Updated on 2025/03/24

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MATSUBAYASHI Yoshikatsu
 
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Graduate School of Science Professor
Graduate School
Graduate School of Science
Undergraduate School
School of Science Department of Biological Science
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Professor
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Degree 1

  1. 博士(農学) ( 1997.10   名古屋大学 ) 

Research Interests 6

  1. ペプチドホルモン

  2. リガンド

  3. 翻訳後修飾

  4. 分泌型ペプチド

  5. 受容体

  6. 細胞間情報伝達

Research Areas 2

  1. Others / Others  / Plant Physiology

  2. Others / Others  / Biological Production Chemistry/Biological Organic Chemistry

Current Research Project and SDGs 1

  1. 細胞間シグナルと受容体の解析から探る植物のかたちづくりと環境応答

Research History 5

  1. Nagoya University   Professor

    2014.4

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    Country:Japan

  2. 自然科学研究機構 基礎生物学研究所   教授

    2011.1 - 2014.3

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    Country:Japan

  3. Nagoya University   Associate professor

    2007.4 - 2010.12

      More details

    Country:Japan

  4. Nagoya University   Associate Professor

    2002.4 - 2007.3

      More details

    Country:Japan

  5. Nagoya University   Assistant

    1999.1 - 2002.3

      More details

    Country:Japan

Education 2

  1. Nagoya University

    - 1997.10

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    Country: Japan

  2. Nagoya University   Faculty of Agriculture

    - 1993.3

      More details

    Country: Japan

Professional Memberships 5

  1. 日本植物生理学会

  2. 日本分子生物学会

  3. 植物化学調節学会

  4. 日本植物学会

  5. 日本農芸化学会

Awards 7

  1. IPGSA Silver Medal

    2019.6   International Plant Growth Substances Association  

    松林嘉克

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    Award type:Award from international society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

  2. 読売テクノフォーラム・ゴールドメダル賞

    2019.5   読売テクノフォーラム  

    松林嘉克

     More details

    Award type:Award from publisher, newspaper, foundation, etc.  Country:Japan

  3. 井上学術賞

    2019.2   井上科学振興財団  

    松林嘉克

     More details

    Award type:Award from publisher, newspaper, foundation, etc.  Country:Japan

  4. 日本学術振興会賞

    2016.2   日本学術振興会  

    松林嘉克

     More details

    Award type:Award from publisher, newspaper, foundation, etc.  Country:Japan

  5. 日本分子生物学会三菱化学奨励賞

    2010.12   日本分子生物学会  

    松林嘉克

     More details

    Award type:Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

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Papers 113

  1. Arabidopsis SBT5.2 and SBT1.7 subtilases mediate C-terminal cleavage of flg22 epitope from bacterial flagellin. Reviewed International journal

    Matsui S, Noda S, Kuwata K, Nomoto M, Tada Y, Shinohara H, Matsubayashi Y

    Nature communications   Vol. 15 ( 1 ) page: 3762   2024.5

     More details

    Authorship:Last author, Corresponding author   Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1038/s41467-024-48108-4

    PubMed

  2. Peptide ligand-mediated trade-off between plant growth and stress response Reviewed International journal

    Ogawa-Ohnishi M., Yamashita T., Kakita M., Nakayama T., Ohkubo Y., Hayashi Y., Yamashita Y., Nomura T., Noda S., Shinohara H., Matsubayashi Y.

    SCIENCE   Vol. 378 ( 6616 ) page: 175 - 180   2022.10

     More details

    Authorship:Last author, Corresponding author   Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1126/science.abq5735

    Web of Science

    PubMed

  3. A type 2C protein phosphatase activates high-affinity nitrate uptake by dephosphorylating NRT2.1 Reviewed International journal

    NATURE PLANTS   Vol. 7 ( 3 ) page: 310 - +   2021.3

     More details

    Authorship:Last author, Corresponding author   Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1038/s41477-021-00870-9

    Web of Science

    PubMed

  4. A peptide hormone required for Casparian strip diffusion barrier formation in Arabidopsis roots. Reviewed International journal

