研究業績 2014年度
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原著論文発表
- Kawai H, Ishikawa T, Mitsui T, Kore-eda S, Yamada-Kawai M, Ohnishi J (2014)
Arabidopsis glycerol-3-phosphate permease 4 is localized in the plastids and involved
in the accumulation of seed oil. Plant Biotech 31: 159-165
- 植物のプラスチド包膜はグリセロール 3-リン酸（G3P）を透過することは知られていたが、その輸送体タンパク質はこれまで同定されていなかった。シロイヌナズナは、原核生物のG3P/リン酸交換輸送体のホモログ遺伝子を５つ持つ。本研究で我々は、そのうちの一つ、glycerol-3-phosphate permease 4 （G3Pp4）がコードするタンパク質は、プラスチド包膜に局在し、胚発生後期での油脂蓄積に関与するG3P輸送体であることを示唆する結果を得た。（細胞生化学：大西・是枝）
- Nishiyama Y and Murata N (2014) Revised scheme for the mechanism of photoinhibition and its application to enhance the abiotic stress tolerance of the photosynthetic machinery. Appl Microbiol Biotechnol 98: 8777-8796
- 本論文は、光化学系IIの光阻害の分子機構と光合成のストレス耐性増強方法に関して、筆者らの発見を中心に最新の知見をまとめた総説である。カタラーゼなどの活性酸素消去系酵素やα-トコフェロールなどの抗酸化物質、グリシンベタイン、不飽和膜脂質、熱ショックタンパク質、非光化学的消光、循環的電子伝達などを取り上げ、いずれの抗酸化機構や保護因子も光化学系IIの光損傷を保護するのではなく、その修復過程を保護するという新たな知見を解説している。これらの知見を踏まえ、光合成のストレス耐性を増強する新たな方法論を提案している。（環境応答：西山）
- Hanai M, Sato Y, Miyagi A, Kawai-Yamada M, Tanaka K, Kaneko Y, Nishiyama
Y, Hihara Y (2014) The effects of dark incubation on cellular metabolism of the wild type cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 and a mutant lacking the transcriptional regulator cyAbrB2.
Life (Basel) 21:770-787
- これまでに我々は、シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803において、転写因子cyAbrB2が明所下にの円滑な糖代謝に必須であること、cyAbrB2欠損株ではグリコーゲンが細胞内に高蓄積することを見出している。この欠損株を暗所下においたところ、蓄積したグリコーゲンの速やかな分解が観察されたことから、暗所下でのcyAbrB2の役割を検討すべく、細胞の形態観察・遺伝子発現解析、代謝解析等を行った。その結果、cyAbrB2は明暗周期条件下での代謝制御に働くことを示唆する結果を得た。（環境応答：日原・西山）
- Shimoda R, Okabe K, Kotake T, Matsuoka K, Koyama T, Tryfona T,. Liang H-C,
Dupree P and Tsumuraya Y (2014) Enzymatic fragmentation of carbohydrate moieties of radish arabinogalactan-protein
and elucidation of the structure. Biosci Biotech Biochem 78:818-831
