chromosome segregation via controlling AIR-2/Aurora B kinase localization in Caenorhabditis elegans 査読有り

Yohei Sasagawa, Atsushi Higashitani, Takeshi Urano, Teru Ogura, Kunitoshi Yamanaka

JOURNAL OF STRUCTURAL BIOLOGY　179　(2)　104-111　2012年8月

DOI： 10.1016/j.jsb.2012.06.009 　

ISSN：1047-8477

eISSN：1095-8657
Genes down-regulated in spaceflight are involved in the control of longevity in Caenorhabditis elegans 査読有り

Yoko Honda, Akira Higashibata, Yohei Matsunaga, Yukiko Yonezawa, Tsuyoshi Kawano, Atsushi Higashitani, Kana Kuriyama, Toru Shimazu, Masashi Tanaka, Nathaniel J. Szewczyk, Noriaki Ishioka, Shuji Honda

SCIENTIFIC REPORTS　2　487-487　2012年7月

DOI： 10.1038/srep00487 　

ISSN：2045-2322
Impaired development of melanoblasts in the black-eyed white Mitfmi-bw mouse, a model for auditory-pigmentary disorders 査読有り

Hiroki Hozumi, Kazuhisa Takeda, Yasuko Yoshida-Amano, Yuji Takemoto, Ryota Kusumi, Urara Fukuzaki-Dohi, Atsushi Higashitani, Hiroaki Yamamoto, Shigeki Shibahara

GENES TO CELLS　17　(6)　494-508　2012年6月

DOI： 10.1111/j.1365-2443.2012.01603.x 　

ISSN：1356-9597
Ag 2O 3 clathrate is a novel and effective antimicrobial agent 査読有り

Saaya Ando, Tomosato Hioki, Takamichi Yamada, Naoshi Watanabe, Atsushi Higashitani

Journal of Materials Science　47　(6)　2928-2931　2012年3月

DOI： 10.1007/s10853-011-6125-0 　

ISSN：0022-2461 1573-4803
Excellent thermal control ability of Cell Biology Experimental Facility (CBEF) for ground-based experiments and experiments onboard the Kibo Japanese Experiment Module of International Space Station 査読有り

Yano S, Masuda D, Kasahara H, Omori K, Higashibata A, Asashima M, Ohnishi T, Yatagai F, Kamisaka S, Furusawa T, Higashitani A, Majima HJ, Nikawa T, Wakabayashi K, Takahashi H, Suzuki H, Shimazu T, Fukui K, Hattori A, Tanigaki F, Shirakawa M, Nakamura T, Yoshimura Y, Suzuki N, Ishioka N

Biological Sciences in Space　26　12-20　2012年
Mapping and characterization of quantitative trait loci for mesocotyl elongation in rice (Oryza sativa L.) 国際誌査読有り

Hyun-Sook Lee, Kazuhiro Sasaki, Atsushi Higashitani, Sang-Nag Ahn, Tadashi Sato

RICE　5　(1)　13-13　2012年

DOI： 10.1186/1939-8433-5-13 　

ISSN：1939-8425

eISSN：1939-8433
The next phase of life-sciences spaceflight research: Harnessing the power of functional genomics. 査読有り

Etheridge T, Nemoto K, Hashizume T, Mori C, Sugimoto T, Suzuki H, Fukui K, Yamazaki T, Higashibata A, Szewczyk NJ, Higashitani A

Communicative & integrative biology　4　(6)　668-669　2011年11月
出版者・発行元：
DOI： 10.4161/cib.16975 　

eISSN：1942-0889
The Effectiveness of RNAi in Caenorhabditis elegans Is Maintained during Spaceflight 査読有り

Timothy Etheridge, Kanako Nemoto, Toko Hashizume, Chihiro Mori, Tomoko Sugimoto, Hiromi Suzuki, Keiji Fukui, Takashi Yamazaki, Akira Higashibata, Nathaniel J. Szewczyk, Atsushi Higashitani

PLOS ONE　6　(6)　e20459-e20459　2011年6月

DOI： 10.1371/journal.pone.0020459 　

ISSN：1932-6203
植物の高温障害による雄性不稔とオーキシン : 葯特異的にシグナル伝達活性が低下

阪田忠, 東谷篤志

化学と生物　49　(3)　152-154　2011年3月1日
出版者・発行元： Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry
DOI： 10.1271/kagakutoseibutsu.49.152 　

ISSN：0453-073X
Auxin depletion in barley plants under high-temperature conditions represses DNA proliferation in organelles and nuclei via transcriptional alterations 査読有り

Takeshi Oshino, Shinya Miura, Syunsuke Kikuchi, Kazuki Hamada, Kentaro Yano, Masao Watanabe, Atsushi Higashitani

PLANT CELL AND ENVIRONMENT　34　(2)　284-290　2011年2月

DOI： 10.1111/j.1365-3040.2010.02242.x 　

ISSN：0140-7791
Radiation Biology of Caenorhabditis elegans: Germ Cell Response, Aging and Behavior 査読有り

Tetsuya Sakashita, Takako Takanami, Sumino Yanase, Nobuyuki Hamada, Michiyo Suzuki, Takafumi Kimura, Yasuhiko Kobayashi, Naoaki Ishii, Atsushi Higashitani

JOURNAL OF RADIATION RESEARCH　51　(2)　107-121　2010年3月

DOI： 10.1269/jrr.09100 　

ISSN：0449-3060

eISSN：1349-9157
Tissue-specific auxin signaling in response to temperature fluctuation 招待有り査読有り

Tadashi Sakata, Nao Yagihashi, Atsushi Higashitani

Plant Signaling and Behavior　5　(11)　1510-1511　2010年
出版者・発行元： Landes Bioscience
DOI： 10.4161/psb.5.11.13706 　

ISSN：1559-2324 1559-2316
High Temperatures Cause Male Sterility in Rice Plants with Transcriptional Alterations During Pollen Development 査読有り

Makoto Endo, Tohru Tsuchiya, Kazuki Hamada, Shingo Kawamura, Kentaro Yano, Masahiro Ohshima, Atsushi Higashitani, Masao Watanabe, Makiko Kawagishi-Kobayashi

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　50　(11)　1911-1922　2009年11月

DOI： 10.1093/pcp/pcp135 　

ISSN：0032-0781
C. elegans RNAi space experiment (CERISE) in Japanese Experiment Module KIBO. 査読有り

Higashitani A, Hashizume T, Sugimoto, T, Mori C Nemoto, K, Etheridge T, Higashitani, N, Takanami T, Suzuki H Fukui, K, Yamazaki T, Ishioka N Szewczyk, N, Higashibata A

Biol Sci Space　23　(4)　183-187　2009年10月1日
出版者・発行元：
DOI： 10.2187/bss.23.183 　

ISSN：0914-9201

eISSN：1349-967X
Caenorhabditis elegans p97 controls germline-specific sex determination by controlling the TRA-1 level in a CUL-2-dependent manner 査読有り

Yohei Sasagawa, Mieko Otani, Nahoko Higashitani, Atsushi Higashitani, Ken Sato, Teru Ogura, Kunitoshi Yamanaka

JOURNAL OF CELL SCIENCE　122　(20)　3663-3672　2009年10月

DOI： 10.1242/jcs.052415 　

ISSN：0021-9533
Localization of X-ray cross complementing gene 1 protein in the nuclear matrix is controlled by casein kinase II-dependent phosphorylation in response to oxidative damage 査読有り

Yoshiko Kubota, Takako Takanami, Atsushi Higashitani, Saburo Horiuchi

DNA REPAIR　8　(8)　953-960　2009年8月

DOI： 10.1016/j.dnarep.2009.06.003 　

ISSN：1568-7864
Effects of Ionizing Radiation on Locomotory Behavior and Mechanosensation in Caenorhabditis elegans 査読有り

Michiyo Suzuki, Tetsuya Sakashita, Sumino Yanase, Masahiro Kikuchi, Hirofumi Ohba, Atsushi Higashitani, Nobuyuki Hamada, Tomoo Funayama, Kana Fukamoto, Toshio Tsuji, Yasuhiko Kobayashi

JOURNAL OF RADIATION RESEARCH　50　(2)　119-125　2009年3月

DOI： 10.1269/jrr.08087 　

ISSN：0449-3060
Nitrous Oxide Emission and Microbial Community in the Rhizosphere of Nodulated Soybeans during the Late Growth Period 査読有り

Shoko Inaba, Kenji Tanabe, Shima Eda, Seishi Ikeda, Atsushi Higashitani, Hisayuki Mitsui, Kiwamu Minamisawa

MICROBES AND ENVIRONMENTS　24　(1)　64-67　2009年

DOI： 10.1264/jsme2.ME08544 　

ISSN：1342-6311
The Effect of High Strength Static Magnetic Fields and Ionizing Radiation on Gene Expression and DNA Damage in Caenorhabditis elegans 査読有り

Takafumi Kimura, Kohki Takahashi, Yoko Suzuki, Yukinaga Konishi, Yuta Ota, Chihiro Mori, Takahiko Ikenaga, Takako Takanami, Rumiko Saito, Eiichiro Ichiishi, Satoshi Awaji, Kazuo Watanabe, Atsushi Higashitani

BIOELECTROMAGNETICS　29　(8)　605-614　2008年12月

DOI： 10.1002/bem.20425 　

ISSN：0197-8462
Maintenance of mitochondrial DNA by the Caenorhabditis elegans ATR checkpoint protein ATL-1 査読有り

Chihiro Mori, Takako Takanami, Atsushi Higashitani

GENETICS　180　(1)　681-686　2008年9月

DOI： 10.1534/genetics.108.090704 　

ISSN：0016-6731

eISSN：1943-2631
Description of international Caenorhabditis elegans experiment first flight (ICE-FIRST) 査読有り

N. J. Szewczyk, J. Tillman, C. A. Conley, L. Granger, L. Segalat, A. Higashitani, S. Honda, Y. Honda, H. Kagawa, R. Adachi, A. Higashibata, N. Fujimoto, K. Kuriyama, N. Ishioka, K. Fukui, D. Baillie, A. Rose, G. Gasset, B. Eche, D. Chaput, M. Viso

ADVANCES IN SPACE RESEARCH　42　(6)　1072-1079　2008年9月

DOI： 10.1016/j.asr.2008.03.017 　

ISSN：0273-1177

eISSN：1879-1948
Involvement of HMG-12 and CAR-1 in the cdc-48.1 expression of Caenorhabditis elegans 査読有り

Seiji Yamauchi, Nahoko Higashitani, Mieko Otani, Atsushi Higashitani, Teru Ogura, Kunitoshi Yamanaka

DEVELOPMENTAL BIOLOGY　318　(2)　348-359　2008年6月

DOI： 10.1016/j.ydbio.2008.02.057 　

ISSN：0012-1606
Caenorhabditis elegans par2.1/mtssb-1 is essential for mitochondrial DNA replication and its defect causes comprehensive transcriptional alterations including a hypoxia response 査読有り

Tomoko Sugimoto, Chihiro Mori, Takako Takanami, Yohei Sasagawa, Rumiko Saito, Eiichiro Ichiishi, Atsushi Higashitani

EXPERIMENTAL CELL RESEARCH　314　(1)　103-114　2008年1月

DOI： 10.1016/j.yexcr.2007.08.015 　

ISSN：0014-4827
Genomic response of the nematode Caenorhabditis elegans to spaceflight 査読有り

Florian Selch, Akira Higashibata, Mari Imamizo-Sato, Atsushi Higashitani, Noriaki Ishioka, Nathaniel J. Szewczyk, Catharine A. Conley

ADVANCES IN SPACE RESEARCH　41　(5)　807-815　2008年

DOI： 10.1016/j.asr.2007.11.015 　

ISSN：0273-1177
Premature progression of anther early developmental programs accompanied by comprehensive alterations in transcription during high-temperature injury in barley plants 査読有り

Takeshi Oshino, Mafumi Abiko, Rumiko Saito, Eiichiro Ichiishi, Makoto Endo, Makiko Kawagishi-Kobayashi, Atsushi Higashitani

MOLECULAR GENETICS AND GENOMICS　278　(1)　31-42　2007年7月

DOI： 10.1007/s00438-007-0229-x 　

ISSN：1617-4615
A gene essential for hydrotropism in roots 査読有り

Akie Kobayashi, Akiko Takahashi, Yoko Kakimoto, Yutaka Miyazawa, Nobuharu Fujii, Atsushi Higashitani, Hideyuki Takahashi

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　104　(11)　4724-4729　2007年3月

DOI： 10.1073/pnas.0609929104 　

ISSN：0027-8424
C-elegans RBX-2-CUL-5- and RBX-1-CUL-2-based complexes are redundant for oogenesis and activation of the MAP kinase MPK-1 査読有り

Yohei Sasagawa, Shusei Sato, Teru Ogura, Atsushi Higashitani

FEBS LETTERS　581　(1)　145-150　2007年1月

DOI： 10.1016/j.febslet.2006.12.009 　

ISSN：0014-5793
Biochemical and Molecular Biological Analyses of space-flown nematodes in Japan, the First International Caenorhabditis elegans Experiment (ICE-First) 招待有り査読有り

Akira Higashibata, Atsushi Higashitani, Ryota Adachi, Hiroaki Kagawa, Shuji Honda, Yoko Honda, Nahoko Higashitani, Yohei Sasagawa, Yutaka Miyazawa, Nathaniel J. Szewczyk, Catharine A. Conley, Nobuyoshi Fujimoto, Keiji Fukui, Toru Shimazu, Kana Kuriyama, Noriaki Ishioka

MICROGRAVITY SCIENCE AND TECHNOLOGY　19　(5-6)　159-163　2007年

DOI： 10.1007/BF02919473 　

ISSN：0938-0108
マイクロビームを用いた研究の進展重イオンマイクロビームを用いた線虫Cエレガンスの放射線応答の研究

東谷篤志, 森ちひろ, 杉本朋子, 太齋久美子, 坂下哲哉, 舟山知夫, 柿崎竹彦, 浜田信行, 和田成一, 小林泰彦

日本放射線影響学会大会講演要旨集　49回　84-84　2006年9月
出版者・発行元： (一社)日本放射線影響学会
ISSN：1347-8680
モデル生物線虫Cエレガンスの生殖細胞における放射線応答の研究

森ちひろ, 池永貴彦, 杉本朋子, 太齋久美子, 坂下哲哉, 舟山知夫, 柿崎竹彦, 浜田信行, 和田成一, 小林泰彦, 一石英一郎, 齋藤るみ子, 東谷篤志

日本放射線影響学会大会講演要旨集　49回　130-130　2006年9月
出版者・発行元： (一社)日本放射線影響学会
ISSN：1347-8680
Decreased expression of myogenic transcription factors and myosin heavy chains in Caenorhabditis elegans muscles developed during spaceflight 査読有り

Akira Higashibata, Nathaniel J. Szewczyk, Catharine A. Conley, Mari Imamizo-Sato, Atsushi Higashitani, Noriaki Ishioka

JOURNAL OF EXPERIMENTAL BIOLOGY　209　(16)　3209-3218　2006年8月

DOI： 10.1242/jeb.02365 　

ISSN：0022-0949
Anther-specific genes, which expressed through microsporogenesis, are temporally and spatially regulated in model legume, Lotus japonicus 査読有り

Hiromi Masuko, Makoto Endo, Hiroshi Saito, Hirokazu Hakozaki, Jong-In Park, Makiko Kawagishi-Kobayashi, Yoshinobu Takada, Tomihiro Okabe, Motoshi Kamada, Hideyuki Takahashi, Atsushi Higashitani, Masao Watanabe

GENES & GENETIC SYSTEMS　81　(1)　57-62　2006年2月

DOI： 10.1266/ggs.81.57 　

ISSN：1341-7568

eISSN：1880-5779
モデル生物線虫Cエレガンスの生殖細胞における放射線応答の研究

森ちひろ, 池永貴彦, 杉本朋子, 太齋久美子, 坂下哲哉, 舟山知夫, 柿崎竹彦, 浜田信行, 和田成一, 小林泰彦, 一石英一郎, 齋藤るみ子, 東谷篤志

日本放射線影響学会大会講演要旨集　2006　215-215　2006年
出版者・発行元：一般社団法人日本放射線影響学会
DOI： 10.11513/jrrsabst.2006.0.215.0 　

