東北大学研究者紹介

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ウオズミ　ノブユキ

魚住　信之

Nobuyuki Uozumi

所属

大学院工学研究科　バイオ工学専攻　生体機能化学講座（応用生物物理化学分野）

職名

教授

学位

博士（工学）名古屋大学

researchmap

https://researchmap.jp/NUo

J-GLOBAL ID

201801012913774147

e-Rad 研究者番号

40223515

ORCID

https://orcid.org/0000-0003-4268-1126

経歴 7

2007年1月～継続中

東北大学　大学院工学研究科バイオ工学専攻　教授
2004年7月～ 2006年12月

名古屋大学　生物機能開発利用研究センター　教授
2004年10月～ 2006年11月

名古屋大学高等研究院　教員（兼任）
2003年6月～ 2005年7月

文部科学省研究振興局　学術調査官（併任）
1995年8月～ 2004年6月

名古屋大学　生物分子応答研究センター　助教授
1989年12月～ 1995年7月

名古屋大学　工学部　助手
1993年10月～ 1994年10月

カリフォルニア大学　サンディエゴ校　博士研究員

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学歴 4

名古屋大学　大学院農学研究科　博士課程後期中退

1988年4月～ 1989年11月
名古屋大学　大学院生命農学研究科　博士課程前期

1986年4月～ 1988年3月
名古屋大学　農学部　農芸化学・食品工業化学科

1982年4月～ 1986年3月
博士（工学）(名古屋大学）

1993年6月～

研究キーワード 7

トランスポーター
イオンチャネル
バイオスティミュラント
環境応答
微生物
植物
生体膜

研究分野 3

ライフサイエンス / 応用生物化学 /
環境・農学 / 環境農学 / バイオスティミュラント
ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / バイオ機能応用、バイオプロセス工学 /

論文 171

Structure reveals a regulation mechanism of plant outward-rectifying K+ channel GORK by structural rearrangements in the CNBD-Ankyrin bridge. 国際誌査読有り

Taro Yamanashi, Yuki Muraoka, Tadaomi Furuta, Tsukasa Kume, Natsuko Sekido, Shunya Saito, Shota Terashima, Takeshi Yokoyama, Yoshikazu Tanaka, Atsushi Miyamoto, Kanane Sato, Tomoyuki Ito, Hikaru Nakazawa, Mitsuo Umetsu, Ellen Tanudjaja, Masaru Tsujii, Ingo Dreyer, Julian I Schroeder, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America　122　(30)　e2500070122　2025年7月29日

DOI： 10.1073/pnas.2500070122 　

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Guard cells, which regulate stomatal apertures in plants, possess a sophisticated mechanism for regulating turgor pressure. The outward-rectifying "K+out" channel GORK, expressed in guard cells of the plant Arabidopsis thaliana, is a central component that promotes stomatal closure by releasing K+ to the extracellular space, thereby lowering turgor pressure. To date, the structural basis underlying the regulation of the K+ transport activity of GORK is unclear. Using cryo-EM, we determined the structures of the GORK outward-rectifying K+ channel with a resolution of 3.16 to 3.27 Å in five distinct conformations that differ significantly in their C-terminal cyclic nucleotide binding domain (CNBD) and ankyrin repeat (ANK) domain. The C-linker connects the transmembrane domains to the C-terminal domains, i.e., CNBD, CNBD-Ankyrin bridge, and ANK. The structural changes and interactions in the C-linker determine whether the closed state of GORK is closer to the preopen state or in a more removed state from the open state of the channel. In particular, interconversion in the short sequence within the CNBD-Ankyrin bridge plays a decisive role in this determination. This region forms an α-helix in the preopened state, while it adopts a nonhelical structure in further distant closed states. The dynamics of the cytosolic region strongly suggest that the K+ channel activity of GORK is regulated by cytosolic signaling factors during stomatal closure.
Functional characterization of an additional transmembrane domain unique to TrkG and TrkH in Escherichia coli. 国際誌査読有り

Ellen Tanudjaja, Haoyu Zhang, Tadaomi Furuta, Masaru Tsujii, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Bioscience, biotechnology, and biochemistry　2025年7月15日

DOI： 10.1093/bbb/zbaf101 　

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Escherichia coli TrkG and TrkH transporters contain a unique N-terminal Domain-0 (D0). Our findings reveal that D0 supports both the function and stability of TrkG, enabling K+ and Na+ uptake, whereas it is not essential for TrkH-mediated K+ uptake. This difference can be attributed to D0 role in stabilizing polar residues within TrkG core transmembrane domains.
Na+-driven pH regulation by Na+/H+ antiporters promotes photosynthetic efficiency in cyanobacteria 査読有り

Masaru Tsujii, Ayumu Kobayashi, Ayaka Kano, Kota Kera, Tomoko Takagi, Noriko Nagata, Seiji Kojima, Kouki Hikosaka, Riichi Oguchi, Kintake Sonoike, Chihiro Azai, Tomomi Inagaki, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Plant Physiology　2025年1月1日
出版者・発行元： Oxford University Press (OUP)
DOI： 10.1093/plphys/kiae562 　

ISSN：0032-0889

eISSN：1532-2548

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Abstract Photosynthetic organisms have developed mechanisms to regulate light reactions in response to varying light conditions. Photosynthetic electron transport leads to the formation of a ΔpH across the thylakoid membrane, which is crucial for regulating electron transport. However, other pH modulators remain to be identified, particularly in cyanobacteria. In this study, we evaluated the potential involvement of six Na+/H+ antiporters (NhaS1–NhaS6) in control of pH in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. Synechocystis showed a strong requirement for Na+ at high light intensities, with ΔnhaS1 and ΔnhaS2 strains unable to grow under high light conditions. We analyzed Na+ efflux–driven H+-uptake activities of NhaS1–NhaS6 in inverted membranes of Escherichia coli. Biological fractionation and immunoelectron microscopy revealed that NhaS1 localizes to both the plasma and thylakoid membranes while NhaS2 localizes to the plasma membrane. Measurement of photosynthesis activity indicated that NhaS2 promotes ATP production and electron transport from PQ to P700. Measurements of pH outside of the cells and in the cytoplasm suggested that both NhaS1 and NhaS2 are involved in plasma membrane–mediated light-dependent H+ uptake and cytoplasmic acidification. NhaS1 and NhaS2 were also found to prevent photoinhibition under high light treatment. These results indicate that H+ transport mediated by NhaS1 and NhaS2 plays a role in regulating intracellular pH and maintaining photosynthetic electron transport.
Comparison of in-vacuum micro-PIXE and in-air micro-PIXE for unfixed plant sample 査読有り

Misako Miwa, Ayumi Nakatsuma, Shigeo Matsuyama, Sho Toyama, Takeshi Uchiyama, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms　2024年9月28日

DOI： 10.1016/j.nimb.2024.165536 　

ISSN：0168-583X
Dissecting structure and function of the monovalent cation/H ⁺ antiporters Mdm38 and Ylh47 in Saccharomyces cerevisiae 査読有り

Masaru Tsujii, Ellen Tanudjaja, Haoyu Zhang, Haruto Shimizukawa, Ayumi Konishi, Tadaomi Furuta, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Journal of Bacteriology　2024年7月31日
出版者・発行元： American Society for Microbiology
DOI： 10.1128/jb.00182-24 　

ISSN：0021-9193

eISSN：1098-5530

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ABSTRACT Saccharomyces cerevisiae Mdm38 and Ylh47 are homologs of the Ca ²⁺ /H ⁺ antiporter Letm1, a candidate gene for seizures associated with Wolf-Hirschhorn syndrome in humans. Mdm38 is important for K ⁺ /H ⁺ exchange across the inner mitochondrial membrane and contributes to membrane potential formation and mitochondrial protein translation. Ylh47 also localizes to the inner mitochondrial membrane. However, knowledge of the structures and detailed transport activities of Mdm38 and Ylh47 is limited. In this study, we conducted characterization of the ion transport activities and related structural properties of Mdm38 and Ylh47. Growth tests using Na ⁺ /H ⁺ antiporter-deficient Escherichia coli strain TO114 showed that Mdm38 and Ylh47 had Na ⁺ efflux activity. Measurement of transport activity across E. coli -inverted membranes showed that Mdm38 and Ylh47 had K ⁺ /H ⁺ , Na ⁺ /H ⁺ , and Li ⁺ /H ⁺ antiport activity, but unlike Letm1, they lacked Ca ²⁺ /H ⁺ antiport activity. Deletion of the ribosome-binding domain resulted in decreased Na ⁺ efflux activity in Mdm38. Structural models of Mdm38 and Ylh47 identified a highly conserved glutamic acid in the pore-forming membrane-spanning region. Replacement of this glutamic acid with alanine, a non-polar amino acid, significantly impaired the ability of Mdm38 and Ylh47 to complement the salt sensitivity of E. coli TO114. These findings not only provide important insights into the structure and function of the Letm1-Mdm38-Ylh47 antiporter family but by revealing their distinctive properties also shed light on the physiological roles of these transporters in yeast and animals. IMPORTANCE The inner membrane of mitochondria contains numerous ion transporters, including those facilitating H ⁺ transport by the electron transport chain and ATP synthase to maintain membrane potential. Letm1 in the inner membrane of mitochondria in animals functions as a Ca ²⁺ /H ⁺ antiporter. However, this study reveals that homologous antiporters in mitochondria of yeast, Mdm38 and Ylh47, do not transport Ca ²⁺ but instead are selective for K ⁺ and Na ⁺ . Additionally, the identification of conserved amino acids crucial for antiporter activity further expanded our understanding of the structure and function of the Letm1-Mdm38-Ylh47 antiporter family.
Utilizing plasma-generated N2O5 gas from atmospheric air as a novel gaseous nitrogen source for plants 査読有り

Taro Yamanashi, Shouki Takeshi, Shota Sasaki, Keisuke Takashima, Toshiro Kaneko, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Plant Molecular Biology　114　(2)　2024年4月8日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s11103-024-01438-9 　

ISSN：0167-4412

eISSN：1573-5028

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Abstract Fixing atmospheric nitrogen for use as fertilizer is a crucial process in promoting plant growth and enhancing crop yields in agricultural production. Currently, the chemical production of nitrogen fertilizer from atmospheric N₂ relies on the energy-intensive Haber–Bosch process. Therefore, developing a low-cost and easily applicable method for fixing nitrogen from the air would provide a beneficial alternative. In this study, we tested the utilization of dinitrogen pentoxide (N₂O₅) gas, generated from oxygen and nitrogen present in ambient air with the help of a portable plasma device, as a nitrogen source for the model plant Arabidopsis thaliana. Nitrogen-deficient plants supplied with medium treated with N₂O₅, were able to overcome nitrogen deficiency, similar to those provided with medium containing a conventional nitrogen source. However, prolonged direct exposure of plants to N₂O₅ gas adversely affected their growth. Short-time exposure of plants to N₂O₅ gas mitigated its toxicity and was able to support growth. Moreover, when the exposure of N₂O₅ and the contact with plants were physically separated, plants cultured under nitrogen deficiency were able to grow. This study shows that N₂O₅ gas generated from atmospheric nitrogen can be used as an effective nutrient for plants, indicating its potential to serve as an alternative nitrogen fertilization method for promoting plant growth.
Instantaneous extracellular solution exchange for concurrent evaluation of membrane permeability of single cells 査読有り

Shingo Kaneko, Sugiura Hirotaka, Masaru Tsujii, Hisataka Maruyama, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai

Lab on a Chip　24　(2)　281-291　2024年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d3lc00633f 　

ISSN：1473-0197

eISSN：1473-0189

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The rapid osmotic stress is imposed on the microorganisms by the exchange of a locally formed droplet containing cells.
An outward-rectifying plant K+ channel SPORK2 exhibits temperature-sensitive ion-transport activity 査読有り

Yuki Muraoka, Gangqiang Yang, Shintaro Munemasa, Yusuke Takeuchi, Yasuhiro Ishimaru, Yoshiyuki Murata, Nobuyuki Uozumi, Minoru Ueda

Current Biology　33　(24)　5488-5494.e7　2023年12月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.cub.2023.10.057 　

ISSN：0960-9822
Integration of Microfluidic Chip and Probe with a Dual Pump System for Measurement of Single Cells Transient Response 査読有り

Xu Du, Shingo Kaneko, Hisataka Maruyama, Hirotaka Sugiura, Masaru Tsujii, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai

Micromachines　14　(6)　1210-1210　2023年6月7日
出版者・発行元： MDPI AG
DOI： 10.3390/mi14061210 　

eISSN：2072-666X

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The integration of liquid exchange and microfluidic chips plays a critical role in the biomedical and biophysical fields as it enables the control of the extracellular environment and allows for the simultaneous stimulation and detection of single cells. In this study, we present a novel approach for measuring the transient response of single cells using a system integrated with a microfluidic chip and a probe with a dual pump. The system was composed of a probe with a dual pump system, a microfluidic chip, optical tweezers, an external manipulator, an external piezo actuator, etc. Particularly, we incorporated the probe with the dual pump to allow for high-speed liquid change, and the localized flow control enabled a low disturbance contact force detection of single cells on the chip. Using this system, we measured the transient response of the cell swelling against the osmotic shock with a very fine time resolution. To demonstrate the concept, we first designed the double-barreled pipette, which was assembled with two piezo pumps to achieve a probe with the dual pump system, allowing for simultaneous liquid injection and suction. The microfluidic chip with on-chip probes was fabricated, and the integrated force sensor was calibrated. Second, we characterized the performance of the probe with the dual pump system, and the effect of the analysis position and area of the liquid exchange time was investigated. In addition, we optimized the applied injection voltage to achieve a complete concentration change, and the average liquid exchange time was achieved at approximately 3.33 ms. Finally, we demonstrated that the force sensor was only subjected to minor disturbances during the liquid exchange. This system was utilized to measure the deformation and the reactive force of Synechocystis sp. strain PCC 6803 in osmotic shock, with an average response time of approximately 16.33 ms. This system reveals the transient response of compressed single cells under millisecond osmotic shock which has the potential to characterize the accurate physiological function of ion channels.
The HKT1 Na ⁺ transporter protects plant fertility by decreasing Na ⁺ content in stamen filaments 査読有り

Takeshi Uchiyama, Shunya Saito, Taro Yamanashi, Megumi Kato, Kosuke Takebayashi, Shin Hamamoto, Masaru Tsujii, Tomoko Takagi, Noriko Nagata, Hayato Ikeda, Hidetoshi Kikunaga, Toshimi Suda, Sho Toyama, Misako Miwa, Shigeo Matsuyama, Mitsunori Seo, Tomoaki Horie, Takashi Kuromori, Mutsumi Yamagami, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Science Advances　9　(22)　2023年6月2日
出版者・発行元： American Association for the Advancement of Science (AAAS)
DOI： 10.1126/sciadv.adg5495 　

eISSN：2375-2548

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Salinity stress can greatly reduce seed production because plants are especially sensitive to salt during their reproductive stage. Here, we show that the sodium ion transporter AtHKT1;1 is specifically expressed around the phloem and xylem of the stamen in Arabidopsis thaliana to prevent a marked decrease in seed production caused by salt stress. The stamens of AtHKT1;1 mutant under salt stress overaccumulate Na ⁺ , limiting their elongation and resulting in male sterility. Specifically restricting AtHKT1;1 expression to the phloem leads to a 1.5-fold increase in the seed yield upon sodium ion stress. Expanding phloem expression of AtHKT1;1 throughout the entire plant is a promising strategy for increasing plant productivity under salinity stress.
Two cyanobacterial response regulators with diguanylate cyclase activity, Rre2 and Rre8, participate in biofilm formation 査読有り

Ayumu Kobayashi, Masamune Nakamura, Masaru Tsujii, Kohei Makino, Tatsuya Nagayama, Kensuke Nakamura, Kei Nanatani, Kera Kota, Yuki Furuuchi, Shunsuke Kayamori, Tadaomi Furuta, Iwane Suzuki, Yoshihiro Hayakawa, Ellen Tanudjaja, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Molecular Microbiology　119　(5)　599-611　2023年3月29日
出版者・発行元： Wiley
DOI： 10.1111/mmi.15057 　

ISSN：0950-382X

eISSN：1365-2958
Dynamic Deformation Measurement of an Intact Single Cell via Microfluidic Chip with Integrated Liquid Exchange 査読有り

Xu Du, Di Chang, Shingo Kaneko, Hisataka Maruyama, Hirotaka Sugiura, Masaru Tsujii, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai

Engineering　2023年2月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.eng.2022.08.020 　

ISSN：2095-8099
Two Trk/Ktr/HKT-type potassium transporters, TrkG and TrkH, perform distinct functions in Escherichia coli K-12 査読有り

