2021/11/02 更新

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ベッショ マナブ
別所 学
BESSHO Manabu
所属
高等研究院 特任助教
大学院理学研究科 特任助教
職名
特任助教
連絡先
メールアドレス
通称等の別名
別所-上原 学
外部リンク

学位 1

  1. 博士(農学)

研究キーワード 7

  1. 進化

  2. 盗タンパク質

  3. 生物発光

  4. 八放サンゴ

  5. ルシフェリン

  6. クシクラゲ

  7. キンメモドキ

研究分野 1

  1. ライフサイエンス / 進化生物学  / 発光生物

経歴 3

  1. 名古屋大学   高等研究院   特任助教   YLC教員

    2020年4月 - 現在

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    国名:日本国

  2. モントレー湾水族館研究所   研究開発   ポスドクフェロー

    2018年4月 - 2020年3月

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    国名:アメリカ合衆国

  3. 中部大学   応用生物学部   研究員

    2017年9月 - 2018年3月

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    国名:日本国

学歴 1

  1. 名古屋大学   大学院生命農学研究科

    2014年4月 - 2017年3月

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    国名: 日本国

    備考: 博士課程後期

委員歴 1

  1. Evo-Devo青年の会   幹事  

    2014年 - 2017年   

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    団体区分:学協会

 

論文 9

  1. Evidence for <i>de novo</i> Biosynthesis of the Luminous Substrate Coelenterazine in Ctenophores. 査読有り 国際共著 国際誌

    Bessho-Uehara M, Huang W, Patry WL, Browne WE, Weng JK, Haddock SHD

    iScience   23 巻 ( 12 ) 頁: 101859 - 101859   2020年12月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:iScience  

    Coelenterazine is a key substrate involved in marine bioluminescence which is used for light-production by at least nine phyla. Some luminous animals, such as the hydromedusa Aequorea, lack the ability to produce coelenterazine endogenously and instead depend on dietary sources. Little is known about the source organisms or the metabolic process of coelenterazine biosynthesis. Here, we present evidence that ctenophores are both producers and suppliers of coelenterazine in marine ecosystems. Using biochemical assays and mass spectrometry analyses, we detected coelenterazine from cultured ctenophores fed with a non-luminous coelenterazine-free diet. We propose that ctenophores are an emerging model organism to study coelenterazine biosynthesis and the origins of bioluminescence.

    DOI: 10.1016/j.isci.2020.101859

    Scopus

    PubMed

  2. Biochemical characterization of diverse deep-sea anthozoan bioluminescence systems 査読有り 国際共著 国際誌

    Manabu Bessho-Uehara, Warren R. Francis, Steven H. D. Haddock

    Marine Biology   167 巻 ( 8 )   2020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)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s00227-020-03706-w

    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s00227-020-03706-w/fulltext.html

  3. Kleptoprotein bioluminescence: <i>Parapriacanthus</i> fish obtain luciferase from ostracod prey. 招待有り 査読有り 国際共著 国際誌

    Bessho-Uehara M, Yamamoto N, Shigenobu S, Mori H, Kuwata K, Oba Y

    Science advances   6 巻 ( 2 ) 頁: eaax4942 - eaax4942   2020年1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)  

    DOI: 10.1126/sciadv.aax4942

    Web of Science

    PubMed

  4. Firefly genomes illuminate parallel origins of bioluminescence in beetles. 査読有り 国際共著 国際誌

    Fallon TR, Lower SE, Chang CH, Bessho-Uehara M, Martin GJ, Bewick AJ, Behringer M, Debat HJ, Wong I, Day JC, Suvorov A, Silva CJ, Stanger-Hall KF, Hall DW, Schmitz RJ, Nelson DR, Lewis SM, Shigenobu S, Bybee SM, Larracuente AM, Oba Y, Weng JK

    eLife   7 巻   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)  

    DOI: 10.7554/eLife.36495

    Web of Science

    PubMed

  5. 19. 食虫動物ブラリナトガリネズミ由来の麻痺性神経毒ペプチドBPP類の構造と生物活性(口頭発表の部) 招待有り 査読有り 国際共著 国際誌

    北 将樹, 武仲 敏子, 別所 学, Maturana Andres D., 木越 英夫, 大舘 智志, 上村 大輔

    天然有機化合物討論会講演要旨集   60 巻 ( 0 ) 頁: 109 - 114   2018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)   出版者・発行元:天然有機化合物討論会実行委員会  