- アラビノガラクタン-プロテイン（AGP）は、成長や分化、生殖、ストレス耐性に関わる植物特有の細胞外プロテオグリカン（糖鎖の大きい糖タンパク質）であり、陸上植物各組織に普遍的に分布している。AGPの糖鎖は植物細胞壁を構成する各種多糖のなかでも大変複雑な構造をとっている。我々は、これまでにAGPの糖鎖を特異的分解する新規な酵素（エキソ-β-1、3-ガラクタナーゼ、エンド-β-1、6-ガラクタナーゼ、β-グルクロニダーゼ、等）を見出してきた。これらの酵素を用いてAGPの糖鎖を断片化し、AGP糖鎖の構造を解析した。特に、L-アラビノース残基の糖鎖中での存在様式を明らかにした。AGP糖鎖の構造と生理機能の相関性の解明に寄与する成果といえる。（生体物質：円谷・小竹）
- Takada H, Fukushima-Tanaka S, Morita M, Kasahara Y, Watanabe S, Chibazakura
T, Hara H, Matsumoto K and Yoshikawa H (2014) An essential enzyme for phospholipid synthesis associates with the Bacillus subtilis divisome. Mol Microbiol 91: 242–255
- 細菌の細胞周期において膜を合成する機構がどのように細胞分裂機構と共役しているかは未知の問題である。われわれは脂肪酸とリン脂質の合成のキーとなっている酵素PlsXが細胞分裂機構の成分となっていることを見出した。PlsXはFtsAと相互作用するが、FtsAやFtsZに依存せずに細胞分裂予定域に局在化する。ZリングがPlsXの分裂隔壁や細胞極への結合を安定化する。PlsXの局在化はDNA複製の進行によっても影響を受ける。PlsXは細胞分裂に必要であり、PlsXの不活化によってZリング合成が異常になる。PlsX局在化は、分裂隔壁形成過程のヒエラルキーでZリング形成より上位にあり、分裂隔壁を正しく行なうために膜合成と細胞分裂を共役させるのに重要であると考えられる。（遺伝情報:原・松本）
- Nakamoto H, Fujita K, Ohtaki A, Watanabe S, Narumi S, Maruyama T, Suenaga
E, Misono TS, Kumar PK, Goloubinoff P and Yoshikawa H (2014) Physical interaction between bacterial heat shock protein (Hsp) 90 and Hsp70 chaperones mediates their cooperative action to refold denatured proteins. J Biol Chem 289:6110-6119
- 細胞が熱ショックに曝されると、細胞は熱ショックタンパク質（HSP）を発現して、熱ストレスに対する耐性を獲得する。HSPは分子シャペロンとしてタンパク質（プロテオーム）恒常性の維持に重要な役割を果たす。Hsp90は、代表的な分子シャペロンの一つで、その構造は原核生物と真核生物間でよく保存されているが、細胞における機能は同じではない。真核細胞のHsp90とは異なり、原核細胞のそれは、平常時では必須ではないが、熱ストレスに曝されると、シアノバクテリアHsp90は必須の働きをするようになる。我々は、ストレス下におけるHsp90のシャペロン作用機構を解明すべく研究を行ってきたが、この論文では、シアノバクテリアHsp90がHsp70と協同でシャペロン作用すること、その協同作用が少なくとも二種類の機構で行われることを報告した。（代謝学：仲本）
- Duan Z, Homma A, Kobayashi M, Nagata N, Kaneko Y, Fujiki Y and Nishida
I (2014) Photoassimilation, assimilate translocation, and plasmodesmal biogenesis