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電離放射線の照射は、DNA二重鎖切断を生じさせる。それに対し、生物はDNA修復システムを有している。また、損傷が激しく修復不可能な際、後生生物ではアポトーシスが誘導される。線虫C. elegansに過剰な放射線照射をすると、生殖腺内の減数分裂前期パキテン期の細胞でアポトーシスが誘導される。ヒトの原ガン遺伝子c-Abl1はTyrosine kinaseとしてDNA修復の制御に関与している。さらに、線虫のabl-1欠損変異株においては、放射線照射後、生殖腺でのアポトーシスが野生株に比べ高頻度に誘導されることから、アポトーシス誘導に対して負に制御することが示唆されてきた。そこで本研究では、線虫DNAマイクロアレイを用いて、野生株とabl-1にγ線を100Gy照射し、放射線応答とabl-1の制御下にある遺伝子群の網羅的な発現解析を行った。野生株において、照射3時間後に発現が2倍以上増加した遺伝子は1313あり、その内117遺伝子はabl-1欠損変異体において、さらに1.4倍以上に増加した。その中には、アポトーシス誘導シグナルのBH3-only protein遺伝子egl-1並びにced-13が含まれていた。また、cytochrome P450のsubfamilyの発現は、野生株において増加していたが、abl-1欠損変異体では著しく低下していた。一方、原子力機構の重イオンマイクロビーム装置により、生殖腺内を局所照射した結果、生殖腺パキテン期の部位に照射したときにのみアポトーシスは誘導され、組織特異的な放射線応答の研究に同技術が有効であることが認められた。本発表ではバイスタンダー効果も含め、線虫の放射線応答について広く議論したい。
重イオンマイクロビームを用いた線虫Cエレガンスの放射線応答の研究

東谷篤志, 森ちひろ, 杉本朋子, 太齋久美子, 坂下哲哉, 舟山知夫, 柿崎竹彦, 浜田信行, 和田成一, 小林泰彦

日本放射線影響学会大会講演要旨集　2006　79-79　2006年
出版者・発行元：一般社団法人日本放射線影響学会
DOI： 10.11513/jrrsabst.2006.0.79.0 　

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モデル生物の1つである線虫Cエレガンスは、多細胞真核生物として全ゲノム解読が最初に行われるとともに、様々な遺伝的突然変異体の単離やRNA干渉法による網羅的な逆遺伝学的解析がなされている。さらに、世代交代期間が約3日と短く、発生過程における全細胞系譜が明らかにされていることが特徴としてあげられる。私たちは、成虫においてもその体長が約1 mmと比較的小さく、透明で各細胞・組織を低倍率の顕微鏡下で観察できることから、マイクロビームを用いた局部的な放射線照射の生物影響を調べる上でも格好の材料と考えている。そこで、TIARAの重イオンマイクロビーム照射装置を用いて、主にCエレガンスの生殖細胞系における放射線応答に関する研究を展開してきた。本発表では、これまでの実験系とその成果、生殖腺幹細胞における細胞周期の停止とアポトーシスについて紹介するとともに、今後の方向性についても議論したい。
Epistatic interaction of QTLs controlling leaf bronzing in rice (Oryza sativa L.) grown in a saline paddy field 査読有り

Hinako Takehisa, Tadamasa Ueda, Yoshimichi Fukuta, Mitsuhiro Obara, Tomoko Abe, Masahiro Yano, Tomoyuki Yamaya, Toshiaki Kameya, Atsushi Higashitani, Tadashi Sato

Breeding Science　56　(3)　287-293　2006年

DOI： 10.1270/jsbbs.56.287 　

ISSN：1344-7610 1347-3735
Cell cycle arrest and apoptosis in Caenorhabditis elegans germline cells following heavy-ion microbeam irradiation 査読有り

T Sugimoto, K Dazai, T Sakashita, T Funayama, S Wada, N Hamada, T Kakizaki, Y Kobayashi, A Higashitani

INTERNATIONAL JOURNAL OF RADIATION BIOLOGY　82　(1)　31-38　2006年1月

DOI： 10.1080/09553000600577821 　

ISSN：0955-3002
Proteomic analysis of Arabidopsis root gravitropism 査読有り

Kamada M, Atsushi Higashitani, A, Ishioka N

Biological Science in Space　19　(3)　148-154　2005年12月

DOI： 10.2187/bss.19.148 　
Perturbation of oocyte meiotic division by hypergravity in Caenorhabditis elegans 査読有り

Sasagawa Y. Saito, Y. Shimizu M. Takahashi, HIGASHITANI Atsushi

Biological Science in Space　19　(3)　155-162　2005年12月

DOI： 10.2187/bss.19.155 　
Checkpoint and physiological apoptosis in germ cells proceeds normally in spaceflown Caenorhabditis elegans 査読有り

A Higashitani, A Higashibata, Y Sasagawa, T Sugimoto, Y Miyazawa, NJ Szewcyk, M Viso, G Gasset, B Eche, K Fukui, T Shimazu, N Fujimoto, K Kuriyama, N Ishioka

APOPTOSIS　10　(5)　949-954　2005年10月

DOI： 10.1007/s10495-005-1323-3 　

ISSN：1360-8185
High-temperature induction of male sterility during barley (Hordeum vulgare L.) anther development is mediated by transcriptional inhibition 査読有り

M Abiko, K Akibayashi, T Sakata, M Kimura, M Kihara, K Itoh, E Asamizu, S Sato, H Takahashi, A Higashitani

SEXUAL PLANT REPRODUCTION　18　(2)　91-100　2005年9月

DOI： 10.1007/s00497-005-0004-2 　

ISSN：0934-0882
Caenorhabditis elegans Elongin BC complex is essential for cell proliferation and chromosome condensation and segregation during mitosis and meiotic division II 査読有り

Y Sasagawa, K Kikuchi, K Dazai, A Higashitani

CHROMOSOME RESEARCH　13　(4)　357-375　2005年

DOI： 10.1007/s10577-005-2687-5 　

ISSN：0967-3849

eISSN：1573-6849
Drosophila Nedd4 regulates endocytosis of notch and suppresses its ligand-independent activation 査読有り

T Sakata, H Sakaguchi, L Tsuda, A Higashitani, T Aigaki, K Matsuno, S Hayashi

CURRENT BIOLOGY　14　(24)　2228-2236　2004年12月

DOI： 10.1016/j.cub.2004.12.028 　

ISSN：0960-9822
Molecular characterization of four novel anther-specific genes in the model legume, Lotus japonicus. 査読有り

Hakozaki, H, Endo, M, Masuko, H, Park, J.-I, Ito, H, Uchida, M, Kamada, M, Takahashi, H, Higashitani, A, Watanabe, M

Genes Genet. Syst.　79　307-310　2004年10月

DOI： 10.1266/ggs.79.307 　

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ISI 被引用数：4
Cloning and expression pattern of a novel microspore-specific gene encoding hypersensitive-induced response protein (LjHIR1) from the model legume, Lotus japonicus 査読有り

Hirokazu Hakozaki, Makoto Endo, Hiromi Masuko, Jong-In Park, Hitoshi Ito, Masanori Uchida, Motoshi Kamada, Hideyuki Takahashi, Atsushi Higashitani, Masao Watanabe

Genes and Genetic Systems　79　(5)　307-310　2004年10月

DOI： 10.1266/ggs.79.307 　

ISSN：1341-7568
Identification and molecular characterization of novel anther-specific genes in Oryza sativa L. by using cDNA microarray 査読有り

Makoto Endo, Tohru Tsuchiya, Hiroshi Saito, Hitoshi Matsubara, Hirokazu Hakozaki, Hiromi Masuko, Motoshi Kamada, Atsushi Higashitani, Hideyuki Takahashi, Hiroo Fukuda, Taku Demura, Masao Watanabe

Genes and Genetic Systems　79　(4)　213-226　2004年8月

DOI： 10.1266/ggs.79.213 　

ISSN：1341-7568
Gravity-induced modification of auxin transport and distribution for peg formation in cucumber seedlings: possible roles for CS-AUX1 and CS-PIN1 査読有り

M Kamada, S Yamasaki, N Fujii, A Higashitani, H Takahashi

PLANTA　218　(1)　15-26　2003年11月

DOI： 10.1007/s00425-003-1072-x 　

ISSN：0032-0935
Caenorhabditis elegans RBX1 is essential for meiosis, mitotic chromosomal condensation and segregation, and cytokinesis 査読有り

Y Sasagawa, T Urano, Y Kohara, H Takahashi, A Higashitani

GENES TO CELLS　8　(11)　857-872　2003年11月

DOI： 10.1046/j.1365-2443.2003.00682.x 　

ISSN：1356-9597
Effects of gravity on early embryogenesis [correction of embryogeneis] in Caenorhabditis elegans. 査読有り

Sasagawa Y, Saito Y, Shimizu M, Takahashi H, Ishioka N, Fukui K, Yamashita M, Higashitani A

Uchu Seibutsu Kagaku　17　(3)　217-218　2003年10月

ISSN：0914-9201
Efficient repair of DNA damage induced by heavy ion particles in meiotic prophase I nuclei of Caenorhabditis elegans 査読有り

Takako Takanami, Yongzhao Zhang, Hidetoshi Aoki, Tomoko Abe, Shigeo Yoshida, Hideyuki Takahashi, Saburo Horiuchi, Atsushi Higashitani

Journal of Radiation Research　44　(3)　271-276　2003年9月

DOI： 10.1269/jrr.44.271 　

ISSN：0449-3060
Hydrotropism interacts with gravitropism by degrading amyloplasts in seedling roots of Arabidopsis and radish 査読有り

Nobuyuki Takahashi, Yutaka Yamazaki, Akie Kobayashi, Atsushi Higashitani, Hideyuki Takahashi

Plant Physiology　132　(2)　805-810　2003年6月1日

DOI： 10.1104/pp.018853 　

ISSN：0032-0889
Spiral growth and cell wall properties of the gibberellin-treated first internodes in the seedlings of a wheat cultivar tolerant to deep-sowing conditions 査読有り

Lei Chen, Atsushi Higashitani, Hiroshi Suge, Kazuyoshi Takeda, Hideyuki Takahashi

Physiologia Plantarum　118　(1)　147-155　2003年5月1日

DOI： 10.1034/j.1399-3054.2003.00093.x 　

ISSN：0031-9317
Morphogenesis, hydrotropism, and distribution of auxin signals in cucumber seedlings grown in microgravity 招待有り

H Takahashi, M Kamada, Y Saito, A Kobayashi, A Higashitani, N Fujii

PLANT BIOTECHNOLOGY 2002 AND BEYOND　359-362　2003年
Caenorhabditis elegans Ce-rdh-1/rad-51 functions after double-strand break formation of meiotic recombination 査読有り

Takako Takanami, Akiyuki Mori, Hideyuki Takahashi, Saburo Horiuchi, Atsushi Higashitani

Chromosome Research　11　(2)　125-135　2003年

DOI： 10.1023/A:1022863814686 　

ISSN：0967-3849
[Gravity-induced asymmetry of localization of auxin-carrier proteins (CS-AUX1 and CS-PIN1) for peg formation in cucumber seedlings]. 査読有り

Kamada M, Fujii N, Higashitani A, Takahashi H

Uchu Seibutsu Kagaku　16　(3)　153-154　2002年11月

ISSN：0914-9201
Generation of 919 expressed sequence tags from immature flower buds and gene expression analysis using expressed sequence tags in the model plant Lotus japonicus 査読有り

M. Endo, H. Hakozaki, T. Kokubun, H. Masuko, Y. Takahata, T. Tsuchiya, A. Higashitani, S. Tabata, M. Watanabe

Genes and Genetic Systems　77　(4)　277-282　2002年8月

DOI： 10.1266/ggs.77.277 　

ISSN：1341-7568
Response of the first internodes of Hong Mang Mai wheat to ethylene, gibberellins and potassium. 査読有り

Nishizawa T, Chen L, Higashitani A, Takahashi H, Takeda K, Suge H

Plant Production Science　5　(2)　93-100　2002年4月
出版者・発行元： CROP SCIENCE SOCIETY OF JAPAN
DOI： 10.1626/pps.5.93 　

ISSN：1343-943X

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Seedlings of Hong Mang Mai wheat (Triticum aestivum L.) emerge from much deeper in the soil than do other cultivars by elongating their first internode. We examined the roles of ethylene, gibberellins (GA) and potassium in the elongation of the first internode in wheat cultivars. Although ethylene stimulated the elongation of the first internode of Hong Mang Mai in the dark, the ethylene evolution and the expression level of ethylene-receptor-like gene of this cultivar were not greater than those of other cultivars. In Hong Mang Mai, gibberellin A₃ (GA₃) substantially stimulated the elongation of the first internode in the dark. Maximum elongation of the first internode was obtained by GA₃ at the concentrations of 2.89 × 10^-6 to 2.89 × l0^-7 M. This cultivar responded markedly to gibberellins A₁ and A₃ by elongating the first internode in the dark. A mixture of gibberellins A₄ and A₇ (GA₄₊₇) was not effective in inducing the elongation. Haruhikari, a cultivar having no GA -insensitive-reducing-height (Rht) genes, substantially responded to GA₃, but other cultivars did not. The differences in the sensitivity to GA could account, at least in part, for the varietal differences in the elongation of the first internode in wheat. Takune-komugi, a cultivar whose first internode elongates in response to ethylene, did not respond to GA₃. Thus, there are different mechanisms for the GA- and ethylene-stimulated elongation of the first internode in wheat. Also, it was suggested that potassium uptake from the soil might function together with endogenous GA in inducing the elongation of the first internode in Hong Mang Mai wheat.
On-board centrifuge required for space experiments of plants 査読有り

Higashitani, A., Takahashi, H.

Biological sciences in space = Uchū seibutsu kagaku　15　(3)　157-159　2001年10月

DOI： 10.2187/bss.15.157 　

ISSN：0914-9201
Auxin distribution and transport in the transition zone (peg region) between hypocotyl and root of cucumber seedlings 査読有り

Kamada, M., Fujii, N., Higashitani, A., Takahashi, H.

Biological sciences in space = Uchū seibutsu kagaku　15　(3)　244-245　2001年10月

ISSN：0914-9201
Development of endodermal cells and expression of SCARECROW gene in weeping mutant of morning glory (Pharbitis nil) 査読有り

Kamada, M., Hatakeda, Y., Higashitani, A., Suge, H., Tasaka, M., Takahashi, H.

Biological sciences in space = Uchū seibutsu kagaku　15　(3)　248-249　2001年10月

ISSN：0914-9201
Analysis of circumnutation in the seedlings (correction of seedings) of agravitropic mutants 査読有り

Hatakeda, Y., Takahashi, N., Kamada, M., Fujii, N., Higashitani, A., Suge, H., Fukaki, H., Tasaka, M., Goto, N., Takahashi, H.

Biological sciences in space = Uchū seibutsu kagaku　15　(3)　250-251　2001年10月

ISSN：0914-9201
Repair systems for DNA damage by heavy-ion irradiation in meiotic cells 査読有り

Takanami, T., Takahashi, H., Abe, T., Yoshida, S., Higashitani, A.