    Nakayama T, Shinohara H, Tanaka M, Baba K, Ogawa-Ohnishi M, Matsubayashi Y

    SCIENCE   Vol. 355 ( 6322 ) page: 284 - 286   2017.1

     More details

    Authorship:Last author, Corresponding author   Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1126/science.aai9057

    Web of Science

    PubMed

  5. Perception of root-derived peptides by shoot LRR-RKs mediates systemic N-demand signaling Reviewed

    Tabata Ryo, Sumida Kumiko, Yoshii Tomoaki, Ohyama Kentaro, Shinohara Hidefumi, Matsubayashi Yoshikatsu

    SCIENCE   Vol. 346 ( 6207 ) page: 343-346   2014.10

     More details

    Authorship:Last author, Corresponding author   Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1126/science.1257800

    Web of Science

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Books 7

  1. 植物の行動生態学

    松林嘉克( Role: Joint author ,  第7章 長距離移行ペプチドを介した植物の変動窒素環境への適応)

    種生物学会  2023.1 

     More details

    Language:Japanese Book type:Scholarly book

  2. Extraction of apoplastic peptides for the structural elucidation of mature peptide hormones in Arabidopsis Reviewed

    M Ogawa-Ohnishi, Y Matsubayashi( Role: Joint author)

    Plant Peptide Hormones and Growth Factors  2023 

     More details

    Responsible for pages:81-87   Language:English Book type:Scholarly book

  3. Evaluation of direct ligand-receptor interactions by photoaffinity labeling Reviewed

    H Shinohara, Y Matsubayashi( Role: Joint author)

    Plant Peptide Hormones and Growth Factors  2023 

     More details

    Responsible for pages:231-240   Language:English Book type:Scholarly book

  4. 植物の低窒素環境における生存戦略

    大久保祐里,松林嘉克,木羽隆敏( Role: Joint author)

    化学と生物/日本農芸化学会  2022.7 

     More details

    Responsible for pages:352-359   Language:Japanese Book type:Scholarly book

  5. 植物の窒素吸収を制御する長距離情報伝達 −葉と根のコミュニケーションによる需要と供給の調節機構−

    大久保祐里,松林嘉克( Role: Joint author)

    情報処理/情報処理学会  2021.11 

     More details

    Responsible for pages:e10-e12   Language:Japanese Book type:Scholarly book

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Presentations 22

  1. 葉と根を行き交うペプチドシグナルによる変動する窒素環境への適応 Invited

    大久保祐里,松林嘉克

    第65回日本植物生理学会年会  2024.3.17  日本植物生理学会

     More details

    Event date: 2024.3

    Language:Japanese   Presentation type:Symposium, workshop panel (nominated)  

    Venue:神戸  

  2. 細菌由来の免疫誘導ペプチドflg22のC末端を切り出す植物プロテアーゼの同定

    松井 彩,松林嘉克

    第65回日本植物生理学会年会  2024.3.17  日本植物生理学会

     More details

    Event date: 2024.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:神戸  

  3. Plant adaptation to fluctuating nitrogen environments by long-range mobile peptide signals Invited International conference

    Nitrogen2023  2023.11.8 

     More details

    Event date: 2023.11

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (keynote)  

  4. Shoot-derived polypeptides regulate nitrate uptake in the roots under fluctuating nitrogen environments International conference

    Nitrogen2023  2023.11.9 

     More details

    Event date: 2023.11

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

  5. Plant adaptation to fluctuating nitrogen environments by long-range mobile peptide signals Invited International conference

    11th Plant Peptides and Receptors Meeting  2023.10.3 

     More details

    Event date: 2023.10

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (keynote)  

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Research Project for Joint Research, Competitive Funding, etc. 1

  1. 新規ペプチドリガンド-受容体ペアの探索を基軸とした植物成長の分子機構解析

    2010.2 - 2013.5

    先端研究助成基金助成金(最先端・次世代研究開発支援プログラム) 