Ellen Tanudjaja, Naomi Hoshi, Kaneyoshi Yamamoto, Kunio Ihara, Tadaomi Furuta, Masaru Tsujii, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Journal of Biological Chemistry　299　(2)　102846-102846　2023年2月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jbc.2022.102846 　

ISSN：0021-9258
Instantaneous extracellular solution exchange for concurrent evaluation of membrane permeability of single cells 査読有り

Shingo Kaneko, Hirotaka Sugiura, Masaru Tsujii, Hisataka Maruyama, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai

Lab on a Chip　2023年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d3lc00633f 　

ISSN：1473-0197

eISSN：1473-0189

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The osmotic stress imposed on microorganisms by hypotonic conditions is perceived to regulate water and solute flux via cell membranes, which are crucial for survival. Some cells that fail to...
Hyper-mobile Water and Raman 2900 cm^–1 Peak Band of Water Observed around Backbone Phosphates of Double Stranded DNA by High-Resolution Spectroscopies and MD Structural Feature Analysis of Water 査読有り

Makoto Suzuki, Akira Tsuchiko, Yoshiyuki Tanaka, Nobuyuki Matubayasi, George Mogami, Nobuyuki Uozumi, Satoshi Takahashi

Journal of Physical Chemistry B　127　(1)　285-299　2022年12月27日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acs.jpcb.2c06952 　

ISSN：1520-6106

eISSN：1520-5207
Potassium transporter KUP9 participates in K+ distribution in roots and leaves under low K+ stress 招待有り査読有り

Taro Yamanashi, Takeshi Uchiyama, Shunya Saito, Taiki Higashi, Hayato Ikeda, Hidetoshi Kikunaga, Mutsumi Yamagami, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Stress Biology　2　(1)　2022年12月12日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s44154-022-00074-x 　

eISSN：2731-0450

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Abstract Potassium (K) is a major essential element in plant cells, and KUP/HAK/KT-type K⁺ transporters participate in the absorption of K⁺ into roots and in the long-distance transport to above-ground parts. In Arabidopsis thaliana, KUP9 is involved in the transport of K⁺ and Cs⁺ in roots. In this study, we investigated KUP9 function in relation to the K⁺ status of the plant. The expression of KUP9 was upregulated in older leaves on K⁺-depleted medium, compared to the expression of the other 12 KUP genes in the KUP/HAK/KT family in Arabidopsis. When grown on low K⁺ medium, the kup9 mutant had reduced chlorophyll content in seedlings and chlorosis in older rosette leaves. Tissue-specific expression of KUP9 determined by KUP9 promoter:GUS assay depended on the K⁺ status of the plants: In K⁺ sufficient medium, KUP9 was expressed in the leaf blade towards the leaf tip, whereas in K⁺ depleted medium expression was mainly found in the petioles. In accordance with this, K⁺ accumulated in the roots of kup9 plants. The short-term ⁴³K⁺ tracer measurement showed that ⁴³K was transferred at a lower rate in roots and shoots of kup9, compared to the wild type. These data show that KUP9 participates in the distribution of K⁺ in leaves and K⁺ absorption in roots under low K⁺ conditions.
Green Tea Catechins, (-)-Catechin Gallate, and (-)-Gallocatechin Gallate are Potent Inhibitors of ABA-Induced Stomatal Closure. 国際誌査読有り

Kanane Sato, Shunya Saito, Kohsuke Endo, Masaru Kono, Taishin Kakei, Haruka Taketa, Megumi Kato, Shin Hamamoto, Matteo Grenzi, Alex Costa, Shintaro Munemasa, Yoshiyuki Murata, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Advanced Science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)　9　(21)　e2201403　2022年5月7日

DOI： 10.1002/advs.202201403 　

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Stomatal movement is indispensable for plant growth and survival in response to environmental stimuli. Cytosolic Ca2+ elevation plays a crucial role in ABA-induced stomatal closure during drought stress; however, to what extent the Ca2+ movement across the plasma membrane from the apoplast to the cytosol contributes to this process still needs clarification. Here the authors identify (-)-catechin gallate (CG) and (-)-gallocatechin gallate (GCG), components of green tea, as inhibitors of voltage-dependent K+ channels which regulate K+ fluxes in Arabidopsis thaliana guard cells. In Arabidopsis guard cells CG/GCG prevent ABA-induced: i) membrane depolarization; ii) activation of Ca2+ permeable cation (ICa ) channels; and iii) cytosolic Ca2+ transients. In whole Arabidopsis plants co-treatment with CG/GCG and ABA suppressed ABA-induced stomatal closure and surface temperature increase. Similar to ABA, CG/GCG inhibited stomatal closure is elicited by the elicitor peptide, flg22 but has no impact on dark-induced stomatal closure or light- and fusicoccin-induced stomatal opening, suggesting that the inhibitory effect of CG/GCG is associated with Ca2+ -related signaling pathways. This study further supports the crucial role of ICa channels of the plasma membrane in ABA-induced stomatal closure. Moreover, CG and GCG represent a new tool for the study of abiotic or biotic stress-induced signal transduction pathways.
12-Hydroxyjasmonic acid glucoside causes leaf-folding of Samanea saman through ROS accumulation. 国際誌査読有り

Gangqiang Yang, Yasuhiro Ishimaru, Shunji Hoshino, Yuki Muraoka, Nobuyuki Uozumi, Minoru Ueda

Scientific Reports　12　(1)　7232-7232　2022年5月4日

DOI： 10.1038/s41598-022-11414-2 　

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Foliar nyctinasty, a circadian rhythmic movement in plants, is common among leguminous plants and has been widely studied. Biological studies on nyctinasty have been conducted using Samanea saman as a model plant. It has been shown that the circadian rhythmic potassium flux from/into motor cells triggers cell shrinking/swelling to cause nyctinastic leaf-folding/opening movement in S. saman. Recently, 12-hydroxyjasmonic acid glucoside (JAG) was identified as an endogenous chemical factor causing leaf-folding of S. saman. Additionally, SPORK2 was identified as an outward-rectifying potassium channel that causes leaf-movement in the same plant. However, the molecular mechanism linking JAG and SPORK2 remains elusive. Here, we report that JAG induces leaf-folding through accumulation of reactive oxygen species in the extensor motor cells of S. saman, and this occurs independently of plant hormone signaling. Furthermore, we show that SPORK2 is indispensable for the JAG-triggered shrinkage of the motor cell. This is the first report on JAG, which is believed to be an inactivated/storage derivative of JA, acting as a bioactive metabolite in plant.
Current Methods to Unravel the Functional Properties of Lysosomal Ion Channels and Transporters. 国際誌査読有り

Margherita Festa, Velia Minicozzi, Anna Boccaccio, Laura Lagostena, Antonella Gradogna, Tianwen Qi, Alex Costa, Nina Larisch, Shin Hamamoto, Emanuela Pedrazzini, Stefan Milenkovic, Joachim Scholz-Starke, Matteo Ceccarelli, Alessandro Vitale, Petra Dietrich, Nobuyuki Uozumi, Franco Gambale, Armando Carpaneto

Cells　11　(6)　2022年3月8日

DOI： 10.3390/cells11060921 　

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A distinct set of channels and transporters regulates the ion fluxes across the lysosomal membrane. Malfunctioning of these transport proteins and the resulting ionic imbalance is involved in various human diseases, such as lysosomal storage disorders, cancer, as well as metabolic and neurodegenerative diseases. As a consequence, these proteins have stimulated strong interest for their suitability as possible drug targets. A detailed functional characterization of many lysosomal channels and transporters is lacking, mainly due to technical difficulties in applying the standard patch-clamp technique to these small intracellular compartments. In this review, we focus on current methods used to unravel the functional properties of lysosomal ion channels and transporters, stressing their advantages and disadvantages and evaluating their fields of applicability.
放射性Naを用いた植物輸送体の機能解析

内山剛志, 竹林昂亮, 加藤恵, 鈴木伸郎, 尹永根, 河地有木, 藤巻秀, 渡辺浩司, 池田隼人, 菊永英寿, 須田利美, 遠山翔, 三輪美沙子, 松山成男, 山上睦, 石丸泰寛, 魚住信之

アイソトープ・放射線研究発表会　2　129　2022年
出版者・発行元：公益社団法人日本アイソトープ協会
DOI： 10.50955/happyokai.2.0_129 　

eISSN：2436-4487
植物における硫黄代謝と光合成制御

雅辻井, 泰寛石丸, 信之魚住

生化学　93　(5)　643-650　2021年10月25日

DOI： 10.14952/SEIKAGAKU.2021.930643 　

ISSN：0037-1017
Rice amino acid transporter-like 6 (OsATL6) is involved in amino acid homeostasis by modulating the vacuolar storage of glutamine in roots. 国際誌査読有り

Saori Ogasawara, Masataka Ezaki, Ryusuke Ishida, Kuni Sueyoshi, Shunya Saito, Yuki Hiradate, Toru Kudo, Mitsuhiro Obara, Soichi Kojima, Nobuyuki Uozumi, Kentaro Tanemura, Toshihiko Hayakawa

Plant Journal : for cell and molecular biology　107　(6)　1616-1630　2021年7月3日

DOI： 10.1111/tpj.15403 　

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Glutamine is a product of ammonium (NH4 + ) assimilation catalyzed by glutamine synthetase (GS) and glutamate synthase (GOGAT). The growth of NH4 + -preferring paddy rice (Oryza sativa L.) depends on root NH4 + assimilation and the subsequent root-to-shoot allocation of glutamine; however, little is known about the mechanism of glutamine storage in roots. Here, using transcriptome and reverse genetics analyses, we show that the rice amino acid transporter-like 6 (OsATL6) protein exports glutamine to the root vacuoles under NH4 + -replete conditions. OsATL6 was expressed, along with OsGS1;2 and OsNADH-GOGAT1, in wild-type (WT) roots fed with sufficient NH4 Cl, and was induced by glutamine treatment. We generated two independent Tos17 retrotransposon insertion mutants showing reduced OsATL6 expression to determine the function of OsATL6. Compared with segregants lacking the Tos17 insertion, the OsATL6 knock-down mutant seedlings exhibited lower root glutamine content but higher glutamine concentration in the xylem sap and greater shoot growth under NH4 + -replete conditions. The transient expression of monomeric red fluorescent protein-fused OsATL6 in onion epidermal cells confirmed the tonoplast localization of OsATL6. When OsATL6 was expressed in Xenopus laevis oocytes, glutamine efflux from the cell into the acidic bath solution increased. Under sufficient NH4 + supply, OsATL6 transiently accumulated in sclerenchyma and pericycle cells, which are located adjacent to the Casparian strip, thus obstructing the apoplastic solute path, and in vascular parenchyma cells of WT roots before the peak accumulation of GS1;2 and NADH-GOGAT1 occurred. These findings suggest that OsATL6 temporarily stores excess glutamine, produced by NH4 + assimilation, in root vacuoles before it can be translocated to the shoot.
Evaluating Young's Modulus of Single Yeast Cells Based on Compression Using an Atomic Force Microscope with a Flat Tip. 国際誌査読有り

Di Chang, Takahiro Hirate, Chihiro Uehara, Hisataka Maruyama, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai

Microscopy and microanalysis : the official journal of Microscopy Society of America, Microbeam Analysis Society, Microscopical Society of Canada　27　(2)　392-399　2021年4月

DOI： 10.1017/S1431927620024903 　

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In this research, atomic force microscopy (AFM) with a flat tip cantilever is utilized to measure Young's modulus of a whole yeast cell (Saccharomyces cerevisiae BY4741). The results acquired from AFM are similar to those obtained using a microfluidic chip compression system. The mechanical properties of single yeast cells are important parameters which can be examined using AFM. Conventional studies apply AFM with a sharp cantilever tip to indent the cell and measure the force-indentation curve, from which Young's modulus can be calculated. However, sharp tips introduce problems because the shape variation can lead to a different result and cannot represent the stiffness of the whole cell. It can lead to a lack of broader meaning when evaluating Young's modulus of yeast cells. In this report, we confirm the differences in results obtained when measuring the compression of a poly(dimethylsiloxane) bead using a commercial sharp tip versus a unique flat tip. The flat tip effectively avoids tip-derived errors, so we use this method to compress whole yeast cells and generate a force–deformation curve. We believe our proposed method is effective for evaluating Young's modulus of whole yeast cells.
Isolation of Adenosine and Cordysinin B from Anredera cordifolia that Stimulates CRE-Mediated Transcription in PC12 Cells 査読有り

Yasushi Ohizumi, Michi Kawada, Maki Kamada, Akira Nakajima, Koji Kajima, Nobuyuki Uozumi, Yasumasa Hara, Yuanqiang Guo, Masami Ishibashi

Planta Medica International Open　8　(01)　e19-e24　2021年3月
出版者・発行元： Georg Thieme Verlag KG
DOI： 10.1055/a-1395-6510 　

ISSN：2509-9264

eISSN：2509-6656

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<title>Abstract</title>Alzheimer’s disease is a typical neurodegenerative disorder, and its prevention or treatment poses great concern in advanced countries. In our survey of numerous natural resources with neurotrophic activities, we found that Anredera cordifolia improved memory impairment and increased cyclic adenosine monophosphate (AMP) response element-mediated transcription, an important step in signal transduction for memory formation. The extracts of this food were dissolved in methanol and then partitioned with three organic solvents and water, separating into n-hexane, ethyl acetate, n-butanol, and water layers. The n-butanol layer with the strongest activity on cyclic AMP-response element-dependent transcription was fractionated using silica gel column chromatography and then the activity was monitored using preparative high-performance liquid chromatography to give adenosine and cordysinin B, respectively. Both compounds showed a concentration-dependent increase in cyclic AMP-response element-mediated transcription activity. These results suggest that both adenosine and cordysinin B may participate in improving the action of A. cordifolia on memory impairment, and these actions, at least in part, result from the activation of adenosine A1, A2A, and A2B receptors.
Loss of cell wall integrity genes cpxA and mrcB causes flocculation in Escherichia coli. 国際誌査読有り

Keita Sugawara, Hayato Toyoda, Mami Kimura, Shunsuke Hayasaka, Hiromi Saito, Hiroshi Kobayashi, Kunio Ihara, Tomoaki Ida, Takaaki Akaike, Eiji Ando, Mamoru Hyodo, Yoshihiro Hayakawa, Shin Hamamoto, Nobuyuki Uozumi

Biochemical Journal　478　(1)　41-59　2021年1月15日

DOI： 10.1042/BCJ20200723 　

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Flocculation has been recognized for hundreds of years as an important phenomenon in brewing and wastewater treatment. However, the underlying molecular mechanisms remain elusive. The lack of a distinct phenotype to differentiate between slow-growing mutants and floc-forming mutants prevents the isolation of floc-related gene by conventional mutant screening. To overcome this, we performed a two-step Escherichia coli mutant screen. The initial screen of E. coli for mutants conferring floc production during high salt treatment yielded a mutant containing point mutations in 61 genes. The following screen of the corresponding single-gene mutants identified two genes, mrcB, encoding a peptidoglycan-synthesizing enzyme and cpxA, encoding a histidine kinase of a two-component signal transduction system that contributed to salt tolerance and flocculation prevention. Both single mutants formed flocs during high salt shock, these flocs contained cytosolic proteins. ΔcpxA exhibited decreased growth with increasing floc production and addition of magnesium to ΔcpxA suppressed floc production effectively. In contrast, the growth of ΔmrcB was inconsistent under high salt conditions. In both strains, flocculation was accompanied by the release of membrane vesicles containing inner and outer membrane proteins. Of 25 histidine kinase mutants tested, ΔcpxA produced the highest amount of proteins in floc. Expression of cpxP was up-regulated by high salt in ΔcpxA, suggesting that high salinity and activation of CpxR might promote floc formation. The finding that ΔmrcB or ΔcpxA conferred floc production indicates that cell envelope stress triggered by unfavorable environmental conditions cause the initiation of flocculation in E. coli.
放射性Naを用いた植物輸送体の体内動態

内山剛志, 竹林昂亮, 加藤恵, 鈴井伸郎, 尹永根, 河地有木, 藤巻秀, 渡部浩司, 池田隼人, 菊永英寿, 須田利美, 遠山翔, 三輪美沙子, 松山成男, 山上睦, 石丸泰寛, 魚住信之