in the source leaves of Arabidopsis thaliana grown under an increased atmospheric CO2 concentration. Plant Cell Physiol 55: 358–369 (Recommended for F1000 Plant Biology by John Patrick)
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高CO2環境は植物の生産性を高めることが知られている。
一方、高CO2環境下では、植物の炭酸同化が増えるが、 同化産物が貯まりすぎると光合成活性を抑制してしまう。そこで、 高CO2環境で生育させた植物は、 ソース葉の同化産物を効率よくシンク組織（若い葉や根、花） に転流しているに違いない。本研究では、 シロイヌナズナをモデルにして、 葉の転流活性が高CO2環境ででどのような応答をするのかを、 シロイヌナズナの第１ロゼット葉を使ってしらべたものである。 シロイヌナズナの転流では、ショ糖トランスポーターのSUC2, SUT4,SWEETが重要であるが、そのうち、SUT4が高CO2に応答して発現が上昇することがわかった。 F1000 Plant Biologyに推薦されている。（植物分子生理：西田・藤木）SUT4は篩管の伴細胞で発現し、 原形質連絡を介して隣の篩要素に移動し、 篩要素の細胞膜に配置され、 アポプラストから直接ショ糖を取り込むと考えられる。 高CO2環境では、 伴細胞と篩要素の間の原形質連絡の数も増えることをあきらかにし た。SUT4のはたらきについては、これまで、 篩要素の細胞膜で働くとする考え方が、 伴細胞の液胞膜で働くとする考え方に取って代わられていたが、 本研究の成果は、 細胞膜で働くという説に再度光をあてたことになる。 英国のJohn Patrickからは、
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- Yamamoto T, Obana N, Yee LM, Asai K, Nomura N and Nakamura K (2014) SP10 infectivity is aborted after bacteriophage SP10 infection induces nonA transcription on the prophage SPβ region of the Bacillus subtilis genome. J Bacteriol 196:693-706
- 枯草菌ゲノムにコードされている、バクテリオファージSP10の感染を妨げる因子であるnonAについて、機能解析を行った。SP10が感染した枯草菌細胞中で、nonA由来の１回膜貫通モチーフを持つ72アミノ酸のペプチドが発現していた。このペプチドを人工的に枯草菌細胞で過剰発現させたところ、細胞死を誘発した。SP10に感染した細胞が、自殺して、感染の拡大を防ぐ機構であると考えられる。（分子統御：朝井）
学会発表
3月21日-3月26日 熱海で開催された第7回日独二国間セミナー"Microalgal Products: From Metabolic Fundamentals to Promising Applications"で研究発表
- 発表者：Yukako Hihara
題目：Photosynthesis-dependent transcriptional regulation in cyanobacteria [主催者] - 発表者：Yoshitaka Nishiyama
題目：Roles of reactive oxygen species in photoinhibition of photosystem II [招待講演] - 発表者：Hiroko Takahashi
題目：The cyclic electron flow in the green alga Chlamydomonas reinhardtii [招待講演] - 発表者：Taro Kadowaki
題目：Elucidation of mechanisms of transcriptional regulation dependent on thioredoxin in the cyanobacterium Synechocystis sp.PCC 6803 [ポスター発表] - 発表者：Ayumi Kizawa
