2024年06月, iMOSS - international molecular moss science society Propelling Flagellated Plant Research, Golden Spore Award for 2024　　　　　　　　　　　　　　　
藤田知道 (http://imoss.org/goldenspore.php)

2018年, 日本植物学会, Journal of Plant Research Best paper論文賞　　　　　　　　　　　　　　　
藤田 知道

2014年, 北海道大学, 北海道大学教育総長賞　　　　　　　　　　　　　　　
藤田 知道

2014年, 日本植物学会, Journal of Plant Research Best paper論文賞　　　　　　　　　　　　　　　
藤田 知道

2014年, 日本学術振興会, 特別研究員等審査会専門委員及び国際事業委員会書面審査委員表彰者　　　　　　　　　　　　　　　
藤田 知道

ABA signaling converts stem cell fate by substantiating a tradeoff between cell polarity, growth and cell cycle progression and abiotic stress responses in the moss Physcomitrium patens
Marcel Pascal Beier, Chiyo Jinno, Natsumi Noda, Kohei Nakamura, Sumio Sugano, Yutaka Suzuki, Tomomichi Fujita
Frontiers in Plant Science, 14:1303195, 2023年11月01日, ［査読有り］, ［責任著者］

Surface-localized glycoproteins act through class C ARFs to fine-tune gametophore initiation in Physcomitrium patens
Ooi Kock Teh, Prerna Singh, Junling Ren, Lin Tzu Huang, Menaka Ariyarathne, Benjamin Prethiviraj Salamon, Yu Wang, Toshihisa Kotake, Tomomichi Fujita
Development, 149, 24, dev200370, The Company of Biologists, 2022年12月15日, ［査読有り］, ［責任著者］
研究論文（学術雑誌）, ABSTRACT

Arabinogalactan proteins are functionally diverse cell wall structural glycoproteins that have been implicated in cell wall remodeling, although the mechanistic actions remain elusive. Here, we identify and characterize two AGP glycoproteins, SLEEPING BEAUTY (SB) and SB-like (SBL), that negatively regulate the gametophore bud initiation in Physcomitrium patens by dampening cell wall loosening/softening. Disruption of SB and SBL led to accelerated gametophore formation and altered cell wall compositions. The function of SB is glycosylation dependent and genetically connected with the class C auxin response factor (ARF) transcription factors PpARFC1B and PpARFC2. Transcriptomics profiling showed that SB upregulates PpARFC2, which in turn suppresses a range of cell wall-modifying genes that are required for cell wall loosening/softening. We further show that PpARFC2 binds directly to multiple AuxRE motifs on the cis-regulatory sequences of PECTIN METHYLESTERASE to suppress its expression. Hence, our results demonstrate a mechanism by which the SB modulates the strength of intracellular auxin signaling output, which is necessary to fine-tune the timing of gametophore initials formation.

Three-Dimensionally Visualized Rhizoid System of Moss, Physcomitrium Patens, by Refraction-Contrast X-ray Micro-Computed Tomography.
Ryohei Yamaura, Daisuke Tamaoki, Hiroyuki Kamachi, Daisuke Yamauchi, Yoshinobu Mineyuki, Kentaro Uesugi, Masato Hoshino, Tomomi Suzuki, Toru Shimazu, Haruo Kasahara, Motoshi Kamada, Yuko T Hanba, Atsushi Kume, Tomomichi Fujita, Ichirou Karahara
Microscopy (Oxford, England), 2022年08月22日, ［査読有り］, ［国際誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Land plants have two types of shoot-supporting systems, root system and rhizoid system, in vascular plants and bryophytes. However, since the evolutionary origin of the systems are different, how much they exploit common systems or distinct systems to architect their structures are largely unknown. To understand the regulatory mechanism how bryophytes architect rhizoid system responding to environmental factors, we have developed the methodology to visualize and quantitatively analyze the rhizoid system of the moss, Physcomitrium patens in 3D. The rhizoids having the diameter of 21.3 µm on the average were visualized by refraction-contrast X-ray micro-CT using coherent X-ray optics available at synchrotron radiation facility SPring-8. Three types of shape (ring-shape, line, black circle) observed in tomographic slices of specimens embedded in paraffin were confirmed to be the rhizoids by optical and electron microscopy. Comprehensive automatic segmentation of the rhizoids which appeared in different three form types in tomograms was tested by a method using Canny edge detector or machine learning. Accuracy of output images was evaluated by comparing with the manually-segmented ground truth images using measures such as F1 score and IoU, revealing that the automatic segmentation using the machine learning was more effective than that using Canny edge detector. Thus, machine learning-based skeletonized 3D model revealed quite dense distribution of rhizoids. We successfully visualized the moss rhizoid system in 3D for the first time. High resolution refraction-contrast X-ray micro-CT using coherent X-ray optics successfully visualized 3D architecture of rhizoid system of moss, Physcomitrium patens, which is composed of cellular filaments having the diameter of 21.3 µm on the average, for the first time by using machine learning for segmentation.

The cellular function of ROP GTPase prenylation is important for multicellularity in the moss Physcomitrium patens.
Liang Bao, Junling Ren, Mary Nguyen, Arkadiusz Slawomir Slusarczyk, Julie Thole, Susana Perez Martinez, Jinling Huang, Tomomichi Fujita, Mark Running
Development, 149, 12, dev200279, 2022年06月, ［査読有り］

Abscisic acid switches cell division modes of asymmetric cell division and symmetric cell division in stem cells of protonemal filaments in the moss Physcomitrium patens.
Akihiko Hiroguchi, Kohei Nakamura, Tomomichi Fujita
Plant Biotechnology, 39, 1, 13, 17, 2022年03月, ［査読有り］, ［責任著者］

A PSTAIRE-type cyclin-dependent kinase controls light responses in land plants.
Liang Bao, Natsumi Inoue, Masaki Ishikawa, Eiji Gotoh, Ooi-Kock Teh, Takeshi Higa, Tomoro Morimoto, Eggie Febrianto Ginanjar, Hirofumi Harashima, Natsumi Noda, Masaaki Watahiki, Yuji Hiwatashi, Masami Sekine, Mitsuyasu Hasebe, Masamitsu Wada, Tomomichi Fujita
Science Advances, 8, 4, eabk2116, American Association for the Advancement of Science (AAAS), 2022年01月28日, ［査読有り］, ［責任著者］
研究論文（学術雑誌）, Light is a critical signal perceived by plants to adapt their growth rate and direction. Although many signaling components have been studied, how plants respond to constantly fluctuating light remains underexplored. Here, we showed that in the moss
Physcomitrium
(
Physcomitrella
)
patens
, the PSTAIRE-type cyclin-dependent kinase PpCDKA is dispensable for growth. Instead, PpCDKA and its homolog in
Arabidopsis thaliana
control light-induced tropisms and chloroplast movements by probably influencing the cytoskeleton organization independently of the cell cycle. In addition, lower PpCDKA kinase activity was required to elicit light responses relative to cell cycle regulation. Thus, our study suggests that plant CDKAs may have been co-opted to control multiple light responses, and owing to the bistable switch properties of PSTAIRE-type CDKs, the noncanonical functions are widely conserved for eukaryotic environmental adaptation.

Characterisation of Rapid Alkalinisation Factors (RAFLs) in Physcomitrium patens Reveals Functional Conservation in Tip Growth.
Eggie Febrianto Ginanjar, Ooi-Kock Teh, Tomomichi Fujita
The New phytologist, 233, 2442, 2457, 2021年12月25日, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Small signalling peptides are key molecules for cell-to-cell communications in plants. The cysteine-rich signalling peptide, rapid alkalinisation factors (RALFs) family are involved in diverse developmental and stress responses and have expanded considerably during land plant evolution, implying neofunctionalisations in the RALF family. However, the ancestral roles of RALFs when land plant first acquired them remain unknown. Here, we functionally characterised two of the three RALFs in bryophyte Physcomitrium patens using loss-of-function mutants, overexpressors as well as fluorescent proteins tagged reporter lines. We showed that PpRALF1 and PpRALF2 have overlapping functions in promoting protonema tip growth and elongation, showing a homologous function as the Arabidopsis RALF1 in promoting root hair tip growth. Although both PpRALFs are secreted to the plasma membrane on which PpRALF1 symmetrically localised, PpRALF2 showed a polarized localisation at the growing tip. Notably, proteolytic cleavage of PpRALF1 is necessary for its function. Our data reveals a possible evolutionary origin of the RALF functions and suggests that functional divergence of RALFs is essential to drive complex morphogenesis and to facilitate other novel processes in land plants.

Molecular biology of mosses
Tomomichi Fujita, Fabien Nogué, Stefan A. Rensing, Daisuke Takezawa, Luis Vidali
Plant Molecular Biology, 107, 4-5, 209, 211, Springer Science and Business Media LLC, 2021年11月, ［招待有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
研究論文（学術雑誌）

Practical application of proximal sensing for monitoring the growth of Physcomitrium patens.
Hiroki Wakabayashi, Osamu Matsuda, Tomomichi Fujita, Atsushi Kume
Biological Sciences in Space, 35, 32, 40, Japanese Society for Biological Sciences in Space, 2021年09月, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌）

The bryophytes Physcomitrium patens and Marchantia polymorpha as model systems for studying evolutionary cell and developmental biology in plants
Satoshi Naramoto, Yuki Hata, Tomomichi Fujita, Junko Kyozuka
The Plant Cell, 38, 1, 228, 246, Oxford University Press (OUP), 2021年08月30日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌）,
Bryophytes are nonvascular spore-forming plants. Unlike in flowering plants, the gametophyte (haploid) generation of bryophytes dominates the sporophyte (diploid) generation. A comparison of bryophytes with flowering plants allows us to answer some fundamental questions raised in evolutionary cell and developmental biology. The moss Physcomitrium patens was the first bryophyte with a sequenced genome. Many cell and developmental studies have been conducted in this species using gene targeting by homologous recombination. The liverwort Marchantia polymorpha has recently emerged as an excellent model system with low genomic redundancy in most of its regulatory pathways. With the development of molecular genetic tools such as efficient genome editing, both P. patens and M. polymorpha have provided many valuable insights. Here, we review these advances with a special focus on polarity formation at the cell and tissue levels. We examine current knowledge regarding the cellular mechanisms of polarized cell elongation and cell division, including symmetric and asymmetric cell division. We also examine the role of polar auxin transport in mosses and liverworts. Finally, we discuss the future of evolutionary cell and developmental biological studies in plants.

Substitution of Deoxycholate with the Amphiphilic Polymer Amphipol A8-35 Improves the Stability of Large Protein Complexes during Native Electrophoresis
Shinsa Kameo, Michiki Aso, Ryo Furukawa, Renon Matsumae, Makio Yokono, Tomomichi Fujita, Ayumi Tanaka, Ryouichi Tanaka, Atsushi Takabayashi
Plant and Cell Physiology, 62, 2, 348, 355, Oxford University Press (OUP), 2021年05月11日, ［査読有り］, ［国内誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）,
Native polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) is a powerful technique for protein complex separation that retains both their activity and structure. In photosynthetic research, native-PAGE is particularly useful given that photosynthetic complexes are generally large in size, ranging from 200 kD to 1 MD or more. Recently, it has been reported that the addition of amphipol A8-35 to solubilized protein samples improved protein complex stability. In a previous study, we found that amphipol A8-35 could substitute sodium deoxycholate (DOC), a conventional electrophoretic carrier, in clear-native (CN)-PAGE. In this study, we present the optimization of amphipol-based CN-PAGE. We found that the ratio of amphipol A8-35 to α-dodecyl maltoside, a detergent commonly used to solubilize photosynthetic complexes, was critical for resolving photosynthetic machinery in CN-PAGE. In addition, LHCII dissociation from PSII–LHCII was effectively prevented by amphipol-based CN-PAGE compared with that of DOC-based CN-PAGE. Our data strongly suggest that majority of the PSII–LHCII in vivo forms C2S2M2 at least in Arabidopsis and Physcomitrella. The other forms might appear owing to the dissociation of LHCII from PSII during sample preparation and electrophoresis, which could be prevented by the addition of amphipol A8-35 after solubilization from thylakoid membranes. These results suggest that amphipol-based CN-PAGE may be a better alternative to DOC-based CN-PAGE for the study of labile protein complexes.

How plants grow under gravity conditions besides 1 g: perspectives from hypergravity and space experiments that employ bryophytes as a model organism
Atsushi Kume, Hiroyuki Kamachi, Yusuke Onoda, Yuko T. Hanba, Yuji Hiwatashi, Ichirou Karahara, Tomomichi Fujita
Plant Molecular Biology, 107, 4-5, 279, 291, Springer Science and Business Media LLC, 2021年04月14日, ［査読有り］, ［責任著者］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Plants have evolved and grown under the selection pressure of gravitational force at 1 g on Earth. In response to this selection pressure, plants have acquired gravitropism to sense gravity and change their growth direction. In addition, plants also adjust their morphogenesis in response to different gravitational forces in a phenomenon known as gravity resistance. However, the gravity resistance phenomenon in plants is poorly understood due to the prevalence of 1 g gravitational force on Earth: not only it is difficult to culture plants at gravity > 1 g(hypergravity) for a long period of time but it is also impossible to create a < 1 genvironment (mu g, micro g) on Earth without specialized facilities. Despite these technical challenges, it is important to understand how plants grow in different gravity conditions in order to understand land plant adaptation to the 1 g environment or for outer space exploration. To address this, we have developed a centrifugal device for a prolonged duration of plant culture in hypergravity conditions, and a project to grow plants under the mu g environment in the International Space Station is also underway. Our plant material of choice is Physcomitrium (Physcomitrella) patens, one of the pioneer plants on land and a model bryophyte often used in plant biology. In this review, we summarize our latest findings regarding P. patens growth response to hypergravity, with reference to our on-going "Space moss" project. In our ground-based hypergravity experiments, we analyzed the morphological and physiological changes and found unexpected increments of chloroplast size and photosynthesis rate, which might underlie the enhancement of growth and increase in the number of gametophores and rhizoids. We further discussed our approaches at the cellular level and compare the gravity resistance in mosses and that in angiosperms. Finally, we highlight the advantages and perspectives from the space experiments and conclude that research with bryophytes is beneficial to comprehensively and precisely understand gravitational responses in plants.

Metabolic Control of Gametophore Shoot Formation through Arginine in the Moss Physcomitrium patens
Kensuke Kawade, Gorou Horiguchi, Yuu Hirose, Akira Oikawa, Masami Yokota Hirai, Kazuki Saito, Tomomichi Fujita, Hirokazu Tsukaya
Cell Reports, 32, 10, 108127, 108127, Elsevier BV, 2020年09月, ［査読有り］, ［国際誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Shoot formation is accompanied by active cell proliferation and expansion, requiring that metabolic state adapts to developmental control. Despite the importance of such metabolic reprogramming, it remains unclear how development and metabolism are integrated. Here, we show that disruption of ANGUSTIFOLIA3 orthologs (PpAN3s) compromises gametophore shoot formation in the moss Physcomitrium patens due to defective cell proliferation and expansion. Trans-omics analysis reveals that the downstream activity of PpAN3 is linked to arginine metabolism. Elevating arginine level by chemical treatment leads to stunted gametophores and causes Ppan3 mutant-like transcriptional changes in the wild-type plant. Furthermore, ectopic expression of AtAN3 from Arabidopsis thaliana ameliorates the defective arginine metabolism and promotes gametophore formation in Ppan3 mutants. Together, these findings indicate that arginine metabolism is a key pathway associated with gametophore formation and provide evolutionary insights into the establishment of the shoot system in land plants through the integration of developmental and metabolic processes.

AP2/ERF transcription factors regulate salt-induced chloroplast division in the moss Physcomitrella patens
Thi Huong Do, Prapaporn Pongthai, Menaka Ariyarathne, Ooi-Kock Teh, Tomomichi Fujita
Journal of Plant Research, 133, 4, 537, 548, Springer Science and Business Media LLC, 2020年07月, ［査読有り］, ［責任著者］
研究論文（学術雑誌）

Quantitative Imaging Reveals Distinct Contributions of SnRK2 and ABI3 in Plasmodesmatal Permeability in Physcomitrella patens
Takumi Tomoi, Kensuke Kawade, Munenori Kitagawa, Yoichi Sakata, Hirokazu Tsukaya, Tomomichi Fujita
Plant and Cell Physiology, 61, 5, 942, 956, Oxford University Press (OUP), 2020年05月01日, ［査読有り］, ［責任著者］
英語, 研究論文（学術雑誌）,
Cell-to-cell communication is tightly regulated in response to environmental stimuli in plants. We previously used a photoconvertible fluorescent protein Dendra2 as a model reporter to study this process. This experiment revealed that macromolecular trafficking between protonemal cells in Physcomitrella patens is suppressed in response to abscisic acid (ABA). However, it remains unknown which ABA signaling components contribute to this suppression and how. Here, we show that ABA signaling components SUCROSE NON-FERMENTING 1-RELATED PROTEIN KINASE 2 (PpSnRK2) and ABA INSENSITIVE 3 (PpABI3) play roles as an essential and promotive factor, respectively, in regulating ABA-induced suppression of Dendra2 diffusion between cells (ASD). Our quantitative imaging analysis revealed that disruption of PpSnRK2 resulted in defective ASD onset itself, whereas disruption of PpABI3 caused an 81-min delay in the initiation of ASD. Live-cell imaging of callose deposition using aniline blue staining showed that, despite this onset delay, callose deposition on cross walls remained constant in the PpABI3 disruptant, suggesting that PpABI3 facilitates ASD in a callose-independent manner. Given that ABA is an important phytohormone to cope with abiotic stresses, we further explored cellular physiological responses. We found that the acquisition of salt stress tolerance is promoted by PpABI3 in a quantitative manner similar to ASD. Our results suggest that PpABI3-mediated ABA signaling may effectively coordinate cell-to-cell communication during the acquisition of salt stress tolerance. This study will accelerate the quantitative study for ABA signaling mechanism and function in response to various abiotic stresses.

Formation of a PSI-PSII megacomplex containing LHCSR and PsbS in the moss Physcomitrella patens
Furukawa, R, Aso M, Fujita, T, Akimoto, S, Tanaka, R, Tanaka, A, Yokono, M, Takabayashi, A
Journal of Plant Research, 132, 6, 867, 880, 2019年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）

The PSI-PSII megacomplex in green plants
Yokono, M, Takabayashi, A, Kishimoto, J, Fujita, T, Iwai, M, Murakami, A, Akimoto, S, Tanaka, A
Plant and Cell Physiology, 60, 5, 1098, 1108, 2019年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）

Abscisic Acid Acts as a Regulator of Molecular Trafficking through Plasmodesmata in the Moss Physcomitrella patens.
Munenori Kitagawa, Takumi Tomoi, Tomoki Fukushima, Yoichi Sakata, Mayuko Sato, Kiminori Toyooka, Tomomichi Fujita, Hitoshi Sakakibara
Plant and Cell Physiology, 60, 4, 738, 751, 2019年04月01日, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国内誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）, In multi-cellular organisms, cell-to-cell communication is crucial for adapting to changes in the surrounding environment. In plants, plasmodesmata (PD) provide a unique pathway for cell-to-cell communication. PD interconnect most cells and generate a cytoplasmic continuum, allowing the trafficking of various micro- and macromolecules between cells. This molecular trafficking through PD is dynamically regulated by altering PD permeability dependent on environmental changes, thereby leading to an appropriate response to various stresses; however, how PD permeability is dynamically regulated is still largely unknown. Moreover, studies on the regulation of PD permeability have been conducted primarily in a limited number of angiosperms. Here, we studied the regulation of PD permeability in the moss Physcomitrella patens and report that molecular trafficking through PD is rapidly and reversibly restricted by abscisic acid (ABA). Since ABA plays a key role in various stress responses in the moss, PD permeability can be controlled by ABA to adapt to surrounding environmental changes. This ABA-dependent restriction of PD trafficking correlates with a reduction in PD pore size. Furthermore, we also found that the rate of macromolecular trafficking is higher in an ABA-synthesis defective mutant, suggesting that the endogenous level of ABA is also important for PD-mediated macromolecular trafficking. Thus, our study provides compelling evidence that P. patens exploits ABA as one of the key regulators of PD function.

An experimental system for examining phototropic response of gametophytic shoots in the moss physcomitrella patens
Liang Bao, Kotaro T. Yamamoto, Tomomichi Fujita
Methods in Molecular Biology, 1924, 45, 51, Humana Press Inc., 2019年
英語, 論文集(書籍)内論文, Shoot phototropism benefits growth and metabolism in land plants by enabling them to position their photosynthetic organs in favorable light conditions. Nonvascular land plants, like the ancestors of modern mosses, are believed to have been among the first plants to occupy the land. To understand the evolutional history of shoot phototropism in land plants, we have established a system for experimentally studying phototropism in gametophores of the moss Physcomitrella patens. Here we will describe the key points in our system, including obtaining etiolated gametophores, the light sources used for inducing bending, and the methods for evaluation of phototropic responses.

Correction to: A hypergravity environment increases chloroplast size, photosynthesis, and plant growth in the moss Physcomitrella patens.
Takemura K, Kamachi H, Kume A, Fujita T, Karahara I, Hanba YT
Journal of Plant Research, 131, 5, 887, 887, SPRINGER JAPAN KK, 2018年09月, ［査読有り］
英語, The original article can be found online.

The Physcomitrella patens gene atlas project: large-scale RNA-seq based expression data
Pierre-François Perroud, Fabian B. Haas, Manuel Hiss, Kristian K. Ullrich, Alessandro Alboresi, Mojgan Amirebrahimi, Kerrie Barry, Roberto Bassi, Sandrine Bonhomme, Haodong Chen, Juliet C. Coates, Tomomichi Fujita, Anouchka Guyon-Debast, Daniel Lang, Junyan Lin, Anna Lipzen, Fabien Nogué, Melvin J. Oliver, Inés Ponce de León, Ralph S. Quatrano, Catherine Rameau, Bernd Reiss, Ralf Reski, Mariana Ricca, Younousse Saidi, Ning Sun, Péter Szövényi, Avinash Sreedasyam, Jane Grimwood, Gary Stacey, Jeremy Schmutz, Stefan A. Rensing
Plant Journal, 95, 1, 168, 182, Blackwell Publishing Ltd, 2018年07月01日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）, High-throughput RNA sequencing (RNA-seq) has recently become the method of choice to define and analyze transcriptomes. For the model moss Physcomitrella patens, although this method has been used to help analyze specific perturbations, no overall reference dataset has yet been established. In the framework of the Gene Atlas project, the Joint Genome Institute selected P. patens as a flagship genome, opening the way to generate the first comprehensive transcriptome dataset for this moss. The first round of sequencing described here is composed of 99 independent libraries spanning 34 different developmental stages and conditions. Upon dataset quality control and processing through read mapping, 28 509 of the 34 361 v3.3 gene models (83%) were detected to be expressed across the samples. Differentially expressed genes (DEGs) were calculated across the dataset to permit perturbation comparisons between conditions. The analysis of the three most distinct and abundant P. patens growth stages – protonema, gametophore and sporophyte – allowed us to define both general transcriptional patterns and stage-specific transcripts. As an example of variation of physico-chemical growth conditions, we detail here the impact of ammonium supplementation under standard growth conditions on the protonemal transcriptome. Finally, the cooperative nature of this project allowed us to analyze inter-laboratory variation, as 13 different laboratories around the world provided samples. We compare differences in the replication of experiments in a single laboratory and between different laboratories.

