2021/05/06 更新

写真a

イハラ クニオ
井原 邦夫
IHARA Kunio
所属
遺伝子実験施設 准教授
職名
准教授
連絡先
メールアドレス

学位 1

  1. 理学博士 ( 大阪大学 ) 

研究キーワード 10

  1. 分類

  2. 古細菌

  3. レチナールタンパク質

  4. システム生物学

  5. ゲノム

  6. エネルギー変換

  7. 分類

  8. 進化

  9. 生体膜

  10. 構造解析

研究分野 6

  1. その他 / その他  / ゲノム微生物学

  2. ライフサイエンス / システムゲノム科学  / システムゲノム学

  3. その他 / その他  / 微生物生理学

  4. ライフサイエンス / 構造生物化学  / 機能生物化学

  5. ライフサイエンス / 生物物理学  / 生物物理学

  6. ライフサイエンス / 分子生物学  / 分子生物学

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現在の研究課題とSDGs 3

  1. 次世代シーケンサーの技術開発と活用

  2. 3ドメインの比較進化生物学

  3. インビトロ集団微生物学の実現と細胞間相互作用解析

経歴 4

  1. 名古屋大学   遺伝子実験施設   准教授

    2012年6月 - 現在

  2. 名古屋大学   遺伝子実験施設   助教

    2007年4月 - 2012年5月

  3. 名古屋大学   遺伝子実験施設   助手

    1999年12月 - 2007年3月

  4. 名古屋大学   理学部生物学科   助手

    1990年4月 - 1999年11月

学歴 2

  1. 大阪大学   理学研究科   生理学専攻

    1985年4月 - 1990年3月

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    国名: 日本国

  2. 大阪大学   理学部   生物学科

    1981年4月 - 1985年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 7

  1. 日本ゲノム微生物学会

  2. 日本Archaea研究会

  3. 極限生物学会

  4. 生物物理学会

  5. 日本微生物生態学会

  6. 好塩微生物研究会

  7. 日本生体エネルギー研究会

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委員歴 2

  1. 遺伝子実験施設連絡協議会   組換え生物等安全委員会委員長  

    2018年12月 - 2020年11月   

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    団体区分:学協会

    組換え生物等委員会 委員長

  2. 遺伝子実験施設連絡協議会   幹事  

    2017年12月 - 現在   

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    団体区分:学協会

受賞 1

  1. 科研費審査委員表彰

    2014年   文部科学省  

 

論文 89

  1. Loss of cell wall integrity genes cpxA and mrcB causes flocculation in Escherichia coli 査読有り

    Sugawara Keita, Toyoda Hayato, Kimura Mami, Hayasaka Shunsuke, Saito Hiromi, Kobayashi Hiroshi, Ihara Kunio, Ida Tomoaki, Akaike Takaaki, Ando Eiji, Hyodo Mamoru, Hayakawa Yoshihiro, Hamamoto Shin, Uozumi Nobuyuki

    BIOCHEMICAL JOURNAL   478 巻 ( 1 ) 頁: 41 - 59   2021年1月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Biochemical Journal  

    DOI: 10.1042/BCJ20200723

    Web of Science

    Scopus

  2. Haloarcula mannanilytica sp. nov., a galactomannan-degrading haloarchaeon isolated from commercial salt 査読有り

    Enomoto Shigeaki, Shimane Yasuhiro, Ihara Kunio, Kamekura Masahiro, Itoh Takashi, Ohkuma Moriya, Takahashi--Ando Naoko, Fukushima Yasumasa, Yoshida Yasuhiko, Usami Ron, Takai Ken, Minegishi Hiroaki

    INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMATIC AND EVOLUTIONARY MICROBIOLOGY   70 巻 ( 12 ) 頁: 6331 - 6337   2020年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology  

    DOI: 10.1099/ijsem.0.004535

    Web of Science

    Scopus

  3. Energetics and kinetics of substrate analog-coupled staphylococcal nuclease folding revealed by a statistical mechanical approach 査読有り

    Mizukami Takuya, Furuzawa Shunta, Itoh Satoru G., Segawa Saho, Ikura Teikichi, Ihara Kunio, Okumura Hisashi, Roder Heinrich, Maki Kosuke

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   117 巻 ( 33 ) 頁: 19953 - 19962   2020年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  

    DOI: 10.1073/pnas.1914349117

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  4. The role of ROC75 as a daytime component of the circadian oscillator in Chlamydomonas reinhardtii 査読有り

    Matsuo Takuya, Iida Takahiro, Ohmura Ayumi, Gururaj Malavika, Kato Daisaku, Mutoh Risa, Ihara Kunio, Ishiura Masahiro

    PLOS GENETICS   16 巻 ( 6 ) 頁: e1008814   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PLoS Genetics  

    DOI: 10.1371/journal.pgen.1008814

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  5. Presynaptic MAST kinase controls opposing postsynaptic responses to convey stimulus valence in Caenorhabditis elegans 査読有り 国際誌

    Nakano Shunji, Ikeda Muneki, Tsukada Yuki, Fei Xianfeng, Suzuki Takamasa, Niino Yusuke, Ahluwalia Rhea, Sano Ayana, Kondo Rumi, Ihara Kunio, Miyawaki Atsushi, Hashimoto Koichi, Higashiyama Tetsuya, Mori Ikue

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   117 巻 ( 3 ) 頁: 1638 - 1647   2020年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  

    DOI: 10.1073/pnas.1909240117

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  6. gas1 mutation extends chronological lifespan via Pmk1 and Sty1 MAPKs in Schizosaccharomyces pombe 査読有り

    Imai Yuki, Shimasaki Takafumi, Enokimura Chihiro, Ohtsuka Hokuto, Tsubouchi Satoshi, Ihara Kunio, Aiba Hirofumi

    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY     頁: 1-8   2019年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/09168451.2019.1676695

    Web of Science

    PubMed

  7. The mechanosensitive channel YbdG from <i>Escherichia coli</i> has a role in adaptation to osmotic up-shock. 査読有り

    Amemiya S, Toyoda H, Kimura M, Saito H, Kobayashi H, Ihara K, Kamagata K, Kawabata R, Kato S, Nakashimada Y, Furuta T, Hamamoto S, Uozumi N

    The Journal of biological chemistry     2019年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1074/jbc.RA118.007340

    PubMed

  8. Cholecystokinin induces crowing in chickens 査読有り 国際誌

    Shimmura Tsuyoshi, Tamura Mai, Ohashi Shosei, Sasaki Asuka, TakamichiYamanaka, Nakao Nobuhiro, Ihara Kunio, Okamura Shinsaku, TakashiYoshimura

    SCIENTIFIC REPORTS   9 巻 ( 1 ) 頁: 3978   2019年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Scientific Reports  

    DOI: 10.1038/s41598-019-40746-9

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  9. Comprehensive investigation of the gene expression system regulated by an Aspergillus oryzae transcription factor XlnR using integrated mining of gSELEX-Seq and microarray data. 査読有り

    Oka H, Kojima T, Ihara K, Kobayashi T, Nakano H

    BMC genomics   20 巻 ( 1 ) 頁: 16   2019年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1186/s12864-018-5375-5

    Scopus

    PubMed

  10. Obesity and mental health improvement following nutritional education focusing on gut microbiota composition in Japanese women: a randomised controlled trial. 査読有り

    Uemura M, Hayashi F, Ishioka K, Ihara K, Yasuda K, Okazaki K, Omata J, Suzutani T, Hirakawa Y, Chiang C, Aoyama A, Ohira T

    European journal of nutrition     2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00394-018-1873-0

    PubMed

  11. Three-Step Isomerization of the Retinal Chromophore during the Anion Pumping Cycle of Halorhodopsin 査読有り 国際誌

    Kouyama Tsutomu, Ihara Kunio, Maki Kosuke, Chan Siu Kit

    BIOCHEMISTRY   57 巻 ( 41 ) 頁: 6013 - 6026   2018年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Biochemistry  

    DOI: 10.1021/acs.biochem.8b00631

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  12. Draft Genome Sequence of Burkholderia vietnamiensis Strain RS1, a Nitrogen-Fixing Endophyte Isolated from Sweet Potato 査読有り 国際誌

    Shinjo Rina, Uesaka Kazuma, Ihara Kunio, Sakazaki Shunsuke, Yano Katsuya, Kondo Motohiko, Tanaka Aiko

    MICROBIOLOGY RESOURCE ANNOUNCEMENTS   7 巻 ( 3 )   2018年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Microbiology Resource Announcements  

    DOI: 10.1128/MRA.00820-18

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  13. In vivo transposon tagging in the nonheterocystous nitrogen-fixing cyanobacterium Leptolyngbya boryana

    Tomatsu Chie, Uesaka Kazuma, Yamakawa Hisanori, Tsuchiya Tohru, Ihara Kunio, Fujita Yuichi

    FEBS LETTERS   592 巻 ( 10 ) 頁: 1634-1642   2018年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/1873-3468.13079

    Web of Science

    PubMed

  14. Co-expression of the calcitonin receptor gene in the hypothalamic kisspeptin neurons in female rats 査読有り

    Assadullah, Nahoko Ieda, Narumi Kawai, Hirotaka Ishii, Kunio Ihara, Naoko Inoue, Yoshihisa Uenoyama, Hiroko Tsukamura

    Reprod. Med. Biol.     2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/rmb2.12085

  15. SLO potassium channels antagonize premature decision making in <i>C. elegans</i>. 査読有り

    Aoki I, Tateyama M, Shimomura T, Ihara K, Kubo Y, Nakano S, Mori I

    Communications biology   1 巻   頁: 123   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s42003-018-0124-5

    PubMed

  16. Salinarchaeum chitinilyticum sp nov., a chitin-degrading haloarchaeon isolated from commercial salt

    Minegishi Hiroaki, Enomoto Shigeaki, Echigo Akinobu, Shimane Yasuhiro, Kondo Yusuke, Inoma Ayumi, Kamekura Masahiro, Takai Ken, Itoh Takashi, Ohkuma Moriya, Ihara Kunio, Takahashi-Ando Naoko, Fukushima Yasumasa, Ishii Shigeru, Yoshida Yasuhiko, Usami Ron

    INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMATIC AND EVOLUTIONARY MICROBIOLOGY   67 巻 ( 7 ) 頁: 2274-2278   2017年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1099/ijsem.0.001941

    Web of Science

    PubMed

  17. Complete Chloroplast Genome Sequence of the Early Diverging Green Alga <i>Palmophyllum crassum</i>.

    Furukawa R, Kunugi M, Ihara K, Takabayashi A, Tanaka A

    Genome announcements   5 巻 ( 10 )   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1128/genomeA.01745-16

    PubMed

  18. Transcriptional regulation of CmpR, the LysR family protein involved in CO2-responsive gene regulation in the cyanobacterium Synechococcus elongatus 査読有り

    Lu-Lu Pan1, Kiyoshi Onai2, Kazuma Uesaka1, Kunio Ihara2, Takumi Natsume1, Nobuyuki Takatani1, Masahiro Ishiura2 and Tatsuo Omata1*

    Biomedical Genetics and Genomics   1 巻 ( 5 ) 頁: 1-6   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: : 10.15761/BGG.1000123

  19. Identification of a novel protein kinase that affects the chronological lifespan in fission yeast

    Kurauchi Tatsuhiro, Hashizume Aya, Imai Yuki, Hayashi Kanako, Tsubouchi Satoshi, Ihara Kunio, Ohtsuka Hokuto, Aiba Hirofumi

    FEMS MICROBIOLOGY LETTERS   364 巻 ( 2 )   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/femsle/fnw257

    Web of Science

    PubMed

  20. Exome-wide association study identifies clec3b missense variant p.s106g as being associated with extreme longevity in east asian populations 査読有り

    Tanisawa K.