Biological sciences in space = Uchū seibutsu kagaku　15　(3)　274-275　2001年10月

ISSN：0914-9201
A variety of wheat tolerant to deep-seeding conditions: Elongation of the first internode depends on the response to gibberellin and potassium 査読有り

L. Chen, T. Nishizawa, A. Higashitani, H. Suge, Y. Wakui, K. Takeda, H. Takahashi

Plant, Cell and Environment　24　(4)　469-476　2001年

DOI： 10.1046/j.1365-3040.2001.00688.x 　

ISSN：0140-7791
Effects of high temperature on the development of pollen mother cells and microspores in barley Hordeum vulgare L. 査読有り

T Sakata, H Takahashi, Nishiyama, I, A Higashitani

JOURNAL OF PLANT RESEARCH　113　(1112)　395-402　2000年12月

DOI： 10.1007/PL00013947 　

ISSN：0918-9440
Caenorhabditis elegans Chk2-like gene is essential for meiosis but dispensable for DNA repair 査読有り

A Higashitani, H Aoki, A Mori, Y Sasagawa, T Takanami, H Takahashi

FEBS LETTERS　485　(1)　35-39　2000年11月

DOI： 10.1016/S0014-5793(00)02178-5 　

ISSN：0014-5793
Hyper-resistance of meiotic cells to radiation due to a strong expression of a single recA-like gene in Caenorhabditis elegans 査読有り

T Takanami, A Mori, H Takahashi, A Higashitani

NUCLEIC ACIDS RESEARCH　28　(21)　4232-4236　2000年11月

DOI： 10.1093/nar/28.21.4232 　

ISSN：0305-1048
Hyper-resistance of meiotic cells to radiation due to a strong expression of a single recA-like gene in Caenorhabditis elegans 査読有り

T Takanami, A Mori, H Takahashi, A Higashitani

NUCLEIC ACIDS RESEARCH　28　(21)　4232-4236　2000年11月

DOI： 10.1093/nar/28.21.4232 　

ISSN：0305-1048
[The gravity-regulated formation of peg and auxin transport in cucumber seedlings]. 査読有り

Kamada M, Sakata T, Fujii N, Higashitani A, Takahashi H

Uchu Seibutsu Kagaku　14　(3)　240-241　2000年10月

ISSN：0914-9201
Characterization of Ce-atl-1, an ATM-like gene from Caenorhabditis elegans 査読有り

H Aoki, S Sato, T Takanami, T Ishihara, Katsura, I, H Takahashi, A Higashitani

MOLECULAR AND GENERAL GENETICS　264　(1-2)　119-126　2000年9月

DOI： 10.1007/s004380000291 　

ISSN：0026-8925
Analysis of expressed sequence tags of flower buds in Lotus japonicus 査読有り

M Endo, T Kokubun, Y Takahata, A Higashitani, S Tabata, M Watanabe

DNA RESEARCH　7　(3)　213-216　2000年6月

DOI： 10.1093/dnares/7.3.213 　

ISSN：1340-2838
Morphogenesis in cucumber seedlings is negatively controlled by gravity 査読有り

H Takahashi, M Kamada, Y Yamazaki, N Fujii, A Higashitani, S Aizawa, Yoshizaki, I, S Kamigaichi, C Mukai, T Shimazu, K Fukui

PLANTA　210　(3)　515-518　2000年2月

DOI： 10.1007/s004250050039 　

ISSN：0032-0935
Gravimorphogenesis of Cucurbitaceae plants. Development of peg cells and graviperception mechanism in cucumber seedlings. 査読有り

Takahashi Hideyuki, Mizuno Hidetoshi, Kaneko Yasuko, Murata Takashi, Kamigaichi Shigeki, Aizawa Sachiko, Yoshizaki Izumi, Shimazu Toru, Fukui Keiji, Fujii Nobuharu, Kamada Motoshi, Higashitani Atsushi, Yamazaki Yutaka, Kobayashi Akie, Takano Mamoru, Yamasaki Seiji, Sakata Tadashi

ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓｉｎＳｐａｃｅ　14　(2)　64-74　2000年
出版者・発行元：日本宇宙生物科学会
DOI： 10.2187/bss.14.64 　

ISSN：0914-9201

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We examined the effect of microgravity on the peg formation of cucumber seedlings for clarifying the mechanism of gravimorphogenesis in cucurbitaceous plants. The spaceflight experiments verified that gravity controls the formation of peg, hypocotyl hook and growth orientation of cucumber seedlings. Space-grown cucumber developed a peg on each side of the transition zone of the hypocotyl and root, indicating that on the ground peg formation is regulated negatively by gravity (Takahashi et al. 2000). It was found that the auxin-regulated gene, CS-IAA1, was strongly expressed in the transition zone where peg develops (Fujii et al. 2000). In the seedlings grown horizontally on the ground, CS-IAA1 transcripts were much abundant on the lower side of the transition zone, but no such differential expression of CS-IAA1 was observed in the space-grown cucumber (Kamada et al. 2000). These results imply that gravity plays a role in peg formation through auxin redistribution. By the negative control, peg formation on the upper side of the transition zone in the horizontally growing seedlings might be suppressed due to a reduction in auxin concentration. The threshold theory of auxin concentration accounted for the new concept, negative control of morphogenesis by gravity (Kamada et al. 2000). Anatomical studies have shown that there exists the target cells destined to be a peg and distinguishable at the early stage of the growth. Ultra-structural analysis suggested that endoplasmic reticulum develops well in the cells of the future peg. Furthermore, it was found that re-organization of cortical microtubules is required for the change in cell growth polarity in the process of peg formation. The spaceflight experiment with cucumber seedlings also suggested that in microgravity positive hydrotropic response of roots occurred without interference by gravitropic response (Takahashi et al. 1999b). Thus, this spaceflight experiment together with the ground-based studies has shown that cucumber seedling is an ideal for the study of gravimorphogenesis, hydrotropism and their interaction. Although peg formation is seen specifically in cucurbitaceous seedlings, it involves graviperception, auxin transport and redistribution and cytoskeletal modification for controlling cell growth polarity. This system could be a useful model for studying important current issues in plant biology.
A spaceflight experiment for the study of gravimorphogenesis and hydrotropism in cucumber seedlings 査読有り

H Takahashi, H Mizuno, M Kamada, N Fujii, A Higashitani, S Kamigaichi, S Aizawa, C Mukai, T Shimazu, K Fukui, M Yamashita

JOURNAL OF PLANT RESEARCH　112　(1108)　497-505　1999年12月

DOI： 10.1007/PL00013906 　

ISSN：0918-9440
[Microtubule reorganization in response to gravistimulation during cucumber peg development]. 査読有り

Murata T, Kobayashi M, Fujii N, Higashitani A, Aizawa S, Kamigaichi S, Shimazu T, Fukui K, Takahashi H

Uchu Seibutsu Kagaku　13　(3)　282-283　1999年9月

ISSN：0914-9201
Filamentous phage replication initiator protein gpII forms a covalent complex with the 5 ' end of the nick it introduced 査読有り

S Asano, A Higashitani, K Horiuchi

NUCLEIC ACIDS RESEARCH　27　(8)　1882-1889　1999年4月

DOI： 10.1093/nar/27.8.1882 　

ISSN：0305-1048
Endoxyloglucan transferase cDNA isolated from pea roots and its fluctuating expression in hydrotropically responding roots 査読有り

M Takano, N Fujii, A Higashitani, K Nishitani, T Hirasawa, H Takahashi

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　40　(2)　135-142　1999年2月

ISSN：0032-0781
A role of cytoskeletal structure of cortical cells in the gravity-regulated formation of a peg in cucumber seedlings 査読有り

M Kobayashi, T Murata, N Fujii, M Yamashita, A Higashitani, H Takahashi

LIFE SCIENCES: MICROGRAVITY RESEARCH II　24　(6)　771-773　1999年

ISSN：0273-1177
Agravitropic mutant for the study of hydrotropism in seedling roots 査読有り

H Takahashi, M Takano, N Fujii, A Higashitani, M Yamashita, T Hirasawa, K Nishitani

LIFE SCIENCES: MICROGRAVITY RESEARCH I　23　(12)　2021-2028　1999年

ISSN：0273-1177
Characterization of a Caenorhabditis elegans recA-like gene Ce-rdh-1 involved in meiotic recombination 査読有り

Takako Takanami, Shusei Sato, Takeshi Ishihara, Isao Katsura, Hideyuki Takahashi, Atsushi Higashitani

DNA Research　5　(6)　373-377　1998年
出版者・発行元： Universal Academy Press Inc.
DOI： 10.1093/dnares/5.6.373 　

ISSN：1340-2838
Functional dissection of a cell-division inhibitor, SulA, of Escherichia coli and its negative regulation by Lon 査読有り

A Higashitani, Y Ishii, Y Kato, K Horiuchi

MOLECULAR & GENERAL GENETICS　254　(4)　351-357　1997年4月

DOI： 10.1007/s004380050426 　

ISSN：0026-8925
Recognition mechanisms of the minus-strand origin of phage f1 by Escherichia coli RNA polymerase 査読有り

N Higashitani, A Higashitani, ZW Guan, K Horiuchi

GENES TO CELLS　1　(9)　829-841　1996年9月

ISSN：1356-9597
SOS INDUCTION IN ESCHERICHIA-COLI BY SINGLE-STRANDED-DNA OF MUTANT FILAMENTOUS PHAGE - MONITORING BY CLEAVAGE OF LEXA REPRESSOR 査読有り

N HIGASHITANI, A HIGASHITANI, K HORIUCHI

JOURNAL OF BACTERIOLOGY　177　(12)　3610-3612　1995年6月

ISSN：0021-9193

eISSN：1098-5530
Á cell division inhibitor SulA of Escherichia coli directly interacts with FtsZ through GTP hydrolysis. 査読有り

Higashitani A

Biochemical and Biophysical Research Communications　209　(1)　198-204　1995年4月

DOI： 10.1006/bbrc.1995.1489 　

ISSN：0006-291X
DNA replication in filamentous bacteriophage 査読有り

Higashitani, A., Higashitani, N., Horiuchi, K.

Tanpakushitsu kakusan koso. Protein, nucleic acid, enzyme　39　(13)　2189-2197　1994年10月

ISSN：0039-9450
A GENERAL AND FAST METHOD FOR MAPPING MUTATIONS ON THE ESCHERICHIA-COLI CHROMOSOME 査読有り

A HIGASHITANI, N HIGASHITANI, S YASUDA, K HORIUCHI

NUCLEIC ACIDS RESEARCH　22　(12)　2426-2427　1994年6月

DOI： 10.1093/nar/22.12.2426 　

ISSN：0305-1048
MULTIPLE DNA CONFORMATIONAL-CHANGES INDUCED BY AN INITIATOR PROTEIN PRECEDE THE NICKING REACTION IN A ROLLING CIRCLE REPLICATION ORIGIN 査読有り

A HIGASHITANI, D GREENSTEIN, H HIROKAWA, S ASANO, K HORIUCHI

JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY　237　(4)　388-400　1994年4月

DOI： 10.1006/jmbi.1994.1242 　

ISSN：0022-2836
大腸菌繊維状ファージのDNA複製開始機構査読有り

東谷篤志

蛋白質核酸酵素　39　(13)　2189-2197　1994年
出版者・発行元：共立出版
ISSN：0039-9450
OSMOREGULATION OF THE FATTY-ACID RECEPTOR GENE FADL IN ESCHERICHIA-COLI 査読有り

A HIGASHITANI, Y NISHIMURA, H HARA, H AIBA, T MIZUNO, K HORIUCHI

MOLECULAR & GENERAL GENETICS　240　(3)　339-347　1993年9月

ISSN：0026-8925
NUCLEOTIDE-SEQUENCE OF THE PRIMER RNA FOR DNA-REPLICATION OF FILAMENTOUS BACTERIOPHAGES 査読有り

N HIGASHITANI, A HIGASHITANI, K HORIUCHI

JOURNAL OF VIROLOGY　67　(4)　2175-2181　1993年4月

ISSN：0022-538X
Characterization of meiosis-specific strand transfer activities in Lily microsporocytes

Higashitani N, Higashitani A, Hotta Y, Tabata S

Bulletin of the Institute for Chemical Research, Kyoto Univ.　73　(3)　259-267　1993年4月
Filamentous bacteriophage of E. coli 査読有り

Horiuchi, K., Higashitani, A.

Tanpakushitsu kakusan koso. Protein, nucleic acid, enzyme　37　(14 Suppl)　2589-2598　1992年10月

ISSN：0039-9450
A SINGLE AMINO-ACID SUBSTITUTION REDUCES THE SUPERHELICITY REQUIREMENT OF A REPLICATION INITIATOR PROTEIN 査読有り

A HIGASHITANI, D GREENSTEIN, K HORIUCHI

NUCLEIC ACIDS RESEARCH　20　(11)　2685-2691　1992年6月

DOI： 10.1093/nar/20.11.2685 　

ISSN：0305-1048
SOS INDUCTION IN ESCHERICHIA-COLI BY INFECTION WITH MUTANT FILAMENTOUS PHAGE THAT ARE DEFECTIVE IN INITIATION OF COMPLEMENTARY-STRAND DNA-SYNTHESIS 査読有り

N HIGASHITANI, A HIGASHITANI, A ROTH, K HORIUCHI

JOURNAL OF BACTERIOLOGY　174　(5)　1612-1618　1992年3月

ISSN：0021-9193
繊維状ファージの複契機構と蛋白質展示ベクターとしての応用査読有り

東谷篤志

蛋白質核酸酵素　37　(14)　2589-2598　1992年
CLONING, MAPPING, AND CHARACTERIZATION OF THE ESCHERICHIA-COLI PRC GENE, WHICH IS INVOLVED IN C-TERMINAL PROCESSING OF PENICILLIN-BINDING PROTEIN-3 査読有り

H HARA, Y YAMAMOTO, A HIGASHITANI, H SUZUKI, Y NISHIMURA

JOURNAL OF BACTERIOLOGY　173　(15)　4799-4813　1991年8月

ISSN：0021-9193

eISSN：1098-5530
D-LOOP FORMING ACTIVITY AND GENERAL RECOMBINATORY ACTIVITY IN EXTRACTS FROM SHOOT, FLOWER AND CALLUS OF VARIETIES OF RICE 査読有り

A HIGASHITANI, S TAMAMOTO, S TABATA, K OONO, Y HOTTA

JAPANESE JOURNAL OF GENETICS　65　(2)　53-64　1990年4月

DOI： 10.1266/jjg.65.53 　

ISSN：0021-504X
ATP-INDEPENDENT STRAND TRANSFER PROTEIN FROM MURINE SPERMATOCYTES, SPERMATIDS, AND SPERMATOZOA 査読有り

A HIGASHITANI, S TABATA, T OGAWA, M SHIBATA, Y HOTTA

EXPERIMENTAL CELL RESEARCH　186　(2)　317-323　1990年2月

DOI： 10.1016/0014-4827(90)90311-W 　

ISSN：0014-4827
PURIFICATION OF DNA LIGASES FROM MOUSE TESTIS AND THEIR BEHAVIOR DURING MEIOSIS 査読有り

A HIGASHITANI, S TABATA, H ENDO, Y HOTTA

CELL STRUCTURE AND FUNCTION　15　(1)　67-72　1990年2月

DOI： 10.1247/csf.15.67 　

ISSN：0386-7196

eISSN：1347-3700
PURIFICATION OF DNA LIGASES FROM MOUSE TESTIS AND THEIR BEHAVIOR DURING MEIOSIS 査読有り

A HIGASHITANI, S TABATA, H ENDO, Y HOTTA

CELL STRUCTURE AND FUNCTION　15　(1)　67-72　1990年2月

DOI： 10.1247/csf.15.67 　

ISSN：0386-7196

eISSN：1347-3700
Erratum: D-loop forming activity and general recombinatory activity in extracts from shoot, flower and callus of varieties of rice (pp. 53-64)

Higashitani, A., Tamamoto, S., Tabata, S., Oono, K., Hotta, Y.

Japanese Journal of Genetics　65　(3)　153-153　1990年

ISSN：0021-504X
PLANT SAPONINS CAN AFFECT DNA RECOMBINATION IN CULTURED MAMMALIAN-CELLS 査読有り

A HIGASHITANI, S TABATA, T HAYASHI, Y HOTTA

CELL STRUCTURE AND FUNCTION　14　(5)　617-624　1989年10月

DOI： 10.1247/csf.14.617 　

ISSN：0386-7196

eISSN：1347-3700
Controls in meiosis 査読有り

Hotta, Y., Higashitani, A., Tabata, S.

Tanpakushitsu kakusan koso. Protein, nucleic acid, enzyme　34　(9)　1082-1096　1989年7月

ISSN：0039-9450
CONSTRUCTION OF AN ORDERED COSMID COLLECTION OF THE ESCHERICHIA-COLI K-12 W3110 CHROMOSOME 査読有り

S TABATA, A HIGASHITANI, M TAKANAMI, K AKIYAMA, Y KOHARA, Y NISHIMURA, A NISHIMURA, S YASUDA, Y HIROTA

JOURNAL OF BACTERIOLOGY　171　(2)　1214-1218　1989年2月

ISSN：0021-9193

eISSN：1098-5530
減数分裂の分子生物学査読有り

東谷篤志

細胞工学　8　(10)　1989年
EFFECT OF INOCULATION WITH KLEBSIELLA-OXYTOCA AND ENTEROBACTER-CLOACAE ON DINITROGEN FIXATION BY RICE BACTERIA ASSOCIATIONS 査読有り

T FUJII, YD HUANG, A HIGASHITANI, Y NISHIMURA, S IYAMA, Y HIROTA, T YONEYAMA, RA DIXON

PLANT AND SOIL　103　(2)　221-226　1987年

ISSN：0032-079X

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MISC 84

254nm UVCと222nm UVC照射が線虫に与える影響の違い

愿山(岡本)郁, 岡本範彦, 日出間純, 東谷篤志

日本遺伝学会大会プログラム要旨集(CD-ROM)　95th　2023年
線虫体壁筋筋細胞および培養細胞におけるミトコンドリアの力学的刺激感知能の解析

小林剛, 伊藤侑晃, 田中瑞奈, 田中瑞奈, 寺西美佳, 清島大資, 二川健, 曽我部正博, 東谷篤志

日本筋学会学術集会プログラム・抄録集　5th　153-153　2019年
出版者・発行元：日本筋学会
ISSN： 2433-975X
無重力による酸化ストレス産生を介した筋細胞内シグナル・トランスダクション

内田貴之, 木森有希, 二宮みゆき, 坂下禎宏, 安倍知紀, 真板綾子, 中尾玲子, 平坂勝也, 東谷篤志, 東端晃, 小林剛, 曽我部正博, 武田伸一, 二川健

日本栄養・食糧学会大会講演要旨集　71st　336　2017年4月28日
無重力による酸化ストレスを介した筋細胞内シグナルトランスダクション

内田貴之, 坂下禎宏, 真板綾子, 中尾玲子, 平坂勝也, 平坂勝也, 東谷篤志, 東端晃, 小林剛, 曽我部正博, 武田伸一, 二川健

日本生化学会大会(Web)　90th　ROMBUNNO.3PT04‐08(3P‐0491) (WEB ONLY)　2017年
廃用性筋萎縮の発症メカニズム:無重力ストレスによるシグナルトランスダクションを中心に