緑色植物のPSI-PSII複合体　　　　　　　　　　　　　　　
横野 牧生, 高林 厚史, 岸本 純子, 藤田 知道, 岩井 優和, 村上 明男, 秋本 誠志, 田中 歩
光合成研究, 28, 1, 15, 19, 2018年04月, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌）

Hypergravity of 10g Changes Plant Growth, Anatomy, Chloroplast Size, and Photosynthesis in the Moss Physcomitrella patens
Kaori Takemura, Rina Watanabe, Ryuji Kameishi, Naoya Sakaguchi, Hiroyuki Kamachi, Atsushi Kume, Ichirou Karahara, Yuko T. Hanba, Tomomichi Fujita
MICROGRAVITY SCIENCE AND TECHNOLOGY, 29, 6, 467, 473, SPRINGER, 2017年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The photosynthetic and anatomical responses of bryophytes to changes in gravity will provide crucial information for estimating how these plant traits evolved to adapt to changes in gravity in land plant history. We performed long-term hypergravity experiments at 10g for 4 and 8 weeks using the moss Physcomitrella patens with two centrifuges equipped with lighting systems that enable long-term plant growth under hypergravity with irradiance. The aims of this study are (1) to quantify changes in the anatomy and morphology of P. patens, and (2) to analyze the post-effects of hypergravity on photosynthesis by P. patens in relation to these changes. We measured photosynthesis by P. patens for a population of gametophores (e.g., canopy) in Petri dishes and plant culture boxes. Gametophore numbers increased by 9% for a canopy of P. patens, with 24-27% increases in chloroplast sizes (diameter and thickness) in leaf cells. In a canopy of P. patens, the area-based photosynthesis rate (A (canopy)) was increased by 57% at 10g. The increase observed in A (canopy) was associated with greater plant numbers and chloroplast sizes, both of which involved enhanced CO2 diffusion from the atmosphere to chloroplasts in the canopies of P. patens. These results suggest that changes in gravity are important environmental stimuli to induce changes in plant growth and photosynthesis by P. patens, in which an alteration in chloroplast size is one of the key traits. We are now planning an ISS experiment to investigate the responses of P. patens to microgravity.

Occurrence of brassinosteroids in non-flowering land plants, liverwort, moss, lycophyte and fern
Takao Yokota, Toshiyuki Ohnishi, Kyomi Shibata, Masashi Asahina, Takahito Nomura, Tomomichi Fujita, Kimitsune Ishizaki, Takayuki Kohchi
PHYTOCHEMISTRY, 136, 46, 55, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 2017年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Endogenous brassinosteroids (BRs) in non-flowering land plants were analyzed. BRs were found in a liverwort (Marchantia polymorpha), a moss (Physcomitrella patens), lycophytes (Selaginella moellendorffii and S. uncinata) and 13 fern species. A biologically active BR, castasterone (CS), was identified in most of these non-flowering plants but another biologically active BR, brassinolide, was not. It may be distinctive that levels of CS in non-flowering plants were orders of magnitude lower than those in flowering plants. 22-Hydroxycampesterol and its metabolites were identified in most of the non-flowering plants suggesting that the biosynthesis of BRs via 22-hydroxylation of campesterol occurs as in flowering plants. Phylogenetic analyses indicated that M. polymorpha, P. patens and S. moellendorffii have cytochrome P450s in the CYP85 clans which harbors BR biosynthesis enzymes, although the P450 profiles are simpler as compared with Arabidopsis and rice. Furthermore, these basal land plants were found to have multiple P450s in the CYP72 clan which harbors enzymes to catabolize BRs. These findings indicate that green plants were able to synthesize and inactivate BRs from the land-transition stage. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Genome of the pitcher plant Cephalotus reveals genetic changes associated with carnivory
Kenji Fukushima, Xiaodong Fang, David Alvarez-Ponce, Huimin Cai, Lorenzo Carretero-Paulet, Cui Chen, Tien-Hao Chang, Kimberly M. Farr, Tomomichi Fujita, Yuji Hiwatashi, Yoshikazu Hoshi, Takamasa Imai, Masahiro Kasahara, Pablo Librado, Likai Mao, Hitoshi Mori, Tomoaki Nishiyama, Masafumi Nozawa, Gergo Palfalvi, Stephen T. Pollard, Julio Rozas, Alejandro Sanchez-Gracia, David Sankoff, Tomoko F. Shibata, Shuji Shigenobu, Naomi Sumikawa, Taketoshi Uzawa, Meiying Xie, Chunfang Zheng, David D. Pollock, Victor A. Albert, Shuaicheng Li, Mitsuyasu Hasebe
NATURE ECOLOGY & EVOLUTION, 1, 3, 0059, NATURE PUBLISHING GROUP, 2017年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Carnivorous plants exploit animals as a nutritional source and have inspired long-standing questions about the origin and evolution of carnivory-related traits. To investigate the molecular bases of carnivory, we sequenced the genome of the heterophyllous pitcher plant Cephalotus follicularis, in which we succeeded in regulating the developmental switch between carnivorous and non-carnivorous leaves. Transcriptome comparison of the two leaf types and gene repertoire analysis identified genetic changes associated with prey attraction, capture, digestion and nutrient absorption. Analysis of digestive fluid proteins from C. follicularis and three other carnivorous plants with independent carnivorous origins revealed repeated co-options of stress-responsive protein lineages coupled with convergent amino acid substitutions to acquire digestive physiology. These results imply constraints on the available routes to evolve plant carnivory.

A hypergravity environment increases chloroplast size, photosynthesis, and plant growth in the moss Physcomitrella patens
Kaori Takemura, Hiroyuki Kamachi, Atsushi Kume, Tomomichi Fujita, Ichirou Karahara, Yuko T. Hanba
JOURNAL OF PLANT RESEARCH, 130, 1, 181, 192, SPRINGER JAPAN KK, 2017年01月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The physiological and anatomical responses of bryophytes to altered gravity conditions will provide crucial information for estimating how plant physiological traits have evolved to adapt to significant increases in the effects of gravity in land plant history. We quantified changes in plant growth and photosynthesis in the model plant of mosses, Physcomitrella patens, grown under a hypergravity environment for 25 days or 8 weeks using a custom-built centrifuge equipped with a lighting system. This is the first study to examine the response of bryophytes to hypergravity conditions. Canopy-based plant growth was significantly increased at 10xg, and was strongly affected by increases in plant numbers. Rhizoid lengths for individual gametophores were significantly increased at 10xg. Chloroplast diameters (major axis) and thicknesses (minor axis) in the leaves of P. patens were also increased at 10xg. The area-based photosynthesis rate of P. patens was also enhanced at 10xg. Increases in shoot numbers and chloroplast sizes may elevate the area-based photosynthesis rate under hypergravity conditions. We observed a decrease in leaf cell wall thickness under hypergravity conditions, which is in contrast to previous findings obtained using angiosperms. Since mosses including P. patens live in dense populations, an increase in canopy-based plant numbers may be effective to enhance the toughness of the population, and, thus, represents an effective adaptation strategy to a hypergravity environment for P. patens.

PCoM-DB Update: A Protein Co-Migration Database for Photosynthetic Organisms
Atsushi Takabayashi, Saeka Takabayashi, Kaori Takahashi, Mai Watanabe, Hiroko Uchida, Akio Murakami, Tomomichi Fujita, Masahiko Ikeuchi, Ayumi Tanaka
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 58, 1, OXFORD UNIV PRESS, 2017年01月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The identification of protein complexes is important for the understanding of protein structure and function and the regulation of cellular processes. We used blue-native PAGE and tandemmass spectrometry to identify protein complexes systematically, and built a web database, the protein co-migration database (PCoM-DB, http://pcomdb.lowtem.hokudai.ac.jp/proteins/top), to provide prediction tools for protein complexes. PCoM-DB provides migration profiles for any given protein of interest, and allows users to compare them with migration profiles of other proteins, showing the oligomeric states of proteins and thus identifying potential interaction partners. The initial version of PCoM-DB (launched in January 2013) included protein complex data for Synechocystis whole cells and Arabidopsis thaliana thylakoid membranes. Here we report PCoM-DB version 2.0, which includes new data sets and analytical tools. Additional data are included from whole cells of the pelagic marine picocya-nobacterium Prochlorococcus marinus, the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus, the unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii and the bryophyte Physcomitrella patens. The Arabidopsis protein data now include data for intact mitochondria, intact chloroplasts, chloroplast stroma and chloroplast envelopes. The new tools comprise a multiple-protein search form and a heat map viewer for protein migration profiles. Users can compare migration profiles of a protein of interest among different organelles or compare migration profiles among different proteins within the same sample. For Arabidopsis proteins, users can compare migration profiles of a protein of interest with putative homologous proteins from non-Arabidopsis organisms. The updated PCoM-DB will help researchers find novel protein complexes and estimate their evolutionary changes in the green lineage.

Comparisons of the effects of vibration of two centrifugal systems on the growth and morphological parameters of the moss Physcomitrella patens
Mori, A, Kamachi, H, Karahara, I, Kume, A, Hanba, Y.-T, Takemura, K, Fujita, T
Biological Sciences in Space, 31, 9, 13, 2017年, ［査読有り］

Phototropism in gametophytic shoots of the moss Physcomitrella patens
Liang Bao, Kotaro T. Yamamoto, Tomomichi Fujita
Plant Signaling and Behavior, 10, 3, Taylor and Francis Inc., 2015年04月07日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Shoot phototropism enables plants to position their photosynthetic organs in favorable light conditions and thus benefits growth and metabolism in land plants. To understand the evolution of this response, we established an experimental system to study phototropism in gametophores of the moss Physcomitrella patens. The phototropic response of gametophores occurs slowly
a clear response takes place more than 24 hours after the onset of unilateral light irradiation, likely due to the slow growth rate of gametophores. We also found that red and far-red light can induce phototropism, with blue light being less effective. These results suggest that plants used a broad range of light wavelengths as phototropic signals during the early evolution of land plants.

A model system for analyzing intercellular communication through plasmodesmata using moss protonemata and leaves
Munenori Kitagawa, Tomomichi Fujita
JOURNAL OF PLANT RESEARCH, 128, 1, 63, 72, SPRINGER JAPAN KK, 2015年01月, ［査読有り］
英語, Plant growth, development, and environmental responses require the proper regulation of intercellular movement of signals and nutrients. For this, plants have specialized cytoplasmic channels, the plasmodesmata (PD), which allow the symplasmic movement of micro- and macromolecules between neighboring cells. Internal and external signals spatio-temporally regulate the movement of molecules through the PD to control plant development and environmental responses. Although some aspects of targeted movement of molecules have been revealed, the mechanisms of non-targeted, diffusible flow of molecules through PD, and its regulation and function, remain poorly understood, particularly at the cellular level. Previously, we developed a system to quantitatively analyze non-targeted movement of a photoconvertible fluorescent protein, Dendra2, at the single-cell level in the filamentous protonemata tissue of the moss Physcomitrella patens. In protonemata, one-dimensional intercellular communication can be easily observed and quantitatively analyzed at the cellular level. In this review, we describe how protonemata and leaves of P. patens can be used to study symplasmic movement through PD, and discuss how this system can help improve our understanding of PD regulation and function in development and environmental responses in plants.

Plasmodesmata: function and diversity in plant intercellular communication
Tomomichi Fujita
JOURNAL OF PLANT RESEARCH, 128, 1, 3, 5, SPRINGER JAPAN KK, 2015年01月, ［査読有り］
英語

ヒメツリガネゴケにおけるアブシジン酸処理時の光合成の変化
藤田拓矢, 高林厚史, 田中歩, 藤田知道
せん苔類研究, 11, 3, 92, 2014年12月
日本語

Conserved function of Rho-related Rop/RAC GTPase signaling in regulation of cell polarity in Physcomitrella patens
Kanako Ito, Junling Ren, Tomomichi Fujita
GENE, 544, 2, 241, 247, ELSEVIER SCIENCE BV, 2014年07月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Cell polarity is fundamentally important to growth and development in higher plants, from pollen tubes to root hairs. Basal land plants (mosses and ferns) also have cell polarity, developing protonemal apical cells that show polar tip growth. Flowering plants have a distinct group of Rho GTPases that regulate polarity in polarized cell growth. Rop/RAC signaling module components have been identified in non-flowering plants, but their roles remain unclear. To understand the importance and evolution of Rop/RAC signaling in polarity regulation in land plants, we examined the functions of PpRop and PpRopGEF in protonemal apical cells of the moss Physcomitrella patens. Inducible overexpression of PpRop2 or PpRopGEF3 caused depolarized growth of tip-growing apical cells. PpRop2 overexpression also caused aberrant cross wall formation. Fluorescent protein-tagged PpRop2 localized to the plasma membrane, including the cross wall membrane, and fluorescent-tagged PpRopGEF3 showed polarized localization to the tip region in apical cells. Thus, our results suggest common functions of PpRop and PpRopGEF in the tip-growing apical cells and the importance of a conserved Rop/RAC signaling module in the control of cell polarity in land plants. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Quantitative imaging of directional transport through plasmodesmata in moss protonemata via single-cell photoconversion of Dendra2
Munenori Kitagawa, Tomomichi Fujita
JOURNAL OF PLANT RESEARCH, 126, 4, 577, 585, SPRINGER JAPAN KK, 2013年07月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Cell-to-cell transport of molecules in plants must be properly regulated for plant growth and development. One specialized mechanism that plants have evolved involves transport through plasmodesmata (PD), but when and how transport of molecules via PD is regulated among individual cells remains largely unknown, particularly at the single-cell level. Here, we developed a tool for quantitatively analyzing cell-to-cell transport via PD at a single-cell level using protonemata of Physcomitrella patens and a photoconvertible fluorescent protein, Dendra2. In the filamentous protonemal tissues, one-dimensional intercellular communication can be observed easily. Using this system, we found that Dendra2 was directionally transported toward the apex of the growing protonemata. However, this directional transport could be eliminated by incubation in the dark or treatment with a metabolic inhibitor. Thus, we propose that directional transport of macromolecules can occur via PD in moss protonemata, and may be affected by the photosynthetic and metabolic activity of cells.

The Selaginella Genome Identifies Genetic Changes Associated with the Evolution of Vascular Plants
Jo Ann Banks, Tomoaki Nishiyama, Mitsuyasu Hasebe, John L. Bowman, Michael Gribskov, Claude dePamphilis, Victor A. Albert, Naoki Aono, Tsuyoshi Aoyama, Barbara A. Ambrose, Neil W. Ashton, Michael J. Axtell, Elizabeth Barker, Michael S. Barker, Jeffrey L. Bennetzen, Nicholas D. Bonawitz, Clint Chapple, Chaoyang Cheng, Luiz Gustavo Guedes Correa, Michael Dacre, Jeremy DeBarry, Ingo Dreyer, Marek Elias, Eric M. Engstrom, Mark Estelle, Liang Feng, Cedric Finet, Sandra K. Floyd, Wolf B. Frommer, Tomomichi Fujita, Lydia Gramzow, Michael Gutensohn, Jesper Harholt, Mitsuru Hattori, Alexander Heyl, Tadayoshi Hirai, Yuji Hiwatashi, Masaki Ishikawa, Mineko Iwata, Kenneth G. Karol, Barbara Koehler, Uener Kolukisaoglu, Minoru Kubo, Tetsuya Kurata, Sylvie Lalonde, Kejie Li, Ying Li, Amy Litt, Eric Lyons, Gerard Manning, Takeshi Maruyama, Todd P. Michael, Koji Mikami, Saori Miyazaki, Shin-ichi Morinaga, Takashi Murata, Bernd Mueller-Roeber, David R. Nelson, Mari Obara, Yasuko Oguri, Richard G. Olmstead, Naoko Onodera, Bent Larsen Petersen, Birgit Pils, Michael Prigge, Stefan A. Rensing, Diego Mauricio Riano-Pachon, Alison W. Roberts, Yoshikatsu Sato, Henrik Vibe Scheller, Burkhard Schulz, Christian Schulz, Eugene V. Shakirov, Nakako Shibagaki, Naoki Shinohara, Dorothy E. Shippen, Iben Sorensen, Ryo Sotooka, Nagisa Sugimoto, Mamoru Sugita, Naomi Sumikawa, Milos Tanurdzic, Guenter Theissen, Peter Ulvskov, Sachiko Wakazuki, Jing-Ke Weng, William W. G. T. Willats, Daniel Wipf, Paul G. Wolf, Lixing Yang, Andreas D. Zimmer, Qihui Zhu, Therese Mitros, Uffe Hellsten, Dominique Loque, Robert Otillar, Asaf Salamov, Jeremy Schmutz, Harris Shapiro, Erika Lindquist, Susan Lucas, Daniel Rokhsar, Igor V. Grigoriev
SCIENCE, 332, 6032, 960, 963, AMER ASSOC ADVANCEMENT SCIENCE, 2011年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Vascular plants appeared similar to 410 million years ago, then diverged into several lineages of which only two survive: the euphyllophytes (ferns and seed plants) and the lycophytes. We report here the genome sequence of the lycophyte Selaginella moellendorffii (Selaginella), the first nonseed vascular plant genome reported. By comparing gene content in evolutionarily diverse taxa, we found that the transition from a gametophyte- to a sporophyte-dominated life cycle required far fewer new genes than the transition from a nonseed vascular to a flowering plant, whereas secondary metabolic genes expanded extensively and in parallel in the lycophyte and angiosperm lineages. Selaginella differs in posttranscriptional gene regulation, including small RNA regulation of repetitive elements, an absence of the trans-acting small interfering RNA pathway, and extensive RNA editing of organellar genes.

Microtubules Regulate Dynamic Organization of Vacuoles in Physcomitrella patens
Yoshihisa Oda, Aiko Hirata, Toshio Sano, Tomomichi Fujita, Yuji Hiwatashi, Yoshikatsu Sato, Akeo Kadota, Mitsuyasu Hasebe, Seiichiro Hasezawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 50, 4, 855, 868, OXFORD UNIV PRESS, 2009年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Eukaryotic cells have developed several essential membrane components. In flowering plants, appropriate structures and distributions of the major membrane components are predominantly regulated by actin microfilaments. In this study, we have focused on the regulatory mechanism of vacuolar structures in the moss, Physcomitrella patens. The high ability of P. patens to undergo homologous recombination enabled us stably to express green fluorescent protein (GFP) or red fluorescent protein (RFP) fusion proteins, and the simple body structure of P. patens enabled us to perform detailed visualization of the intracellular vacuolar and cytoskeletal structures. Three-dimensional analysis and high-speed time-lapse observations revealed surprisingly complex structures and dynamics of the vacuole, with inner sheets and tubular protrusions, and frequent rearrangements by separation and fusion of the membranes. Depolymerization of microtubules dramatically affected these structures and movements. Dual observation of microtubules and vacuolar membranes revealed that microtubules induced tubular protrusions and cytoplasmic strands of the vacuoles, indicative of interactions between microtubules and vacuolar membranes. These results demonstrate a novel function of microtubules in maintaining the distribution of the vacuole and suggest a functional divergence of cytoskeletal functions in land plant evolution.

Convergences and divergences in polar auxin transport and shoot development in land plant evolution　　　　　　　　　　　　　　　
Fujita, T, Hasebe, M
Plant Signaling & Behavior, 4, 313, 315, 2009年, ［査読有り］

Kinesins Are Indispensable for Interdigitation of Phragmoplast Microtubules in the Moss Physcomitrella patens
Yuji Hiwatashi, Mari Obara, Yoshikatsu Sato, Tomomichi Fujita, Takashi Murata, Mitsuyasu Hasebe
PLANT CELL, 20, 11, 3094, 3106, AMER SOC PLANT BIOLOGISTS, 2008年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Microtubules form arrays with parallel and antiparallel bundles and function in various cellular processes, including subcellular transport and cell division. The antiparallel bundles in phragmoplasts, plant-unique microtubule arrays, are mostly unexplored and potentially offer new cellular insights. Here, we report that the Physcomitrella patens kinesins KINID1a and KINID1b (for kinesin for interdigitated microtubules 1a and 1b), which are specific to land plants and orthologous to Arabidopsis thaliana PAKRP2, are novel factors indispensable for the generation of interdigitated antiparallel microtubules in the phragmoplasts of the moss P. patens. KINID1a and KINID1b are predominantly localized to the putative interdigitated parts of antiparallel microtubules. This interdigitation disappeared in double-deletion mutants of both genes, indicating that both KINID1a and 1b are indispensable for interdigitation of the antiparallel microtubule array. Furthermore, cell plates formed by these phragmoplasts did not reach the plasma membrane in; 20% of the mutant cells examined. We observed that in the double-deletion mutant lines, chloroplasts remained between the plasma membrane and the expanding margins of the cell plate, while chloroplasts were absent from the margins of the cell plates in the wild type. This suggests that the kinesins, the antiparallel microtubule bundles with interdigitation, or both are necessary for proper progression of cell wall expansion.

Expression and complementation analyses of a chloroplast-localized homolog of bacterial RecA in the moss Physcomitrella patens
Takayuki Inouye, Masaki Odahara, Tomomichi Fujita, Mitsuyasu Hasebe, Yasuhiko Sekine
BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 72, 5, 1340, 1347, TAYLOR & FRANCIS LTD, 2008年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, RecA protein is widespread in bacteria, and it plays a crucial role in homologous recombination. We have identified two bacterial-type recA gene homologs (PprecA1, PprecA2) in the cDNA library of the moss Physcomitrella patens. N-terminal fusion of the putative organellar targeting sequence of PpRecA2 to the green fluorescent protein (GFP) caused a targeting of PpRecA2 to the chloroplasts. Mutational analysis showed that the first AUG codon acts as initiation codon. Fusion of the full-length PpRecA2 to GFP caused the formation of foci that were colocalized with chloroplast nucleoids. The amounts of PprecA2 mRNA and protein in the cells were increased by treatment, with DNA damaging agents. PprecA2 partially complemented the recA mutation in Escherichia coli. These results suggest the involvement of PpRecA2 in the repair of chloroplast DNA.

