2021/07/15 更新

写真a

オバラ ケイスケ
小原 圭介
OBARA Keisuke
所属
大学院理学研究科 生命理学専攻 情報機構学 助教
大学院理学研究科
理学部 生命理学科
職名
助教

学位 1

  1. 博士(理学) ( 2004年3月   東京大学 ) 

研究キーワード 1

  1. 生体膜

研究分野 3

  1. ライフサイエンス / 分子生物学

  2. ライフサイエンス / 細胞生物学

  3. ライフサイエンス / 機能生物化学

現在の研究課題とSDGs 1

  1. 生体膜の恒常性維持機構の研究

経歴 2

  1. 北海道大学   大学院薬学研究院   助教

    2008年5月 - 2017年6月

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    国名:日本国

  2. 基礎生物学研究所   博士研究員

    2004年4月 - 2008年5月

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    国名:日本国

学歴 2

  1. 東京大学   理学系研究科   生物科学専攻

    1999年4月 - 2004年3月

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    国名: 日本国

  2. 東京大学   理学部   生物学科

    1995年4月 - 1999年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 4

  1. 酵母遺伝学フォーラム

  2. 日本細胞生物学会

  3. 日本生化学会

  4. 日本分子生物学会

受賞 1

  1. 日本細胞生物学会若手最優秀発表賞

    2013年6月   日本細胞生物学会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

 

論文 41

  1. The Rim101 pathway mediates adaptation to external alkalization and altered lipid asymmetry: hypothesis describing the detection of distinct stresses by the Rim21 sensor protein (vol

    Obara Keisuke, Kamura Takumi

    CURRENT GENETICS     2021年1月

  2. 細胞膜脂質非対称の感知と細胞応答

    小原 圭介

    アグリバイオ   57 巻   頁: 48 - 50   2021年1月

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

  3. Rapid turnover of transcription factor Rim101 confirms a flexible adaptation mechanism against environmental stress inSaccharomyces cerevisiae

    Obara Keisuke, Higuchi Mai, Ogura Yuki, Nishimura Kohei, Kamura Takumi

    GENES TO CELLS   25 巻 ( 10 ) 頁: 651 - 662   2020年10月

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  4. N-glycosylation of Rim21 at an Unconventional Site Fine-tunes Its Behavior in the Plasma Membrane

    Obara Keisuke, Kotani Tetsuya, Nakatogawa Hitoshi, Kihara Akio, Kamura Takumi

    CELL STRUCTURE AND FUNCTION   45 巻 ( 1 ) 頁: 1 - 8   2020年

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  5. Sphingolipids activate the endoplasmic reticulum stress surveillance pathway. 査読有り

    Piña F, Yagisawa F, Obara K, Gregerson JD, Kihara A, Niwa M

    J Cell Biol,     頁: in press   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  6. Ubiquitin ligase SPSB4 diminishes cell repulsive responses mediated by EphB2

    Okumura Fumihiko, Joo-Okumura Akiko, Obara Keisuke, Petersen Alexander, Nishikimi Akihiko, Fukui Yoshinori, Nakatsukasa Kunio, Kamura Takumi

    MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL   28 巻 ( 24 ) 頁: 3532 - 3541   2017年11月

  7. Loop 5 region is important for the activity of the long-chain base transporter Rsb1. 査読有り

    Makuta H, Obara K, and Kihara A

    J Biochem   161 巻   頁: 207-213   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  8. Ubiquitin ligase SPSB4 diminishes cell repulsive responses mediated by EphB2. 査読有り

    Okumura F, Joo-Okumura A, Obara K, Petersen A, Nishikimi A, Fukui Y, Nakatsukasa K, Kamura T

    Mol Biol Cell   28 巻   頁: 3532-3541   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  9. Systematic analysis of Ca2+ homoeostasis in Saccharomyces cerevisiae based on chemical-genetic interaction profiles. 査読有り

    Ghanegolmohammadi F, Yoshida M, Ohnuki S, Sukegawa Y, Okada H, Obara K, Kihara A, Suzuki K, Kojima T, Yachie N, Hirata D, and Ohya Y