    Journals of Gerontology - Series A Biological Sciences and Medical Sciences   72 巻 ( 3 ) 頁: 309-318   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/gerona/glw074

    Scopus

  21. Photochemical characterization of actinorhodopsin and its functional existence in the natural host. 査読有り

    Nakamura S, Kikukawa T, Tamogami J, Kamiya M, Aizawa T, Hahn MW, Ihara K, Kamo N, Demura M.

    Biochim Biophys Acta.   1857 巻 ( 12 ) 頁: 1900-1908   2016年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2016.09.006.

  22. A simple method for isolation and construction of markerless cyanobacterial mutants defective in acyl-acyl carrier protein synthetase. 査読有り

    Kojima K, Keta S, Uesaka K, Kato A, Takatani N, Ihara K, Omata T, Aichi M.

    Appl Microbiol Biotechnol.   100 巻 ( 23 ) 頁: 10107-10113   2016年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  23. Haloparvum alkalitolerans sp. nov., alkali-tolerant haloarchaeon isolated from commercial salt. 査読有り

    Kondo Y, Minegishi H, Echigo A, Shimane Y, Kamekura M, Itoh T, Ohkuma M, Tanaka A, Takahashi-Ando N, Fukushima Y, Yoshida Y, Ihara K, Usami R.

    Int J Syst Evol Microbiol.   66 巻 ( 12 ) 頁: 5314-5319   2016年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1099/ijsem.0.001513.

  24. Shifting transcriptional machinery is required for long-term memory maintenance and modification in Drosophila mushroom bodies. 査読有り

    Hirano Y, Ihara K, Masuda T, Yamamoto T, Iwata I, Takahashi A, Awata H, Nakamura N, Takakura M, Suzuki Y, Horiuchi J, Okuno H, Saitoe M.

    Nat Commun.   7 巻   頁: 13471   2016年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/ncomms13471.

  25. Complete Genome Sequence of Kosakonia sacchari Strain BO-1, an Endophytic Diazotroph Isolated from a Sweet Potato. 査読有り

    Shinjo R, Uesaka K, Ihara K, Loshakova K, Mizuno Y, Yano K, Tanaka A.

    Genome Announc.   4 巻 ( 5 ) 頁: e00868-16   2016年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1128/genomeA.00868-16.

  26. A Robust Analytical Pipeline for Genome-Wide Identification of the Genes Regulated by a Transcription Factor: Combinatorial Analysis Performed Using gSELEX-Seq and RNA-Seq. 査読有り

    Kojima T, Kunitake E, Ihara K, Kobayashi T, Nakano H.

    PLoS One.   11 巻 ( 7 ) 頁: e0159011   2016年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0159011.

  27. Crystal Structure of the 11-cis Isomer of Pharaonis Halorhodopsin: Structural Constraints on Interconversions among Different Isomeric States. 査読有り

    Chan SK, Kawaguchi H, Kubo H, Murakami M, Ihara K, Maki K, Kouyama T.

    Biochemistry.   55 巻 ( 29 ) 頁: 4092-4104   2016年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.biochem.6b00277.

  28. Evolution of Green Plants Accompanied Changes in Light-Harvesting Systems. 査読有り

    Kunugi M, Satoh S, Ihara K, Shibata K, Yamagishi Y, Kogame K, Obokata J, Takabayashi A, Tanaka A.

    Plant Cell Physiol.   57 巻 ( 6 ) 頁: 1231-1243   2016年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/pcp/pcw071.

  29. FliH and FliI ensure efficient energy coupling of flagellar type III protein export in Salmonella. 査読有り

    Minamino T, Kinoshita M, Inoue Y, Morimoto YV, Ihara K, Koya S, Hara N, Nishioka N, Kojima S, Homma M, Namba K.

    Microbiologyopen   5 巻 ( 3 ) 頁: 424-435   2016年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/mbo3.340.

  30. Identification of a Cyanobacterial RND-Type Efflux System Involved in Export of Free Fatty Acids. 査読有り

    Kato A, Takatani N, Use K, Uesaka K, Ikeda K, Chang Y, Kojima K, Aichi M, Ihara K, Nakahigashi K, Maeda S, Omata T.

    Plant Cell Physiol.   56 巻 ( 12 ) 頁: 2467-2477   2015年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/pcp/pcv150

  31. Structural and functional roles of the N- and C-terminal extended modules in channelrhodopsin-1. 査読有り

    Doi S, Mori A, Tsukamoto T, Reissig L, Ihara K, Sudo Y.

    Photochem Photobiol Sci.   14 巻 ( 9 ) 頁: 1628-36   2015年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  32. Microbial rhodopsins of Halorubrum species isolated from Ejinoor salt lake in Inner Mongolia of China.

    Chaoluomeng, Dai G, Kikukawa T, Ihara K, Iwasa T.

    Photochem Photobiol Sci.     頁: Epub ahead of print   2015年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    PubMed

  33. Probing the Cl--pumping photocycle of pharaonis halorhodopsin: Examinations with bacterioruberin, an intrinsic dye, and membrane potential-induced modulation of the photocycle. 査読有り

    Kikukawa T, Kusakabe C, Kokubo A, Tsukamoto T, Kamiya M, Aizawa T, Ihara K, Kamo N, Demura M.

    Biochim Biophys Acta.   1847 巻 ( 8 ) 頁: 748-758   2015年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    PubMed

  34. A genetic mechanism for female-limited Batesian mimicry in Papilio butterfly. 査読有り

    Nishikawa H, Iijima T, Kajitani R, Yamaguchi J, Ando T, Suzuki Y, Sugano S, Fujiyama A, Kosugi S, Hirakawa H, Tabata S, Ozaki K, Morimoto H, Ihara K, Obara M, Hori H, Itoh T, Fujiwara H.

    Nat Genet.   47 巻 ( 4 ) 頁: 405-409   2015年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/ng.3241

    PubMed

  35. Loss of cytochrome cM stimulates cyanobacterial heterotrophic growth in the dark 査読有り

    Yuto Hiraide, Kenshiro Oshima, Takatomo Fujisawa, Kazuma Uesaka, Yuu Hirose, Ryoma Tsujimoto, Haruki Yamamoto, Shinobu Okamoto, Yasukazu Nakamura, Kazuki Terauchi, Tatsuo Omata, Kunio Ihara, Masahira Hattori, and Yuichi Fujita

    Plant and Cell Physiology     2014年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Although cyanobacteria are photoautotrophs, they have heterotrophic metabolism that enables them to survive in their natural habitat. However, cyanobacterial species that grow heterotrophically in the dark are rare. It remains largely unknown how cyanobacteria regulate heterotrophic activity. The cyanobacterium Leptolyngbya boryana grows heterotrophically with glucose in the dark. A dark-adapted variant dg5 isolated from the wild-type (WT) exhibits enhanced heterotrophic growth in the dark. We sequenced the genomes of dg5 and WT to identify the mutation(s) of dg5. The WT genome consists of a circular chromosome (6,176,364 bp), a circular plasmid pLBA (77,793 bp), and two linear plasmids pLBX (504,942 bp) and pLBY (44,369 bp). Genome comparison revealed three mutation sites. Phenotype analysis of mutants isolated from WT by introducing these mutations individually revealed that the relevant mutation is a single adenine insertion causing a frameshift of cytM encoding cytochrome cM. The respiratory oxygen consumption of the cytM-lacking mutant grown in the dark was significantly higher than that of WT. We isolated a cytM-lacking mutant, ΔcytM, from another cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803, and ΔcytM grew in the dark with a doubling time of 33 h in contrast to no growth of WT. The respiratory oxygen consumption of ΔcytM grown in the dark was about 2-fold higher than that of wild type. These results suggest a suppressive role(s) of cytochrome cM in regulation of heterotrophic activity.

    DOI: 10.1093/pcp/pcu165

  36. Crystal Structure of Cruxrhodopsin-3 from Haloarcula vallismortis. 査読有り

    Chan SK, Kitajima-Ihara T, Fujii R, Gotoh T, Murakami M, Ihara K, Kouyama T.

    PLoS One   9 巻 ( 9 ) 頁: e108362   2014年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Cruxrhodopsin-3 (cR3), a retinylidene protein found in the claret membrane of Haloarcula vallismortis, functions as a light-driven proton pump. In this study, the membrane fusion method was applied to crystallize cR3 into a crystal belonging to space group P321. Diffraction data at 2.1 Å resolution show that cR3 forms a trimeric assembly with bacterioruberin bound to the crevice between neighboring subunits. Although the structure of the proton-release pathway is conserved among proton-pumping archaeal rhodopsins, cR3 possesses the following peculiar structural features: 1) The DE loop is long enough to interact with a neighboring subunit, strengthening the trimeric assembly; 2) Three positive charges are distributed at the cytoplasmic end of helix F, affecting the higher order structure of cR3; 3) The cytoplasmic vicinity of retinal is more rigid in cR3 than in bacteriorhodopsin, affecting the early reaction step in the proton-pumping cycle; 4) the cytoplasmic part of helix E is greatly bent, influencing the proton uptake process. Meanwhile, it was observed that the photobleaching of retinal, which scarcely occurred in the membrane state, became significant when the trimeric assembly of cR3 was dissociated into monomers in the presence of an excess amount of detergent. On the basis of these observations, we discuss structural factors affecting the photostabilities of ion-pumping rhodopsins.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0108362. eCollection 2014.

  37. Transcriptome Analysis of Reaction Wood in Gymnosperms by Next-Generation Sequencing 査読有り

    Saori Sato, Masato Yoshida, Hideto Hiraide, Kunio Ihara, Hiroyuki Yamamoto

    American Journal of Plant Sciences   5 巻   頁: 2785-2798   2014年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Special xylem tissue called compression wood is formed on the lower side of inclined stems
    when gymnosperms grow on a slope. We investigated the molecular mechanism of compression
    wood formation. Transcriptome analysis by next-generation sequencing (NGS) was applied to the
    xylem of Chamaecyparis obtusa to develop a catalog of general gene expression in differentiating
    xylem during compression and normal wood formation. The sequencing output generated
    234,924,605 reads and 40,602 contigs (mean size = 529 bp). Based on a sequence similarity
    search with known proteins, 54.2% (22,005) of the contigs showed homology with sequences in
    the databases. Of these annotated contigs, 19,293 contigs were assigned to Gene Ontology categories.
    Differential gene expression between the compression and normal wood libraries was
    analyzed by mapping the reads from each library to the assembled contigs. In total, 2875 contigs
    were identified as differentially expressed, including 1207 that were up-regulated and 1668 that
    were down-regulated in compression wood. We selected 30 genes and compared the transcript
    abundance between compression and normal wood by quantitative polymerase chain reaction
    analysis to validate the NGS results. We found that 27 of the 30 genes showed the same expression
    patterns as the original NGS results.

