2026/02/27 更新

写真a

マスダ　シンジ
増田　真二
MASUDA SHINJI
所属
生命理工学院 教授
職名
教授
ホームページ
http://www.photobiolab.bio.titech.ac.jp/~official/labhp/index.html
外部リンク

News & Topics

  • 生物は硫化水素を有効利用して生きている 硫化水素・超硫黄分子代謝とその主制御機構を解明

    2023/02/14

    掲載言語： 日本語

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    要点-超硫黄分子による生体制御系における、超硫黄分子の細胞内動態を明らかにしました。-超硫黄分子の産生と超硫黄分子に応答したシグナル伝達の新しい関係性を確立しました。-超硫黄分子が関わる統合失調症や心不全などのさまざまな疾患に対して、新たな治療法の開発に向

  • 硫化水素が細菌の抗生物質耐性を高める仕組みを解明 新規抗生物質開発への期待

    2022/12/22

    掲載言語： 日本語

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    要点 大腸菌の硫化水素センサータンパク質「YgaV」が硫化水素に応答して遺伝子の働きを調節する仕組みを解明 YgaVの機能を欠損させると、大腸菌の抗生物質耐性が弱まることを発見 新たな抗生物質の創薬につながると期待 概要東京工業大学 生命理工学院 生命理工学系のRajalakshmi Balasubramanian（ラジャラクシミ・バラスブラマニアン）大学院生（博士後期課程3年）、増田真

  • Working the Puzzle: Role of Sulfides in Aerobic/Anaerobic Switching in Bacteria

    2022/12/21

    掲載言語： 英語

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    The YgaV protein found in the enteric bacterium Escherichia coli plays a critical role in maintaining homeostasis and antibiotic tolerance when exposed to sulfides, as shown in a recent study by

  • 窒素不足の土壌でも“植物バイオマス”を増やせる葉緑体の働きを解明 「緊縮応答」強化による代謝の抑制が、生育の改善につながる

    2022/02/09

    掲載言語： 日本語

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    要点-環境に応じて植物の葉緑体が代謝を制御する「緊縮応答」の仕組みを同定-特に、窒素欠乏条件下では、葉緑体の「緊縮応答」を強化し、代謝機能を抑えることで、植物の生育を改善できることを解明-窒素欠乏条件でも植物バイオマスを増大できる植物開発の新手法につながると期待概要東京工業大学生命理工学院生命理工学

  • 光合成における新しい電子伝達タンパク質を発見 光合成の高効率化の新手法開発に期待

    2021/01/27

    掲載言語： 日本語

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    要点-光合成の過程における光化学系I以降の電子伝達が植物の生育に重要-葉緑体で働く新しい光合成電子伝達タンパク質を同定-光化学系I以降の電子が過剰になった際、安全弁として働くことを発見概要東京工業大学生命理工学院生命理工学系の増田真二准教授らの研究グループは、葉緑体で働く新たな光合成電子伝達タンパク

  • 後生動物細胞からの内生グアノシン4リン酸（ppGpp）の検出に成功 動物型ppGppシグナル伝達系という新たな研究領域の開拓

    2020/11/17

    掲載言語： 日本語

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    要点-グアノシン4リン酸（ppGpp）は、細菌の栄養飢餓応答時のシグナル物質として発見されたが、動物細胞では半世紀にわたり未確認だった。-ショウジョウバエやヒト細胞からのppGpp検出に世界で初めて成功し、その量が発生段階に応じて変化することを明らかにした。-動物細胞内にもppGpp代謝系が存在し、

  • 光合成の明反応と暗反応を協調させる仕組みを解明 光合成の高効率化の新手法開発に期待

    2020/10/22

    掲載言語： 日本語

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    要点-カルシウムにより光合成が制御される仕組みを解明-ゲノム編集技術CRISPR/Cas9を利用したゲノム編集植物を解析-細菌の細胞内共生により植物細胞に導入された代謝制御システムが重要概要東京工業大学生命理工学院生命理工学系の小野すみれ大学院生（研究当時）、鈴木紗絵大学院生（修士課程2年）と増田真

  • 硫化水素に応答して遺伝子発現を調節するタンパク質を発見―硫化水素バイオセンサーの開発に道―

    2017/02/16

    掲載言語： 日本語

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    要点 地球で最初に光合成を始めた細菌は、硫化水素を利用していたと推測 硫化水素は哺乳類で、細胞機能の恒常性維持や病態生理の制御に関わるが、詳細なシグナル伝達機構は不明 硫化水素に応答して遺伝子発現を調整するタンパク質を紅色細菌から初めて発見

  • Sulfide-sensing mechanisms in purple bacteria

    2017/02/15

    掲載言語： 英語

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    Scientists at Tokyo Institute of Technology uncover a sulfide-responsive protein that helps control photosynthesis in the purple bacterium Rhodobacter capsulatus.

  • Cultivating a new crop of superplants--a lesson from the fittest

    2016/02/02

    掲載言語： 英語

  • 葉緑体が植物の成長を制御する新たな仕組みを発見―細胞内共生した細菌の宿主細胞制御戦略―

    2015/11/13

    掲載言語： 日本語

  • 遺伝子発現を光で自在にコントロールする新技術を開発 －生物個体の発生を光で時空間制御－

    2013/09/26

    掲載言語： 日本語

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    ・多細胞生物の形態形成を、光のON/OFFで時空間制御することが可能に・今まで解析が困難であった神経発生や代謝調節などに関わる遺伝子の解析が容易に概要東京工業大学バイオ研究基盤支援総合センター兼地球生命研究所の増田真二准教授、生命理工学研究科の田中幹子准教授らは、遺伝子発現を光で自在に調節する新技術「ピッコロ(PICCORO)」を開発し、ゼブラフィッシュの尻尾の形成を光のON/OFFで制御することに成功した。この技術により、今まで解析が困難だった神経発生や代謝調節などに関わる遺伝子の解析が飛躍的に進むと期待される。増田准教授らが開発したピッコロは、細菌由来の光受容体タンパク質を、任意の転写因子タンパク質と光依存的に相互作用させ、その転写因子タンパク質が調節する遺伝子発現を、光で自在に制御する方法である。

  • 植物のストレスに対する応答を調節する ３つの新規転写因子を発見

    2013/09/02

    掲載言語： 日本語

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    【要点】○ 背景：高等植物は転写因子などの作用により、遺伝子発現の ON と OFF を巧みに調節して外部からのストレスに適応○ 新規性：高等植物のストレスに対する応答を抑制する働きを持つ３つの転写因子を発見○ 今後の展望：植物が持つストレス応答機構を人為的に調節することが可能に【概要】東京工業大学地球生命研究所の佐々木結子研究員（前 日本学術振興会特別研究員・理化学研究所植物科学研究センター（当時））、理化学研究所環境資源科学研究センターの白須賢グループディレクターらは高等植物のストレス応答を抑制する３つの転写因子を発見した。モデル植物のシロイヌナズナの遺伝子発現データから、ストレス応答時に重要な働きをすると考えられる３つの転写因子を見出し、それらの機能が失われた植物体は過剰なストレス応答を示すことを明らかにした。

  • Bacterial biofilms: Into the blue

    2011/03/31

    掲載言語： 英語

  • 細菌が光を感知する仕組みの一端が明らかに

    2010/11/18

    掲載言語： 日本語

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    本学バイオ研究基盤支援総合センターの増田真二准教授を中心とする研究グループは、微生物が光を認識する仕組みの一端を明らかにした。　細菌は外界の環境変化に応じて集団で様々な構造体をつくる。よく知られた構造体はバイオフィルムと呼ばれるもので、歯垢はこの一例である。細菌がバイオフィルムを形成すると、熱、酸素、抗生物質といった外界の影響に対して抵抗性をもつようになるため、その形成機構を知ることは、様々な分野で重要視されている。　今回、BLUFと呼ばれる青色光受容体タンパク質が、光合成細菌のバイオフィルム形成を調節することを発見した。また、この光受容体を介したバイオフィルム形成機構の一端を分子レベルで明らかにした。近年、同様の光受容体タンパク質が、日和見感染症の原因菌のバイオフィルム形成を調節することが報告されている。本研究は、光でバイオフィルム形成を調節する新たな手がかりとして注目される。