題目：Identification of transcriptional factors regulating fatty acid biosynthesis in cyanobacteria [ポスター発表]
3月16日-3月18日 東京農業大学世田谷キャンパスで開催された第56回日本植物生理学会年会で研究発表
- 発表者：鬼沢あゆみ、川原彰人、日原由香子
題目：シアノバクテリアにおいて脂肪酸生合成関連遺伝子の発現制御に関与する転写因子の同定 [口頭発表] - 発表者：花井正実、佐藤雄介、宮城敦子、川合真紀、田中協子、金子康子、西山佳孝、日原由香子
題目：シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC 6803 における暗条件下での転写因子cyAbrB2の役割 [口頭発表] - 発表者：草間友里、井上修平、神保晴彦、園池公毅、高市真一、西山佳孝
題目：シアノバクテリア光化学系Ⅱの光防御機構における熱放散の役割 [口頭発表] - 発表者：神保晴彦、ラヤコーン ユッタナシリクル、永野孝典、久堀徹、西山佳孝
題目：シアノバクテリア翻訳因子EF-Tuの酸化傷害機構とその生理学的意義 [口頭発表] - 発表者：栗田朋和、石塚嵩広、Won-Yong Song、Sunghoon Jang、Youngsook Lee、西田生郎
題目： Chlamydomonas reinhardtiiにおける相同組み換えによる遺伝子破壊・改良と脂質合成系遺伝子破壊株単離の試み [ポスター発表] - 発表者：矢竹美樹、ユヤンボ、藤木友紀、野口航、西田生郎
題目：シロイヌナズナのpect1-4変異はシアン耐性呼吸変異aox1a-1と合成致死性を示す [ポスター発表] - 発表者：本間あゆみ、段中瑞、小林恵、永田典子、藤木友紀、西田生郎
題目：rsx1-2 変異相補に対する細胞タイプ特異的RSX1-sGFP発現の影響 [ポスター発表] - 発表者：紙透祥吾、栗田朋和、山岡靖代、藤木友紀、Youngsook Lee、西田生郎
題目：クラミドモナスにおける小胞体型LPAT遺伝子の同定と解析 [ポスター発表] - 発表者：石塚嵩広、栗田朋和、紙透祥吾、藤木友紀、西田生郎
題目：Oleosin発現Chlamydomonas reinhardtiiのLipid Dropletの解析 [ポスター発表] - 発表者：星野奈摘、生貝咲貴、矢竹美樹、中川繭、藤木友紀、西田生郎
題目：pect1-4 変異株における早期花成のしくみ [ポスター発表]
3月6日-3月8日 神戸大学六甲第2キャンパス神大会館で開催された第9回ゲノム微生物学会年会において研究発表
- 発表者：松岡聡、野辺加織、松本幸次、原弘志
題目：枯草菌SigIの制御における糖脂質の役割 [口頭発表+ポスター]
11月29日-11月30日 大妻女子大学で開催された平成26年度 日本食物繊維学会第19回学術集会において口頭発表
- 発表者：円谷陽一
題目：穀類の機能性－多糖類の種類と構造について－（招待講演）
10月29日-10月30日 理化学研究所発生・再生科学総合研究センターで開催された第6回生命情報科学若手の会で研究発表
- 発表者：関 貴洋、峯島 良太、橋本 理尋、松岡 聡、松本 幸次、原 弘志
題目：枯草菌ECFシグマ因子の活性における糖脂質の影響 [口頭発表] - 発表者：髙野 晃、柴 康弘、宮川 宏義、梅川 満、松本 幸次、松岡 聡、原 弘志
題目：大腸菌Rcsリン酸リレーシグナル伝達系におけるRcsFとRcsCペリプラズム露出領域の相互作用解析 [口頭発表]
10月24日-10月25日 国立遺伝学研究所で開催された平成26年度 細菌細胞の増殖と代謝研究会-細菌細胞増殖の多様性- において口頭発表
- 発表者：松岡聡
題目：枯草菌糖脂質欠損株におけるSigI活性化機構の解析 - 発表者：関貴洋
題目：枯草菌ECFシグマ因子の活性制御における糖脂質の役割 - 発表者：高野晃
題目：大腸菌Rcsリン酸リレーシグナル伝達系におけるRcsFとRcsCペリプラズム露出領域の相互作用
10月18日 埼玉大学で開催された日本農芸化学会関東支部2014年度支部大会で研究発表
- 発表者：松岡聡、関貴洋、野辺加織、松本幸次、原弘志
