2026/03/10 更新

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タナカ カン
田中 寛
TANAKA KAN
所属
総合研究院 化学生命科学研究所 教授
職名
教授
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News & Topics

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学位

  • 農学博士

研究キーワード

  • Chloroplast

  • Differentiation

  • Sigma factor

  • Escherichia coli

  • Plastid

  • Cyanobacteria

  • Transcription

  • 葉緑体

  • 分化

  • シグマ因子

  • 大腸菌

  • 色素体

  • シアノバクテリア

  • シグナル伝達

  • 進化

  • 転写

  • 光合成

  • シゾン

研究分野

  • ライフサイエンス / 応用微生物学

  • ライフサイエンス / 植物分子、生理科学

学歴

  • 東京大学

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    国名: 日本国

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  • 東京大学大学院

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    国名: 日本国

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  • 東京大学

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  • The Graduate School of The University of Tokyo

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経歴

  • 千葉大学 園芸学部 応用生命化学科   教授

    2007年4月 - 2011年4月

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  • 東京大学   准教授

    1997年7月 - 2007年3月

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  • - Associate Professor, The University of Tokyo

    1997年7月

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  • 東京大学

    1997年7月

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  • 東京大学

    1993年4月 - 1997年6月

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  • 東京大学

    1993年4月 - 1997年6月

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  • Assistant Professor, The University of Tokyo

    1991年4月 - 1997年6月

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  • 東京大学応用微生物学研究所 助手

    1991年4月 - 1993年3月

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所属学協会

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論文

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MISC

  • 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeの葉緑体に保存されたHIK-Ycf27/Ycf29二成分制御系の重要性

    安田暉, 佐藤大地, 今村壮輔, 田中寛, 華岡光正, 華岡光正

    日本農芸化学会関東支部講演要旨集(CD-ROM)   2022   2022年

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  • オイル生産性が飛躍的に向上した藻類株の作出:オイル生合成のチェックポイントキナーゼTORの発見とその応用、

    今村 壮輔, 田中 寛

    BIO INDUSTRY   36 ( 8 )   9 - 19   2019年

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  • オイル生産性を飛躍的に高めた藻類株の作出ー 藻類オイル生合成制御の理解とその応用ー

    今村 壮輔, 田中 寛

    配管技術   61 ( 6 )   18 - 22   2019年

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  • オイル生産性が飛躍的に向上した藻類株の創出ー藻類オイル生合成制御の理解とその応用ー

    今村 壮輔, 田中 寛

    クリーンエネルギー   28 ( 2 )   1 - 6   2019年

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  • Cyanidioschyzon merolae: A new model eukaryote for cell and organelle biology

    Tsuneyoshi Kuroiwa, Shinya Miyagishima, Sachihiro Matsunaga, Naoki Sato, Hisayoshi Nozaki, Kan Tanaka, Osami Misumi

    Cyanidioschyzon merolae: A New Model Eukaryote for Cell and Organelle Biology   1 - 365   2018年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Springer Singapore  

    DOI: 10.1007/978-981-10-6101-1

    Scopus

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  • 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeの細胞質分裂におけるESCRTの役割

    八木沢芙美, 藤原崇之, 藤原崇之, 竹村時空, 小林勇気, 宮城島進也, 宮城島進也, 中村宗一, 田中寛, 黒岩晴子, 黒岩常祥

    日本植物学会大会研究発表記録   82nd   2018年

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  • 未来のエネルギーを支える藻類バイオマスー石油に代わる炭素資源の開拓 招待

    山口 渉, 田中 寛, 今村 壮輔

    化学   72 ( 11 )   72 - 73   2017年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

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  • 藻類オイル生合成のチェックポイントキナーゼTOR 査読

    今村 壮輔, 田中 寛

    藻類由来バイオ燃料と有用物質   2016年10月

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    出版者・発行元:シーエムシー出版  

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  • シゾンの分子遺伝学的解析法の開発 査読

    大沼 みお, 吉田 大和, 今村 壮輔, 田中 寛, 黒岩 常祥

    生物工学会誌   2016年1月

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  • 単細胞紅藻シゾンにおける葉緑体に依存した光応答転写制御

    安藤洸幸, 小倉駿佑, 大原ひかる, 藤井岳, 今村壮輔, 田中寛, 五十嵐雅之, 内海龍太郎, 華岡光正

    日本植物学会大会研究発表記録   78th   2014年

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  • 単細胞紅藻シゾンの葉緑体光応答と転写制御機構

    佐藤大地, 安藤洸幸, 小倉駿佑, 藤井岳, 今村壮輔, 田中寛, 華岡光正

    日本植物学会大会研究発表記録   77th   2013年

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  • 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおける分裂期特異的なヒストンH3K9のアセチル化の解析

    曾根俊之, 曾根俊之, 今村壮輔, 華岡光正, 黒岩常祥, 田中寛, 田中寛

    日本植物生理学会年会要旨集   54th   2013年

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  • シゾン核コードシグマ因子SIG2による葉緑体フィコビリソーム遺伝子群の転写活性化