内田貴之, 平坂勝也, 真板綾子, 東谷篤志, 東端晃, 小林剛, 曾我部正博, 二川健

日本整形外科学会雑誌　90　(8)　S1442　2016年8月31日

ISSN： 0021-5325
萎縮筋における細胞内シグナルとその制御による筋萎縮治療

二川健, 平坂勝也, 中尾玲子, 赤間一仁, 東谷篤志, 東端晃, 安倍知紀, 寺尾純二, 近藤茂忠

日本栄養・食糧学会大会講演要旨集　70th　137　2016年4月25日
イネにおける糖質代謝を経た低温耐性

HOSONUMA Nobutaka, ODA Susumu, TOMODA Aya, TERANISHI Mika, HIGASHITANI Atsushi

日本植物生理学会年会要旨集　57th　2016年
線虫の重力変化応答を探るための至適生育環境の検討

梅原真澄, 橋爪藤子, 東谷篤志, 東端晃

日本宇宙航空環境医学会大会プログラム・予稿集　62nd　132　2016年
高温ならびに低温障害と植物ホルモン─ 花粉形成がこれらストレスになぜ脆弱か ─

東谷篤志

植物の生長調節　50　(2)　162-165　2015年12月21日
出版者・発行元：一般社団法人植物化学調節学会
DOI： 10.18978/jscrp.50.2_162 　

ISSN： 1346-5406

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<p>Studies on high-temperature injury and cool-weather damage in crops, wheat, barley and rice have a long history, and have identified physiological responses including abnormal abortion of developing pollen followed by male sterility. However, a full understanding of the molecular mechanism has not been achieved. We here show that endogenous auxin levels specifically decreased in the developing anthers of barley and Arabidopsis under high temperature conditions. Similarly, endogenous gibberellin levels significantly reduced in the developing anthers of rice by decreasing temperatures. In addition, the temperature fluctuations repressed each gene expression of auxin biosynthesis genes, YUCCA yuc-2 and yuc-6, and gibberellin biosynthesis genes, GA20ox3 and GA3ox1. These set of genes are dominantly expressed in the developing anthers indicating that at least auxin and gibberellin are synthesized in the anthers. It may lead to susceptibility to male sterility in temperature stress.</p>
Caenorhabditis elegans displays different adaptations to single vs. multigenerational growth during spaceflight

Tim Etheridge, Akira Higashibata, Nathaniel Szewczyk, Atsushi Higashitani

FASEB JOURNAL　29　2015年4月

ISSN： 0892-6638

eISSN： 1530-6860
宇宙植物実験における栽培・実験システムの開発

北宅善昭, 東谷篤志, 唐原一郎, 高橋秀幸, 保尊隆享, 平井宏昭, 矢野幸子, Kitaya Yoshiaki, Higashitani Atsushi, Karahara Ichiro, Takahashi Hideyuki, Hoson Takayuki, Hirai Hiroaki, Yano Sachiko

宇宙環境利用シンポジウム第29回：平成26年度 = Space Utilization Research, Vol. 29 2014: Proceedings of The Twenty-ninth Space Utilization Symposium　(29)　27-28　2015年1月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)

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第29回宇宙環境利用シンポジウム (2015年1月24日-25日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000035014
イネ花粉の発達に対する低温障害は生物活性ジベレリンの減少によって起こる

ODA Susumu, SAKATA Tadashi, TSUNAGA Yuta, KAWAGISHI-KOBAYASHI Makiko, AYA Koichiro, SAEKI Kenichi, ENDO Takashi, NAGANO Kuniaki, SAKAKIBARA Hitoshi, WATANABE Masao, MATSUOKA Makoto, HIGASHITANI Atsushi

日本植物生理学会年会要旨集　55th　2014年
イネにおける冷温耐性のQTL候補遺伝子の発現解析

SHOMURA Hikaru, ODA Susumu, TOMODA Aya, NAGANO Kuniaki, ENDO Takashi, SAEKI Kenichi, SATOU Tadashi, SATOU Shusei, HIGASHITANI Atsushi

日本植物生理学会年会要旨集　55th　2014年
イネ低温障害の耐性に関わる第7染色体遺伝子座の探索

友田文, 小田晋, 正村光, 古井瑛恵, 佐伯研一, 遠藤貴司, 永野邦明, 佐藤修正, 東谷篤志

日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)　36th　2013年
微小重力環境下におけるRNA干渉の有効性および筋萎縮とエネルギー代謝変化との関係

東端晃, 橋爪藤子, 東谷なほ子, 根本華奈子, 森ちひろ, 原田俊介, 杉本朋子, ETHERIDGE Timothy, SZEWCZYK Nathaniel, 東谷篤志

日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)　36th　3P-0045 (WEB ONLY)　2013年
宇宙環境に対する植物反応解明のための実験系構築―宇宙での実験植物育成のための光照射方法の検討

北宅善昭, 平井宏昭, 高橋秀幸, 山下雅道, 東谷篤志, 後藤英司, 齋藤高弘, 谷晃, 土屋広司, 多胡靖宏, 田山一郎, 神阪盛一郎, 保尊隆享, 高沖宗夫, 矢野幸子, 鎌田源司

宇宙利用シンポジウム　28th　217-219　2012年3月
2011年度生物科学系スモールペイロード宇宙実験研究チーム活動報告

東端晃, 夏井坂誠, 福井啓二, 高橋秀幸, 東谷篤志, 馬嶋秀行, 曽我部正博, 高橋昭久, 二川健, 永瀬睦, 嶋津徹, 村瀬浩史, 行徳淳一郎, GUSEV Oleg, 山崎丘, 石岡憲昭

宇宙利用シンポジウム　28th　185-186　2012年3月
宇宙環境における線虫の老化―WG平成23年度活動報告―

本田陽子, 東端晃, 石岡憲昭, 東谷篤志, 福井啓二, 田中雅嗣, 本田修二

宇宙利用シンポジウム　28th　183-184　2012年3月
Effects of high- or cool-temperatures on microsporogenesis in plants

Atsushi Higashitani

GENES & GENETIC SYSTEMS　86　(6)　379-379　2011年12月

ISSN： 1341-7568

eISSN： 1880-5779
高温ストレスによるイネ科作物の雄性不稔の発生メカニズム

川岸万紀子, 東谷篤志

日本作物學會紀事　80　304-305　2011年8月30日

ISSN： 0011-1848
廃用性筋萎縮の発生機序~オミクス技術を用いた無重力応答因子の探索~

河野尚平, 近藤茂忠, 原田晃子, 平坂勝也, 真板綾子, 奥村裕司, 中尾玲子, 東端晃, 東谷篤志, 二川健

日本栄養・食糧学会大会講演要旨集　65th　210　2011年4月25日
Toward Future Space Experiments for Life Sciences

Hoson Takayuki, Takahashi Akihisa, Nikawa Takeshi, FUKUI Keiji, OGAWA Shiho, HIGASHITANI Atsushi

宇宙生物科学 = Biological sciences in space　25　(1)　21-24　2011年4月1日
出版者・発行元：日本宇宙生物科学会
ISSN： 0914-9201
宇宙環境に対する植物反応解明のための実験系構築―微小重力が植物茎内の蒸散流に及ぼす影響

北宅善昭, 平井宏昭, 高橋秀幸, 山下雅道, 東谷篤志, 後藤英司, 齋藤高弘, 谷晃, 土屋広司, 多胡靖宏, 田山一郎, 神阪盛一郎, 保尊隆享, 高沖宗夫, 矢野幸子, 鎌田源司

宇宙利用シンポジウム　27th　(27)　166-167　2011年3月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)

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第27回宇宙利用シンポジウム (2011年1月24日-25日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所相模原キャンパス), 相模原市, 神奈川県著者人数: 16人形態: カラー図版あり資料番号: AA0065129061
「線虫C.elegansの宇宙環境におけるRNA干渉とタンパク質リン酸化」(CERISE)のISS宇宙実験速報

東端晃, 橋爪藤子, 杉本朋子, 森ちひろ, 根本華奈子, 東谷なほ子, SZEWCZYK Nathaniel, 石岡憲昭, 福井啓二, 東谷篤志

宇宙利用シンポジウム　27th　197　2011年3月
宇宙環境における線虫の老化―WG平成22年度活動報告

本田陽子, 東端晃, 石岡憲昭, 東谷篤志, 福井啓二, 田中雅嗣, 本田修二

宇宙利用シンポジウム　27th　195-196　2011年3月
2010年度生物科学系スモールペイロード宇宙実験研究班WG活動報告

東端晃, 夏井坂誠, 福井啓二, 高橋秀幸, 東谷篤志, 馬嶋秀行, 曽我部正博, 高橋昭久, 二川健, 永瀬睦, 嶋津徹, 村瀬浩史, 行徳淳一郎, GUSEV Oleg, 山崎丘, 石岡憲昭

宇宙利用シンポジウム　27th　219-220　2011年3月
植物の生殖成長にみられる低温ならびに高温障害の分子メカニズムの解明

阪田忠, 津長雄太, 八木橋奈央, 押野健, 三浦慎也, 苫米地真理, 藤岡智明, 佐藤修正, 佐藤修正, 川岸万紀子, 松岡信, 宮沢豊, 高橋秀幸, 渡辺正夫, 東谷篤志

日本植物生理学会年会要旨集　52nd　2011年
運動負荷が線虫の遺伝子およびタンパク質発現に与える影響について

橋爪藤子, 東谷なほ子, 福井啓二, 石岡憲昭, 東谷篤志, 東端晃

日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)　34th　2P-0141 (WEB ONLY)　2011年
宇宙環境に対する植物反応解明のための実験系構築―微小重力下での植物茎内の水の流れ

北宅善昭, 平井宏昭, 高橋秀幸, 山下雅道, 東谷篤志, 後藤英司, 齋藤高弘, 谷晃, 土屋広司, 多胡靖宏, 田山一郎, 神阪盛一郎, 保尊隆享, 高沖宗夫, 矢野幸子, 鎌田源司

宇宙利用シンポジウム　26th　171-172　2010年3月
平成21年度生物科学系スモールペイロード宇宙実験研究班WG活動報告

東端晃, 夏井坂誠, 福井啓二, 高橋秀幸, 東谷篤志, 馬嶋秀行, 曽我部正博, 高橋昭久, 二川健, 永瀬睦, 嶋津徹, 村瀬浩史, 行徳淳一郎, GUSEV Oleg, 山崎丘, 石岡憲昭

宇宙利用シンポジウム　26th　201-202　2010年3月
イネ低温障害時にみられる植物ホルモン関連遺伝子群の発現変動の解析

津長雄太, 阪田忠, 藤岡智明, 増子潤実, 諏訪部圭太, 諏訪部圭太, 永野邦明, 川岸万紀子, 渡辺正夫, 東谷篤志

日本植物生理学会年会要旨集　51st　2010年
17.高温ストレスによるオーキシンの減少が雄性不稔を誘発する(口頭発表)

阪田忠, 三浦慎也, 押野健, 苫米地真理, 津長雄太, 矢野健太郎, 宮沢豊, 高橋秀幸, 渡辺正夫, 東谷篤志

植物化学調節学会研究発表記録集　(44)　31-31　2009年10月6日
出版者・発行元：植物化学調節学会
ISSN： 0919-1887

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Plant high-temperature (HT) injury has become a serious problem associated with global warming. The early phase of anther development is especially susceptible to HT injury in wheat, barley and other crops. Here, we have found that HT conditions showed a high correlation coefficiency with transcriptional repression of replication-related and auxin-induced genes. The application of auxin to barley completely reversed HT-induced male sterility. Similar reductions in auxin levels and reversibility by exogenous auxin application occurred in the developing anther cells of HT exposed Arabidopsis. In addition, YUC2 and -6 gene transcripts decreased by HT treatment in developing anther. These data suggest that tissue-specific auxin reduction causes comprehensive transcriptional inhibition including anther specific auxin biosynthesis genes. It is a primary cause of HT injury, which leads to the abortion of pollen development, and moreover suggests a novel use for auxin treatment to sustain steady yields of crops under conditions of climate change.
宇宙環境に対する植物反応解明のための実験系構築―微小重力下での植物葉からの蒸散の動態および植物育成チャンバー内の環境変動の解明

北宅善昭, 高橋秀幸, 山下雅道, 東谷篤志, 平井宏昭, 後藤英司, 齋藤高弘, 谷晃, 土屋広司, 多胡靖宏, 田山一郎, 神阪盛一郎, 保尊隆享, 高沖宗夫, 矢野幸子, 鎌田源司

宇宙利用シンポジウム　25th　(25)　30-31　2009年3月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部

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第25回宇宙利用シンポジウム(2009年1月14日-15日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部相模原キャンパス)形態: カラー図版あり資料番号: AA0064297011
モデル生物線虫を利用した宇宙実験とバイオドシメータ

東谷篤志, 森ちひろ, 和田成一, 坂下哲哉, 小林泰彦, 杉本朋子, 山崎丘, 福井啓二, 東端晃, 石岡憲昭

宇宙利用シンポジウム　25th　145-146　2009年3月
Ataxia telangiectasiaファミリーによるミトコンドリアDNAの維持機構

森ちひろ, 東谷篤志

放射線生物研究　43　(3)　272-283　2008年9月
出版者・発行元：放射線生物研究会
ISSN： 0441-747X
Male sterility accompanied with abnormal anther development in plants - genes and environmental stresses with special reference to high temperature injury.

Sakata T, Higashitani A

International Journal of Plant Developmental Biology　2　(1)　42-51　2008年5月
宇宙環境に対する植物反応解明のための実験系構築―植物生殖成長に対する微小重力の影響

北宅善昭, 高橋秀幸, 山下雅道, 東谷篤志, 後藤英司, 齋藤高弘, 谷晃, 土屋広司, 多胡靖宏, 田山一郎, 神阪盛一郎, 保尊隆享, 高沖宗夫, 矢野幸子, 鎌田源司

宇宙利用シンポジウム　24th　304-305　2008年3月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部

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資料番号: AA0063706086
宇宙フライトにより発現変動するゲノム遺伝子の網羅的な機能解析とデータベース構築

東谷篤志, 東端晃

宇宙利用シンポジウム　24th　240-241　2008年3月
平成19年度生物科学系スモールペイロード宇宙実験研究班WG活動報告

東端晃, 福井啓二, 高橋秀幸, 東谷篤志, 馬嶋秀行, 曽我部正博, 高橋昭久, 二川健, 最上善広, 永瀬睦, 嶋津徹, 藤本信義, 山崎丘, 石岡憲昭

宇宙利用シンポジウム　24th　337-338　2008年3月
高温によるイネ雄性不稔における遺伝子発現制御

川岸万紀子, 遠藤誠, 佐藤繭子, 豊岡公徳, 大島正弘, 東谷篤志, 渡辺正夫

生化学　2008年

ISSN： 0037-1017
宇宙環境に対する植物反応解明のための実験系構築―植物生殖器官の温度の実態およびその制御

北宅善昭, 高橋秀幸, 山下雅道, 後藤英司, 齋藤高弘, 谷晃, 土屋広司, 多胡靖宏, 田山一郎, 神阪盛一郎, 保尊隆享, 東谷篤志, 高沖宗夫, 矢野幸子, 鎌田源司

宇宙利用シンポジウム　23rd　385-388　2007年3月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部

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資料番号: AA0063349109
線虫(C.elegans)を用いる回収衛星宇宙実験研究班WG活動報告

石岡憲昭, 石原昭彦, 宇佐美真一, 高橋昭久, 夏井坂誠, 二川健, 東谷篤志, 東端晃, 藤本信義, 馬嶋秀行, 保田浩志, 山崎丘

宇宙利用シンポジウム　23rd　340-341　2007年3月
モデル生物Cエレガンスを用いた宇宙実験

東谷篤志, 東端晃, 森ちひろ, 鈴木蓉子, 東谷なほ子, 山崎丘, 福井啓二, 石岡憲昭

宇宙利用シンポジウム　23rd　339　2007年3月
宇宙ストレス生物学研究班WG活動報告

宇佐美真一, 浅島誠, 石岡憲昭, 石原昭彦, 泉龍太郎, 大石浩隆, 大森克徳, 鎌田源司, 黒谷明美, 芝大, 鈴木ひろみ, 曾我部正博, 高橋昭久, 二川健, 東谷篤志, 東端晃, 藤本信義, 馬嶋秀行, 矢野幸子, 山崎丘

宇宙利用シンポジウム　23rd　349-350　2007年3月
平成18年度生物科学系スモールペイロード宇宙実験研究班WG活動報告

東端晃, 福井啓二, 高橋秀幸, 東谷篤志, 馬嶋秀行, 曽我部正博, 高橋昭久, 二川健, 最上善広, 永瀬睦, 嶋津徹, 藤本信義, 山崎丘, 石岡憲昭

宇宙利用シンポジウム　23rd　342-343　2007年3月
宇宙環境を利用するライフサイエンス実験 : 宇宙へヒトが活躍する場の拡大に向けて

大西武雄, 馬嶋秀行, 高橋秀幸, 東谷篤志, 石岡憲昭

Isotope news　(633)　2-12　2007年1月1日

ISSN： 0285-5518
Expression analysis of rice anther specific genes under high temperature stress condition