題目：枯草菌SigIの制御における糖脂質の影響 [ポスター] - 発表者：関貴洋、峯島良太、橋本理尋、松岡聡、松本幸次、原弘志
題目：枯草菌ECF シグマ因子の活性制御における糖脂質の働き [口頭発表]
10月2日 飯能信用金庫研修所で開催された はんしん・埼大出張Techno cafeにおいて講演
- 発表者：円谷陽一
題目：「埼玉大学の食と農に関する研究会の紹介」②大麦食品研究会
9月17日-9月19日 長浜バイオ大学で開かれた日本遺伝学会第86回大会で研究発表
- 発表者：松岡聡、野辺加織、松本幸次、原弘志
題目：枯草菌SigIの制御における糖脂質の影響 [口頭発表] （本講演は、Best Papers賞に選出され、表彰状と記念品が贈られました。 Best Papers賞は、2001年開催の第73回日本遺伝学会大会（東京）から21世紀最初の大会を記念して始まり、大会における優れた講演に贈られています。優れた研究を褒賞することで意欲あふれる研究を奨励し、遺伝学会の明日を築く人々を鼓舞し、遺伝学の発展に資することを願って設けられた賞です。本大会では191講演中、11講演が選出されました。 受賞・表彰内容等掲載ページのＵＲＬ; http://gsj3.jp/bpggs.html 大学広報URL; http://www.saitama-u.ac.jp/topics_archives/20150403-2.html）
- 発表者：高野晃、柴康弘、宮川宏義、梅川満、松本幸次、松岡聡、原弘志
題目：大腸菌Rcsリン酸リレーシグナル伝達系におけるRcsFとRcsCペリプラズム露出領域の相互作用解析[口頭発表] - 発表者：関 貴洋、峯島 良太、橋本 理尋、松岡 聡、松本 幸次、原 弘志
題目：枯草菌ECFシグマ因子の活性制御における糖脂質の役割 [口頭発表]
9月13日-9月15日 明治大学生田キャンパスで開催された日本植物学会第78回大会で研究発表
- 発表者：西山佳孝、上野護、草間友里
題目：光化学系IIの光阻害に対する高温ストレスの影響 [口頭発表] - 発表者：鯨井純一、門脇太朗、久堀徹、日原由香子
題目：シアノバクテリア Synechocystis sp.PCC 6803 における転写因子 Sll1961 とチオレドキシンとの相互作用解析 [口頭発表] - 発表者：佐藤雄介、齋藤裕次郎、日原由香子
題目：シアノバクテリア Synechocystis sp.PCC 6803 におけるスイッチング系による cyAbrB2 転写因子の発現制御 [口頭発表] - 発表者：段中瑞，小林恵，永田典子，伊藤利章，荒川圭太，藤木友紀，西田生郎
題目：原形質連絡形成に働くペクチン酸リアーゼRSX1の発現の組織特異性の解明 [口頭発表]
9月3日-9月5日 いこいの村 庄内で開催された2014年度グラム陽性菌ゲノム機能会議で研究発表
- 発表者：横山奈央、飴野佑美子、野中ちひろ、葛山智久、朝井計、髙橋康弘
題目：枯草菌における鉄硫黄クラスター生合成系の解析：必須オペロンの破壊と異種生合成系への置換［ポスター発表＋ショートトーク］ - 発表者：飴野佑美子、横山奈央、朝井計、高橋康弘
題目：枯草菌の鉄硫黄クラスター生合成関連因子群の多重破壊株の性質［ポスター発表＋ショートトーク］ - 発表者：松岡聡、関貴洋、峯島良太、橋本理尋、野辺加織、松本幸次、原弘志
題目：枯草菌糖脂質の生理機能解析〔口頭発表〕 - 発表者：松岡聡、野辺加織、松本幸次、原弘志
題目：枯草菌SigIの制御における糖脂質の影響〔ポスター発表＋ショートトーク〕 - 発表者：関貴洋、峯島良太、橋本理尋、松岡聡、松本幸次、原弘志
題目：枯草菌ECFシグマ因子の活性制御における糖脂質の機能解析〔ポスター発表＋ショートトーク〕
7月27日-7月31日 オーストラリアのケアンズで開催された第5回Plant Cell Biologyでポスター発表
- 発表者：Toshihisa Kotake, Kiminari Kitazawa, Kazuki Sato, Theodora Tryfona, Yoshihisa Yoshimi, Yoshihiro Hayashi, Susumu Kawauchi, Liudmil Antonov, Hiroshi Tanaka, Takashi Takahashi, Satoshi. Kaneko, Paul Dupree, Yoichi Tsumuraya