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学位

  • 理学博士 （ 東京都立大学 ）

研究キーワード

  • 植物生理学　光合成科学

  • Microbiology

  • Botany in general

  • 微生物学・ウィルス学一般

  • 植物学一般

  • Biochemistry in general

  • virology in general

  • 生化学一般

研究分野

  • ライフサイエンス / 生物物理学

  • ライフサイエンス / 植物分子、生理科学

経歴

  • 東京科学大学 生命理工学院 教授

    2023年4月

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  • 東京工業大学 バイオ研究基盤支援総合センター 准教授

    2008年10月 - 2023年3月

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  • 科学技術振興機構さきがけ研究員

    2008年 - 2012年

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  • 東京工業大学 生命理工学研究科 助手

    2004年 - 2008年

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  • RIKEN Photodynamics Research Center Frontier Research System Special Postdoctral fellow at RIKEN

    2003年 - 2004年

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  • 理化学研究所 フロンティア研究システム 基礎科学特別研究員

    2003年 - 2004年

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  • JSPP JSPP Special Postdoctoral fellow

    2000年 - 2003年

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  • 日本学術振興会 特別研究員 (PD)

    2000年 - 2003年

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  • Indiana University Department of Biology

    2000年 - 2002年

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  • インディアナ大学 生物学科 客員研究員

    2000年 - 2002年

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所属学協会

論文

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書籍等出版物

  • バイオ系のための基礎科学問題集

    講談社サイエンティフィック  2007年 

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  • Comparative spectroscopic studies of sensor of blue-light using FAD (BLUF) proteins, AppA of Rhodobacter sphaeroides and YcgF of Escherichia coli.

    Photosynthesis: Fundamental aspects to global perspectives (van der Est and Bruce, D. Edts) Allen Press  2005年 

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  • The antirepressor AppA uses the novel flavin-binding BLUF domain as blue-light-absorbing photoreceptor to control photosystem synthesis.

    Handbook of Photosensory Receptors (Briggs, W. R., and Spudich, J., Eds.) Wiley-VCH Verlag GmbH  2005年 

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  • Comparative spectroscopic studies of sensor of blue-light using FAD (BLUF) proteins, AppA of Rhodobacter sphaeroides and YcgF of Escherichia coli.

    Photosynthesis: Fundamental aspects to global perspectives (van der Est and Bruce, D. Edts) Allen Press  2005年 

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  • The antirepressor AppA uses the novel flavin-binding BLUF domain as blue-light-absorbing photoreceptor to control photosystem synthesis.

    Handbook of Photosensory Receptors (Briggs, W. R., and Spudich, J., Eds.) Wiley-VCH Verlag GmbH  2005年 

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  • Characterization of photosynthetic regulatory genes, regA and regB: Studies among different species

    Photosynthesis: Mechanisms and Effects (Garab, G., ed.). Kluwer Academic Publishers  1998年 

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  • Characterization of photosynthetic regulatory genes, regA and regB: Studies among different species

    Photosynthesis: Mechanisms and Effects (Garab, G., ed.). Kluwer Academic Publishers  1998年 

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MISC

  • 硫化水素依存的に光合成を行う細菌から発見された新規パースルフィド応答性転写因子SqrRを介した遺伝子発現の分子機構 招待 査読

    清水 隆之, 増田 真二

    硫酸と工業   71 ( 7 )   95 - 102   2018年7月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：硫酸協会  

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  • システインのポリスルフィド化による硫化水素・活性イオウ分子種の細胞内認識 査読

    増田 真二, 清水 隆之

    生物物理   58 ( 3 )   163 - 164   2018年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本生物物理学会  

    researchmap

  • 硫化水素に応答した遺伝子発現制御 招待 査読

    清水 隆之, 増田 真二

    バイオサイエンスとインダストリー   75   516 - 517   2017年

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  • 車軸藻植物門クレブソルミディウムのゲノム解読と他植物との比較解析

    堀孝一, 山本希, 梅津純平, 富樫智章, 円由香, 下嶋美恵, 瀬尾光範, 近藤智, 大高きぬ香, 唐司典明, 渡邊汀, 東光一, 森宙史, 山田拓司, 増田真二, 黒川顕, 太田啓之

    日本植物生理学会年会要旨集   55th   388   2014年3月

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    記述言語：日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 車軸藻植物門クレブソルミディウムのゲノム解析と脂質代謝系の進化過程の解析

    堀孝一, 丸山史人, 藤澤貴智, 富樫智章, 山本希, 円由香, 下嶋美恵, 瀬尾光範, 佐藤修正, 山田拓司, 森宙史, 田島直幸, 森山崇, 池内昌彦, 渡辺麻衣, 和田元, 小林康一, 斉藤勝和, 増田建, 関本(佐々木, 結子, 増口潔, 粟井光一郎, 増田真二, 岩井雅子, 信澤岳, 成瀬孝史, 近藤智, 斉藤洸, 佐藤諒一, 村川雅人, 井原雄太, 大島(山田)由衣, 大高きぬ香, 佐藤雅典

    日本植物学会大会研究発表記録   77th   126   2013年8月

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    記述言語：日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 車軸藻綱クレブソルミディウムのゲノム解析と植物の陸上化要因の予測

    堀孝一, 丸山史人, 藤澤貴智, 富樫智章, 山本希, 瀬尾光範, 佐藤修正, 山田拓司, 森宙史, 田島直幸, 森山崇, 池内昌彦, 渡辺麻衣, 和田元, 小林康一, 斉藤勝和, 増田建, 関本(佐々木, 結子, 増口潔, 粟井光一郎, 下嶋美恵, 増田真二, 岩井雅子, 信澤岳, 成瀬孝史, 近藤智, 斉藤洸, 佐藤諒一, 村川雅人, 井原雄太, 大島由衣, 大高きぬ香, 佐藤雅典, 園部耕平, 石井翠, 大谷亮介, 金森美有, 朴木里奈, 宮崎大地

    日本植物生理学会年会要旨集   54th   220   2013年3月

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    記述言語：日本語  

    J-GLOBAL

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  • OPDAのシグナル伝達機構解明を目的としたシロイヌナズナ変異体の単離と解析

    佐藤雅典, 戸梶賀仁, 永野惇, 永野惇, 西村いくこ, 林誠, 西村幹夫, 太田啓之, 増田真二

    日本植物生理学会年会要旨集   54th   2013年

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  • 光合成生物の緊縮応答

    増田 真二

    光合成研究   21 ( 3 )   106 - 111   2011年12月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本光合成学会  

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  • Prolamellar bodies formed by cyanobacterial protochlorophyllide oxidoreductase in Arabidopsis

    Shinji Masuda, Rei Ikeda, Tatsuru Masuda, Haruki Hashimoto, Tohru Tsuchiya, Hiroko Kojima, Jiro Nomata, Yuichi Fujita, Mamoru Mimuro, Hiroyuki Ohta, Ken-ichiro Takamiya

    PLANT JOURNAL   58 ( 6 )   952 - 960   2009年6月

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  • ゴマMGDG合成酵素遺伝子の単離と機能解析

    渡辺隆英, 下嶋美恵, 小泉遼太, 増田真二, 増田恭次郎, 山本将之, 山田恭司, 太田啓之

    日本植物生理学会年会要旨集   50th   313   2009年3月

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  • OPDAによるストレス応答性転写因子HsfA2及びDREB2Aの誘導とその機構