    Mol Biol Cell   28 巻   頁: 3415-3427   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  10. The Rim101 pathway contributes to ER stress adaptation through sensing the state of plasma membrane. 査読有り

    Obara K and Kihara A

    Biochem J   474 巻   頁: 51-63   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  11. 医学・農学的応用を見据えた細胞膜脂質非対称センサーの分子解剖及びエンジニアリング 査読有り

    小原圭介

      30 巻   頁: 137-138   2016年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(大学,研究機関等紀要)  

  12. Opt2 mediates the exposure of phospholipids during cellular adaptation to altered lipid asymmetry. 査読有り

    Yamauchi S, Obara K, Uchibori K, Kamimura A, Azumi K, and Kihara A

    J Cell Sci   128 巻   頁: 61-69   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  13. Mechanism for sensing lipid asymmetry of the plasma membrane and external alkalization. 査読有り

    Obara K, Nishino K and Kihara A

    Yeast   32 巻   頁: 195   2015年

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    記述言語:英語  

  14. The C-terminal cytosolic region of Rim21 senses alterations in plasma membrane lipid composition: Insights into sensing mechanisms for plasma membrane lipid asymmetry. 査読有り

    Nishino K, Obara K, and Kihara A

    J Biol Chem   290 巻   頁: 30797-30805   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  15. Rim21 senses alteration in plasma membrane lipid asymmetry and elicits the signal at the plasma membrane in a ubiquitination-dependent manner. 査読有り

    Obara K, Nishino K and Kihara A

    FEBS J   281 巻   頁: 207   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  16. Signaling events of the Rim101 pathway occur at the plasma membrane in a ubiquitination-dependent manner. 査読有り

    Obara K and Kihara A

    Mol Cell Biol   34 巻   頁: 3525-3534   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  17. Yeast and mammalian autophagosomes exhibit distinct phosphatidylinositol 3-phosphate asymmetries. 査読有り

    Cheng J, Fujita A, Yamamoto H, Tatematsu T, Kakuta S, Obara K, Ohsumi Y, and Fujimoto T

    Nat Commun   5 巻   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: doi: 10.1038/ncomms4207.

  18. Effects on vesicular transport pathways at the late endosome in cells with limited very long-chain fatty acids. 査読有り

    Obara K, Kojima R and Kihara A

    J Lipid Res   54 巻   頁: 831-842   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  19. オートファジーに関わるタンパク質とその役割 査読有り

    小林孝史、小原圭介、大隅良典

    ファルマシア   49 巻   頁: 508-512   2013年

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    記述言語:日本語  

  20. Study on the function of sphingolipids during the starvation response.

    Obara K

    Report of the Noda Institute for Scientific research   57 巻   頁: 48-50   2013年

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    記述言語:英語  

  21. Unperverted synthesis of complex sphingolipids is essential for cell survival under nitrogen starvation. 査読有り

    Yamagata M, Obara K and Kihara A

    Genes Cells   18 巻   頁: 650-659   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  22. オートファゴソーム形成におけるホスファチジルイノシトール3−キナーゼの役割 招待有り

    小原圭介

    生体の科学   63 巻   頁: 486-487   2012年

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    記述言語:日本語  

  23. Membrane protein Rim21 plays a central role in sensing ambient pH in Saccharomyces cerevisiae. 査読有り

    Obara K, Yamamoto H, and Kihara A

    J Biol Chem   287 巻   頁: 38473-38481   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  24. Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy. 査読有り

    Klionsky DJ et al.

    Autophagy   8 巻   頁: 445-544   2012年

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    記述言語:英語  

  25. Sphingolipid synthesis is involved in autophagy in Saccharomyces cerevisiae. 査読有り

    Yamagata M, Obara K and Kihara A

    Biochem Biophys Res Commun   410 巻   頁: 786-791   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  26. Involvement of sphingolipids in autophagy in Saccharomyces cerevisiae. 査読有り