    DOI: 10.4236/ajps.2014.518295

  38. Searching for genomic region of high-fat diet-induced type 2 diabetes in mouse chromosome 2 by analysis of congenic strains. 査読有り

    Kobayashi M, Ohno T, Ihara K, Murai A, Kumazawa M, Hoshino H, Iwanaga K, Iwai H, Hamana Y, Ito M, Ohno K, Horio F.

    PLoS One   9 巻 ( 5 ) 頁: e96271   2014年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0096271

  39. Mutation in the a-subunit of F(1)F(O)-ATPase causes an increased motility phenotype through the sodium-driven flagella of Vibrio.

    Terashima H, Terauchi T, Ihara K, Nishioka N, Kojima S, Homma M.

    J Biochem.   154 巻 ( 2 ) 頁: 177-184   2013年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/jb/mvt042

  40. A blue-shifted light-driven proton pump for neural silencing

    Sudo Y, Okazaki A, Ono H, Yagasaki J, Sugo S, Kamiya M, Reissig L, Inoue K, Ihara K, Kandori H, Takagi S, Hayashi S.

    J Biol Chem.   288 巻 ( 28 ) 頁: 20624-20632   2013年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  41. Crystal structure of deltarhodopsin-3 from Haloterrigena thermotolerans

    Zhang J, Mizuno K, Murata Y, Koide H, Murakami M, Ihara K, Kouyama T.

    Proteins.   81 巻 ( 9 ) 頁: 1585-1592   2013年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  42. Exome sequencing of senescence-accelerated mice (SAM) reveals deleterious mutations in degenerative disease-causing genes. 査読有り

    Tanisawa K, Mikami E, Fuku N, Honda Y, Honda S, Ohsawa I, Ito M, Endo S, Ihara K, Ohno K, Kishimoto Y, Ishigami A, Maruyama N, Sawabe M, Iseki H, Okazaki Y, Hasegawa-Ishii S, Takei S, Shimada A, Hosokawa M, Mori M, Higuchi K, Takeda T, Higuchi M, Tanaka M.

    BMC Genomics   14 巻   頁: 248   2013年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1186/1471-2164-14-248

  43. Large deformation of helix F during the photoreaction cycle of Pharaonis halorhodopsin in complex with azide. 査読有り

    Nakanishi T, Kanada S, Murakami M, Ihara K, Kouyama T.

    Biophys J.   104 巻 ( 2 ) 頁: 377-385   2013年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1128/JB.01850-12

  44. A Novel dnaJ Family Gene, sflA, Encodes an Inhibitor of Flagellation in Marine Vibrio Species.

    Kitaoka M, Nishigaki T, Ihara K, Nishioka N, Kojima S, Homma M.

    Journal of Bacteriology   195 巻 ( 4 ) 頁: 816-822   2013年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1128/JB.01850-12.

  45. Crystal structure of the O intermediate of the Leu93->Ala mutant of bacteriorhodopsin.

    Zhang J, Yamazaki Y, Hikake M, Murakami M, Ihara K, Kouyama T.

    Proteins   80 巻 ( 10 ) 頁: 2384-2396   2012年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  46. MarR-type transcriptional regulator ChlR activates expression of tetrapyrrole biosynthesis genes in response to low-oxygen conditions in cyanobacteria.

    Aoki R, Takeda T, Omata T, Ihara K, Fujita Y.

    Journal of Biological Chemistry   287 巻 ( 16 ) 頁: 13500-13507   2012年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  47. Crystal structures of an O-like blue form and an anion-free yellow form of pharaonis halorhodopsin. 査読有り

    Kanada S, Takeguchi Y, Murakami M, Ihara K, Kouyama T.

    Journal of Molecular Biology   413 巻 ( 1 ) 頁: 162-176   2011年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jmb.2011.08.021.

  48. Gene orders in the upstream of 16S rRNA genes divide genera of the family Halobacteriaceae into two groups 査読有り

    Minegishi, H. Kamekura, M. Kitajima-Ihara, T. Nakasone, K. Echigo, A. Shimane, Y. Usami, R. Itoh, T. Ihara, K.

    Int J Syst Evol Microbiol     2011年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In many prokaryotic species, 16S rRNA genes are present in multiple copies, and their sequences in general do not differ significantly owing to the concerted evolution. The genus Haloarcula of the family Halobacteriaceae comprises nine validly published species, and all of them possess two to four, highly heterogeneous, 16S rRNA genes. Existence of heterogeneous multiple 16S rRNA genes makes it difficult to reconstruct a biological phylogenetic tree using their sequences data. If the orthologous gene is able to be discriminated from paralogous genes, a tree reconstructed from orthologous genes will reflect a simple biological phylogenetic relationship. At present, however, we have no means to distinguish the orthologous rRNA operon from paralogous one in the members of Halobacteriaceae.In this paper, we found that dihydroorotate oxidase gene, pyrD, was present in the immediate upstream of one 16S rRNA gene, in ten strains of Halobacteriaceae whose genome sequences have been determined, and the direction of pyrD was the opposite of that of the 16S rRNA genes. In two other strains whose genome sequences have been determined, the pyrD was present in far separated positions. We designed PCR primer sets to amplify DNA fragments encompassing from the conserved region of pyrD to a conserved region of tRNA-Ala genes or 23S rRNA genes to determine the 16S rRNA gene sequences preceded by pyrD, and to see if the pyrD is conserved in the immediate upstream of rRNA operon(s) in the type strains of the types species of 28 genera of Halobacteriaceae. Seventeen type strains, including the ten strains mentioned above, gave amplified DNA fragments of approximately 4,000 bp, while eleven type strains including the two strains mentioned above, did not give any PCR products. These eleven strains are members of the Clade I, which was originally defined by Walsh et al. (2004) and expanded by Minegishi et al. (2010). Analysis of contig sequences of three strains belonging to the Clade I also revealed the absence of the pyrD in the immediate upstream of any 16S rRNA genes. It may be scientifically sound to hypothesize that during the evolution of members of Halobacteriaceae, pyrD transposition event happened in one group, and this was followed by subsequent speciation processes in each group, yielding species/genera of the Clade I group and "the rest" of the present family Halobacteriaceae.

    DOI: ijs.0.031708-0 [pii] 10.1099/ijs.0.031708-0

  49. A Microbial Rhodopsin with a Unique Retinal Composition Shows Both Sensory Rhodopsin II and Bacteriorhodopsin-like Properties 査読有り

    Sudo, Y. Ihara, K. Kobayashi, S. Suzuki, D. Irieda, H. Kikukawa, T. Kandori, H. Homma, M.

    Journal of Biological Chemistry   286 巻 ( 8 ) 頁: 5967-5976   2011年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Rhodopsins possess retinal chromophore surrounded by seven transmembrane alpha-helices, are widespread in prokaryotes and in eukaryotes, and can be utilized as optogenetic tools. Although rhodopsins work as distinctly different photo-receptors in various organisms, they can be roughly divided according to their two basic functions, light-energy conversion and light-signal transduction. In microbes, light-driven proton transporters functioning as light-energy converters have been modified by evolution to produce sensory receptors that relay signals to transducer proteins to control motility. In this study, we cloned and characterized two newly identified microbial rhodopsins from Haloquadratum walsbyi. One of them has photochemical properties and a proton pumping activity similar to the well known proton pump bacteriorhodopsin (BR). The other, named middle rhodopsin (MR), is evolutionarily transitional between BR and the phototactic sensory rhodopsin II (SRII), having an SRII-like absorption maximum, a BR-like photocycle, and a unique retinal composition. The wild-type MR does not have a light-induced proton pumping activity. On the other hand, a mutant MR with two key hydrogen-bonding residues located at the interaction surface with the transducer protein HtrII shows robust phototaxis responses similar to SRII, indicating that MR is potentially capable of the signaling. These results demonstrate that color tuning and insertion of the critical threonine residue occurred early in the evolution of sensory rhodopsins. MR may be a missing link in the evolution from type 1 rhodopsins (microorganisms) to type 2 rhodopsins (animals), because it is the first microbial rhodopsin known to have 11-cis-retinal similar to type 2 rhodopsins.

    DOI: 10.1074/jbc.M110.190058

  50. Photochemistry of a putative new class of sensory rhodopsin (SRIII) coded by xop2 of Haloarcular marismortui 査読有り

    Nakao, Y. Kikukawa, T. Shimono, K. Tamogami, J. Kimitsuki, N. Nara, T. Unno, M. Ihara, K. Kamo, N.

    Journal of Photochemistry and Photobiology B-Biology   102 巻 ( 1 ) 頁: 45-54   2011年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Baliga et al. (2004) [1] reported the existence of a functionally unpredictable opsin gene, named xop2, in Haloarcula marismortui, a holophilic archaeon. Ihara et al. [38] performed molecular phylogenetic analysis and determined that the product of xop2 belonged to a new class of opsins in the sensory rhodopsins. This microbial rhodopsin was therefore named H. marismortui sensory rhodopsin III (HmSRIII). Here, we functionally expressed HmSRIII in Escherichia coli cell membranes to examine the photochemistry. The wavelength of maximum absorption (lambda(max)) for HmSRIII was 506 nm. We observed a very slow photocycle that completed in similar to 50 s. Intermediates were defined as M (lambda(max) similar to 380 nm), N (lambda(max) similar to 460 nm) and O (lambda(max) similar to 530 nm) 0.01 s after the flash excitation. The nomenclature for these intermediates was based on their locations along the absorption maxima of bacteriorhodopsin. Analysis of laser-flash-photolysis data in the presence and absence of azide gave the following results: (1) an equilibrium between N and 0 was attained, (2) the direct product of the M-decay was 0 but not N, and (3) the last photo-intermediate (HmSRIII') had a lambda(max) similar to that of the original, and its decay rate was very slow. Resonance Raman spectroscopy revealed that this N-intermediate had 13-cis retinal conformation. Proton uptake occurred during the course of M-decay, whereas proton release occurred during the course of O-decay (or exactly N-O equilibrium). Very weak proton-pumping activity was observed whose direction is the same as that of bacteriorhodopsin, a typical light-driven proton pump. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2010.09.004

  51. Spectroscopic studies of a sensory rhodopsin I homologue from the archaeon Haloarcula vallismortis. 査読有り

    Yagasaki J, Suzuki D, Ihara K, Inoue K, Kikukawa T, Sakai M, Fujii M, Homma M, Kandori H, Sudo Y.