    藤井岳, 藤井岳, 今村壮輔, 華岡光正, 田中寛, 田中寛

    日本植物生理学会年会要旨集   54th   2013年

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  • Nitrogen assimilatory pathway and the regulation in a unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae 査読

    Tanaka kan, Imamura Sousuke

    光合成研究   22 ( 3 )   185 - 192   2012年

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  • 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeの光応答に関与する葉緑体二成分制御系の解析

    佐藤大地, 安藤洸幸, 藤井岳, 藤井岳, 今村壮輔, 田中寛, 華岡光正

    日本農芸化学会関東支部講演要旨集   2012 ( Oct )   2012年

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  • 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおけるDET1相同遺伝子の機能解析

    曾根 俊之, 兼崎 友, 華岡 光正, 田中 寛

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2011   749 - 749   2011年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    Cyanidioschyzon merolae(シゾン)は硫酸酸性の温泉に生息する光独立栄養性の単細胞紅藻であり、一細胞当たりに核、葉緑体、ミトコンドリアをそれぞれ一つずつ有する単純な細胞構造をとる。シゾンは核と葉緑体において多くの遺伝子が明暗により制御されることに加え、遺伝子構成が単純であることから、光情報伝達機構の解明に優れたモデル植物として期待される。<br>高等植物では、DET1は暗所において光応答性遺伝子発現を負に制御する因子として知られ、発生や分化など幅広い細胞機能に深く関わる。DET1はクロマチンと結合能を有し、Cul4-DDB1と複合体を形成してクロマチン構造を介した転写制御を行っていると予想されているがその詳細な機構は明らかとなっていない。<br>シゾンのゲノム上にはDET1が存在し、DET1が光応答性遺伝子群の発現調節に関わることが予測された。そこで、DET1が担う分子機構を解明することを目的とし、シゾンにおいてdet1破壊株を作製した。まず、この株を明暗条件下で培養したところ、増殖の阻害が認められた。次に明暗における光応答性の遺伝子についてノーザン解析を行ったところ、高等植物と同じように一部の核、葉緑体コードの遺伝子が暗条件においても高いレベルで蓄積していた。現在、転写抑制の代表的なマークであるヒストンH3K9のジメチル化とDET1との関連についての解析を進めている。

    DOI: 10.14841/jspp.2011.0.0749.0

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  • シロイヌナズナ細胞で誘導される色素体分化に伴った核遺伝子発現の制御機構

    江波 和彦, 小沢 友希, 木山 貴史, 田中 寛, 華岡 光正

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2011   76 - 76   2011年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    高等植物において色素体は組織や発達時期に応じて様々な形態へと分化する。我々の研究室では、シロイヌナズナ緑葉由来のT87培養細胞を遮光状態で培養して白化させた細胞をベースに、光照射の有無、あるいは加える植物ホルモンを調整することで、アミロプラストや葉緑体への分化を誘導する系を確立した。このうち、原色素体からアミロプラストへの分化誘導では、タバコBY-2細胞を用いた分化誘導系(Miyazawa et al., 1999)での知見と同様に、アミロプラスト分化を特徴づけるデンプン粒の蓄積が観察された。また、このデンプン蓄積は、カナマイシンなどの色素体遺伝子発現の阻害剤を加えることで有意に低下することが示された。BY-2細胞では、これら一連の分化誘導、阻害条件と連動して核ゲノムにコードされているデンプン合成遺伝子群の発現量が変動することが確認されている(本橋ら、本年会)。この現象は、核コードの光合成関連遺伝子LhcBの発現制御におけるプラスチドシグナルの関与と類似していると言える。本発表では、これまで葉緑体から核への情報伝達における役割を中心に研究が進められてきたプラスチドシグナルが、アミロプラストを含む多様な色素体への分化機構においても関与しているかについて、T87細胞への形質転換系を駆使したプラスチドシグナル関連遺伝子群の遺伝学的解析の結果も交えながら議論したい。

    DOI: 10.14841/jspp.2011.0.0076.0

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  • タバコBY-2細胞におけるアミロプラスト分化制御メカニズムの解析

    本橋 典子, 江波 和彦, 小沢 友希, 中邨 真之, 田中 寛, 華岡 光正

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2011   517 - 517   2011年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    高等植物の色素体は、組織依存的に、また光などの環境変化に応答して多様に分化する。このうち、非光合成組織に存在するアミロプラストは、デンプン合成や蓄積に関わる色素体であるが、その分化機構については不明な点が多い。タバコBY-2細胞は通常オーキシン培地で増殖するが、加えるホルモンをサイトカイニンに置換すると色素体は原色素体からアミロプラストへ分化することが知られている。この際に、核コードのAGPSなどデンプン合成遺伝子の発現が誘導されることは示されているが、色素体遺伝子発現の関与や役割については不明であった。<br> 本研究ではまず、マイクロアレイ解析により色素体転写量の変化を調べたが、アミロプラスト分化時に顕著に誘導される遺伝子は見当たらなかった。しかし、分化誘導と同時に色素体の転写・翻訳阻害剤を添加すると、デンプン合成量が低下しアミロプラストへの分化が阻害された。また、この阻害はAGPSなど核コード遺伝子の発現が抑制されるためであることが示され、色素体での正常な遺伝子発現の情報が何らかのシグナルを介して核に伝わる可能性が予想された。そこで、色素体由来のシグナルとして既に知られているテトラピロール中間体やその合成阻害剤の影響を調べた結果、特にヘムが分化の制御に関与している可能性を示す結果が得られた。これらの結果から、アミロプラスト分化における核と色素体間の情報伝達系について議論したい。