    戸梶賀仁, 増田真二, 横井(西澤)彩子, 重岡成, 太田啓之

    日本植物生理学会年会要旨集   50th ( 0 )   846 - 846   2009年

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    出版者・発行元：日本植物生理学会  

    ジャスモン酸（JA）生合成の中間体である12-oxo-phytodienoic acid（OPDA）はJAの前駆体であるだけでなく、それ自身がオキシリピンシグナルとして機能し、遺伝子発現を制御している。しかし、OPDAのシグナル伝達機構はほとんど明らかにされていない。本研究ではOPDAのシグナル伝達機構を明らかにするために、OPDAに特異的応答を示す遺伝子群の中の熱ショック転写因子HsfA2及び、乾燥・高温耐性の獲得に関わる転写因子DREB2Aに着目し、タンパク質合成阻害剤（シクロヘキシミド）やHSP90阻害剤（ゲルダナマイシン）存在下での転写応答を解析した。<br> HsfA2及びDREB2Aの発現はよく似た挙動を示し、OPDA処理により8～10倍程度に増大するが、シクロヘキシミドとの同時処理によりその発現は数百倍にまで増大した。このことから、OPDAによるこれらの遺伝子発現に抑制的に作用するタンパク質の存在が示唆された。また、ゲルダナマイシンを単独処理した場合、及びOPDAと同時処理した場合、これらの遺伝子の発現が一過的に誘導されたことから、これら2つの転写因子の発現にHSP90が抑制的に作用することが示された。しかし、OPDAとシクロヘキシミドとの同時処理の場合とは異なる発現プロファイルを示したことから、HSP90以外にも未知の抑制性タンパク質が存在する可能性が示唆された。

    DOI： 10.14841/jspp.2009.0.0846.0

    J-GLOBAL

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  • Crucial role in light signal transduction for the conserved Met93 of the BLUF protein PixD/Slr1694

    Shinji Masuda, Koji Hasegawa, Hiroyuki Ohta, Taka-Aki Ono

    Plant and Cell Physiology   49 ( 10 )   1600 - 1606   2008年10月

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  • Expression profiling of four RelA/SpoT-like proteins, homologues of bacterial stringent factors, in Arabidopsis thaliana

    Kazuki Mizusawa, Shinji Masuda, Hiroyuki Ohta

    PLANTA   228 ( 4 )   553 - 562   2008年9月

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  • The bacterial stringent response, conserved in chloroplasts, controls plant fertilization

    Shinji Masuda, Kazuki Mizusawa, Takakuni Narisawa, Yuzuru Tozawa, Hiroyuki Ohta, Ken-ichiro Takamiya

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   49 ( 2 )   135 - 141   2008年2月

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  • Possible targets of “magic spots” in plant signaling.

    Masuda, S, Tozawa, Y, Ohta, H

    Plant Signaling Behavior.   3   1021 - 1023   2008年

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  • Possible targets of “magic spots” in plant signaling.

    Masuda, S, Tozawa, Y, Ohta, H

    Plant Signaling Behavior.   3 ( 11 )   1021 - 1023   2008年

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.4161/psb.6766

    Scopus

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  • Calcium-activated (p)ppGpp synthetase in chloroplasts of land plants

    Yuzuru Tozawa, Akira Nozawa, Takuya Kanno, Takakuni Narisawa, Shinji Masuda, Koji Kasai, Hideaki Nanamiya

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   282 ( 49 )   35536 - 35545   2007年12月

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  • Arabidopsis cotyledon-specific chloroplast biogenesis factor CYO1 is a protein disulfide isomerase

    Hiroshi Shimada, Mariko Mochizuki, Kan Ogura, John E. Froehlich, Katherine W. Osteryoung, Yumiko Shirano, Daisuke Shibata, Shinji Masuda, Kazuki Mori, Ken-ichiro Takamiya

    PLANT CELL   19 ( 10 )   3157 - 3169   2007年10月

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  • The significance of type II and PrxQ peroxiredoxins for antioxidative stress response in the purple bacterium Rhodobacter sphaeroides

    Masahiro Wakita, Shinji Masuda, Ken Motohashi, Toru Hisabori, Hiroyuki Ohta, Ken-Ichiro Takamiya

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   282 ( 38 )   27792 - 27801   2007年9月

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  • Transient dimerization and conformational change of a BLUF protein: YcgF

    Yusuke Nakasone, Taka-Aki Ono, Asako Ishii, Shinji Masuda, Masahide Terazima

    Journal of the American Chemical Society   129 ( 22 )   7028 - 7035   2007年6月

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  • Transient dimerization and conformational change of a BLUF protein: YcgF

    Yusuke Nakasone, Taka-aki Ono, Asako Ishii, Shinji Masuda, Masahide Terazima

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   129 ( 22 )   7028 - 7035   2007年6月

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  • The critical role of a hydrogen bond between Gln63 and Trp104 in the blue-light sensing BLUF domain that controls AppA activity

    Shinji Masuda, Yoshiyuki Tomida, Hiroyuki Ohta, Ken-ichiro Takamiya

    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY   368 ( 5 )   1223 - 1230   2007年5月

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  • A new membrane-bound cytochrome c works as an electron donor to the photosynthetic reaction center complex in the purple bacterium, Rhodovulum sulfidophilum

    Yasuaki Kimura, Jean Alric, Andre Vermeglio, Shinji Masuda, Yuuki Hagiwara, Katsumi Matsuura, Keizo Shimada, Kenji V. P. Nagashima

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   282 ( 9 )   6463 - 6472   2007年3月

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  • Cyanobacterial NADPH : protochlorophyllide oxidoreductase (POR) compensates for a knockdown mutation of PORA in Arabidopsis thaliana

    S. Masuda, R. Ikeda, T. Masuda, T. Tsuchiya, M. Mimuro, H. Ohta, K. Takamiya

    PHOTOSYNTHESIS RESEARCH   91 ( 2-3 )   261 - 262   2007年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • Purification and reconstitution of PYP-phytochrome with biliverdin and 4-hydroxycinnamic acid

    Young-Ho Chung, Shinji Masuda, Carl E. Bauer

    TWO-COMPONENT SIGNALING SYSTEMS, PT A   422 ( No. )   184 - +   2007年

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  • Physiological role analyzed by gene disruption of membrane-bound cytochrome c working as an electron donor to the photochemical reaction center complex in the purple bacterium, Rhodovulum sulfidophilum

    Yasuaki Kimura, Jean Alric, Andre Vermelio, Shinji Masuda, Yuuki Hagiwara, Katsumi Matsuura, Keizo Shimada, Kenji Nagashima

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S73 - S73   2007年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • The significance of Type II and PrxQ peroxiredoxins for antioxidative stress response in the purple bacterium Rhodobacter sphaeroides.