Convergent evolution of shoots in land plants: lack of auxin polar transport in moss shoots
Tomomichi Fujita, Hisako Sakaguchi, Yuji Hiwatashi, Steven J. Wagstaff, Motomi Ito, Hironori Deguchi, Toshiyuki Sato, Mitsuyasu Hasebe
EVOLUTION & DEVELOPMENT, 10, 2, 176, 186, BLACKWELL PUBLISHING, 2008年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The shoot is a repeated structure made up of stems and leaves and is the basic body plan in land plants. Vascular plants form a shoot in the diploid generation, whereas nonvascular plants such as mosses form a shoot in the haploid generation. It is not clear whether all land plants use similar molecular mechanisms in shoot development or how the genetic networks for shoot development evolved. The control of auxin distribution, especially by polar auxin transport, is essential for shoot development in flowering plants. We did not detect polar auxin transport in the gametophytic shoots of several mosses, but did detect it in the sporophytes of mosses without shoot structure. Treatment with auxin transport inhibitors resulted in abnormal embryo development, as in flowering plants, but did not cause any morphological changes in the haploid shoots. We fused the soybean auxin-inducible promoter GH3 with a GUS reporter gene and used it to indirectly detect auxin distribution in the moss Physcomitrella patens. An auxin transport inhibitor NPA did not cause any changes in the putative distribution of auxin in the haploid shoot. These results indicate that polar auxin transport is not involved in haploid shoot development in mosses and that shoots in vascular plants and mosses are most likely regulated differently during development.

The Physcomitrella genome reveals evolutionary insights into the conquest of land by plants
Stefan A. Rensing, Daniel Lang, Andreas D. Zimmer, Astrid Terry, Asaf Salamov, Harris Shapiro, Tomoaki Nishiyama, Pierre-Francois Perroud, Erika A. Lindquist, Yasuko Kamisugi, Takako Tanahashi, Keiko Sakakibara, Tomomichi Fujita, Kazuko Oishi, Tadasu Shin-I, Yoko Kuroki, Atsushi Toyoda, Yutaka Suzuki, Shin-ichi Hashimoto, Kazuo Yamaguchi, Sumio Sugano, Yuji Kohara, Asao Fujiyama, Aldwin Anterola, Setsuyuki Aoki, Neil Ashton, W. Brad Barbazuk, Elizabeth Barker, Jeffrey L. Bennetzen, Robert Blankenship, Sung Hyun Cho, Susan K. Dutcher, Mark Estelle, Jeffrey A. Fawcett, Heidrun Gundlach, Kousuke Hanada, Alexander Heyl, Karen A. Hicks, Jon Hughes, Martin Lohr, Klaus Mayer, Alexander Melkozernov, Takashi Murata, David R. Nelson, Birgit Pils, Michael Prigge, Bernd Reiss, Tanya Renner, Stephane Rombauts, Paul J. Rushton, Anton Sanderfoot, Gabriele Schween, Shin-Han Shiu, Kurt Stueber, Frederica L. Theodoulou, Hank Tu, Yves Van de Peer, Paul J. Verrier, Elizabeth Waters, Andrew Wood, Lixing Yang, David Cove, Andrew C. Cuming, Mitsuyasu Hasebe, Susan Lucas, Brent D. Mishler, Ralf Reski, Igor V. Grigoriev, Ralph S. Quatrano, Jeffrey L. Boore
SCIENCE, 319, 5859, 64, 69, AMER ASSOC ADVANCEMENT SCIENCE, 2008年01月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We report the draft genome sequence of the model moss Physcomitrella patens and compare its features with those of flowering plants, from which it is separated by more than 400 million years, and unicellular aquatic algae. This comparison reveals genomic changes concomitant with the evolutionary movement to land, including a general increase in gene family complexity; loss of genes associated with aquatic environments ( e. g., flagellar arms); acquisition of genes for tolerating terrestrial stresses ( e. g., variation in temperature and water availability); and the development of the auxin and abscisic acid signaling pathways for coordinating multicellular growth and dehydration response. The Physcomitrella genome provides a resource for phylogenetic inferences about gene function and for experimental analysis of plant processes through this plant's unique facility for reverse genetics.

Involvement of mitochondrial-targeted RecA in the repair of mitochondrial DNA in the moss, Physcomitrella patens
Masaki Odahara, Takayuki Inouye, Tomomichi Fujita, Mitsuyasu Hasebe, Yasuhiko Sekine
GENES & GENETIC SYSTEMS, 82, 1, 43, 51, GENETICS SOC JAPAN, 2007年02月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Homologous recombination is a universal process that contributes to genetic diversity and genomic integrity. Bacterial-type RecA generally exists in all bacteria and plays a crucial role in homologous recombination. Although RecA homologues also exist in plant mitochondria, there have been few reports about the in vivo functions of these homologues. We identified a recA gene orthologue (named PprecA1) in a cDNA library of the moss, Physcomitrella patens. N-terminal fusion of the putative organellar targeting sequence of PpRecA1 to GFP caused a targeting of PpRecA1 to mitochondria. PprecA1 partially complemented the effects of a DNA damaging agent in an Escherichia coli recA deficient strain. Additionally, the expression of PprecA1 was induced by treating the plants with DNA damaging agents. Disruption of PprecA1 by targeted replacement resulted lower rate of the recovery of the mitochondrial DNA from methyl methan sulfonate damage. This is the first report about the characteristics of a null mutant of bacterial-type recA gene in plant. The data suggest that PprecA1 participates in the repair of mitochondrial DNA in P. patens.

Microtubule dependent regulation of vacuolar morphogenesis in the moss, Physcomitrella patens
Yoshihisa Oda, Toshio Sano, Tomomichi Fujita, Yuji Hiwatashi, Yoshikatsu Sato, Natsumaro Kutsuna, Aiko Hirata, Mitsuyasu Hasebe, Seiichiro Hasezawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 48, S24, S24, OXFORD UNIV PRESS, 2007年, ［査読有り］
英語

Identification of proteins which accumulated preferentially in stem cells of Physcomitrella patens
Tomomichi Fujita, Kaoru Hashimoto, Yuji Hiwatashi, Yoshikatsu Sato, Takashi Murata, Mitsuyasu Hasebe
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 48, S50, S50, OXFORD UNIV PRESS, 2007年, ［査読有り］
英語

Molecular mechanism of type II ubiquitin-like proteins, PUBL1 and PUBL2, which are involved in cytokinesis, in the moss Physcomitrella patens.
Yuji Hiwatashi, Tomomichi Fujita, Takashi Murata, Mitsuyasu Hasebe
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 48, S88, S88, OXFORD UNIV PRESS, 2007年, ［査読有り］
英語

Genome-wide comparison of developmental genes in land plants
Mitsuyasu Hasebe, Tomoaki Nishiyama, Takako Tanahashi, Naoki Aono, Tsuyoshi Aoyama, Chaoyang Cheng, Tomomichi Fujita, Kaoru Hashimoto, Tadayoshi Hirai, Yuji Hiwatashi, Masaki Ishikawa, Mineko Iwata, Minoru Kubo, Tetsuya Kurata, Koij Mikami, Saori Miyazaki, Shin-Ichi Morinaga, Takashi Murata, Mari Obara, Yasuko Oguri, Naoko Onodera, Yoshikatsu Sato, Naomi Sumikawa, Naoki Shinohara, Sachiko Wakaduki, Nagisa Sugimoto
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 48, S50, S50, OXFORD UNIV PRESS, 2007年, ［査読有り］
英語

Oncogene 6b from Agrobacterium tumefaciens induces abaxial cell division at late stages of leaf development and modifies vascular development in petioles.
Terakura S, Kitakura S, Ishikawa M, Ueno Y, Fujita T, Machida C, Wabiko H, Machida Y
Plant & cell physiology, 47, 5, 664, 672, 2006年05月, ［査読有り］, ［国内誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The 6b gene in the T-DNA region of the Ti plasmids of Agrobacterium tumefaciens and A. vitis is able to generate shooty calli in phytohormone-free culture of leaf sections of tobacco transformed with 6b. In the present study, we report characteristic morphological abnormalities of the leaves of transgenic tobacco and Arabidopsis that express 6b from pTiAKE10 (AK-6b), and altered expression of genes related to cell division and meristem formation in the transgenic plants. Cotyledons and leaves of both transgenic tobacco and Arabidopsis exhibited various abnormalities including upward curling of leaf blades, and transgenic tobacco leaves produced leaf-like outgrowths from the abaxial side. Transcripts of some class 1 KNOX homeobox genes, which are thought to be related to meristem functions, and cell cycle regulating genes were ectopically accumulated in mature leaves. M phase-specific genes were also ectopically expressed at the abaxial sides of mature leaves. These results suggest that the AK-6b gene stimulates the cellular potential for division and meristematic functions preferentially in the abaxial side of leaves and that the leaf phenotypes generated by AK-6b are at least in part due to such biased cell division during polar development of leaves. The results of the present experiments with a fusion gene between the AK-6b gene and the glucocorticoid receptor gene showed that nuclear import of the AK-6b protein was essential for upward curling of leaves and hormone-free callus formation, suggesting a role for AK-6b in nuclear events.

Genes for the peptidoglycan synthesis pathway are essential for chloroplast division in moss.
Machida M, Takechi K, Sato H, Chung SJ, Kuroiwa H, Takio S, Seki M, Shinozaki K, Fujita T, Hasebe M, Takano H
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 103, 17, 6753, 6758, 2006年04月, ［査読有り］, ［国際誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The general consensus is that a cyanobacterium phagocytosed by a host cell evolved into the plastids of red and green algae, land plants, and glaucophytes. In contrast to the plastids of glaucophytes, which retain a cyanobacterial-type peptidoglycan layer, no wall-like structures have been detected in plastids from other sources. Although the genome of Arabidopsis thaliana contains five genes that are essential for peptidoglycan synthesis, MurE, MurG, two genes for D-Ala-D-Ala ligase (Ddl), and the gene for translocase I (MraY), their functions have not been determined. We report that the moss Physcomitrella patens has nine homologous genes related to peptidoglycan biosynthesis: MurA, B, C, D, E, and F, Ddl, genes for the penicillin-binding protein Pbp, and dd-carboxypeptidase (Dac). Corroborating a computer prediction, analysis of the GFP fusion proteins with the N terminus of PpMurE or of PpPbp suggests that these proteins are located in the chloroplasts. Gene disruption of the PpMurE gene in P. patens resulted in the appearance of macrochloroplasts both in protonema and in leaf cells. Moreover, gene knockout of the P. patens Pbp gene showed inhibition of chloroplast division in this moss; however, no Pbp gene was found in A. thaliana.

ヒメツリガネゴケを用いた植物幹細胞の不等分裂の解析 : 細胞極性形成から娘細胞の運命決定まで
藤田 知道
植物の生長調節, 41, 2, 156, 162, 一般社団法人植物化学調節学会, 2006年, ［責任著者］
日本語

Isolation of mutant lines with decreased numbers of chloroplasts per cell from a tagged mutant library of the moss Physcomitrella patens
A Hayashida, K Takechi, M Sugiyama, M Kubo, RD Itoh, S Takio, T Fujita, Y Hiwatashi, M Hasebe, H Takano
PLANT BIOLOGY, 7, 3, 300, 306, GEORG THIEME VERLAG KG, 2005年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Eleven mutant lines exhibiting decreased numbers of chloroplasts per cell were isolated from 8800 tagged mutant lines of Physcomitrella patens by microscopic observations. Chloronema subapical cells in wild-type plants had a mean of 48 chloroplasts, whereas chloroplast numbers in subapical cells in mutant lines 215 and 222 decreased to 75% of that in the wild type. Seven mutant lines - 473, 122, 221, 129, 492, 207, and 138 had about half as many chloroplasts as the wild type. Mutant line 11 had a few remarkably enlarged chloroplasts, and mutant line 347 had chloroplasts of various sizes. Whereas the cell volume was the same as in the wild type in mutant lines 222, 473, 221, 129, 492, and 207, the cell volume of the other mutants increased. The chloroplast number of leaf cells was the same as that of chloronema cells in each mutant line when gametophores could be formed. Treatment with ampicillin decreased the number of chloroplasts in all mutant lines. Southern hybridization using DNA in tags as probes showed that only one insertion occurred in mutant lines 473 and 221. To determine whether the tagged DNA inserted into the known genes for plastid division, we isolated the PpMinD1, PpMinD2, and PPMinE1 genes. Genomic polymerase chain reaction analysis showed that the PpFtsZ and PpMinD/E genes were not disrupted by the insertion of the tags in mutant lines 11 and 347, respectively.

Monoclonal antibodies against regions topologically surrounding the homodimeric β-barrel interface of Epstein-Barr virus nuclear antigen-1
Hiroyuki Eda, Yasuyuki Ishii, Maya Obayashi, Shizuko Harada, Sayuri Ito, Tomomichi Fujita, Masato Ikeda, Shuichi Kusano, Ryo Kitamura, Chieko Suzuki, Takahiko Hara, Motoo Watanabe, Hiroshi Satoh, Keisuke Sugihara, Kazuo Yanagi
Virus Research, 109, 1, 87, 94, Elsevier BV, 2005年04月
研究論文（学術雑誌）

Gene tagging, gene- and enhancer-trap systems, and full-length cDNA overexpression in Physcomitrella patens. In New Frontiers in Bryology:Physiology, Molecular Biology & Functional Genomics (eds. by Wood, AJ., Oliver, MJ. and Cove, DJ.), Kluwer Academ・・・　　　　　　　　　　　　　　　
Fujita, T., Nishiyama, T., Hiwatashi, Y., and Hasebe, M.
In New Frontiers in Bryology:Physiology, Molecular Biology & Functional Genomics (eds. by Wood, AJ., Oliver, MJ. and Cove, DJ.), Kluwer Academ・・・, 2004年
Gene tagging, gene- and enhancer-trap systems, and full-length cDNA overexpression in Physcomitrella patens. In New Frontiers in Bryology:Physiology, Molecular Biology & Functional Genomics (eds. by Wood, AJ., Oliver, MJ. and Cove, DJ.), Kluwer Academic Publishers, Netherlands, pp. 111-132.

Comparative genomics of Physcomitrella patens gametophytic transcriptome and Arabidopsis thaliana: Implication for land plant evolution
T Nishiyama, T Fujita, T Shin-I, M Seki, H Nishide, Uchiyama, I, A Kamiya, P Carninci, Y Hayashizaki, K Shinozaki, Y Kohara, M Hasebe
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 100, 13, 8007, 8012, NATL ACAD SCIENCES, 2003年06月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The mosses and flowering plants diverged >400 million years ago. The mosses have haploid-dominant life cycles, whereas the flowering plants are diploid-dominant. The common ancestors of land plants have been inferred to be haploid-dominant, suggesting that genes used in the diploid body of flowering plants were recruited from the genes used in the haploid body of the ancestors during the evolution of land plants. To assess this evolutionary hypothesis, we constructed an EST library of the moss Physcomitrella patens, and compared the moss transcriptome to the genome of Arabidopsis thaliana. We constructed full-length enriched cDNA libraries from auxin-treated, cytokinin-treated, and untreated gametophytes of P. patens, and sequenced both ends of >40,000 clones. These data, together with the mRNA sequences in the public databases, were assembled into 15,883 putative transcripts. Sequence comparisons of A. thaliana and P. patens showed that at least 66% of the A. thaliana genes had homologues in A patens. Comparison of the A patens putative transcripts with all known proteins, revealed 9,907 putative transcripts with high levels of similarity to vascular plant genes, and 850 putative transcripts with high levels of similarity to other organisms. The haploid transcriptome of A patens appears to be quite similar to the A. thaliana genome, supporting the evolutionary hypothesis. Our study also revealed that a number of genes are moss specific and were lost in the flowering plant lineage.

Identification of Regions of the Tomato γ-Glutamyl Kinase That Are Involved in Allosteric Regulation by Proline
Tomomichi Fujita, Albino Maggio, Mario Garcı́a-Rı́os, Cynthia Stauffacher, Ray A. Bressan, Laszlo N. Csonka
Journal of Biological Chemistry, 278, 16, 14203, 14210, American Society for Biochemistry & Molecular Biology (ASBMB), 2003年04月18日
研究論文（学術雑誌）

Does proline accumulation play an active role in stress-induced growth reduction?
Maggio A, Miyazaki S, Veronese P, Fujita T, Ibeas JI, Damsz B, Narasimhan ML, Hasegawa PM, Joly RJ, Bressan RA
PLANT JOURNAL, 31, 6, 699, 712, 2002年09月, ［査読有り］

The protein encoded by oncogene 6b from Agrobacterium tumefaciens interacts with a nuclear protein of tobacco
S Kitakura, T Fujita, Y Ueno, S Terakura, H Wabiko, Y Machida
PLANT CELL, 14, 2, 451, 463, AMER SOC PLANT BIOLOGISTS, 2002年02月
英語, 研究論文（学術雑誌）, The 6b gene in the T-DNA from Agrobacterium has oncogenic activity in plant cells, inducing tumor formation, the phytohormone-independent division of cells, and alterations in leaf morphology. The product of the 6b gene appears to promote some aspects of the proliferation of plant cells, but the molecullar mechanism of its action remains unknown. We report here that the 6b protein associates with a nuclear protein in tobacco that we have designated NtSI1 (for Nicotiana tabacum 6b-interacting protein 1). NtSIP1 appears to be a transcription factor because its predicted amino acid sequence includes two regions that resemble a nuclear localization signal and a putative DNA binding motif, which is similar in terms of amino acid sequence to the triple helix motif of rice transcription factor GT-2. Expression in tobacco cells of a fusion protein composed of the DNA binding domain of the yeast GAL4 protein and the 6b protein activated the transcription of a reporter gene that was under the control of a chimeric promoter that included the GAL4 upstream activating sequence and the 35S minimal promoter of Cauliflower mosaic virus. Furthermore, nuclear localization of green fluorescent protein-fused 6b protein was enhanced by NtSIP1. A cluster of acidic residues in the 6b protein appeared to be essential for nuclear localization and for transactivation as well as for the hormone-independent growth of tobacco cells. Thus, it seems possible that the 6b protein might function in the proliferation of plant cells, at least in part, through an association with NtSIP1.

Establishment of gene-trap and enhancer-trap systems in the moss Physcomitrella patens
Y Hiwatashi, T Nishiyama, T Fujita, M Hasebe
PLANT JOURNAL, 28, 1, 105, 116, BLACKWELL SCIENCE LTD, 2001年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Because of its simple body plan and ease of gene knockout and allele replacement, the moss Physcomitrella patens is often used as a model system for studies in plant physiology and developmental biology. Gene-trap and enhancer-trap systems are useful techniques for cloning genes and enhancers that function in specific tissues or cells. Additionally, these systems are convenient for obtaining molecular markers specific for certain developmental processes. Elements for gene-trap and enhancer-trap systems were constructed using the uidA reporter gene with either a splice acceptor or a minimal promoter. Through a high rate of transformation conferred by a method utilizing homologous recombination, 235 gene-trap and 1073 enhancer-trap lines were obtained from 5637 and 3726 transgenic lines, respectively. The expression patterns of these trap lines in the moss gametophyte varied. The candidate gene trapped in a gene-trap line YH209, which shows rhizoid-specific expression, was obtained by 5' and 3' RACE. This gene was named PpGLU, and forms a clade with plant acidic alpha -glucosidase genes. Thus, these gene-trap and enhancer-trap systems should prove useful to identify tissue- and cell-specific genes in Physcomitrella.

第17回国際植物生長物質会議に参加して
岩井 美穂, 斎藤 茂樹, CHON Nguyen Minh, 桑原 明日香, 原田 英美子, 朝比奈 雅志, 小田 篤, DA SILVA Jaime A. T., 野村 崇人, 関 原明, 藤田 知道
植物の生長調節, 36, 2, 222, 228, 一般社団法人植物化学調節学会, 2001年
日本語

Amino Acid Substitution Analyses of the DNA Contact Region, Two Amphipathic α-Helices and a Recognition-Helix-Like Helix outside the Dimeric β-Barrel of Epstein-Barr Virus Nuclear Antigen 1
Tomomichi Fujita, Masato Ikeda, Shuichi Kusano, Makoto Yamazaki, Sayuri Ito, Maya Obayashi, Kazuo Yanagi
Intervirology, 44, 5, 271, 282, S. Karger AG, 2001年
研究論文（学術雑誌）

An improved RNA isolation method for plant tissues containing high levels of phenolic compounds or carbohydrates
R.A. Salzman, T. Fujita, K. Zhu-Salzman, P.M. Hasegawa & R.A. Bressan
Plant Mol Biol Rep, 17, 1, 11, 17, Springer Science and Business Media LLC, 1999年
研究論文（学術雑誌）

Comparative analysis of the regulation of expression and structures of two evolutionarily divergent genes for 〓^1-pyrroline-5-carboxylate synthetase from tomato
FUJITA T.
Plant Physiol., 118, 2, 661, 674, American Society of Plant Biologists (ASPB), 1998年10月01日
研究論文（学術雑誌）

Cloning of a polycistronic cDNA from tomato encoding  -glutamyl kinase and  -glutamyl phosphate reductase
M. Garcia-Rios, T. Fujita, P. C. LaRosa, R. D. Locy, J. M. Clithero, R. A. Bressan, L. N. Csonka
Proceedings of the National Academy of Sciences, 94, 15, 8249, 8254, Proceedings of the National Academy of Sciences, 1997年07月22日
研究論文（学術雑誌）

Cloning of tomPRO1 and tomPRO2 from Lycopersicon esculentum L.: coexistence of polycistronic and monocistronic genes which encode the enzymes catalyzing the first two steps of proline biosynthesis.　　　　　　　　　　　　　　　
A. Maggio, M. Garcia-Rios, T. Fujita, R.A. Bressan, R.J. Joly, P.M. Hasegawa, L.N. Csonka
112, 862, 862, 1996年

Sequence of the cellular T-DNA in the untransformed genome of Nicotiana glauca that is homologous to ORFs 13 and 14 of the Ri plasmid and analysis of its expression in genetic tumors of N. glauca x N. langsdorffii
Seishiro Aoki, Akiyoshi Kawaoka, Masami Sekine, Takanari Ichikawa, Tomomichi Fujita, Atsuhiko Shinmyo, Kunihiko Syono
MGG Molecular & General Genetics, 243, 6, 706, 710, Springer-Verlag, 1994年11月
英語, 研究論文（学術雑誌）, A region homologous to the TL-DNA of Agrobacterium rhizogenes was previously detected in the genome of untransformed Nicotiana glauca and designated cellular T-DNA (cT-DNA). Subsequently, part of this region was sequenced and two genes, which corresponded to rolB and rolC and were named Ng rolB and Ng rolC, were found. We have now sequenced a region of the cT-DNA other than the region that includes Ng rolB and C and we have found two other open reading frames (ORFs), NgORF13 and NgORF14. These ORFs correspond to ORFs 13 and 14 of the TL-DNA of A. rhizogenes and exhibit a high degree of homology to these ORFs, without having a nonsense codon. We have not found any sequence homologous to rolD (ORF15). The two genes, NgORF13 and 14, as well as the Ng rolB and C genes, are expressed in genetic tumors of hybrids between N. glauca and N. langsdorffii but not in leaf tissues of the hybrid. © 1994 Springer-Verlag.