Makoto Endo, Tohru Tsuchiya, Masahiro Oshima, Atsushi Higashitani, Masao Watanabe, Makiko Kawagishi

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　48　S152-S152　2007年

ISSN： 0032-0781
Analysis of entire gene expression during high-temperature injury to anther development in barley plants

Takeshi Oshino, Mafumi Abiko, Rumiko Saito, Eiichiro Ichiishi, Makoto Endo, Makiko Kawagishi-Kobayashi, Atsushi Higashitani

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　48　S185-S185　2007年

ISSN： 0032-0781
A novel gene responsible for hydrotropism in Arabidopsis roots

Akie Kobayashi, Akiko Takahashi, Yoko Kakimoto, Yutaka Miyazawa, Nobuharu Fujii, Atsushi Higashitani, Hideyuki Takahashi

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　48　S144-S144　2007年

ISSN： 0032-0781
線虫の放射線応答:重イオンマイクロビームを用いた研究結果を中心に

森ちひろ, 東谷篤志

放射線生物研究　41　(4)　399-408　2006年12月
出版者・発行元：放射線生物研究会
ISSN： 0441-747X
プロテオミクス解析から探る植物の重力屈性

鎌田源司, 東谷篤志, 石岡憲昭

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application = 日本マイクログラビティ応用学会誌　23　(4)　334-334　2006年11月30日

ISSN： 0915-3616
Decreased expression of myogenic transcription factors and myosin heavy chains in Caenorhabditis elegans muscles developed during spaceflight (vol 209, pg 3209, 2006)

A. Higashibata, N. J. Szewczyk, C. A. Conley, M. Imamizo-Sato, A. Higashitani, N. Ishioka

JOURNAL OF EXPERIMENTAL BIOLOGY　209　(18)　3695-3695　2006年9月

DOI： 10.1242/jeb.02504 　

ISSN： 0022-0949
線虫を用いた生殖細胞系列におけるDNA損傷の応答機構の解明

東谷篤志

Tissue culture research communications : the journal of experimental & applied cell culture research = 組織培養研究　25　(1)　45-46　2006年3月31日

ISSN： 0912-3636
第1章線虫 C.elegans を用いた宇宙環境におけるRNAiとタンパク質リン酸化

東谷篤志, 東端晃, 石岡憲昭

宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR-　5　(05-033)　1-8　2006年3月10日
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構
ISSN： 1349-1113

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本研究では,モデル生物の一つである線虫C. elegans を用いて,微小重力や宇宙放射線をはじめとする複合的な宇宙環境ストレスが生物に及ぼす影響について調べることを目的としている.(1)我々はこれまでに,国際宇宙線虫実験ICE-first(2004 年4 月フライト)に参画し,宇宙で成長した線虫においても地上の対照区と同様に,減数分裂チェックポイント制御下のアポトーシスならびに卵母細胞成熟に伴う発生制御下のアポトーシスがともに正常に行われること,(2)筋肉関連の幾つかの遺伝子群ならびにタンパク質が発現レベルで顕著に低下することを見出してきた.(3)また,過重力による影響は受精直後の卵核の減数第1 ・第2 分裂に最も影響を及ぼすことを証明してきた.(4)さらに,様々な環境ストレス(放射線など)の生物影響について,各種突然変異体やRNA 干渉法(RNA interferece: RNAi)による特異的な遺伝子発現の抑制体とDNAマイクロアレイを用いることにより,ゲノムワイドな分子モニターができることを明らかにしてきた.これらの結果から,複合的な宇宙環境ストレスが個体レベルに及ぼす分子影響を解析する上で,モデル生物の線虫が大変有効であることが示唆された.今後は,第一に宇宙環境におけるRNA 干渉機構(RNAi)の効果を検証し,RNAi によりDNA 損傷のチェックポイント制御を抑制した場合における細胞内での諸変化について調べる.さらに,アクチンや細胞骨格の再構築を介し,重力感受にも関わる可能性が想定されるRho-guaninenucleotide exchange factor(RhoGEF)の一変異体であるunc-73 と野生株N 2との遺伝子およびタンパク質発現の変化を比較し,シグナル伝達を含めたタンパク質のリン酸化に対する宇宙環境の影響について明らかにしたい.また,宇宙環境下で長期間,連続的な世代交代を通して生じる適応と変異・進化の方向性について明らかにすることを次なる研究課題として位置づけている.
宇宙環境に対する植物反応解明のための実験系構築

北宅善昭, 高橋秀幸, 山下雅道, 後藤英司, 斎藤高弘, 谷晃, 土屋広司, 多胡靖宏, 田山一郎, 神阪盛一郎, 保尊隆享, 東谷篤志, 高沖宗夫, 矢野幸子, 鎌田源司

宇宙利用シンポジウム　22nd　(22)　305-306　2006年3月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部

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第22回宇宙利用シンポジウム(2006年1月17日-19日, 日本学術会議6階会議室六本木、東京)共催: 日本学術会議著者人数: 15人資料番号: AA0064113101
モデル生物線虫を用いたICE‐first宇宙実験の成果と今後の展開について

東谷篤志, 東端晃, 石岡憲昭

宇宙利用シンポジウム　22nd　257-258　2006年3月
線虫国際共同実験(ICE‐First)の概要および成果について

東端晃, 香川弘昭, 本田修二, 東谷篤志, 石岡憲昭

宇宙利用シンポジウム　22nd　254-256　2006年3月
High-temperature injury to barley anther development is mediated by transcriptional inhibition.

M Abiko, K Akibayashi, H Takahashi, A Higashitani

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　46　S132-S132　2005年

ISSN： 0032-0781
High temperature injury to barley microsporogenesis and its proteomics analysis

K Akibayashi, T Oshino, M Abiko, N Higashitani, A Higashitani

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　46　S132-S132　2005年

ISSN： 0032-0781
Role of gibberellin-induced cell division in first internode elongation of a wheat variety tolerant to deep-sowing

M Araki, L Chen, Y Miyazawa, N Fujii, H Suge, K Takeda, A Higashitani, H Takahashi

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　46　S211-S211　2005年

ISSN： 0032-0781
High-temperature injury to early development of tapetum cells in barley Hordeum vulgare L.

M Abiko, T Sakata, H Takahashi, E Asamizu, S Sato, S Tabata, M Kihara, K Ito, A Higashitani

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　44　S135-S135　2003年

ISSN： 0032-0781
35 窒素固定エンドファイテッィクバクテリア Herbaspirillum sp.B501の内生細菌数にみられる野生イネおよび栽培イネ系統間差異

安部匡, 南沢究, 東谷篤志, 石井尊生, 佐藤雅志

日本作物學會紀事　71　(2)　70-71　2002年8月25日
出版者・発行元：日本作物学会
ISSN： 0011-1848
Hydrotropic response of Arabidopsis and Raphanus roots accompanies a rapid reduction of starch-amyloplasts in collumela cells

Y Yamazaki, N Takahashi, A Higashitani, H Takahashi

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　43　S232-S232　2002年

ISSN： 0032-0781
High-temperature injury and gene expression during development of barley pollen mother cells.

M Abiko, T Sakata, H Takahashi, E Asamizu, S Sato, S Tabata, K Ito, A Higashitani

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　43　S33-S33　2002年

ISSN： 0032-0781
Gravity-induced modification of auxin transport and distribution for pea formation in cucumber seedlings

M Kamada, N Fujii, A Higashitani, H Takahashi

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　43　S59-S59　2002年

ISSN： 0032-0781
植物を用いた宇宙実験系におけるセントリフュージの必要性

東谷篤志, 高橋秀幸

宇宙生物科学 = Biological sciences in space　15　(3)　157-159　2001年11月
出版者・発行元：日本宇宙生物科学会
ISSN： 0914-9201
Morphogenesis in cucumber seedlings is negatively controlled by gravity

Takahashi Hideyuki, Kamada Motoshi, Yamazaki Yutaka, FUJII Nobuharu, HIGASHITANI Atsushi, AIZAWA Sachiko, YOSHIZAKI Izumi, KAMIGAICHI Shigeki, MUKAI Chiaki, SHIMAZU Toru, FUKUI Keiji

宇宙生物科学 = Biological sciences in space　15　s235-s238　2001年10月
出版者・発行元：日本宇宙生物科学会
ISSN： 0914-9201
ROLES OF POTASSIUM AND GIBBERELLIN FOR FIRST INTERNODE ELONGATION OF A WHEAT TOLERANT TO DEEP-SEEDING :

CHEN Lei, HIGASHITANI Atsushi, SUGE Hiroshi, Takeda Kazuyoshi, TAKAHASHI Hideyuki

Plant and cell physiology　42　s79　2001年
出版者・発行元： Japanese Society of Plant Physiologists
ISSN： 0032-0781
線虫を用いた有性生殖サイクルの分子機構と放射線傷害に対する防御機構

東谷篤志, 高浪タカ子, 青木秀年, 森亮之, 笹川洋平, 高橋秀幸

宇宙生物科学 = Biological sciences in space　14　(3)　174-175　2000年10月

ISSN： 0914-9201
宇宙環境下における穀物生産実現に向けての研究 : 植物生殖成長に対する環境ストレスの影響の分子生物学的解析

阪田忠, 安彦真文, 東谷篤志, 高橋秀幸

宇宙生物科学 = Biological sciences in space　14　(3)　168-169　2000年10月

ISSN： 0914-9201
cDNA マイクロアレイによるミヤコグサ生殖器官特異的遺伝子の探索

遠藤誠, 国分孝男, 松原均, 増子潤美, 高畑義人, 土屋亨, 東谷篤志, 田畑哲之, 渡辺正夫

育種学研究 = Breeding research　2　(2)　261-261　2000年9月25日

ISSN： 1344-7629
微小重力下における根の水分屈性

高橋秀幸, 水野英俊, 鎌田源司, 藤井伸治, 東谷篤志, 相澤幸子, 上垣内茂樹, 向井千秋, 嶋津徹

根の研究 = Root research　9　(2)　92-92　2000年6月22日

ISSN： 0919-2182
APPROACH FOR IDENTIFICATION OF THE ENTIRE GENE EXPRESSION DURING REPRODUCTIVE DEVELOPMENT OF BARLEY (Hordeum vulgare L.) :

HIGASHITANI Atsushi, SAKATA Tadashi, TAKAHASHI Hideyuki

Plant and cell physiology　41　s128　2000年
出版者・発行元： Japanese Society of Plant Physiologists
ISSN： 0032-0781
GIBBERELLIN RESPONSE FOR FIRST INTERNODE ELONGATION OF A WHEAT TOLERANT TO DEEPSEEDING :

CHEN Lei, HIGASHITANI Atsushi, KOMATSU Setsuko, TAKAHASHI Hideyuki

Plant and cell physiology　41　s194　2000年
出版者・発行元： Japanese Society of Plant Physiologists
ISSN： 0032-0781
地球型生物における有性生殖サイクルの分子機構と惑星環境:オオムギを用いた有性生殖サイクルと環境ストレスの解明の試み

阪田忠, 東谷篤志, 西山岩男, 高橋秀幸

宇宙生物科学 = Biological sciences in space　13　(3)　286-287　1999年9月

ISSN： 0914-9201
重力によってネガティブに制御されるウリ科植物のペグ形成:オーキシン制御遺伝子の発現に対する地上および微小重力の影響

鎌田源司, 藤井伸治, 東谷篤志, 相澤幸子, 上垣内茂樹, 嶋津徹, 福井啓二, 高橋秀幸

宇宙生物科学 = Biological sciences in space　13　(3)　280-281　1999年9月

ISSN： 0914-9201
STUDY OF HIGH TEMPERATURE EFFECTS AND CONSTRUCTION OF MOLECULAR MARKERS ON REPRODUCTIVEGROWTHIN BARLEYPLANT

SAKATA Tadashi, TAKAHASHI Hideyuki, NISHIYAMA Iwao, HIGASHITANI Atsushi

Plant and cell physiology　40　s26-s26　1999年3月

ISSN： 0032-0781
DEVELOPMENTAL PATTERN OF PEG IN CUCUMBER SEEDLINGS AND ITS NEGATIVE CONTROL BY GRAVITY

TAKAHASHI Hideyuki, FUJII Nobuharu, KAMADA Motoshi, TAKANO Mamoru, YAMAZAKI Yutaka, HIGASHITANI Atsushi, KANEKO Yasuko, KAMIGAICHI Shigeki, AIZAWA Sachiko, YOSHIZAKI Izumi, SHIMAZU Toru, FUKUI Keiji

Plant and cell physiology　40　s144-s144　1999年3月

ISSN： 0032-0781
コムギの深播き適応性の品種間差異とエチレン反応性の関連について

西澤武明, 管洋, 東谷篤志, 高橋秀幸

日本作物学会東北支部会報　(41)　57-59　1998年12月24日
出版者・発行元：日本作物学会
エンドウ根の水分屈性時における偏差生長制御

高野守, 藤井伸治, 東谷篤志, 平沢正, 西谷和彦, 高橋秀幸

根の研究 = Root research　7　(4)　126-126　1998年12月16日

ISSN： 0919-2182
C. elegansのrecA様遺伝子Ca-rdh-1の機能解析

高浪タカ子, 高橋秀幸, 佐藤修正, 石原健, 桂勲, 東谷篤志

日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集　21　383-383　1998年12月1日
17 コムギの深播き耐性とジベレリンの関連性について

西澤武明, 東谷篤志, 菅洋, 高橋秀幸

日本作物學會紀事　67　(2)　34-35　1998年10月8日
出版者・発行元：日本作物学会
ISSN： 0011-1848
A ROLE OF CYTOSKELTAL STRUCTURE OF CORTICAL CELLS IN PEG FORMATION OF CUCUMBER SEEDLINGS

KOBAYASHI Mayumi, MURATA Takashi, FUJII Nobuharu, HIGASHITANI Atsushi, TAKAHASHI Hideyuki

Plant and cell physiology　39　S90-S90　1998年5月

ISSN： 0032-0781
微小重力下における根の姿勢制御関連遺伝子の発現

高野守, 藤井伸治, 東谷篤志, 高橋秀幸, 西谷和彦, 平沢正, 山下雅道

宇宙生物科学 = Biological sciences in space　11　(3)　252-252　1997年9月

ISSN： 0914-9201

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書籍等出版物 6

宇宙環境を利用するライフサイエンス実験‐宇宙へヒトが活躍する場の拡大に向けて‐

大西武雄, 馬嶋秀行, 高橋秀幸, 東谷篤志, 石岡憲昭

Isotope News　2007年1月7日
放射線照射に対する生物応答：モデル生物Cエレガンスを用いたイオンマイクロビームの照射研究

東谷篤志

放射線と産業　2006年9月1日
線虫の放射線応答：重イオンマイクロビームを用いた研究結果を中心に

森ちひろ, 東谷篤志

放射線生物研究　2006年
減数分裂過程における放射線の影響

高浪タカ子, 東谷篤志

化学と生物 41: 138‐141　2003年10月
減数分裂細胞の放射線抵抗性と遺伝子組換え酵素の発現.