    Shinji Masuda

    J. Biol. Chem. 282: 27792-27801.   282 ( 38 )   27792 - 27801   2007年

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  • Physiological analysis of W104A mutant AppA in Rhodobacter sphaeroides

    Yoshiyuki Tomida, Shinji Masuda, Hiroyuki Ohta, Kenichiro Takamiya

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S100 - S100   2007年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • Identification and characterization of novel phosphatidate phosphatase families in Arabidopsis

    Ryota Koizumi, Yuki Nakamura, Mami Tsuchiya, Shinji Masuda, Mie Shimojima, Gil-Soo Han, George. M. Carman, Hiroyuki Ohta

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S220 - S220   2007年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • Physiological and functional analysis of two types of peroxiredoxins in the purple bacterium Rhodobacter Sphaeroides

    Masahiro Wakita, Shinji Masuda, Ken Motohasi, Toru Hisabori, Hiroyuki Ohta, Ken-ichiro Takamiya

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S42 - S42   2007年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • Crystal structures of the Synechocystis photoreceptor Slr1694 reveal distinct structural states related to signaling

    Hua Yuan, Spencer Anderson, Shinji Masuda, Vladimira Dragnea, Keith Moffat, Carl Bauer

    BIOCHEMISTRY   45 ( 42 )   12687 - 12694   2006年10月

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  • Orientation of a key glutamine residue in the BLUF domain from AppA revealed by mutagenesis, spectroscopy, and quantum chemical calculations

    M Unno, S Masuda, TA Ono, S Yamauchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   128 ( 17 )   5638 - 5639   2006年5月

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  • Light induced structural changes of a full-length protein and its BLUF domain in YcgF(Blrp), a blue-light sensing protein that uses FAD (BLUF)

    Koji Hasegawa, Shinji Masuda, Taka-Aki Ono

    Biochemistry   45 ( 11 )   3785 - 3793   2006年3月

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  • 原始シアノバクテリアGloeobacter violaceus光依存性プロトクロロフィリド還元酵素の機能解析

    池田 礼, 増田真二, 土屋 徹, 宮下英明, 三室 守, 太田啓之, 高宮建一郎

    第47 回日本植物生理学会, 2006 年3 月19-21 日, 筑波大学   2006年3月

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    記述言語：日本語  

    DOI： 10.14841/jspp.2006.0.337.0

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  • Light induced structural changes of a full-length protein and its BLUF domain in YcgF(Blrp), a blue-light sensing protein that uses FAD (BLUF)

    K Hasegawa, S Masuda, T Ono

    BIOCHEMISTRY   45 ( 11 )   3785 - 3793   2006年3月

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  • Orientation of a key Glutamine residue in the BLUF domain from AppA revealed by mutagenesis, spectroscopy, and quantum chemical calculations.

    Shinji Masuda

    J. Am. Chem. Soc. 128, 5638-5639.   128 ( 17 )   5638 - 5639   2006年

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  • Light-induced structural changes of BLUF domain using AppA reconstituted with isotope edited FAD

    T Ono, K Hasegawa, S Masuda, Y Nishina, K Shiga

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   47   S158 - S158   2006年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • Analysis of stringent factor RelA/SpoT homologs in Arabidopsis thaliana

    S Masuda, K Mizusawa, H Ohta, K Takamiya

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   47   S95 - S95   2006年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • Role of Trp 104 in AppA BLUF domain as revealed by FTIR spectroscopy

    K Hasegawa, S Masuda, T Ono

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   47   S158 - S158   2006年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

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  • Tryptophan at position 104 is involved in transforming light signal into changes of beta-sheet structure for the signaling state in the BLUF domain of AppA

    S Masuda, K Hasegawa, TA Ono

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   46 ( 12 )   1894 - 1901   2005年12月

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  • Role of trehalose synthesis pathways in salt tolerance mechanism of Rhodobacter sphaeroides f. sp denitrificans IL106

    F Makihara, M Tsuzuki, K Sato, S Masuda, KVP Nagashima, M Abo, A Okubo

    ARCHIVES OF MICROBIOLOGY   184 ( 1 )   56 - 65   2005年10月

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  • Adenosine diphosphate moiety does not participate in structural changes for the signaling state in the sensor of blue-light using FAD domain of AppA

    Shinji Masuda, Koji Hasegawa, Taka-Aki Ono

    FEBS Letters   579 ( 20 )   4329 - 4332   2005年8月

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  • Crystallographic and functional studies of the AppA blue-light receptor BLUF domain from Rhodobacter sphaeroides

    Dragnia, V, S Anderson, S Masuda, M Waegelle, S Balascuta, J Ybe, B Dragnea, K Moffat, C Bauer

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   230   U2809 - U2809   2005年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • Adenosine diphosphate moiety does not participate in structural changes for the signaling state in the sensor of blue-light using FAD domain of AppA

    S Masuda, K Hasegawa, T Ono

    FEBS LETTERS   579 ( 20 )   4329 - 4332   2005年8月

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  • Adenylyl cyclase activity of Cya1 from the cyanobacterium synechocystis sp. strain PCC 6803 is inhibited by bicarbonate

    Shinji Masuda, Taka-Aki Ono

    Journal of Bacteriology   187 ( 14 )   5032 - 5035   2005年7月

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  • Light-induced structural changes in the active site of the BLUF domain in AppA by Raman spectroscopy

    M Unno, R Sano, S Masuda, TA Ono, S Yamauchi

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   109 ( 25 )   12620 - 12626   2005年6月

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  • Structure of a novel photoreceptor, the BLUF domain of AppA from Rhodobacter sphaeroides

    S Anderson, Dragnea, V, S Masuda, J Ybe, K Moffat, C Bauer

    BIOCHEMISTRY   44 ( 22 )   7998 - 8005   2005年6月

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  • Light-induced structural changes of apoprotein and chromophore in the sensor of blue light using FAD (BLUF) domain of AppA for a signaling state

    S Masuda, K Hasegawa, T Ono

    BIOCHEMISTRY   44 ( 4 )   1215 - 1224   2005年2月

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  • Spectroscopic analysis of the dark relaxation process of a photocycle in a sensor of blue light using FAD (BLUF) protein Slr1694 of the cyanobacterium Synechocystis sp PCC6803

    K Hasegawa, S Masuda, TA Ono

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   46 ( 1 )   136 - 146   2005年1月

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  • Adenylyl cycles activity of Cya1 from the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 is inhibited by bicarbonate.

    Shinji Masuda

    J. Bacteriol. 187, 5032-5035.   187 ( 14 )   5032 - 5035   2005年

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  • フラビンを発色団とする新規青色光受容体BLUFタンパク質の光反応と機能

    増田真二

    生物物理   45 ( 6 )   308 - 313   2005年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本生物物理学会  

    光受容体の発色団により受け取られた光情報は, タンパク質の構造情報に変換されると考えられるが, 光吸収後どのような変化が分子内で起こるのかはそれぞれのタンパク質で異なり, その機構も不明な点が多い.本稿では, 近年発見されたフラビンを発色団とする青色光受容体BLUFタンパク質の光反応と機能について述べる.

    DOI： 10.2142/biophys.45.308

    CiNii Books

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    その他リンク： https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00271229315?from=CiNii

  • Light-induced structural changes of apo-protein and chromophore in the BLUF domain of AppA for a signaling state

    S Masuda, K Hasegawa, T Ono

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   46   S103 - S103   2005年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • Coordinated activation of metabolic pathways for antioxidants and defense compounds by jasmonates and their roles in stress tolerance in Arabidopsis thaliana

    Sasaki-Sekimoto, Y. Taki, N. Obayashi, T. Aono, M. Matsumoto, F. Nozomu Sakurai, N. Suzuki, H. Y-Hirai, M. Noji, M. Saito, K. Masuda, T. Takamiya, K. Shibata, D. Ohta, H

    Plant J.   44   653 - 668   2005年

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  • Analysis of dark relaxation process of a photocycle in BLUF protein Slr1694 of cyanobacterium Synechocystis sp.PCC6803

    K Hasegawa, M Shinji, T Ono

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   46 ( 1 )   S103 - S103   2005年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    DOI： 10.1093/pcp/pci003

    Web of Science

    PubMed

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  • Functional Implications and Photocycle Mechanisms of BLUF Proteins

    Shinji Masuda

    Seibutsu Butsuri   45 ( 6 )   308 - 313   2005年

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  • Tryptophan at position 104 is involved in transforming light signal into changes of beta-sheet structure for the signalling state in the BLUF domain of AppA

    Masuda, S, Hasegawa, K, Ono, T

    Plant Cell Physiol   46 ( 12 )   1894 - 1901   2005年

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  • Biochemical characterization of the major adenylyl cyclase, Cya1, in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

    Shinji Masuda, Taka-Aki Ono

    FEBS Letters   577 ( 1-2 )   255 - 258   2004年11月

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  • Structural intermediate in the photocycle of a BLUF (sensor of blue light using FAD) protein Slr1694 in a cyanobacterium Synechocystis sp PCC6803