題目：The target structure for Yariv reagent in arabinogalactan-proteins - 発表者：Yoshihisa Yoshimi, Yumi Sugawara, Satoshi. Kaneko, Kiyohiko Igarashi, Chiaki Hori, Naoshi Dohmae, Toshihisa Kotake, Yoichi Tsumuraya
題目：Purification of a protease acting on the core-protein of AGP from winter mushroom
7月26日 東京農業大学世田谷キャンパスで開かれた第13回微生物研究会で研究発表
- 発表者：関貴洋、橋本理尋、松岡聡、松本幸次、原弘志
題目：枯草菌における糖脂質欠損、ホスファチジルグリセロール減少、リポテイコ酸欠損によるECFシグマ因子の誘導 [ポスター発表] - 発表者：高野晃、松本幸次、松岡聡、原弘志
題目：大腸菌Rcsシグナル伝達系におけるRcsF とRcsC の相互作用解析 [ポスター発表] - 発表者：齊藤舞、松岡聡、原弘志
題目：大腸菌酸性リン脂質欠損株におけるArcBA のrpoS 転写への影響の解析 [ポスター発表] - 発表者：堀那奈子、松岡聡、原弘志
題目：大腸菌Rcs リン酸リレー系における外膜リポタンパク質RcsF の機能領域の解析 [ポスター発表]
6月14日 茨城大学で開かれた平成26年度日本生化学会関東支部例会でポスター発表
- 発表者：横山奈央、野中ちひろ、葛山智久、朝井計、髙橋康弘
題目：枯草菌のFe-Sクラスター生合成系オペロンの破壊とその影響 - 発表者：山川誠、岩永朋子、平林佳、和田啓、高橋康弘
題目：超好熱菌Aquifex aeolicusの鉄硫黄クラスター生合成系ISC様マシナリーの解析 - 発表者：外崎敬太郎、田中尚志、高橋康弘
題目：鉄硫黄クラスターの生合成におけるフェレドキシン（Fdx）の機能領域の解析 - 発表者：田中尚志、葛山智久、高橋康弘
題目：鉄硫黄クラスターの生合成を担うISCマシナリーの機能解析 - 発表者：湯田瑛樹、佐藤喬之、田中尚志、高橋康弘
題目：鉄硫黄クラスター生合成系（SUFマシナリー）における中核成分、SufBの機能解析
6月5日-6月6日 盛岡市つなぎ温泉ホテル大観で開かれた第11回21世紀大腸菌研究会で研究発表
- 発表者：高野晃、松本幸次、松岡聡、原弘志
題目：大腸菌Rcsシグナル伝達系におけるRcsF とRcsC の相互作用解析 [口頭発表+ポスター発表] - 発表者：齊藤舞、松岡聡、原弘志
題目：大腸菌酸性リン脂質欠損株におけるArcBA のrpoS 転写への影響の解析 [ポスター発表] - 発表者：堀那奈子、松岡聡、原弘志
題目：大腸菌Rcs リン酸リレー系における外膜リポタンパク質RcsF の機能領域の解析 [ポスター発表] - 発表者：湯田瑛樹、佐藤喬之、田中尚志、高橋康弘
題目：大腸菌の鉄硫黄クラスター生合成系SUF マシナリーの中核成分SufB の機能解析 [ポスター発表] - 発表者：田中尚志、葛山智久、高橋康弘 [ポスター賞を受賞]
題目：Fe-S クラスターを持たなくても生存可能な大腸菌変異株を用いたFe-S クラスター生合成系の解析
5月30日-5月31日 近畿大学で開催された第５回日本光合成学会でポスター発表
- 発表者：仲本準
題目：シアノバクテリアの分子シャペロンと光合成 - 発表者：佐藤雄介、齋藤裕次郎、日原由香子
題目：シアノバクテリア Synechocystis sp.PCC6803 におけるスイッチング系による Sll0822 転写因子の発現制御 - 発表者：鯨井純一、門脇太朗、日原由香子
題目：シアノバクテリア Synechocystis sp.PCC6803 における転写因子 Sll1961 とチオレドキシンとの相互作用解析 - 発表者：段中瑞、本間あゆみ、藤木友紀、小林恵、永田典子、金子康子、西田生郎
題目：高 CO2 環境における光合成産物の転流メカニズムの解明 - 発表者：神保晴彦、Rayakorn Yutthanasirikul、永野孝典、久堀徹、西山佳孝
題目：シアノバクテリア翻訳因子 EF-Tu の酸化傷害と光化学系 II の光阻害