アイソトープ・放射線研究発表会　1　89　2021年
出版者・発行元：公益社団法人日本アイソトープ協会
DOI： 10.50955/happyokai.1.0_89 　

eISSN：2436-4487

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植物はナトリウム（Na）に曝されると生育が阻害されるため，Na⁺輸送体HKT1を介してNa⁺を輸送することで耐塩性に寄与する．これまで根の木部柔細胞におけるHKT1の耐塩性への寄与は明らかにされているが，地上部を含めた植物全体におけるHKT1の生理的役割は解明されていない。本研究では、22Naを用いてhkt1変異株とHKT1導入株におけるNa吸収および体内循環を検討した。さらに、植物におけるNaの蓄積組織の同定を行った。
Analysis of Arabidopsis TPK2 and KCO3 reveals structural properties required for K+ channel function. 国際誌査読有り

Chihiro Uehara, Kota Takeda, Tatsuki Ibuki, Tadaomi Furuta, Naomi Hoshi, Ellen Tanudjaja, Nobuyuki Uozumi

Channels (Austin, Tex.)　14　(1)　336-346　2020年12月

DOI： 10.1080/19336950.2020.1825894 　

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Arabidopsis thaliana contains five tandem-pore domain potassium channels, TPK1-TPK5 and the related one-pore domain potassium channel, KCO3. Although KCO3 is unlikely to be an active channel, it still has a physiological role in plant cells. TPK2 is most similar to KCO3 and both are localized to the tonoplast. However, their function remains poorly understood. Here, taking advantage of the similarities between TPK2 and KCO3, we evaluated Ca2+ binding to the EF hands in TPK2, and the elements of KCO3 required for K+ channel activity. Presence of both EF-hand motifs in TPK2 resulted in Ca2+ binding, but EF1 or EF2 alone failed to interact with Ca2+. The EF hands were not required for K+ transport activity. EF1 contains two cysteines separated by two amino acids. Replacement of both cysteines with serines in TPK2 increased Ca2+ binding. We generated a two-pore domain chimeric K+ channel by replacing the missing pore region in KCO3 with a pore domain of TPK2. Alternatively, we generated two versions of simple one-pore domain K+ channels by removal of an extra region from KCO3. The chimera and one of the simple one-pore variants were functional channels. This strongly suggests that KCO3 is not a pseudogene and KCO3 retains components required for the formation of a functional K+ channel and oligomerization. Our results contribute to our understanding of the structural properties required for K+ channel activity.
Hik36-Hik43 and Rre6 act as a two-component regulatory system to control cell aggregation in Synechocystis sp. PCC6803. 国際誌査読有り

Kota Kera, Yuichiro Yoshizawa, Takehiro Shigehara, Tatsuya Nagayama, Masaru Tsujii, Saeko Tochigi, Nobuyuki Uozumi

Scientific Reports　10　(1)　19405-19405　2020年11月10日

DOI： 10.1038/s41598-020-76264-2 　

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In response to environmental stress the model cyanobacterium, Synechocystis sp. PCC6803 can switch from a planktonic state to autoaggregation and biofilm formation. The precise mechanism of this transition remains unknown. Here we investigated the role of a candidate two-component regulatory system (TCS) in controlling morphological changes, as a way to understand the intermediate molecular steps that are part of the signaling pathway. A bacterial two-hybrid assay showed that the response regulator Rre6 formed a TCS together with a split histidine kinase consisting of Hik36 and Hik43. Individual disruption mutants displayed autoaggregation in a static culture. In contrast, unlike in the wild type, high salinity did not induce biofilm formation in Δhik36, Δhik43 and Δrre6. The expression levels of exopolysaccharide (EPS) production genes were higher in Δhik36 and Δhik43, compared with the wild type, but lower in Δrre6, suggesting that the TCS regulated EPS production in Synechocystis. Rre6 interacted physically with the motor protein PilT2, that is a component of the type IV pilus system. This interaction was enhanced in a phosphomimic version of Rre6. Taken together, Hik36-Hik43-Rre6 function as an upstream component of the pili-related signal transduction cascade and control the prevention of cell adhesion and biofilm formation.
葉緑体の光合成活性に関わるイオン輸送体の最近の知見と動向

雅辻井, 信之魚住

生化学　92　(5)　748-752　2020年10月25日

DOI： 10.14952/SEIKAGAKU.2020.920748 　

ISSN：0037-1017
Functional characterization of multiple PAS domain-containing diguanylate cyclases in Synechocystis sp. PCC 6803. 国際誌査読有り

Ko Ishikawa, Chihiro Chubachi, Saeko Tochigi, Naomi Hoshi, Seiji Kojima, Mamoru Hyodo, Yoshihiro Hayakawa, Tadaomi Furuta, Kota Kera, Nobuyuki Uozumi

Microbiology (Reading, England)　166　(7)　659-668　2020年7月
出版者・発行元： Microbiology Society
DOI： 10.1099/mic.0.000929 　

ISSN：1350-0872

eISSN：1465-2080

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Bis-(3'-5')-cyclic dimeric guanosine monophosphate (c-di-GMP) is a second messenger known to control a variety of bacterial processes. The model cyanobacterium, Synechocystis sp. PCC 6803, has a score of genes encoding putative enzymes for c-di-GMP synthesis and degradation. However, most of them have not been functionally characterized. Here, we chose four genes in Synechocystis (dgcA-dgcD), which encode proteins with a GGDEF, diguanylate cyclase (DGC) catalytic domain and multiple Per-ARNT-Sim (PAS) conserved regulatory motifs, for detailed analysis. Puriﬁed DgcA, DgcB and DgcC were able to catalyze synthesis of c-di-GMP from two GTPs in vitro. DgcA had the highest activity, compared with DgcB and DgcC. DgcD did not show detectable activity. DgcA activity was specific for GTP and stimulated by the divalent cations, magnesium or manganese. Full activity of DgcA required the presence of the multiple PAS domains, probably because of their role in protein dimerization or stability. Synechocystis mutants carrying single deletions of dgcA-dgcD were not affected in their growth rate or biofilm production during salt stress, suggesting that there was functional redundancy in vivo. In contrast, overexpression of dgcA resulted in increased biofilm formation in the absence of salt stress. In this study, we characterize the enzymatic and physiological function of DgcA-DgcD, and propose that the PAS domains in DgcA function in maintaining the enzyme in its active form.
Diverse Physiological Functions of Cation Proton Antiporters across Bacteria and Plant Cells. 国際誌査読有り

Masaru Tsujii, Ellen Tanudjaja, Nobuyuki Uozumi

International Journal of Molecular Sciences　21　(12)　2020年6月26日

DOI： 10.3390/ijms21124566 　

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Membrane intrinsic transport systems play an important role in maintaining ion and pH homeostasis and forming the proton motive force in the cytoplasm and cell organelles. In most organisms, cation/proton antiporters (CPAs) mediate the exchange of K+, Na+ and Ca2+ for H+ across the membrane in response to a variety of environmental stimuli. The tertiary structure of the ion selective filter and the regulatory domains of Escherichia coli CPAs have been determined and a molecular mechanism of cation exchange has been proposed. Due to symbiogenesis, CPAs localized in mitochondria and chloroplasts of eukaryotic cells resemble prokaryotic CPAs. CPAs primarily contribute to keeping cytoplasmic Na+ concentrations low and controlling pH, which promotes the detoxification of electrophiles and formation of proton motive force across the membrane. CPAs in cyanobacteria and chloroplasts are regulators of photosynthesis and are essential for adaptation to high light or osmotic stress. CPAs in organellar membranes and in the plasma membrane also participate in various intracellular signal transduction pathways. This review discusses recent advances in our understanding of the role of CPAs in cyanobacteria and plant cells.
Calcium-Regulated Phosphorylation Systems Controlling Uptake and Balance of Plant Nutrients. 国際誌査読有り

Shunya Saito, Nobuyuki Uozumi

Frontiers in Plant Science　11　44-44　2020年

DOI： 10.3389/fpls.2020.00044 　

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Essential elements taken up from the soil and distributed throughout the whole plant play diverse roles in different tissues. Cations and anions contribute to maintenance of intracellular osmolarity and the formation of membrane potential, while nitrate, ammonium, and sulfate are incorporated into amino acids and other organic compounds. In contrast to these ion species, calcium concentrations are usually kept low in the cytosol and calcium displays unique behavior as a cytosolic signaling molecule. Various environmental stresses stimulate increases in the cytosolic calcium concentration, leading to activation of calcium-regulated protein kinases and downstream signaling pathways. In this review, we summarize the stress responsive regulation of nutrient uptake and balancing by two types of calcium-regulated phosphorylation systems: CPK and CBL-CIPK. CPK is a family of protein kinases activated by calcium. CBL is a group of calcium sensor proteins that interact with CIPK kinases, which phosphorylate their downstream targets. In Arabidopsis, quite a few ion transport systems are regulated by CPKs or CBL-CIPK complexes, including channels/transporters that mediate transport of potassium (KAT1, KAT2, GORK, AKT1, AKT2, HAK5, SPIK), sodium (SOS1), ammonium (AMT1;1, AMT1;2), nitrate and chloride (SLAC1, SLAH2, SLAH3, NRT1.1, NRT2.4, NRT2.5), and proton (AHA2, V-ATPase). CPKs and CBL-CIPKs also play a role in C/N nutrient response and in acquisition of magnesium and iron. This functional regulation by calcium-dependent phosphorylation systems ensures the growth of plants and enables them to acquire tolerance against various environmental stresses. Calcium serves as the key factor for the regulation of membrane transport systems.
Calibration process for the Young's modulus of a mechanically trapped microbead measured by atomic force microscopy

Di Chang, Takahiro Hirate, Chihiro Uehara, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai

MHS 2019 - 30th 2019 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science　2019年12月1日
出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.
DOI： 10.1109/MHS48134.2019.9249340 　
DAY-LENGTH-DEPENDENT DELAYED-GREENING1, the Arabidopsis Homolog of the Cyanobacterial H+-Extrusion Protein, Is Essential for Chloroplast pH Regulation and Optimization of Non-Photochemical Quenching. 査読有り

Kyohei Harada, Takatoshi Arizono, Ryoichi Sato, Mai Duy Luu Trinh, Akira Hashimoto, Masaru Kono, Masaru Tsujii, Nobuyuki Uozumi, Shinichi Takaichi, Shinji Masuda

Plant & Cell Physiology　60　(12)　2660-2671　2019年12月1日

DOI： 10.1093/pcp/pcz203 　

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Plants convert solar energy into chemical energy through photosynthesis, which supports almost all life activities on earth. Because the intensity and quality of sunlight can change dramatically throughout the day, various regulatory mechanisms help plants adjust their photosynthetic output accordingly, including the regulation of light energy accumulation to prevent the generation of damaging reactive oxygen species. Non-photochemical quenching (NPQ) is a regulatory mechanism that dissipates excess light energy, but how it is regulated is not fully elucidated. In this study, we report a new NPQ-regulatory protein named Day-Length-dependent Delayed-Greening1 (DLDG1). The Arabidopsis DLDG1 associates with the chloroplast envelope membrane, and the dldg1 mutant had a large NPQ value compared with wild type. The mutant also had a pale-green phenotype in developing leaves but only under continuous light; this phenotype was not observed when dldg1 was cultured in the dark for ≥8 h/d. DLDG1 is a homolog of the plasma membrane-localizing cyanobacterial proton-extrusion-protein A that is required for light-induced H+ extrusion and also shows similarity in its amino-acid sequence to that of Ycf10 encoded in the plastid genome. Arabidopsis DLDG1 enhances the growth-retardation phenotype of the Escherichia coli K+/H+ antiporter mutant, and the everted membrane vesicles of the E. coli expressing DLDG1 show the K+/H+ antiport activity. Our findings suggest that DLDG1 functionally interacts with Ycf10 to control H+ homeostasis in chloroplasts, which is important for the light-acclimation response, by optimizing the extent of NPQ.
The mechanosensitive channel YbdG from Escherichia coil has a role in adaptation to osmotic up-shock 国際誌査読有り

Amemiya, S, Toyoda, H. Kimura, M, Saito, H, Kobayashi, H, hara, K, Kamagata, K, Kawabata, R, Kato, S, Nakashimada, Y, Furuta, T, Hamamoto, S, Uozumi, N

J. Biol. Chem.　294　(33)　12281-12292　2019年8月16日

DOI： 10.1074/jbc.RA118.007340 　
Evidence for potassium transport acitivity of Arabidopsis KEA1-KEA6 国際誌査読有り

Tsujii, M, Kera, K, Hamamoto, S, Kuromori, T, Shikanai, T, Uozumi, N

Sci. Rep.　9　(1)　10040-10040　2019年7月11日

DOI： 10.1038/s41598-019-46463-7 　
Cesium inhibits plant growth primarily through reduction of potassium influx and accumulation in Arabidopsis 査読有り

Adams, E, Miyazaki, T, Saito, S, Uozumi, N, Shin, R

Plant & Cell Physiology　60　(1)　63-76　2019年1月1日

DOI： 10.1093/pcp/pcy188 　
Guard cell membrane anion transport sGuard cell membrane anion transport systems and their regulatory components: An elaborate mechanism controlling stress-induced stomatal closureystems and their regulatory components: An elaborate mechanism controlling 査読有り

Saito, S, Uozumi, N

Plants　8　(1)　9　2019年
Mechanical Characterization of a Single Yeast Cell Using a Robot Integrated Microfluidic Chip

Di Chang, Shinya Sakuma, Chihiro Uehara, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai

MHS 2018 - 2018 29th International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science　2018年12月1日
出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.
DOI： 10.1109/MHS.2018.8886914 　
Reduction of Spermidine Content Resulting from Inactivation of Two Arginine Decarboxylases Increases Biofilm Formation in Synechocystis sp. Strain PCC 6803. 査読有り

Kera K, Nagayama T, Nanatani K, Saeki-Yamoto C, Tominaga A, Souma S, Miura N, Takeda K, Kayamori S, Ando E, Higashi K, Igarashi K, Uozumi N

Journal of Bacteriology　200　(9)　E00664-17　2018年9月
N-myristoylation and S-acylation are common modifications of Ca²⁺ -regulated Arabidopsis kinases and are required for activation of the SLAC1 anion channel. 査読有り

Saito, S, Hamamoto, S, Moriya, K, Matsuura, A, Sato, Y, Muto, J, Noguchi, H, Yamauchi, S, Tozawa, Y, Ueda, M, Hashimoto, K, Köster, P. Qiuyan. D, Held, K, Kudla, J, Utsumi, T, Uozumi, N

New Phytologist　218　(4)　1504-1521　2018年6月1日
出版者・発行元：
DOI： 10.1111/nph.15053 　

ISSN：1469-8137 0028-646X
Measurement of the mechanical properties of single: Synechocystis sp. strain PCC6803 cells in different osmotic concentrations using a robot-integrated microfluidic chip 査読有り

Di Chang, Shinya Sakuma, Kota Kera, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai

Lab on a Chip　18　(8)　1241-1249　2018年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry
DOI： 10.1039/c7lc01245d 　

ISSN：1473-0189 1473-0197

eISSN：1473-0189
Identification and characterization of compounds that affect stomatal movements 査読有り

Toh, S, Inoue, S, Toda Y, Yuki, T, Suzuki, K, Hamamoto, S, Fukatsu, K, Aoki, S, Uchida, M, Asai, E, Uozumi, N, Ayato S, Kinoshita, T

Plant & Cell Physiology　59　1568-1580　2018年
Ion Channels Regulate Nyctinastic Leaf Opening in Samanea saman 査読有り

Takaya Oikawa, Yasuhiro Ishimaru, Shintaro Munemasa, Yusuke Takeuchi, Kento Washiyama, Shin Hamamoto, Nobuyuki Yoshikawa, Yoshiyuki Mutara, Nobuyuki Uozumi, Minoru Ueda

Current Biology　28　2230-2238　2018年
出版者・発行元： Cell Press
DOI： 10.1016/j.cub.2018.05.042 　

ISSN：0960-9822
In vitro and in vivo characterization of modulation of the vacuolar cation channel TRPY1 from Saccharomyces cerevisiae 査読有り

Hamamoto, S, Mori, Y, Yabe, I, Uozumi,N

FEBS Journal　285　1146-1161　2018年
Identification of regions responsible for the function of the plant K+ channels KAT1 and AKT2 in Saccharomyces cerevisiae and Xenopus laevis oocytes 査読有り

Shunya Saito, Naomi Hoshi, Lalu Zulkifli, Sri Widyastuti, Shinobu Goshima, Ingo Dreyer, Nobuyuki Uozumi

Channels　11　(6)　510-516　2017年11月2日
出版者・発行元： Taylor and Francis Inc.
DOI： 10.1080/19336950.2017.1372066 　

ISSN：1933-6969 1933-6950
Dimerization of GTR1 regulates their plasma membrane localization 査読有り

Yasuhiro Ishimaru, Kento Washiyama, Takaya Oikawa, Shin Hamamoto, Nobuyuki Uozumi, Minoru Ueda