    K Hasegawa, S Masuda, T Ono

    BIOCHEMISTRY   43 ( 47 )   14979 - 14986   2004年11月

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  • Biochemical characterization of the major adenylyl cyclase, Cya1, in the cyanobacterium Synechocystis sp PCC 6803

    S Masuda, T Ono

    FEBS LETTERS   577 ( 1-2 )   255 - 258   2004年11月

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  • Light-induced structural changes in a putative blue-light receptor with a novel FAD binding fold sensor of blue-light using FAD (BLUF); Slr1694 of Synechocystis sp PCC6803

    S Masuda, K Hasegawa, A Ishii, T Ono

    BIOCHEMISTRY   43 ( 18 )   5304 - 5313   2004年5月

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  • Null mutation of HvrA compensates for loss of an essential relA/spoT-like gene in Rhodobacter capsulatus

    S Masuda, CE Bauer

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY   186 ( 1 )   235 - 239   2004年1月

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  • Unique properties of photocycle of BLUF (Blue Light receptor Using FAD) protein Slr1694 from Synechocystis sp PCC 6803

    K Hasegawa, S Masuda, T Ono

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   45   S47 - S47   2004年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • Phylogenetic distribution of unusual triheme to tetraheme cytochrome subunit in the reaction center complex of purple photosynthetic bacteria

    Yusuke Tsukatani, Katsumi Matsuura, Shinji Masuda, Keizo Shimada, Akira Hiraishi, Kenji V. P. Nagashima

    Photosynthesis Research   79 ( 1 )   83 - 91   2004年

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  • Photocycle mechanisms of a blue-light receptor with a novel FAD-binding fold BLUF; Slr1694 of cyanobacterium Synechocystis sp PCC 6803.

    S Masuda, K Hasegawa, T Ono

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   45   S47 - S47   2004年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

    Web of Science

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  • Signal transduction by the global regulator RegB is mediated by a redox-active cysteine

    LR Swem, BJ Kraft, DL Swem, AT Setterdahl, S Masuda, DB Knaff, JM Zaleski, CE Bauer

    EMBO JOURNAL   22 ( 18 )   4699 - 4708   2003年9月

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  • Spectroscopic and mutational analysis of the blue-light photoreceptor AppA: A novel photocycle involving flavin stacking with an aromatic amino acid

    BJ Kraft, S Masuda, J Kikuchi, Dragnea, V, G Tollin, JM Zaleski, CE Bauer

    BIOCHEMISTRY   42 ( 22 )   6726 - 6734   2003年6月

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  • Digalactosyldiacylglycerol is a major glycolipid in floral organs of <I>Petunia hybrida<I>

    Nakamura, Y. Arimitsu, H. Yamaryo, Y. Awai, K. Masuda, T. Shimada, H. Takamiya, K. Ohta, H

    Lipids   38 ( 10 )   1107 - 1112   2003年

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  • Subcellular localization of two types of ferrochelatase in cucumber.

    Masuda, T. Suzuki, T. Shimada, H. Ohta, H. Takamiya, K

    Planta   217 ( 4 )   602 - 609   2003年

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  • Redox and light regulation of gene expression in photosynthetic prokaryotes

    Bauer, C., Elsen, S., Swem, L.R., Swem, D.L., Masuda, S., Blankenship, R.E., Allen, J.F., Martin, W.

    Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences   358 ( 1429 )   147 - 154   2003年

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  • Redox and light regulation of gene expression in photosynthetic prokaryotes.

    Bauer, C.E. Elsen, S. Swem, L.R. Swem, D.L. Masuda

    Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci.   358   147 - 154   2003年

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  • Mutational analysis of the flavin-binding domain of the blue-Light photoreceptor AppA

    S Masuda, CE Bauer

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   44   S163 - S163   2003年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

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  • AppA is a blue light photoreceptor that antirepresses photosynthesis gene expression in Rhodobacter sphaeroides

    S Masuda, CE Bauer

    CELL   110 ( 5 )   613 - 623   2002年9月

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  • Mutational analyses of the photosynthetic reaction center-bound triheme cytochrome subunit and cytochrome c2 in the purple bacterium Rhodovulum sulfidophilum

    S Masuda, Y Tsukatani, Y Kimura, KVP Nagashima, K Shimada, K Matsuura

    BIOCHEMISTRY   41 ( 37 )   11211 - 11217   2002年9月

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  • Repression of photosynthesis gene expression by formation of a disulfide bond in CrtJ

    S Masuda, C Dong, D Swem, AT Setterdahl, DB Knaff, CE Bauer

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   99 ( 10 )   7078 - 7083   2002年5月

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  • Mutational analysis of the axial ligand to the heme iron in Rhodovulum sulfidophilum which has an unusual triheme cytochrome subunit bound to the reaction center

    Y Tsukatani, S Masuda, M Yoshida, K Shimada, K Matsuura, K Nagashima

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   43   S31 - S31   2002年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）  

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  • In vitro and in vivo electron transfer to the triheme cytochrome subunit bound to the photosynthetic reaction center complex in the purple bacterium Rhodovulum sulfidophilum

    MT Yoshida, SN Masuda, KVP Nagashima, A Vermeglio, K Shimada, K Matsuura

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1506 ( 1 )   23 - 30   2001年7月

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  • Transcriptional control of expression of genes for photosynthetic reaction center and light-harvesting proteins in the purple bacterium Rhodovulum sulfidophilum

    S Masuda, KVP Nagashima, K Shimada, K Matsuura

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY   182 ( 10 )   2778 - 2786   2000年5月

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  • Structural and functional analyses of photosynthetic regulatory genes regA and regB from Rhodovulum sulfidophilum, Roseobacter denitrificans, and Rhodobacter capsulatus

    S Masuda, Y Matsumoto, KVP Nagashima, K Shimada, K Inoue, CE Bauer, K Matsuura

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY   181 ( 14 )   4205 - 4215   1999年7月

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    記述言語：英語  

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  • A new cytochrome subunit bound to the photosynthetic reaction center in the purple bacterium, Rhodovulum sulfidophilum

    S Masuda, M Yoshida, KVP Nagashima, K Shimada, K Matsuura

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   274 ( 16 )   10795 - 10801   1999年4月

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  • 紅色光合成細菌Rhodovulumにおける光合成反応中心遺伝子の塩基配列と新たな結合型チトクロムの発見

    増田 真二, 吉田 真, 永島 賢治, 嶋田 敬三, 松浦 克美

    日本植物学会大会研究発表記録 = Proceedings of the annual meeting of the Botanical Society of Japan   62   83 - 83   1998年9月

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    記述言語：日本語  

    CiNii Books

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  • The role of the photosynthetic regulatory genes, regA and regB, in Rhodovulum sulfidophilum ; the cascade of RegA and RegB works under aerobic conditions.

    MASUDA Shinji, MATSUMOTO Yumi, NAGASHIMA Kenji V. P., SHIMADA Keizo, INOUE Kazuhito, BAUER Carl E., MATSUURA Katsumi

    Plant and cell physiology   39   S31 - S31   1998年5月

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    記述言語：英語  

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  • A 718-kb DNA sequence of the Escherichia coli K-12 genome corresponding to the 12.7-28.0 min region on the linkage map

    Shinji Masuda

    DNA Res. 3: 137-155.   3   137 - 155   1996年

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  • A 718-kb DNA sequence of the Escherichia coli K-12 genome corresponding to the 12.7-28.0 min region on the linkage map

    Taku Oshima, Hiroji Aiba, Tomoya Baba, Katsutoshi Fujita, Kouji Hayashi, Atsuko Honjo, Keiichi Ikemoto, Toshifumi Inada, Takeshi Itoh, Miwako Kajihara, Kiyotaka Kanai, Kaoru Kashimoto, Sigenobu Kimura, Masanari Kitagawa, Kozo Makino, Shinji Masuda, Takeyoshi Miki, Kiyoshi Mizobuchi, Hirotada Mori, Kouji Motomura, Yoshikazu Nakamura, Hiroko Nashimoto, Yoshitaka Nishio, Noriko Saito, Gen-Ichi Sampei, Yasushi Seki, Hideaki Tagami, Keiko Takemoto, Chieko Wada, Yoshihiro Yamamoto, Minoru Yano, Takashi Horiuchi

    DNA Research   3 ( 3 )   137 - 155   1996年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Universal Academy Press Inc.  