    DOI: 10.14841/jspp.2011.0.0517.0

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  • 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolae における窒素飢餓応答機構の解析

    今村 壮輔, 細矢 翼, 華岡 光正, 田中 寛

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2011   700 - 700   2011年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    植物にとって窒素は極めて重要な栄養素であり、植物における窒素同化の制御や調節の仕組みの解明は極めて重要である。我々は単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolae(シゾン)をモデル系として、光合成真核細胞における窒素飢餓応答の解析を進めている。今回我々は、窒素飢餓時におけるシゾン細胞の挙動について観察し、色素量の減少や細胞の小型化について解析したので報告する。また遺伝子発現レベルでの窒素飢餓応答機構についても解析した。DNAマイクロアレイ解析の結果、窒素枯渇条件下において窒素同化遺伝子群と共にR2R3型MYB転写因子遺伝子(CmMYB1)の発現が誘導されることが明らかになった。また、CmMYB1のタンパク質レベルでも窒素枯渇条件下で顕著な誘導が観察され、それらの核への局在が確認された。クロマチン免疫沈降・ゲルシフト解析の結果、CmMYB1が窒素枯渇下特異的に窒素同化遺伝子群のプロモーター領域に結合していることが明らかとなった。更に、CmMYB1遺伝子欠損株においては、窒素枯渇下における窒素同化遺伝子群の発現誘導は全く観察されなかった。これらのことから、CmMYB1が窒素枯渇下において窒素同化遺伝子群の発現を正に制御している転写因子であることが明らかになった(1)。<br>【参考文献】<br>(1) Imamura et al. (2009) PNAS 106, 12548-1255

    DOI: 10.14841/jspp.2011.0.0700.0

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  • クロマチン免疫沈降法によるシロイヌナズナ葉緑体シグマ因子の機能解析

    加藤 麻衣子, 石井 健雄, 東 美由紀, 田中 寛, 華岡 光正

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2011   723 - 723   2011年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    葉緑体は、独自のDNAとその転写・翻訳システムを持っている。これまでに、葉緑体分化や環境応答に際した転写制御の研究が行われてきたが、その多くは目的因子の欠損株を用いた遺伝学的手法が中心であった。しかし、対象因子が生育に必須であったり、重複した機能を持つパラログにより欠損の影響が相補されたりするなど、解析が困難である場合も多く見られた。これらの問題点を解決する手法として、目的転写因子のin vivoでの結合状態を直接モニターすることが可能なクロマチン免疫沈降(ChIP)法が最近特に注目されている。<br>本研究では、ChIP法を利用してシロイヌナズナ葉緑体におけるシグマ因子の機能解析を行った。まず、ストレス応答シグマ因子SIG5とその標的遺伝子との関係を調べ、SIG5のターゲットとして既に知られているpsbApsbD BLRPに加え、新たにpsbBTなどのプロモーターにもSIG5が特異的に、かつストレスに応答して結合することを見いだした。また、シロイヌナズナでは必須のシグマ因子であるSIG1についても同様に解析を行い、イネでSIG1の標的として報告されているpsaABプロモーターなどへの特異的結合を確認することができた。以上の結果は、ChIP法が葉緑体の転写制御研究において有用であることを示しており、得られた結果をもとにストレス条件下でのSIG1とSIG5の機能分担について考察する。

    DOI: 10.14841/jspp.2011.0.0723.0

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  • オルガネラ-核間に存在するDNA複製を協調させる分子機構の解析

    小林 勇気, 華岡 光正, 田中 寛

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2011 ( Oct )   868 - 868   2011年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    植物細胞において、核DNA複製(nuclear DNA replication: NDR)とオルガネラDNA複製(organelle DNA replication: ODR)を協調させる機構については殆ど明らかにされていなかった。近年、我々は単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeおよびタバコ培養細胞BY2においてNDRがODRによって制御されていること、そしてオルガネラからNDRの開始を伝えるシグナルとしてテトラピロールの一種であるMg-ProtoIXが働いていることを明らかにした。NDRはMg-ProtoIXの蓄積によってCDKAが活性化される事によって行われる1。しかし、Mg-ProtoIXによるCDKAの活性化がどのような分子機構によって行われているかは不明であった。前年会で我々はCDKAの活性化は、F-boxタンパク-Fbx3 によるCyclin 1のユビキチン化がMg-ProtoIXによって阻害されるために起こる事をin vitro実験系により明らかにした。今回、in vivoの実験系を用いて更なる検証を行ったので報告する。これらの実験結果をふまえたMg-ProtoIXによるNDRの開始機構のモデルを提示する。<br>1 Kobayashi, Y. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 803 (2009).