Cloning of cDNAs for genes that are specifically or preferentially expressed during the development of tobacco genetic tumors
Tomomichi Fujita, Hiroshi Kouchi, Takanari Ichikawa, Kunihiko Syõno
Plant J., 5, 5, 645, 654, Wiley, 1994年05月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
研究論文（学術雑誌）

タバコ遺伝的腫ようの腫よう形成に関わる遺伝子の検索
藤田 知道
植物組織培養, 11, 3, 171, 177, Japanese Society for Plant Cell and Molecular Biology, 1994年
日本語

Isolation and Characterization of a cDNA That Encodes a Novel Proteinase Inhibitor I from a Tobacco Genetic Tumor :
FUJITA Tomomichi, KOUCHI Hiroshi, ICHIKAWA Takanari, SYONO Kunihiko
Plant and cell physiology, 34, 1, 137, 142, Japanese Society of Plant Physiologists, 1993年01月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We have isolated a cDNA clone, designated GTI, by screening a tobacco genetic tumor cDNA library with a tumor-specific "subtracted" cDNA probe. The cDNA contained the entire coding sequence for a 94-amino-acid polypeptide that exhibited significant homology to members of the proteinase inhibitor I family from tomato and potato. The predicted protein has a pre-sequence of 22 amino acids but lacks a pro-sequence, unlike genes for proteinase inhibitor I isolated to date. Furthermore, the protein encoded by GTI cDNA has a novel reactive site, having glutamine as the P_1 reactive residue. These results suggest that the GTI protein is a novel member of the proteinase inhibitor I family. The mRNA for GTI accumulated at a high level but only transiently after the wounding of tobacco plants. Thus, it appears that the GTI protein has a function that is related to the protection of tissues against damage due to wounding.

Changes in Morphology, Levels of Endogenous IAA and Protein Composition in Relation to the Development of Tobacco Genetic Tumor Induced in the Dark :
Fujita Tomomichi, Ichikawa Takanari, Syono Kunihiko
Plant and cell physiology, 32, 2, 169, 177, Japanese Society of Plant Physiologists, 1991年03月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
英語, 研究論文（学術雑誌）, When normal shoots which had been regenerated from tobacco genetic tumor cultured in the dark were cut, tumorous tissues were again induced on the cut segments. Morphological examination of the segments, 5 days and 15days after cutting, in a comparison with normally regenerated shoots, revealed active cell division in vascular-bundle tissue and formation of primordial teratoma-like structures in the induced tumorous tissues. Endogeneous IAA remained at a constant, low level throughout the tumorigenetic process. Proteins from each step of tumorigenesis were separated by two-dimensional electrophoresis on mini-gels and visualized by silver staining. Twenty-seven polypeptides showed qualitative or quantitative changes during the tumorigenetic process. These results are discussed in relation to the development of tobacco genetic tumor.

ヒメツリガネゴケが重力の大きさに応答し成長量を変化させることに関する研究
青木真太郎, 山下祐輝, 半場祐子, 蒲池浩之, 唐原一郎, 久米篤, 藤田知道, 日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM), 87th, 2023年

スペース・モス宇宙実験で得たヒメツリガネゴケ仮根系のX線マイクロCTによる3D可視化
唐原一郎, 若林孝尚, 山浦遼平, 玉置大介, 蒲池浩之, 山内大輔, 峰雪芳宣, 星野真人, 上杉健太朗, 嶋津徹, 笠原春夫, 鎌田源司, 鈴木智美, 日渡祐二, 半場祐子, 久米篤, 藤田知道, 日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM), 87th, 2023年

転写因子AP2はヒメツリガネゴケの重力変化に対する光合成・成長応答に関与する—Photosynthetic and Growth Responses of the Gametophore of Physcomitrium Patens to Changes in Gravity
半場, 祐子, 竹村, 香里, 北島, 佐紀人, 山下, 祐輝, 横井, 真希, 篠澤, 章久, 前田, 彩友子, 安井, 祐太郎, 坂田, 洋一, 蒲池, 浩之, 小野田, 雄介, 唐原, 一郎, 久米, 篤, 笠原, 春夫, 鎌田, 源司, 嶋津, 徹, 鈴木, 智美, 矢野, 幸子, 藤田, 知道, HANBA, Yuko T., TAKEMURA, Kaori, KITAJIMA, Sakihito, YAMASHITA, Yuki, YOKOI, Maki, SHINOZAWA, Akihisa, MAEDA, Ayuko, YASUI, Yutaro, SAKATA, Yoichi, KAMACHI, Hiroyuki, ONODA, Yusuke, KARAHARA, Ichiro, KUME, Atsushi, KASAHARA, Haruo, KAMADA, Motoshi, SHIMAZU, Toru, SUZUKI, Tomomi, YANO, Sachiko, FUJITA, Tomomichi, 宇宙環境利用シンポジウム 第37回： 令和四年度 = Space Utilization Research, Vol. 37 2022: Proceedings of The Thirty-seventh Space Utilization Symposium, 2023年01月
第37回宇宙環境利用シンポジウム (2023年1月17日-18日. オンライン開催)
Space Utilization Research (January 17-18, 2023. Online Meeting)
著者人数: 19名
資料番号: SA6000180014
G-8, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

パラボリックフライトにおける重力に応じたヒメツリガネゴケ細胞内カルシウムイオン動態のライブイメージング解析—Live-Imaging of Cytoplasmic Ca2+ Concentration of the Physcomitrium Cells in Response to Gravity During Parabolic Flights
日渡, 祐二, 逵, ローレンス かおる, 蒲池, 浩之, 唐原, 一郎, 半場, 祐子, 久米, 篤, 藤田, 知道, 鈴木, 智美, 嶋津, 徹, HIWATARI, Yuji, TSUJI, Kaoru Lorence, KAMACHI, Hiroyuki, KARAHARA, Ichiro, HANBA, Yuko T., KUME, Atsushi, FUJITA, Tomomichi, SUZUKi, Tomomi, SHIMAZU, Toru, 宇宙環境利用シンポジウム 第37回： 令和四年度 = Space Utilization Research, Vol. 37 2022: Proceedings of The Thirty-seventh Space Utilization Symposium, 2023年01月
第37回宇宙環境利用シンポジウム (2023年1月17日-18日. オンライン開催)
Space Utilization Research (January 17-18, 2023. Online Meeting)
資料番号: SA6000180013
G-7, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

パラボリックフライトにおける重力に応じたヒメツリガネゴケ細胞内カルシウムイオン動態のライブイメージング解析　　　　　　　　　　　　　　　
日渡 祐二, 逵 ローレンス かおる, 蒲池 浩之, 唐原 一郎, 半場 祐子, 久米 篤, 藤田 知道, 鈴木 智美, 嶋津 徹, 宇宙環境利用シンポジウム 第37回： 令和四年度/Space Utilization Research, Vol. 37 2022: Proceedings of The Thirty-seventh Space Utilization Symposium, (2023-01), 2023年01月

「スペース・モス」の活動報告：ISS における宇宙微小重力実験から地上過重力実験まで—Report on Space Moss project: from microgravity experiments on the ISS to hyper-gravity experiments
藤田, 知道, 久米, 篤, 蒲池, 浩之, 半場, 祐子, 日渡, 祐二, 唐原, 一郎, 小野田, 雄介, 横井, 真希, ヴィアチェスラヴォヴァ, アリサ, 山下, 祐輝, バイヤー, マルセル, 安田, 柚里, 中澤, 誠, 新濱, 梨奈, 佐々木, 智哉, 逵, かおる, 平山, 桃菜, 笠原, 春夫, 鈴木, 智美, 嶋津, 徹, 鎌田, 源司, 矢野, 幸子, FUJITA, Tomomichi, KUME, Atsushi, KAMACHI, Hiroyuki, HANBA, T. Yuko, HIWATASHI, Yuji, KARAHARA, Ichiro, ONODA, Yusuke, YOKOI, Maki, ALISA, Vyacheslavova, YAMASHITA, Yuki, BEIER, Marcel, YASUDA, Yuri, NAKAZAWA, Makoto, SHINHAMA, Rina, SASAKI, Tomoya, TSUJI, Kaoru, HIRAYAMA, Momona, KASAHARA, Haruo, SUZUKI, Tomomi, SHIMAZU, Toru, KAMADA, Motoshi, YANO, Sachiko, 宇宙環境利用シンポジウム 第36回： 令和三年度 = Space Utilization Research, Vol. 36 2021: Proceedings of The Thirty-sixth Space Utilization Symposium, 2022年01月
第36回宇宙環境利用シンポジウム (2022年1月18日-19日. オンライン開催)
Space Utilization Research (January 18-19, 2022. Online Meeting)
著者人数: 22名
資料番号: SA6000168005
G-04, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

国際宇宙ステーションで生育したヒメツリガネゴケ茎葉体の機械的特性—Mechanical Properties of the Moss Physcomitrium patens Gametophores Grown in the International Space Station
蒲池, 浩之, 小野田, 雄介, 新濱, 梨奈, 浅野, 加杜己, 森, 耀久, 佐々木, 智哉, 唐原, 一郎, 久米, 篤, 半場, 祐子, 笠原, 春夫, 鎌田, 源司, 嶋津, 徹, 鈴木, 智美, 矢野, 幸子, 藤田, 知道, KAMACHI, Hiroyuki, ONODA, Yusuke, SHINHAMA, Rina, ASANO, Kazuki, MORI, Akihisa, SASAKI, Tomoya, KARAHARA, Ichirou, KUME, Atsushi, HANBA, Yuko, KASAHARA, Haruo, KAMADA, Motoshi, SHIMAZU, Toru, SUZUKI, Tomomi, YANO, Sachiko, FUJITA, Tomomichi, 宇宙環境利用シンポジウム 第35回： 令和二年度 = Space Utilization Research, Vol. 35 2020: Proceedings of The Thirty-fifth Space Utilization Symposium, 35, 2021年01月
第35回宇宙環境利用シンポジウム(2021年1月19日-20日. オンライン開催)
Space Utilization Research (January 19-20, 2021. Online Meeting)
著者人数: 15名
資料番号: SA6000156012
レポート番号: G-04, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

国際宇宙ステーション(ISS) で生育したヒメツリガネゴケ茎葉体の光合成・成長特性—Photosynthesis and Growth Traits of the Moss Physcomitrium patens Gametophores Grown in the International Space Station
半場, 祐子, 安田, 柚里, 中澤, 誠, 蒲池, 浩之, 小野田, 雄介, 唐原, 一郎, 久米, 篤, 笠原, 春夫, 鎌田, 源司, 嶋津, 徹, 鈴木, 智美, 矢野, 幸子, 藤田, 知道, HANBA, Yuko, YASUDA, Yuri, NAKAZAWA, Makoto, KAMACHI, Hiroyuki, ONODA, Yusuke, KARAHARA, Ichirou, KUME, Atsushi, KASAHARA, Haruo, KAMADA, Motoshi, SHIMIZU, Toru, SUZUKI, Tomomi, YANO, Sachiko, FUJITA, Tomomichi, 宇宙環境利用シンポジウム 第35回： 令和二年度 = Space Utilization Research, Vol. 35 2020: Proceedings of The Thirty-fifth Space Utilization Symposium, 35, 2021年01月
第35回宇宙環境利用シンポジウム(2021年1月19日-20日. オンライン開催)
Space Utilization Research (January 19-20, 2021. Online Meeting)
著者人数: 13名
資料番号: SA6000156011
レポート番号: G-03, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

宇宙における植物の生活環 －根系の三次元形態の評価を通じた低重力植物栽培条件の最適化を目指して－
唐原 一郎, 山浦 遼平, 黒金 智文, 山内 大輔, 峰雪 芳宣, 蒲池 浩之, 橋本 博文, 星野 真人, 上杉 健太朗, 中井 勇介, 中野 明正, 谷畑 昂士郎, 玉置 大介, 西内 巧, 高尾 泰昌, 田浦 太志, 矢野 幸子, 谷垣 文章, 嶋津 徹, 笠原 春夫, 鎌田 源司, 鈴木 智美, 小野田 雄介, 久米 篤, 半場 祐子, 藤田 知道, 神阪 盛一郎, KASAHARA Ichirou, YAMAMURA Ryohei, KUROGANE Tomofumi, YAMAUCHI Daisuke, MINEYUKI Yoshinobu, KAMACHI Hiroyuki, HASHIMOTO Hirofumi, HOSHINO Makoto, UESUGI Kentaro, NAKAI Yusuke, NAKANO Akimasa, TANIHATA Koshiro, TAMAOKI Daisuke, NISHIUCHI Takumi, TAKAO Yasumasa, TAURA Futoshi, YANO Sachiko, TANIGAKI Fumiaki, SHIMAZU Toru, KASAHARA Haruo, KAMADA Motoshi, SUZUKI Tomomi, ONODA Yusuke, KUME Atsushi, HANBA Yuko, FUJITA Tomomichi, KAMISAKA Seiichiro, 宇宙環境利用シンポジウム 第35回： 令和二年度 = Space Utilization Research, Vol. 35 2020: Proceedings of The Thirty-fourth Space Utilization Symposium, 35, 2021年01月
第35回宇宙環境利用シンポジウム(2021年1月19日-20日. オンライン開催)著者人数: 27名資料番号: SA6000156002レポート番号: F-01, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

ヒメツリガネゴケ茎葉体の発生とアルギニン代謝
川出健介, 川出健介, 川出健介, 川出健介, 堀口吾朗, 及川彰, 及川彰, 平井優美, 斉藤和季, 斉藤和季, 藤田知道, 塚谷裕一, Plant Morphology, 32, 1, 2020年

茎葉体の発生と代謝をつなぐ転写調節ネットワーク
川出健介, 川出健介, 川出健介, 広瀬侑, 堀口吾朗, 堀口吾朗, 及川彰, 及川彰, 平井優美, 斉藤和季, 斉藤和季, 藤田知道, 塚谷裕一, 日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM), 84th, 2020年

ヒメツリガネゴケの環境ストレス下での応答
中澤誠, 横井真希, 藤田知道, 新濱梨奈, 浅野加杜己, 蒲池浩之, 唐原一郎, 久米篤, 小野田雄介, 笠原春夫, 鈴木智美, 嶋津徹, 半場祐子, 日本生態学会大会講演要旨(Web), 67th, 2020年

ヒメツリガネゴケ変異体(cdka)の過重力応答
安田柚里, 久米篤, 森耀久, 蒲池浩之, 藤田知道, 半場祐子, 日本生態学会大会講演要旨(Web), 67th, 2020年

共生と競争の狭間で：植物の声を聞いてみる　　　　　　　　　　　　　　　
藤田 知道, 特集「30年後の植物科学」植物科学の最前線（BSJ-Review）発行10周年記念（日本植物学会）, 2020年, ［筆頭著者, 責任著者］

1gとは異なる重力環境で植物はどのように育つのだろうか －コケ植物を用いた宇宙実験(スペース・モス)から期待できること－
藤田知道, 久米篤, 蒲池浩之, 小野田雄介, 半場祐子, 日渡祐二, 唐原一郎, 植物科学の最前線 BSJ-Review, 「宇宙から識る植物科学」（日本植物学会 ）, 11,, 60, 74, 2020年, ［査読有り］, ［招待有り］, ［筆頭著者, 責任著者］

コケ植物を用いた宇宙実験：スペース・モスの活動報告
久米 篤, 藤田 知道, 蒲池 浩之, 半場 祐子, 日渡 祐二, 唐原 一郎, 小野田 雄介, 横井 真希, ヴィアチェスラヴォヴァ アリサ, 山下 祐輝, 安田 柚里, 中澤 誠, 新濱 梨奈, 浅野 加杜己, 逵 かおる, 平山 桃菜, 笠原 春夫, 鈴木 智美, 島津 徹, 鎌田 源司, Kume Asushi, Fujita Tomomichi, Kamachi Hiroyuki, Hanba Yuko T, Hiwatari Yuji, Karahara Ichiro, Onoda Yusuke, Yokoi Maki, Vyacheslavova Alisa, Yamashita Yuki, Yasuda Yuri, Nakazawa Makoto, Shinhama Rina, Asano Kazuki, Tsuji Kaoru, Hirayama Momona, Kasahara Haruo, Suzuki Tomomi, Shimazu Toru, Kamata Motoshi, 宇宙環境利用シンポジウム 第34回： 令和元年度 = Space Utilization Research, Vol. 34 2019: Proceedings of The Thirty-fourth Space Utilization Symposium, 34, 2020年01月
第34回宇宙環境利用シンポジウム (2020年1月21日-22日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 20名資料番号: SA6000145014, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

宇宙における植物の生活環 －シロイヌナズナの生殖器官・根系およびマメ科薬用植物形態への重力影響－
唐原 一郎, 澤田 綾太, 谷畑 昂士郎, 山浦 遼平, 黒金 智文, 玉置 大介, 矢野 幸子, 谷垣 文章, 嶋津 徹, 笠原 春夫, 山内 大輔, 上杉 健太朗, 星野 真人, 峰雪 芳宣, 高尾 泰昌, 田浦 太志, 黒崎 文也, ChinPiow WONG, 森田 洋行, 蒲池 浩之, 久米 篤, 西内 巧, 曽我 康一, 吉田 久美, 半場 祐子, 藤田 知道, 神阪 盛一郎, Karahara Ichiro, Sawada Ryota, Tanihata Koshiro, Yamaura Ryohei, Kurogane Tomofumi, Tamaoki Daisuke, Yano Sachiko, Tanigaki Fumiaki, Shimazu Toru, Kasahara Haruo, Yamauchi Daisuke, Uesugi Kentaro, Hoshino Makoto, Mineyuki Yoshinobu, Takao Yasumasa, Taura Futoshi, Kurosaki Fumiya, Chin Piow WONG, Morita Hiroyuki, Kamachi Hiroyuki, Kume Atsushi, Nishiuchi Takumi, Soga Koichi, Yoshida Kumi, Hanba Yuko T, Fujita Tomomichi, Kamisaka Seiichiro, 宇宙環境利用シンポジウム 第34回： 令和元年度 = Space Utilization Research, Vol. 34 2019: Proceedings of The Thirty-fourth Space Utilization Symposium, 34, 2020年01月
第34回宇宙環境利用シンポジウム (2020年1月21日-22日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 27名資料番号: SA6000145015, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

ヒメツリガネゴケ変異体(CDKA)の過重力応答
安田柚里, 久米篤, 森耀久, 蒲池浩之, 藤田知道, 半場祐子, 日本植物学会大会研究発表記録, 83rd, 2019年

陸上植物におけるCDKAによる葉縁体運動制御
井上夏実, BAO Liang, 菅原駿人, 石川雅樹, 石川雅樹, 後藤栄治, 関根政実, TEH Ooikock, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 和田正三, 藤田知道, 日本植物学会大会研究発表記録, 83rd, 2019年

10Gで生育したヒメツリガネゴケ茎葉体の機械的性質
新濱 梨奈, 森 耀久, 小野田 雄介, 長嶋 寿江, 久米 篤, 唐原 一郎, 半場 祐子, 藤田 知道, 蒲池 浩之, Shinhama Rina, Mori Akihisa, Onoda Yusuke, Nagashima Hisae, Kume Atsushi, Karahara Ichiro, Hanba Yuko T, Fujita Tomomichi, Kamachi Hiroyuki, 宇宙環境利用シンポジウム 第33回： 平成30年度 = Space Utilization Research, Vol. 33 2018: Proceedings of The Thirty-third Space Utilization Symposium, 33, 2019年01月
第33回宇宙環境利用シンポジウム (2019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: SA6000132008, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

植物の近接リモートセンシング技術の宇宙利用　　　　　　　　　　　　　　　
久米 篤, 松田 修, 藤田 知道, Proceedings of The Thirty-second Space Utilization Symposium, 32, 2019年
日本語, 研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）

Recommendation of [Tylewicz S et al., Science 2018 360(6385):212-215]
Tomomichi Fujita, F1000Prime, 2018年06月

微小重力の宇宙実験下におけるヒメツリガネゴケの栽培環境の検討
安田柚里, 久米篤, 蒲池浩之, 森耀久, 唐原一郎, 藤田知道, 半場祐子, 日本生態学会大会講演要旨(Web), 65th, 2018年

過重力環境で生育したヒメツリガネゴケ茎葉体の力学的特性
新濱梨奈, 森耀久, 小野田雄介, 長嶋寿江, 久米篤, 唐原一郎, 半場祐子, 藤田知道, 蒲池浩之, 日本植物学会大会研究発表記録, 82nd, 2018年

1Gとは異なる重力環境におけるヒメツリガネゴケの成長,光合成,遺伝子発現変化
藤田知道, 北島佐紀人, 蒲池浩之, 久米篤, 唐原一郎, 坂田洋一, 半場祐子, 日本植物学会大会研究発表記録, 82nd, 2018年

微小重力の宇宙実験下におけるヒメツリガネゴケの栽培環境の検討
安田柚里, 久米篤, 蒲池浩之, 藤田知道, 半場祐子, 日本植物学会大会研究発表記録, 82nd, 2018年

過重力に対するヒメツリガネゴケの成長・光合成応答メカニズム ー遺伝子発現と形態解析ー
半場 祐子, 安田 柚里, 阪口 直哉, 亀石 隆司, 竹村 香里, 渡辺 璃那, 北島 佐紀人, 藤田 知道, 横井 真希, 坂田 洋一, 篠澤 章久, 久米 篤, 唐原 一郎, 蒲池 浩之, 森 耀久, Hanba Yuko, Yasuda Yuri, Sakaguchi Naoya, Kameishi Ryuji, Takemura Kaori, Watanabe Rina, Kitajima Sakihito, Fujita Tomomichi, Yokoi Maki, Sakata Yoichi, Shinozawa Akihisa, Kume Atsushi, Karahara Ichirou, Kamachi Hiroyuki, Mori Akihisa, 宇宙環境利用シンポジウム 第32回： 平成29年度 = Space Utilization Research, Vol. 32 2017: Proceedings of The Thirty-second Space Utilization Symposium, 32, 2018年01月
第32回宇宙環境利用シンポジウム (2018年1月15日-16日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 15名資料番号: SA6000117010, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