Plant Signaling and Behavior　12　(6)　e1334749　2017年6月3日
出版者・発行元： Taylor and Francis Inc.
DOI： 10.1080/15592324.2017.1334749 　

ISSN：1559-2324 1559-2316
Probing native metal ion association sites through quenching of fluorophores in the nucleotide-binding domains of the ABC transporter MsbA 査読有り

Daiki Tatsumi, Kei Nanatani, Yuto Koike, Kiyoto Kamagata, Satoshi Takahashi, Ayumu Konno, Tadaomi Furuta, Minoru Sakurai, Nobuyuki Uozumi

Biochemical Journal　474　1993-2007　2017年6月

DOI： 10.1042/BCJ20161051 　

ISSN：0264-6021

eISSN：1470-8728
Kup-mediated Cs+ uptake and Kdp-driven K+ uptake coordinate to promote cell growth during excess Cs+ conditions in Escherichia coli 査読有り

Ellen Tanudjaja, Naomi Hoshi, Yi-Hsin Su, Shin Hamamoto, Nobuyuki Uozumi

SCIENTIFIC REPORTS　7　2122　2017年5月

DOI： 10.1038/s41598-017-02164-7 　

ISSN：2045-2322
GTR1 is a jasmonic acid and jasmonoyl-L-isoleucine transporter in Arabidopsis thaliana 査読有り

Yasuhiro Ishimaru, Takaya Oikawa, Takeshi Suzuki, Syohei Takeishi, Hideyuki Matsuura, Kosaku Takahashi, Shin Hamamoto, Nobuyuki Uozumi, Takafumi Shimizu, Mitsunori Seo, Hiroyuki Ohta, Minoru Ueda

BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY　81　(2)　249-255　2017年2月

DOI： 10.1080/09168451.2016.1246174 　

ISSN：0916-8451

eISSN：1347-6947
Mechanical Characterization of a Single Synechocystis sp. PCC 6803 Cell in Different Osmolarity Solutions

Chang Di, Sakuma Shinya, Kera Kota, Uozumi Nobuyuki, Arai Fumihito

2017 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MICRO-NANOMECHATRONICS AND HUMAN SCIENCE (MHS)　.　2017年

ISSN：2474-378X
The topogenic function of S4 promotes membrane insertion of the voltage-sensor domain in the KvAP channel 査読有り

Eriko Mishima, Yoko Sato, Kei Nanatani, Naomi Hoshi, Jong-Kook Lee, Nina Schiller, Gunnar von Heijne, Masao Sakaguchi, Nobuyuki Uozumi

BIOCHEMICAL JOURNAL　473　4361-4372　2016年12月

DOI： 10.1042/BCJ20160746 　

ISSN：0264-6021

eISSN：1470-8728
Nerve growth factor enhances the CRE-dependent transcriptional activity activated by nobiletin in PC12 cells 査読有り

Jiro Takito, Junko Kimura, Koji Kajima, Nobuyuki Uozumi, Makoto Watanabe, Akihito Yokosuka, Yoshihiro Mimaki, Masanori Nakamura, Yasushi Ohizumi

CANADIAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY AND PHARMACOLOGY　94　(7)　728-733　2016年7月

DOI： 10.1139/cjpp-2015-0394 　

ISSN：0008-4212

eISSN：1205-7541
Involvement of Potassium Transport Systems in the Response of Synechocystis PCC 6803 Cyanobacteria to External pH Change, High-Intensity Light Stress and Heavy Metal Stress 査読有り

Vanessa Checchetto, Anna Segalla, Yuki Sato, Elisabetta Bergantino, Ildiko Szabo, Nobuyuki Uozumi

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　57　(4)　862-877　2016年4月

DOI： 10.1093/pcp/pcw032 　

ISSN：0032-0781

eISSN：1471-9053
Ion Channels in Plant Bioenergetic Organelles, Chloroplasts and Mitochondria: From Molecular Identification to Function 査読有り

Luca Carraretto, Enrico Teardo, Vanessa Checchetto, Giovanni Finazzi, Nobuyuki Uozumi, Ildiko Szabo

MOLECULAR PLANT　9　(3)　371-395　2016年3月

DOI： 10.1016/j.molp.2015.12.004 　

ISSN：1674-2052

eISSN：1752-9867
Limonene enhances the cAMP response element (CRE)-dependent transcriptional activity activated via adenosine A2A receptor in a neural-crest derived cell line, PC-12 査読有り

Takito, J, Ota, M, Oba, C, Fujiwara, H, Murata, K, Yamaguchi, K, Uozumi, N, Nakamura, M, Inomata, H, Ohizumi, Y

Planta Medica International Open　3　(3)　e60-e62　2016年

DOI： 10.1055/s-0042-118778 　
The Phytosiderophore Efflux Transporter TOM2 Is Involved in Metal Transport in Rice 査読有り

Tomoko Nozoye, Seiji Nagasaka, Takanori Kobayashi, Yuki Sato, Nobuyuki Uozumi, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　290　(46)　27688-27699　2015年11月

DOI： 10.1074/jbc.M114.635193 　

eISSN：1083-351X
Iron deficiency regulated OsOPT7 is essential for iron homeostasis in rice 査読有り

Khurram Bashir, Yasuhiro Ishimaru, Reiko Nakanishi Itai, Takeshi Senoura, Michiko Takahashi, Gynheung An, Takaya Oikawa, Minoru Ueda, Aiko Sato, Nobuyuki Uozumi, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa

PLANT MOLECULAR BIOLOGY　88　(1-2)　165-176　2015年5月

DOI： 10.1007/s11103-015-0315-0 　

ISSN：0167-4412

eISSN：1573-5028
HKT transporters mediate salt stress resistance in plants: from structure and function to the field 査読有り

Shin Hamamoto, Tomoaki Horie, Felix Hauser, Ulrich Deinlein, Julian I. Schroeder, Nobuyuki Uozumi

CURRENT OPINION IN BIOTECHNOLOGY　32　113-120　2015年4月

DOI： 10.1016/j.copbio.2014.11.025 　

ISSN：0958-1669

eISSN：1879-0429
The jasmonate-responsive GTR1 transporter is required for gibberellin-mediated stamen development in Arabidopsis 査読有り

Hikaru Saito, Takaya Oikawa, Shin Hamamoto, Yasuhiro Ishimaru, Miyu Kanamori-Sato, Yuko Sasaki-Sekimoto, Tomoya Utsumi, Jing Chen, Yuri Kanno, Shinji Masuda, Yuji Kamiya, Mitsunori Seo, Nobuyuki Uozumi, Minoru Ueda, Hiroyuki Ohta

NATURE COMMUNICATIONS　6　6095　2015年2月

DOI： 10.1038/ncomms7095 　

ISSN：2041-1723
Comparative Analysis of kdp and ktr Mutants Reveals Distinct Roles of the Potassium Transporters in the Model Cyanobacterium Synechocystis sp Strain PCC 6803 査読有り

Kei Nanatani, Toshiaki Shijuku, Yousuke Takano, Lalu Zulkifli, Tomoko Yamazaki, Akira Tominaga, Satoshi Souma, Kiyoshi Onai, Megumi Morishita, Masahiro Ishiura, Martin Hagemann, Iwane Suzuki, Hisataka Maruyama, Fumihito Arai, Nobuyuki Uozumi

JOURNAL OF BACTERIOLOGY　197　(4)　676-687　2015年2月

DOI： 10.1128/JB.02276-14 　

ISSN：0021-9193

eISSN：1098-5530
A Cell-Free Translocation System Using Extracts of Cultured Insect Cells to Yield Functional Membrane Proteins 査読有り

Toru Ezure, Kei Nanatani, Yoko Sato, Satomi Suzuki, Keishi Aizawa, Satoshi Souma, Masaaki Ito, Takahiro Hohsaka, Gunnar von Heijine, Toshihiko Utsumi, Keietsu Abe, Eiji Ando, Nobuyuki Uozumi

PLOS ONE　9　(12)　e112874　2014年12月

DOI： 10.1371/journal.pone.0112874 　

ISSN：1932-6203
The phosphoinositide PI(3,5)P-2 mediates activation of mammalian but not plant TPC proteins: functional expression of endolysosomal channels in yeast and plant cells 査読有り

Anna Boccaccio, Joachim Scholz-Starke, Shin Hamamoto, Nina Larisch, Margherita Festa, Paul Vijay Kanth Gutla, Alex Costa, Petra Dietrich, Nobuyuki Uozumi, Armando Carpaneto

CELLULAR AND MOLECULAR LIFE SCIENCES　71　(21)　4275-4283　2014年11月

DOI： 10.1007/s00018-014-1623-2 　

ISSN：1420-682X

eISSN：1420-9071
Molecular cloning and expression analysis of a gene encoding KUP/HAK/KT-type potassium uptake transporter from Cryptomeria japonica 査読有り

Yoshihiro Hosoo, Yukiya Kimura, Kei Nanatani, Nobuyuki Uozumi

TREES-STRUCTURE AND FUNCTION　28　(5)　1527-1537　2014年10月

DOI： 10.1007/s00468-014-1059-1 　

ISSN：0931-1890

eISSN：1432-2285
Defining membrane spanning domains and crucial membrane-localized acidic amino acid residues for K+ transport of a Kup/HAK/KT-type Escherichia coli potassium transporter 査読有り

Yoko Sato, Kei Nanatani, Shin Hamamoto, Makoto Shimizu, Miho Takahashi, Mayumi Tabuchi-Kobayashi, Akifumi Mizutani, Julian I. Schroeder, Satoshi Souma, Nobuyuki Uozumi

JOURNAL OF BIOCHEMISTRY　155　(5)　315-323　2014年5月

DOI： 10.1093/jb/mvu007 　

ISSN：0021-924X

eISSN：1756-2651
Organelle-localized potassium transport systems in plants 査読有り

Shin Hamamoto, Nobuyuki Uozumi

JOURNAL OF PLANT PHYSIOLOGY　171　(9)　743-747　2014年5月

DOI： 10.1016/j.jplph.2013.09.022 　

ISSN：0176-1617

eISSN：1618-1328
The wheat chloroplastic proteome 査読有り

Abu Hena Mostafa Kamal, Kun Cho, Jong-Soon Choi, Kwang-Hee Bae, Setsuko Komatsu, Nobuyuki Uozumi, Sun Hee Woo

JOURNAL OF PROTEOMICS　93　326-342　2013年11月

DOI： 10.1016/j.jprot.2013.03.009 　

ISSN：1874-3919

eISSN：1876-7737
Characterization of the role of a mechanosensitive channel in osmotic down shock adaptation in Synechocystis sp PCC 6803 査読有り

Kei Nanatani, Toshiaki Shijuku, Masaro Akai, Yoshinori Yukutake, Masato Yasui, Shin Hamamoto, Kiyoshi Onai, Megumi Morishita, Masahiro Ishiura, Nobuyuki Uozumi

CHANNELS　7　(4)　238-242　2013年7月

DOI： 10.4161/chan.25350 　

ISSN：1933-6950

eISSN：1933-6969
Molecular bases of multimodal regulation of a fungal transient receptor potential (TRP) channel 査読有り

Makoto Ihara, Shin Hamamoto, Yohei Miyanoiri, Mitsuhiro Takeda, Masatsune Kainosho, Isamu Yabe, Nobuyuki Uozumi, Atsuko Yamashita

Journal of Biological Chemistry　288　(21)　15303-15317　2013年5月24日

DOI： 10.1074/jbc.M112.434795 　

ISSN：0021-9258 1083-351X
Sodium transport system in plant cells 招待有り査読有り

Toshio Yamaguchi, Shin Hamamoto, Nobuyuki Uozumi

Frontiers in Plant Science　4　2013年
出版者・発行元： Frontiers Media SA
DOI： 10.3389/fpls.2013.00410 　

eISSN：1664-462X
A simple fed-batch method for transcription and insect cell-free translation 査読有り

Yoko Sato, Keishi Aizawa, Toru Ezure, Eiji Ando, Nobuyuki Uozumi

JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING　114　(6)　677-679　2012年12月

DOI： 10.1016/j.jbiosc.2012.06.015 　

ISSN：1389-1723
Aquaporin AqpZ Is Involved in Cell Volume Regulation and Sensitivity to Osmotic Stress in Synechocystis sp Strain PCC 6803 査読有り

Masaro Akai, Kiyoshi Onai, Megumi Morishita, Hiroyuki Mino, Toshiaki Shijuku, Hisataka Maruyama, Fumihito Arai, Shigeru Itoh, Akihiro Hazama, Vanessa Checchetto, Ildiko Szabo, Yoshinori Yukutake, Makoto Suematsu, Masato Yasui, Masahiro Ishiura, Nobuyuki Uozumi

JOURNAL OF BACTERIOLOGY　194　(24)　6828-6836　2012年12月

DOI： 10.1128/JB.01665-12 　

ISSN：0021-9193
Thylakoid potassium channel is required for efficient photosynthesis in cyanobacteria 査読有り

Vanessa Checchetto, Anna Segalla, Guillaume Allorent, Nicoletta La Rocca, Luigi Leanza, Giorgio Mario Giacometti, Nobuyuki Uozumi, Giovanni Finazzi, Elisabetta Bergantino, Ildiko Szabo

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　109　(27)　11043-11048　2012年7月

DOI： 10.1073/pnas.1205960109 　

ISSN：0027-8424
Towards an understanding of wheat chloroplasts: a methodical investigation of thylakoid proteome 査読有り

Abu Hena Mostafa Kamal, Kun Cho, Setsuko Komatsu, Nobuyuki Uozumi, Jong-Soon Choi, Sun Hee Woo

MOLECULAR BIOLOGY REPORTS　39　(5)　5069-5083　2012年5月

DOI： 10.1007/s11033-011-1302-4 　

ISSN：0301-4851

eISSN：1573-4978
Rice phenolics efflux transporter 2 (PEZ2) plays an important role in solubilizing apoplasmic iron 査読有り

Khurram Bashir, Yasuhiro Ishimaru, Hugo Shimo, Yusuke Kakei, Takeshi Senoura, Ryuichi Takahashi, Yutaka Sato, Yuki Sato, Nobuyuki Uozumi, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa

SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION　57　(6)　803-812　2011年12月

DOI： 10.1080/00380768.2011.637305 　

ISSN：0038-0768
Uniquely evolved plant ion channels 招待有り査読有り

Nobuyuki Uozumi

FEBS JOURNAL　278　(22)　4261-4261　2011年11月

DOI： 10.1111/j.1742-4658.2011.08372.x 　

ISSN：1742-464X
Potassium channels in plant cells 招待有り査読有り

Ingo Dreyer, Nobuyuki Uozumi

FEBS JOURNAL　278　(22)　4293-4303　2011年11月

DOI： 10.1111/j.1742-4658.2011.08371.x 　

ISSN：1742-464X

eISSN：1742-4658
Plant-Specific Cation/H+ Exchanger 17 and Its Homologs Are Endomembrane K+ Transporters with Roles in Protein Sorting 査読有り

Salil Chanroj, Yongxian Lu, Senthilkumar Padmanaban, Kei Nanatani, Nobuyuki Uozumi, Rajini Rao, Heven Sze

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　286　(39)　33931-33941　2011年9月

DOI： 10.1074/jbc.M111.252650 　

ISSN：0021-9258
Plasma Membrane Aquaporin AqpZ Protein Is Essential for Glucose Metabolism during Photomixotrophic Growth of Synechocystis sp PCC 6803 査読有り

Masaro Akai, Kiyoshi Onai, Miyako Kusano, Mayuko Sato, Henning Redestig, Kiminori Toyooka, Megumi Morishita, Hiroshi Miyake, Akihiro Hazama, Vanessa Checchetto, Ildiko Szabo, Ken Matsuoka, Kazuki Saito, Masato Yasui, Masahiro Ishiura, Nobuyuki Uozumi

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　286　(28)　25224-25235　2011年7月

DOI： 10.1074/jbc.M111.236380 　

ISSN：0021-9258
A Rice Phenolic Efflux Transporter Is Essential for Solubilizing Precipitated Apoplasmic Iron in the Plant Stele 査読有り

Yasuhiro Ishimaru, Yusuke Kakei, Hugo Shimo, Khurram Bashir, Yutaka Sato, Yuki Sato, Nobuyuki Uozumi, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　286　(28)　24649-24655　2011年7月

DOI： 10.1074/jbc.M111.221168 　

ISSN：0021-9258
12-Hydroxyjasmonic Acid Glucoside Is a COI1-JAZ-Independent Activator of Leaf-Closing Movement in Samanea saman 査読有り

