Updated on 2024/10/30

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SATO Ayato
 
Organization
Institute of Transformative Bio-Molecules Designated Associate Professor
Graduate School
Graduate School of Science
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Designated Associate Professor
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Degree 1

  1. 博士(理学) ( 2005.7   名古屋大学 ) 

Research Interests 2

  1. ケミカルバイオロジー

  2. 有機合成化学

Current Research Project and SDGs 2

  1. 薬剤耐性を克服する分子探索

  2. 植物の生物ストレス/非生物的ストレスを制御する分子探索

Research History 1

  1. Nagoya University   Institute of Transformative Bio-Molecules

    2014.1

 

Papers 22

  1. Antiviral effects of micafungin against pteropine orthoreovirus, an emerging zoonotic virus carried by bats

    Hondo E., Katta T., Sato A., Kadofusa N., Ishibashi T., Shimoda H., Katoh H., Iida A.

    Virus Research   Vol. 339   page: 199248   2024.1

     More details

    Language:English   Publisher:Virus Research  

    Bat-borne emerging zoonotic viruses cause major outbreaks, such as the Ebola virus, Nipah virus, and/or beta coronavirus. Pteropine orthoreovirus (PRV), whose spillover event occurred from fruits bats to humans, causes respiratory syndrome in humans widely in South East Asia. Repurposing approved drugs against PRV is an effective tool to confront future PRV pandemics. We screened 2,943 compounds in an FDA-approved drug library and identified eight hit compounds that reduce viral cytopathic effects on cultured Vero cells. Real-time quantitative PCR analysis revealed that six of eight hit compounds significantly inhibited PRV replication. Among them, micafungin used clinically as an antifungal drug, displayed a prominent antiviral effect on PRV. Secondly, the antiviral effects of micafungin on PRV infected human cell lines (HEK293T and A549), and their transcriptome changes by PRV infection were investigated, compared to four different bat-derived cell lines (FBKT1 (Ryukyu flying fox), DEMKT1 (Leschenault's rousette), BKT1 (Greater horseshoe bat), YUBFKT1 (Eastern bent-wing bats)). In two human cell lines, unlike bat cells that induce an IFN-γ response pathway, an endoplasmic reticulum stress response pathway was commonly activated. Additionally, micafungin inhibits viral release rather than suppressing PRV genome replication in human cells, although it was disturbed in Vero cells. The target of micafungin's action may vary depending on the animal species, but it must be useful for human purposes as a first choice of medical care.

    DOI: 10.1016/j.virusres.2023.199248

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  2. A Small Compound, HYGIC, Promotes Hypocotyl Growth Through Ectopic Ethylene Response

    Murao M., Kato R., Kusano S., Hisamatsu R., Endo H., Kawabata Y., Kimura S., Sato A., Mori H., Itami K., Torii K.U., Hagihara S., Uchida N.

    Plant and Cell Physiology   Vol. 64 ( 10 ) page: 1167 - 1177   2023.10

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    Language:English   Publisher:Plant and Cell Physiology  

    Plant seedlings adjust the growth of the hypocotyl in response to surrounding environmental changes. Genetic studies have revealed key players and pathways in hypocotyl growth, such as phytohormones and light signaling. However, because of genetic redundancy in the genome, it is expected that not-yet-revealed mechanisms can be elucidated through approaches different from genetic ones. Here, we identified a small compound, HYGIC (HG), that simultaneously induces hypocotyl elongation and thickening, accompanied by increased nuclear size and enlargement of cortex cells. HG-induced hypocotyl growth required the ethylene signaling pathway activated by endogenous ethylene, involving CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 1, ETHYLENE INSENSITIVE 2 (EIN2) and redundant transcription factors for ethylene responses, ETHYLENE INSENSITIVE 3 (EIN3) and EIN3 LIKE 1. By using EBS:GUS, a transcriptional reporter of ethylene responses based on an EIN3-binding-cis-element, we found that HG treatment ectopically activates ethylene responses at the epidermis and cortex of the hypocotyl. RNA-seq and subsequent gene ontology analysis revealed that a significant number of HG-induced genes are related to responses to hypoxia. Indeed, submergence, a representative environment where the hypoxia response is induced in nature, promoted ethylene-signaling-dependent hypocotyl elongation and thickening accompanied by ethylene responses at the epidermis and cortex, which resembled the HG treatment. Collectively, the identification and analysis of HG revealed that ectopic responsiveness to ethylene promotes hypocotyl growth, and this mechanism is activated under submergence.