宇宙における植物の生活環 －茎の組織形成に対する長期過重力影響および根系形態可視化の試み－
唐原 一郎, 篠笥 公隆, 黒金 智文, 村本 雅樹, 玉置 大介, 矢野 幸子, 谷垣 文章, 嶋津 徹, 笠原 春夫, 山内 大輔, 上杉 健太朗, 星野 真人, 峰雪 芳宣, 蒲池 浩之, 久米 篤, 西内 巧, 曽我 康一, 吉田 久美, 半場 祐子, 藤田 知道, 神阪 盛一郎, Karahara Ichirou, Sasaki Kimitaka, Kurogane Tomofumi, Muramoto Masaki, Tamaoki Daisuke, Yano Sachiko, Tanigaki Fumiaki, Shimizu Toru, Kasahara Haruo, Yamauchi Daisuke, Uesugi Kentaro, Hoshino Makoto, Mineyuki Yoshinobu, Kamachi Hiroyuki, Kume Atsushi, Nishiuchi Takumi, Soga Koichi, Yoshida Kumi, Hanba Yuko T., Fujita Tomomichi, Kamisaka Seiichiro, 宇宙環境利用シンポジウム 第32回： 平成29年度 = Space Utilization Research, Vol. 32 2017: Proceedings of The Thirty-second Space Utilization Symposium, 32, 2018年01月
第32回宇宙環境利用シンポジウム (2018年1月15日-16日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 21名資料番号: SA6000117008, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

Hypergravity of 10g Changes Plant Growth, Anatomy, Chloroplast Size, and Photosynthesis in the Moss Physcomitrella patens
Kaori Takemura, Rina Watanabe, Ryuji Kameishi, Naoya Sakaguchi, Hiroyuki Kamachi, Atsushi Kume, Ichirou Karahara, Yuko T. Hanba, Tomomichi Fujita, MICROGRAVITY SCIENCE AND TECHNOLOGY, 29, 6, 467, 473, 2017年12月
The photosynthetic and anatomical responses of bryophytes to changes in gravity will provide crucial information for estimating how these plant traits evolved to adapt to changes in gravity in land plant history. We performed long-term hypergravity experiments at 10g for 4 and 8 weeks using the moss Physcomitrella patens with two centrifuges equipped with lighting systems that enable long-term plant growth under hypergravity with irradiance. The aims of this study are (1) to quantify changes in the anatomy and morphology of P. patens, and (2) to analyze the post-effects of hypergravity on photosynthesis by P. patens in relation to these changes. We measured photosynthesis by P. patens for a population of gametophores (e.g., canopy) in Petri dishes and plant culture boxes. Gametophore numbers increased by 9% for a canopy of P. patens, with 24-27% increases in chloroplast sizes (diameter and thickness) in leaf cells. In a canopy of P. patens, the area-based photosynthesis rate (A (canopy)) was increased by 57% at 10g. The increase observed in A (canopy) was associated with greater plant numbers and chloroplast sizes, both of which involved enhanced CO2 diffusion from the atmosphere to chloroplasts in the canopies of P. patens. These results suggest that changes in gravity are important environmental stimuli to induce changes in plant growth and photosynthesis by P. patens, in which an alteration in chloroplast size is one of the key traits. We are now planning an ISS experiment to investigate the responses of P. patens to microgravity., SPRINGER, 英語

植物栽培における重力環境制御の基礎
唐原一郎, 玉置大介, 久米篤, 蒲池浩之, 半場祐子, 藤田知道, アグリバイオ, 1, 11, 1176‐1179, 1179, 2017年10月20日
北隆館, 日本語

過重力下におけるコケ植物の形態変化
亀石隆司, 阪口直哉, 蒲池浩之, 唐原一郎, 久米篤, 藤田知道, 半場祐子, 日本生態学会大会講演要旨(Web), 64th, 2017年

モデル植物であるヒメツリガネゴケの過重力応答とそのメカニズム～長期過重力栽培実験の結果から～
阪口 直哉, 亀石 隆司, 竹村 香里, 渡辺 璃那, 久米 篤, 唐原 一郎, 藤田 知道, 蒲池 浩之, 半場 祐子, Sakaguchi Naoya, Kameishi Ryuji, Takemura Kaori, Watanabe Rina, Kume Atsushi, Karahara Ichirou, Fujita Tomomichi, Kamachi Hiroyuki, Hanba Yuko T., 宇宙環境利用シンポジウム 第31回： 平成28年度 = Space Utilization Research, Vol. 31 2016: Proceedings of The Thirty-first Space Utilization Sysmposium, 31, 2017年01月
第31回宇宙環境利用シンポジウム (2017年1月16日-17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: SA6000061027, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

過重力植物栽培装置の振動の影響について
森 耀久, 蒲池 浩之, 唐原 一郎, 久米 篤, 半場 祐子, 竹村 香里, 藤田 知道, Mori Akihisa, Kamachi Hiroyuki, Karahara Ichirou, Kume Atsushi, Hanba Yuko T., Takemura Kaori, Fujita Tomomichi, 宇宙環境利用シンポジウム 第31回： 平成28年度 = Space Utilization Research, Vol. 31 2016: Proceedings of The Thirty-first Space Utilization Sysmposium, 31, 2017年01月
第31回宇宙環境利用シンポジウム (2017年1月16日-17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: SA6000061028, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

Recommendation of [Kameoka H et al., Plant Physiol 2016 172(3):1844-1852]
Fujita T, Kitagawa M, F1000Prime, 2016年10月

ヒメツリガネゴケCDKAによる光応答の制御
井上夏実, BAO Liang, 石川雅樹, 石川雅樹, 比嘉毅, 日渡祐二, 関根政実, 綿引雅昭, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 和田正三, 藤田知道, 日本植物学会大会研究発表記録, 80th, 164, 2016年09月01日
日本語

Recommendation of [Landrein B et al., elife 2015 4:e07811]
Fujita T, Kitagawa M, F1000Prime, 2016年05月

過重力がヒメツリガネゴケの成長と光合成に与える影響
半場 祐子, 竹村 香里, 阪口 直哉, 渡辺 璃那, 久米 篤, 唐原 一郎, 藤田 知道, 蒲池 浩之, Hanba Yuko T., Takemura Kaori, Sakaguchi Naoya, Watanabe Rina, Kume Atsushi, Karahara Ichirou, Fujita Tomomichi, Kamachi Hiroyuki, 宇宙環境利用シンポジウム 第30回： 平成27年度 = Space Utilization Research, Vol. 30 2015: Proceedings of The Thirtieth Space Utilization Symposium, 30, 2016年01月
第30回宇宙環境利用シンポジウム (2016年1月19日-20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: SA6000048007, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

植物成長の重力影響実験において考慮すべき栽培環境について
久米 篤, 蒲池 浩之, 唐原 一郎, 半場 祐子, 藤田 知道, Kume Atsushi, Kamachi Hiroyuki, Karahara Ichirou, Hanba Yuko T, Fujita Tomomichi, 宇宙環境利用シンポジウム 第30回： 平成27年度 = Space Utilization Research, Vol. 30 2015: Proceedings of The Thirtieth Space Utilization Symposium, 30, 2016年01月
第30回宇宙環境利用シンポジウム (2016年1月19日-20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: SA6000048045, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

過重力下におけるヒメツリガネゴケの光合成能力と形態変化
竹村香里, 蒲池浩之, 久米篤, 藤田知道, 唐原一郎, 半場祐子, 日本生態学会大会講演要旨(Web), 62nd, 2015年

コケ植物を用いた宇宙実験に向けて：スペース・モスの活動報告
藤田, 知道, 蒲池, 浩之, 唐原, 一郎, 久米, 篤, 坂田, 洋一, 高林, 厚史, 田中, 歩, 長嶋, 寿江, 西山, 智明, 橋本, 博文, 長谷部, 光泰, 半場, 祐子, 日渡, 祐二, 松田, 修, 本村, 泰三, 矢野, 幸子, Proceedings of The Twenty-ninth Space Utilization Sysmposium, 29, 19, 20, 2014年
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
Space Utilization Research (January 24-25, 2015. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency(JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan
著者人数: 16名
資料番号: SA6000035009
レポート番号: ISAS-SUR29-S04, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS), 日本語

コケ植物を用いた宇宙実験に向けて：ヒメツリガネゴケの過重力応答　　　　　　　　　　　　　　　
久米, 篤, 蒲池, 浩之, 半場, 祐子, 竹村, 香里, 唐原, 一郎, 長嶋, 寿江, 矢野, 幸子, 藤田 知道, Proceedings of The Twenty-ninth Space Utilization Sysmposium, 29, 21, 22, 2014年

過重力下におけるヒメツリガネゴケの光合成能力と形態変化
竹村香里, 蒲池浩之, 久米篤, 藤田知道, 唐原一郎, 半場祐子, 日本植物学会大会研究発表記録, 78th, 2014年

過重力下におけるヒメツリガネゴケの光合成能力と形態変化
竹村香里, 蒲池浩之, 久米篤, 藤田知道, 唐原一郎, 半場祐子, 日本生態学会大会講演要旨(Web), 61st, 2014年

アブシジン酸依存的な原形質連絡制御
北川宗典, 友井拓実, 佐藤繭子, 豊岡公徳, 坂田洋一, 榊原均, 藤田知道, 日本植物学会大会研究発表記録, 78th, 2014年

細胞周期進行と環境応答を同時に制御する植物サイクリン依存性キナーゼCDKAの機能解析
川田慎也, LIANG Bao, 石橋充浩, 巻口勇馬, 野田なつみ, 日渡祐二, 石川雅樹, 石川雅樹, 鈴木穣, 菅野純夫, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 藤田知道, 日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web), 37th, 2014年

過重力下におけるヒメツリガネゴケの光合成能力と形態変化
竹村香里, 蒲池浩之, 久米篤, 藤田知道, 唐原一郎, 半場祐子, 日本植物学会大会研究発表記録, 77th, 2013年

細胞の分化状態に応じた原形質連絡を介する分子輸送制御
北川宗典, 綾部美晴, 豊岡公徳, 佐藤繭子, 西山智明, 寺内真, 本村泰三, 村田隆, 佐藤良勝, 長谷部光泰, 藤田知道, 日本植物学会大会研究発表記録, 77th, 2013年

ヒメツリガネゴケにおけるCDKAの機能解析
石橋充浩, 巻口勇馬, 野田なつみ, 日渡祐二, 日渡祐二, 石川雅樹, 石川雅樹, 鈴木穣, 菅野純夫, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 藤田知道, 日本植物生理学会年会要旨集, 54th, 2013年

ヒメツリガネゴケ原糸体を用いた細胞レベルでの原形質連絡制御の解析
北川宗典, 松崎潤, 佐藤良勝, 藤田知道, 日本植物生理学会年会要旨集, 51st, 2010年

ヒメツリガネゴケにおけるABAによる不等分裂から等分裂への切り替えの解析
仲村康平, 石川雅樹, SAKATA Yoichi, QUATRANO Ralph S., 日渡祐二, 日渡祐二, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 藤田知道, 日本植物生理学会年会要旨集, 51st, 2010年

46.ヒメツリガネゴケが生産するステロイドホルモン(口頭発表)
野村 崇人, 柴田 恭美, 藤田 知道, 中野 雄司, 横田 孝雄, 植物化学調節学会 研究発表記録集, 44, 60, 60, 2009年
Genetic studies have revealed that brassinosteroids (BRs) are essential plant hormones for growth and development of seed plants. However, little is known about the occurrence and physiological roles of BRs in ferns and moss. The biosynthesis genes of sterols are highly conserved in lower to higher plants. However, the genome of the moss, Physcomitrella patens comprises no genes with high similarity to BR biosynthesis genes of seed plants. In order to know whether P. patens produces BRs, we analyzed endogenous BRs in the protonema using GC-MS. Furthermore, we also analyzed endogenous animal steroid hormones using the same material although their roles and biosynthesis in plants are unknown. As the result, a small amount of castasterone that is a biological active form in seed plants and a series of the precursors such as 6-dexoxocastasterone were identified in P. patens. In addition, animal steroid hormones including progesterone were also identified. These findings may imply that not only BRs but also animal steroid hormones had been utilized as physiologically active steroids before the branching-off from the common ancestor into moss and seed plants., 一般社団法人 植物化学調節学会, 日本語

原形質連絡による細胞間情報伝達制御と細胞の分化状態との関係性を探る
北川宗典, 佐藤良勝, 藤田知道, 日本植物生理学会年会要旨集, 50th, 2009年

不等分裂モデルであるヒメツリガネゴケ頂端幹細胞に局在するタンパク質群の同定および機能解析
丸山剛史, 橋本薫, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 久保稔, 小田祥久, 佐野俊夫, 馳澤盛一郎, 村田隆, 村田隆, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 藤田知道, 日本植物生理学会年会要旨集, 50th, 2009年

ヒメツリガネゴケにおいて不等分裂制御への関与が推測されるGRASファミリー転写因子の機能解析
一力綾子, 丸山剛史, 今井章裕, 橋本薫, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 宮脇香織, 村田隆, 村田隆, 三上浩司, 倉田哲也, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 藤田知道, 日本分子生物学会年会講演要旨集, 32nd, Vol.3, 2009年

ヒメツリガネゴケにおけるABAによる不等分裂から等分裂への切り替えの解析
中村康平, 石川雅樹, 坂田洋一, QUATRANO Ralph, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 藤田知道, 日本分子生物学会年会講演要旨集, 32nd, Vol.3, 2009年

ヒメツリガネゴケミトコンドリア移行型RecAタンパク質の機能解析
小田原真樹, 井上貴之, 黒岩晴子, 藤田知道, 長谷部光泰, 黒岩常祥, 関根靖彦, 日本植物生理学会年会要旨集, 49th, 278, 2008年03月15日
日本語

植物幹細胞に蓄積するタンパク質群のタイムラプス解析
丸山剛史, 橋本薫, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 小田祥久, 佐野俊夫, 馳澤盛一郎, 村田隆, 村田隆, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 藤田知道, 生化学, 2008年

ヒメツリガネゴケ頂端幹細胞に局在するタンパク質の不等分裂時における動態解析
丸山剛史, 橋本薫, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 村田隆, 村田隆, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 藤田知道, 日本植物生理学会年会要旨集, 49th, 2008年

ヒメツリガネゴケにおける不等分裂に関わる因子の相互作用
一力綾子, 丸山剛史, 橋本薫, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 村田隆, 村田隆, 三上浩司, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 藤田知道, 日本植物学会大会研究発表記録, 72nd, 2008年

陸上植物の発生進化を引き起こしたゲノム進化
長谷部光泰, 西山智明, 棚橋貴子, 青野直樹, 青山剛士, 程朝陽, 藤田知道, 橋本薫, 平井正良, 日渡祐二, 石川雅樹, 岩田美根子, 久保稔, 倉田哲也, 三上浩司, 宮崎さおり, 森長真一, 村田隆, 小原真理, 小栗康子, 小野寺直子, 佐藤良勝, 住川直美, 篠原直貴, 若月幸子, 杉本渚, 日本植物生理学会年会要旨集, 48th, 124, 2007年03月15日
日本語

ヒメツリガネゴケの液胞は微小管によって制御されている
小田祥久, 佐野俊夫, 藤田知道, 日渡祐二, 佐藤良勝, 朽名夏麿, 平田愛子, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 馳澤盛一郎, 日本植物生理学会年会要旨集, 48th, 2007年

幹細胞に局在する新規タンパク質の同定
藤田知道, 橋本薫, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 村田隆, 村田隆, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 日本植物生理学会年会要旨集, 48th, 2007年

植物幹細胞の不等分裂により非対称に分配されるタンパク質の同定
丸山剛史, 橋本薫, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 村田隆, 村田隆, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 藤田知道, 生化学, 2007年

Evolution of developmental genes in land plants inferred from large-scale phylogenetic analyses 2
TANAHASHI Takako, NISHIYAMA Tomoaki, AONO Naoki, AOYAMA Tsuyoshi, CHENG Chaoyang, FUJITA Tomomichi, HASHIMOTO Kaoru, HIRAI Tadayoshi, HIWATASHI Yuji, ISHIKAWA Masaki, IWATA Mineko, KUBO Minoru, KURATA Tetsuya, MIKAMI Koji, MIYAZAKI Saori, MORINAGA Shinichi, MURATA Takashi, OBARA Mari, OGURI Yasuko, ONODERA Naoko, SATO Yoshikatsu, SHINOHARA Naoki, SUMIKAWA Naomi, WAKAZUKI Sachiko, HASEBE Mitsuyasu, Journal of plant research, 119, 143, 143, 2006年12月01日
英語

Evolution of developmental genes in land plants inferred from large-scale phylogenetic analyses 1
NISHIYAMA Tomoaki, TANAHASHI Takako, AONO Naoki, AOYAMA Tsuyoshi, CHENG Chaoyang, FUJITA Tomomichi, HASHIMOTO Kaoru, HIRAI Tadayoshi, HIWATASHI Yuji, ISHIKAWA Masaki, IWATA Mineko, KUBO Minoru, KURATA Tetsuya, MIKAMI Koji, MIYAZAKI Saori, MORINAGA Shinichi, MURATA Takashi, OBARA Mari, OGURI Yasuko, ONODERA Naoko, SATO Yoshikatsu, SHINOHARA Naoki, SUMIKAWA Naomi, WAKAZUKI Sachiko, HASEBE Mitsuyasu, Journal of plant research, 119, 142, 143, 2006年12月01日
英語

Identification of proteins which accumulate preferentially in stem cell daughter rather than in nonstem cell daughter after asymmetric cell division of plant stem cell
FUJITA Tomomichi, HASHIMOTO Kaoru, HIWATASHI Yuji, SATO Yoshikatsu, MURATA Takashi, HASEBE Mitsuyasu, Journal of plant research, 119, 151, 152, 2006年12月01日
英語

Isolation and functional analysis of PIN-like genes encoding an auxin efflux carrier in the moss Physcomitrella patens
KAWAI Junko, SAKAGUCHI Hisako, FUJITA Tomomichi, HASEBE Mituyasu, ITO Motomi, Journal of plant research, 119, 153, 154, 2006年12月01日
英語

ヒメツリガネゴケ再生異常を引き起こす因子pphn 36p08の解析
橋本薫, 橋本薫, 藤田知道, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 佐藤良勝, 村田隆, 村田隆, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 日本植物生理学会年会要旨集, 47th, 2006年

植物不等分裂に関わるヒメツリガネゴケ遺伝子産物の局在解析
藤田知道, 橋本薫, 橋本薫, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 村田隆, 村田隆, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 日本植物生理学会年会要旨集, 47th, 2006年

In vivo localization of proteins that affect asymmetric cell division by overexpression analysis in Physcomitrella patens
T Fujita, K Hashimoto, Y Hiwatashi, Y Sato, T Murata, M Hasebe, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 47, S117, S117, 2006年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

Regulation of the vacuolar and cytoplasmic localization in protonemata of Physcomitrella patens
Y Oda, N Kutsuna, T Sano, T Fujita, M Hasebe, S Hasezawa, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 47, S111, S111, 2006年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

Analysis of a novel factor, pphn36p08 that caused abnormal regeneration of protoplast in Physcomitrella patens
K Hashimoto, T Fujita, Y Hiwatashi, Y Sato, T Murata, M Hasebe, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 47, S74, S74, 2006年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

A plant-specific kinesin-like protein, API1, regulates microtubule arrays of spindles and phragmoplasts
Y Hiwatashi, M Obara, T Fujita, T Murata, M Hasebe, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 47, S153, S153, 2006年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

ヒメツリガネゴケミトコンドリア移行型RecAホモログはミトコンドリアゲノムの反復配列間における組換え反応を抑制し,ゲノムの安定化に寄与する
小田原真樹, 井上貴之, 藤田知道, 長谷部光泰, 黒岩晴子, 黒岩常祥, 関根靖彦, 日本分子生物学会年会講演要旨集, 28th, 176, 2005年11月25日
日本語

植物の細胞極性,不等分裂に関わる遺伝子群の細胞内局在解析
藤田知道, 橋本薫, 橋本薫, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 村田隆, 村田隆, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 日本分子生物学会年会講演要旨集, 28th, 2005年

プロトプラスト再生系を用いた植物細胞極性,不等分裂に関わる遺伝子群
藤田知道, 橋本薫, 佐藤良勝, 日渡祐二, 西山智明, 村田隆, 長谷部光泰, 日本植物生理学会年会要旨集, 46th, 2005年

ヒメツリガネゴケ再生異常を引き起こす新規不等分裂因子pphn36p08の解析
橋本薫, 橋本薫, 藤田知道, 日渡祐二, 日渡祐二, 佐藤良勝, 村田隆, 村田隆, 長谷部光泰, 長谷部光泰, 日本分子生物学会年会講演要旨集, 28th, 2005年

Visualization of tonoplast and analysis of its structures in Physcomitrella patens
Y Oda, T Fujita, M Hasebe, S Hasezawa, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 46, S230, S230, 2005年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

Identification of genes involved in cell polarity or asymmetric cell division during protoplast regeneration of Physcomitrella patens
T Fujita, K Hashimoto, Y Sato, Y Hiwatashi, T Nishiyama, T Murata, M Hasebe, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 46, S198, S198, 2005年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

Identification of a novel protein Et21, which is expressed in apical cells of the moss Physcomitrella patens.
Y Hiwatashi, N Sumikawa, T Fujita, M Hasebe, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 45, S201, S201, 2004年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

Identification of genes involved in cell polarity or asymmetric cell division by overexpression of full-length cDNAs during protoplast regeneration of Physcomitrella patens
T Fujita, M Higuchi, Y Hiwatashi, T Nishiyama, T Murata, K Syono, M Hasebe, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 45, S200, S200, 2004年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

植物細胞工学シリーズ20、新版植物ホルモンのシグナル伝達 「植物ホルモンの起源を探る－シダ植物，コケ植物，緑色藻類における植物ホルモンの役割から－」　　　　　　　　　　　　　　　
藤田知道, 秀潤社, 2004年

Identification of genes involved in cell polarity, asymmetric cell division or cell differentiation by overexpression of full-length cDNAs in the moss Physcomitrella patens
T Fujita, Y Hiwatashi, T Nishiyama, T Murata, M Hasebe, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 44, S128, S128, 2003年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