    Yamagata M, Obara K and Kihara A

    Chem Phys Lipids   164 巻   頁: 34-35   2011年

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    記述言語:英語  

  27. Atg14, a key player in orchestrating autophagy. 査読有り

    Obara K and Ohsumi Y

    Int J Cell Biol     2011年

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    記述言語:英語  

    DOI: doi: 10.1155/2011/713435

  28. PtdIns 3-kinase orchestrates autophagosome formation in yeast. 査読有り

    Obara K and Ohsumi Y

    J Lipids     2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: doi: 10.1155/2011/498768

  29. PI3K signaling of autophagy is required for starvation tolerance and virulence of Cryptococcus neoformans. 査読有り

    Hu G, Hacham M, Waterman SR, Panepinto J, Shin S, Liu X, Gibbons J, Valyi-Nagy T, Obara K, Jaffe HA, Ohsumi Y and Williamson PR

    J Clin Invest   118 巻   頁: 1186-1197   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  30. Dynamics and function of PtdIns(3)P in autophagy. 査読有り

    Obara K and Ohsumi Y

    Autophagy   4 巻   頁: 952-954   2008年

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    記述言語:英語  

  31. The Atg18-Atg2 complex is recruited to autophagic membranes via PtdIns(3)P and exerts an essential function. 査読有り

    Obara K, Sekito T, Niimi K and Ohsumi Y

    J Biol Chem   283 巻   頁: 23972-23980   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  32. Transport of phosphatidylinositol 3-phosphate into the vacuole via autophagic membranes in S. cerevisiae. 査読有り

    Obara K, Noda T, Niimi K and Ohsumi Y

    Genes Cells   13 巻   頁: 537-547   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  33. Structure of Atg5-Atg16, a complex essential for autophagy. 査読有り

    Matsushita M, Suzuki NN, Obara K, Fujioka Y, Ohsumi Y and Inagaki F

    J Biol Chem   282 巻   頁: 6763-6772   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  34. Assortment of phosphatidylinositol 3-kinase complexes - Atg14p directs association of complex I to the pre-autophagosomal structure in S. cerevisiae -. 査読有り

    Obara K, Sekito T and Ohsumi Y

    Mol Biol Cell   17 巻   頁: 1527-1539   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  35. Characterization of yeast Atg proteins.

    Nakatogawa H, Hanada T, Kamada Y, Obara K and Sekito T

      51 巻   頁: 1457-1463   2006年

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    記述言語:日本語  

  36. Programmed cell death in xylem differentiation. 招待有り

    Obara K and Fukuda H

    Programmed cell death in plants (J. Gray eds.)     頁: 131-154   2003年

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    記述言語:英語  

  37. Plant (Zinnia elegans) vessel elements transdifferentiated from mesophyll cells in vitro. 査読有り

    Obara K

    Nat Rev Mol Cell Biol   4 巻   頁: 10-11   2003年

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    記述言語:英語  

  38. Plant vessel elements trans-differentiated from mesophyll cells in vitro. 査読有り

    Obara K

    Nat Cell Biol   5 巻   頁: 15   2003年

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    記述言語:英語  

  39. The vacuole is a key player of developmentally programmed cell death in plants. 査読有り

    Fukuda H, Yamamoto R, Obara K, Kuriyama H, Ito J

    Eur J Cell Biol   82 巻   頁: 55-56   2003年

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    記述言語:英語  

  40. The use of multiple transcription starts causes the dual targeting of Arabidopsis putative monodehydroascorbate reductase to both mitochondria and chloroplasts. 査読有り

    Obara K, Sumi K and Fukuda H

    Plant Cell Physiol   43 巻   頁: 697-705   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  41. Direct evidence of active and rapid nuclear degradation triggered by vacuole rupture during programmed cell death in Zinnia. 査読有り

    Obara K, Kuriyama H and Fukuda H

    Plant Physiol   125 巻   頁: 615-626   2001年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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講演・口頭発表等 23