    DOI: 10.1093/pcp/pcad083

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    PubMed

  3. A methylbenzimidazole derivative regulates mammalian circadian rhythms by targeting Cryptochrome proteins

    Yagi M., Miller S., Nagai Y., Inuki S., Sato A., Hirota T.

    F1000Research   Vol. 11   page: 1016   2022

     More details

    Language:English   Publisher:F1000Research  

    Background: Impairment of the circadian clock has been associated with numerous diseases, including sleep disorders and metabolic disease. Although small molecules that modulate clock function may form the basis of drug discovery of clock-related diseases, only a few compounds that selectively target core clock proteins have been identified. Three scaffolds were previously discovered as small-molecule activators of the clock protein Cryptochrome (CRY), and they have been providing powerful tools to understand and control the circadian clock system. Identifying new scaffolds will expand the possibilities of drug discovery. Methods: A methylbenzimidazole derivative TH401 identified from cell-based circadian screens was characterized. Effects of TH401 on circadian rhythms were evaluated in cellular assays. Functional assays and X-ray crystallography were used to elucidate the effects of the compound on CRY1 and CRY2 isoforms. Results: TH401 lengthened the period of circadian rhythms and stabilized both CRY1 and CRY2. The compound repressed Per2 reporter activity, which was reduced by Cry1 or Cry2 knockout and abolished by Cry1/Cry2 double knockout, indicating the dependence on CRY isoforms. Thermal shift assays showed slightly higher interaction of TH401 with CRY2 over CRY1. The crystal structure of CRY1 in complex with TH401 revealed a conformational change of the gatekeeper W399, which is involved in isoform-selectivity determination. Conclusions: The present study identified a new small molecule TH401 that targets both CRY isoforms. This compound has expanded the chemical diversity of CRY activators, and will ultimately aid in the development of therapeutics against circadian clock-related disorders.

    DOI: 10.12688/f1000research.124658.2

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  4. Transcriptome Analysis of Arabidopsis thaliana Plants Treated with a New Compound Natolen128, Enhancing Salt Stress Tolerance

    Sako Kaori, Ha Chien Van, Matsui Akihiro, Tanaka Maho, Sato Ayato, Seki Motoaki

    PLANTS-BASEL   Vol. 10 ( 5 )   2021.5

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    Language:Japanese  

    DOI: 10.3390/plants10050978

    Web of Science

  5. Antihypertensive drug valsartan as a novel BDK inhibitor

    Kitaura Y., Shindo D., Ogawa T., Sato A., Shimomura Y.

    Pharmacological Research   Vol. 167   page: 105518   2021.5

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    Language:English   Publisher:Pharmacological Research  

    Catabolism of branched-chain amino acids (BCAAs) is affected by various physiological conditions and its abnormality is associated with glucose metabolism, heart disease, and neurological dysfunction. The first two steps of the BCAA metabolic pathway are common to the three BCAAs (leucine, isoleucine, and valine). The second step is an irreversible rate-limited reaction catalyzed by branched-chain α-keto acid dehydrogenase (BCKDH), which is bound to a specific kinase, BCKDH kinase (BDK), and inactivated by phosphorylation. Here, we investigated potential new BDK inhibitors and discovered valsartan, an angiotensin II type 1 receptor (AT1R) blocker, as a new BDK inhibitor. BCKDH phosphorylation and the BCKDH-BDK interaction were inhibited by valsartan in vitro. Valsartan administration in rats resulted in increased BCKDH activity by decreasing the dephosphorylated level of BCKDH complex, bound forms of BDK from BCKDH complex as well as decreased plasma BCAA concentrations. Valsartan is a novel BDK inhibitor that competes with ATP, via a different mechanism from allosteric inhibitors. The BDK inhibitor has been shown to preserve cardiac function in pressure overload-induced heart failure mice and to attenuate insulin resistance in obese mice. Our findings suggest that valsartan is a potent seed compound for developing a powerful BDK inhibitor and useful medication for treating heart failure and metabolic diseases with suppressed BCAA catabolism.