ヒメツリガネゴケにおけるGFP-tubulinを用いた微小管の可視化
佐藤良勝, 藤田知道, 長井愛, 長谷部光泰, 和田正三, 門田明雄, 日本植物学会大会研究発表記録, 66th, 2002年

Comparative analysis of auxin distribution in haploid garactophore of Physcomitrella patens and in diploid shoots of angiosperms
H Sakaguchi, T Fujita, T Sato, M Hasebe, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 43, S91, S91, 2002年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

Intracellular localization of a kinesin-like protein, API1, in the moss Physcomitrella patens
Y Hiwatashi, T Fujita, T Murata, M Hasebe, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 43, S212, S212, 2002年
OXFORD UNIV PRESS, 英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

ANALYSES OF THE FUNCTIONAL REGION OF 6b PROTEIN ON T-DNA OF A.tumefaciens AND THE ROLE OF ITS INTERACTING PROTEINS :
TERAKURA Shinji, KITAKURA Saeko, AZECHI Youko, UENO Yoshihisa, FUJITA Tomomichi, WABIKO Hiroetsu, MACHIDA Yasunori, Plant and cell physiology, 42, s66, 2001年
Japanese Society of Plant Physiologists, 英語

FULL-LENGTH cDNA ACTIVATION SYSTEM OF PHYSCOMITRELLA PATENS TO STUDY AUXIN AND CYTOKININ FUNCTION :
FUJITA Tomomichi, SEKI Motoaki, CARNINCI Piero, HAYASHIZAKI Yoshihide, SHINOZAKI Kazuo, HASEBE Mitsuyasu, Plant and cell physiology, 42, s86, 2001年
Japanese Society of Plant Physiologists, 英語

ANALYSIS OF THE EXPRESSION PATTERN OF GENES WHICH ARE RELATED TO THE LEAF DEVELOPMENT :
UENO Yoshihisa, KITAKURA Saeko, IWAKAWA Hidekazu, SEMIARTI Endang, MACHIDA Chiyoko, FUJITA Tomomichi, MACHIDA Yasunori, Plant and cell physiology, 41, s213, 2000年
Japanese Society of Plant Physiologists, 英語

Agrobacterium tumefaciens T-DNA 6b gene induces plant cell growth and effects on leaf development :
KITAKURA Saeko, FUJITA Tomomichi, UENO Yoshihisa, WABIKOI Hiroetsu, MACHIDA Yasunori, Plant and cell physiology, 41, s213, 2000年
Japanese Society of Plant Physiologists, 英語

植物細胞の増殖を誘導するAgrobacterium tumefaciens T-DNAの6b遺伝子産物と相互作用する植物因子の探索
北倉 左恵子, 藤田 知道, 我彦 広悦, 町田 泰則, 日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 21, 507, 507, 1998年12月01日
日本語

コケ分子生物学を用いたSDGsへの取り組み　　　　　　　　　　　　　　　
藤田知道
アグリバイオ 7 (3) 24-28、北隆館, 2023年03月

植物のサイクリン依存性キナーゼCDKAの光応答における新たな機能　　　　　　　　　　　　　　　
井上夏実, 藤田知道
バイオサイエンスとインダストリー 80巻 pp.414-416、バイオインダストリー協会, 2022年09月10日, ［査読有り］

環境ストレスにより新生するコケ植物の幹細胞　　　　　　　　　　　　　　　
神野智世, 藤田知道
アグリバイオ 6 (6) 82-86、北隆館, 2022年06月

コケ植物の幹細胞新生にみるアブシジン酸を用いたしなやかな生存戦略　　　　　　　　　　　　　　　
神野智世, 藤田知道
細胞 54 (6) 61-64、ニューサイエンス社, 2022年05月

Tracking intercellular movement of fluorescent proteins in bryophytes.　　　　　　　　　　　　　　　
Takumi Tomoi, Yoan Coudert, Tomomichi Fujita, Plasmodesmata, Methods and Protocols, In Methods in Molecular Biology (MIMB), volume 2457, 321-332; https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2132-5_22
Humana, New York, 2022年03月, 9781071621318, ［査読有り］, ［分担執筆］

Callose detection and quantification at plasmodesmata in bryophytes.
Arthur Muller, Tomomichi Fujita, Yoan Coudert, Plasmodesmata, Methods and Protocols, In Methods in Molecular Biology (MIMB), volume 2457, 177-187; https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2132-5_11
Humana, New York, 2022年03月, 9781071621318, 177-187, Callose detection and quantification at plasmodesmata in bryophytes., ［査読有り］, ［分担執筆］

An experimental system for examining phototropic response of gametophytic shoots in the moss Physcomitrella patens　　　　　　　　　　　　　　　
Liang Bao, Kotaro Yamamoto, Tomomichi Fujita, Phototropism, In Methods in Molecular Biology, 1924, 45-51. doi: 10.1007/978-1-4939-9015-3_5
Humana Press, New York, NY, 2019年, 9781493990153, ［査読有り］, ［分担執筆］

植物栽培における重力環境制御の基礎　　　　　　　　　　　　　　　
唐原一郎, 玉置大介, 久米篤, 蒲池浩之, 半場祐子, 藤田知道
アグリバイオ 10(1), 1172-1175、北隆館, 2017年10月

植物生理学概論 改訂版　　　　　　　　　　　　　　　
櫻井英博, 柴岡弘郎, 高橋陽介, 小関良宏, 藤田知道
培風館, 2017年09月, ［分担執筆］

植物ゲノム科学辞典　　　　　　　　　　　　　　　
藤田知道, 駒嶺穆, 町田泰則, 藤村達人, 田畑哲之, 三位正洋, 斉藤和季
朝倉書店, 2009年, ［その他］

植物の百科事典「細胞極性、不等分裂」　　　　　　　　　　　　　　　
藤田知道, 石井龍一, 岩槻邦男, 長谷部光泰, 矢澤進, 矢原徹一, 和田正三
朝倉書店, 2009年, ［その他］

植物の細胞極性形成および不等分裂に関わる遺伝子の機能解析
藤田 知道
[北海道大学理学部], 2008年

植物細胞工学シリーズ23、植物の進化 「発生遺伝子の進化」　　　　　　　　　　　　　　　
長谷部光泰, 藤田知道, 倉田哲也, 佐藤良勝, 久保稔, 村田隆, 青山剛士, 三上浩司, 石川雅樹, 日渡祐二, 青野直樹, 篠原直貴, 西山智明, 棚橋貴子
秀潤社, 2007年, ［共著］

植物ホルモンの分子細胞生物学「セン類、タイ類の植物ホルモン」　　　　　　　　　　　　　　　
藤田知道, 小柴共一, 神谷勇治, 勝見允行
講談社サイエンティフィク, 2006年

ヒメツリガネゴケを用いた植物幹細胞の不等分裂過程の解析−細胞極性形成から娘細胞の運命決定まで−　　　　　　　　　　　　　　　
藤田知道
植物化学調節学会, 2006年

植物の細胞極性および不等分裂に関わる遺伝子の同定と機能解析
藤田 知道
[北海道大学理学部], 2006年

Gene tagging, gene- and enhancer-trap systems, and full-length cDNA overexpression in Physcomitrella patens　　　　　　　　　　　　　　　
Fujita, T, Nishiyama, T, Hiwatashi, Y, Hasebe, M
Kluwer Academic Publishers, 2004年, ［共著］

植物細胞工学シリーズ20、新版植物ホルモンのシグナル伝達 「植物ホルモンの起源を探る—シダ植物，コケ植物，緑色藻類における植物ホルモンの役割から—」　　　　　　　　　　　　　　　
藤田 知道
秀潤社, 2004年

学術月報「３度のポスドク体験から」　　　　　　　　　　　　　　　
藤田 知道
日本学術振興会, 2000年

タバコ遺伝的腫瘍の腫瘍形成に関わる遺伝子の検索　　　　　　　　　　　　　　　
藤田 知道
植物組織培養, 1994年

ＤＮＡ複製機構の解明に向けてーＤＮＡ腫瘍ウイルスの手助け　　　　　　　　　　　　　　　
藤田 知道
生物工学会誌, 1994年

Habituation as a tumorous state that is interchangeable with a normal state in plant cells　　　　　　　　　　　　　　　
Syono, K, Fujita, T
International Review of Cytology (eds. by Jeon, K. W. and Jarvik J.), 152, pp.265-299, Academic Press,, 1994年, ［共著］

月や火星でのテラフォーミング技術開発を目指す地上研究　　　　　　　　　　　　　　　
2024年度 フロントローディング研究
2024年04月 - 2025年02月
藤田知道
JAXA(宇宙航空研究開発機構)/ISAS(宇宙科学研究所)

植物の多細胞化に重要な構造・原形質連絡の形成に関わる分子基盤の解明とその進化
科学研究費助成事業
2021年04月01日 - 2024年03月31日
藤田 知道
植物では、細胞壁を貫き細胞間コミュニケーションに不可欠な構造として原形質連絡(PD)の存在が古くより知られている。しかしPDがどのように作られるのか、その分子基盤はいまでもわかっていない。本研究は、コケ植物の変異株で、PDがほぼ消失していたという申請者らの発見を端緒としている。本研究では変異株の責任遺伝子の機能とその標的因子の探索とともに解析を進め、PDを作るための分子基盤とその形成過程を明らかにする。またこの分子基盤が被子植物のシロイヌナズナや陸上植物の祖先群のシャジクモ藻で保存されているかどうかを調べ、シャジクモ藻から陸上植物を含むストレプト植物全体で、PD形成に関わる分子基盤の普遍性を検討する。
このためにモデルコケ植物であるヒメツリガネゴケを用いて①から⑤までを進めることを計画した。①ULMとLMがPD形成に必要十分であるかの遺伝学的検証を行う。② PD形成におけるULM→LM経路の遺伝学的検証を行う。 ③ ULMとLMの細胞内局在および相互作用を調査する。④ LMの下流でPD形成に関わる因子Xの探索とその変異株を作成する。⑤ 小胞体およびPD可視化株を作成する。
次にシロイヌナズナを用いて以下を研究も進めることを計画した。⑥シロイヌナズナでPD形成に関わると予想される変異株の収集および新たな変異株の作成を行う。変異株は致死性を回避するため、薬剤誘導型株を入手する。入手が困難な場合は自分たちで作成する。
その結果、ULM, LMの関与とその経路の重要性についての理解を前進させることができた。またLMの複数の制御因子がPD形成に関わることを明らかにした。さらにストレスホルモンであるアブシジン酸が細胞間コミュニケーション制御に重要であることからPDの形成との関わりを調査したところ、アブシジン酸によりPD形成は抑制されることを新たに見出した。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21H02516

植物の重力応答に関わる未知の分子基盤の解明と成長制御技術の開発
科学研究費助成事業
2021年07月09日 - 2023年03月31日
久米 篤, 日渡 祐二, 蒲池 浩之, 藤田 知道, 唐原 一郎, 富田 祐子
1）重力環境(G)を変化させた栽培：地上栽培実験で、既存の装置を利用して1g, 2.3g, 10gの３つの異なる過重力環境におけるヒメツリガネゴケの栽培実験を実施した。また、ウキクサ類の栽培実験も実施した。さらに、宇宙ステーション内でコケの長期栽培を実施するための超小型栽培システムの開発を民間企業と協力して開始した。
2）RNA-seqによる遺伝子発現変動解析：地上栽培実験に加えて宇宙栽培実験より回収できたμg, 1gのサンプルを用い、これら全てのサンプルでRNA-seq解析を行い、網羅的に遺伝子の発現変動を調べた。その結果、重力変化に伴う成長制御の鍵となるAP2転写因子を見出した。これらはいずれもこれまでに報告の無いグループであることが判明した。
3）細胞レベルおよび個体レベルにおける重力応答メカニズム解明：転写因子AP2を過剰発現させたヒメツリガネゴケを使用し、過重力をかけて栽培した。その後、形態観察、光合成機能の測定を通して、AP2が植物の過重力応答に果たす役割の詳細を解析した。10gと1gで8週間、ヒメツリガネゴケの野生型とAP2過剰発現体を栽培したところ、すべての系統で10gで栽培したコケコロニーの光合成速度と植物体内CO2コンダクタンスが1gで栽培したコロニーを上回った。また、10gと1gで栽培したコケコロニーの差をそれぞれの系統で比較すると、過剰発現体より野生型での差が大きくなった。転写因子AP2の過剰発現体は過重力栽培により、野生型より葉緑体サイズが大きくなったが、光合成速度の上昇は野生型の光合成速度の上昇に満たなかった。この理由として、過剰発現体の葉緑体サイズは野生型より増大したが、同時に細胞壁が厚くなったため、CO2透過性の上昇が抑制されてしまった可能性が考えられた。
日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 九州大学, 21K19272

スペース・モス創出-テラフォーミングを先導するコケ植物力利用技術開発の挑戦的研究　　　　　　　　　　　　　　　
2023年
藤田知道
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究（開拓） 2023年4月 - 2027年3月

コケ植物から解き明かす植物幹細胞に特有の動作原理
科学研究費助成事業
2020年04月01日 - 2022年03月31日
藤田 知道
植物幹細胞が性質の異なる2つの娘細胞になる過程は、不等分裂または非対称分裂と呼ばれ、その分子機構の研究は限られたモデル被子植物で行われてきたものの、知識は断片的でありその大部分はまだよくわかっていない。そこで本研究ではこれまでの成果を発展させ本領域の推進に役立てるため、ヒメツリガネゴケの原糸体頂端幹細胞に着目し、その幹細胞をin vivoの生きた状態で1細胞単位で研究し、植物に特有の分子制御機構を複数明らかにすることを目的とし実施した 。
ヒメツリガネゴケの原糸体は幹細胞が露出しており、このような目的に向いた材料である。また全ゲノム情報が利用でき、遺伝子の機能解析技術も蓄積している。このような材料の利点を生かし、植物幹細胞に特有の特徴を明らかにするために相互に関連の深い次の3つの研究課題に取り組んだ。《1》植物幹細胞の極性・不等分裂の制御機構、《2》植物幹細胞の不等分裂と等分裂を可逆的に制御する機構、《3》植物幹細胞の原形質連絡の制御機構に関する研究をそれぞれ実施した。


その結果、植物特有の転写因子が水チャネルを形成するアクアポリンの発現を誘導し、また並行して液胞形成の局在や形態などを同時に制御していることがわかった。またこの転写因子は細胞壁の構築にも関わり、幹細胞の極性形成制御に重要であると考えられた。次に植物特有のアラビノガラクタンタンパク質に着目し研究を進めた。その結果、この因子はオーキシンの感受性の制御に関わり、オーキシンシグナル伝達系の転写因子を介して細胞壁成分の調整に重要な役割を担っていることがわかってきた。またアブシジン酸シグナル伝達因子の２つに着目し原形質連絡制御の関係を調べ、この両者で働きが違うことを明らかにした。またアブシジン酸により可逆的に新しいストレス耐性の幹細胞の生成が制御されていることを見出した。
日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, 20H04878

How proteoglycans mediate auxin gradient sensing in planar cell polarity?
科学研究費助成事業
2019年04月01日 - 2022年03月31日
Teh Ooikock, 藤田 知道
SBの過剰発現は、SBとその機能的パラログ、SBのような、加速された配偶子母細胞の開始をノックアウトしながら細胞増殖を阻害し、細胞壁が緩んでいることを示します。 SBの変異分析は、SB機能にはグリコシル化が必要であるが、SB細胞内局在には影響を与えないことを示しました。 さらに、SBがARFCの発現レベルを正に調節することを示すことにより、SBとC型オーキシン応答因子（AFRC）との間に関連性を確立しました。 さらに、arfc機能喪失変異体はsbを表現型コピーし、SB過剰発現表現型を抑制し、ARFCがSBの下流で作用していることを示しています。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 19K06701

サイクリン依存性キナーゼAに見出した新奇なブレーキ機能の生理的意義とその分子基盤
科学研究費助成事業
2018年04月01日 - 2021年03月31日
藤田 知道
本研究成果により、PpCDKAが細胞周期以外にも環境ストレスを含む様々な環境応答反応に重要な機能を持つ因子であることを示すことができた。特にCDKAによる光応答の分子制御メカニズムを詳細に研究し、CDKAは細胞周期制御とは独立に光応答を制御しており、その機能はヒメツリガネゴケだけではなく被子植物のシロイヌナズナでも保存されていることを見出した。さらにヒトや動物においてもCDKAオルソログであるCDK1が細胞周期以外に環境応答を制御している可能性を提唱した。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 18K06273

コケ植物から解き明かす植物幹細胞に特有の動作原理
科学研究費助成事業
2018年04月01日 - 2020年03月31日
藤田 知道
植物幹細胞が性質の異なる2つの娘細胞になる過程は、不等分裂または非対称分裂と呼ばれ、その分子機構の研究は限られたモデル被子植物で 行 われてきたものの、知識は断片的でありその大部分はまだよくわかっていない。そこで本研究ではこれまでの成果をさらに発展させ本領域の推進に役立てるため、ヒメツリガネゴケの原糸体頂端幹細胞に着目し、その幹細胞をin vivoの生きた状態で1細胞単位で研究し、植物に特有の分子制御機構を複数明らかにすることを目的とした 。ヒメツリガネゴケの原糸体は幹細胞が露出しており、このような目的に向いた材料である。また全ゲノム情報が利用でき、遺伝子の機能解析技術も蓄積している。このような材料の利点を生かし、植物幹細胞に特有の特徴を明らかにするために相互に関連の深い次の3つの研究課題に取り組んだ。《1》植物幹細胞の極性・不等分裂の制御機構、《2》植物幹細胞の不等分裂と等分裂を可逆的に制御する機構、《3》植物幹細胞の原形質連絡の制御機構に関する研究をそれぞれ実施した。
その結果、植物特有の転写因子が水チャネルを形成するアクアポリンを介して不等分裂の制御に関わることがわかってきた。液胞の形態異常を伴っており液胞が不等分裂の制御に関わる可能性が考えられた。また植物特有のアラビノガラクタンタンパク質に着目し研究を進めた。その結果、このタンパク質の糖鎖修飾部分が原糸体幹細胞の新生に重要である可能性も明らかにすることができた。またアラビノガラクタンタンパク質の下流でオーキシンシグナル伝達系の因子が重要な役割を担っていることを遺伝学的に明らかにできた。さらに原形質連絡を制御するアブシジン酸シグナル伝達因子を２つ同定することができた。今後は、これらの因子による分裂様式の切り替えと原形質連絡の開閉制御の関係をさらに調査する必要があると考えられた。
日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, 18H04829

新しい実験系による植物の平面内細胞極性研究の新展開
科学研究費助成事業
2016年04月01日 - 2019年03月31日
藤田 知道, 進藤 千聖, 鄭 恵国, 姚 嘉偉
ハエの翅の剛毛や哺乳類内耳の有毛細胞等の毛はそれらの配向が一様に揃っている。このように個々の細胞の極性(細胞極性)が、組織平面内の特定の方向に揃っていることを平面内細胞極性(planar cell polarity, PCP)と呼んでおり、生物の高次機能に大切である。動物に比べ植物ではPCPを制御する分子基盤の解明はあまり進んでいない。そこで我々はヒメツリガネゴケの原糸体がPCPの仕組みの研究に優れていることに注目し、本研究において独自に単離した植物特異的な貫通型タンパク質が植物ホルモンであるオーキシンや細胞骨格系の微小管とともにPCP制御に重要であることを明らかにした。
日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 16K14747

幹細胞化における細胞運命転換を制御するCDKAの標的因子の探索
科学研究費助成事業
2015年04月 - 2019年03月
石川 雅樹, 長谷部 光泰, 村田 隆, 藤田 知道
ヒメツリガネゴケの葉を切断すると、切断面に面した葉細胞が細胞周期を再開し原糸体頂端幹細胞へと変化する。この過程において、CDKAプロテインキナーゼが葉細胞の細胞周期制御に加え、細胞運命転換を制御している。その分子機構を解明するため、CDKAの標的タンパク質を生化学的手法により探索したところ、ヒストン修飾を制御する酵素を同定した。このことから、CDKAがヒストン修飾酵素の活性を制御することで、エピジェネティックな変化を引き起こし、細胞運命転換を誘導する可能性が考えられた。また、生細胞でCDKAのキナーゼ活性をモニターするセンサーを作製し、組織レベルで検出することができた。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 基礎生物学研究所, 15K07119

褐藻類の原形質連絡調節機構の解明
科学研究費助成事業
2014年04月01日 - 2017年03月31日
長里 千香子, 藤田 知道, 田中 厚子
多細胞体制をとる褐藻類には隣接細胞間の物質のやりとりを可能にする細胞間連絡構造である原形質連絡が存在している。褐藻類の原形質連絡は直径10-20 nmの管状の構造で、発生段階により出現・分布の異なっていること、細胞質分裂時に形成される一次原形質連絡と成熟した隔壁に新たに形成される二次原形質連絡が存在していることが電子顕微鏡の観察から明らかになった。蛍光標識デキストランを使用した観察から、多列形成的な体制をとる褐藻類では20 - 40 kDa、原形質連絡が隔壁の一箇所に集中して存在するピットフィールドを形成している場合は3 - 10 kDaのところに排除分子量が存在していることが示されている。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 26440160

環境を捕えダイナミックに変動する原形質連絡のシグナル伝達・分子制御機構の解明
科学研究費助成事業
2013年04月01日 - 2016年03月31日
藤田 知道, 本村 泰三
細胞間コミュニケーションは、個体を統制する上で重要であり、植物では原形質連絡がその役割を担っている。しかし、その制御については、まだよくわかっていない。
申請者らは、ヒメツリガネゴケの原糸体に着目し、光変換型蛍光タンパク質Dendra2を用い、細胞間コミュニケーションを定量解析する方法を開発し、研究を進めた。その結果、ストレスホルモンであるアブシジン酸の存在に依存してDendra2の細胞間移動が抑制され、その制御に重要なABAシグナル伝達系の制御因子を２種類同定することができた。
日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 25650089

宇宙におけるコケ植物の環境応答と宇宙利用（スペース・モス）　　　　　　　　　　　　　　　
2015年12月
https://humans-in-space.jaxa.jp/kibouser/subject/life/70682.html
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構JAXA, 北海道大学ほか, 研究代表者