    DOI： 10.1093/dnares/3.3.137

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 酸素発生型光合成を制御する新規プロトン膜透過機構の解明

    研究課題/領域番号：22K06276  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    増田 真二

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    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

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  • 硫黄生物学研究推進のための国際連携とインフラ整備

    研究課題/領域番号：21H05258  2021年9月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    本橋 ほづみ, 赤池 孝章, 澤 智裕, 中林 孝和, 増田 真二, 潮田 亮, 斎藤 芳郎, 花岡 健二郎, 中川 秀彦, 三木 裕明, 和田 啓, 石丸 泰寛, 西田 基宏, 魏 范研

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    配分額：61100000円 （ 直接経費：47000000円 、 間接経費：14100000円 ）

    2021年10月に、第１回の総括班会議を仙台で実施し、今後の領域運営の体制づくりを行った。ホームページの設定やニュースレター作成などの広報に関すること、技術支援窓口・共同研究マッチング窓口の設置、2022年10月の国際会議の企画、知財保護のための秘密保持契約を交わすための体制を構築した。また、2022年3月には、第１回の領域会議に合わせて、第２回の総括班会議を仙台で実施し、領域としてのデータ管理、データシェアリング体制の構築についての意見交換を行った。
    バーチャルラボの実現のため、毎月１度、オンラインにより、すべての計画研究代表者と分担者、それぞれの研究室メンバーが参加する「領域プログレス」を実施しており、研究室ごとの最新の実験結果を領域でシェアして、活発な共同研究の推進を図ることができている。また、超硫黄分子の新しい測定技術の検討とその共有がすすみつつある。

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  • 硫化水素によるシグナル伝達

    研究課題/領域番号：21H05271  2021年9月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    増田 真二, 清水 隆之

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    配分額：81120000円 （ 直接経費：62400000円 、 間接経費：18720000円 ）

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  • 真核生物におけるppGppの機能解明を目指した分子プローブの開発

    研究課題/領域番号：21H02075  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    清尾 康志, 増田 真二

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    配分額：17290000円 （ 直接経費：13300000円 、 間接経費：3990000円 ）

    グアノシンを出発原料として用い、2', 3'-水酸基の保護を経て2'水酸基がらビオチンリンカーを伸長したグアノシン保護体との合成とその3', 5'水酸基のビスピロリン酸化を達達成し、予定通り2'位にビオチンリンカーを有するppGpp誘導体の合成法を確立して。また、アビジン単体へのこの誘導体の固定、シロイヌナズナの細胞からのタンパク質含有抽出液の作製および、抽出液中のタンパク質の質量分析による網羅的同定法の予備検討そ実施し、ppGpp結合タンパク質を同定するための実験に必要な試料および同定法を確立した。

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  • 核酸分子が制御する動物の新たな恒常性維持・栄養応答機構の解明

    研究課題/領域番号：19K22418  2019年6月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    増田 真二

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    配分額：6500000円 （ 直接経費：5000000円 、 間接経費：1500000円 ）

    本研究では、ショウジョウバエを主な材料とし、未知の動物型ppGpp合成酵素遺伝子を単離すると共に、ショウジョウバエの視細胞におけるppGppの機能を詳細に調べることで、既知のラパマイシン標的タンパク質(TOR)やインスリン様成長因子(IGF)のシグナルとは独立した、動物の新たな恒常性維持・栄養応答機構の存在を実験的に証明することを目的に研究を進めている。今年度の実績を以下に記す。
    <BR>
    試験管内でppGpp分解活性を示す酵素Mesh1が後生動物から同定されているが、近年そのタンパク質はNADPH脱リン酸化酵素として機能することも報告された。このことは、Mesh1変異体で見られる表現型が、ppGpp分解活性の欠失によるものなのか、それともNADPHの脱リン酸化活性の欠失によるものなのかが不明であることを示唆している。この点を明らかにするために、NADPHの脱リン酸化活性を欠失しているが、ppGpp分解活性は失わないMesh1変異タンパク質を作出することを目指した。まずNADPHとMesh1の共結晶構造より、Mesh1がNADPHと相互作用する際に重要と思われたアミノ酸（W138, R142）を同定した。次に、それぞれに部位特異的変異を導入し、それら変異Mesh1の酵素活性測定を行うことを目指した。これまでに、部位特異的変異導入実験と発現コンストラクトの作成まで成功した。次年度以降、それぞれの酵素活性の測定を行う。

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  • 酸素発生型光合成生物に保存された新規プロトン濃度最適化機構の解明

    研究課題/領域番号：19H04719  2019年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    増田 真二

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    配分額：7540000円 （ 直接経費：5800000円 、 間接経費：1740000円 ）

    本研究では、申請者らが近年同定した葉緑体内プロトン濃度調節因子の機能解析を進めることで、光環境に応じてプロトン駆動力を調節する新たな仕組みを解明し、吸収した光エネルギーを熱として安全に消去する「非光化学消光(NPQ)」を制御する新たな仕組みを明らかにすることを目的に研究を進めた。
    <BR>
    これまでに、様々な逆遺伝学的解析によってNPQの値が野生型のそれよりも上昇する３つの新規変異体を単離している。本研究では、この３つの因子の機能の解明を目的として研究を進め、昨年度までに、葉緑体のpHの最適化に必要な２つの因子Fluctuating-light acclimation protein1 (FLAP1), Day-length-dependent delayed greening1 (DLDG1)に関する研究成果を発表することができた。今年度も、引き続きシロイヌナズナとシアノバクテリアを材料にこの２つの因子の解析を進め、さらにいくつかの論文を査読誌に発表することができた。これに加えて、本学術領域研究の公募班として参画し４年目あたる今年度は、３つ目の因子Triplet-cysteine repeat protein (TCR)の解析を重点的に進めた。その結果、TCRは、１）鉄硫黄クラスターを結合していること、２）ジスルフィド結合を有すること、３）試験管内でフェレドキシンから電子を受け取ること、４）シロイヌナズナのTCR変異体は、光化学系Iからの電子の流れが詰まり気味になること、を見出し、TCRが、光化学系I由来の電子を受け取る、いわゆる代替的電子伝達に関わり、変動光条件下での生育に重要となる光化学系Iのスペシャルペアークロロフィルの酸化に関わる重要な因子であることを明らかにした。得られた結果をまとめ、査読誌に発表することができた。

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  • 新規ポリサルファ応答性転写因子による低酸素誘導型光合成の制御

    研究課題/領域番号：17H05524  2017年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    増田 真二