高浪タカ子, 堀内三郎, 東谷篤志

放射線生物研究 38: 180-188　2003年6月
朝倉植物生理学講座第5巻環境応答

高橋秀幸, 東谷篤志

朝倉書店　2001年6月

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講演・口頭発表等 24

Neuromuscular Signaling via TGF-β/DBL-1 Acts to Alter Body Physique in Response to Environmental Conditions 国際会議

Shunsuke Harada, Toko Hashizume, Kanako Nemoto, Zhenhua Shao, Nahoko Higashitani, Timothy Etheridge, Nathaniel J Szewczyk, Keiji Fukui, Akira Higashibata, Atsushi Higashitani

AMS2016(11th Asian Microgravity Symposium)　2016年10月25日
DAF-16 is required for recovering from heat injury to muscle cells. 国際会議

Kenta Momma, Yohei Matsunaga, Takashi Homma, Hiroshi Qadota, Guy Benian, Atsushi Higashitani

The 2016 C. elegans Topic Meeting: Aging, Metabolism, Stress, Pathogenesis, and Small RNAs.　2016年7月21日
Neuromuscular Signaling via TGF-/DBL-1 Acts to Alter Body Physique in Response to Environmental Conditions. 国際会議

Shunsuke Harada, Toko Hashizume, Kanako Nemoto, Zhenhua Shao, Nahoko Higashitani, Timothy Etheridge, Nathaniel J Szewczyk, Keiji Fukui, Akira Higashibata, Atsushi Higashitani

The 2016 C. elegans Topic Meeting: Aging, Metabolism, Stress, Pathogenesis, and Small RNAs.　2016年7月21日
The nematode C. elegans as a model organism for understanding the influence of microgravity 国際会議

10th Asian Microgravity Symposium　2014年10月28日
Plant hormones and male sterility in cereal crops caused by temperature stress 国際会議

Atsushi Higashitani, Tadashi Sakata, Takeshi Oshino, Kentaro Yano, Masao Watanabe

International Botanical Congress 2011　2011年7月23日
RNA Interference and microRNA Expression in Space 国際会議

28th International Symposium on Space Technology and Science.　2011年6月5日
最先端の技術で微小重力の影響を狙いうち（線虫の実験）

国際宇宙ステーション『きぼう』日本実験棟利用成果ミニシンポジウム　2011年2月28日
小さなモデル生物を用いた宇宙実験

市民公開講演会. 「ナノから宇宙へ、大きく広がる生命の科学」　2010年9月19日
作物の高温. 不稔の生理と制御

第5回東北育種研究会　2010年8月26日
植物ホルモンで作物の高温障害を防ぐ

東谷篤志, 阪田忠, 渡辺正夫

農林水産省農林水産技術会議：シンポジウム「ここまできた！お米の研究最前線」　2010年7月21日
Anther-specific auxin reduction is the primary cause of high temperature injury in Arabidopsis and barley plants 国際会議

11th Asian and Oceanian Conference on transcription.　2010年7月1日
Auxins reverse male sterility caused by high temperatures 国際会議

A. Higashitani, T. Sakata, T. Oshino, S. Miura, M. Tomabechi, Y. Tsunaga, N. Higashitani, Y. Miyazawa, H. Takahashi, M. Watanabe

21th International conference on Arabidopsis research　2010年6月6日
Auxin reduction is a primary cause of high temperature injury to male reproductive development 国際会議

Higashitani, Atsushi, Sakata, T, Miura, S, Oshino, T, Tomabechi, M, Tsunaga, Y, Yano, K, Miyazawa, Y, Takahashi, H, Watanabe, M

Plant Biology 2009　2009年7月18日
Proteomics analysis of Synechocystis sp. strain PCC6803 in response to high light 国際会議

Nahoko Higashitani, Atsushi Higashitani

Plant Biology 2009　2009年7月18日
Checkpoint and physiological apoptosis in spaceflown C. elegans 国際会議

Higashitani A, Higashibata A, Sasagawa Y, Sugimoto T, Miyazawa Y, Szewcyk NJ, Viso M, Gasset G, Eche B, Fukui K, Shimazu T, Fujimoto N, Kuriyama K, Ishioka N

ESA international conference “Science on European Soyuz Missions to the International Space Station.”　2006年6月27日
Analyses of entire gene expression during high-temperature injuty to anther development in barley plants 国際会議

Oshino T, Abiko M, Ichiishi E, Saito R, Higashitani A

20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11th FAOBMB Congress　2006年6月18日
The decrease in myosin found in muscle developed during spaceflight is transcriptionally regulated. 国際会議

Higashibata A, Szewczyk NJ, Conley CA, Imamizo-Sato M, Higashitani A, Ishioka N

20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11th FAOBMB Congress　2006年6月18日
Characterization of C. elegans mtSSB gene and construction of mitochondria-deficient animals 国際会議

Sugimoto T, Ichiishi E, Saito R, Higashitani A

20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11th FAOBMB Congress　2006年6月18日
日本放射線影響学会若手放射線生物研究会合同シンポジウム「線虫を用いたDNA損傷応答、修復の分子機構の解明」国際会議

日本組織培養学会創立50周年記念国際シンポジウム　2006年5月24日
Characterization of C. elegans par2.1 gene and construction of mitochondria-deficient animals 国際会議

Sugimoto T, Higashitani A

International Conference on Mitochondria and Life 2005　2005年12月14日
RNA interference and protein phosphorylation in space environment using the nematode Caenorhabditis elegans 国際会議

C. elegans Model Specimens in Space (CEMSS 2A)　2005年6月30日
Workshops: Worms in Space- ICE-First and the Future 国際会議

Johnsen B, Viso M, Ishioka N, Conley C, Szewczyk N, Segalat L, Higashitani A, Rose A

15th International C. elegans Meeting.　2005年6月25日
Checkpoint and physiological apotosis in germ cells proceeds normally in spaceflown Caenorhabditis elegans on the ICE first experiment. 国際会議

Higashitani A, Higashibata A, Sasagawa Y, Sugimoto T, Miyazawa Y, Szewcyk NJ, Viso M, Gasset G, Eche B, Fukui K, Shimazu T, Fujimoto N, Kuriyama K, Ishioka N

15th International C. elegans Meeting.　2005年6月25日
Microgravity-dependent alteration of protein and gene expression in Caenorhabditis elegans on the international C. elegans space experiment-first (ICE-first). 国際会議

Ishioka N, Higashibata A, Higashitani N, Seki M, Sato(Imamizo) M, Szewcyk N, Viso M, Gasset G, Eche B, Fujimoto N, Kuriyama K, Fukui K, Shimazu T, Higashibata A

15th International C. elegans Meeting.　2005年6月25日

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共同研究・競争的資金等の研究課題 33

宇宙環境が生物に及ぼす影響に関する研究競争的資金

制度名：Funded Research

2003年4月～継続中
オオムギを用いた高温障害の研究競争的資金

制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

2000年3月～継続中
生殖細胞への放射線影響に関する研究競争的資金

制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

2000年3月～継続中
配偶子形成と減数分裂に関する研究競争的資金

制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

2000年3月～継続中
動植物のストレス応答に関する研究競争的資金

制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

2000年3月～継続中
循環型大気圧プラズマ生成活性種による植物への疑似重力作用の機序解明

金子俊郎, 東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Tohoku University

2024年6月28日～ 2027年3月31日
イネ冷害におけるエピジェネティックな制御機構の解明競争的資金

東谷篤志, 工藤洋, 下野裕之, 寺西美佳

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2018年4月1日～ 2023年3月31日

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イネの低温障害（冷害）は、地球規模での温暖化とそれに伴う異常気象の影響により、今尚発生リスクが懸念されるが、その本質的なメカニズム解明には至っていない。本研究では、イネの冷害にみられる大規模な遺伝子発現の制御や温度メモリー効果の実体が、エピジェネティックなゲノム変化に起因するという作業仮設を検証することを目的としている。遺伝子発現のエピジェネティック制御には、ヒストンのアセチル化やメチル化などの翻訳後修飾が関わっている。そこで本年度は、イネ遺伝子発現データベースに含まれる遺伝子の中から、ヒストン修飾に関わる酵素をコードすると考えられる87遺伝子に関して、各種ストレス処理による遺伝子発現量変化を比較解析した。その結果、今後の解析対象として32個の遺伝子を選抜した。それぞれの遺伝子に特異的なプライマーを作製し、全てのプライマーが機能することを確認した。また、栄養成長期の低水温は穂ばらみ期の耐冷性に影響するというエピジェネティック効果の再現性を確認した。さらに、栄養成長期間の成長点ならびに冷害危険期の幼穂をサンプリングする方法を検討し、確立した。さらに、イネの葉と幼穂からのクロマチン調整法について詳細を検討し、転写活性化に働くヒストン修飾であるH3K4me3、および転写抑制に働くヒストン修飾であるH3K27me3に特異的な抗体を用いたクロマチン免疫沈降によるデータ取得が可能となった。またデータ解析のパイプラインを作成した。
廃用性筋萎縮を惹起するメカノ・ニュートリション・シグナル

二川健, 曽我部正博, 東谷篤志, 小林剛, 平坂勝也

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：The University of Tokushima

2019年4月1日～ 2022年3月31日

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クリノローテーションは、アコニターゼ活性を阻害するとともに、ユビキチン・プロテアソーム系タンパク質分解経路を亢進させた。NAC処理は、この阻害されたアコニターゼ活性を回復し、ユビキチン・プロテアソーム系タンパク質分解経路を抑制した。さらに、NAC処理は、クリノローテーションで増加するミトコンドリアの分裂を抑制した。次に、2週間の尾部懸垂に供したマウスに0.3％のNAC液を飲水させ、筋委縮の抑制効果を調べた。NAC液を飲水したマウスの後肢筋は、水を飲水した群と比較して、有意に筋萎縮とが抑制された。アコニターゼは、萎縮筋内に蓄積する酸化ストレスのターゲット酵素の可能性が高いと考えられた。
筋萎縮の病態に迫るミトコンドリアのメカノバイオロジー競争的資金

東谷篤志, 二川健, 石原直忠, 佐藤貴彦, 小林剛

提供機関：Japan Agency for Medical Research and Development

制度名：Advanced Research and Development Programs for Medical Innovation

研究種目：AMED-CREST

研究機関：Tohoku University

2016年10月～ 2022年3月

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筋萎縮の予防・症状緩和においてメカニカルストレス負荷の有効性は明白ですが、そのメカニズムの全容はわかっていません。本研究では、ミトコンドリアに注目して骨格筋の恒常性維持に関わるメカノセンシングとメカノトランスダクションの理解を進め、その破綻により寝たきりや無重力による筋萎縮が惹起されることを証明します。廃用性筋萎縮の新規予防/ 治療法開発へつながる知見を得ることを目指します
宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解

古川聡, 根井充, 松崎一葉, 日出間純, 東端晃, 東谷篤志, 成瀬恵治, 瀬原淳子, 高橋昭久, 井上夏彦, 長瀬博, 森田啓之, 岩崎賢一, 那須正夫, 村井正, 嶋津徹, 村上敬司

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究機関：Japan Aerospace EXploration Agency

2015年6月29日～ 2020年3月31日

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長期宇宙滞在時、無重力の物理ストレスは筋萎縮や骨密度低下を、閉鎖環境の精神的ストレスは体内リズム不調を、放射線被ばく等の環境リスクはDNA 変異等をきたす。有人宇宙探査での超長期宇宙滞在に挑戦する時代にあって、これらは今解決すべき課題である。同時にこれら課題への深い理解は、地上の高齢化・ストレス社会における生命維持・恒常性の担保に貢献し、健康長寿社会につながる。本領域では[A01～03]に横断・補完的研究[B01]を加えた11の計画研究と30の公募研究の相乗的展開により、上記目的達成を目指している。H30年度は新たに78本の論文が発行された。これまで[A01]宇宙からひも解かれる生命分子基盤の理解では、細胞の重力応答をリアルタイム観察できる遠心蛍光顕微鏡システム開発(成瀬)、微小重力下で線虫TGF-β/DBL-1の発現低下(東谷)、神経筋接合部の維持因子活性化の検出プローブを開発(瀬原)、骨代謝における重力応答機構の発見(茶谷)、視床下部摂食中枢活動のライブイメージ化(川上)等、[A02]生命体個体の高次恒常性・適応機構と生命医学への展開では、重力負荷による脳血流量の低下(岩崎)、宇宙飛行で前庭系を介した血圧調節機能低下(森田)、オレキシン1型受容体特異的拮抗薬リード化合物の発見、睡眠を制御する2遺伝子を世界に先駆け発見(長瀬)、閉鎖環境によるストレスマーカー候補の検出(古川)、宇宙長期飼育マウスの破骨細胞による骨破壊が亢進(篠原)等、[A03]宇宙環境によるリスク因子研究では、模擬無重力装置に放射線同期照射システムを構築 (高橋)、国際宇宙ステーションでの微生物モニタリング(那須)等、[B01]では、クマムシの放射線耐性メカニズム解明(國枝)、放射線被ばくによる細胞ダメージの可視化(沢野)等があり、宇宙滞在はじめ極限的環境での生体維持機構やその基盤的研究が進んでいる。
神経から筋・代謝へのメカノストレス伝達と適応応答機構

東谷篤志, 東端晃

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究機関：Tohoku University

2015年6月29日～ 2020年3月31日

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「ミトコンドリア障害から筋萎縮に至る機構の解析」昨年度までの高温ストレスによる筋萎縮のメカニズムの解析に加えて、ミトコンドリア障害から筋萎縮に至るメカニズムの解析を主に進めた。長期宇宙滞在において、ヒト骨格筋の萎縮は克服しなければならない大きな課題である。モデル生物線虫Caenorhabditis elegansを用いた宇宙実験においても、微小重力が筋形成に負の影響を及ぼし、筋タンパク質に加えて細胞骨格、ミトコンドリア代謝酵素の遺伝子ならびにタンパク質発現レベルでの低下を来すことが、これまでの私たちの宇宙実験結果から示された。そこでミトコンドリア障害から、筋細胞の萎縮、崩壊に至る過程の詳細を明らかにすることに取組んでいる。その結果、ミトコンドリア障害においても、高温ストレス障害と同様に、筋細胞内のCa2+の過剰な上昇が観察され、さらにCa2+過剰が筋細胞のExtra Cellular Matrix (ECM)分解を促し、最終的に筋細胞の崩壊プロセスが進行することを明らかにした。ECMの分解に関わるMatrix Metalloprotease (MMP)やその活性化酵素FurinもいずれもCa2+依存性のendopeptidasesであり、これら分解に関わる酵素の抑制は、宇宙フライト時における筋細胞の萎縮、崩壊を抑えるターゲット分子になると考察された。また、MMPやFurinの阻害剤は筋ジストロフィー線虫モデルに対しても、その筋崩壊を抑制する効果があることを示すことができた。現在、論文を投稿しminor revision中である。
地球規模での異常気象に対抗するイネ新規遺伝子資源の開発

東谷篤志, 寺西美佳, 日出間純, 佐藤修正, 小田晋, 友田文, 細沼信孝, 邵震華, 張琳

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2015年4月1日～ 2018年3月31日

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冷害ならびに穂いもち病に脆弱な「ササニシキ」と、より抵抗性の「ひとめぼれ」のゲノム・ポストゲノム解析を行ない、冷害の抵抗性に関わる第7染色体qCT-7領域といもち病の抵抗性に関わる領域は異なること、また、第11染色体のイモチ病抵抗性遺伝子Pi54を含む周辺領域が両品種間では大きく異なることを見出した。Pi54遺伝子は特定のインド型イネにおいて、広範なイモチ病抵抗性を示す重要な遺伝子である。一方、ほとんどの日本型イネにおいてはその機能が欠失していることが知られていたが、今回、野生イネゲノムとの比較において、その起源や進化の過程についても解明することができ、新たな遺伝資源としての重要性を見出した。
宇宙放射線による葉緑体障害とオートファジーを中心とした障害除去機構の実態解明

泉正範, 日出間純, 東谷篤, 中村咲耶

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2014年4月1日～ 2017年3月31日

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本研究では、宇宙放射線による葉緑体障害の特徴づけを行うこと、その障害を除去し葉緑体機能を維持する「葉緑体クリアランス機構」の解析を行うこと、を目的とした。植物体地上部を用いた各種解析から、(1)各種放射線による葉緑体障害の程度、性質は一様ではないこと、（2）オートファジーが紫外線障害時のクリアランス機構として重要な役割を果たしていること、(３)その一つとして、壊れた葉緑体が丸ごと液胞に運ばれ分解されるクロロファジーが起こること、を新たに見出した。
線虫の宇宙環境応答分子群の同定と発生過程におけるクリティカルポイントの探究

東端晃, 東谷篤志, 橋爪藤子, 梅原真澄

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Japan Aerospace EXploration Agency

2014年4月1日～ 2017年3月31日

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過去の宇宙実験から、重力変化により筋肉やエネルギー代謝をはじめとする生体内の重要な分子群は、遺伝子発現に変化をもたらすことが見出されている。本研究は、線虫を材料とし、クリノスタットを用いた重力変化により影響を受ける分子群の同定と、重力変動が発生過程に与えるクリティカルポイントを探ることを目的とした。遺伝子発現解析の結果、発生の初期段階から体の形成に関連する分子が変化を示し、重力を感知する機構が体形成の過程に存在することが示唆された。発生の後半では、タンパク質のリン酸化に関連する分子群は模擬微小重力環境で発現が増大するなど、宇宙でも見られる重力変化の代謝機構への影響が考えられた。
光刺激ビジュアルサーボ顕微鏡の開発

橋本浩一, 木村幸太郎, 東谷篤志, 鏡慎吾, 荒井翔悟

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2013年5月31日～ 2017年3月31日

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本研究では、とくに感覚応答行動系を中心にして脳機能を解明するために複数のニューロン活動を同時刺激し、状態に応じた外部刺激を与え、行動を計測するシステムを開発した。とくに、統合プラットフォームとして、動く観察対象を高速に自動追跡して特定の神経細胞をプロジェクションマッピングによって刺激するロボット顕微鏡「オーサカベン」を世界で初めて開発し、行動中の線虫の複数のドーパミン細胞の性質がそれぞれ異なることを解明した。さらに線虫の匂い応答行動に関して、情報を時間積分して「意思決定」をおこなうという、ヒトなどに共通する脳機能を持つ可能性を明らかにした。
核とミトコンドリア複製の連携機構に関する研究