    DOI: 10.14841/jspp.2011.0.0868.0

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  • 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおける葉緑体ヒスチジンキナーゼの機能解析

    佐藤 大地, 田中 寛, 華岡 光正

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2011   869 - 869   2011年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    葉緑体には、原始シアノバクテリアの細胞内共生に由来する独自のゲノムとその遺伝子発現系が残されている。しかし、共生後の長い進化の過程で多くの遺伝子が葉緑体から失われ、それと並行して環境応答などの制御系は核による支配を強く受けるようになった。本研究で用いた単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolae(シゾン)は、そのゲノム構造や転写制御系の解析から多くの原始的な特徴を保持していることが示されており、より自律的な環境応答・転写制御系が葉緑体に残されているものと予想される。我々はこれまでに、シゾンに唯一残されているヒスチジンキナーゼ(HIK)と葉緑体ゲノムに残されたレスポンスレギュレーターの1つであるYcf27が、光に自律応答した葉緑体の転写制御に関わることを明らかにしてきた。本研究ではHIKの機能解析を目的とし、まずHIKタンパク質の発現量を調べたところ、光条件に関係なく一定であることが示されたため、光依存的に活性が変化するセンサーとしての役割が予想された。そこで、光センシングに関わると考えられるN末端側のドメインをシアノバクテリアの系を用いて発現・精製した。このタンパク質を用いてZinc-blot解析を行った結果、明確なシグナルは得られなかったことから、フィコシアノビリンなどの開環テトラピロール化合物とは異なる別の分子が発色団として結合している可能性が示唆された。

    DOI: 10.14841/jspp.2011.0.0869.0

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  • シゾンを用いたオルガネラによる細胞周期調節機構の解析

    小林 勇気, 兼崎 友, 田中 寛

    生物工学会誌 : seibutsu-kogaku kaishi   88 ( 9 )   477 - 480   2010年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物工学会  

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  • 糖異化グローバルレギュレーターSigEの過剰発現によるシアノバクテリア糖代謝の改変

    小山内 崇, 及川 彰, 東 美由紀, 田中 寛, 斉藤 和季, 平井 優美, 池内 昌彦

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2010 ( 0 )   4 - 4   2010年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    近年、各国政府が二酸化炭素排出削減を打ち出すなど、炭素循環に高い注目が集まっている。これら要求に対しては、光合成生物の炭素代謝の理解と制御を目的とした基礎研究が必須である。これまでに我々は、単細胞性シアノバクテリア&lt;I&gt;Synechocystis&lt;/I&gt; sp. PCC 6803のRNAポリメラーゼシグマ因子SigEが、糖異化遺伝子の発現を正に制御することを明らかにしてきた。今回我々は、SigEの過剰発現株を構築し、SigE過剰発現による糖代謝の改変を試みた。トランスクリプトーム解析の結果、&lt;I&gt;zwf&lt;/I&gt;, &lt;I&gt;gnd&lt;/I&gt;など酸化的ペントースリン酸経路の酵素の遺伝子や&lt;I&gt;glgX&lt;/I&gt;, &lt;I&gt;glgP&lt;/I&gt;などのグリコーゲン異化酵素の遺伝子が、SigE過剰発現により誘導されることが明らかになった。ペプチド抗体を作製し、ウエスタンブロット解析を行った結果、トランスクリプトーム解析の結果と一致して、グルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼや6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼなどのタンパク質量が増加していた。また、グリコーゲンの減少やTCA回路の代謝産物の変動など、代謝産物レベルでもSigE過剰発現による改変が見られた。これらの解析結果をふまえ、本発表では、シアノバクテリアの糖代謝制御機構の理解および光合成微生物を用いた代謝工学への展開について考察する。

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  • シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942におけるシグマ因子RpoD6を介した概日時計依存的な転写制御

    秋元勇輝, 秋元勇輝, 華岡光正, 華岡光正, 中川毅史, 藤原正幸, 細川徳宗, 岩崎秀雄, 田中寛, 田中寛

    日本農芸化学会大会講演要旨集   2010   2010年

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  • 単細胞紅藻シゾンにおける細胞周期に依存したヒストンのアセチル化

    曾根俊之, 今村壮輔, 華岡光正, 田中寛

    日本農芸化学会関東支部講演要旨集   2010 ( Oct )   2010年

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  • 単細胞紅藻Cyanidioschzon merolaeにおけるオルガネラDNA複製の調節機構