      More details

    Grant type:Competitive

    本研究は,ホルモンなどの物質による植物成長の人為的制御を目指して,新しい植物ホルモンやその受容体を見つけ出すことを主たる目的とした.研究の結果,根端メリステムの細胞分裂活性の制御に関与する新しいペプチドホルモンの発見とその受容体の同定,側根形成への関与が示唆されるペプチドの受容体の同定,マメ科植物の根粒数の調節に関与する糖ペプチドの構造解明と受容体への結合の証明などの成果を得た.また,一部のペプチドやタンパク質の活性化に必要なヒドロキシプロリン残基のアラビノシル化修飾を担う糖転移酵素の精製・同定に成功した.いずれもこれまで全く知られていなかった新しい分子やしくみの発見であり,農作物の品種改良や生育調節に応用可能であると考えられる.

KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 11

  1. Dissection of plant growth and environmental response mechanisms through peptide signaling

    Grant number:23H05477  2023.4 - 2028.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Competitive

    Grant amount:\202930000 ( Direct Cost: \156100000 、 Indirect Cost:\46830000 )

  2. Multi-layered regulatory system of plant resilience under fluctuating environment

    Grant number:20H05905  2020.11 - 2025.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Competitive

  3. 長距離シグナリングを介した不均一環境変動への適応機構

    Grant number:20H05907  2020.11 - 2025.3

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    松林 嘉克, 桑田啓子

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Competitive

    Grant amount:\60060000 ( Direct Cost: \46200000 、 Indirect Cost:\13860000 )

    動き回ることのできない植物は土壌中の窒素などの栄養源に代表されるような空間的に不均一な環境に適応する必要があり、また光合成を行なう気相と栄養吸収を行なう土相という異なる環境空間にまたがって生育するため、地上部と地下部の双方において変動する環境情報を時空間的に統合して適応する必要に迫られる。本研究では、これらの不均一変動環境への適応過程に関わる長距離シグナル伝達に着目し、その分子群の同定や情報統御メカニズムの解明を目指す。
    動き回ることのできない植物は,土壌中の窒素などの栄養源に代表されるような空間的に不均一な環境に適応する必要がある.また光合成を行なう気相と栄養吸収を行なう土相という異なる環境空間にまたがって生育するため,地上部と地下部の双方において変動する環境情報を時空間的に統合して適応する必要に迫られる.本研究では,これらの不均一変動環境への適応過程に関わる長距離シグナル伝達に着目し,その分子群の同定や情報統御メカニズムの解明を目指している.
    1.葉から根に移行する窒素要求シグナルCEPD/CEPDL2が,どのように根でターゲット遺伝子群の発現を誘導するのかを明らかにするために,CEPDL2-GFPをベイトとしたCo-IP/MS解析を行なった結果,転写因子であるTGA1/4が単離された.CEPD/CEPDL2はコアクチベーターとしてTGA1/4を介したターゲット遺伝子群の転写活性化に関わっていると考えられる.
    2.CEPD/CEPDL2ペプチドはシロイヌナズナで21個の遺伝子からなるファミリーを形成しているが,その中にCEPDとは逆に過剰発現で窒素吸収を抑制する分子群GrxS1-S8を見出した.これらは,CEPD/CEPDL2と拮抗して窒素恒常性に関わっている可能性が考えられたため,両者の関係性を遺伝子レベルおよびタンパク質レベルで解析している.
    3.LRR-RKサブファミリーXIに残された3つのオーファン受容体が,ペプチドホルモンPSYの認識に関わっていることを突き止め,成長とストレス応答との切り替えに関わることを明らかにした.自然界では植物は時空間的に不均一なストレスにさらされているが,ダメージを受けた領域の周辺で局所的にストレス応答が誘導される新たなしくみを見出した.
    全身的窒素要求シグナリングでは,これまでに道管移行ペプチドCEP-受容体CEPR-篩管移行ペプチドCEPD-フォスファターゼCEPHなどの主要コンポーネントが明らかになっているが,①窒素欠乏の根におけるCEP誘導のメカニズム,②葉におけるCEPR活性化からCEPD誘導までの分子機構,③根に移行したCEPDが根圏の窒素状況依存的に硝酸取り込みを活性化するメカニズム,などについてはまだ明らかになっていない.それぞれに関わる分子群を見出すことは全身的窒素要求シグナリングを理解する上で不可欠である.
    今回の結果から,CEPD/CEPDL2は根で転写因子TGA1/4と直接結合し,コアクチベーターとして下流遺伝子群の発現を制御していることが明らかになった.この知見は,③のメカニズムを解明する上で,大きな前進である.また,CEPD/CEPDL2とは逆に葉の窒素十分を根に伝えるシグナルGrxS1-S8の存在も明らかになったことから,植物体の窒素恒常性は,両者のバランスで維持されている可能性が高い.また,①と②の解析では,トランスクリプトームやリン酸化プロテオミクス,共免疫沈降などによってシグナリングに関与する分子群の探索を進めており,得られた候補分子について欠損株の表現型観察やCEP応答性を解析している.
    「現在までの進捗状況」に記した①から③の各項目の研究を引き続き進めていく.特にCEPD/CEPDL2が結合する転写因子を同定できたことや,CEPD/CEPDL2と機能的に拮抗するGrxS1-S8が見出されたことは,植物の窒素恒常性メカニズムの理解に大きな前進であるため,これらの相互関係の解明を中心に研究を進めていく.