    Biochemistry   49 巻 ( 6 ) 頁: 1183-1190   2010年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Sensory rhodopsin I (SRI) functions as a dual receptor regulating both negative and positive phototaxis. It transmits light signals through changes in protein-protein interactions with its transducer protein, HtrI. The phototaxis function of Halobacterium salinarum SRI (HsSRI) has been well characterized using genetic and molecular techniques, whereas that of Salinibacter ruber SRI (SrSRI) has not. SrSRI has the advantage of high protein stability compared with HsSRI and, therefore, provided new information about structural changes and Cl(-) binding of SRI. However, nothing is known about the functional role of SrSRI in phototaxis behavior. In this study, we expressed a SRI homologue from the archaeon Haloarcula vallismortis (HvSRI) as a recombinant protein which uses all-trans-retinal as a chromophore. Functionally important residues of HsSRI are completely conserved in HvSRI (unlike in SrSRI), and HvSRI is extremely stable in buffers without Cl(-). Taking advantage of the high stability, we characterized the photochemical properties of HvSRI under acidic and basic conditions and observed the effects of Cl(-) on the protein under both conditions. Fourier transform infrared results revealed that the structural changes in HvSRI were quite similar to those in HsSRI and SrSRI. Thus, HvSRI can become a useful protein model for improving our understanding of the molecular mechanism of the dual photosensing by SRI.

  52. *Crystal structure of the light-driven chloride pump halorhodopsin from Natronomonas pharaonis 査読有り

    Tsutomu Kouyama; Soun Kanada; Yu Takeguchi; Akihiro Narusawa; Midori Murakami; Kunio Ihara

    J. Mol. Biology   396 巻 ( 3 ) 頁: 564-579   2010年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The light-driven chloride pump halorhodopsin from Natronomonas pharaonis (phR) crystallised into the monoclinic space group C2, with a phR trimer per the asymmetric unit. Diffraction data at 2.0-A resolution showed that the carotenoid bacterioruberin binds to crevices between adjacent protein subunits in the trimeric assembly. Besides seven transmembrane helices (A to G) that characterise archaeal rhodopsins, the phR protomer possesses an amphipathic alpha-helix (A') at the N-terminus. This helix, together with a long loop between helices B and C, forms a hydrophobic cap that covers the extracellular surface and prevents a rapid ion exchange between the active centre and the extracellular medium. The retinal bound to Lys256 in helix G takes on an all-trans configuration with the Schiff base being hydrogen-bonded to a water molecule. The Schiff base also interacts with Asp252 and a chloride ion, the latter being fixed by two polar groups (Thr126 and Ser130) in helix C. In the anion uptake pathway, four ionisable residues (Arg123, Glu234, Arg176 and His100) and seven water molecules are aligned to form a long hydrogen-bonding network. Conversely, the cytoplasmic half is filled mostly by hydrophobic residues, forming a large energetic barrier against the transport of anion. The height of this barrier would be lowered substantially if the cytoplasmic half functions as a proton/HCl antiporter. Interestingly, there is a long cavity extending from the main-chain carbonyl of Lys256 to Thr71 in helix B. This cavity, which is commonly seen in halobacterial light-driven proton pumps, is one possible pathway that is utilised for a water-mediated proton transfer from the cytoplasmic medium to the anion, which is relocated to the cytoplasmic channel during the photocycle. Copyright (c) 2009. Elsevier Ltd. All rights reserved.

  53. *Halorubrum chaoviator sp. nov., a haloarchaeon isolated from sea salt in Baja California, Mexico, Western Australia and Naxos, Greece. 査読有り

    Mancinelli R. L., Landheim R., Sanchez-Porro C., Dornmayr-Pfaffenhuemer M., Gruber C., Legat A., Ventosa A., Radax C., Ihara K., White M. R. andStan-Lotter H.

    Int. J. Syst. Evol. Microbiol.   59 巻   頁: 1908-1913   2009年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Three halophilic isolates, strains Halo-G*T, AUS-1 and Naxos II, were compared. Halo-G* was isolated from an evaporitic salt crystal from Baja California, Mexico, whereas AUS-1 and Naxos II were isolated from salt pools in Western Australia and the Greek island of Naxos, respectively. Halo-G*T had been exposed previously to conditions of outer space and survived 2 weeks on the Biopan facility. Chemotaxonomic and molecular comparisons suggested high similarity between the three strains. Phylogenetic analysis based on the 16S rRNA gene sequences revealed that the strains clustered with Halorubrum species, showing sequence similarities of 99.2-97.1%. The DNA-DNA hybridization values of strain Halo-G*T and strains AUS-1 and Naxos II are 73 and 75%, respectively, indicating that they constitute a single species. The DNA relatedness between strain Halo-G*T and the type strains of 13 closely related species of the genus Halorubrum ranged from 39 to 2%, suggesting that the three isolates constitute a different genospecies. The G+C content of the DNA of the three strains was 65.5-66.5 mol%. All three strains contained C20C20 derivatives of diethers of phosphatidylglycerol, phosphatidylglyceromethylphosphate and phosphatidylglycerolsulfate, together with a sulfated glycolipid. On the basis of these results, a novel species that includes the three strains is proposed, with the name Halorubrum chaoviator sp. nov. The type strain is strain Halo-G*T (=DSM 19316T=NCIMB 14426T=ATCC BAA-1602T).

  54. A photochromic photoreceptor from a eubacterium. 招待有り

    Suzuki D, Kitajima-Ihara T, Furutani Y, Ihara K, Kandori H, Homma M, Sudo Y.

    Commun. Integr. Biol.   1 巻   頁: 150-152   2008年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Sensory rhodopsin I (SRI) is one of the most interesting photo- sensory receptors because of its function in using the photochromic reaction to mediate opposing signals which depend on the color of light. It was initially thought that SRI exists only in the archaea, but we recently reported for the first time a newly functional SRI from a eubacterium, Salinibacter ruber (SrSRI). The amino acid sequence of SrSRI shows 43% identity with the well-known SRI (HsSRI) and contains most of the amino acid residues identified as necessary for SRI function. The photochemical properties of SrSRI are similar to those of HsSRI. In addition, SrSRI is a highly stable protein, even in dilute salt conditions. Thus, SrSRI could be a key protein for characterizing its association with the SrSRI transducer protein, SrHtrI, and for elucidating structural changes of SRI and HtrI that occur during their function. Recently, new approaches to manipulate cellular functions with rhodopsins have been established. SRI can activate and deactivate a kinase, CheA, by the photochromic reaction. Kinases are key molecules for signal transduction in various organisms, and SRI could potentially manipulate their cellular functions.

  55. Salinibacter sensory rhodopsin: sensory rhodopsin I-like protein from a eubacterium. 査読有り

    Kitajima-Ihara T, Furutani Y, Suzuki D, Ihara K, Kandori H, Homma M, Sudo Y.

    Journal of Biological Chemistry   283 巻   頁: 23533-23541   2008年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Halobacterium salinarum sensory rhodopsin I (HsSRI), a dual receptor regulating both negative and positive phototaxis in haloarchaea, transmits light signals through changes in protein-protein interactions with its transducer, halobacterial transducer protein I (HtrI). Haloarchaea also have another sensor pigment, sensory rhodopsin II (SRII), which functions as a receptor regulating negative phototaxis. Compared with HsSRI, the signal relay mechanism of SRII is well characterized because SRII from Natronomonus pharaonis (NpSRII) is much more stable than HsSRI and HsSRII, especially in dilute salt solutions and is much more resistant to detergents. Two genes encoding SRI homologs were identified from the genome sequence of the eubacterium Salinibacter ruber. Those sequences are distantly related to HsSRI ( approximately 40% identity) and contain most of the amino acid residues identified as necessary for its function. To determine whether those genes encode functional protein(s), we cloned and expressed them in Escherichia coli. One of them (SrSRI) was expressed well as a recombinant protein having all-trans retinal as a chromophore. UV-Vis, low-temperature UV-Vis, pH-titration, and flash photolysis experiments revealed that the photochemical properties of SrSRI are similar to those of HsSRI. In addition to the expression system, the high stability of SrSRI makes it possible to prepare large amounts of protein and enables studies of mutant proteins that will allow new approaches to investigate the photosignaling process of SRI-HtrI.

  56. *A halorhodopsin-overproducing mutant isolated from an extremely haloalkaliphilic archaeon Natronomonas pharaonis. 査読有り

    Ihara K, Narusawa A, Maruyama K, Takeguchi M, Kouyama T.

    FEBS Letter   582 巻   頁: 2931-2936   2008年8月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The halorhodopsin (hR)-overproducing mutant strain KM-1 was isolated from the extremely haloalkaliphilic archaeon Natronomonas pharaonis type strain DSM2160(T). hR-enriched membranes were easily obtained by washing the cells with distilled water. The membranes were claret colored owing to two pigments: hR and bacterioruberin. The hR component in the absorption spectra changed from blue to purple upon the addition of Cl(-) and had a K(m) value of 1.7 mM. Overexpression of hR in strain KM-1 might be caused by the point mutation Asp324-->Asn in the bacteriorhodopsin activator homologues of N. pharaonis. The mutation changed the hR-expression pattern from inducible to constitutive in the late exponential phase.

  57. Halide binding by the D212N mutant of Bacteriorhodopsin affects hydrogen bonding of water in the active site. 査読有り

    Shibata M, Yoshitsugu M, Mizuide N, Ihara K, Kandori H.

    Biochemistry   46 巻 ( 25 ) 頁: 7525-7535   2007年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  58. Hydrogen-bonding interaction of the protonated schiff base with halides in a chloride-pumping bacteriorhodopsin mutant. 査読有り

    Shibata M,Ihara K,Kandori H.

    Biochemistry   45 巻 ( 35 ) 頁: 10633-10640   2006年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Bacteriorhodopsin (BR) and halorhodopsin (HR) are light-driven proton and chloride ion pumps, respectively, in Halobacterium salinarum. The amino acid identity of these proteins is about 25%, suggesting that each has been optimized for their own functions during evolution. However, it is known that the BR mutants, D85T and D85S, can pump chloride ions. This fact implies that the Schiff base region is important in determining ionic selectivity. The X-ray crystallographic structure of D85S(Br(-)) showed the presence of a bromide ion in the Schiff base region (Facciotti, M. T., Cheung, V. S., Nguyen, D., Rouhani, S., and Glaeser, R. M. (2003) Biophys. J. 85, 451-458). In this article, we report on the study of hydrogen bonds of the Schiff base and water molecules in D85S in the absence and presence of various halides, assigning their N-D and O-D stretching vibrations in D(2)O, respectively, in low-temperature Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy. We found that the hydrogen bond of the Schiff base in D85S(Cl(-)) is much stronger than that in HR, being as strong as that in wild-type BR. Similar halide dependence in D85S and in solution implies that the Schiff base forms a direct hydrogen bond with a halide, consistent with the X-ray structure. Photoisomerization causes a weakened hydrogen bond of the Schiff base, and halide dependence on the stretching frequency is lost. These spectral features are similar to those in the photocycle of proton-pumping BR, though the weakened hydrogen bond is more significant for BR. However, the spectral features of water bands in D85S are closer to chloride-pumping HR because O-D stretching vibrations of water are observed only at >2500 cm(-)(1). Unlike in BR, we did not observe strongly hydrogen-bonded water molecules for halide-pumping D85S mutants. This observation agrees with our recent hypothesis that strongly hydrogen-bonded water molecules are required for the proton-pumping activity of archaeal rhodopsins. Hydrogen-bond

  59. Comparative study of archaeal light driven proton pumps 招待有り

    Ihara K

    12th International Conference on Reinal Protein satellite meeting ; Structure, Fuction, and Evolution of Rhodopsins -Mechanism of proton transfer and color tuning     頁: 10-11   2006年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

  60. Comparative study of archaeal light driven proton pumps for functional expression in Escherichia coli. 招待有り

    Ihara K

    12th International Conference on Reinal Protein     頁: p092b   2006年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

  61. Crystal structure of archaerhodopsin-1 and -2: Common structural motif in archaeal light-driven proton pumps 査読有り

    Enami N, Yoshimura K, Murakami M., Okunmura H., Ihara K. and Kouyama T.