    岩崎 義純, 小林 勇気, 華岡 光正, 田中 寛

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2010   562 - 562   2010年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    単細胞紅藻Cyanidioschzon merolae(シゾン)において、暗所でG1期に同調した細胞に光を照射すると、まずオルガネラDNA複製(ODR)が起こり、その後に核DNA複製(NDR)が誘導される。この際、ODRを特異的に阻害するとNDRも同時に阻害されることから、ODRはNDRの誘導に必須であることが判る。我々のこれまでの研究で、色素体で合成されるMg-Protoporphyrin IXがODR後に細胞内に蓄積し、それに依存してCDKAが活性化されることでNDRが誘導されることが明らかになっている1, 2。一方、光によりODRが活性化される分子機構については全く不明のままである。最近我々は、CDKの活性を広く阻害する薬剤(Roscovitine)を用いた解析から、未知のCDK複合体がODR開始に必須であることを見出した。本研究では光によるODR活性に関わるCDK複合体を同定するために、DNA合成期における各種のCDKとCyclinの発現について解析を行ったので報告する。<br>1 Kobayashi et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 106:803-807 (2009)<br>2 Kanesaki et al. Plant Signal. Behav. in press (2009)

    DOI: 10.14841/jspp.2010.0.0562.0

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  • クロマチン免疫沈降法を利用したシロイヌナズナ葉緑体転写制御系の解析

    華岡 光正, 加藤 麻衣子, 東 美由紀, 田中 寛

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2010   355 - 355   2010年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    葉緑体は独自のゲノムとその発現系を有しており、分化や環境応答に際した転写制御の解析が広く展開されてきたが、その多くは生化学、遺伝学的手法をベースとしている。しかし、前者ではin vivoでの機能の説明が難しく、また後者では転写因子の直接の制御の理解が難しい。さらに、必須遺伝子の場合や重複機能を持つ遺伝子が存在する場合は欠損の影響が明確ではなく、解析困難なケースも実際に多く見られた。これら問題点を解決する技術が、クロマチン免疫沈降(ChIP)法である。この手法は、細胞中のDNA-タンパク質間の結合を固定し目的のタンパク質の抗体で免疫沈降することで、in vivoでの転写因子の結合状態をモニターすることのできる画期的な解析法である。<br> 我々は、このChIP法をシロイヌナズナの葉緑体転写制御研究に導入し、従来の手法では見えてこなかった新しい制御系の理解を目指している。実験系の有効性を検証するため、ストレス応答シグマ因子SIG5とそのターゲット遺伝子との関係をChIP法により解析した。その結果、psbApsbD BLRPなどのプロモーター特異的に、また強光などのストレス依存的にSIG5の結合が検出された。この結果は、ChIP法が葉緑体転写制御系の解析において有力なツールとなることを示唆しており、欠損株のアレイ解析では同定されなかった新規ターゲット遺伝子の有無についても報告する。

    DOI: 10.14841/jspp.2010.0.0355.0

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  • オルガネラ‐核間に存在するDNA複製協調機構の解析

    小林勇気, 兼崎友, 田中歩, 黒岩晴子, 黒岩常祥, 田中寛

    日本植物生理学会年会要旨集   50th   296   2009年3月

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  • オルガネラ‐核間に存在するDNA複製協調機構の解析

    小林勇気, 兼崎友, 田中歩, 黒岩晴子, 黒岩常祥, 華岡光正, 田中寛

    日本分子生物学会年会講演要旨集   32nd ( Vol.1 )   135   2009年

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    記述言語:日本語  

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  • 植物で明らかにされたリボソームRNA合成酵素の進化の道筋 -植物特異的な TFIIB 型基本転写因子 pBrp の機能解析-

    今村 壮輔, 華岡 光正, 田中 寛

    化学と生物   47 ( 11 )   740 - 742   2009年

  • 植物特異的な TFIIB 相同蛋白質 pBrp は RNA ポリメラーゼ I の基本転写因子である

    今村 壮輔, 華岡 光正, 田中 寛

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2009   272 - 272   2009年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    TFIIB とその相同蛋白質である BRF は、それぞれ RNA ポリメラーゼ II と RNA ポリメラーゼ III の転写開始に不可欠な基本転写因子である。しかし、菌類や動物を用いたこれまでの研究により、RNA ポリメラーゼ I(Pol I)に対応するTFIIB 型の転写因子は存在しない事が明らかになっている。最近、植物のゲノム解析や他の研究により、植物が TFIIB や BRF と異なる、第3の TFIIB 型転写因子 pBrp を持つ事が明らかにされたが、その機能についてはこれまで不明であった。<br> 本研究では、モデル植物である単細胞性紅藻 Cyanidioschyzon merolae (シゾン)を主に用い、pBrp の機能解析を行った。その結果、pBrp が Pol I に特異的な TFIIB 型転写因子であり、リボソーム DNA (rDNA) の転写に正に関わる事が明らかになった。更に、シロイヌナズナにおいても、pBrp が rDNA の転写に関わる証拠を得た。これらの事から、pBrp は植物において一般に、 Pol I と共に rDNA の転写に関わる基本転写因子であると結論付けた [1]。これらの結果を元に、TFIIB 型転写因子の進化過程について考察する。<br>[1] Imamura et al., (2008) EMBO J 27: 2317-2327