    1.はじめに新規神経毒の化学的解明は,薬理学,神経科学,精神医学など,広範な生命科学の発展に寄与する.自然界からは様々な生物から有毒物質が見いだされているが,毒を持つ哺乳類は非常に稀であり,食虫目トガリネズミやソレノドン,単孔目カモノハシなどしか知られていない.またこれらの毒は稀少かつ不安定であり,活性物質は長らく未解明であった.トガリネズミは唾液に毒を持ち,ミミズなど獲物を麻痺させる小型哺乳類である.北米に棲息するブラリナトガリネズミBlarina brevicaudaは特に強い毒を持ち,カエルやネズミなど脊椎動物も餌としてしまう(図1).演者らはこれまでに,この種の顎下腺から脊椎動物に対して麻痺と痙攣を引き起こす致死毒ブラリナトキシンを発見し,その構造を分子量35 kDaの糖タンパク質と決定した1).ブラリナトキシンはセリンプロテアーゼの一種カリクレインと高い相同性を示し,またセリンプロテアーゼ阻害剤によりその酵素活性およびマウス致死活性が阻害されることから,致死毒の本体であると結論づけた.一方で,ブラリナトキシンを獲物に注入してから毒性を示すまで数時間以上かかること,およびトガリネズミが主な餌とするミミズや昆虫など無脊椎動物には効かないことから,この動物の唾液成分にはタンパク毒素とは異なる麻痺物質が含まれると予想し,顎下腺抽出物の分離を再検討することとした.

    DOI: 10.24496/tennenyuki.60.0_109-114

    CiNii Article

  6. Acquisition of bioluminescent trait by non-luminous organisms from luminous organisms through various origins. 査読有り 国際共著 国際誌

    Ramesh C, Bessho-Uehara M

    Photochemical & photobiological sciences : Official journal of the European Photochemistry Association and the European Society for Photobiology     2021年10月

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

    DOI: 10.1007/s43630-021-00124-9

    PubMed

  7. Identification and characterization of the Luc2-type luciferase in the Japanese firefly, Luciola parvula, involved in a dim luminescence in immobile stages. 査読有り 国際共著 国際誌

    Bessho-Uehara M, Oba Y

    Luminescence : the journal of biological and chemical luminescence   32 巻 ( 6 ) 頁: 924 - 931   2017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: 10.1002/bio.3273

    Web of Science

    PubMed

  8. Biochemical characteristics and gene expression profiles of two paralogous luciferases from the Japanese firefly Pyrocoelia atripennis (Coleoptera, Lampyridae, Lampyrinae): insight into the evolution of firefly luciferase genes. 査読有り 国際共著 国際誌

    Bessho-Uehara M, Konishi K, Oba Y

    Photochemical & photobiological sciences : Official journal of the European Photochemistry Association and the European Society for Photobiology   16 巻 ( 8 ) 頁: 1301 - 1310   2017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:Photochemical and Photobiological Sciences  

    Two paralogous genes of firefly luciferase, Luc1 and Luc2, have been isolated from the species in two subfamilies, Luciolinae and Photurinae, of the family Lampyridae. The gene expression profiles have previously been examined only in the species of Luciolinae. Here we isolated Luc1 and Luc2 genes from the Japanese firefly Pyrocoelia atripennis. This is the first report of the presence of both Luc1 and Luc2 genes in the species of the subfamily Lampyrinae and of the exon-intron structure of Luc2 in the family Lampyridae. The luminescence of both gene products peaked at 547 nm under neutral buffer conditions, and the spectrum of Luc1, but not Luc2, was red-shifted under acidic conditions, as observed for Luc2 in the Luciolinae species. The semi-quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction suggested that Luc1 was expressed in lanterns of all the stages except eggs, while Luc2 was expressed in the non-lantern bodies of eggs, prepupae, pupae, and female adults. These expression profiles are consistent with those in the Luciolinae species. Considering the distant phylogenetic relationship between Lampyrinae and Luciolinae in Lampyridae, we propose that fireflies generally possess two different luciferase genes and the biochemical properties and gene expression profiles for each paralog are conserved among lampyrid species.