    J.Mol. Biol.   358 巻 ( 3 ) 頁: 675-685   2006年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Archaerhodopsin-1 and -2 (aR-1 and aR-2) are light-driven proton pumps found in Halorubrum sp. aus-1 and -2, which share 55-58% sequence identity with bacteriorhodopsin (bR), a proton pump found in Halobacterium salinarum. In this study, aR-1 and aR-2 were crystallized into 3D crystals belonging to P4(3)2(1)2 (a = b = 128.1 A, c = 117.6 A) and C222(1) (a = 122.9 A, b = 139.5 A, c = 108.1 A), respectively. In both the crystals, the asymmetric unit contains two protein molecules with slightly different conformations. Each subunit is composed of seven helical segments as seen in bR but, unlike bR, aR-1 as well as aR-2 has a unique omega loop near the N terminus. It is found that the proton pathway in the extracellular half (i.e. the proton release channel) is more opened in aR-2 than in aR-1 or bR. This structural difference accounts for a large variation in the pKa of the acid purple-to-blue transition among the three proton pumps. All the aromatic residues surrounding the retinal polyene chain are conserved among the three proton pumps, confirming a previous argument that these residues are required for the stereo-specificity of the retinal isomerization. In the cytoplasmic half, the region surrounded by helices B, C and G is highly conserved, while the structural conservation is very low for residues extruded from helices E and F. Structural conservation of the hydrophobic residues located on the proton uptake pathway suggests that their precise arrangement is necessary to prevent a backward flow of proton in the presence of a large pH gradient and membrane potential. An empty cavity is commonly seen in the vicinity of Leu93 contacting the retinal C13 methyl. Existence of such a cavity is required to allow a large rotation of the side-chain of Leu93 at the early stage of the photocycle, which has been shown to accompany water translocation across the Schiff base.

  62. *A light-driven proton pump from Haloterrigene turkmenica: functional expression in Escherichia coli membrane and coupling with a H+ co-transporter. 査読有り

    Kamo N., Hashiba T., Kikukawa T., Araiso T., Ihara K. and Nara T.

    Biochem. Biophys. Res. Commun.   341 巻   頁: 285-290   2006年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  63. *Internal water molecules of light-driven chloride pump proteins. 査読有り

    Shibata M., Muneda N., Ihara K., Sasaki T., Demura M. , and Kandori H.

    Chem. Phys. Lett.   392 巻   頁: 330-333   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  64. Search for the retinal-type photosynthetic microorganisms from the japanease sea. 招待有り

    K.Ihara, K. Sugiura, and S. Ito

    Ann. Report Interdiscipl. Res. Inst. Environ. Sci   22 巻   頁: 51-60   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(大学,研究機関等紀要)  

  65. Halomicrobium mukohataei gen. nov., comb. nov., and emended description of Halomicrobium mukoataei 査読有り

    Oren, A, R. Elevi, S. Watanabe, T. Tamura, and K.Ihara

    Int. J. System. Evol. Microbiol.   52 巻   頁: 1831-1835   2002年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  66. Cytochrom aa3 and its gene duplication in Haloferax volcanii. 査読有り

    Tanaka, M., Ogawa, N., Ihara, K., Sugiyama, Y. and Mukohata, Y.

    J. Bacteriol.   184 巻   頁: 840-845   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  67. Gene clusters encoding ATP synthase of Haloarcula japonica strain TR-1.

    R. Yatsunami, M. Iwamoto, K. Ihara, and S.Nakamura

    Nuceic Acids. Symposium Series   44 巻   頁: 51-52   2001年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(大学,研究機関等紀要)  

  68. Function of a kaiC homologus gene found in an extremely halophilic archaeon, Halobacterium salinarum.

    Ihara K, Yokota H, Ishiura M.

    Halophiles 2001 International Conference on Halophilic Microorganisms     頁: L49   2001年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

  69. Evolution of the Archaeal Rhodopsins : Evolution Rate Changes by Gene Duplication and Functional Differentiation 査読有り

    Journal of Molecular Biology   285 巻   頁: 163-174   1999年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  70. Halobacterial Rhodopsins 査読有り

    Journal of Biochemistry   125 巻   頁: 649-657   1999年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  71. Molecular cloning of A1-ATPase gene from extremely halophilic archaeon Haloarcula japonica strain TR-1

    R.Yatsunami, M. Iwamoto, K. Ihara and S. Nakamura

    Nucleic Acids Symposium Series   42 巻   頁: 75-76   1999年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(大学,研究機関等紀要)  

  72. Haloarcula argentinensis sp. nov. and Haloarcula mukohataei sp. nov. Two new extremely halophilic archaea collected in Argentina. 査読有り

    Ihara K, Watanabe S, Tamura T

    International Journal of Systematic Bacteriology   47 巻 ( 1 ) 頁: 73-77   1997年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  73. Identification of proteolipid from an extremely halophilic archaeon Halobacterium salinarum as an N, N'-dicyclohexyl-carbodiimide binding subunit of ATP synthase 査読有り

    Archives of Biochemistry and Biophysics   341 巻 ( 2 ) 頁: 267-272   1997年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  74. Novel Bacterial Rhodopsins from Holoarcula vallismortis 査読有り

    Biochemical and Biophysical Research Communications   220 巻   頁: 341   1996年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  75. 高度好塩性古細菌 招待有り

    月刊 地球   17 巻 ( 7 ) 頁: 490   1995年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  76. 蘇れ!2億年の眠りから 招待有り

    科学朝日   55 巻 ( 11 ) 頁: 100   1995年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

  77. Met-145 is a key residue in the dark adaptation of bacteriorhodopsin homologs. 査読有り

    Biophysical Journal   67 巻   頁: 1187-1191   1994年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  78. The novel ion pump rhodopsins from Haloarcula form a family independent from both the bacteriorhodopsin and archae-rhodopsin families/tribes. 査読有り

    Archives of Biochemistry and Biophysics   315 巻 ( 1 ) 頁: 127-132   1994年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  79. Halobacterial A-ATP synthase in relation to V-ATPase. 招待有り 査読有り

    J. exp. Biol.   172 巻   頁: 475-485   1992年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  80. Photophosphorylation Elements in Halobacteria : An A-type ATP Synthase and Bacterial Rhodopsins. 招待有り

    J. Bioenerg. Biomembr.   24 巻 ( 6 ) 頁: 547-553   1992年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  81. The ATP synthase of Halobacterium salinarium(halobium)is an archaebacterial type as revealed from the amino acid sequences of its two 査読有り

    K.Ihara and Y. Mukohata

    Arch. Biochem. Biophys.   286 巻   頁: 111-116   1991年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  82. "The ATP synthase in extreme halophilic archaebacteria and its relatives. " 招待有り 査読有り

    Mukohata, Y., K. Ihara, M. Yoshida, Y. Sugiyama

    New era of bioenergetics     頁: 169-196   1991年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  83. Australian Halobactreia and their retinal-protein ion pumps. 査読有り

    Photochem. and Photobiol.   54 巻   頁: 1   1991年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  84. Close evolutionary relatedness of archaebacteria with eukaryotes. 査読有り

    Proc. Jpn. Acad.   66B 巻   頁: 4   1990年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  85. An australian halobacterium contains a novel proton pump retinal protein archaerhodopsin. 査読有り

    Biochem. Biophys. Res. Commun.   151 巻   頁: 3   1988年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  86. Proteoliposomes with right-side-out oriented purple membrane/bacteriorhodopsin require cations inside for proton pumping. 査読有り

    FEBS Lett   240 巻 ( 1 ) 頁: 2   1988年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  87. The halobacterial proton-translocating ATP synthase relates to the eukaryotic anion-sensitive proton ATPase. 査読有り

    Arch. Biochem. Biophys.   259 巻   頁: 2   1987年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  88. A H+-translocating ATP synthase in H. halobium 招待有り

    Energy Transduction in ATPases     頁: 481-488   1987年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  89. Bacteriorhodopsin regenerated from the blue membrane and cationic dye.

    Mukohata Y., Ihara K.

    Retinal Proteins     頁: 195-204   1987年

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    記述言語:英語  

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書籍等出版物 6

  1. ゼブラフィッシュ実験ガイド 第17 章

    日比正彦、清水貴史、橋本寿司、井原邦夫( 担当: 共著 ,  範囲: 第17章 実験に必要な手続き)

    朝倉書店  2020年11月  ( ISBN:978-4-254-17173-0

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    総ページ数:135   担当ページ:8   記述言語:日本語 著書種別:教科書・概説・概論

  2. オプトジェネティクス─光工学と遺伝学による行動制御技術の最前線

    井原邦夫、神山勉( 担当: 単著)

    株式会社エヌ・ティー・エス 刊  2013年4月 

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    記述言語:日本語

  3. 古細菌の生物学 第13章、電子伝達系とATPアーゼ

    若木高善、井原邦夫( 担当: 共著)

    東京大学出版会  1998年 

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    記述言語:日本語

  4. 古細菌の生物学 第12章、高度好塩菌のエナジェテイックス

    井原邦夫( 担当: 共著)

    東京大学出版会  1998年 

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    記述言語:日本語

  5. Situation of archaebacterial ATPase among ion-translocating ATPase.

    Bioenergetics ; molecular biology. biochemistry and pathology  1990年 

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    記述言語:英語

  6. 極限環境微生物ハンドブック・好塩性古細菌

    向畑恭男, 井原邦夫( 担当: 共著)

    サイエンスフォーラム  1990年 

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    記述言語:日本語

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講演・口頭発表等 47

  1. 嫌気環境で生育不良を示すシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803 変異株の網羅的遺伝子発現解析

    藤島 百花、上坂 一馬 、平田 香織、藤田 祐一 、井原 邦 、寺内 一姫

    第14回日本ゲノム微生物学会年会  2021年3月6日  日本ゲノム微生物学会

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    開催年月日: 2021年3月6日 - 2021年3月8日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:名古屋  