東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2009年～ 2012年

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核のチェックポイント制御機構に関わるATR遺伝子は、酵母からヒトに至るすべての真核生物に広く保存している。近年、ヒト遺伝病の1つSeckelsyndromeが本遺伝子の発現低下に起因し、その症状は多面的であるが核以外での機能については未知であった。本研究では、線虫ATRCe-atl-1の欠損変異によりmtDNAのコピー数が低下すること、さらに抗酸化酵素の転写が活性化し過酸化脂質の蓄積も抑えられること、寿命が延長することを見出した。また、ヒト培養細胞でATRを過剰発現することでオートファジー細胞死が誘導されることも明らかにし、生物種を越えてATRが核以外でも多面的な働きを担うことを明らかにした。
地球環境変動に伴う作物不稔現象の克服研究

東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2009年～ 2010年

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植物の生殖成長の過程は栄養成長の過程に比べて、様々な環境ストレスに対してより感受性が高く、なかでも雄性配偶子である花粉形成は最もその影響を受けやすい。その結果、自然界において雄性不稔が広く観察されている。本研究では、オオムギならびにシロイヌナズナを用いて高温障害による花粉形成の分子基盤の解明と、イネ低温障害「冷害」の実験系の確立を行なうとともに、それらの原因の探索、そして、克服に目指した研究を進めた。その結果、昨年度までのオオムギならびにシロイヌナズナによる高温障害に、葯特異的なオーキシンの低下が深く関わる現象の発見と、今年度、それら低下は細胞分裂、複製に関わる遺伝子、ミトコンドリアに関連する遺伝子群とそれぞれ共発現の関係にあり、オーキシンの低下がこれら遺伝子発現に密接に関与することを明らかにした。イネの冷害に関しては、ジベレリンの影響がより強くみられることを、ジベレリン生合成の変異系統、ジベレリン応答性の変異系統、ならびにジベレリン処理、ジベレリンの阻害剤処理などを用いて、明らかにすることに成功した。さらに、低温に弱いササニシキと低温に強いヒトメボレの二系統を用いて、それら低温感受性に関わる遺伝因子の特定をQTL解析ならびに各種形質の相関を調べることにより実施した。その結果、低温環境下でも花粉数を多く作れる形質は低温耐性であること、一方、低温環境下で一穂あたり穎花を多く作れる形質は逆に低温感受性となること、QTL解析の結果、低温耐性(低温でも種子結実率が高い)と一穂あたりの穎花数(少ない形質)が第7染色体上の同一領域にリンクすることが確認された。従って、多収性のイネの形質は、低温などの障害には、逆にリスク要因になることが示された。
高温により誘導される雄性不稔実行プログラムの解明

東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

研究機関：Tohoku University

2007年～ 2008年

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申請者は、DNAマイクロアレイを用いて、オオムギはるな二条の高温障害時の網羅的な遺伝子発現の変動ならびに生殖成長が進展する過程での発生分化に伴う発現変動について、はじめに明らかにし、論文発表した。また、研究支援班の協力により、我々が単離した六条オオムギと親のはるな二条を用いて、それぞれ高温障害時にみられる遺伝子発現の網羅的な解析を行った。その結果、二条と六条を比較して、通常の二条で高く発現している遺伝子の多くが、高温障害時に発現誘導されるこが明らかになった。これらは、本来、六条から二条になる過程で、穎花が退化するのに必要な遺伝子発現と高温障害時の遺伝子発現に一部共通性がみられることを示したものと考えられる。また、高温は葯特異的にオーキシンの低下を引き起こすこと、その結果、オーキシンシグナル伝達が抑制されることを、オオムギとシロイヌナズナを用いて明らかにすることができた。
温度感応により引き起こされるイネ雄性不稔の分子基盤

川岸万紀子, 東谷篤志, 渡辺正夫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：National Agricultural Research Organization

2007年～ 2008年

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小胞子期の高温により著しく発現量の低下する遺伝子群の発現抑制解析の結果、CYP703遺伝子が正常な稔実に必須であることが明らかとなった。この遺伝子の発現の組織特異性と高温応答性を確認し、現在その制御領域を解析している。また、温度感受性雄性不稔系統PL12に関しては、制限温度下では小胞子期前期頃に形態の異常が観察された。原因遺伝子の単離を目指してマッピングを行い、約360kbの領域にまで候補が絞られた。
モデル生物を利用したミトコンドリアゲノムの安定性に関する新規遺伝子群の探索

東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2007年～ 2008年

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線虫の細胞周期チェックポイント制御に関わるATL1(ヒトATRの相同的遺伝子)が、ミトコンドリアのDNA複製の制御に深く関わることを、突然変異系統ならびにそのRNAiによる発現抑制個体を用いて、今回、世界に先駆けて明らかにすることが出来た。さらに、この原因がDNA複製の基質やその合成に深く関わるribonucleotide riductaseの発現調節などに関わるものでないことも明らかにした。この研究成果は、Genetics. 2008 180(1):681-6. に発表するに至った。また、ミトコンドリア損傷の分子影響と放射線照射時の影響、強磁場暴露の影響とそれぞれDNAマイクロアレイを用いて、全ゲノムの網羅的な遺伝子発現を解析することで、比較解析を行った。さらに、ヒト培養細胞を用いた研究を行い、上記の核のチェックポイント制御に関わる遺伝子がミトコンドリアの維持にも同様に関与するのかについて調べた結果、ヒトATR遺伝子が人為的な破壊細胞では、ミトコンドリアDNAのコピー数の低下は認められなかったが、転写やタンパク質間の新規相互作用を含め、核とミトコンドリアの両方に関して、ある種の連携が共通にみられることが明らかになった。
重イオンマイクロビームによる生殖細胞の放射線影響とバイスタンダー効果の研究

東谷篤志, 小林泰彦

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2004年～ 2007年

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低線量の放射線被曝による生物効果や放射線マイクロビーム照射装置の開発により、ゲノムDNAが直接的な損傷を受けない場合でも、細胞は様々な放射線の影響を感受していることが、近年、示唆されてきた。なかでもマイクロビーム照射装置の開発により、直接放射線の被曝を受けなかった周辺の細胞においても、放射線の影響を感受し、様々な生物応答に至るバイスタンダー効果が存在することが知られてきた。本研究では、主に重イオンマイクロビーム照射装置ならびにブロードビーム照射装置を用いて、線虫の生殖細胞形成における放射線照射の影響、特にDNA損傷の修復、アポトーシス、そしてバイスタンダー効果に関する分子機構について解明することを研究目的とした。研究成果としては、線虫に、種々の放射線、(γ線、重イオン線、個体表層のみの重イオン線、直流強磁場)を照射し、DNAマイクロアレイを用いて全ゲノム2万遺伝子に対するそれぞれの応答性について明らかにした。また、放射線照射によるDNA損傷を修復するために細胞周期を一過的に停止し、修復後、再開するために働く、ユビキチンリガーゼ複合体を同定した。また、ヒト原ガン遺伝子abl-1の線虫における欠損変異体では、放射線照射時にアポトーシスを高頻度に誘導することが報告されていたので、線虫abl-1の欠損変異体を用いて、同様に、放射線照射時の遺伝子発現について網羅的な解析を行った結果、これらアポトーシスの誘導因子のさらなる発現上昇が確認されるとともに、p38 MPKを介した応答や活性酸素の発生などに関わる幾つかの分子で、abl-1の欠損変異体においては、発現が有意に低下する現象を確認した。また、放射線は細胞に活性酸素障害を与えることも予測されるので、ミトコンドリア障害時の発現変動との相関についても比較解析し、ゲノムレベルでの各種放射線応答の理解を深めた。
モデル生物を用いた発ガンと防御に関する研究競争的資金

制度名：Millennium Project

2000年4月～ 2005年3月
野生イネへの窒素固定エンドファイトの内生および窒素固定活性に関するQTL解析

佐藤雅志, 南澤究, 東谷篤志, 石井尊生

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2003年～ 2005年

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この研究の目的は、野生イネと栽培イネとの交雑後代自殖系統集団を用い、野生イネ組織内から単離された窒素固定能を持つエンドファイトの野生イネ組織内への感染、コロニー形成、窒素固定活性を支配している遺伝子の数および座位を、量的遺伝子座(QTL)解析法を用いて解明することである。佐藤は、窒素固定活性を支配するQTLの解析にそなえて最適の交雑自殖後代系統集団を選ぶために、野生イネ系統および栽培イネ系統に内生させたHerbaspirillum sp.B501の窒素固定酵素ニトロゲナーゼを構成する遺伝子nifHの発現およびアセチレン還元活性を再調査した。その結果、栽培イネ系統および野生イネ系統間にアセチレン還元活性の統計的な崔を再現することができなかった。南澤は、野生イネ系統に内生させたHerbaspirillum sp.B501のnifHの発現を調べ、明期に発現の上昇かあり暗期には発現の低下が認められることを見出した。このnifH発現の明暗サイクルについては国際誌に発表した。東谷は、栽培イネKasalathから単離された接種菌以外の細菌を16srRNAの塩基配列により同定した結果、イネのエンドファイトとしては初めて検出されたStenotrophomonas maltophiliaであることが見出された。石井は、これまでと同様に栽培イネと野生イネとの戻し交雑後代(O.sativa Nipponbare///O.rufupogon W630/Nipponbare//Nipponbare, O.sativa IR36///O.rufupogon W630/IR36//IR36, Nipponbare///O.meridionalis W1627/Nipponbare//Nipponbare, IR36///O.meridionalis W1627/IR36//IR36)BC2由来のQTL解析集団の作出を引き続きすすめた。作出された集団に関してはDNAマーカーを用いて遺伝子型データベースの構築をすすめた。
モデル生物を利用した染色体異常を発生する変異遺伝子群の解析

東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

研究機関：Tohoku University

2001年～ 2004年

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細胞のがん化と深く関わるゲノムの不安定性を引き起こす遺伝子変異について、モデル生物の一つである線虫を用いて解明することを研究目的とした。なかでも主にゲノムの安定性に関わるチェックポイント制御やDNA損傷の修復機構、ユビキチンシステムなどについて着目し、それらの制御機構が破綻した際に生じるゲノムの不安定化についての研究を行った。チェックポイント制御機構の鍵となるヒトATRの同祖遺伝子Ce-atl-1を単離した。RNAiによる逆遺伝学的な機能解析を行った結果、本遺伝子はDNA損傷時のアポトーシスならびに細胞周期の停止に必須であり、発現抑制個体では、高頻度に染色体の分離分配の異常ならびに異数化が生じること、電離放射線と紫外線のいずれにも感受性となることを明らかにした。さらに、酵母二成分系により相互作用する因子を探索した結果、N末側領域はPCNAと、C末側領域は小胞輸送やエンドサイトシスに関わる蛋白質群、線虫の初期発生に必須な転写因子、単鎖DNA結合蛋白質など複数の遺伝子産物と相互作用することが示唆された。またユビキチン系のSCF複合体ならびにvon Hippel Lindau (VHL)癌抑制遺伝子複合体に共通に含まれるRINGフィンガー蛋白質の線虫同祖遺伝子Ce-rbx-1のRNAiを行った。その結果、M期染色体の凝縮・分離分配が不全となり繊維状の染色体やブリッジ、断片化などが生じること、分裂時間の遅延などが観察され、本遺伝子はM期の染色体凝縮・分離分配に必須であることが確認された。また、これら染色体異常は、CUL2、Elongin BならびにCの発現抑制においても同様に観察され、RBX1/CUL2/ELC1/ELB1からなるユビキチンE3複合体が、M期染色体の凝縮・分離分配に重要な役割を担うことを見出した。
乾燥・高温環境に適用できる植物成長制御法と新植物の開発に関する研究

高橋秀幸, 藤井伸治, 東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2001年～ 2003年

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乾燥・高温環境における植物の定着に重要な芽ばえの深播き耐性および根の姿勢制御、さらに高温ストレスによる生殖障害について、それらの制御と発現にかかわる分子機構を究明するための解析を行い、以下の成果を得た。コムギの深播き耐性は、第一節間のジベレリン超感受性によってもたらされ、それに伴うカリウムイオンの取り込みと「ねじれ」成長によって出芽を可能にすることを見出した。それによって、40cm以上の深さからコムギの芽ばえを出芽させることに成功した。このとき、「ねじれ」の発現がGA応答に伴う著しい成長速度と相関のあることがわかった。シロイヌナズナの根の水分屈性誘導系を開発し、水分屈性におけるアブシジン酸、オーキシン、波形成長の関与を明らかにした。また、水分勾配が重力センサーのアミロプラストを速やかに消化して重力応答性を低下させ、それによって水分屈性が重力屈性に打ち勝って発現する機構を発見した。さらに、水分屈性を特異的に欠損する突然変異体、波形成長と水分屈性の両方が異常な突然変異体をはじめて単離することに成功した。それによって、水分屈性の分子遺伝学的な解析を可能にした。オオムギを用いて、雄性生殖成長における高温障害の実験系を確立し、その分子マーカーとなる幾つかの遺伝子群について、その発現変動を調べた。その結果、無処理区では、幾つかのhistone遺伝子群が顕著に発現上昇することがみとめられたが、高温区ではこれらの発現上昇がほとんど起こらなかった。形態的には高温区でも2日目までの発生は見かけ正常に進行したことから、これら処理1日目において顕著な差を生じる遺伝子発現の影響は、高温障害の結果としてではなく原因の一つである可能性が強く示唆された。また、高温ストレスによって転写活性の抑制が起こっている可能性も示唆された。
チェックポイント制御機構による発がん防御の分子解明(モデル生物・線虫を用いた基礎的研究)

東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)

研究機関：Tohoku University

2000年～ 2000年

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ヒトATM(ataxia telangectasia mutated gene)遺伝子の変異疾患においては、免疫不全、生殖不全の他、高頻度に悪性腫瘍を発症することが知られている。本遺伝子は、細胞周期のチェックポイント制御に関わり、酵母からヒトに至る真核生物で広く保存されていることが近年明らかにされてきた。そこで本研究では、モデル生物の一つである線虫(Caenorhabditis elegans)を用いて、ATM様遺伝子とその下流に位置するとされるCHK2様遺伝子を単離し機能解析を行い、DNA損傷時の細胞周期チェックポイント制御機構を個体レベルで解明し、発ガン防御の基礎的な知見を得ることを目的とした。その結果、線虫Ce-atl-1(C.elegans ATM/ATR like 1)が、体細胞分裂ならびに減数分裂時の染色体の維持・安定性に重要な役割を担うこと、本遺伝子の発現抑制個体においては、紫外線などのgenotoxinに高感受性となること、一方、線虫Ce-chk-2は、減数分裂期の相同染色体間の対合の制御に必須で、体細胞分裂時のチェックポイント制御機構には関与しないことを見出した。またこれら研究を行った際に、線虫の減数分裂パキテン期の核が、体細胞分裂を行っている核に比べ、放射線に対して大変強い抵抗性を示し、この原因が相同的遺伝子組換え酵素(Ce-rdh-1:C.elegans RAD51,DMC1/LIM15 homolog 1)の高発現に起因することを見出した。
減数分裂過程の制御機構の分子解明

東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

1998年～ 2000年

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本研究では、線虫(Caenorhabdltis elegans)やオオムギを材料に用い、減数分裂過程での遺伝子組換え機構とその制御系、ならびに生殖細胞形成に対する高温ストレスならびに放射線、紫外線の影響について研究を行った。線虫において、相同的遺伝子組換えに関わる大腸菌recAX様遺伝子は、1種類しか見出せず(Ce-rdh-1:rad51,dmcl/lim15 homolog 1と命名)、本遺伝子の発現をRNA interference法で抑制した結果、正常な減数分裂ディアキネシス期への移行が妨げられ、染色体がランダムに絡まった状態となり、減数分裂が完了できないこと、ならびに放射線に高感受性となることを明らかにし、Takanami et al.(1998)として発表した。また線虫の減数分裂パキテン期の核は、放射線に大変強い抵抗性を示し、その抵抗性は相同染色体間遺伝子組換えに関わるCe-rdh-1などの酵素群の高い活性に起因することを明らにした。さらに、ヒトの遺伝性疾患の原因遺伝子ATM(ataxia telangiectasia mutated gene)と相同的な線虫遺伝子Ce-atl-1(ATM/ATR like 1)が、体細胞分裂ならびに減数分裂時の染色体の維持・安定性に重要な役割をすること、および蛋白質リン酸化酵素をコードするCe-chk-2が、減数分裂期の相同染色体間の対合の制御に必須な遺伝子であることを見出し、それぞれTakanami et al.(2000),Aoki et al.(2000),Higashitani et al.(2000)として学術論文に発表した。次に、オオムギの生殖成長過程における穎花の分化初期の時期は、高温に最も感受性が高く、5日間の高温処理(30℃昼温/25℃夜温)を行うことで、その後の花粉形成が完全に進行しなくなる生殖障害を見出し、Sakata et al.(2000)として論文発表した。
フロンティア環境における植物育成法の研究