    DOI: 10.1039/c7pp00110j

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  9. Biochemical characteristics and gene expression profiles of two paralogous luciferases from the Japanese firefly Pyrocoelia atripennis (Coleoptera, Lampyridae, Lampyrinae): Insight into the evolution of firefly luciferase genes 査読有り

    Manabu Bessho-Uehara

    Photochemical and Photobiological Sciences   16 巻   頁: 1301 - 1310   2017年6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)  

    DOI: 10.1039/C7PP00110J

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書籍等出版物 1

  1. 研究者の結婚生活: 恋愛はぜんぜん科学的じゃない⁉ 国際共著

    高山善光( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 結婚式はウェディング姿で研究発表)

    日本の研究者出版  2020年10月 

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    記述言語:日本語 著書種別:一般書・啓蒙書

講演・口頭発表等 9

  1. Kleptoprotein Bioluminescence: A fish obtains luciferase from a luminous ostracod prey 国際会議

    Manabu Bessho-Uehara, Naoyuki Yamamoto, Shuji Shigenobu, Keiko Kuwata, Yuichi Oba

    Living Light  2021年9月23日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  2. Biochemical characterization of diverse deep‐sea anthozoan bioluminescence systems 招待有り 国際共著 国際会議

    Manabu Bessho-Uehara, Warren R. Francis, Steven H.D. Haddock

    16th Deep-sea Biology Symposium  2021年9月15日 

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    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)  

  3. 深海サンゴ(花虫綱)の生物発光メカニズムの比較と進化

    別所-上原 学

    第23回進化学会  2021年8月19日 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  4. Kleptoprotein Bioluminescence: Protein uptake in a fish from luminous crustacean 国際会議

    Manabu Bessho-Uehara, Shuji Shigenobu, Keiko Kuwata, Naoyuki Yamamoto, Yuichi Oba

    2nd AsiaEvo Conference  2021年8月17日 

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    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)  

  5. ウミホタルを食べて光る魚 〜盗タンパク質による生物発光〜 招待有り

    別所-上原 学

    ScienceOme  2021年8月4日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  6. 太古より受け継がれる深海サンゴの発光 招待有り

    別所-上原 学

    新妻免疫塾 (YouTubeチャンネル)  2020年6月22日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  7. 生物発光の収斂進化 招待有り 国際会議

    別所-上原 学

    永井研公開セミナー  2020年6月21日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  8. 盗タンパク質による生物発光 招待有り 国際会議

    別所-上原 学

    よさこい生態学セミナー  2020年6月16日  鈴木紀之

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  9. 海で起きた生物発光の進化 招待有り 国際共著 国際会議

    別所-上原 学

    2020年2月20日 

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    記述言語:英語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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その他研究活動 1

  1. 深海を照らすサンゴの発光

    2020年7月

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    深海棲発光サンゴの発見と進化に関する研究の一般向け広報用動画。超高感度カメラを搭載した潜水艦により、深海サンゴが光る様子を撮影。
    https://www.youtube.com/watch?v=GD7g1c5-CJU&hd=1

科研費 4

  1. ウミホタルから光を「盗む」魚:タンパク質取込みの分子機構とその進化起源の解明

    研究課題/研究課題番号:21K15144  2021年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  若手研究

    別所ー上原学

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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:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    ユニークな形質を持つ生物は、それらが独自の遺伝子をゲノム中に獲得することで進化したと考えられてきた。ところが、発光魚キンメモドキは、発光に必要な酵素遺伝子をゲノム中に持たず、餌であるウミホタルから発光酵素(ルシフェラーゼ)を獲得していることが、 申請者の研究により明らかとなった。「餌由来のタンパク質が消化されずに特定の器官の細胞に取り込まれ、さらに、本来の酵素機能が保持される」現象(盗タンパク質現象)の取込みの分子・細胞生物学的メカニズムおよび進化的起源は未知である。本研究では、キンメモドキにおいて餌由来タンパク質を細胞内に取込む仕組みの解明 と本現象がみられる新たな生物種の発見を目指す。

  2. ハタンポ科魚類の分類学的整理と生物発光の獲得起源の解明

    研究課題/研究課題番号:21K06313  2021年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    小枝 圭太, 別所ー上原学

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    本研究では、ハタンポ科魚類を形態学的に精査し、分子系統学的手法を用いて系統関係を明らかにすることで、分類学的混乱を整理することを目的としている。また、現行の属に単系統性が認められないことから、属の再定義をおこなう。さらに、ハタンポ科魚類には「盗タンパク質」により発光能力をもつ種が存在しているが、その系統学的位置を形態・分子の両面から明らかにすることにより、本科魚類がどの進化的過程のなかで発光能力を獲得したのかを推定することを最終目標とする。本研究で得られる知見は、ハタンポ科の分類系統に貢献するだけでなく、発光生物の進化的な起源や分子生物学的な仕組みの解明に貢献すると考えられる。