  2. ゲノムから見直す微生物分類の再考—Vibrio alginolyticusの場合—

    上坂一馬1・西岡典子2、小嶋誠司2、本間道夫2、井原邦夫1

    第15回日本ゲノム微生物学会  2021年3月6日  日本微生物ゲノム学会

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    開催年月日: 2021年3月6日 - 2021年3月8日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:オンライン(九州大学)  

  3. 経時寿命が延長する分裂酵母変異株のスクリーニングと新規寿命関連因子の同定

    松井 滉太朗、岡本 啓佑、長谷川 朋香 、島崎 嵩史 、大塚 北斗、井原 邦夫 、 中村 彰伸、後藤 祐平 、青木 一洋 、饗場 浩文

    第14回日本ゲノム微生物学会年会  2021年3月6日  日本ゲノム微生物学会

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    開催年月日: 2021年3月6日 - 2020年3月8日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:名古屋  

  4. 近縁微生物ゲノムが存在する場合の簡易ゲノムフィニッシング手法

    上坂 一馬、井原 邦夫

    第14回日本ゲノム微生物学会年会  2021年3月6日  日本ゲノム微生物学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年3月6日 - 2020年3月8日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:名古屋  

  5. 微生物ゲノムライブラリーを手軽で格安に作る-1コインゲノム解析を目指して

    井原 邦夫 、上坂 一馬

    第14回日本ゲノム微生物学会年会  2020年3月6日  日本ゲノム微生物学会

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    開催年月日: 2020年3月6日 - 2020年3月8日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:名古屋   国名:日本国  

  6. ショートリードを活用した効率的な微生物ゲノムアセンブリワークフローの提案

    上坂 一馬、井原 邦夫

    第13回日本ゲノム微生物学会年会  2019年3月6日  日本ゲノム微生物学会

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    開催年月日: 2019年3月6日 - 2019年3月8日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:八王子市(東京都立大学)  

  7. 糸状性シアノバクテリアLeptolyngbya boryanaの運動性を制御する新たな因子

    戸井田 一磨、上坂 一馬、井原 邦夫、藤田 祐一 、岩崎 秀雄

    第13回日本ゲノム微生物学会年会  2019年3月6日  日本ゲノム微生物学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年3月6日 - 2019年3月8日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:八王子市(東京都立大学)  

  8. ゲノム構造変化を感度良く検出する方法:SV-Quest

    上坂一馬、井原邦夫

    第12回 日本ゲノム微生物学会年会 

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    開催年月日: 2018年3月5日 - 2018年3月7日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  9. ゲノムシーケンスにもとづく微生物分類手法;好塩性古細菌を例として

    井原邦夫、上坂一馬、谷村要、中邨真之、越後輝敦、峯岸宏明

    第30回 日本Archaea研究会 

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    開催年月日: 2017年9月1日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東北大学 川内北キャンパス   国名:日本国  

  10. 高度好塩菌Haloarcula属3株の完全ゲノム構造解析から原核生物における種分化を考える 国際会議

    谷村 要、越後 輝敦、 峯岸 宏明、井原 邦夫

    第11回日本ゲノム微生物学会年会 

     詳細を見る

    開催年月日: 2017年3月2日 - 2017年3月4日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:慶應義塾大学 湘南藤沢キャンパス   国名:日本国  

  11. IBBP(Inter Bio-Backup Project)を利用した微生物遺伝子資源の保存 国際会議

    井原邦夫、中邨真之

    第11回日本ゲノム微生物学会年会 

     詳細を見る

    開催年月日: 2017年3月2日 - 2017年3月4日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  12. ショートリードデータのアセンブルによる微生物ゲノム構造決定のワークフロー構築 国際会議

    上坂一馬、藤田祐一、井原邦夫、小俣達男

    第11回日本ゲノム微生物学会年会 

     詳細を見る

    開催年月日: 2017年3月2日 - 2017年3月4日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  13. 高度好塩性古細菌 Haloarcula argentinensis, Ha. tradensis, Ha. salaria のゲノム構造比較に基づいた”種”分化の理解

    谷村 要、越後 輝敦、 峯岸 宏明、井原 邦夫

    第29回日本Archaea研究会講演会 

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    開催年月日: 2016年7月7日 - 2016年7月8日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東洋大学 白山キャンパス 8号館7階 125記念ホール   国名:日本国  

  14. Folding or Not folding in the membrane of Escherichia coli 国際会議

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    開催年月日: 2006年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  15. FTIR studies of the hydrogen-bonding interaction of the protonated Schiff base with halides in a chloride-punping bacteriorhodopsin mutant 国際会議

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    開催年月日: 2006年6月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  16. Comparative study of archaeal light driven prton pumps for functional expression in Escherichia coli

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    開催年月日: 2006年6月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  17. 新規光プロトンポンプ、デルタロドプシンを発現した大腸菌における光リン酸化反応

    井原 邦夫、橋場剛、奈良敏文,加茂直樹

    第31回 日本生体エネルギー研究会 

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    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  18. ロドプシンがプロトンをポンプするためには強い水素結合を形成した内部結合水が必要である

    神取秀樹、古谷祐詞、柴田幹大、住井昌代、水出紀子、宗田法和、池田大亮、川鍋 陽、加茂直樹、出村 誠、井原邦夫、K.-H. Jung、L. S. Brown

    第43回 生物物理学会 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年11月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  19. クロライドイオンをポンプするバクテリオロドプシン変異体の低温赤外分光

    柴田幹大,井原邦夫,神取秀樹

    第43回 生物物理学会 

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    開催年月日: 2005年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  20. 好塩性アーキアにおけるアーキア型ロドプシン遺伝子群の分布と発現

    井原邦夫

    第43回 生物物理学会 

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    開催年月日: 2005年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  21. 2.5Å分解能のアーキロドプシン-2結晶のX線結晶構造解析

    吉村恵子, 江波信生, 井原邦夫, 神山勉

    第43回 生物物理学会 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年11月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  22. Light-driven proton pump in H. turkmenica

    Naoki Kamo, Tsuyoshi Hashiba, Takashi Kikukawa, Tsunehisa Araiso, Kunio Ihara, Toshifumi Nara

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    開催年月日: 2005年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  23. バクテリオロドプシンと類似蛋白質の構造比較

    吉村恵子,江波信生,奥村英夫,村上緑,井原邦夫,神山勉

    第42回 生物物理学会 

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    開催年月日: 2004年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  24. アーキロドプシンとバクテリオロドプシンの構造比較

    吉村恵子,江波信生,奥村英夫,村上緑,井原邦夫,神山勉

    2004年日本物理学会秋期大会 

     詳細を見る

    開催年月日: 2004年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  25. 光駆動塩素イオンポンプタンパク質、ハロロドプシン( HR ) 中の内部結合水の構造解析

    柴田幹大、宗田法和、井原邦夫、佐々木貴規、出村誠、神取秀樹

    第31回生体分子科学討論会 

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    開催年月日: 2004年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  26. 高度好塩性古細菌Haloarcula属のレチナールタンパク質ファミリー

    井原邦夫、下野和美、加茂直樹

    第17回 日本Archaea研究会 

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    開催年月日: 2004年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  27. CRYSTAL STRUCTURE OF ARCHAERHODOPSIN-2 FROM HALORUBRUM sp. AUS-2 国際会議

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    開催年月日: 2004年6月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  28. 好熱菌由来クエン酸合成酵素の熱安定化構造

    村上 緑、井原 邦夫、神山 勉

    第42回 生物物理学会 

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    開催年月日: 2004年6月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  29. 高度好塩性古細菌Haloarcula属のレチナールタンパク質ファミリー

    井原邦夫

    第42 生物物理学会 

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    開催年月日: 2004年6月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  30. Crystal Structures of Archaerhodopsin-1 and –2 国際会議

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    開催年月日: 2004年6月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  31. 古細菌型レチナールタンパク質の比較解析

    井原邦夫

    第29回 日本生体エネルギー研究会 

     詳細を見る

    開催年月日: 2003年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  32. Phylogenetic Analysis of Archaeal Type Rhodopsins

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    開催年月日: 2003年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  33. 古細菌型レチナールタンパク質の比較解析

    井原邦夫

    第41回 生物物理学会 

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    開催年月日: 2003年9月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  34. 古細菌型レチナールタンパク質ファミリーの比較解析

    井原邦夫

    分子研研究会 「ロドプシンの分子科学」 

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    開催年月日: 2003年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  35. 海洋性起源のレチナール型光合成微生物の日本近海における分布と純粋培養法の確立

    井原邦夫

    環境総合科学研究所 招待講演 

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    開催年月日: 2003年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  36. 古細菌ロドプシンの多様性と共通性

    井原邦夫

    名工大神取研セミナー 

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    開催年月日: 2003年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  37. バクテリオロドプシンの145番目のメチオニンを小さな側鎖のアミノ酸に変化させると、115番目のアスパラギン酸のpK値が大きく減少する

    井原 邦夫, 伊藤 繁, 向畑 恭男

    第40回 生物物理学会 

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    開催年月日: 2002年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  38. 高度好塩性古細菌Halobacterium salinarumに存在するA型ATPaseは、ATP合成酵素として機能している

    井原邦夫

    第15回 日本Archaea研究会 

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    開催年月日: 2002年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  39. 高度好塩性古細菌に存在する藍藻時計遺伝子の機能推定

    井原 邦夫 , 横田はるみ、石浦正寛

    第39回 生物物理学会 

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    開催年月日: 2001年11月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  40. 高度好塩性古細菌に存在する藍藻時計遺伝子の機能推定

    井原 邦夫 , 横田はるみ、石浦正寛

    第14回 日本古細菌研究会 

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    開催年月日: 2001年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  41. Function of a kaiC homologous gene found in an extremely halophilic archaeon, Halobacterium salinarum 国際会議

    Halophiles 2001 

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    開催年月日: 2001年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  42. 高度好塩性古細菌に存在する藍藻時計遺伝子の機能推定

    井原 邦夫, 横田はるみ、石浦正寛

    第27回 日本生体エネルギー研究会 

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    開催年月日: 2001年8月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  43. 高度好塩菌Haloarcula属3株の完全ゲノム構造解析から原核生物における種分化を考える

    谷村 要, 越後 輝敦, 峯岸 宏明, 井原 邦夫

    第11回日本ゲノム微生物学会年会  2017年3月2日 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:慶應義塾大学 湘南藤沢キャンパス  

  44. ショートリードデータのアセンブルによる微生物ゲノム構造決定のワークフロー構築

    上坂一馬, 藤田祐一, 井原邦夫, 小俣達男

    第11回日本ゲノム微生物学会年会  2017年3月2日 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  45. ゲノム構造変化を感度良く検出する方法:SV-Quest 国際会議

    上坂一馬, 井原邦夫

    第12回 日本ゲノム微生物学会年会  2018年3月5日 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  46. ゲノムシーケンスにもとづく微生物分類手法;好塩性古細菌を例として 国際会議