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

    本研究の目的は、申請者らが近年ミトコンドリアの祖先菌と同種の紅色細菌から同定した活性イオウ分子種応答性転写因子SqrRに着目し、硫化水素に依存して光合成遺伝子の発現が調節される仕組みを解析することで、紅色細菌・ミトコンドリアが行う硫化水素・活性イオウ分子種依存的なシグナル伝達の素過程を解明することである。
    <BR>
    前年度までに、メガプライマー法を利用してFLAGエピトープタグを融合したSqrRを発現する紅色細菌Rhodobacter capsulatus株の作成に成功した。本年度は、この株を用いて、RhodobacterからのSqrRの精製を試み、高純度での精製に成功した。精製したFLAG-SqrRはヘムを結合していることがわかった。また、紅色細菌内での硫化水素代謝の詳細を、本研究領域の計画班である東北大学赤池研究室と共同で解析系の構築を行った。具体的には、野生型および硫化水素酸化酵素SQRの変異体に硫化水素を投与し、時間を追って細胞内のイオウ代謝物の変動を解析することを試みた。さらに、前年度に引き続き、蛍光タンパク質をSqrRと融合させることで、リアルタイムイメージングを見据えた硫化水素インジケータータンパク質の開発を進めた。GFPのループ領域にSqrRを導入したものや、CFPとYFPをSqrRで繋いだものなどのコンストラクトを作成し、そのタンパク質の生化学的解析を進めた。その結果、活性イオウ分子種に依存して蛍光収率が上昇する組換えタンパク質の候補を同定することができた。

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  • 酸素発生型光合成生物に保存された新規プロトン濃度最適化機構の解明

    研究課題/領域番号：17H05719  2017年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    増田 真二

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    配分額：8320000円 （ 直接経費：6400000円 、 間接経費：1920000円 ）

    本研究の目的は、申請者らが近年同定した葉緑体内プロトン濃度調節因子の機能解析を進めることで、光環境に応じてプロトン駆動力を調節する新たな仕組みを解明し、吸収した光エネルギーを熱として安全に消去する「非光化学消光（NPQ）」を制御する新たな仕組みの存在を世界に先駆けて証明することである。
    <BR>
    これまでに、様々な逆遺伝学的解析によってNPQの値が野生型のそれよりも上昇する複数の新規変異体の単離に成功している。本研究では、このうち２つの因子LAP1およびLAP2に主に着目し解析を進めてきた。昨年度より、本領域の計画班である東北大の魚住研究室と共同で、大腸菌のH/NaおよびH/Kアンチポータ欠損株を用いた相補実験と、単離反転膜を用いてのLAP1とLAP2の膜を隔てたプロトンの輸送活性測定を試みた。その結果、LAP1とLAP2は、既知のH/Naに比し弱いながらも大腸菌のH/Naアンチポータ欠損をある程度相補しうることがわかった。しかし、単離反転膜を用いた実験からでは、明確なH/Naアンチポータ活性は検出されなかった。このことから、LAP1およびLAP2は何らかの形でイオンを膜透過させるが、その活性には未知の因子が必要と考えられた。またシロイヌナズナの単離葉緑体を用いて、アミノアクリジン蛍光測定により特定の光条件下における葉緑体内と溶媒間のプロトンの濃度勾配測定を行なった。その結果、特にlap2変異体において葉緑体内の過剰な酸性化が確認された。さらに、シアノバクテリアのLAP1およびLAP2変異体を単離し、その表現型を観察したところ、いずれも光照射時の細胞からのプロトン放出と取り込みに重要な働きをすることがわかった。以上のことより、LAP1とLAP2の役割は酸素発生型光合成生物に共通しており、それは膜を隔てたプロトンの輸送を光依存的に行うために重要であることがわかった。

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  • 光受容体研究の深化が照らす細胞内シグナル伝達の分子基盤

    研究課題/領域番号：16H03280  2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    増田 真二, 塚谷 祐介, 小林 厚子, 藤澤 知績

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    配分額：18850000円 （ 直接経費：14500000円 、 間接経費：4350000円 ）

    光受容体BLUFの光環境に応じて駆動する細胞内シグナル伝達を、階層を跨いで（分子から個体まで）包括的に理解することを目指した。BLUFは、種類によらず、光反応のメカニズムは一定だが、その時間変化は様々に違いがあり、それらは由来生物の生育環境の光強度を反映していると考えられた。シアノバクテリアの光走性を制御するBLUF光受容体PixDの解析を行い、PixDはチラコイド膜の一点に局在することを明らかにした。また、PixDの下流で機能するPixEは、線毛伸長に関わる因子と相互作用することがわかった。各種変異体の表現型解析結果と合わせ、光シグナルが細胞を一定の方向へ動かすモデルを構築した。

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  • 動物型緊縮応答研究の幕開け

    研究課題/領域番号：16K14694  2016年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    増田 真二, 鈴木 崇之

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    配分額：3770000円 （ 直接経費：2900000円 、 間接経費：870000円 ）

    これまで植物の解析に特化していたLC-MS/MSを用いたppGpp定量系を、ショウジョウバエ由来のサンプル解析を行えるように前処理を含め条件検討を詳細に行った。その結果、一定程度のppGppがショウジョウバエから検出されることを示唆する結果を得た。また。枯草菌由来のppGpp合成酵素YjbMをショウジョウバエ中で発現させることに成功した。表現型解析から、ショウジョウバエ中にppGppが過剰蓄積すると、致死性を引き起こす可能性のあることがわかった。

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  • 近赤外ラマン円偏光二色性分光法を用いて光受容タンパク質中間体の構造を明らかにする

    研究課題/領域番号：26410017  2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    海野 雅司, 増田 真二, 田母神 純, 小松 直樹

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

    本研究の大きな目的は申請者らが開発してきたラマン円偏光二色性分光装置の更なる高感度化と、生命科学における重要課題への適用である。本手法は円二色性分光（いわゆるCD）のラマン分光版で、通常のラマン分光に比べて極めて多くの構造情報を提供する。特に溶液中では平面構造の分子がタンパク質中ではキラルな非平面構造になることに注目し、活性中心である補欠分子の構造的な歪みを検出できることを示してきた。特に、本研究では分子動力学計算と量子化学計算を用いたスペクトル解析法を確立することができた。また光受容タンパク質の応用に関しては、その励起波長依存性に関して顕著な成果を得ることができた。

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  • 光に依存した遺伝子発現調節システムの開発と利用

    研究課題/領域番号：25282229  2013年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    増田 真二, 田中 幹子, 朝野 維起

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    配分額：18590000円 （ 直接経費：14300000円 、 間接経費：4290000円 ）

    青色光受容体PixDを利用して、任意の遺伝子の発現を光制御する方法の構築を目指した。クロスリンクと質量分析によりPixDのダイマーの予想構造を得た。この情報を利用し、先に開発したPixDによる転写因子光制御法PICCOROの改良を進め、植物の花の形成を司る転写因子AGAGOUSの制御を試みた。PixDを恒常的に発現するシロイヌナズナを複数ライン単離することに成功した。またPixEのPixD相互作用部位をドミナントネガティブ型AGAMOUSに融合した。この融合したコンストラクトを、上記PixD発現シロイヌナズナに導入し、そのホモラインを複数ライン単離することに成功した。

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  • 光合成で駆動する細菌型“リピッドボディー”の創出

    研究課題/領域番号：25650092  2013年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    増田 真二, 原田 二朗, 原田 二朗

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    配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）

    本研究では、クロロソームと呼ばれる緑色光合成細菌の光捕集色素タンパク質複合体の機能を改変することで、クロロソーム内部に脂質やカロテノイドといった有用物質を蓄積することのできる、細菌型「リピッドボディー」を創出し、今まで困難であった細菌によるバイオ燃料産生への道筋をつけることを目指した。近年開発された緑色光合成細菌用過剰発現ベクターを用い、プラスミド上で植物（シロイヌナズナ）由来のDGAT遺伝子をクローニングした。このプラスミドを緑色光合成細菌Chlorobaculum tepidumに導入することに成功した。

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  • 植物の栄養応答における葉緑体場の代謝制御

    研究課題/領域番号：25120709  2013年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    増田 真二

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    配分額：8580000円 （ 直接経費：6600000円 、 間接経費：1980000円 ）