  3. 発光魚キンメモドキがウミホタルから発光酵素を取込む分子機構とその進化の解明

    研究課題/研究課題番号:20K22627  2020年9月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 研究活動スタート支援  研究活動スタート支援

    別所ー上原学

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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:2860000円 ( 直接経費:2200000円 、 間接経費:660000円 )

    ユニークな形質を持つ生物は、それらが独自の遺伝子をゲノム中に進化させてきたと考えられてきた。ところが、発光魚キンメモドキは、発光に必要な酵素遺伝子をゲノム中に持たず、餌であるウミホタルからルシフェラーゼタンパク質を獲得していることが、申請者の研究により明らかとなった。餌由来のタンパク質を利用する「盗タンパク質」現象は、申請者により初めて発見されたものであり、その取り込みの分子・細胞生物学的・生理学的メカニズム及び進化的起源は未知である。本研究では、キンメモドキにおいて餌由来タンパク質を消化せずに細胞内に取込む仕組みの解明と本現象がみられる新たな生物種の発見を目指す。

  4. ウミホタルを食べて光る魚-キンメモドキの発光メカニズムの解明-

    研究課題/研究課題番号:15J00296  2015年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    別所 学

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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:1900000円 ( 直接経費:1900000円 )

    キンメモドキから発光活性を指標にルシフェラーゼを精製し、単離した。RNAseqとMS/MSにより、タンパク質の全長配列を決定し、同定した。その後、リコンビナントルシフェラーゼを抗原とし、抗体を作成し、天然型のルシフェラーゼを結合したカラムを用いて、アフィニティー精製を行なった。その結果、質の高い抗ルシフェラーゼ抗体が得られた。また、キンメモドキの新たな供給経路を確立した。本年度は、これらの材料を元に、ウェスタンブロットと免疫組織化学により、キンメモドキにおける同定したルシフェラーゼの局在が発光器官にのみあることを確認できた。現在、組織の微細構造を確認中であり、並行して論文化を進めている。
    また、発光の進化を議論するために、同じくウミホタルルシフェリンを基質とする発光魚についてもサンプルを集めている。本年度は、スズキ目であるが異なる科のツマグロイシモチ、ガマアンコウ目のイサリビガマアンコウを入手できた。ツマグロイシモチは高知で採取され、また、イサリビガマアンコウはアメリカ合衆国のカリフォルニアで採取された。ツマグロイシモチの系統分類的位置付けは、まだはっきりしていないので、発光の進化を議論する上で、今後、分類学者との共同研究が必要になる。
    これらの材料に対して、現在、キンメモドキのルシフェラーゼと相同性があるかを調べるため、同様に、ウェスタンブロットと免疫組織化学による検出を進めている。今後、反応が出た場合、プルダウンからのMS/MS解析により、タンパク質の同定を進め、配列から、進化的な考察を深めたい。

 

メディア報道 5

  1. 光るために魚がとった方法とは インターネットメディア

    ニューヨークタイムズ誌  2020年1月

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    執筆者:本人以外 

    Kept

  2. 【くもM LAB】発光生物に恋してる!?生き物の光に魅了された研究者(名古屋大学高等研究院特任助教 別所上原学先生 インタビュー インターネットメディア

    SienceTalks  【くもM LAB】  2021年9月

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    執筆者:本人以外 

    第5回は名古屋大学高等研究院特任助教の別所上原学先生。別所先生は大学時代に出会った光る生き物の美しさに魅了され、発光生物の研究者を目指しました。博士号所得後は海にいる発光生物を追い求め、アメリカのモントレー湾水族館研究所(MBARI)で博士研究員として2年間研究をおこないます。そして、現在名古屋大学高等研究院の特任助教として研究を続けています。今回は発光生物の光に魅了され、日々研究を続ける研究者に研究への愛を伺っていきます。

  3. 海の光るいのち、進化をひも解く/別所-上原学特任助教 インターネットメディア

    名古屋大学産学官連隊推進本部  「名大研究フロントライン」  2021年7月

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    執筆者:本人以外 

  4. 深海発光サンゴ 新たに4種 新聞・雑誌

    中日新聞社  中日新聞  2020年10月

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    執筆者:本人以外 

  5. 餌から生物発光を盗む魚 インターネットメディア

    The Scientist  2020年1月

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    執筆者:本人以外