    井原邦夫, 上坂一馬, 谷村要, 中邨真之, 越後輝敦, 峯岸宏明

    第30回 日本Archaea研究会  2017年9月1日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東北大学 川内北キャンパス  

  47. IBBP(Inter Bio-Backup Project)を利用した微生物遺伝子資源の保存

    井原邦夫, 中邨真之

    第11回日本ゲノム微生物学会年会  2017年3月2日 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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科研費 9

  1. 近赤外光適応型酸素発生光合成の多様性と機構の解明、理論解析

    研究課題/研究課題番号:20K06684  2020年04月 - 2024年03月

    科学研究費補助金  

    伊藤 繁

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    担当区分:研究分担者 

    近年発見された、 Chl a(クロロフィルa)より長波長に吸収帯をもつ① Chl d, ②Chl f, ③会合型Chl a (red-Chl a)色素(図1)のいずれかにより、700-800nmの近赤外光だけでも光合成可能なシアノバクテリア、藻類、コケの「近赤外光を使う酸素発生型光合成(FR-O2型光合成)」の光反応機構を検討する。生化学、生物物理的解析、ピコ秒レーザ分光実験などを行い、励起子理論モデルを用いて理論解析する。さらに広範な「FR-O2型光合成系」を調べ、従来の可視光型光合成との違い、多様性、変動範囲、限界を確認し、その「秘められた能力」を理解して応用を考える。

  2. 細胞寿命制御基盤の解明

    研究課題/研究課題番号:20H02898  2020年04月 - 2023年03月

    科学研究費補助金  

    饗場 浩文

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    担当区分:研究分担者 

    健康長寿社会の構築に向けて、「寿命がいかにして決まるのか?」を解明することは現代生物学が取り組むべき重要課題の1つである。ヒトに代表される高等動物の寿命を理解するためには、その前提として細胞レベルで寿命を理解することが必須であると考え、申請者は微生物の専門家の立場から、分裂酵母をモデルにこの問題に取り組む。とりわけ、新規な寿命制御シグナルの発見と作用機構の解明、ならびに未知の寿命制御因子の同定と機能解析に焦点を絞り、普遍的な細胞寿命制御機構に関する知見を得る。これらの解析を通して寿命の基本的理解を深め、将来的なヒトの寿命創薬に向けた基盤を確立する。

  3. イオン輸送性ロドプシンの反応中間体の構造解析

    研究課題/研究課題番号:19K06582  2019年04月 - 2022年03月

    科学研究費補助金  

    神山 勉

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    担当区分:研究分担者 

    申請者は光駆動塩素イオンポンプ・ハロロドプシンの反応状態のX線構造解析を行い、イオン輸送サイクルにおいて発色団レチナールが3種類の異性化状態を経ることを明らかにするなど、イオン輸送機構の理解に貢献してきた。一方、光駆動プロトンポンプ・バクテリオロドプシンに関しては、いくつかの反応中間体の構造決定を行ってきたものの、光サイクルの後半部分で起こる事象については未解明のままである。本研究課題においては、別種の光駆動プロトンポンプを用いて、プロトン輸送サイクルの後半で生じる反応中間体の構造決定を企て、プロトン輸送サイクルにおいてもレチナールの3段階の異性化反応が起きていることを検証する。
    1)塩素イオンポンプ・ハロロドプシンのイオン輸送機構についての先行研究で、イオン輸送サイクルの間に、タンパク質部分では3種類の構造変化が起こり、発色団レチナールも3種類の異性化状態を経る反応を起こすことを示し、レチナールの異性化→タンパク質の構造変化→イオン移動→レチナールの異性化、…、という具合に反応が進行することでイオンの一方向の輸送が保証されることを提唱した。本研究課題では、上記と同様な反応機構が光駆動プロトンポンプ(バクテリオロドプシンやアーキロロプシン)でも働いている可能性を論じるため、これらのタンパク質の光誘起吸収変化を詳しく調べ、特にアーキロドプシン―2については、その光サイクルの後半部分の反応キネティックスがpHに強く依存し、従来一つと考えられていたN中間体には分光特性の異なる3種類の準安定状態が存在することを明らかにした。
    2)アーキロドプシンのN中間体の3つの準安定状態の間の差異を調べるため、サブミリ秒の時間分解能を有するにpHセンサーを開発した。
    3)高度好塩菌の光センサーとして働く膜タンパク質・センサリーロドプシン―2(sR2)の結晶を膜融合法により作製し、2.7Å分解能のX線回折データ(空間群はC222(1)、結晶格子定数はa=87.4Å, b=127.0Å, c=98.5Å)を収集した。膜融合法を利用したにもかかわらず、得られた結晶構造(タンパク質の充填具合)は他の結晶化法(LCP法)で作製された結晶中のものとほとんど同一であった。
    4)塩素イオンポンプ・ハロロドプシンに重炭酸イオンに結合した状態の構造を2.0Å分解能で決定した。
    アーキロドプシンの反応中間体(N中間体)のX線結晶構造解析を目標にしているが、アーキロドプシンの反応キネティックスが予想以上に複雑で、その解析に時間を要しており、N中間体の構造解析に適した結晶を作製する作業に遅れがでている。
    アーキロドプシンの光誘起吸収変化およびpH変化の測定精度を高め、分岐反応を伴う光反応サイクルの詳細を明らかにする。アーキロドプシンのN中間体(大きな構造変化を伴うと予想)の構造解析に適した結晶(具体的には、空間群P321の結晶)の作製する工程を改善し、より高分解能のX線回折像を得る。

  4. 遺伝子発現制御機構におけるシスエレメント機能の論理解析

    研究課題/研究課題番号:19K05766  2019年04月 - 2022年03月

    科学研究費補助金  

    兒島 孝明

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    担当区分:研究分担者 

    微生物をセルファクトリーとして目的有用物質を効率よく生産するためには、関連遺伝子群の発現量バランスを合理的に最適化することが非常に重要となる。この発現制御の鍵となるのがDNA結合型転写因子と目的遺伝子コーディング領域上流に位置するプロモーターである。申請者らが開発した転写因子結合部位の解析システム、CaT-Seq法は、高精度かつ網羅的な転写因子制御下遺伝子の同定を可能とする。本申請研究は、このシステムと数理解析技術を融合させることにより、産業微生物Aspergillus oryzaeにおける転写因子による発現制御機構を包括的に理解する基盤技術構築を目的とする。
    Aspergillus oryzaeにおける転写因子による発現制御機構の解明と、A. oryzaeによる標的有用物質の高効率生産を目的として、以下のアプローチを実施した。
    1) A. oryzae転写因子結合部位の網羅的同定 Zn2Cys6型の2種類の転写因子(TrsA:菌核形成に関与、KojR:コウジ酸合成に関与)についてgSELEX-Seqを実施し、これら転写因子のゲノム上の結合部位を網羅的に同定した。
    2) A. oryzae CRISPR/CAS9法による標的転写因子欠損株の構築 ゲノム上のkojR領域を標的部位としたCRISPR/CAS9を実施し、3種類のkojR欠損株を取得した。これにより、CRISPR/CAS9法による転写因子欠損株の取得->転写因子欠損株を用いたRNA-Seq-> 転写因子の発現依存的な発現変動遺伝子の同定、の手順をgSELEX-Seqとパラレルで実施する、転写因子の制御機構の拡張型解析パイプラインが確立された。
    3) A. oryzaeプロモーター機能の論理解析 キシラン・セルロースやペントース代謝などに関与する転写因子AoXlnRの転写制御情報をもとに各制御遺伝子の結合DNA領域付近の配列を比較し、配列環境が転写制御に与える影響を網羅的に解析し、機械学習を用いてAoXlnRによる配列毎の発現制御を予測するモデルを構築した。これらによって構築したいくつかのモデルにおいて、約70%の予測精度が得られた。さらに、このモデル構築の過程で、結合DNAモチーフの約20下流領域に位置するDNA配列が、AoXlnR依存的な発現変動に大きく寄与している可能性が示唆された。この成果に関して、国際会議を含む学会発表を4件を行い、現在論文作成中である。
    gSELEXにおけるKojR結合反応の最適条件の検討や、A. oryzae CRISPR/CAS9法の導入と確立にある程度の時間を要したことが挙げられる。また、無細胞タンパク質合成系を用いた転写因子を簡便に調製するワークフローを確立する必要がある。一方で、A. oryzae CRISPR/CAS9法の本研究への導入に加え、従来のNGSに比べて遥かに迅速かつ簡便にシーケンスデータの取得を可能とするNanoporeによる解析の実装に成功したことから、転写因子結合部位の網羅的同定、ならびにRNA-Seqによる発現変動遺伝子同定がより効率化され、今後、本研究課題の進行を加速できると期待している。
    現在、転写因子の複合体化を促進するGSTを始めとする種々のタグを介して転写因子複合体を簡便に調製する手法を確立しつつある。これを用いることで従来のアプローチでは困難でしたて複合体化された転写因子の結合部位の網羅的同定が可能となることから、本研究の今後の飛躍的な進展を期待している。また、プロモーター機能の論理解析モデルに関して、現時点では転写因子AoXlnRが関与するプロモーターに特化したモデルであるが、他の転写因子の結合部位や発現変動遺伝子の情報を組み込み、このモデルの汎用化を行う。これにより、麹菌における未知の転写制御機構の解明を試みる。

  5. 光合成の喪失と従属栄養の促進:長期継代培養による栄養性の進化

    研究課題/研究課題番号:18K19173  2018年06月 - 2021年03月

    科学研究費補助金   挑戦的研究(萌芽)

    藤田 祐一

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    担当区分:研究分担者 

    シアノバクテリアLeptolyngbya boryanaをグルコースを添加した培地で完全暗所にて生育させ、長期にわたって植継ぎを継続することで、暗所での従属栄養的生育が向上しながら、明所での光合成的生育能を失った適応派生株が単離できる。これまでに29ヶ月間暗所で植え継いだ6株に加え、新たに暗所継続培養を開始し、15ヶ月を経過した16株および7ヶ月を経過した6株の計28株について、生育および色素組成を調べた。これらの株は、共通して暗所での従属栄養的生育が元株(野生型およびdg5株)に比べて向上しているが、コロニーの色調、形態が多様であり、実際、色素組成や光合成関連タンパク質の有無などで多様な表現系を示した。これらの株からゲノムを調製し、すべてゲノムリシーケンスを行った。その結果、28株中19株で共通した遺伝子rsbUに変異が生じていることがわかった。そこで、改めて野生型およびdg5株からrsbU欠損株を単離し、その変異による効果を確認したところ、従属栄養的生育の促進および光合成生育能の低下という形質がrsbU欠損によって生じていることがわかった。RsbUは、セリンホスファターゼをコードしており、枯草菌や黄色ブドウ球菌においてストレス応答の情報伝達系においてシグマ因子を活性化することが知られている。今回のrsbUへの変異19種のうち、5種類はアミノ酸置換を伴う変異であり、これら5種類のアミノ酸残基はRsbU間で保存されている。今回のリシーケンスで見つかった変異84個のうち、16個はトランスポゾンの挿入であった。このトランスポゾン挿入を引き起こした内生のトランスポゾンは6種あることがわかったが、このうち1種のトランスポゾン転移が16個中9個を占めていた。
    すでに28株の暗所適応派生株のゲノムリシーケンスを行い、その解析を進め、特定の遺伝子への変異の蓄積を見出した。このことは、シアノバクテリアにおいて光合成と呼吸に関わる代謝が、RsbUが関わる制御系のもとで調節されていることを示唆しており、新たな情報伝達系とその制御を見出す可能性が高い。
    今後は、rsbU欠損株をもちいたRNAseqを行い、RsbUが関わる情報伝達系で制御されている遺伝子群の特定を進める。また、rsbUが関わる情報伝達系以外に、光合成生育能の喪失に関わる遺伝子群を特定するために、rsbU欠損株を元株として暗所従属栄養条件での継続的な植継ぎを行い、派生株の収集とゲノムリシーケンスを行っていく予定である。