  1. 脂質非対称性の感知機構から見えてきた細胞膜の新たな役割 招待有り

    小原 圭介

    第72回日本生物工学会大会  2020年9月4日 

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    開催年月日: 2020年9月

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:Covid-19禍によりWeb開催   国名:日本国  

  2. 細胞膜脂質非対称センサーが細胞内外のストレスを感知する仕組み 招待有り

    小原圭介

    日本遺伝学会第89回大会  2017年9月 

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    開催年月日: 2017年9月

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:岡山県岡山市   国名:日本国  

  3. Sensing mechanism of alterations in plasma membrane lipid asymmetry and external alkalization. 国際会議

    Obara K, Nishino K and Kihara A

    14th International Congress on Yeasts (ICY14)  2016年11月 

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    開催年月日: 2016年11月

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

    開催地:Awaji, Hyogo   国名:日本国  

  4. 細胞膜脂質非対称センシング機構と細胞応答 招待有り

    小原圭介、西野佳菜子、内堀健矢、山内佐織、木原章雄

    第89回日本生化学会大会  2016年9月 

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    開催年月日: 2016年9月

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:宮城県仙台市   国名:日本国  

  5. Identification of the sensor protein detecting lipid asymmetry in the plasma membrane 招待有り

    Obara K, Yamamoto H and Kihara A

    第65回日本細胞生物学会大会  2013年6月 

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    開催年月日: 2013年6月

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:愛知県名古屋市   国名:日本国  

  6. PtdIns 3-kinaseが演出するオートファゴソーム形成 招待有り

    小原圭介、関藤孝之、新實香緒里、野田健司、木原章雄、大隅良典

    日本生化学会北海道支部第45回例会  2008年8月8日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2008年8月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:北海道札幌市   国名:日本国  

  7. モノデヒドロアスコルビン酸還元酵素のオルガネラ二重移行機構 招待有り

    小原圭介、福田裕穂

    植物オルガネラワークショップ「植物オルガネラ研究の新局面」  2004年3月26日 

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    開催年月日: 2004年3月

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:東京都   国名:日本国  

  8. 転写因子Rim101の迅速な分解からみたストレス応答経路同士の相互作用

    小原圭介、樋口舞、嘉村巧

    酵母遺伝学フォーラム第53回研究報告会  2020年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Covid-19禍によりWeb開催   国名:日本国  

  9. 細胞膜脂質非対称バイオセンサーの開発

    小原圭介、安田有那、嘉村巧

    第19回日本蛋白質学会年会・第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会  2019年6月 

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    開催年月日: 2019年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:兵庫県神戸市   国名:日本国  

  10. ユビキチンとESCRT複合体による細胞膜脂質非対称および外界アルカリ化シグナルの伝達

    小原圭介、西野佳菜子、木原章雄

    第67回日本細胞生物学会大会  2015年6月 

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    開催年月日: 2015年6月 - 2015年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京都   国名:日本国  

  11. 脂質非対称センサーの解剖 招待有り

    8) 小原圭介

    第187回酵母細胞研究会  2014年12月12日 

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    開催年月日: 2014年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京都   国名:日本国  

  12. 細胞膜脂質非対称センサーの同定

    小原圭介、山本林、木原章雄

    第65回日本細胞生物学会大会  2013年6月 

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    開催年月日: 2013年6月

    記述言語:日本語  

    開催地:愛知県名古屋市   国名:日本国  

  13. 小胞輸送における極長鎖脂肪酸の機能解析

    小原圭介、小島亮、木原章雄

    酵母遺伝学フォーラム第45回研究報告会  2012年9月 

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    開催年月日: 2012年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都府京都市   国名:日本国  

  14. 脂質非対称の乱れに対する細胞応答の網羅的解析

    小原圭介、山内佐織、神村章子、安住薫、木原章雄

    第34回日本分子生物学会年会  2011年12月 

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    開催年月日: 2011年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神奈川県横浜市   国名:日本国  

  15. 窒素飢餓応答におけるスフィンゴ脂質の役割

    山形麻旗、小原圭介、木原章雄

    日本薬学会北海道支部例会第134回例会  2010年5月8日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2010年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:北海道札幌市   国名:日本国  

  16. 脂質非対称変化による酵母スフィンゴイド塩基トランスロカーゼ発現誘導の分子機構 招待有り

    木原章雄、池田未佳、小原圭介、五十嵐靖之

    第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会  2008年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2008年12月