    本研究では、様々な外部刺激で駆動する葉緑体の緊縮応答と呼ばれる機構に着目し、葉緑体を場とする植物の栄養応答を制御する新たな仕組みを明らかにすることである。
    緊縮応答はもともと、細菌に普遍的に保存された栄養飢餓応答制御機構として知られていたが、近年、その関連遺伝子が様々な高等植物のゲノム上に保存されていることがわかってきた。分子系統解析の結果、これらの遺伝子は、シアノバクテリアの細胞内共生によって植物細胞にもたらされたと考えられる。しかしその因子の生理学的役割は明らかとなっていない。本研究では、モデル植物シロイヌナズナを材料に、様々な組換え体を作成し、それらを解析することで、葉緑体で機能する緊縮応答が、植物の栄養応答にどのような役割を果たすのかを明らかにすることを目指した。
    昨年度に確立したLC-MS/MSを利用したppGppの高感度定量系を用いて、シロイヌナズナ内のppGpp量の日周変動を調べた。その結果、夜間に一過的な上昇を示すことがわかった。このppGpp量の上昇により、葉緑体および植物体全体がどのような影響を受けるのかを検証する目的で、一過的にppGpp合成を誘導する系の構築を進めた。具体的には、枯草菌由来のppGpp合成酵素を、エストロゲン処理で誘導されるプロモータ下に配置したコンストラクトを作成し、それを野生型シロイヌナズナに導入した。得られた組換え体に対し、ppGppの過剰合成を、エストロゲン処理により誘導したところ、数日後に葉の白化が観察された。このことから、ppGpp蓄積により、葉緑体の機能が全般的に抑制されると考えられた。

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  • 青色光に依存したシアノバクテリア光走性の分子メカニズム

    研究課題/領域番号：25117508  2013年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    増田 真二

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    配分額：10140000円 （ 直接経費：7800000円 、 間接経費：2340000円 ）

    本研究は、青色光に依存したシアノバクテリアの光走性の方向を決定する分子メカニズム、およびその運動に関わるマシナリーを同定し、その機能を明らかにすることを目的としている。シアノバクテリアの光走性は、赤色光で主に誘導され、青色光により、その誘導が負に制御されることがわかっている。しかし赤色を認識する光受容体は見つかっておらず、その誘導機構は不明である。一方、青色光依存的な光走性の制御に関わる光受容体はいくつか単離されている。そのうちの一つPixDタンパク質は、申請者がその発見に関わっており、これまでの研究により、下流の因子の同定など研究が比較的進んでいる。そこで本研究では、PixD下流のシグナル伝達系をさかのぼることで、赤色光に依存した細胞運動を実際に動かしているシグナル伝達コンポーネントを同定することを目指した。
    先の研究でPixEは光受容体PixDと光依存的に相互作用することがわかっているが、PixEの下流の因子は明らかとなっていない。今回PixEに3XFLAGを付加した株を作成し、免疫沈降実験により、PixEと相互作用する因子の同定を進めた。その結果、光捕集色素タンパク質複合体であるフィコビリソームの構成因子がPixEの相互作用の候補として同定された。このことは、光走性を誘導するメインの光受容体がフィコビリソームであることを示唆している。

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  • 近赤外励起ラマン円偏光二色性分光を用いた生体関連分子の構造解析手法の確立

    研究課題/領域番号：23550019  2011年 - 2013年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    海野 雅司, 加茂 直樹, 増田 真二

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    配分額：5200000円 （ 直接経費：4000000円 、 間接経費：1200000円 ）

    本研究の大きな目的は申請者らが開発してきたラマン円偏光二色性分光装置を高感度化し、これをさまざまな系に応用してその有用性を実証することである。本手法は円二色性分光のラマン分光版で、通常のラマン分光に比べて極めて多くの構造情報を提供する。特に、本研究では近赤外光励起のラマン円偏光二色性分光法をさまざまな光受容タンパク質に応用し、発色団の捻れ構造に関する微細な情報が得られることを明らかにした。最近、発色団分子の捻れなどの構造的な歪みが酵素活性等に重要であることを示唆する研究が報告されてきており、本手法はタンパク質の機能を分子構造レベルで解明するうえで極めて重要な情報を与えると期待された。

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  • 植物の高次機能を制御する葉緑体型緊縮応答の分子メカニズム

    研究課題/領域番号：23770038  2011年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    増田 真二

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

    緊縮応答はもともと細菌で発見、研究されてきた栄養環境応答システムであるが、近年緊縮応答に関連した遺伝子が高等植物のゲノムに保存されていることがわかってきた。本研究では、この植物型の緊縮応答が植物の示す様々な高次機能をどのように制御するかのかに関して研究を行った。
    モデル植物シロイヌナズナを用いて緊縮応答関連遺伝子の一つを過剰にもしくは任意に発現を誘導するシロイヌナズナを複数ライン単離することに成功した。今後これら組換え植物体の詳細な解析を行うことで、葉緑体で機能する緊縮応答の生理的役割を明らかにできると期待される。

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  • 生物分子モーターの回転を自在に操る新しい実験システムの開発

    研究課題/領域番号：22651048  2010年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    久堀 徹, 増田 真二, 池内 昌彦, 竹内 昌治

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    配分額：3550000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：450000円 ）

    本研究では、葉緑体型ATP合成酵素の活性制御がγサブユニットの2本のαヘリックスの相対的な位置のズレに起因すると予想し、γサブユニットの中心軸を構成するαヘリックスの相対位置を任意に動かすことで活性がどのように変化するかを評価すること、γサブユニット下部のチオールスイッチ部分の配列を光駆動スイッチタンパク質に置き換え、光のオンオフあるいは波長の切り替えによって酵素活性および回転の調節を行うことを目指して研究を行った。さらに、ATP合成酵素の加水分解活性の測定に一般に用いられるカップリングアッセイ法の感度を大幅に向上し、1分子レベルで溶液状態の酵素の活性を測定することを目標として、極微量の溶液小胞中に封じ込めた酵素の動態を蛍光を用いて簡便にモニターできる実験系の開発を行った。

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  • ラジカル対機構がもたらす青色光受容センサータンパク質の動作原理の解明

    研究課題/領域番号：21370069  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    三野 広幸, 小野 高明, 増田 真二

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    配分額：19240000円 （ 直接経費：14800000円 、 間接経費：4440000円 ）

    電子スピン共鳴(ESR)法により青色光センサータンパク質BLUFの構造機能解析を行った。光励起に伴いBLUFにおいてFADH・-Tyr・ラジカル対が生成する。パルスESR法によりこのスピンの特性を調べた結果、ラジカル対がS=1の完全な三重項状態であることがわかった。また、緩和時間の温度依存性を解析することによりスピン間の相互作用の大きさ2J=6 to 8 cm^-1^が求められた。更にラジカル間相互作用を決定し磁気的構造を明らかにすることによってタンパク質2量体の構造を明らかにした。加えて時間分解ESR法を用いてラジカル対生成の反応過程を明らかにした。

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  • 植物の環境適応におけるバクテリア型緊縮応答の果たす役割

    研究課題/領域番号：21770037  2009年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    増田 真二

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

    緊縮応答はもともと原核生物に普遍的に保存された遺伝子発現、タンパク質機能調節機構であるが、近年のゲノム解析の進展により、この因子が植物のゲノムに保存されていることがわかってきた。しかしその機能はほとんどわかっていない。本研究では、モデル植物シロイヌナズナを材料に、植物型緊縮応答に関する知見を得ることを目標に研究を進めた。その結果、植物の緊縮応答は、1)葉緑体の遺伝子発現調節、2)葉緑体の正常な形成、に重要な働きをすることがわかった。

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  • 青色光情報伝達による光合成細菌の遺伝子発現の分子機構

    研究課題/領域番号：19770028  2007年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    増田 真二

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    配分額：3790000円 （ 直接経費：3400000円 、 間接経費：390000円 ）

    1)光受容体AppAがリン酸化することを明らかにした。
    2)リン酸化部位がT30であることを明らかにした。
    3)リン酸化は二成分制御系のレスポンスレギュレーターとの機能的相互作用に重要であることを明らかにした。

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