    DOI: 10.1016/j.phrs.2021.105518

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

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Books 1

  1. キシロースの縮合したエリナシン類の合成研究

    佐藤 綾人

    [出版者不明]  2005 

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    Language:Japanese

    CiNii Books

KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 13

  1. サクラ属果樹に特異な自家不和合性の機構解明と人為制御に向けた新しいアプローチ

    Grant number:24H00510  2024.4 - 2028.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    田尾 龍太郎, 金岡 雅浩, 佐藤 綾人, 大野 健太朗, 松本 大生, 西山 総一郎

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    バラ科サクラ属果樹が示すS-RNase依存性配偶体型自家不和合性は,果実生産と育種の大きな障壁となっている.このタイプの不和合性は広範な植物分類群でみられ,その認識反応は,共通して,雌ずいS因子であるRNA分解酵素と花粉S因子であるF-boxタンパク質によって決定されている.しかしながら,サクラ属以外の反応は非自己認識型であるのに対し,サクラ属では特異的に自己認識型の反応を示す.本研究では,最新知見に基づき再構築したサクラ属の不和合性機構に関する新しい作業仮説を検証し,本研究の核心をなす学術的問い「サクラ属の自家不和合性に特異な自己認識型不和合性の分子機構の解明とその人為制御法の開発」に迫る.

  2. 暑熱下低栄養ストレスによる繁殖障害の克服に資する繁殖中枢抑制メカニズムの解明

    Grant number:24K01905  2024.4 - 2027.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    上野山 賀久, 佐藤 綾人, 長江 麻佑子, 中村 翔, 井上 直子

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    本研究は、暑熱下の低栄養ストレスが動物の生殖機能の著しい低下を招く脳内メカニズムを、モデル動物ラットを用いて解明し、猛暑環境で頻発する家畜の繁殖障害を回避し、家畜の生産性の向上に資する知見を得て、ウシでの実証研究にて繁殖促進剤のシーズを得ることを目的とする。具体的には、暑熱下低栄養ストレスにより活性化する抑制性の新規ニューロンが繁殖中枢キスペプチンニューロンを抑制する分子メカニズムを解明する。さらに、この抑制性ニューロンが分泌するリガンドの受容体拮抗剤を開発し、同拮抗剤がウシの繁殖機能低下を阻害し、受胎率の向上を可能とするかを検証するための実証実験を行う。

  3. inflammagingの制御を介した新規変形性関節症治療法の探索

    Grant number:24K12330  2024.4 - 2027.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    寺部 健哉, 佐藤 綾人

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    これまでに研究代表者は細胞内代謝の調整因子であるAMP-activated protein kinase (AMPK)の活性化がOA進行抑制効果を有することを見出した。AMPKは老化関連遺伝子も制御するため、OAに伴うAMPK活性化の低下により細胞老化が進行する可能性がある。本研究ではinflammagingの制御因子がAMPKであるとの仮説のもと、AMPK活性化による老化細胞の制御と慢性炎症の改善を検証する。さらにAMPKを直接的に活性化する新規化合物を創製し、老化細胞を除去する“senolysis”としてのOA進行抑制薬の臨床応用を目指す。

  4. 非結核性抗酸菌が抗結核薬に耐性を示すメカニズムの解明と新規治療法開発への応用

    Grant number:23K27325  2023.4 - 2026.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    港 雄介, 佐藤 綾人, 御手洗 聡, 土井 洋平, 市川 聡, 美間 健彦

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    非結核性抗酸菌(Non-tuberculosis Mycobacteria: NTM菌)が引き起こす肺NTM症が先進諸国において急増しており、大きな問題となっている。NTM菌は結核菌に有効な抗結核薬に対して抵抗性を示すため治療に抗結核薬が使用できず、結核より治療が難しい。しかし、そもそもなぜNTM菌に抗結核薬が効かないのか、そのメカニズムはほとんど明らかにされていない。本研究は、NTM菌が抗結核薬に対して抵抗性を示すメカニズムを解明し、抗結核薬のNTM菌に対する効果を増強する薬剤の開発を目的に実施する。本研究は、肺NTM症を結核と同様に根治可能な感染症とするための、新規治療法確立へと繋がる。