Yoko Nakamura, Axel Mithoefer, Erich Kombrink, Wilhelm Boland, Shin Hamamoto, Nobuyuki Uozumi, Kentaro Tohma, Minoru Ueda

PLANT PHYSIOLOGY　155　(3)　1226-1236　2011年3月

DOI： 10.1104/pp.110.168617 　

ISSN：0032-0889
Phytosiderophore Efflux Transporters Are Crucial for Iron Acquisition in Graminaceous Plants 査読有り

Tomoko Nozoye, Seiji Nagasaka, Takanori Kobayashi, Michiko Takahashi, Yuki Sato, Yoko Sato, Nobuyuki Uozumi, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　286　(7)　5446-5454　2011年2月

DOI： 10.1074/jbc.M110.180026 　

eISSN：1083-351X
Pollen Tubes Lacking a Pair of K+ Transporters Fail to Target Ovules in Arabidopsis 査読有り

Yongxian Lu, Salil Chanroj, Lalu Zulkifli, Mark A. Johnson, Nobuyuki Uozumi, Alice Cheung, Heven Sze

PLANT CELL　23　(1)　81-93　2011年1月

DOI： 10.1105/tpc.110.080499 　

ISSN：1040-4651

eISSN：1532-298X
Arabidopsis CHX16-20 are endomembrane cation transporters with distinct activities and emerging role in protein sorting. 査読有り

Chanroj, S, Lu, Y, Padmanaban, S, Nanatani, K, Uozumi, N, Rao R, Sze. H

J. Biol. Chem.　2011年
The KtrA and KtrE Subunits Are Required for Na+-Dependent K+ Uptake by KtrB across the Plasma Membrane in Synechocystis sp. Strain PCC 6803 査読有り

Lalu Zulkifli, Masaro Akai, Asuka Yoshikawa, Mie Shimojima, Hiroyuki Ohta, H. Robert Guy, Nobuyuki Uozumi

JOURNAL OF BACTERIOLOGY　192　(19)　5063-5070　2010年10月

DOI： 10.1128/JB.00569-10 　

ISSN：0021-9193
Roles of tandem-pore K+ channels in plants – a puzzle still to be solved. 査読有り

Voelker, C, Gomez-Porras, J. L, Becker, D, Hamamoto, S, Uozumi, N, Gambale, F, Mueller-Roeber, B, Czempinski, K, Dreyer, I

Plant Biology　12　56-63　2010年9月

DOI： 10.1111/j.1438-8677.2010.00353.x 　

ISSN：1435-8603
Cell-free protein N-myristoylation system utilizing wheat-germ extracts facilitates update of consensus motif for the modification of plant proteins 査読有り

Yamauchi, S, Fusada, N, Hayashi, H, Utsumi, T, Uozumi, N, Tozawa, Y

FEBS. J.　2010年7月1日
Modulation of the Arabidopsis KAT1 channel by an activator of protein kinase C in Xenopus laevis oocytes 査読有り

Aiko Sato, Franco Gambale, Ingo Dreyer, Nobuyuki Uozumi

FEBS JOURNAL　277　(10)　2318-2328　2010年5月

DOI： 10.1111/j.1742-4658.2010.07647.x 　

ISSN：1742-464X

eISSN：1742-4658
Ion channels and plant stress: past, present and future 招待有り査読有り

Uozumi, N, Schroeder J.I

Ion Channels and Plant Stress Responses　1-22　2010年5月1日
A Trk/HKT-Type K+ Transporter from Trypanosoma brucei 査読有り

Marc Mosimann, Shinobu Goshima, Tanja Wenzler, Alexandra Luescher, Nobuyuki Uozumi, Pascal Maeser

EUKARYOTIC CELL　9　(4)　539-546　2010年4月

DOI： 10.1128/EC.00314-09 　

ISSN：1535-9778

eISSN：1535-9786
A Novel Potassium Channel in Photosynthetic Cyanobacteria 査読有り

Manuela Zanetti, Enrico Teardo, Nicoletta La Rocca, Lalu Zulkifli, Vanessa Checchetto, Toshiaki Shijuku, Yuki Sato, Giorgio Mario Giacometti, Noboyuki Uozumi, Elisabetta Bergantino, Ildiko Szabo

PLOS ONE　5　(4)　1-10　2010年4月

DOI： 10.1371/journal.pone.0010118 　

ISSN：1932-6203
Threonine at position 306 of the KAT1 potassium channel is essential for channel activity and is a target site for ABA-activated SnRK2/OST1/SnRK2.6 protein kinase 査読有り

Aiko Sato, Yuki Sato, Yoichiro Fukao, Masayuki Fujiwara, Taishi Umezawa, Kazuo Shinozaki, Takao Hibi, Mitsutaka Taniguchi, Hiroshi Miyake, Derek B. Goto, Nobuyuki Uozumi

BIOCHEMICAL JOURNAL　424　439-448　2009年12月

DOI： 10.1042/BJ20091221 　

ISSN：0264-6021

eISSN：1470-8728
The Implication of YggT of Escherichia coli in Osmotic Regulation 査読有り

Tomokazu Ito, Nobuyuki Uozumi, Tatsunosuke Nakamura, Sayuri Takayama, Nobuyuki Matsuda, Hirofumi Aiba, Hisashi Hemmi, Tohru Yoshimura

BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY　73　(12)　2698-2704　2009年12月

DOI： 10.1271/bbb.90558 　

ISSN：0916-8451

eISSN：1347-6947
Identification and Characterization of the Na+/H+ Antiporter Nhas3 from the Thylakoid Membrane of Synechocystis sp PCC 6803 査読有り

Kenta Tsunekawa, Toshiaki Shijuku, Mitsuo Hayashimoto, Yoichi Kojima, Kiyoshi Onai, Megumi Morishita, Masahiro Ishiura, Teruo Kuroda, Tatsunosuke Nakamura, Hiroshi Kobayashi, Mayuko Sato, Kiminori Toyooka, Ken Matsuoka, Tatsuo Omata, Nobuyuki Uozumi

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　284　(24)　16513-16521　2009年6月

DOI： 10.1074/jbc.M109.001875 　

ISSN：0021-9258
Synchrony between flower opening and petal-color change from red to blue in morning glory, Ipomoea tricolor cv. Heavenly Blue 査読有り

Kumi Yoshida, Naoko Miki, Kazumi Mononoi, Miki Kawachi, Kiyoshi Katou, Yoshiji Okazaki, Nobuyuki Uozumi, Masayoshi Maeshima, Tadao Kondo

PROCEEDINGS OF THE JAPAN ACADEMY SERIES B-PHYSICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES　85　(6)　187-197　2009年6月

DOI： 10.2183/pjab.85.187 　

ISSN：0386-2208
Contribution of salicylic acid glucosyltransferase, OsSGT1, to chemically induced disease resistance in rice plants 査読有り

Kenji Umemura, Junji Satou, Michiaki Iwata, Nobuyuki Uozumi, Jinichiro Koga, Tomonori Kawano, Tomokazu Koshiba, Hiroyuki Anzai, Masaaki Mitomi

PLANT JOURNAL　57　(3)　463-472　2009年2月

DOI： 10.1111/j.1365-313X.2008.03697.x 　

ISSN：0960-7412
Novel Treatment for Lithium-Induced Nephrogenic Diabetes Insipidus Rat Model Using the Sendai-Virus Vector Carrying Aquaporin 2 Gene 査読有り

Hidetaka Suga, Hiroshi Nagasaki, Taka-aki Kondo, Yoshiki Okajima, Chizuko Suzuki, Nobuaki Ozaki, Hiroshi Arima, Tokunori Yamamoto, Noriyuki Ozaki, Masaro Akai, Aiko Sato, Nobuyuki Uozumi, Makoto Inoue, Mamoru Hasegawa, Yutaka Oiso

ENDOCRINOLOGY　149　(11)　5803-5810　2008年11月

DOI： 10.1210/en.2007-1806 　

ISSN：0013-7227
Electrophysiological Properties of NtTPK1 Expressed in Yeast Tonoplast 査読有り

Shin Hamamoto, Isamu Yabe, Nobuyuki Uozumi

BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY　72　(10)　2785-2787　2008年10月

DOI： 10.1271/bbb.80354 　

ISSN：0916-8451

eISSN：1347-6947
Electrophysiological Properties of NtTPK1 Expressed in Yeast Tonoplast

Shin Hamamoto, Isamu Yabe, Nobuyuki Uozumi

BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY　72　(10)　2785-2787　2008年10月

DOI： 10.1271/bbb.80354 　

ISSN：0916-8451

eISSN：1347-6947
Purification of the functional plant membrane channel KAT1 査読有り

Takao Hibi, Shiho Aoki, Keisuke Oda, Shintaro Munemasa, Shunsuke Ozaki, Osamu Shirai, Yoshiyuki Murata, Nobuyuki Uozumi

BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS　374　(3)　465-469　2008年9月

DOI： 10.1016/j.bbrc.2008.07.026 　

ISSN：0006-291X

eISSN：1090-2104
Micropatterning of hydrogel and on-chip long time monitoring of individual cells in a cage

Fumihito Arai, Hideyuki Matsumoto, Toshiaki Shijuku, Nobuyuki Uozumi

12th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences - The Proceedings of MicroTAS 2008 Conference　1861-1863　2008年
出版者・発行元： Chemical and Biological Microsystems Society
Characterization of a tobacco TPK-type K+ channel as a novel tonoplast K+ channel using yeast tonoplasts 査読有り

Shin Hamamoto, Junichiro Marui, Ken Matsuoka, Kyohei Higashi, Kazuei Igarashi, Tsuyoshi Nakagawa, Teruo Kuroda, Yasuo Mori, Yoshiyuki Murata, Yoichi Nakanishi, Masayoshi Maeshima, Isamu Yabe, Nobuyuki Uozumi

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　283　(4)　1911-1920　2008年1月

DOI： 10.1074/jbc.M708213200 　

ISSN：0021-9258

eISSN：1083-351X
Contribution of hydrophobic and electrostatic interactions to the membrane integration of the Shaker K+ channel voltage sensor domain 査読有り

Liyan Zhang, Yoko Sato, Tara Hessa, Gunnar von Heijne, Jong-Kook Lee, Itsuo Kodama, Masao Sakaguchi, Nobuyuki Uozumi

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　104　(20)　8263-8268　2007年5月

DOI： 10.1073/pnas.0611007104 　

ISSN：0027-8424
Role of positively charged amino acids in the M2(D) transmembrane helix of Ktr/Trk/HKT type cation transporters 査読有り

Naoki Kato, Masaro Akai, Lalu Zulkifli, Nobuyuki Matsuda, Yasuhiro Kato, Shinobu Goshima, Akihiro Hazama, Mutsumi Yamagami, H. Robert Guy, Nobuyuki Uozumi

CHANNELS　1　(3)　161-171　2007年5月

ISSN：1933-6950
Mutation of his-157 in the second pore loop drastically reduces the activity of the Synechocystis Ktr-type transporter 査読有り

Lalu Zulkifli, Nobuyuki Uozumi

JOURNAL OF BACTERIOLOGY　188　(22)　7985-7987　2006年11月

DOI： 10.1128/JB.00886-06 　

ISSN：0021-9193
Nomenclature for HKT transporters, key determinants of plant salinity tolerance 査読有り

J. Damien Platten, Olivier Cotsaftis, Pierre Berthomieu, Hans Bohnert, Romola J. Davenport, David J. Fairbairn, Tomoaki Horie, Roger A. Leigh, Hong-Xuan Lin, Sheng Luan, Pascal Maeser, Omar Pantoja, Alonso Rodriguez-Navarro, Daniel P. Schachtman, Julian I. Schroeder, Herve Sentenac, Nobuyuki Uozumi, Anne-Alienor Very, Jian-Kang Zhu, Elizabeth S. Dennis, Mark Tester

TRENDS IN PLANT SCIENCE　11　(8)　372-374　2006年8月

DOI： 10.1016/j.tplants.2006.06.001 　

ISSN：1360-1385
Properties of Shaker-type potassium channels in higher plants 査読有り

F. Gambale, N. Uozumi

JOURNAL OF MEMBRANE BIOLOGY　210　(1)　1-19　2006年3月

DOI： 10.1007/S00232-006-0856-X 　

ISSN：0022-2631

eISSN：1432-1424
Ktr-mediated potassium transport, a major pathway for potassium uptake, is coupled to a proton gradient across the membrane in Synechocystis sp. PCC 6803 査読有り

Nobuyuki Matsuda, Nobuyuki Uozumi

Bioscience, Biotechnology and Biochemistry　70　(1)　273-275　2006年

DOI： 10.1271/bbb.70.273 　

ISSN：0916-8451 1347-6947
All four putative selectivity filter glycine residues in KtrB are essential for high affinity and selective K+ uptake by the KtrAB system from Vibrio alginolyticus 査読有り

N Tholema, M Vor der Bruggen, P Maser, T Nakamura, JI Schroeder, H Kobayashi, N Uozumi, EP Bakker

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　280　(50)　41146-41154　2005年12月

DOI： 10.1074/jbc.M507647200 　

ISSN：0021-9258
Enhanced salt tolerance mediated by AtHKT1 transporter-induced Na+ unloading from xylem vessels to xylem parenchyma cells 査読有り

Sunarpi, T Horie, J Motoda, M Kubo, H Yang, K Yoda, R Horie, WY Chan, HY Leung, K Hattori, M Konomi, M Osumi, M Yamagami, JI Schroeder, N Uozumi

PLANT JOURNAL　44　(6)　928-938　2005年12月

DOI： 10.1111/j.1365-313X.2005.02595.x 　

ISSN：0960-7412
Further application of a two-step heparin affinity chromatography method using divalent cations as eluents: Purification and identification of membrane-bound heparin binding proteins from the mitochondrial fraction of HL-60 cells 査読有り

T Iida, M Kamo, N Uozumi, T Inui, K Imai

JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY B-ANALYTICAL TECHNOLOGIES IN THE BIOMEDICAL AND LIFE SCIENCES　823　(2)　209-212　2005年9月

DOI： 10.1016/j.chroma.2005.06.025 　

ISSN：1570-0232
Na+-dependent K+ uptake ktr system from the cyanobacterium Synechocystis sp PCC 6803 and its role in the early phases of cell adaptation to hyperosmotic shock 査読有り

N Matsuda, H Kobayashi, H Katoh, T Ogawa, L Futatsugi, T Nakamura, EP Bakker, N Uozumi

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　279　(52)　54952-54962　2004年12月

DOI： 10.1074/jbc.M407268200 　

ISSN：0021-9258
Mechanosensitivity of GIRK channels is mediated by protein kinase C-dependent channel-phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate interaction 査読有り

LY Zhang, JK Lee, SA John, N Uozumi, Kodama, I

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　279　(8)　7037-7047　2004年2月

DOI： 10.1074/jbc.M307323200 　

ISSN：0021-9258
Topogenesis of two transmembrane type K+ channels, Kir 2.1 and KcsA 査読有り

N Umigai, Y Sato, A Mizutani, T Utsumi, M Sakaguchi, N Uozumi

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　278　(41)　40373-40384　2003年10月

DOI： 10.1074/jbc.M307451200 　

ISSN：0021-9258
Addition of a peptide tag at the C terminus of AtHKT1 inhibits its Na+ transport 査読有り

Y Kato, A Hazama, M Yamagami, N Uozumi

BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY　67　(10)　2291-2293　2003年10月

DOI： 10.1271/bbb.67.2291 　

ISSN：0916-8451

eISSN：1347-6947
Functional analysis of AtHKT1 in Arabidopsis shows that Na+ recirculation by the phloem is crucial for salt tolerance 査読有り

Pierre Berthomieu, Geneviève Conéjéro, Aurélie Nublat, William J. Brackenbury, Cécile Lambert, Cristina Savio, Nobuyuki Uozumi, Shigetoshi Oiki, Katsuyuki Yamada, Françoise Cellier, Françoise Gosti, Thierry Simonneau, Pauline A. Essah, Mark Tester, Anne-Aliénor Véry, Hervé Sentenac, Francine Casse

EMBO Journal　22　(9)　2004-2014　2003年5月1日

DOI： 10.1093/emboj/cdg207 　

ISSN：0261-4189
Molecular dissection of the contribution of negatively and positively charged residues in S2, S3, and S4 to the final membrane topology of the voltage sensor in the K+ channel, KAT1 査読有り

Y Sato, M Sakaguchi, S Goshima, T Nakamura, N Uozumi

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　278　(15)　13227-13234　2003年4月

DOI： 10.1074/jbc.M300431200 　

ISSN：0021-9258
KtrAB and KtrCD: Two K+ uptake systems in Bacillus subtilis and their role in adaptation to hypertonicity 査読有り