  4. Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity

    Grant number:20H05603  2020.4 - 2021.3

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

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

  5. Molecular dissection of peptide signaling in plants

    Grant number:18H05274  2018.6 - 2023.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    MATSUBAYASHI Yoshikatsu

      More details

    Authorship:Principal investigator 

    Grant amount:\192530000 ( Direct Cost: \148100000 、 Indirect Cost:\44430000 )

    The following results were obtained by a new approach that focuses on molecules and traces them back to mechanisms. (i) the discovery of a novel peptide hormone PSY and its receptor PSYR that controls stress response and growth switching in plant cells; (ii) the discovery of the phloem-mobile peptide signal CEPDL2, which communicates leaf nitrogen demand to the roots; (iii) the discovery of the protein phosphatase CEPH, which acts downstream of CEPDL2 and activates the nitrate transporter NRT2.1; and (iv) discovery of proteases that cleave peptide ligands that induce immune response from flagellin, the major protein constituting the bacterial flagellum.

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Teaching Experience (On-campus) 2

  1. 生物学基礎I

    2022

  2. 生理活性物質化学

    2009

Teaching Experience (Off-campus) 5

  1. 大学院特別講義

    2023.12 Kyushu University)

     More details

    Level:Postgraduate 

  2. 大学院特別講義

    2023.9 Okayama University)

     More details

    Level:Postgraduate 

  3. 大学院特別講義

    2022.12 Kyoto University)

     More details

    Level:Postgraduate 

  4. 大学院特別講義

    2007.4 - 2008.3 東京大学大学院農学生命科学研究科)

  5. 大学院特別講義

    2006.4 - 2007.3 京都大学大学院理学研究科)

 

Social Contribution 1

  1. 新規ペプチドホルモンの発見から明らかになる植物の巧みな成長・環境応答機構

    Role(s):Appearance

    愛知県立岡崎高等学校・あいち科学技術教育推進協議会  科学三昧inあいち2022  2022.12

Media Coverage 4

  1. 植物の成長とストレス応答を制御 Newspaper, magazine

    日経産業新聞  日経産業新聞  2022.10

  2. 名古屋大が新ホルモン発見 Newspaper, magazine

    科学新聞  科学新聞  2022.10

  3. ストレスに応じ植物の成長調整 Newspaper, magazine

    読売新聞  読売新聞  夕刊  2022.10

  4. 成長を続けるかストレス防御か 植物の切り替えホルモン発見 Newspaper, magazine

    中日新聞  中日新聞  朝刊  2022.10