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:兵庫県神戸市   国名:日本国  

  17. オートファジーにおけるPtdIns(3)Pの動態と機能

    小原圭介、野田健司、関藤孝之、新實香緒里、大隅良典

    酵母遺伝学フォーラム第41回研究報告会  2008年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2008年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:北海道札幌市   国名:日本国  

  18. 管状要素特異的新規ポリガラクツロナーゼの解析

    小澤靖子、小原圭介、出村拓、福田裕穂

    第46回日本植物生理学会  2005年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:新潟県新潟市   国名:日本国  

  19. イネのモノデヒドロアスコルビン酸還元酵素(MDAR)の択一的スプライシングとオルガネラ二重移行について

    小原圭介、福田裕穂

    第45回日本植物生理学会  2004年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2004年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京都   国名:日本国  

  20. 管状要素のプログラム細胞死および分化初期過程でのカルモジュリンの働き

    小原圭介、中名生幾子、吉良拡、福田裕穂

    日本植物学会第67回大会  2003年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2003年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:北海道札幌市   国名:日本国  

  21. シロイヌナズナのMDAR遺伝子は転写開始点の使い分けによりミトコンドリア(Mt)型、葉緑体型(Cp)酵素を作り分ける

    小原圭介、鷲見和良、福田裕穂

    第44回日本植物生理学会  2003年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2003年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:奈良県奈良市   国名:日本国  

  22. The vacuole is a key player of developmentally programmed cell death in plants. 招待有り 国際会議

    Fukuda H, Yamamoto R, Obara K, Kuriyama H and Ito J

    A joint meeting of the German Society for Cell Biology and the German Society for Developmental Biology  2003年3月27日 

     詳細を見る

    開催年月日: 2003年3月

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:Bonn   国名:ドイツ連邦共和国  

  23. 管状要素分化に伴うプログラム細胞死の観察

    小原圭介、福田裕穂

    第41回日本植物生理学会  2000年3月 

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    開催年月日: 2000年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:愛知県名古屋市   国名:日本国  