  5. 光合成を標的としたケミカルバイオロジーによる植物成長促進剤の開発研究

    Grant number:22K19152  2022.6 - 2025.3

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    島田 裕士, 佐藤 綾人

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    本研究の目的は光合成活性に影響を与える化合物(促進剤)をケミカルライブラリー(化合物バンク)からハイスループットスクリーニングによって発見し,基礎研究と産業応用に供することである。スクリーニングを遂行し,得られた候補化合物を元に高活性・高選択性で毒性の無い化合物を見出すとともに,ターゲットタンパク質の同定をはじめとした活性メカニズムの解明,実用的な植物成長促進剤の開発を行う。
    本申請の目的は光合成活性に影響を与える化合物(促進剤)をケミカルライブラリー(化合物バンク)からハイスループットスクリーニングによって発見し,得られた候補化合物を元に高活性・高選択性で毒性の無い化合物を見出し,基礎研究と産業応用に供することである。
    ケミカルライブラリーから目的化合物のスクリーニングを行うにはアッセイ系のハイスループット化が必須である。従来の光合成測定は主にPAM (Pulse Amplitude Modulated fluorometry)とガス交換装置が使われてきた。しかし,PAMよる光合成測定は,実際には光合成効率(比)の解析であり真の光合成活性を測定することは不可能である。一方LI-6400等による光合成よるCO2固定速度測定は真の光合成活性測定ではあるが,1サンプルの測定に長時間かかり,一日に10サンプル以上を測定するのは困難である。そこで,我々は上記の問題を解決するために新たな光合成活性測定装置を開発した。本装置は,一度に24サンプルの光合成活性を測定する装置であり,1日に100サンプル以上のケミカル処理済み植物の光合成活性測定が可能である。本装置を用いて光合成活性促進剤のケミカルスクリーニングを行った。ケミカルスクリーニングに用いたケミカルライブラリーはITbM所有の植物に特化した特徴のあるケミカルライブラリーと食品関連化合物ライブラリーを用いた。食品関連化合物ライブラリーにはリンゴ、柚子、レモンの香り成分を収載した香料ライブラリー120化合物とアミノ酸、黄色4号として知られるタートラジンをはじめとした着色料、甘味料などを収載した調味料ライブラリー120化合物からなる。ケミカルスクリーングの結果2022年度は新規2種類の光合成促進剤の候補を見出した。
    ケミカルスクリーニングに用いる植物は,実験室内で生育が容易,比較的大きな葉が得られる,葉の光合成速度の個体差が小さい理由からチンゲン菜を用いた。チンゲン菜は温室(22℃,湿度約45%,明16時間・暗8時間)で生育した4週齢を用いた。上位葉の陰になっていない,毎回同様の大きさの葉を選定し,コルクボーラーによってリーフディスク(直径11 mm)を作成した。その際に単位面積当たりの光合成活性が低いと考えられる太い葉脈は避けてリーフディスクを作成した。
    ケミカルスクリーニングは2日かけて行った。初日 (day0)は化合物処理前のリリーフディスクの光合成活性を測定し,測定後にリーフディスクを50 μMの化合物に浸した。翌日 (day1) に化合物処理後のリーフディスクの光合成活性を測定し,day0とday1の光合成速度の差を比較することで,光合成促進効果のある化合物のスクリーニングを行った。化合物による光合成促進効果は,同一化合物について独立した3回の調査を行い,同時に行った3回の未処理サンプルの2SD(標準偏差)を超えたものを促進効果のある化合物とした。
    スクリーニングに用いたケミカルライブラリーはITbM所有の植物に特化した特徴のあるケミカルライブラリーとともに,食品関連化合物ライブラリーを用いた。食品関連ライブラリーは「食用とされていることから毒性が無く,生体でのプロファイルが明らかになっている」「始原作物とのリンクが明らかで,一化合物を見出した後の抽出物の作成が迅速かつ容易である」という特徴を有している。
    ケミカルスクリーングの結果2022年度は新規2種類の光合成促進剤の候補を見出した。
    光合成促進効果を示すケミカルライブラリーならびに食品関連化合物ライブラリーのスクリーニングの1次スクリーニングを進める。得られた化合物の構造から構造類似体からなるライブラリーの2次スクリーニングを行う。本実験で用いているケミカルライブラリーはより効果の強い活性化合物を高い確率で見出すことが可能なライブラリーデザインとなっており,得られた構造相関情報は合成化学者によるさらなる分子設計方針に重要な方向性を示し,さらに活性が高く毒性が低いリード化合物への展開を加速することが期待できる。また,標的タンパク質の同定のためのプローブ分子のデザインにお1次スクリーニングで得られた構造相関情報を活用することが可能である。本年度はスクリーニングを進めるとともに濃度依存性試験を行う。また,1次スクリーニングで得られた複数の候補化合物を同時に処理した場合の光合成促進効果を調査する。
    これまではチンゲン菜の葉をくり抜いたLeaf discで行っているが,今年度は得られた候補化合物の植物個体そのものへの影響も調査する。ケミカルスクリーニングには比較的同質のLeaf discが得られるチンゲン菜を用いたが,植物個体への影響を調べる材料としてチンゲン菜以外にも複数種の植物種を調査する。また,植物個体への影響を土壌栽培している植物で行った場合は土壌に含まれる様々な成分や微生物の影響が考えられるため,今年度はロックウールを支持体とした水耕栽培植物を用いる。

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