G Holtmann, EP Bakker, N Uozumi, E Bremer

JOURNAL OF BACTERIOLOGY　185　(4)　1289-1298　2003年2月

DOI： 10.1128/JB.185.4.1289-1298.2003 　

ISSN：0021-9193
Requirement of Negative Residues, Asp 95 and Asp 105, in S2 on Membrane Integration of a Voltage-dependent K+Channel, KAT1 査読有り

Yoko SATO, Yoshihiro HOSOO, Masao SAKAGUCHI, Nobuyuki UOZUMI

Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry　67　(4)　923-926　2003年1月
出版者・発行元： Informa UK Limited
DOI： 10.1271/bbb.67.923 　

ISSN：0916-8451

eISSN：1347-6947
Membrane-bound heparin binding proteins from HL-60 cells purified in a two-step affinity chromatography differentially eluted with divalent cations 査読有り

Katsuyuki Imai, Tsukimi Iida, Yasuo Takano, Nobuyuki Uozumi

Journal of Chromatography B: Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences　780　(1)　1-12　2002年11月15日

DOI： 10.1016/S1570-0232(02)00404-X 　

ISSN：1570-0232
Altered shoot/root Na+ distribution and bifurcating salt sensitivity in Arabidopsis by genetic disruption of the Na+ transporter AtHKT1 査読有り

Pascal Mäser, Brendan Eckelman, Rama Vaidyanathan, Tomoaki Horie, David J Fairbairn, Masahiro Kubo, Mutsumi Yamagami, Katsushi Yamaguchi, Mikio Nishimura, Nobuyuki Uozumi, Whitney Robertson, Michael R Sussman, Julian I Schroeder

FEBS Letters　531　(2)　157-161　2002年11月6日

DOI： 10.1016/S0014-5793(02)03488-9 　

ISSN：0014-5793
Glycine residues in potassium channel-like selectivity filters determine potassium selectivity in four-loop-per-subunit HKT transporters from plants 査読有り

P Maser, Y Hosoo, S Goshima, T Horie, B Eckelman, K Yamada, K Yoshida, EP Bakker, A Shinmyo, S Oiki, JI Schroeder, N Uozumi

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　99　(9)　6428-6433　2002年4月

DOI： 10.1073/pnas.082123799 　

ISSN：0027-8424
Integration of Shaker-type K+ channel, KAT1, into the endoplasmic reticulum membrane: Synergistic insertion of voltage-sensing segments, S3-S4, and independent insertion of pore-forming segments, S5-P-S6 査読有り

Y Sato, M Sakaguchi, S Goshima, T Nakamura, N Uozumi

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　99　(1)　60-65　2002年1月

DOI： 10.1073/pnas.012399799 　

ISSN：0027-8424
Residue aspartate-147 from the third transmembrane region of Na+/H+ antiporter NhaB of Vibrio alginolyticus plays a role in its activity 査読有り

T Nakamura, Y Fujisaki, H Enomoto, Y Nakayama, T Takabe, N Yamaguchi, N Uozumi

JOURNAL OF BACTERIOLOGY　183　(19)　5762-5767　2001年10月

DOI： 10.1128/JB.183.19.5762-5767.2001 　

ISSN：0021-9193
Sodium blocking induced by a point mutation at the C-terminal end of the pore helix of KAT1 channel. 査読有り

Uozumi, N, Yamada, K, Goshima, S, Ona, T, Oiki, S

J. Membrane Biol.　181,　163-170　2001年10月
Molecular mechanisms of potassium and sodium transport in plants 査読有り

Schroeder, J, Buschmann, P, Eckelman, B, Kim, E, Sussman, M, Uozumi, N, Maser, P

Plant Nutrition　92　2001年6月1日

DOI： 10.1023/A:1021159130729 　
Evidence in support of a four transmembranepore-transmembrane topology model for the Arabidopsis thaliana Na+/K+ translocating AtHKT1 protein, a member of the superfamily of k+ transporters 査読有り

Yasuhiro Kato, Masao Sakaguchi, Yasuo Mori, Kumiko Saito, Tatsunosuke Nakamura, Evert P. Bakker, Yoko Sato, Shinobu Goshima, Nobuyuki Uozumi

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America　98　(11)　6488-6493　2001年5月22日

DOI： 10.1073/pnas.101556598 　

ISSN：0027-8424
Escherichia coli as an expression system for K+ transport systems from plants 査読有り

N. Uozumi

American Journal of Physiology - Cell Physiology　281　(3)　C733-C739　2001年

ISSN：0363-6143
Involvement of apoplastic peroxidases in the chitosaccharide-induced immediate oxidative bursts and a cytosolic Ca2+ increase in tobacco suspension culture. 査読有り

Kawano, T, Sahashi, N, Uozumi, N, Muto, S

Plant Peroxidase Newsletter　14　14-14　2000年10月
The Arabidopsis HKT1 gene homologue mediates inward Na+ currents in Xenopus oocytes and Na+ uptake in Saccharomyces cerevisiae. 査読有り

Uozumi, N, Kim, E.J, Rubio, F, Yamaguchi, T, Muto, S, Tsuboi, A, Bakker, E.P, Nakamura, T, Schroeder, J.I

Plant Physiol.　122　(4)　1249-1259,　2000年10月
Cloning of a cDNA encoding a 66-kDa Ca2+-dependent protein kinase (CDPK) from Dunaliella tertiolecta (Chlorophyta) 査読有り

Reinhard Pinontoan, Takashi Yuasa, Marinela I. Anderca, Takashi Matsuoka, Nobuyuki Uozumi, Hitoshi Mori, Shoshi Muto

Journal of Phycology　36　(3)　545-552　2000年6月

DOI： 10.1046/j.1529-8817.2000.99185.x 　

ISSN：0022-3646
yam8+, a Schizosaccharomyces pombe gene, is a potential homologue of the Saccharomyces cerevisiae MID1 gene encoding a stretch-activated Ca2+-permeable channel 査読有り

Yasushi Tasaka, Yuko Nakagawa, Chikara Sato, Masanobu Mino, Nobuyuki Uozumi, Norio Murata, Shoshi Muto, Hidetoshi Iida

Biochemical and Biophysical Research Communications　269　(1)　265-269　2000年3月5日
出版者・発行元： Academic Press Inc.
DOI： 10.1006/bbrc.2000.2278 　

ISSN：0006-291X
Aromatic monoamine-induced immediate oxidative burst leading to an increase in cytosolic Ca2+ concentration in tobacco suspension culture 査読有り

Tomonori Kawano, Reinhard Pinontoan, Nobuyuki Uozumi, Chikahiro Miyake, Kozi Asada, Pappachan E. Kolattukudy, Shoshi Muto

Plant and Cell Physiology　41　(11)　1251-1258　2000年
出版者・発行元： Japanese Society of Plant Physiologists
DOI： 10.1093/pcp/pcd052 　

ISSN：0032-0781
Phenylethylamine-induced generation of reactive oxygen species and ascorbate free radicals in tobacco suspension culture: Mechanism for oxidative burst mediating Ca2+ influx 査読有り

Tomonori Kawano, Reinhard Pinontoan, Nobuyuki Uozumi, Yasujiro Morimitsu, Chikahiro Miyake, Kozi Asada, Shoshi Muto

Plant and Cell Physiology　41　(11)　1259-1266　2000年
出版者・発行元： Japanese Society of Plant Physiologists
DOI： 10.1093/pcp/pcd053 　

ISSN：0032-0781
Phosphorylation of the inward rectifying potassium channel KAT1 by ABR kinase in Vicia guard cells 査読有り

Izumi C. Mori, Nobuyuki Uozumi, Shoshi Muto

Plant and Cell Physiology　41　(7)　850-856　2000年
出版者・発行元： Japanese Society of Plant Physiologists
DOI： 10.1093/pcp/pcd003 　

ISSN：0032-0781
Crystallization and preliminary X-ray analysis of β-amylase from Bacillus polymyxa 査読有り

Takashi Yamane, Hiroshi Tasaki, Fusako Matsumoto, Atsuo Suzuki, Nobuyuki Uozumi, Tamaichi Ashida

Acta Crystallographica Section D: Biological Crystallography　55　(4)　898-900　1999年4月

DOI： 10.1107/S0907444998017570 　

ISSN：0907-4449
Suppression of inward-rectifying K+ channels KAT1 and AKT2 by dominant negative point mutations in the KAT1 α-subunit 査読有り

V. M. Baizabal-Aguirre, S. Clemens, N. Uozumi, J. I. Schroeder

Journal of Membrane Biology　167　(2)　119-125　1999年

DOI： 10.1007/s002329900476 　

ISSN：0022-2631
Development of rotating-mesh basket type bioreactor for carrot embryo production in immobilized callus system. 査読有り

Suehara, K, Nagamori, E, Honda, H, Uozumi, N, Kobayashi, T

J. Chem. Eng. Japan,　31　(4)　613-617.　1998年10月

DOI： 10.1252/jcej.31.613 　
Salicylic acid induces a cytosolic Ca2+ elevation in yeast. 査読有り

Mori, I. C, Iida, H, Tsuji, F. I, Isobe, M, Uozumi, N, Muto, S

Biosci. Biotech. Biochem.　62　(5)　986-989.　1998年10月
出版者・発行元：社団法人日本農芸化学会
DOI： 10.1271/bbb.62.986 　

ISSN：0916-8451

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Cytosolic free calcium ion concentration ([Ca^<2+>]_<cyt>) after a salicylic acid (SA)-stimulus was monitored in cells of the yeast Saccharomyces cerevisiae expressing apoaequorin, which constitutes a Ca^<2+>-sensitive luminescent protein, aequorin, when combined with coelenterazine. SA induced a transient [Ca^<2+>]_<cyt> elevation that was dependent on the concentration of SA and pH of the SA solution. The SA-induced [Ca^<2+>]_<cyt> elevation was not reduced in Ca^<2+>-deficient medium, suggesting that Ca^<2+> was mobilized from an intracellular Ca^<2+> store (s). Benzoic acid, butyric acid and sorbic acid did not induced a [Ca^<2+>]_<cyt> elevation.
Determination of transmembrane topology of an inward-rectifying potassium channel from Arabidopsis thaliana based on functional expression in Escherichia coli 査読有り

Nobuyuki Uozumi, Tatsunosuke Nakamura, Julian I. Schroeder, Shoshi Muto

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America　95　(17)　9773-9778　1998年8月18日

DOI： 10.1073/pnas.95.17.9773 　

ISSN：0027-8424
Salicylic acid induces extracellular superoxide generation followed by an increase in cytosolic calcium ion in tobacco suspension culture: The earliest events in salicylic acid signal transduction 査読有り

Tomonori Kawano, Nobuya Sahashi, Koji Takahashi, Nobuyuki Uozumi, Shoshi Muto

Plant and Cell Physiology　39　(7)　721-730　1998年
出版者・発行元： Oxford University Press
DOI： 10.1093/oxfordjournals.pcp.a029426 　

ISSN：0032-0781
AtKUP1: An arabidopsis gene encoding high-affinity potassium transport activity 査読有り

Eugene J. Kim, June Myoung Kwak, Nobuyuki Uozumi, Julian I. Schroeder

Plant Cell　10　(1)　51-62　1998年
出版者・発行元： American Society of Plant Biologists
DOI： 10.1105/tpc.10.1.51 　

ISSN：1040-4651
Production of regenerated plantlet using shaking vessel-type bioreactor 査読有り

Hiroyuki Honda, Toshiyuki Hattori, Nobuyuki Uozumi, Takeshi Kobayashi, Yoshihito Kato, Setsuro Hiraoka

Journal of Chemical Engineering of Japan　30　(1)　179-182　1997年
出版者・発行元： Society of Chemical Engineers, Japan
DOI： 10.1252/jcej.30.179 　

ISSN：0021-9592
Plant regeneration and somatic embryogenesis frequency using callus induced from regenerated celery plant 査読有り

K Suehara, S Goto, N Uozumi, T Kobayashi

KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU　22　(3)　691-694　1996年5月

ISSN：0386-216X
Optimal expression of GUS gene from methyl jasmonate-inducible promoter in high density culture of transformed tobacco cell line BY-2 査読有り

KI Suehara, S Takao, K Nakamura, N Uozumi, T Kobayashi

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　82　(1)　51-55　1996年

DOI： 10.1016/0922-338X(96)89454-2 　

ISSN：0922-338X
Efficient regeneration from GUS-transformed Ajuga hairy root 査読有り

N Uozumi, Y Ohtake, Y Nakashimada, Y Morikawa, N Tanaka, T Kobayashi

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　81　(5)　374-378　1996年

DOI： 10.1016/0922-338X(96)85135-X 　

ISSN：0922-338X
Efficient culture method for production of plantlets from mechanically cut horseradish hairy roots 査読有り

Y Nakashimada, N Uozumi, T Kobayashi

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　81　(1)　87-89　1996年

DOI： 10.1016/0922-338X(96)83128-X 　

ISSN：0922-338X
Multuple genes, tissue specificity, and expression-dependent modulation contribute to the functional diversity of potassium channels in Arabidopsis thaliana. 査読有り

Cao. Y, Ward, J. M, Kelly, W. B, Ichida, A. M, Gaber, R. F, Anderson, J. A, Uozumi, N, Schroeder, J. I, Crawford. N. M

Plant Physiol.　109,　1093-1106.　1995年10月

DOI： 10.1104/pp.109.3.1093 　
IDENTIFICATION OF STRONG MODIFICATIONS IN CATION SELECTIVITY IN AN ARABIDOPSIS INWARD RECTIFYING POTASSIUM CHANNEL BY MUTANT SELECTION IN YEAST 査読有り

N UOZUMI, W GASSMANN, YW GAO, JI SCHROEDER

JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY　270　(41)　24276-24281　1995年10月

DOI： 10.1074/jbc.270.41.24276 　

ISSN：0021-9258
20-HYDROXYECDYSONE PRODUCTION IN AJUGA HAIRY ROOT CONTROLLING INTRACELLULAR PHOSPHATE CONTENT-BASED ON KINETIC-MODEL 査読有り

N UOZUMI, S MAKINO, T KOBAYASHI

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　80　(4)　362-368　1995年

DOI： 10.1016/0922-338X(95)94205-6 　

ISSN：0922-338X
EFFICIENT PRODUCTION OF CELERY EMBRYOS AND PLANTLETS RELEASED IN CULTURE OF IMMOBILIZED GEL BEADS 査読有り

KI SUEHARA, K KOHKETSU, N UOZUMI, T KOBAYASHI

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　79　(6)　585-588　1995年

DOI： 10.1016/0922-338X(95)94752-D 　

ISSN：0922-338X
PRODUCTION OF PLANTLETS FOR USE AS ARTIFICIAL SEEDS FROM HORSERADISH HAIRY ROOTS FRAGMENTED IN A BLENDER 査読有り

Y NAKASHIMADA, N UOZUMI, T KOBAYASHI

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　79　(5)　458-464　1995年

DOI： 10.1016/0922-338X(95)91262-4 　

ISSN：0922-338X
Micropropagation of horseradish hairy root by means of adventitious shoot primordia. 査読有り

Uozumi, N, Asano, Y, Kobayashi, T

Plant Cell Tissue Organ Culture　36　183-190.　1994年10月
Light activation of expression associated with the tomato rbcS promoter in transformed tobacco cell line BY-2 査読有り

Nobuyuki Uozumi, Yoshihisa Inoue, Ken-ichi Yamazaki, Takeshi Kobayashi

Journal of Biotechnology　36　(1)　55-62　1994年7月29日

DOI： 10.1016/0168-1656(94)90023-X 　

ISSN：0168-1656
オーキシンによる成長点形成促進効果を利用した毛状根の効率的培養および増殖モデルの構築. 招待有り

中島田豊, 魚住信之, 小林猛

化学工学シンポジウムシリーズ　37　82-87　1994年
MOLECULAR-CLONING OF THERMOSTABLE BETA-GLUCOSIDASE GENE FROM A THERMOPHILIC ANAEROBE NA10 AND ITS HIGH EXPRESSION IN ESCHERICHIA-COLI 査読有り

H SOTA, P ARUNWANICH, O KURITA, N UOZUMI, H HONDA, S IIJIMA, T KOBAYASHI

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　77　(2)　199-201　1994年

DOI： 10.1016/0922-338X(94)90324-7 　

ISSN：0922-338X
STIMULATION OF EMERGENCE OF ROOT APICAL MERISTEMS IN HORSERADISH HAIRY ROOT BY AUXIN SUPPLEMENTATION AND ITS KINETIC-MODEL 査読有り