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Works(作品等) 2

  1. 生化学辞典第4版

    2007年

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    細胞内膜動態に関する約15項目を執筆

  2. 植物の生化学・分子生物学

    2005年

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    第5章「細胞骨格」の章を英語から日本語に翻訳

科研費 10

  1. 細胞膜脂質非対称の感知およびシグナル出力機構の解明

    研究課題/研究課題番号:19K06561  2019年4月 - 2022年3月

    小原 圭介

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    細胞膜の脂質二重層では、内外層で脂質組成や役割が大きく異なる。その様な脂質非対称の維持や適切な調節は細胞の生存に必須である。申請者は、脂質非対称の状態変化を感知して適応反応を引き起こす脂質非対称センサータンパク質Rim21を同定し、そのシグナル伝達過程および細胞応答を解明してきた。残された最大の課題は、Rim21が脂質非対称の状態を感知してシグナルを発火する分子機構であり、本研究でその解明を行う。本研究の進展により、タンパク質ー生体膜相互作用の新たなパラダイムを提供できる。また、Rim21は真菌感染症の創薬標的として格好の性質を備えており、真菌感染症の予防・治療に寄与する知見も期待できる。
    細胞膜の脂質二重層では、その内外層で脂質分子が偏って分布している。その様な脂質非対称の維持や適切な調節は細胞の生存に必須である。本研究では、脂質非対称の乱れを感知して、Rim101経路を介して適応反応を引き起こす脂質非対称センサータンパク質Rim21に注目し、その脂質非対称感知機構とシグナル伝達の様子を明らかにすることを目的としている。
    今年度は、脂質非対称センサーモチーフを含んでいるRim21のC末端細胞質領域(Rim21C)の組換えタンパク質の精製を試みた。また、Rim21Cに結合し、シグナルを伝達するアレスチン様のRim8についても組換えタンパク質の精製を試みた。
    また、Rim21が活性化して下流因子にシグナルを伝達する際には、ユビキチンリガーゼRsp5によるユビキチン化が必要であることが示唆されている。そこで、Rsp5によるRim21のユビキチン化をin vitroで検証するために、Rsp5およびE2酵素であるUbc4の組換えタンパク質を調整した。ユビキチン化によるシグナル伝達の活性化は、しばしば脱ユビキチン化による不活性化と拮抗している。そこで、脱ユビキチン化酵素をコードする遺伝子の欠損株やそれらの二重欠損株を作製し、Rim101経路の活性化をモニターした。すると、ある脱ユビキチン化酵素遺伝子の欠損株でRim101経路が恒常的に活性化していることを見出した。ユビキチン化と脱ユビキチン化の拮抗作用によるRim101経路の活性調節機構が浮き彫りになった。Rim101経路の活性化は病原性真菌が宿主内で増殖し病原性を発揮するのに必須である。その調節機構の一端を明らかにしたことは、真菌感染症の創薬に繋がる大きな一歩である。
    Rim21Cによる脂質非対称変化の感知機構について、組換えタンパク質の作製、精製を試みている。しかし、大腸菌での発現が十分ではなく、in vitro実験系に用いるのに十分な量が確保できていない。そこで、昆虫細胞を用いた精製系の構築を始めたところである。一方、ユビキチンリガーゼRsp5やE2酵素Ubc4に関しては、十分量の組換えタンパク質の調整に成功した。したがって、脂質非対称感知機構の解明に向けたin vitro系の構築に関しては、困難に直面しながらも少しずつ進展している。
    Rim21が発するシグナルの伝達機構に関しては大きな進展があった。シグナル伝達をRsp5によるユビキチン化が正に制御することは報告されていたが、本研究で脱ユビキチン化酵素が拮抗的に作用し、Rim101経路の活性化を調節することを発見した。Rim101経路の活性化は、病原性真菌類の宿主内での増殖と病原性に必要である。この発見により、脱ユビキチン化酵素を活性化する化合物の探索を通した真菌感染症の創薬という新しいアプローチに道が拓かれた。また、Rim101経路の活性化が終結する仕組みの解明にも取り組み始めた。そのために切断されて活性化した内生のRim101を検出する抗体を作製し、その精製に成功した。
    この様に、部分的には思った様な進展がみられなかった側面もあるが、予想外の発見や進展を見せた部分も有り、総合的に判断するとおおむね順調に進展していると判断できる。
    引き続きRim21による脂質非対称感知機構の解明に取り組む。Rim21Cの組換えタンパク質の大量精製が必須であるため、昆虫細胞を用いた発現系の構築を急ぎたい。また、Rim21からシグナルを直接受け取ると考えられるRim8などの組換えタンパク質の調整も試みる。それらの組換えタンパク質に加えて、調整済のユビキチンリガーゼRsp5、E2酵素Ubc4などの組換えタンパク質も用いて、脂質非対称の感知からシグナルの出力までの分子機構に迫りたい。
    また、私達はRim21CにGFPを融合することで、生きた酵母細胞で脂質非対称の状態をモニターできる脂質非対称バイオセンサーを開発できることを示唆してきた。予備的な実験で、Rim21Cに系統的な点変異を導入することで、プロトタイプに比べてS/N比が大きく向上した改良版を作製することに成功した。脂質非対称バイオセンサーの開発は本研究で期待される波及効果の一つであるため、これも進めたい。また、その点変異を導入したRim21Cの組換えタンパク質を作製することで、脂質非対称感知機構の解明にも還元的にメリットがあるため、相乗効果が期待できる。
    Rim101経路の活性化調節機構の解明は、真菌感染症の創薬に新たな道を拓く可能性がある。そこで、今年度までに明らかにしてきた脱ユビキチン化によるRim101経路の抑制機構やRim101経路の活性化終結機構についてもさらに研究を深化していく予定である。

  2. 生体膜研究を飛躍的に加速する脂質非対称バイオセンサーの開発

    研究課題/研究課題番号:18K19292  2018年6月 - 2020年3月

    挑戦的研究(萌芽)