メリステム制御の基盤を支える植物幹細胞の不等分裂の分子機構の解明
科学研究費助成事業
2011年 - 2012年
藤田 知道, 石川 雅樹, 日渡 祐二
植物の形態形成はメリステムにある幹細胞の増殖と分化のバランスにより制御されている。幹細胞の不等分裂はこのようなバランスを支える基本的しくみであり、メリステムを理解するためには幹細胞の不等分裂の分子制御機構の理解は不可欠である。ヒメツリガネゴケから単離したプロトプラストや原糸体の頂端細胞は露出した幹細胞であり、不等分裂を細胞レベルで研究するのに極めて優れている。そこで本研究はヒメツリガネゴケの幹細胞に着目し、不等分裂による幹細胞の自己複製と細胞分化が細胞周期とともにどのように制御されているかの分子機構を細胞レベルより明らかにすることを目的とした。ヒメツリガネゴケの幹細胞に一過的に過剰発現させることにより、不等分裂異常を引き起こした4種類の因子に着目し、パラログを含めた多重遺伝子破壊体や条件的遺伝子過剰発現体などを作成し、機能解析をすすめた。その結果、GRAS転写因子を条件的に過剰発現することにより、プロトプラストの不等分裂の頻度が下がりかわりに等分裂の頻度が上昇した。また分化した細胞の幹細胞化が促進され、側糸始原細胞の形成頻度が上昇した。一方、転写抑制ドメインを融合した条件的機能抑制体を作成し、機能抑制により細胞増殖が停止し、場合によっては致死となる表現型を得た。これまでの結果とあわせて、この転写因子は幹細胞化を正に制御する上流の転写因子であると考えられた。次に細胞周期制御と極性形成・不等分裂との関係を調べるためにサイクリン依存性キナーゼPpCDKAの機能解析を行った。ゲノム中に2コピー存在するPpCDKAの二重遺伝子破壊体は致死とはならず、この表現型を調べたところ、PpCDKAは細胞周期進行に加え細胞極性や偏光屈性さらにストレス応答の制御に関わることが明らかとなった。またRNA-seqにより二重遺伝子破壊体では多数のストレス制御遺伝子が異常発現していることがわかった。
日本学術振興会, 特定領域研究, 北海道大学, 23012002

植物幹細胞の非対称性を確立する分子メカニズムの解明
科学研究費助成事業
2011年 - 2012年
藤田 知道
生物の発生では、1つの細胞が性質の異なる2つの細胞を生み出す不等分裂が重要な役割を果たしている。植物における不等分裂の制御機構は、まだ不明な点が多い。私たちはヒメツリガネゴケ原糸体の細胞が、不等分裂することに注目し、その制御機構の解明を目指し研究を進めた。本研究では、不等分裂にともない非対称に分配される複数の因子に着目し、生細胞定量イメージングを行う等により、非対称分配を確立するしくみは複数経路あることを示唆することができた。またストレスなどにより、本来不等分裂する細胞が等分裂することを見出し、このような分裂様式の変更にかかわる因子を3種類同定し、その機能が分裂様式を変更に関わることを示唆することができた。
日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 23657027

メリステム制御の基盤を支える植物幹細胞の不等分裂の分子機構の解明
科学研究費助成事業
2009年 - 2011年
藤田 知道, 日渡 祐二, 長谷部 光泰
植物の形態形成はメリステムにある幹細胞の増殖と分化のバランスにより制御されている。幹細胞の不等分裂はこのようなバランスを支える基本的しくみであり、メリステムを理解するためには幹細胞の不等分裂の分子制御機構の理解は不可欠である。私達はヒメツリガネゴケから単離したプロトプラストや原糸体の頂端細胞は露出した幹細胞であり、不等分裂を細胞レベルで研究するのに極めて優れていると考えている。そこで本研究はヒメツリガネゴケの幹細胞に着目し、不等分裂による幹細胞の自己複製と細胞分化が細胞周期とともにどのように制御されているかの分子機構を細胞レベルより明らかにすることを目的とし、研究を進めた。その結果、ヒストンシャペロンNAP1とそのパラログの2重遺伝子破壊体では分化した細胞からの幹細胞化が抑制された。また、ヒメツリガネゴケのABAは細胞分裂の分裂様式の切り替え制御に関わることを明らかにし、その制御因子として細胞壁関連タンパク質やABAシグナル因子を同定することができた。それらの機能解析を開始した。また細胞がもつ位置情報は、隣り合う細胞運命の決定や維持に重要であり、このような位置情報が原形質連絡を介してどのように制御されているのか、その時空間的制御を細胞レベルで解析できる実験系を光変換蛍光タンパク質をヒメツリガネゴケの原糸体に応用することで開発できた。その結果、細胞の位置に応じて高分子の移動度が異なることを見出した。またこの違いは原形質連絡のどのような違いが原因で起こりうるのか、電子顕微鏡による超微細構造変化の解析を開始した。
日本学術振興会, 特定領域研究, 北海道大学, 21027002

植物の不等分裂ー極性形成から運命決定までーを制御する新規因子群の単離と機能解析
科学研究費助成事業
2008年 - 2010年
藤田 知道
本研究ではヒメツリガネの不等分裂する幹細胞に着目し、新たな不等分裂制御因子を多数同定し、機能を明らかにすることを目的とした。その結果、植物特異的な新規因子や転写因子、真核生物に共通に存在するクロマチンリモデリング因子や新規因子、低分子量Gタンパク質等を同定することができた。さらに細胞周期を制御するサイクリン依存性キナーゼが極性維持に関わることを見出した。また不等分裂を阻害し等分裂を誘導する細胞壁タンパク質を見出した。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 20570030

植物の細胞極性形成および不等分裂に関わる遺伝子の機能解析
科学研究費助成事業
2006年 - 2007年
藤田 知道, 長谷部 光泰
多細胞生物の体制は、幹細胞が幹細胞を自己複製しつつ、その一方で分化した非幹細胞を生み出す、いわゆる不等分裂により作り上げられる。このような幹細胞の不等分裂過程では特定のmRNAやタンパク質が不均等に分布することが重要な役割を果たしている。しかし植物幹細胞の不等分裂過程において、どのタンパク質がいつ、どこに、どのようなしくみで不均等分布をするのかについてはまだよくわかっていない。本年度における研究では、ヒメツリガネゴケから単離したプロトプラストが不等分裂する幹細胞であることに注目し、植物幹細胞の不等分裂制御機構ならびに細胞運命制御機構の解明を目指し、すでに単離した不等分裂制御因子群の不等分裂時における局在変化に焦点をおきながら、それぞれの因子の機能解析研究を進めた。具体的には、ヒメツリガネゴケプロトプラストの不等分裂制御に関与すると考えられる同定済みの59遺伝子について、遺伝子ターゲティングにより黄色蛍光タンパク質(シトリン)遺伝子を各候補遺伝子に対してノックインした形質転換体を作成し、内在性プロモーター制御下におけるシトリン融合タンパク質の不等分裂時における局在変化を解析した。その結果、幹細胞の極性形成部位に局在するちのや不等分裂後の幹細胞に非対称に分配されるものなど興味深い局在変化を示す因子を同定することができた。またいったん分化した細胞が再び幹細胞化する初期過程で蓄積する転写因子や機能未知の因子を同定する事に成功した。これらの因子は細胞極性や幹細胞の維持あるいは誘導に関わる可能性が考えられ、今後特に注目すべき因子である。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 18570031

ポリコーム遺伝子を手がかりとした生活史、特に世代交代進化多様性創出機構の解明
科学研究費助成事業
2005年 - 2006年
長谷部 光泰, 日渡 祐二, 藤田 知道
ポリコームグループ遺伝子は3種類の遺伝子(C3H2型ジンクフィンガー遺伝子、SETドメイン遺伝子、WD40遺伝子)の総称であり、これらがヒストン脱アセチル化酵素と複合体を作って染色体に結合し、染色体の状態を変化させる。シロイヌナズナでは、3種類の遺伝子のうち前2者は複数個がゲノム内に存在し、組み合わせが変わることで異なった発生プログラムを制御している。昨年度のヒメツリガネゴケゲノム解析によって明らかになったシロイヌナズナのVRN2/FIS2/EMF2/EMF2-like遺伝子オーソログであるPpEMF1,2,3、FIE遺伝子オーソログであるPpFIE、MSI遺伝子オーソログであるPpMSI、CLF/EZA1オーソログであるPpCLF遺伝子の遺伝子破壊体を作出した。1倍体組織である原糸体由来のプロトプラストを用いてPpCLFとPpFIEの各々の遺伝子破壊を行ったところ、両者ともに胞子体様の組織を形成した。形質転換後の原糸体はしばらく成長を続けるが、分岐時に胞子体頂端細胞に酷似した細胞が形成され、その後、胞子体初期発生過程と良く類似した細胞分裂様式を行う。胞子体は頂端分裂細胞が分裂活性を持つ時期と柄分裂組織が形成され胞子嚢形成が起こる時期の2段階に分けることができるが、各遺伝子破壊体では、前者の発生段階のみ観察され、後者の発生段階へは移行しなかった。3つのPpFIS遺伝子それぞれの遺伝子破壊体を作製したどれも野生型と区別できなかった。これは、各遺伝子に機能冗長性があるためではないかと考えられ、機能解析には3重遺伝子破壊体の作出が必要であろう。また、各遺伝子のGUS融合ラインを作製し、1倍体で発現していることがわかった。以上より、本研究によりPcG遺伝子がヒメツリガネゴケにおいて世代交代を制御しており、今後の生活史進化研究の鍵となることがわかった。
日本学術振興会, 萌芽研究, 基礎生物学研究所, 17657033

ヒメツリガネゴケを用いた体軸形成開始点としての植物不等分裂の分子機構の解明
科学研究費助成事業
2005年 - 2006年
藤田 知道, 長谷部 光泰, 村田 隆, 日渡 祐二
ヒメツリガネゴケプロトプラストにおける完全長cDNAの一過的過剰発現スクリーニング法により得た不等分裂に関わる候補遺伝子58種類について、不等分裂時におけるタンパク質の局在解析を進めた。黄色蛍光タンパク質遺伝子をそれぞれの候補遺伝子に対してノックインした形質転換体を作成し、内在プロモーター制御下における融合タンパク質の局在を観察した。32種類について融合タンパク質の観察を行い、15種類で蛍光シグナルを確認した。これらの中には細胞極性形成部位に蓄積する植物特異的機能未知因子や分化した細胞が再び細胞増殖能を獲得し幹細胞化する過程で発現が誘導される植物特異的転写因子などが含まれていた。
ヒメツリガネゴケ原糸体の頂端幹細胞特異的発現を示す遺伝子トラップラインから同定したユビキチン様タンパク質遺伝子PUBL1、キネシン様タンパク質遺伝子API1の機能解析を進めた。これまでの結果からPUBL1、API1のそれぞれは微小管制御を介して細胞極性や細胞分裂制御に関わることがわかってきた。GFP-チューブリン系統でPUBL1と姉妹遺伝子PUBL2の二重遺伝子破壊を行い細胞分裂時の微小管動態を調べた。その結果、二重遺伝子破壊系統ではフラグモプラスト微小管の崩壊が遅延した。フラグモプラスト赤道面では両極から伸びる微小管のプラス端が交差、架橋されており、その交差領域がフラグモプラストの形成維持に重要であると考えられている。二重遺伝子破壊系統ではこの交差領域が拡大しており、安定化していると考えられた。また、PUBLs-GFP融合タンパク質はフラグモプラスト赤道面の微小管交差領域に局在し、その一部はAPI1タンパク質とも共局在した。API1は交差部位で微小管同士を架橋することでフラグモプラストの制御に関わることを明らかにしており、PUBLsはこの架橋を解除する機能を担っていると考えられた。
日本学術振興会, 特定領域研究, 北海道大学, 17027025

食虫植物の消化酵素の起源と進化- 新規形質の獲得進化
科学研究費助成事業
2004年 - 2006年
長谷部 光泰, 鵜澤 武俊, 日渡 祐二, 藤田 知道, 星 良和
Nepenthes alata、Sarracenia purpurea、Drosera adelae、Cepharotus follicularisについて消化液内の消化酵素タンパクを多数同定することに成功した。遺伝子全長配列を単離することは難しかったが、部分アミノ酸配列より、BLASTPサーチ、系統解析によってこれらのタンパク質がどのような機能を持っているかを推定した。また、実際のタンパク質機能をNative PAGE法などによって確認することができた。その結果、ほとんどの消化液中タンパク質は非食虫植物にオルソログ遺伝子を持つことがわかった。また、食虫植物の系統によって似たような機能のタンパク質を用いている場合でも、それらはオルソログ関係ではなくパラログ関係にあることがほとんどであった。これらのことから、食虫植物の消化酵素は非食虫植物が持っていたタンパク質から進化したものであり、系統によってそれぞれ独立に進化したものであることがわかった。非食虫植物の食虫植物消化液タンパク質オルソログのアノテーション解析から、いくつかの遺伝子は耐病性に関わる遺伝子であることがわかった。耐病性遺伝子はバクテリア、菌類の消化に関わる機能を持つものがあり、細胞間領域に分泌される場合が多い。このことから、元来耐病性遺伝子として用いられていた遺伝子の一部が食虫植物の消化酵素として機能するように進化したらしいことが推察された。このことは進化における新規形質の進化が既存のシステムをリクルートしていたという発見として意義があり、重要である。非食虫植物から食虫植物の進化においては、これら細胞外へ分泌されていたタンパク質を効率的に分泌するための腺構造の進化、消化物を吸収するための吸収線の進化、そして、捕虫葉の進化が必要だったと考えられる。これらの進化がどのようにおこったかを解明することが食虫性進化解明の今後の課題である。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 基礎生物学研究所, 16370102

植物の細胞極性形成および不等分裂に関わる遺伝子の同定と機能解析
科学研究費助成事業
2004年 - 2005年
藤田 知道, 長谷部 光泰, 村田 隆
細胞の極性形成や引き続いて起こる不等分裂の制御は、植物多細胞体の発生に必須である。しかし、その分子機構はよくわかっていない。本研究は、これまでにヒメツリガネゴケプロトプラストを用いた一過的過剰発現スクリーニング系により同定した極性形成や不等分裂に関わる遺伝子約60種類の一部について機能解析を進めた。
極性形成や不等分裂は、その過程に関わるタンパク質自体の極性分布がその作用発現に必須である例が知られている。遺伝子ターゲティング法により候補遺伝子をYFP蛍光レポーター遺伝子と候補遺伝子の融合遺伝子に置き換え、自分自身のプロモーター制御下におけるYFP融合タンパク質の細胞内局在を観察した。原糸体におけるこれまでの観察から、分化した原糸体細胞よりも分裂を維持し続ける頂端幹細胞に多く存在するものを8種類の同定する事ができた。このうちの2種類について、プロトプラストを単離し、プロトプラストからの第一不等分裂時における融合タンパク質の局在変化を詳細に調べた。そのうち1種類は、プロトプラスト内の極性形成部位に局在する傾向にあった。遺伝子産物はゴルジ体に局在し、細胞内の極性形成あるいは維持に関わりがあると考えられた。他の1種類は、ヌクレオソームアッセンブリータンパク質(NAP1)をコードしており、不等分裂直前には細胞質内の伸長先端側から基部側にかけて勾配を作り分布している様子が観察できた。また、不等分裂後には頂端幹細胞の核、細胞質にタンパク質の蓄積は維持される一方で、基部側の非幹細胞で蓄積は減少していた。他の生物でのNAP1タンパク質の機能解析結果とを合わせると、このタンパク質が細胞極性形成や維持および、幹細胞維持に関わるクロマチンダイナミクスの制御に関わる可能性が考えられた。このように細胞極性や幹細胞化に関わる可能性のある因子が同定できた。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 16570041

多細胞生物進化解明の基盤としての植物不等分裂に関わる遺伝子ネットワークの解明
科学研究費助成事業
2004年 - 2004年
藤田 知道, 佐藤 良勝, 内山 郁夫, 日渡 祐二
完全長cDNA一過的過剰発現法による植物不等分裂に関わる遺伝子の網羅的単離、機能推定
1、ヒメツリガネゴケから単離したプロトプラストの細胞極性形成開始から不等分裂中の過程で発現している遺伝子群を効率的かつ網羅的に単離するため、プロトプラストを調製後2-3日目の時点で細胞を回収し、RNAを抽出し、完全長cDNAライブラリーを作成した。また、不等分裂細胞を多く含む胞子体2倍体世代の若い胚を集め、RNAを抽出し、完全長cDNAライブラリーを作成した。これら2種類の完全長cDNAライブラリーから、それぞれ約1万クローンのEST解析を行っている。
2、独自に開発したヒメツリガネゴケプロトプラスト一過的過剰発現スクリーニングにより、本年度新たに約600種類のcDNAクローンの一過的過剰発現スクリーニングを行った。その結果等分裂や細胞が巨大化するなど様々な極性形成や不等分裂異常を引き起こす原因遺伝子を見いだした。これまでのスクリーニングとあわせて約200種類について異常頻度を再検討し、不等分裂候補遺伝子を60種類に絞った。これら候補遺伝子の全塩基配列を決定し、配列に基づいた機能推定を行った。
3、候補遺伝子の19種類についてRNA干渉による遺伝子機能抑制による不等分裂の表現型を観察したところ、複数の遺伝子において機能抑制が不等分裂異常を引き起こすことがわかった。さらに、候補遺伝子産物の細胞内局在を調べるため、相同組換えを用いて蛍光タンパク質をノックインした安定形質転換体の作成を開始した。頂端幹細胞で特異的に蓄積するものなどが同定できた。
日本学術振興会, 特定領域研究, 基礎生物学研究所, 16011261

ヒメツリガネゴケとシロイヌナズナで体軸形成開始点としての不等分裂分子機構の解明
科学研究費助成事業
2004年 - 2004年
藤田 知道, 長谷部 光泰, 村田 隆, 日渡 祐二, 佐藤 良勝
1、植物不等分裂に関わる遺伝子の網羅的単離、機能推定
ヒメツリガネゴケ一過的過剰発現系を用いて、新たに約600種類の完全長cDNAのスクリーニングを行い、様々なプロトプラスト再生異常を引き起こす原因遺伝子を同定した。これまでに同定した再生異常を引き起こす遺伝子と併せて約200種類の再生異常の再現性、頻度を検討し、不等分裂に関わると考えられる候補遺伝子を58種類に絞り込んだ。これら候補遺伝子の全塩基配列を決定した。その中の18種類についてRNA干渉による遺伝子機能抑制による不等分裂の表現型を観察したところ、複数の遺伝子において機能抑制が不等分裂異常を引き起こすことがわかった。さらに、候補遺伝子産物の細胞内局在を調べるため、相同組換えを用いて蛍光タンパク質をノックインした安定形質転換体の作成を開始した。頂端幹細胞で特異的に蓄積するものなどが同定できた。
2、ヒメツリガネゴケ原糸体軸上で不均等に発現する遺伝子の機能解析
II型ユビキチン様タンパク質をコードしているyh78および姉妹遺伝子の二重破壊株の表現型の観察および、YH78-GFP融合タンパク質の細胞内局在を観察した結果、YH78は微小管の制御を通して細胞分裂と細胞極性決定の両方に関わると考えられた。酵母ツーハイブリッド法を用いて相互作用因子を探索し、26Sプロテアソームの構成タンパク質やDnaJ様タンパク質など複数の候補因子を同定することができた。植物特異的キネシンであるAPI1遺伝子の姉妹遺伝子を単離し、二重破壊株を作出した。今後この変異体の表現型の観察を行う。ET21遺伝子と姉妹遺伝子pphn19p09の二重破壊株やシロイヌナズナオーソログ誘導系変異体を作出し表現型解析を行い、機能を検討している。
日本学術振興会, 特定領域研究, 15031225

表層微小管を細胞表層で形成させる機構の解析
科学研究費助成事業
2003年 - 2004年
村田 隆, 長谷部 光泰, 藤田 知道
植物細胞に見られる表層微小管は細胞膜直下の細胞質を走る微小管で、細胞膜上で合成されるセルロース微繊維の並びを制御することにより細胞の形を制御する。では、表層微小管はどのようにして細胞表層で重合するのだとうか?動物や菌類では、γ-チューブリンとその結合タンパク質からなるγ-チューブリン複合体が微小管形成中心に局在し、微小管の重合核形成に働くことがわかっているが、植物細胞の表層微小管重合にかかわるタンパク質は動物や菌類と同じタンパク質なのか、微小管重合にかかわるタンパク質はどのようにして細胞表層に局在するのか、ほとんど未解明である。
表層微小管の形成機構は、これまで2つの可能性が考えられていた。第一の可能性は、表層微小管は細胞表層に散在する微小管形成中心で重合開始するというもの、第二の可能性は、既存の表層微小管の上で微小管は重合開始するというものである。本基盤研究(C)では、これらの仮設について検証し、さらに、微小管の形成を細胞表層で起こさせる因子の同定を目指した。
GFP-a-チューブリンを発現するタバコ培養細胞を用いて微小管の生成過程を可視化したところ、全ての微小管は既存の微小管上、もしくは既存の微小管があった場所で形成されることがわかった。タバコ培養細胞プロトプラストから調整した単離細胞表層(細胞膜ゴースト)を細胞質抽出液で処理するとゴースト上の微小管が増加する。この実験系においては、抽出液中のγ-チューブリンが既存の表層微小管に結合し、γ-チューブリンの結合した微小管から新たな微小管が形成されることがわかった。さらに、抗γ奪取γ-チューブリン抗体ビーズを用いて細胞質抽出液からγ-チューブリンを除くと、微小管形成は阻害された。これらの実験結果より、植物細胞においては細胞質中のγ-チューブリンが既存の微小管に結合し、微小管形成を開始させることがわかった。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 15570057

多細胞生物進化解明の基盤としての植物不等分裂に関わる遺伝子ネットワークの解明
科学研究費助成事業
2003年 - 2003年
藤田 知道, 内山 郁夫, 村田 隆
完全長cDNA一過的過剰発現法による植物不等分裂に関わる遺伝子の網羅的単離、機能推定
1、ヒメツリガネゴケから単離したプロトプラストの細胞極性形成開始から不等分裂中の過程で,発現している遺伝子群を効率的かつ網羅的に単離するため、この過程の再生細胞を濃縮して回収する方法を検討した。プロトプラストを単離し、培養開始後2-3日目の時点で細胞を回収し、網目サイズ20μmのフィルターで再生中の細胞と死細胞を分ける操作を行った。回収した再生中の細胞はその後も再生を続けていくことを確認し、この操作が再生細胞の成長に及ぼす影響は排除できると考えられた。このようにして回収した細胞からRNAを抽出し、完全長cDNAライブラリーを作成している。
2、既存の完全長cDNAライブラリーを対象として本年度新たに約1000cDNAクローンの一過的過剰発現スクリーニングを行った。その結果等分裂や細胞が巨大化する、細胞死を起こすなど様々な再生異常を引き起こす原因遺伝子を見いだした。
3、これまでのスクリーニングからあわせて約200cDNAが再生過程に異常を引き起こすことがわかった。これらの表現型の再現性を確認し、細胞極性形成や不等分裂異常に関わると考えられる原因遺伝子を57種類に絞ることができた。これら候補遺伝子の全塩基配列を決定し、配列に基づいて機能の推定を行った。
4、57種類の候補遺伝子についてRNA干渉による表現型観察、ならびにcDNAとGFPの融合タンパク質をプロトプラストに一過的に発現させ不等分裂時の融合タンパク質の細胞内局在を調べるスクリーニングを開始した。RNA干渉、GFP融合コンストラクトを個々の候補遺伝子に対して効率よく作成するためGatewayクローニングを利用できるようにした。これらの方法により候補遺伝子をさらに絞りこむ。
日本学術振興会, 特定領域研究, 岡崎国立共同研究機構, 15011260