Y NAKASHIMADA, N UOZUMI, T KOBAYASHI

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　77　(2)　178-182　1994年

DOI： 10.1016/0922-338X(94)90320-4 　

ISSN：0922-338X
Light dependency in celery somatic embryogenesis and plantlet development in suspension culture. 査読有り

Uozumi, N, Kohketsu, K, Okamoto, A, Kobayashi, T

Plant Tissue Culture Lett.　10　(1)　25-32.　1993年10月
出版者・発行元： Japanese Society for Plant Cell and Molecular Biology
DOI： 10.5511/plantbiotechnology1984.10.25 　

ISSN：0289-5773

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人工種子の封入体に用いるセロリ小植物形成までの懸濁培養を2段階に分けて光照射依存性を検討した. カルスから魚雷型不定胚を形成する第1段階では暗所でも魚雷型胚が形成され, 光照射の節約が可能であると考えられた. 第2段階の小植物体誘導期では健全な小植物体形成には光照射は必須であり, 照射時間は16時間/日が最適で光強度は4,500lxまでは強度に依存して促進された.
APPLICATION OF IMAGE-ANALYSIS WITH NEURAL-NETWORK FOR PLANT SOMATIC EMBRYO CULTURE 査読有り

N UOZUMI, T YOSHINO, S SHIOTANI, K SUEHARA, F ARAI, T FUKUDA, T KOBAYASHI

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　76　(6)　505-509　1993年

DOI： 10.1016/0922-338X(93)90249-8 　

ISSN：0922-338X
SECRETION OF THERMOPHILIC BACTERIAL CELLOBIOHYDROLASE IN SACCHAROMYCES-CEREVISIAE 査読有り

N UOZUMI, A HAYASHI, T ITO, A PATTHRA, YAMASHITA, I, S IIJIMA, T KOBAYASHI

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　75　(6)　399-404　1993年

DOI： 10.1016/0922-338X(93)90084-L 　

ISSN：0922-338X
CLONING AND SEQUENCING OF A GENE ENCODING NITRITE REDUCTASE FROM PARACOCCUS-DENITRIFICANS AND EXPRESSION OF THE GENE IN ESCHERICHIA-COLI 査読有り

T OHSHIMA, M SUGIYAMA, N UOZUMI, S IIJIMA, T KOBAYASHI

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　76　(2)　82-88　1993年

DOI： 10.1016/0922-338X(93)90061-C 　

ISSN：0922-338X
GROWTH AND KINETIC-PARAMETERS OF AJUGA HAIRY ROOT IN FED-BATCH CULTURE ON MONOSACCHARIDE MEDIUM 査読有り

N UOZUMI, K KOHKETSU, T KOBAYASHI

JOURNAL OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND BIOTECHNOLOGY　57　(2)　155-161　1993年

DOI： 10.1002/jctb.280570210 　

ISSN：0268-2575
Excretion of peroxidase from horseradish hairy root in combination with ion supplementation. 査読有り

Uozumi, N, Kato, Y, Nakashimada, Y, Kobayashi, T

Appl. Microbiol. Biotechnol　37　(5)　560-565.　1992年10月
Inducible production of recombinant xylose isomerase by escherichia coli in fed-batch culture 査読有り

Tomoyasu Kawabe, Takayuki Ohshima, Nobuyuki Uozumi, Shinji Iijima, Takeshi Kobayashi

Journal of Chemical Engineering of Japan　25　(6)　702-708　1992年

DOI： 10.1252/jcej.25.702 　

ISSN：0021-9592
PRODUCTION OF ARTIFICIAL SEED FROM HORSERADISH HAIRY ROOT 査読有り

N UOZUMI, Y NAKASHIMADA, Y KATO, T KOBAYASHI

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　74　(1)　21-26　1992年

DOI： 10.1016/0922-338X(92)90262-S 　

ISSN：0922-338X
Enhancement of peroxidase production and excretion from horseradish hairy roots by light, NaCl and peroxidase-adsorption in situ. 査読有り

Kato, Y, Uozumi, N, Kimura, T, Honda, H, Kobayashi, T

Plant Tissue Culture Lett.　8　(3)　158-165.　1991年10月
出版者・発行元： Japanese Society for Plant Cell and Molecular Biology
DOI： 10.5511/plantbiotechnology1984.8.158 　

ISSN：0289-5773

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西洋ワサビ毛状根からペルオキシダーゼを効率的に生産させる培養条件を検討した. 光照射はペルオキシターゼ含有量を2倍に高める効果があり, 培地中へのNaCl添加は分泌を促進した. 更に培地に50mM NaClを添加して, 分泌されるペルオキシダーゼを疎水性担体カラムにより回収しつつ明所において培養を行ったところ, 培養43日後に回分培養に比べて4倍の総生産量を得ることができた.
Structural and Functional Roles of Cysteine Residues of Bacillus polymyxa β-Amylase 査読有り

Nobuyuki Uozumi, Tsukasa Matsuda, Norihiro Tsukagoshi, Shigezo Udaka

Biochemistry　30　(18)　4594-4599　1991年5月1日

DOI： 10.1021/bi00232a033 　

ISSN：1520-4995 0006-2960
FED-BATCH CULTURE OF HAIRY ROOT USING FRUCTOSE AS A CARBON SOURCE 査読有り

N UOZUMI, K KOHKETSU, O KONDO, H HONDA, T KOBAYASHI

JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENGINEERING　72　(6)　457-460　1991年

DOI： 10.1016/0922-338X(91)90054-K 　

ISSN：0922-338X
Proteases involved in generation of β- and α-amylases from a large amylase precursor in Bacillus polymyxa 査読有り

S. Takekawa, N. Uozumi, N. Tsukagoshi, S. Udaka

Journal of Bacteriology　173　(21)　6820-6825　1991年

DOI： 10.1128/jb.173.21.6820-6825.1991 　

ISSN：0021-9193
A single gene directs synthesis of a precursor protein with b- and a-amylase activities in Bacillus polymyxa. 査読有り

Uozumi, N, Sakurai, K, Sasaki, T, Takekawa, S, Yamagata, H, Tsukagoshi, N, Udaka, S

J. Bacteriol.　171　(1)　375-382.　1989年10月
Cloning and nucleotide sequence of the gene coding for enzymatically active fragments of the Bacillus polymyxa β-amylase 査読有り

T. Kawazu, Y. Nakanishi, N. Uozumi, T. Sasaki, H. Yamagata, N. Tsukagoshi, S. Udaka

Journal of Bacteriology　169　(4)　1564-1570　1987年

ISSN：0021-9193

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MISC 39

生殖成長期におけるAtHKT1の雄しべ伴細胞におけるNa蓄積の緩和

UCHIYAMA Takeshi, SAITO Shunya, YAMANASHI Taro, KATO Megumi, TAKAGI Tomoko, NAGATA Noriko, TOYAMA Sho, MIWA Misako, MATSUYAMA Shigeo, IKEDA Hayato, KIKUNAGA Hidetoshi, SUDA Toshimi, TSUJII Masaru, ISHIMARU Yasuhiro, UOZUMI Nobuyuki

日本植物生理学会年会(Web)　65th　2024年
植物のKとNaの輸送体の解析

内山剛志, 山梨太郎, 池田隼人, 菊永英寿, 石丸泰寛, 魚住信之

アイソトープ・放射線研究発表会(Web)　60th　2023年

ISSN： 2436-4487
Na輸送体AtHKT1の生殖時における耐塩性機構の解明

内山剛志, 加藤恵, 池田隼人, 菊永英寿, 須田利美, 石丸泰寛, 魚住信之

日本土壌肥料学会講演要旨集(Web)　69　2023年

ISSN： 2424-0575
K⁺チャネル阻害剤による孔辺細胞アクチン繊維の構造変化

上村明日香, 佐藤奏音, 石丸泰寛, 魚住信之, 檜垣匠

日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM)　87th　2023年
地上部に発現するカリウムイオン輸送体の解析

山梨太郎, 東大起, 内山剛志, 白川由美子, 池田隼人, 菊永英寿, 須田利美, 山上睦, 辻井雅, 石丸泰寛, 魚住信之

日本植物生理学会年会(Web)　63rd　2022年
光合成細菌における活性イオウ分子の産生経路

JUNG Minkyung, 雨宮大雅, 井田智章, 解良康太, 西村明, 本橋ほづみ, 魚住信之, 赤池孝章

日本細菌学雑誌(Web)　74　(1)　2019年

ISSN： 1882-4110
シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC6803の塩ストレス誘導性バイオフィルム形成に必要なヒスチジンキナーゼの同定とシグナル伝達機構

永山達也, 久米井智裕, 牧野恒平, 井田智章, 赤池孝章, 鈴木石根, 七谷圭, 魚住信之

日本農芸化学会大会講演要旨集(Web)　2015　2015年

ISSN： 2186-7976
ラン藻の塩誘導性バイオフィルム形成に関与する二成分系c-di-GMP合成酵素の同定

牧野恒平, 七谷圭, 井田智章, 澤智裕, 澤智裕, 佐伯千香, 鈴木石根, 兵藤守, 早川芳弘, 赤池孝章, 魚住信之

日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)　37th　2014年
56.ジャスモン酸グリコシドはCOI1-JAZsシグナル伝達経路とは異なる機構で就眠運動を誘導する(口頭発表)

上田実, 中村葉子, 浜本晋, 魚住信之, Boland Wilhelm, Mithofer Axel, Kombrink Erich

植物化学調節学会研究発表記録集　(45)　73-73　2010年10月1日
出版者・発行元：植物化学調節学会
ISSN： 0919-1887

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We recently identified jasmonate glucoside (Leaf-closing Factor: LCF), a β-D-glucopyranoside of 12-OH JA, as a bioactive metabolite controlling nyctinastic leaf movement of Samanea saman, which has been used as a model plant in the studies on nyctinastic leaf movement of legumes. The bioactivity of LCF is completely different from other jasmonate derivatives. Here, we demonstrate that JA activity mediated through the COI1-JAZs signalling module and leaf-closing activity (with cell-shrinking acitivity) of JA glucoside might belong to independent signalling pathways. However, COI1-JAZ-dependent and independent signaling pathways may exists in the same plant side by side, as our results demonstrate because S. saman is responding to both LCF and JA in different mechanisms based on independent signalling modules. Our result implies the existence of an additional mode of action on jasmonates.
The consensus motif for N-myristoylation of plant proteins with a wheat germ cell-free translation system

YAMAUCHI Seiji, FUSADA Naoki, FUSADA Naoki, HAYASHI Hidenori, UTSUMI Toshihiko, UOZUMI Nobuyuki, ENDO Yaeta, ENDO Yaeta, TOZAWA Yuzuru

FEBS Journal　277　(17)　3596-3607　2010年

DOI： 10.1111/j.1742-4658.2010.07768.x 　

ISSN： 1742-464X
光混合栄養生長に必要なSynechocystis sp. PCC 6803アクアポリンの解析

赤井政郎, 小内清, 森下めぐみ, 草野都, 佐藤繭子, Redestig Henning, 小林誠, 大槻瞳, 松岡健, 豊岡公徳, 斉藤和季, 石浦正寛, 魚住信之

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)　764-764　2010年
出版者・発行元：日本植物生理学会

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アクアポリンは生体膜を介した急速な水の輸送を担う膜タンパク質で、細胞の浸透圧調節に関与していると考えられている。しかし、特に細菌においてアクアポリンの生理的な役割は未だ不明な点が多い。ラン藻Synechocystis sp. PCC 6803（GT株）においても同様にアクアポリンの生理的存在意義は不明である。我々は、ラン藻のアクアポリン欠損株がグルコース条件下（光混合栄養条件）で著しく生育阻害を引き起こすことを見いだした。そこで、GT株とアクアポリン欠損株を用いて、生育、糖の取り込み、形態、細胞内構造を比較解析した。アクアポリン欠損株がグルコース条件で示す生育阻害は、グルコーストランスポーターによって細胞内にグルコースが取り込まれることによっておこることがわかった。さらにアクアポリン欠損株では効率的な糖の代謝が進行せず、細胞内に過剰にグリコーゲンが蓄積し、細胞内構造の異常を引き起こしていることがわかった。これらの結果からアクアポリンが細胞の糖応答に関与していることが示唆された。現在、グルコース処理したGT株とアクアポリン欠損株の細胞内代謝産物の変動を解析しており、これらの結果と併せて糖応答におけるアクアポリンの生理的機能について考察する。
Ion channels and plant stress: past, present and future

Uozumi, N, Schroeder J.I

Ion Channels and Plant Stress Responses　1-22　2010年
出版者・発行元： Springer-Verlag Berlin Heidelberg
Production of human secreted alkaline phosphatase in suspension and immobilization cultures of tobacco NT1 cells

Naorni Shibasaki-Kitakawa, Takuya Miyamoto, Masaki Kubo, Nobuyuki Uozumi, Kinya Toriyama, Toshikuni Yonemoto, Michael L. Shuler

JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING　108　S5-S5　2009年11月

DOI： 10.1016/j.jbiosc.2009.08.023 　

ISSN： 1389-1723
89.ジャスモン酸配糖体の作用機構と細胞応答(口頭発表)

中村葉子, 浜本晋, 猪俣翔, Mithofer Axel, Boland Wilhelm, 魚住信之, 上田実

植物化学調節学会研究発表記録集　(44)　103-103　2009年10月6日
出版者・発行元：植物化学調節学会
ISSN： 0919-1887

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Samanea plants close their leaves in the evening, as if to sleep, and open them in the morning according to the circadian rhythm. Potassium β-D-glucopyranosyl-12-hydroxyjasmonate (1) was isolated as leaf-closing factor (LCF) of S. saman. We developed molecular probes consisting of modified LCF1 in order to identify its mode of action. We have already demonstrated that a specific binding protein is involved in the motor cell of S. saman. We synthesized natural-type photoaffinity probe and biologically inactive enantiomer-type probe. We utilized them for photoaffinity labeling of the target protein for LCF1. By using protoplasts of motor cell, we found membrane protein of 38kDa which strictly recognizes the stereochemistry of 1, and it is highly likely that the protein is the target protein for LCF 1. Recently, we observed that LCF shrank motor cell protoplasts prepared from S. saman. And comparing the results of several bioassay using glucosyl jasmonate-type LCF and jasmonic acid, it is also interesting that the mode of action of LCF is completely different with that of jasmonate.
2Ep20 Na輸送系AtHKT1とAtNHX1による植物の耐塩性機構の解析(植物細胞工学・組織培養・育種工学,一般講演)

杉本佑, 石川敦司, 魚住信之

日本生物工学会大会講演要旨集　21　65-65　2009年
出版者・発行元：日本生物工学会
2Ep21 Study on the regulation mechanism of Na-dependent K transporter Ktr system from Synechocystis :

Zulkifli Lalu, UOZUMI Nobuyuki

日本生物工学会大会講演要旨集　21　66-66　2009年
出版者・発行元：日本生物工学会
微生物用パッチクランプ法を用いた植物イオンチャネルの機能解析

浜本晋, 魚住信之

バイオサイエンスとインダストリー　66　(12)　671-673　2008年12月1日
出版者・発行元：バイオサイエンスとインダストリー協会
ISSN： 0914-8981
2P1-C21 オンチップ細胞操作システムに関する研究 : その8:ハイドロゲルの微細パターンを用いたオンチップ細胞観察システム(ナノ・マイクロ作業システム)

新井史人, 松本秀之, 四十九俊彰, 魚住信之

ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集　2008　"2P1-C21(1)"-"2P1-C21(4)"　2008年6月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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We succeeded in making a long time observation system of individual cells using PDMS microchip which has a cage made of permeable membrane. The cage is made by photolithography and it has fine resolution. The height of the cage is about 2 μm. Optical tweezers is used to manipulate each individual cell. We transported cells into the cage using optical tweezers and changed solution around cells. The size change of each cell was monitored for long time stably. This system provides us a stable environment to observe cells in various conditions and it is useful to investigate unknown biological mechanisms of cells.
2S3p01 大腸菌と酵母を宿主として利用する植物イオンチャネル・トランスポーターの解析法(代謝と物質輸送から眺めた植物の科学と工学,シンポジウム)

魚住信之

日本生物工学会大会講演要旨集　20　34-34　2008年
出版者・発行元：日本生物工学会
2Ia09 マイクロ流路を用いたラン藻の浸透圧適応のリアルタイム観察(光合成微生物,環境工学,一般講演)

四十九俊彰, 松本秀之, 赤井政郎, 新井史人, 魚住信之

日本生物工学会大会講演要旨集　20　211-211　2008年
出版者・発行元：日本生物工学会
2Aa16 植物K^+チャネルの酵母液胞膜を用いたパッチクランプ法による特性評価(生物化学工学,一般講演)