    DOI: 10.14841/jspp.2009.0.0272.0

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  • 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeの葉緑体における光応答転写制御に関わる二成分制御系の役割

    華岡 光正, 川上 隆之, 今村 壮輔, 田中 寛

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2009   283 - 283   2009年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    葉緑体の起源は原始シアノバクテリアによる細胞内共生であると考えられており、共生に由来する独自のゲノムとその遺伝子発現システムを継承している。しかしながら、共生当初の自律性はその後の長い年月を経る中で徐々に失われ、それに代わって様々な制御系は細胞核による支配を強く受けるようになった。本研究で用いた単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolae(シゾン)はそのゲノム構造や転写制御システムに多くの原始的な特徴が見られ、高等植物と比較してより自律的な遺伝子発現制御がなされているものと予想される。我々は、単離葉緑体を用いたRun-on転写系とクロマチン免疫沈降法(ChIP法)を展開し、光に自律応答した一群の光合成遺伝子の転写制御には、シゾンに唯一残されているヒスチジンキナーゼ(HIK)と葉緑体ゲノムにコードされているレスポンスレギュレーターの1つであるYcf27から構成される二成分制御系が関与することを明らかにした。また、光合成電子伝達阻害剤を用いた解析の結果、この転写制御にはプラストキノンの酸化還元状態に依存したレドックス制御は関与しない可能性が示唆された。HIKの構造的進化に関する知見も踏まえ、シゾン葉緑体における光に応答した転写制御のメカニズムについて考察する。

    DOI: 10.14841/jspp.2009.0.0283.0

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  • 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおけるフェロキラターゼの局在解析

    渡辺智, 渡辺智, 大沼みお, 華岡光正, 竹谷茂, 田中寛, 田中寛

    生化学   2008年

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  • 第3のTFIIB関連蛋白質pBrpはRNAポリメラーゼIの基本転写因子である

    今村壮輔, 今村壮輔, 華岡光正, 田中寛, 田中寛

    生化学   81回・31回   1T3 - 7   2008年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本生化学会  

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  • タバコ培養細胞BY-2におけるアミロプラスト分化機構の解析

    小沢 友希, 華岡 光正, 田中 寛

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2008   703 - 703   2008年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    色素体は、細胞分化や環境変化に応答して葉緑体・有色体・白色体・アミロプラストなどへ分化する。アミロプラストは非光合成組織に存在し、デンプン合成に関わる色素体であるが、その分化機構の詳細についてはほとんど知見がない。タバコ培養細胞BY-2は通常オーキシン存在下で増殖するが、培地中のオーキシンをサイトカイニンに置換することでプロプラスチドからアミロプラストへ分化することが知られている。この分化の際に、核コードのADP-glucose pyrophosphatase(Agp)など、デンプン合成に関わる遺伝子の発現が誘導されることが示されているが、色素体遺伝子発現の関与については不明であった。<br>本研究ではまず、アミロプラスト分化における色素体遺伝子発現の変化をノーザン解析により検討したが、発現が変動する遺伝子は見いだされなかった。一方、分化誘導と同時に色素体の翻訳阻害剤スペクチノマイシンまたは転写阻害剤リファンピシンを添加すると、デンプン合成量の低下とともにアミロプラストへの分化が阻害された。さらにこの際、Agpなど核コードのデンプン合成に関わる遺伝子の発現が特異的に抑制されていることが明らかになった。以上の結果は、色素体での正常な転写や翻訳が、未知のシグナルを介してアミロプラスト分化に必須である可能性を示唆している。

    DOI: 10.14841/jspp.2008.0.0703.0

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  • クロマチン免疫沈降法を用いたC. merolae葉緑体における光応答転写制御の解析

    華岡 光正, 川上 隆之, 今村 壮輔, 田中 寛

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   2008   704 - 704   2008年

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    葉緑体には、原始シアノバクテリアの細胞内共生に由来する独自のゲノムとその発現系が残されているが、共生後の進化の過程で多くの遺伝子が失われたとともに、環境応答などの制御系は核による支配を強く受けるようになった。単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeは、その葉緑体ゲノムや転写制御系の解析から共生当初により近い状態を反映していると考えられ、核によるものとは別の、葉緑体自律的な制御系が今なお残されていると予想される。そこで本研究では、葉緑体ゲノムにコードされた原核型転写因子Ycf27の解析を通じて、C. merolaeの葉緑体における光に応答した特徴的な転写制御システムの解明を目的とした。<br> これまでに、暗条件下で培養した細胞から単離した葉緑体に対して光照射を行った結果、ycf27psbDの転写活性が特異的に上昇することがrun-on転写系により示された。この制御には、二成分制御系のレスポンスレギュレーターであるYcf27が関与することが予想されたが、その詳細については不明であった。上記と同様の光条件下におけるYcf27の結合についてクロマチン免疫沈降法を用いて調べた結果、Ycf27のこれらプロモーターへの結合は暗条件下で強く、光照射により弱まることが分かった。この結果は、葉緑体が自律的な光応答系を介して特定の遺伝子群の転写を制御していることを強く示唆している。

    DOI: 10.14841/jspp.2008.0.0704.0

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  • 紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおけるオルガネラDNA複製の同調機構の解析

    小林勇気, 兼崎友, 黒岩晴子, 黒岩常祥, 田中寛

    日本植物生理学会年会要旨集   48th   226   2007年3月

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    記述言語:日本語  

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  • The first 100% complete eukaryotic genome sequences from the red alga Cyanidioschyzon merolae 10D.