高橋秀幸, 藤井伸治, 西澤武明, 東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

研究機関：Tohoku University

1997年～ 2000年

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(1)イネおよびオオムギにおける新規の重力形成とともに、ウリ科植物の形態形成が重力によってネガティブに制御されていることを発見し、微小重力下におけるオーキシン制御遺伝子(CS-IAA1)の発現解析から、その機構をオーキシン閾値説によって説明した。そのためのオーキシン局在性の誘導にかかわるオーキシンキャリア遺伝子をクローニングし、その発現解析から、オーキシンによる重力形態形成の制御機構に関するモデルを構築した。さらに新たにキュウリ主根およびアラビドプシスの根を用いた水分屈性実験系を確立し、遺伝子発現および突然変異体の解析から、水分屈性におけるオーキシン動態、カルシウムイオン、アブシジン酸、エンド型キシログルカン転移酵素の重要性とともに、水分屈性超感受性突然変異体を見出した。 (2)深播きされても出芽が可能なコムギ品種(紅芒麦)の第一節間の伸長が、ジベレリンによって顕著に促進されること、ジベレリンにより発現が誘導される転写因子のGAMyb遺伝子の発現や内生ジベレリン量などの解析から、紅芒麦がジベレリンに超感受性であることを発見した。また、紅芒麦のジベレリンによる第一節間伸長にはカリウムイオンが不可欠であること、第一節間中のカリウムチャンネル遺伝子の発現がジベレリンによって誘導されること、ジベレリンにより第一節間の細胞のカリウムの取り込みが促進されることを明らかにした。 (3)オオムギを用いて、人工的に高温ストレスにより不稔を誘導する系をはじめて確立し、異常となる生殖器官・細胞の形態的特性を明らかにした。また、カルシウム依存性タンパク質リン酸化酵素遺伝子が高温耐性に関与している可能性を示した。さらに、高温処理区と対照区のオオムギの幼穂から抽出したmRNAを用いて、Serial Analysis of Gene Expression(SAGE)法による解析を行い、cDNA由来のTag配列の塩基配列を決定し、非処理区と高温処理区で発現の明らかに異なる遺伝子群を見出した。
大腸菌のSOS応答における細胞増殖の制御機構

東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：National Institute of Genetics

1994年～ 1996年

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本研究では、細胞分裂阻害蛋白質SulAに着目している。DNAが紫外線や放射線、変異原物質などで傷つけられたとき、大腸菌においては、SOS応答と呼ばれる一連の転写調節機構を発動させて、DNAの修復を行う。この応答には、細胞増殖を一時的に停止させるために、分裂阻害蛋白質SulAの一過的な産生がみられる。SulA蛋白質による細胞分裂阻害の機構は、細胞分裂に関わるFtsZ蛋白質をその標的にしていることが、これまでの遺伝学的研究から報告されているが、その生化学的詳細は不明であった。そこで本研究において、maltose binding protein (MBP)のfusion SulA蛋白質とFtsZ蛋白質とを精製し、in vitro系で両者の相互作用について検討した。その結果、(1)FtsZ蛋白質とSulA蛋白質はGTPの存在下で安定な複合体を形成すること。(2)この反応にはGTPの水解が必要であること。(3)また複合体は両蛋白質分子1:1で形成されること。などが明らかになった。また遺伝学的手法によりプラスミド上にsulA遺伝子をclone化し、SulA蛋白質が多量生産される条件下でも細胞増殖が阻害されないsuppressor変異株を約20株分離した。それらの変異位置を決定したところ、一つのグループはプラスミドのコピー数を制御するpcnB遺伝子であり、もう一方は、ftsZ遺伝子の変異であった。前者はプラスミドのコピー数を低下させ、その結果SulA蛋白質の多量生産を抑制する変異であった。後者のftsZ変異は、SulA以外にも、大腸菌が先端部で分裂しないように制御しているもう一つの細胞分裂阻害因子MinCDに対しても阻害がかからなくなる変異であった。以上の結果から、細胞分裂阻害因子SulAは直接的にFtsZと相互作用すること、また別の細胞分裂阻害因子MinCDもSulAと何らかの類似する機構によりFtsZをターゲットとして細胞分裂の制御を行っていることが示唆された。さらにSulAは特異的なプロテアーゼにより速やかに分解されることが知られている。生体内ではこの積極的な分解機構により、DNA修復後の細胞分裂周期の再開が保証されている。SulAの機能領域の分子解剖の結果、そのC末端の数アミノ酸残基がこの分解に重要な領域であることがin vitroとin vivoの両系で証明できた。
複製開始域におけるDNAと蛋白の相互作用-大腸菌染色体の複製、分配、細胞分裂の分子的基礎

堀内賢介, 西村行進, 西村昭子, 東谷篤志, 原弘志, 安田成一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)

研究種目：Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)

研究機関：NATIONAL INSTITUTE OF GENETICS

1990年～ 1993年

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1.DNA複製開始反応における蛋白質-DNA間の特異的相互作用を、モデル系として繊維状ファージを用いて解析した。先ずリーディング鎖については、複製開始頻度がDNAの負超螺旋度の関数であること、開始反応に先立って複製開始蛋白(gpII)が塩基配列特異的に段階的にDNAに結合してこれを屈曲させること、その結果複製開始点付近で二本鎖の開裂が起こること、開始反応にはこの開裂が必要なこと、DNAの負超螺旋は開裂を起こすために必要なこと、超螺旋度は二本鎖の開裂を通じて複製開始頻度を制御することを明かにした。また、gpIIの変異体の解析により、同蛋白のDNAへの結合には蛋白分子間の相互作用が関与して協同性を生じること、複製開始点での二本鎖の開裂には局所的なgpIIとDNAの相互作用が必要なことを示した。複製開始領域に隣接する複製エンハンサー領域の作用機構については、ここに宿主IHF蛋白が結合してDNAを屈曲すること、この結合部位をはさんで存在する複製開始領域と湾曲DNA部域との相互作用がエンハンサー機能に重要であることを示した。一方ラギング鎖の複製は、一本鎖の鋳型DNAの特定部位をRNAポリメラーゼが認識してプライマーRNAを合成することによって開始されるが、このときの分子認識機構を種々の変異DNAを作って解析した結果、プライマー合成と転写開始反応との間に共通の認識機構が存在することを示唆する結果を得た。また、プライマー合成の正確な開始位置を決定した。プライマー合成機能を欠損した変異ファージは、感染菌にSOS応答を誘発することを発見し、SOSシグナルが一本鎖DNAであることを示した。2.大腸菌dnaK遺伝子の変異が染色体複製開始を抑制する現象を研究し、DnaK蛋白が複製開始蛋白DnaAを安定化することを見出した。3.大腸菌の細胞分裂に関与する遺伝子群の染色体地図を完成した。4.細胞分裂隔壁形成に関与するペニシリン結合蛋白3の構造、発現機構、C末端プロセシング機構を明かにした。
大腸菌リン酸化蛋白質の解析

東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

研究機関：National Institute of Genetics

1992年～ 1992年
DNA複製における大腸菌IHF蛋白の役割

堀内賢介, 東谷篤志, 安田成一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

研究機関：National Institute of Genetics

1990年～ 1990年

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大腸菌のIHF(integration host factor)蛋白は、DNA上の特異的塩基配列に結合することによって、遺伝子発現、DNA複製、組換え等、さまざまな現象の制御にあずかることが知られている。我々は大腸菌繊維状ファ-ジのDNA複製がin vivoにおいてIHF蛋白によって正に制御されていることを見出したので、その作用機構を明らかにすることが本研究の目的である。このファ-ジの複製開始域はcoreとenhancerの二領域から成り、coreには複製開始蛋白(gpII)が結合し、enhancerにはIHFの結合配列と思われるものが3個(左から順に1,2',2"と呼ぶ)存在する。Footprint法を用いた実験結果によれば、IHFは1には強く結合するが、2'及び2"には極めて弱い結合しか示さない。我々は欠失変異を用いて、複製の促進には1のみでなく、2'と2"を含む領域が必要なこと、また1と2'の間の距離を変化させると10塩基対の周期で複製頻度の変動がみられることを明らかにした。これは、IHFが1のみでなく2'もしくは2"への弱い結合によりDNAの高次構造変化を通じて複製にあずかることを示唆している。我々はさきに、IHFに依存せずに複製できる変異ファ-ジを分離し、これらがgpIIの変異であることを明らかにしたが、本年度においてはこのような変異体の性質を詳細に研究した。特に、これら変異gpIIは野性型と異なり、負超螺旋度の低いDNAに対しても高いnicking活性を示すことを見出した。これらの結果は、(1)IHFが複製開始反応における最も早い段階、すなわちnickingによるprimer形成を制御すること、(2)IHFがDNAの超螺旋構造と類似の機構によって複製開始反応を促進することを示唆するものである。
真核生物の遺伝子組換え等に関する研究

東谷篤志

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

研究機関：Nagoya University

1989年～ 1989年

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社会貢献活動 6

中学への出前授業「遺伝子をみよう」

2003年8月～継続中

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遺伝子に関する講義と細胞から実際に抽出する実験指導
宮城第一高校出前授業

2017年5月22日～

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「宇宙に生きる―生物と重力の関係―」
大西宇宙飛行士国際宇宙ステーション（ISS）長期滞在ミッション報告会 in 宮城県仙台市

2017年5月22日～

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「国際宇宙ステーションでのモデル生物を利用した宇宙実験」公開講演
仙台第三高校出前授業

2017年1月17日～

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「モデル生物線虫の宇宙実験を通して」
武蔵野市寄付講座現代教養特講宇宙進出の最前線

2016年10月19日～

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「小さな宇宙飛行士線虫の冒険」公開講座
宮城第一高校出前授業

2016年5月23日～

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「モデル生物線虫の宇宙実験を通して」

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メディア報道 9

宇宙で生命科学実験

日刊工業新聞

2015年1月27日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
科学の泉「宇宙の科学利用」計6回

河北新報

2014年11月11日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
イネ「冷害」メカニズム解明

河北新報

2014年3月7日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
気温低下でホルモン減イネの冷害、一端解明

日経産業新聞

2014年3月5日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
RNA干渉や筋肉の衰え宇宙で仕組み検証

河北新聞

2009年11月8日

メディア報道種別: 新聞・雑誌

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ＲＮＡ干渉や筋肉の衰え宇宙で仕組み検証東北大東北大大学院生命科学研究科の東谷篤志教授（ゲノム継承システム）らの研究グループは、ＲＮＡの断片を細胞内に入れ、遺伝子の働きを抑える「ＲＮＡ干渉」の効果を宇宙空間で検証する実験を近く始める。併せて筋肉が衰える仕組みの解明にも挑み、人間が宇宙で生活を送る際の医療研究に役立てる。
宇宙実験準備着々東北大の3研究室

読売新聞

2005年12月30日

メディア報道種別: 新聞・雑誌

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国際公募などにより、東北大生命科学研究科の3研究室がそれぞれ、次期宇宙実験の機会を得て、その準備が進められていることの紹介記事。
発がん防ぐ機能担う「細胞死」宇宙でもアポトーシス

読売新聞

2005年9月27日

メディア報道種別: 新聞・雑誌

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宇宙の微小重力環境下でも生物のアポトーシス（傷ついた細胞を自発的に死に至らす）の機構が正常に働くことを検証した。宇宙放射線などにより、DNAが激しく傷ついても細胞がそれらを除去することができる能力検証につながる。
“細胞死”宇宙でも正常に

NHKテレビ

2005年9月18日

メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組

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宇宙の微小重力環境下でも生物のアポトーシス（傷ついた細胞を自発的に死に至らす）の機構が正常に働くことを検証した。宇宙放射線などにより、DNAが激しく傷ついても細胞がそれらを除去することができる能力検証につながる。
宇宙放射線の人体影響探る

河北新聞

2004年4月30日

メディア報道種別: 新聞・雑誌

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モデル生物Cエレンガスを用いて、国際線虫共同実験に参画し、細胞死の有無を調査した研究

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その他 11

日本近海の海藻からの次世代サルコペニア予防食の創製

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海藻におけるフラボノイドを活用して、新規、筋委縮を抑制する予防食の創製をめざす。
植物成長促進剤の作用機構の解明

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植物成長促進剤に含まれる有効成分の分析とその作用機構を明らかにする。
イネ用環境ストレス耐性付与資材

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イネの冷害に効果を有する資材の開発
開花期低温ストレス耐性関連遺伝子の単離と機能解析

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イネ科作物のイネならびにオオムギを用いて、温度ストレスに対する分子応答と生殖障害の発症機構の解明ならびに、耐性関連遺伝子の単離と機能解析を研究目的とする。
モデル生物を利用した宇宙環境バイオドシメータの開発

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モデル生物線虫Cエレガンスは、全ゲノム2万遺伝子が既に解読され、その4割はヒトにおいても保存され、細胞複製や発生、筋神経系、減数分裂をはじめとする配偶子形成などの生命基盤の共通性が示唆されている。従って、製薬過程で不可欠な工程の新規化合物の生物影響やその効果、変異原性などを調べることにも利用されはじめている。また、放射線や温度変化など各種のストレスに応答して発現誘導する遺伝子群については、当研究室をはじめ国内外の研究室で、マイクロアレイによる網羅的な解析がなされている。そこで本研究では、これまで物理的な方法に委ねられてきた宇宙放射線の測定において、生きた線虫試料や大腸菌などを用いて、微小重力など複合的な宇宙環境の要素による生物影響も加味することができるバイオドシメータを開発し、最終的には国際宇宙ステーションなどで放射線の環境バイオモニタリングシステムとして構築することを研究目的とする。
モデル生物を用いた強磁場の生物影響に関する研究

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本研究では、無冷媒型超伝導マグネット6T-CSM装置を用いて、内部温度を20～27℃まで制御しながら、野生型N2ならびにPC72(hsp-16::lacZ)系統2）の線虫における分子応答について解析を行った。今回使用したDNAマイクロアレイは、C. elegans Genome Array (Affymetrix社製)を用いて、線虫の全ゲノム遺伝子に対応する約22,150の転写産物の発現解析を行った。
宇宙フライトにより発現変動するゲノム遺伝子の網羅的な機能解析とデータベース構築

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私達は昨年、線虫を用いたICE first実験に参画し、（１）宇宙環境下でのチェックポイント・アポトーシス、（２）網羅的な発現プロテオミクス解析等を行った。また、全ゲノム遺伝子に対するマイクロアレイ解析を実施し、組換え修復、チェックポイント・アポトーシス等の遺伝子発現について詳細に解析した。また、機能未知遺伝子も含め約250の遺伝子発現が有意に変動していたことを見出した。そこで本研究では、このマイクロアレイ結果を用いて、宇宙フライトにより発現が変動した遺伝子群の機能解析と、機能別クラスタリング、さらに各々に対応するヒトやマウスの相同的遺伝子の機能と発現情報を収集したデータベースを構築する。これら線虫における機能解析と哺乳類の同祖遺伝子の情報を含めたデータベース化により、微小重力をはじめとする宇宙フライト環境が、生物へ及ぼす分子影響について統合的に理解し、宇宙利用の先駆的な研究につなげたい。
線虫C. elegansを用いた宇宙環境におけるRNAiとタンパク質リン酸化

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モデル生物の1つである線虫C. elegansを用いて、微小重力をはじめとする複合的な宇宙特殊環境が生物に及ぼす影響を、国際宇宙ステーション（ISS)を利用して、分子レベルで解明することを行う。
強磁場環境が及ぼす生物影響への研究：染色体DNAの切断ならびにアポトーシスへの影響について

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本研究では、無冷媒型超伝導マグネット6T-CSM装置を主に用いて様々な静磁場強度のもとで、内部温度を20℃に保ち、Cエレガンスを6 cmプラスチックシャーレ内で大腸菌を塗布した寒天培地上で飼育を行った。今回用いたCエレガンスは、野生型N2とhim-172）、ならびにabl-1遺伝子（DNA損傷に依存したアポトーシスの誘導が野生型に比べ高頻度に増加する変異）３）の突然変異系統を用いて、発生、成育、染色体DNAの切断およびアポトーシス誘導の影響について調べた。また、約2万からなるCエレガンスの全ゲノム遺伝子DNA マイクロアレイを用い、強磁場環境が遺伝子発現に及ぼす影響についての網羅的な解析を実施した。
重イオンマイクロビームによる生殖細胞の放射線影響とバイスタンダー効果の研究

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TIARAの重イオンマイクロビーム照射装置を用いて、線虫の生殖細胞形成における照射の影響、特にDNA損傷の修復、アポトーシス、そしてバイスタンダー効果に関する分子機構を明らかにすること。
らん藻のタンパク質複合体のプロテオーム解析に関する研究

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ゲノムの全配列情報が決定されたらん藻を用いて、タンパク質複合体のプロテオーム解析に関する実験研究の手法の確立を行う。

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