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研究分野

分子化学生物学専攻 :
分子ネットワーク講座

研究

日出間 純

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准教授 日出間 純
キャンパス 片平 キャンパス
所属研究室 植物分子適応生理
連絡先 022-217-5690
E-mail jun.hidema.e8＠tohoku.ac.jp
ホームページ https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/PlantMolPhysAdapt/

学生時代は東北大学学友会スキー部に所属、現在は本学学友会スキー部部長を務める。

経歴
平成4年4月 日本学術振興会特別研究員（東北大学大学院農学研究科）
平成5年3月 東北大学・大学院農学研究科学位取得（農学博士）
平成5年7月 東北大学・遺伝生態研究センター・助手、ブルックヘブン米国立研究所生物（アメリカ）客員研究員、イエテボリ大学（スウェーデン）客員研究員
平成13年4月－現在 東北大学・大学院生命科学研究科・准教授
著書・論文
  1. Otake M, Teranishi M, Komatsu C, Hara M, Yoshiyama-Okamoto K, Hidema J. (2024) Poaceae plants transfer cyclobutene pyrimidine dimer photolyase to chloroplasts for ultraviolet-B resistance. Plant Physiology https://doi.org/10.1093/plphys/kiae060
     
  2. Gideon S. Mmbando, Sugihiro Ando, Hideki Takahashi, Hidema J. (2023) High ultraviolet-B sensitivity due to lower CPD photolyase activity is needed for biotic stress response to the rice blast fungus, Magnaporthe oryzae. Photochemical & Photobiological Sciences 22: Online ahead of print (10.1007/s43630-023-00379-4)
     
  3. Otake M, Yoshiyama-Okamoto K. Yamaguchi H., Hidema J. (2021) 222 nm ultraviolet radiation C causes more severe damage to guard cells and epidermal cells of Arabidopsis plants than does 254 nm ultraviolet radiation. Photochemical & Photobiological Sciences 20: 1675-1683.
     
  4. Dündar G, Teranishi M, Hidema J. (2020) Autophagy-deficient Arabidopsis mutant atg5, which shows ultraviolet-B sensitivity, cannot remove ultraviolet-B-induced fragmented mitochondria. Photochemical & Photobiological Sciences 19(12):1717-1729.
     
  5. Mmbando GS, Teranishi M, Hidema J. (2020) Very high sensitivity of African rice to artificial ultraviolet-B radiation caused by genotype and quantity of cyclobutane pyrimidine dimer photolyase. Scientific Reports 10(1):3158.
     
  6. Furukawa S, Nagamatsu A, Nenoi M, Fujimori A, Kakinuma S, Katsube T, Wang B, Tsuruoka C, Shirai T, Nakamura AJ, Sakaue-Sawano A, Miyawaki A, Harada H, Kobayashi M, Kobayashi J, Kunieda T, Funayama T, Suzuki M, Miyamoto T, Hidema J, Yoshida Y, Takahashi A. (2020) Space Radiation Biology for "Living in Space" BioMed Research International 8:4703286.
     
  7. Izumi M, Ishida H, Nakamura S, Hidema J. (2017) Entire photodamaged chloroplasts are transported to the central vacuole by autophagy. The Plant Cell 29: 377-394.
     
  8. Takahashi S, Teranishi M, Izumi M, Takahashi M, Takahashi F, Hidema J. (2014) Transport of rice cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) photolyase into mitochondria relies on a targeting sequence located in its C-terminal internal region. The Plant Journal. 79: 951-963.
     
  9. Takahashi M, Teranishi M, Ishida H, Kawasaki J, Takeuchi A, Yamaya T, Watanabe M, Makino A, Hidema J. (2011) CPD photolyase repairs ultraviolet-B-induced CPDs in all DNA-containing organelles in rice. The Plant Journal 66, 433-442.
     
  10. Teranishi M, Nakamura K, Morioka H, Yamamoto K, Hidema J. (2008) The native cyclobutane pyrimidine dimer photolyase of rice is phosphoryated. Plant Physiology 146: 1941-1951.
     
  11. Hidema J, Taguchi T, Ono T, Teranishi M, Yamamoto T, Kumagai T. (2007) Increase in CPD photolyase activity functions effectively for preventing ultraviolet-B-caused growth inhibition in rice plant. The Plant Journal 50: 70-79.
     
  12. Hidema J, Teranishi M, Iwamatsu Y, Hirouchi T, Ueda T, Sato T, Burr B, Sutherland BM, Yamamoto K, Kumagai T. (2005) Spontaneously occurring mutations in the cyclobutane pyrimidine dimer photolyase gene cause different sensitivities to ultraviolet-B in rice. The Plant Journal 43: 57-67.
     
  13. Hidema J, Kumagai T, Sutherland BM (2000): UV-sensitive Norin 1 rice contains defective cyclobutane pyrimidine dimer photolyase. The Plant Cell 12: 1569-1578.
     
所属学会

日本植物生理学会、日本植物学会、日本宇宙生物科学会、日本放射線影響学会、日本光生物学協会、日本照明学会、紫外線生物影響研究会
担当講義

分子遺伝生理特論、分子化学生物学概論、先端分子化学生物学概論II、Data Science Program、太陽系物理学特論

最近の研究について

  1. 植物の基本的なエネルギー源であり環境情報源である太陽光に含まれる紫外線（UV-B）による障害と修復機構、そしてUV-B応答に着目し、主にモデル植物であるイネ、シロイヌナズナ、ゼニゴケを材料に一連の研究を展開してきました。UV-Bによる生育障害の主要因は、UV-Bによって誘発されるDNA損傷（シクロブタン型ピリミジン二量体（CPD））の蓄積であり、CPDを修復するDNA修復酵素である、“CPD光回復酵素”の活性を増加させることで、植物はUVB耐性を獲得できることを見いだしました（Hidema et al. 2000, Plant Cell, 2005, 2007 Plant J.）。しかし興味深い事に、イネ科植物では独自のDNAを有するすべてのオルガネラ（核、ミトコンドリア、葉緑体）にCPD光回復酵素が移行してCPD修復を行っているのに対して、イネ科以外の植物では、CPD光回復酵素は核とミトコンドリアのみで機能し、葉緑体DNA上に生じたCPDを修復できないことを見出しました（Takahashi et al. 2011, 2014, Plant J. Otake et al. 2024 Plant Physiol. 下図参照）。現在は、葉緑体DNA上に生じたCPDを修復できない植物の新たなUV-B防御・耐性機構に関する研究、CPD光回復酵素のオルガネラ移行のメカニズム、イネのUV-B光受容体UVR8の機能、進化の過程で変化したCPD光回復酵素遺伝子光発現機構、さらには不均一環境下における植物の複合環境適応機構等に関する研究を展開しています。

     
  2. 今日人類は新たな居住環境として、月、火星といった地球外環境へと進出することを計画しています。地球外環境は言うまでもなく、地上とは異なる重力環境下であり、また宇宙放射線、太陽粒子線（紫外線）、温度、水分環境が大きく異なっている。このような環境で、これまで1G環境に適応し、進化してきた植物が正常に生きることが出来るのか？我々は、これまでの研究実績を基盤に、微小重力環境における太陽紫外線の複合影響を明らかにすべく、国際宇宙ステーション（ISS）を利用した宇宙実験（「宇宙微小重力・高紫外線環境ストレスに対する植物の応答解析」（Plant UV-B）を通して、解析を進めています。

研究