    Nozaki, H, Takano, H, Misumi, O, Terasawa, K, Matuzaki, M, Maruyama, S, Nishida, K, Yagisawa, F, Yoshida, Y, Fujiwara, T, Takio, S, Tamura, K, Chung j-Chung, Nakamura, S, Kuroiwa, H, Tanaka, K, Sato, N, Kuroiwa, T

    BMC Biology   5   No28   2007年

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  • シアノバクテリアSynechococcus PCC7942におけるグループ2シグマ因子RpoD3の強光ストレスによる転写発現調節

    関麻子, 華岡光正, 秋元勇輝, 増田進, 岩崎秀雄, 田中寛

    生化学   2007年

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  • Analyses of regulatory mechanism of nitrogen assimilation-related gene expression in a red alga Cyanidioschyzon merolae

    Sousuke Imamura, Yu Kanesaki, Masam Terashita, Junko Nishida, Tsuneyoshi Kuroiwa, Tanaka Kan

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S182 - S182   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 first 100% eukaryotic genome sequences from the red alga Cyanidioschyzon merolae 10D

    NOZAKI Hisayoshi, TAKANO Hiroyoshi, MISUMI Osami, TERASAWA Kimihiro, MATUZAKI Motomichi, MARUYAMA Shinichiro, TAKIO Susumu, TAMURA Katsunori, CHUNG Sung Jin, NAKAMURA Soichi, KUROIWA Haruko, TANAKA Kan, SATO Naoki, KUROIWA Tsuneyoshi

    J Plant Res   119 ( Supplement )   181   2006年12月

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    記述言語:英語  

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  • Nitrogen control of sugar catabolic gene expression in Synechocystis sp PCC 6803.

    T Osanai, S Imamura, M Asayama, M Shirai, M Kanehisa, Suzuki, I, N Murata, K Tanaka

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   47   S235 - S235   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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  • 葉緑体シグマ因子二重変異体(sig2sig6)はアルビノになる

    石崎 陽子, 尾園 加奈子, 竹中 智佳子, 角山 雄一, 中平 洋一, 田中 寛, 金丸 研吾, 華岡 光正, 椎名 隆

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集   47   S187 - S187   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)  

    DOI: 10.14841/jspp.2006.0.653.0

    Web of Science

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  • PamA, a novel PII binding protein, is involved in the transcriptions of nitrogen-related genes from phase-II.

    T Osanai, S Sato, S Tabata, T Omata, K Tanaka

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   45   S195 - S195   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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  • Transcriptional activation of NtcA-dependent promoters of Synechococcus sp PCC 7942 by 2-oxoglutarate in vitro

    R Tanigawa, M Shirokane, S Maeda, T Omata, K Tanaka, H Takahashi, H Takahashi

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   99 ( 7 )   4251 - 4255   2002年4月

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  • PLASTID-ENCODED GENE EXPRESSION DEPENDING ON A NUCLEAR-ENCODED σFACTOR FOR TRANSLATION BURST IN DEVELOPING CHLOROPLASTS :

    KANAMARU Kengo, TANAKA Kan, TAKAHASHI Hideo

    Plant and cell physiology   42   s26   2001年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Japanese Society of Plant Physiologists  

    CiNii Books

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    その他リンク: https://projects.repo.nii.ac.jp/?action=repository_uri&item_id=184564

  • シロイヌナズナの葉緑体転写制御におけるsigBの役割

    華岡光正, 金丸研吾, 田中寛, 高橋秀夫

    日本植物生理学会年会要旨集   41st   2001年

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  • Nuclear encoding of a chloroplast RNA polymerase sigma subunit in a red alga

    Kan Tanaka, Kosuke Oikawa, Niji Ohta, Haruko Kuroiwa, Tsuneyoshi Kuroiwa, Hideo Takahashi

    Science   272 ( 5270 )   1932 - 1935   1996年6月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:American Association for the Advancement of Science  

    DOI: 10.1126/science.272.5270.1932

    Scopus

    PubMed

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  • An RNA polymerase sigma subunit of chloroplast is encoded by the nulcear genome in a unicellular red alga, Cyanidium caldarium RK-1.

    高橋 秀夫, Tanaka, K, Oikawa, K, Ohta, N, Kuroiwa, T, Takahashi, H

    Science   272   (1932-1935)   1996年

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  • Heterogeneity of the principal σ factor in Escherichia coli: The rpoS gene product, σ38, is a second principal σ factor of RNA polymerase in stationary-phase Escherichia coli

    K. Tanaka, Y. Takayanagi, N. Fujita, A. Ishihama, H. Takahashi

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America   90 ( 8 )   3511 - 3515   1993年

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  • Biological significance of multiple principal sigma factors in eubacteria.