ヒメツリガネゴケを用いた細胞の極性形成および不等分裂に関わる遺伝子の単離と解析
科学研究費助成事業
2002年 - 2003年
藤田 知道
完全長cDNAの一過的過剰発現により、偏光下におけるプロトプラストの極性形成や不等分裂に異常をもたらす原因遺伝子群を同定する。
(1)本年度新たに完全長cDNA約1000種類の一過的過剰発現によるプロトプラスト再生異常のスクリーニングを行い、細胞極性や不等分裂に関わる遺伝子群の一次候補を同定した。
(2)これまでのスクリーニングで得られた一次候補クローンにおいて、表現型の再現性を確認し、不等分裂が等分裂になるもの、不等分裂がおこらず等方位的に細胞が巨大化するものなど細胞極性形成や不等分裂異常に関わると考えられる原因遺伝子を最終的に57種類に絞ることができた。これらcDNAの全長の塩基配列を決定し相同性検索やドメイン解析を行った結果、10種類が既知の極性因子や不等分裂因子と類似していることがわかった。また、機能未知の遺伝子、どの遺伝子とも類似性を示さなかったものも含まれていた。
(3)極性形成や不等分裂は、その過程に関わっている蛋白質自体の極性分布がその作用発現に必須である例が知られている。得られた候補遺伝子とGFP (Green Fluorescence Protein)の融合遺伝子を作成し、プロトプラストで一過的に過剰発現させることにより、融合蛋白質の細胞内局在を調べた。いくつかにおいて原糸体基部に局在するものなどを同定した。
(4)RNA干渉により候補遺伝子の機能抑制時における表現型を調べる。そのためのコンストラクト作りを開始した。このコンストラクトでRNA干渉が実際に働くことをヒメツリガネゴケプロトプラスト再生系において確認した。(3)(4)により、候補遺伝子の不等分裂に関わる機能解析を進めていく。
日本学術振興会, 若手研究(B), 岡崎国立共同研究機構, 14740446

花形態進化を引き起こした遺伝子進化の解明
科学研究費助成事業
2002年 - 2003年
長谷部 光泰, 藤田 知道, 上原 浩一, 青木 誠志郎
シロイヌナズナなどの真正被子植物における花器官形成遺伝子が基部被子植物でも同じように機能しているかどうかを花器官形成遺伝子ホモログの発現様式解析から推定した。その結果、真正双子葉類で広く見られる花器官形成のABC遺伝子群による分子機構が被子植物進化の初期段階ですでに確立していた可能性が高いことがわかった。そして、基部被子植物群に見られるガク片と花弁の中間的形態を示す花器官はAP3、P1、SEP遺伝子の発現時期の変化によって生じているのではないかという作業仮説を提唱した。
次に、被子植物系統樹の基部に位置する分類群にしばしば見られる螺旋状に花器官を配置する花が形成される分子機構を推定した。数種の基部被子植物における解析から、真正双子葉類で第一、第二輪だけに発現が見られるAP1遺伝子が花原基全体で発現しており、このことが螺旋型の花形成と関係しているのではないかという作業仮説を提唱することができた。
さらに、花弁的苞葉を持つ基部被子植物において花器官形成遺伝子の発現様式を解析し、花弁的苞葉では、花弁形成遺伝子系を流用して花弁様器官を行っている可能性が高いことを明らかにした。
本研究により真正双子葉類が用いている花器官形成遺伝子系は、花形態の異なる基部被子植物群でも同じように機能しているらしいことがわかってきた。また、螺旋花、ドクダミなどでは花器官形成遺伝子の発現を変化させることによってこれらの形態を作り出しているという作業仮説を提唱することができた。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 岡崎国立共同研究機構, 14340270

ヒメツリガネゴケとシロイヌナズナで体軸形成開始点としての不等分裂分子機構の解明
科学研究費助成事業
2002年 - 2002年
長谷部 光泰, 藤田 知道, 村田 隆
(1)ツリガネゴケの約1万5千遺伝子のカタログの中から、代謝、光合成など極性分裂には直接関わりが無いであろうと予想される遺伝子をのぞき、約4000遺伝子を選択した。これらを順次、ヒメツリガネゴケ過剰発現ベクターにサブクローニングし、ヒメツリガネゴケの頂端分裂細胞由来プロトプラストに形質転換し、不等分裂異常をおこす遺伝子を探索している。これまでに約2500のサブクローンが終わり、約1700遺伝子についての形質転換実験を行った。その結果、約100遺伝子が不等分裂に異常を引き起こすことがわかった。これらの中には、不等分裂が等分裂になるもの、分裂細胞が多数できてしまうもの、不等分裂がおこらず1細胞のまま等方位性を保って大きくなったもの、細胞が細胞分裂無しで伸張し続けるものなど様々な表現型に分類できる機能未知の遺伝子および新規遺伝子が含まれている。(2)ヒメツリガネゴケジーントラップライン約2万ラインのスクリーニングの結果、茎頂分裂組織特異的に発現している3ラインのトラップ遺伝子の単離に成功した。これらの遺伝子の機能解析を行った。植物特異的キネシンであるAPI1遺伝子は頂端分裂細胞で発現し、細胞分裂間期に核、終期に細胞板に局在することがGFPとの融合タンパク質の発現解析によりわかった。頂端細胞特異的に発現するユビキチン様タンパク質遺伝子yh78、および姉妹遺伝子であるpph27a22の単独および二重遺伝子破壊株の表現型を観察した。その結果、これらの遺伝子は、細胞分裂と細胞極性決定の両方に関わる機能を持っていると予想された。#21遺伝子は140アミノ酸残基からなるタンパク質をコードしており、そのうちの20アミノ酸はシロイヌナズナのオーソログと高度に類似しているが、それ以外の部分はほとんど類似していないことがわかった。
日本学術振興会, 特定領域研究, 岡崎国立共同研究機構, 14036229

ヒメツリガネゴケで植物ホルモンオーキシン、サイトカイニン機能解明への網羅的研究
科学研究費助成事業
2001年 - 2001年
長谷部 光泰, 内山 郁夫, 藤田 知道, 村田 隆
本研究は、ヒメツリガネゴケをモデルとして、植物の形態形成に重要な働きを持つ植物ホルモンであるオーキシンとサイトカイニンの作用機作に関わる遺伝子群を網羅的に探索することを目的とした。研究方法は、(1)ホルモン無処理、オーキシン処理、サイトカイニン処理サンプルを用いて完全長cDNAライブラリーを作成、(2)ESTの配列決定、(3)カタログ化したクローンを順次ヒメツリガネゴケで過剰発現させオーキシン処理、サイトカイニン処理したときと同じ表現型を示す遺伝子を網羅的に探索するという3段階ですすめた。その結果、1)予定全ライブラリーについて合計5万ESTの塩基配列を決定しほとんどを一般公開した(遺伝研、新井理、小原雄治との共同研究)。2)本研究で構築したEST配列データと既公開のものを合わせた統合ヒメツリガネゴケESTデータベースを構築した(投稿準備中)。各クローンのBLAST検索結果、contig地図、過剰発現時表現型などが一覧できる。3)ESTの中から興味深いクローンについて全長塩基配列を決定し遺伝子系統樹解析から被子植物ゲノムとヒメツリガネゴケゲノムの比較、その進化について考察した。4)単離プロトプラストにDNAを導入後偏光下で培養することにより第1不等分裂の方向を一方向にそろえる条件を確立した。これにより効果的スクリーニングができるようになった。5)過剰発現用に約1500クローンをサブクローニング、約500cDNAの過剰発現表現型の観察をし、オーキシン、サイトカイニンに対する応答性が異なる10cDNAの単離に成功した。これに加え不等分裂異常など生物学的に興味深い表現型を示すcDNAをカタログ化した。
日本学術振興会, 特定領域研究(C), 岡崎国立共同研究機構, 13202066

ヒメツリガネゴケを用いた茎頂分裂組織形成、維持、器官形成に関する分子機構の解明
科学研究費助成事業
2001年 - 2001年
長谷部 光泰, 藤田 知道, 村田 隆
(1)PpKNOX1-GUS融合タンパク質は受精前の卵細胞で細胞質に、受精後は受精卵の核で発現が見られ、その後胞子体の分裂組織周辺で発現が維持されることがわかった。GFP-PpKNOX1でも同じ結果が得られた。一方、配偶体世代(原糸体・茎葉体)の頂端分裂組織では発現が検出されなかった。このことから、KNOX遺伝子は胞子体世代の茎頂分裂組織のみで機能していることがわかった。
(2)仮根は茎葉の表皮細胞から分化し、オーキシンによってその形成が誘導されることがわかった。PpHB7遺伝子破壊体は仮根形成数、位置には影響が見られないが、形成される仮根では、色素沈着が少なく、葉緑体数が増え、葉緑体の大きさもおおきくなることがわかった。このことからPpHB7遺伝子は仮根細胞分化を制御していることがわかった。
(3)茎葉体茎頂分裂組織で発現の見られるApi2ラインはユビキチン様遺伝子をトラップしていることがわかった。詳細な発現場所、遺伝子破壊体の表現型を観察中。茎葉体茎頂、原糸体頂端細胞で強い発現のみられる#21ラインは、約130残基のアミノ酸をコードする低分子タンパク質であることがわかった。シロイヌナズナにも1つオーソログがあり、茎頂分裂組織で強く発現していることがわかった。
(4)cDNAアクチベーション系は、全長cDNAライブラリーの5'、3ユ両側からのEST data baseを作成し、順次、各cDNAをヒメツリガネゴケ内で過剰発現させ、変異体を単離する方法である。(1)未処理、(2)オーキシン処理、(3)サイトカイニン処理した原糸体、茎葉体を含むサンプル由来の平均化全長cDNAライブラリーを用いて、ESTクローンを順次プロトプラストで過剰発現させ、分裂異常のおこるcDNAを選抜している。これまで約1000cDNAについて一過的過剰発現を行い、約20の候補cDNAを得た。
日本学術振興会, 特定領域研究(A), 岡崎国立共同研究機構, 13017218

ヒメツリガネゴケを用いたサイトカイニン合成系、情報伝達系関連遺伝子の単離と解析
科学研究費助成事業
2000年 - 2001年
藤田 知道
1、ヒメツリガネゴケ完全長cDNAライブラリー作成と塩基配列情報のデータベース化
既存の無処理、オーキシン処理に加え、サイトカイニン処理した原糸体由来の完全長ライブラリーを作成した。この3種類から合計4万のcDNAクローンの塩基配列を両末端から決定し、そのほとんどを一般公開した。これらのデータと既公開のものをあわせた統合ヒメツリガネゴケデータベースを構築した。
2、サイトカイニン応答異常変異体の単離
(1)スクリーニングの効率を高めるため、完全長cDNAをヒメツリガネゴケの単離プロトプラストに導入し一過的に過剰発現させ、サイトカイニン応答が異常になる変異体を同定できる系を構築した。また、このための一過的過剰発現用ベクターを新たに作成した。
(2)異なるサイトカイニン、オーキシン濃度を組み合わせた培地におけるヒメツリガネゴケの単離プロトプラストの再生過程を調べた。サイトカイニン濃度が高くなるにつれて、再生5細胞目から多数の頂端細胞からなると思われる細胞塊が誘導された。この基礎データは、過剰発現変異体をスクリーニングする際の1つの指標として用いた。
(3)サイトカイニンとオーキシン添加再生培地下でも正常な形態の原糸体を再生させたものやホルモン無添加再生培地において側枝頂端細胞の形態が異常になったもの、さらには通常オーキシン添加時でのみ見られるカウロネマ細胞が無添加培地において分化してきたものなど、過剰発現によりサイトカイニンやオーキシンに対する応答性に影響を与えた遺伝子を10種類同定することができた。これらのクローンを基にしたより詳細な解析を行っていくことで、サイトカイニンの作用機構に関する制御系の一端が明らかになると考える。
日本学術振興会, 奨励研究(A), 岡崎国立共同研究機構, 12740449

植物の茎葉をモデルとした、平行進化メカニズムの解明
科学研究費助成事業
2000年 - 2001年
長谷部 光泰, 藤田 知道, 塚谷 裕一, 村田 隆
ヒメツリガネゴケのクラス1KNOX遺伝子PpKNOX1の発現様式を遺伝子ターゲティング法により遺伝子末端にGUS遺伝子、遺伝子前端にGFP遺伝子を導入することにより調べた。その結果、PpKNOX1-GUSおよびGFP-PpKNOX1融合タンパク質はともに胞子体世代にのみ発現し、茎葉を形成する配偶体世代には全く発現していないことがわかった。この結果からヒメツリガネゴケ配偶体世代の茎葉は被子植物胞子体の茎葉とは異なった分子機構よって形成維持されている可能性が高い。シロイヌナズナでPpKNOX1遺伝子を過剰発現させた結果、シロイヌナズナクラス1KNOX遺伝子を過剰発現させたときと同じように葉に切れ込みが生じた。このことから、ヒメツリガネゴケには茎葉が形成されないが、すでにKNOX遺伝子は被子植物と同じ機能を持っていることがわかった。ヒメツリガネゴケに茎葉ができないのはシロイヌナズナでKNOX遺伝子の制御する遺伝子群が無いためである可能性が高い。当初予定した実験に加え被子植物胞子体とコケ植物セン類(ヒメツリガネゴケ、ウマスギゴケ、タマゴケ)茎葉体・胞子体でオーキシンの作用機作を比較した。その結果、(1)オーキシン応答性はヒメツリガネゴケ茎葉体と被子植物胞子体では異なっている。一方、ヒメツリガネゴケ胞子体での発現は、被子植物の胚発生時に良く似ていた。(2)ヒメツリガネゴケゲノムにもオーキシン応答コア配列が存在し、オーキシンに応答して遺伝子発現を調節していることがわかった。(3)セン類3種の茎葉体ではオーキシンの極性輸送が検出できなかったが、胞子体では被子植物胞子体と同じように極性輸送があった。以上の結果より、セン類茎葉体は被子植物胞子体とは異なった分子機構によって形態形成が行われており、外見上類似した茎葉構造は、異なった分子機構を用いた平行進化によって産まれてきた可能性が高い。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 岡崎国立共同研究機構, 12440242

ヒメツリガネゴケで植物ホルモンオーキシン、サイトカイニン機能解明への網羅的研究
科学研究費助成事業
2000年 - 2000年
長谷部 光泰, 西山 智明, 藤田 知道
本研究では、ヒメツリガネゴケをモデルとして、オーキシンとサイトカイニンの生合成、受容、情報伝達に関わる遺伝子を誘導cDNAアクチベーション法(全長cDNAを過剰発現プロモーターによって発現させ、変異体を得る方法)により網羅的に単離することを目的としている。
1.mRNAの5'末端に存在するキャップ構造を利用してヒメツリガネゴケ完全長cDNAライブラリーを作成した(理研篠崎研、林崎研との共同研究)。現在、オーキシン処理、サイトカイニン処理したヒメツリガネゴケ由来の完全長cDNAライブラリーを作成中である。
2.作成したヒメツリガネゴケ完全長cDNAライブラリーのうち、1000クローンの塩基配列を決定した結果、90%以上が、完全長cDNAであることがわかった。来年度末までに3万クローンの配列決定、カタログ化を行う予定である。
3.被子植物のオーキシン応答プロモーターであるDR5、GH3プロモーターにGFPをつないだコンストラクトを作成し、ヒメツリガネゴケのニュートラルサイトであるPpHB9サイトに導入した。その結果、GH3プロモーターがヒメツリガネゴケ内で局所的に発現していることがわかり、オーキシンの分布の指標として使える可能性があることがわかった。
4.2で塩基配列決定したクローンを、順次、オーキシン応答プロモーター::GFPを持つヒメツリガネゴケに導入し、過剰発現株の作成を開始した。来年度末までに7千変異体の単離をめざしている。
日本学術振興会, 特定領域研究(C), 岡崎国立共同研究機構, 12202051

ヒメツリガネゴケを用いた茎頂分裂組織形成、維持、器官形成に関する分子機構の解明
科学研究費助成事業
2000年 - 2000年
長谷部 光泰, 藤田 知道
ヒメツリガネゴケ胞子体由来RNAからヒメツリガネゴケPpKNOX1遺伝子の全長cDNAを単離し、その塩基配列に基づき対応するゲノム領域を単離した。ノザン解析、ジーンターゲティングによりPpKNOX1遺伝子3末にGUS遺伝子を挿入して発現解析を行った。その結果、PpKNOX-GUS融合タンパク質は受精前の卵細胞で細胞質に、受精後は受精卵の核で発現が見られ、その後胞子体の分裂組織周辺で発現が維持される。一方、配偶体世代(原糸体・茎葉体)の頂端分裂組織では発現が検出されなかった。
PpHB遺伝子グループ1と2に属するPpHB3,4,5,6,7,8,9の7遺伝子(Sakakibara et al.投稿中)について恒常的過剰発現形質転換体を作成した。また、相同組換えにより各遺伝子末端にGUS遺伝子を導入した。現在、それぞれについて表現型を観察中である。PHABULOSA遺伝子(PpHBグループ3)ホモログであるPpHB10遺伝子についても同様の実験を進めている。
PpHB7の発現様式、過剰発現体の解析から、この遺伝子は仮根(リゾイド)形成に関与していることがわかった。
シーンターゲティングによりPpMADS1遺伝子末端にGUS遺伝子を挿入し、PpMADS1-GUS融合タンパク質の発現を解析した。発現様式から、PpMADS1遺伝子は卵、精子形成、および胞子体での未知の作用に関与しているのではないかと推察された。
遺伝子トラップ系から得たAPI1はシロイヌナズナの機能未解明なキネシン類似遺伝子とともに、従来報告されたキネシンとは異なった、植物に特異的な新グループを構成することがわかった。
日本学術振興会, 特定領域研究(A), 岡崎国立共同研究機構, 12037218

ヒメツリガネゴケを用いた植物細胞極性、不等分裂、分化全能性の仕組みの解明　　　　　　　　　　　　　　　
競争的資金

Molecular characterization of cell polarity, asymmetric cell division and totipotency in plants　　　　　　　　　　　　　　　
競争的資金

宇宙環境利用について研究者が語るイベント「宇宙×金融＃12 宇宙実験が拓く！生物・植物の不思議 ─コケ植物培養から火星移住への道筋─」　　　　　　　　　　　　　　　
2024年10月18日
出演, パネリスト, 講師
講演会
[https://digitalblast.co.jp/news/宇宙環境利用について研究者が語るイベント「宇-2/]

Science cafe at Huazhong Agricultural University, Wuhan（華中農業大学、武漢）-"Meet undergraduates"-　　　　　　　　　　　　　　　
2024年10月13日
出演, 講師
サイエンスカフェ

第1回 宇宙技術者会議（北大医学部百年記念会館）「“コケ”で宇宙実験！人類を救うプロジェクト！！」　　　　　　　　　　　　　　　
2024年10月08日
講師

サイエンスZERO 「人類の未来を変える"吸収力" 小さなコケのミラクルパワー」　　　　　　　　　　　　　　　
2024年09月08日
出演, 取材協力
NHK Eテレ

BiocK宇宙バイオ実験分科会キックオフイベント「宇宙 x ライフサイエンス in 神戸」　　　　　　　　　　　　　　　
2024年03月19日
出演, パネリスト, 運営参加・支援
対話型集会・市民会議

YAC種子島スペースキャンプ2023夏　　　　　　　　　　　　　　　
2023年07月30日 - 2023年08月01日
講師, 助言・指導
YAC 日本宇宙少年団
[https://www.yac-j.com/feature/tanegashima-summer2023/]

千葉県船橋市立西海神小学校「総合：キャリア教育」6年生：ゲストティーチャー　　　　　　　　　　　　　　　
2023年02月
講師

北海道大学オープンキャンパス（高校生限定プログラム）(2010〜2019年, 2022〜2023年)　　　　　　　　　　　　　　　
2010年 - 2023年
講師, 企画
その他

ほっとニュース北海道（報道）「植物の成長を調整するたんぱく質発見」　　　　　　　　　　　　　　　
2022年12月14日
取材協力
NHK札幌
ほっとニュース北海道（2023年1月30日放映）

企画展および企画展記念講演会 こけティッシュ・プレミアムトーク　　　　　　　　　　　　　　　
2022年01月09日
パネリスト, 取材協力, 講師, 助言・指導, 運営参加・支援
茨城県自然博物館
企画展「こけティッシュ 苔ニューワールド！―地球を包むミクロの森―」

千葉県船橋市立西海神小学校「総合：キャリア教育」6年生：ゲストティーチャー　　　　　　　　　　　　　　　
2021年02月
講師

高校生向け 学問新サイト「みらいぶっく・学問・大学なび」掲載　　　　　　　　　　　　　　　
2020年05月
取材協力, 情報提供, 寄稿
河合塾

NASA Media Teleconference（出演）　　　　　　　　　　　　　　　
2019年07月10日
出演, 取材協力
National Aeronautics and Space Administration (NASA)

ほっとニュース北海道 ：ブーム到来中！宇宙に飛び立つ「コケ」　　　　　　　　　　　　　　　
2016年08月01日
出演, 取材協力
NHK札幌
ほっとニュース北海道：ほっと中継

文化放送いとうせいこう GREEN FESTA,「スペース・モス」の宇宙実験がJAXAで採用！　　　　　　　　　　　　　　　
2016年02月16日
取材協力
文化放送（2016年2月16日ON AIR）

札幌藻岩高校SPP（サイエンス・パートナーシップ・プロジェクト）　　　　　　　　　　　　　　　
2009年09月25日
講師

札幌開成高校（出前授業）　　　　　　　　　　　　　　　
2006年11月
講師

広幡小学校 出前授業「科学教室：生き物の遺伝物質をとってみよう」　　　　　　　　　　　　　　　
2004年02月
講師
岡崎市立広幡小学校・岡崎ロータリークラブ