  6. 地衣類・藻類・植物の乾燥下での超高速過剰光エネルギー散逸の分子機構解明と利用

    研究課題/研究課題番号:17K07440  2017年04月 - 2021年03月

    科学研究費補助金  

    伊藤 繁

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    担当区分:研究分担者 

    植物が、光合成で使いきれない過剰な光エネルギーを熱として消失させる「非光化学的消光機構:NPQ」をもつことは広く知られてきた。しかし、乾燥下ではNPQは働かず、過剰光エネルギーはラジカルを作り、植物は枯死する。本研究では乾燥下でも枯死しない乾燥耐性光合成生物の多くがもつ、「乾燥誘導性の光傷害回避機構」の解明と新規の生物・現象の探索を行った。シアノバクテリアから高等植物に至る多様な生物で、“乾燥誘導性の過剰光エネルギー散逸機構(drought-induced nonphotochemical quenching; d-NPQ)”の分布と、その「分子機構」を検討した。
    これらの生物は、乾燥下でd-NPQ機構を光合成色素系内に発動し、超高速(10ピコ秒程度)で光エネルギーを熱として散逸して、光傷害を防ぐことを示した。この指標となる「乾燥誘導性のクロロフィル蛍光の超高速減衰現象」を調べ、多様な生物の示すd-NPQ特性とその多様性を明らかにした。地衣類で発見され、コケ類とシアノバクテリアでも確認されたd-NPQの機構を、さらに超高速蛍光寿命測定によるエネルギー移動過程の分析により詳しく調べた。アンテナChl a/bタンパク質がない乾燥耐性シアノバクテリアNostoc種を用いることで、「d-NPQが光化学系Ⅱの反応中心でおこる」ことを明らかにした。乾燥耐性地衣類に共生するNostoc種は、地衣類体中でも、単離培養後でも高いd-NPQ活性を示した。これよりd-NPQの実体は光化学系II反応中心のサブユニットタンパク質(CP43, CP47)上にあると結論された。同時に光化学系IIの外側に結合するフィコビリゾームでもd-NPQに寄与する蛍光寿命促進が一部起こることが新たに示され、この機構の検討を進めた。これらの課題に関連して論文発表2件、学会発表3件を行った。
    乾燥耐性光合成生物の一部がもつ、「乾燥下での光傷害回避の分子機構:d-NPQ」の解明のための実験研究を行った。乾燥耐性のシアノバクテリア、地衣類、コケ植物の多くと、高等植物の一部がこのd-NPQ機構を持つことを示した。また、光化学系IIの蛍光寿命の著しい促進(=過剰光エネルギーの熱としての散逸)を指標とすることで、非乾燥状態下でよく見られる軽度の寿命促進を伴う蛍光収率低下現象(NPQ)と、このd-NPQ現象が明確に区別されることを示した。生体光合成の、新たな環境適応機構が明らかにされた。
    光化学系II上で光捕集に働くクロロフィル集団の中に、過剰励起エネルギーを熱に変換する特殊な分子状態(近赤外に吸収帯を示す新たな会合状態)が乾燥で誘導され、d-NPQが生じることを示した。しかし、「近赤外型会合状態」の実態については、蛍光寿命、スペクトル以上の情報が得られていない。この理解と応用には、さらに分子構造や遺伝子との関連性についての情報を得ることが必要である。これは今後の課題である。本年度は、関連論文2編、学会発表3件を発表した。次年度でさらに数編の論文を、作成・投稿・学会発表する予定である。
    乾燥耐性光合成生物だけがもつ「乾燥下ではたらく光傷害回避の分子機構:d-NPQ」を、現象面からは明確にした。さらにその分子機構、光合成系の構造との関連性、生物種による違い・多様性などを明らかにする必要がある。d-NPQの理論面からの解明も必要である。特に蛍光消光(過剰な光励起エネルギー散逸)を担う、乾燥で可逆的に誘導される、「近赤外型クロロフィル会合状態」の実体、作動原理の解明が必要である。現在、近赤外型クロロフィル会合状態の役割を知るために、理論家との共同研究を進めている。クロロフィル分子の相互配置・相互作用により生じる励起子状態群のシミュレーション計算と、個別クロロフィルの結合部位毎に、タンパク質環境が作り出す部位エネルギー(site energy)値の理論計算をPSI及び、2018年初めて構造が明らかにされたヘリオバクテリアのI型反応中心(近赤外型色素バクテリオクロロフィルgをもつ)で進めている。これを発展させ、各種I型光合成反応中心上で、色素の種類、配置を変える際の光捕集やエネルギー移動への影響を定量的に理論評価する方法を開発しつつある。量子論による計算機内での計算で、環境応答や、進化にともなう、光合成系反応中心複合体構造と特性変化の理解を進めたい。光合成は生物現象の中でも、特に物理過程が支配的なので、この様な検討に適している。

  7. イオン輸送性ロドプシンの反応状態の構造解析

    研究課題/研究課題番号:16K07267  2016年04月 - 2020年03月

    科学研究費補助金  

    神山 勉

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    担当区分:研究分担者 

    ハロロドプシンの陰イオン輸送サイクルは、タンパク質中のレチナール色素がall-trans/15-antiから 13-cis/15-antiに光異性化することで開始される。先行研究から、13-cis/15-syn異性体(N')が塩素イオンイオン放出過程に出現することが示唆されていた。本研究では、ハライドイオンの濃度が高い時には、吸収スペクトルがトランス異性体に比べて8nm短波長にシフトした13-cis/15-syn異性体が光照射下で蓄積することを見出し、トランス異性体から13-シス異性体への分岐反応が13-csi/15-synレチナールを有するO’中間体の減衰過程で起こることを示した。
    ハロロドプシンの陰イオン輸送サイクル中に3段階のレチナール異性化反応(13-trans/15-anti―→13-cis/15-anti―→13-cis/15-syn―→13-trans/15-anti)が起こることを明らかにした。タンパク質部分も反応サイクルの間に3種類の構造変化を起こすことが示されており、これらの結果を基に、レチナールの異性化→タンパク質の構造変化→イオン移動→レチナールの異性化、…、という具合に反応が進行することで、イオンの一方向の輸送が保証される、という作業仮説を提唱した。これは、ロドプシン群タンパク質の光反応機構に関する従来の基本的な考えを大きく変えることになる。

  8. 光駆動性塩素イオンポンプの構造・機能解析

    研究課題/研究課題番号:21570164  2009年04月 - 2012年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    井原 邦夫

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    担当区分:研究代表者 

  9. 光駆動性イオンポンプの時間分解構造解析

    研究課題/研究課題番号:21023013  2009年04月 - 2011年03月

    科学研究費補助金  特定領域研

    井原 邦夫

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    担当区分:研究代表者 

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担当経験のある科目 (本学) 8

  1. 生物学基礎I

    2021

  2. 基礎生化学IIa

    2021

  3. 生物学実験法および実験IV(分担)

    2020

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    大腸菌を宿主としてオワンクラゲの蛍光タンパク質GFPを発現させ、それをt-ブタノール溶液と硫酸アンモニウム溶液を用いた3相分配法並びに疎水結合クロマトグラフィー法により精製し、精製した度合いを紫外ー可視領域の分光解析によって評価する。

  4. 現代の生命科学

    2016

  5. 基礎生物学演習I

    2016

  6. 基礎生化学II

    2016

  7. 現代の生命科学

    2014

  8. 基礎生物学演習I

    2014

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社会貢献活動 9

  1. 社会人サポータ講習会 (名古屋西高校)

    講師

    2019年12月12日

  2. SSH事業 「PCR法による品種推定 ーコメの品種判定を例に挙げて」

    講師

    2019年8月26日

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    対象: 高校生

    種別:その他

  3. SSH事業 「遺伝子実験の技術~DNA抽出とシーケンサー」

    講師

    2018年8月22日

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    対象: 高校生

    種別:その他

  4. SSH事業 「ワークショップ 髪からDNAを取り出す」

    講師

    2017年5月 - 2017年8月

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    対象: 高校生

    種別:その他

  5. SSH重点枠事業「ワークショップ 乳製品に存在する発酵微生物を知る」

    2016年8月

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    高校の先生と生徒、計36 名に対して、乳製品を持ち寄ってもらい、(1)乳製品の一部を牛乳に接種することでヨーグルトができること、(2)乳製品の一部をMRS寒天培地にまくことで菌のコロニーを作らせること、(3)乳製品から直接DNAを取り出して、PCRにより16S rRNA遺伝子を増幅し、塩基配列を決めることで、菌を同定すること。
    を行い、研究の”考え方”を学んだ。

  6. SSH重点枠事業「実習:光タンパク質を取り出す」

    2015年8月

     詳細を見る

    高校の先生と生徒、計20 名に遺伝子組換え大腸菌(GFPを導入)の作製と大腸菌で発現したGFPを精製する実験の指導を行った。同時に、組換えDNA実験の基本に関して学習した。

  7. 出前授業

    2013年6月

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    明和高校で大学の最先端研究の話を出来るだけ分かりやすく講義する。

  8. SSH「自然科学部交流会」

    講師

    2012年11月

     詳細を見る

    種別:講演会

    高校生の自然科学に関する研究発表会に参加し、色々なコメント、議論を通じて論理的な考え方を養い、問題解決の為の実験計画に対してアドバイスをする。
    次世代シーケンサーの話題に関して、基礎的な所から最先端の所までを簡単に講演した。

  9. Jr.サイエンス教室

    実演

    2000年2月 - 現在

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    種別:施設一般公開

    小学生高学年、中学生を対象に、遺伝現象の担い手であるDNAが細胞のどこにあるのか?を顕微鏡で観察し、実際にDNAを取り出す作業をすることで、生命科学の片鱗に触れる。

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学術貢献活動 1

  1. 第14回日本ゲノム微生物学会年会

    企画立案・運営等

    2020年3月6日 - 2020年3月8日

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    種別:大会・シンポジウム等