    高橋 秀夫, Takahashi, H, Tanaka, K, Shiina, T, Masuda, S

    Genet. Indust. Microbiol.   7   (363-372)   1990年

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  • Multiple genes for principal sigma factor and morphological changes of Streptomyces coelicolor A3(2).

    高橋 秀夫, Takahashi, H, Tanaka, K, Shiina, T

    J. Cell. Biochem.   14   97   1990年

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  • Multiple principal sigma factor homologs in eubacteria: Identification of the "rpoD box"

    Kan Tanaka, Tetsuo Shiina, Hideo Takahashi

    Science   242 ( 4881 )   1040 - 1042   1988年

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受賞

  • 日本農芸化学会賞

    2024年3月   日本農芸化学会   微生物における細胞制御の統合的理解

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  • 日本農芸化学会奨励賞

    2002年  

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    受賞国:日本国

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  • 日本農学進歩賞

    2002年  

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    受賞国:日本国

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • メガデヒドロゲナーゼ複合体が牽引するエネルギー獲得代謝モードとその制御

    研究課題/領域番号:23K23503  2022年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    田中 寛

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    配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )

    酢酸オーバーフローを欠損した大腸菌ではグルコース枯渇後に増殖が強く抑制され、その後に回復する二段階増殖が観察される。この原因は酢酸オーバーフローの欠損によりOGDHの活性化が大きく抑制されることにあり、実際、OGDH欠損株では二段階目の増殖が全く起こらない。本年度、これら増殖過程での酸素消費量について培地中の溶存酸素を測定することで検討を行い、グルコース枯渇後の酸素消費にOGDHが必須であることが判明した。また、PDHとOGDHの両方を欠損するE3(Lpd)欠損株では培養を通じて酸素消費が消失し、これは2種のNADHデヒドロゲナーゼを欠損した変異株とよく似た性質といえる。OGDH欠損株においても、グルコース枯渇後にリンゴ酸を添加すると増殖や酸素消費が回復することが見出されている。この回復はリンゴ酸からピルビン酸を生成するリンゴ酸酵素(Malic Enzyme)欠損株では見られないことが判明したことから、リンゴ酸はピルビン酸を介してPDH活性を維持するのに使われていることが考えられる。以上のことから、少なくとも2種のメガデヒドロゲナーゼ(MDH)のどちらかが活性を維持していることが増殖や、電子伝達系を介した酸素消費に必須であると言える。TCA回路のOGDH以外のNADHを生成する酵素、ICDやSDHの欠損株では同様の表現型は観察されず、このような性質はMDHに特有の性質ということができる。これはMDHが可溶性酵素であるにも拘らず、電子伝達系の一部であるかのような性質であり、膜電子伝達系との相互作用などを今後解明していく必要がある。

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  • 活性酸素種による緑藻の光走性調節分子機構とその生理的意義の解明

    研究課題/領域番号:23K23905  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(B)

    若林 憲一, 田中 寛

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    配分額:16250000円 ( 直接経費:12500000円 、 間接経費:3750000円 )

    我々は緑藻クラミドモナスの光走性の正負が細胞質の活性酸素種(ROS)量に応じて調節されることを明らかにした。これを可能にする分子機構は何か?そして、この制御機構には光合成生物にとってどのような生理的意義があるのか?これらの問題を、解明することが本研究の目的である。本年度は以下の3つの実験を柱に研究を遂行した。
    ①2022年度に同定した、負の光走性を強く示す変異株の原因遺伝子はある種のキナーゼであるとわかった。そのターゲットの第一候補である光受容体のリン酸化状態を検証した。Phos-tagによるクラミドモナス全細胞タンパク質サンプルのリン酸化状態検証実験の条件検討を重ねた結果、この光受容体はターゲットではないことがわかった。今後リン酸化プロテオームなどを視野に入れたターゲット検証を行う。
    ②ROSシグナルの可視化を試みたが、いくつかのセンサータンパク質がどれも発現誘導できなかった。先行研究で開発されたものを購入したものだが、発現ベクターのDNA配列には問題がなく、いまのところ原因がはっきりしない。今後導入条件検討を重ねるとともに、別のセンサーを使うことを検討する。
    ③光走性が生残性に与える影響を、「野生株」「正の光走性しか示せない株」「負の光走性しか示せない株」「非運動性株」を用いて、致死的な強光下に日陰を設置して検証した。その結果、意外なことに株間で生残性の違いに大きな違いは見られなかった。今後光条件を再検討して、光走性の生理的意義を再検証する。

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  • Transcription Regulation in cyanobacteria and plastids Transcription Regulation in stationary phase Escherichia coli

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    資金種別:競争的資金

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  • 単細胞藻類を用いた真核細胞の基本調節機構

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    資金種別:競争的資金

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  • シアノバクテリアと色素体における転写制御 大腸菌における定常期転写制御

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    資金種別:競争的資金

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