    嘉村 巧

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    担当区分:研究分担者 

    本研究では細胞膜脂質二重層における脂質分子の非対称分布(脂質非対称)の状態を生きた細胞でモニターできる脂質非対称バイオセンサーの開発を試みた。その結果、生きた酵母細胞で脂質非対称の状態変化をモニター可能なバイオセンサーの雛形の作製に成功した。さらに、その雛形に対する系統的な変異導入を行い、脂質非対称の変化をより高いS/N比で明瞭に検出できる改良版バイオセンサーも作製した。
    これらのバイオセンサーを用いて、様々な環境ストレス下で培養した酵母細胞をモニターしたところ、幾つかの環境ストレスが脂質非対称の状態変化を通してRim21に感知されていることが示唆された。
    本研究で開発した脂質非対称バイオセンサーは遺伝子にコードされているため、増幅、保存、輸送などが簡便である。国内外の研究者のリクエストに応じることで、生体膜研究の分野に大きく貢献できる。
    また、本研究では細胞外のpHや塩濃度などの物理化学変数の幾つかが、脂質非対称など細胞膜の物理化学的状態に変化をもたらし、その変化を細胞膜に存在するセンサータンパク質群が感知することを示唆した。細胞外の物理化学変数を細胞が感知する仕組みはほとんど明らかになっていないが、この様な新たな概念は、細胞のストレス受容機構の研究に大きなパラダイムシフトを起こす可能性を秘めている。

  3. 脂質非対称センシング機構の解明および応用研究の基盤形成

    研究課題/研究課題番号:16K07288  2016年4月 - 2020年3月

    小原 圭介

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    本研究では、細胞膜脂質非対称の状態変化を感知するセンサータンパク質Rim21に着目して研究を行った。その結果、Rim21の脂質非対称センサーモチーフが酸性脂質と相互作用することを通して脂質非対称の状態変化を感知することを示唆したほか、Rim21が受ける糖鎖修飾の役割を解明した。
    また、脂質非対称の状態変化を生きた酵母細胞で検出可能なバイオセンサーを作製し、さらに系統的な変異解析によってS/N比を向上させた。
    Rim21が発するシグナル伝達は真菌感染症の創薬標的と成り得るが、そのシグナル伝達の活性化や不活性化機構の一端を解明した。
    本研究で行ったRim21による脂質非対称感知機構に関する提案は、タンパク質と脂質の相互作用に関する新たなパラダイムと成り得る。
    本研究で開発した脂質非対称バイオセンサーは、生きた細胞での脂質非対称変化の追跡という、これまで不可能であったアプローチを可能とする。今後、動植物細胞で利用可能なバイオセンサーの開発などを通して、脂質非対称研究のボトルネックであった生細胞でのリアルタイム解析を達成し、分野の発展に大きく貢献する可能性がある。
    本研究で明らかにしたRim101経路の不活性化機構は、真菌感染症の創薬に寄与する知見となる。

  4. 乱れた脂質非対称の感知および修繕機構

    研究課題/研究課題番号:25440038  2013年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:5330000円 ( 直接経費:4100000円 、 間接経費:1230000円 )

  5. 脂質非対称を感知して伝達する分子機構の解明

    研究課題/研究課題番号:25650059  2013年4月 - 2015年3月

    挑戦的萌芽研究

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    担当区分:連携研究者  資金種別:競争的資金

  6. 極長鎖脂肪酸産生の分子メカニズムと病態,生理機能の解明

    研究課題/研究課題番号:23370057  2011年4月 - 2014年3月

    基盤研究(B)

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    担当区分:連携研究者  資金種別:競争的資金

  7. 脂質非対称センシングの分子機構と細胞応答

    研究課題/研究課題番号:23770135  2011年4月 - 2013年3月

    日本学術振興会  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  8. 脂質非対称を感知するセンサーと細胞内シグナルの分子機構の解明

    研究課題/研究課題番号:23657120  2011年4月 - 2013年3月

    挑戦的萌芽研究

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    担当区分:連携研究者  資金種別:競争的資金

  9. 脂質分子から迫るオートファゴソーム形成機構の研究

    研究課題/研究課題番号:21770129  2009年4月 - 2011年3月

    日本学術振興会  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

  10. Phs1ファミリーによるホスファチジルイノシトールの細胞内輸送機構の解明

    研究課題/研究課題番号:20687008  2008年4月 - 2011年3月

    若手研究(A)

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    担当区分:連携研究者  資金種別:競争的資金

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