浜本晋, 森泰生, 中西洋一, 前島正義, 矢部勇, 魚住信之

日本生物工学会大会講演要旨集　20　62-62　2008年
出版者・発行元：日本生物工学会
2E16-2 ラン藻Synechocystis PCC6803におけるNa^+/H^+antiporter(NhaS3)の解析(遺伝子工学・核酸工学,一般講演)

恒川健太, 四十九俊彰, 小島陽一, 小林弘, 中村辰之介, 黒田照夫, 小俣達男, 魚住信之

日本生物工学会大会講演要旨集　19　123-123　2007年
出版者・発行元：日本生物工学会
Localization and function of K(+)channels from tobacco cells

Shin Hamamoto, Junichiro Marui, Ken Matsuoka, Tetsuro Mimura, Tsuyoshi Nakagawa, Yoshiyuki Murata, Yoichi Nakanishi, Masayoshi Maeshima, Isamu Yabe, Nobuyuki Uozumi

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　48　S122-S122　2007年

ISSN： 0032-0781
K^+チャネルの膜挿入様式とイオン透過孔の保存性

魚住信之

生化学　76　(5)　449-452　2004年5月25日
出版者・発行元：日本生化学会
ISSN： 0037-1017
Mechanosensitivity of G Protein-Activated Inwardly Rectifying K^+ (GIRK) Channels Depends on Channel-PIP_2 Interactions throughthe Activation of PKC

Zhang Liyan, Lee Jong-kook, John Scott, Uozumi Nobuyuki, Kodama Itsuo

Circulation journal : official journal of the Japanese Circulation Society　67　211-211　2003年3月1日
出版者・発行元：社団法人日本循環器学会
ISSN： 1346-9843
Mechanosensitivity of G protein-activated inwardly rectifying K+ (GIRK) channels depends on channel-PIP2 interactions through the activation of PKC

LY Zhang, JK Lee, SA John, N Uozumi, Kodama, I

BIOPHYSICAL JOURNAL　84　(2)　225A-225A　2003年2月

ISSN： 0006-3495
Identification of residues essential for Na+/K+ selectivity in HKT-type K+ transporters

P Maser, E Brendan, J Schroeder, K Yamada, S Oiki, E Bakker, S Goshima, Y Hosoo, N Uozumi

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　43　S101-S101　2002年

ISSN： 0032-0781
Structure and function of the Na+/K+ translocating AtHKT1 transporters from plants

Nobuyuki Uozumi, Yasuhiro Kato, Nobuyuki Matsuda, Yoko Sato, Akifumi Mizutani

Recent Res. Devel. Membrane Biol.　1　119-126　2002年
EXPRESSION PATTERN OF Na^+/K^+ TRANSPORTER (ATHKTI) IN ARABIDOPSIS :

KUBO Masahiro, YAMAGAMI Mutsumi, YAMAGUCHI Katsushi, NISHIMURA Mikio, Schroeder J. I., MATSUOKA Ken, UOZUMI Nobuyuki

Plant and cell physiology　42　s209　2001年
出版者・発行元： Japanese Society of Plant Physiologists
ISSN： 0032-0781
STUDY OF MEMBRANE TOPOGENIC FUNCTION OF PLANT VOLTAGE-DEPENDENT POTASSIUM CHANNEL :

SATO Yoko, SAKAGUCHI Masao, NAKAMURA Tatsunosuke, GOSHIMA Shinobu, UOZUMI Nobuyuki

Plant and cell physiology　42　s209　2001年
出版者・発行元： Japanese Society of Plant Physiologists
ISSN： 0032-0781
STUDY OF MEMBRANE TOPOGENESIS OF ARABIDOPSIS VOLTAGE-DEPENDENT POTASSIUM CHANNEL, KATl :

SATO Yoko, SAKAGUCHI Masao, NAKAMURA Tatsunosuke, UOZUMI Nobuyuki

Plant and cell physiology　41　s25　2000年
出版者・発行元： Japanese Society of Plant Physiologists
ISSN： 0032-0781
PHENYLETHYLAMINE-INDUCED PRODUCTION OF ACTIVE OXYGEN SPECIES AND CYTOSOLIC Ca^<2+> ELEVATION IN TOBACCO SUSPENSION CULTURE

KAWANO Tomonori, PINONTOAN Reinhard, UOZUMI Nobuyuki, MUTO Shoshi

Plant and cell physiology　40　s81-s81　1999年3月

ISSN： 0032-0781
CLONING AND CHARACTERIZATION OF A cDNA ENCODING A DUNALIELLA TERTIOLECTA Ca^<2+>-DEPENDENT PROTEIN KINASE (CDPK)

PINONTOAN Reinhard, YUASA Takashi, ANDERCA Marinela I., MATSUOKA Takashi, UOZUMI Nobuyuki, MORI Hitoshi, MUTO Shoshi

Plant and cell physiology　40　s78-s78　1999年3月

ISSN： 0032-0781
SUGAR-INDUCED CYTOSOLIC CALCIUM TRANSIENT IN ARABIDOPSIS THALIANA

FURUICHI Takuya, UOZUMI Nobuyuki, MUTO Shoshi

Plant and cell physiology　40　s81-s81　1999年3月

ISSN： 0032-0781
Current topics of cation transporters in animal, plant and bacteria

T. Nakamura, N. Uozumi

Tanpakushitsu kakusan koso. Protein, nucleic acid, enzyme　44　(13)　1988-1995　1999年

ISSN： 0039-9450
光合成機能統御におけるカルシウムシグナルの発生と伝達の分子生物学的研究 (文部省S)

飯田秀利, 魚住信之, 鳥山尚志, 中川祐子

植物個体における光合成機能統御の分子基盤平成10年度研究成果報告書　1999年
光合成機能統御におけるカルシウムシグナルの発生と伝達の分子生物学的研究 (文部省S)

飯田秀利, 魚住信之, 松岡隆司, 鳥山尚志, 村田紀夫, 及川良一, 中川祐子, 荒川志穂

植物個体における光合成機能統御の分子基盤平成9年度　1998年
サリチル酸および類似化合物によるタバコ培養細胞の[Ca^<2+>]_C上昇 : 構造と生理活性の相関

河野智謙, 高橋宏二, 魚住信之, 武藤尚志

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　61　221　1997年9月
サリチル酸はタバコBY-2細胞の一過的[Ca^<2+>]_<cyt>上昇を誘導する

河野智謙, 佐橋信哉, 高橋宏二, 魚住信之, 武藤尚志

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　60　236　1996年10月

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書籍等出版物 44

植物の脂質修飾型キナーゼによるCa2+シグナリング制御

斎藤俊也, 魚住信之

細胞ニューサイエンス社　2022年
環境ストレスに対抗する植物イオンチャネル制御メカニズム

佐藤奏音, 石丸泰寛, 魚住信之

エヌ・ティー・エス社,　2022年
カリウム輸送とその制御機構

斎藤俊也, 石丸泰寛, 魚住信之

日本土壌肥料科学雑誌, 92, 2, 99-107　2021年
植物における硫黄代謝と光合成制御

辻井雅, 石丸泰寛, 魚住信之

生化学, 93巻5号 643-650　2021年
葉緑体の光合成活性にかかわるイオン輸送体の最近の知見と動向

辻井雅, 魚住信之

生化学みにれびゅう　2020年
微生物TRPチャネルの機能と役割

魚住信之, 山下敦子

医学のあゆみ別冊 106-112 医歯薬出版 (2019年270巻の別冊版）　2020年
イオン輸送体

魚住信之

続・生物工学基礎講座バイオよもやま話 96, 589-592 生物工学　2018年
植物への遺伝子導入と遺伝子発現化学便覧応用化学編第7版

浜本晋, 魚住信之

日本化学会編／丸善出版　2014年
植物の乾燥ストレス耐性に関わるK＋チャネルの制御機構

浜本晋, 七谷圭, 魚住信之

バイオサイエンスとインダストリー　2013年
植物と微生物の駆動力と膜輸送体動物の相違点と共通性

浜本晋, 七谷圭, 佐藤陽子, 魚住信之

化学と生物 50(2) 86-92　2012年
Structure-Function Correlates in Plant Ion Channels

Uozumi, N, Deryer, I

In Egelman, E. (ed.) Comprehensive Biophysics Volume 6 - Channel Proteins Elsevier BV Amsterdam, 234-245　2012年
Ishimaru, Y., Hamamoto, S., Uozumi N., and Ueda, M. Regulatory mechanism of plant nyctinastic movement: An ion channel-related plant behavior

Ishimaru, Y, Hamamoto, S, Uozumi N, Ueda, M

Plant Electrophysiology 125-142 In Volkov, A. G. (ed.) Spring-Verlag, Berlin Heidelberg　2012年
Potassium and sodium transporters: Improving salinity tolerance in plants.

Yamauchi1, T, Uozumi, N, Horie, T

In Tuteja, N., Gill, S.S., Tiburcio，A. F., and Tuteja, R. (ed.) Improving Crop Resistance to Abiotic Stress, Chapter 23, 523-542　2012年
植物のNa循環系と耐塩性

魚住信之

日本土壌肥料学雑誌 81 (5) p65-69　2011年
Comprehensive Biophysics Volume 6 - Channel Proteins

Uozumi, N, Deryer I

Elsevier BV Amsterdam　2011年
Ion channels and plant stress: past, present and future

Uozumi, N, Schroeder J.I

Springer-Verlag Berlin Heidelberg　2010年
微生物用パッチクランプ法を用いた植物イオンチャネルの機能解析

浜本晋, 魚住信之

バイオサイエンスとインダストリー 66, 671-673　2008年
チャネルタンパク質の膜への組込み様式

魚住信之

細胞工学・秀潤社　2006年10月
膜電位依存性Kチャネル

魚住信之

別冊・医学のあゆみ医歯薬出版株式会社　2005年10月
Characterization of potassium channels from Arabidopsis thaliana.

Ibuki T, Tokida Y, Matsuda N, Czempinski K, Muller-Roeber B, Ona T, Uozumi N

167-169 In T. Ona (ed.) Improvement of forest resources for recyclable forest products. Springer　2004年10月
Large-scale production of hairy root

Uozumi N

75-103 In T. Kobayashi (ed.) Recent progress of biochemical and biomedical engineering in Japan II. Springer　2004年10月
K＋チャネルの膜挿入様式とイオン透過孔の保存性

魚住信之

生化学 76 449-452　2004年10月
植物カリウムイオン輸送系と生理的役割。（植物の膜輸送システムポンプ・トランスポーター・チャネル研究の新展開

水谷昭文, 佐藤陽子, 松田信行, 加藤靖浩, 魚住信之

植物細胞工学別冊18 秀潤社 40-47　2003年10月
Ｋ＋イオン輸送系の植物成長と塩感受性への役割（植物の代謝コミュニケーション植物分子生理学の新展開

佐藤陽子, 水谷昭文, 魚住信之

蛋白質核酸酵素増刊号48(15) 共立出版 2052-2060　2003年10月
Structure and function of the Na+/K+ translocating AtHKT1 transporters from plants. Recent Research Developments in Membrane Biology.

Nobuyuki Uozumi, Yasuhiro Kato, Nobuyuki Matsuda, Yoko Sato, Akifumi, Mizutani

Research Developments in Membrane Biology. Research Signpost 119-126　2002年10月
植物のK+チャネル・K+トランスポーターはどこまでわかったか

魚住信之

化学と生物　2001年10月
Molecular mechanisms of potassium and sodium transport in plants

Schroeder, J, Buschmann, P, Eckelman, B, Kim, E, Sussman, M, Uozumi, N, Maser, P

In W. J. Horst, M. K. Schenk, A. Bürkert, N. Claassen, H. Flessa, W. B. Frommer, H. Goldbach, H. -W. Olfs, V. Römheld, B. Sattelmacher, U. Schmidhalter, S. Schubert, N. v. Wirén and L. Wittenmayer (ed.) Plant Nutrition 92, Developments in Plant and Soil Sciences, Springer Netherlands　2001年
Genetic transformation of Ajuga reptans.

Tanaka, N, Uozumi, N, Kobayashi, T

30-46 In Y. P. S. Bajaj (ed.) Biotechnology in Agriculture and Forestry, vol 45 Springer-Verlag　1999年10月
動植物と細菌のカチオン輸送系の接点蛋白質核酸酵素

中村辰之介, 魚住信之

蛋白質核酸酵素共立出版　1999年10月
植物細胞の培養と再分化に関する工学的研究

魚住信之

生物工学会誌 77(5) 187-196　1999年10月
真核生物のイオン輸送体を大腸菌で解析する

魚住信之

生物工学会誌 77(12) 502-505　1999年10月
Artificial seed production through hairy root regeneration.

Uozumi, N, Kobayashi, T

170 -180 In Y. P. S. Bajaj (ed.) Biotechnology in Agriculture and Forestry, vol 30 Springer-Verla　1997年10月
セロリ再分化植物体から誘導したカルスを用いた植物体再生系と再分化効率

末原憲一郎, 後藤伸介, 魚住信之, 小林猛

化学工学論文集 22(3) 691-694　1996年10月
植物組織培養における計測インテリジェント農業ー自動化・知識化のすすめー

魚住信之, 小林, 猛

工業調査会 76-89　1996年10月
Artificial seed production through encapsulation of hairy root and shoot tips.

Uozumi, N, Kobayashi, T

170 -180 In Y. P. S. Bajaj (ed.) Biotechnology in Agriculture and Forestry, vol 30 Springer-Verlag　1995年10月
Application of hairy root and bioreactors

Uozumi, N, Kobayashi, T

In D. D. Y. Ryu, S. Furusaki (ed.) Advances in Plant Biotechnology, Elsevier　1994年10月
食品関連酵素酵素工学

小林猛, 魚住信之

酵素工学丸善（株） 91-112　1993年10月
Secretion of thermophilic bacterial cellobiohydrolase in Saccharomyces cerevisiae.

Uozumi, N, Iijima, S, Kobayashi, T

Genetics, Biochemistry and Ecology of Lignocellulose Degradation, Uni publishers Co., LTD. 408-414　1993年10月
Functional roles of active-site residues of Bacillus polymyxa b-amylase. Enzyme Engineering XI,

Uozumi, N

Enzyme Engineering XI, Annals of The New York Academy of Sciences 672 24-28　1992年10月
Production of artificial seeds. pp. 270-273 In S. Furusaki, I. Endo, R. Matsuno (ed.) Biochemical Engineering for 2001,

Kobayashi, T, Uozumi, N

In S. Furusaki, I. Endo, R. Matsuno (ed.) Biochemical Engineering for 2001, Springer-Verlag　1992年10月
バイオ利用エネルギー変換

小林猛, 魚住信之

日本機械学会誌 95 45-48　1992年10月
人工種子大量調製法の開発

小林猛, 魚住信之

ケミカルエンジニアリング 8月号 18-21　1992年10月
植物の分化を司る遺伝子

魚住信之

化学と工業 45 96-97　1992年10月
細胞膜上の分業別地図

魚住信之

日本醗酵工学会誌第２号 155　1990年10月

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共同研究・競争的資金等の研究課題 29

「植物の養分吸収と循環系」総括班

西澤直子, 松岡健, 藤原徹, 魚住信之

2005年～ 2011年

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総括班は研究期間を通じて研究者間の連絡調整と研究支援、特定研究推進の方向性の検討と助言、他のプロジェクト研究との情報交換、本特定領域研究の広報活動等を行なってきたが、研究期間全体としての総括と成果のとりまとめを行う。また、領域メンバー間で共有可能なデータや材料も集まりつつある。これまでの全研究期間におけるデータの集約化を図ることにより、今後のこの研究分野の発展に資するものとして努めてきた。平成21年度までで当初め研究期間を終了し、本年度においては、これまでの研究成果を取りまとめ、書籍等によって公表するとともに、関連研究者などに広く研究成果を公表することを目的としている。平成23年3月11日、東日本大震災に付随して引き起こされた東電福島第一原子力発電所の重大な事故によって、大量の放射性降下物(fallout)が広域にわたって放出され、森林、農地、都市、海域に拡散した。農作物が放射性物質によって汚染され、食物連鎖を通して生物濃縮されつつある。農地土壌の汚染は、その土壌に栽培された農作物の汚染、食品の汚染につながった。土壌からの作物による放射性物質の吸収と可食部への移行、集積は、特定領域研究「植物の養分吸収と循環系」で扱ってきた対象である。そこで、研究班員の最新の成果をレビューした講座(日本土壌肥料学会誌に掲載)の再録と共に、放射性降下物に関する論文の復刻版を企画し、ニースレター追補版として発行した。発行後は特定領域班員だけでなく、日本学術会議シンポジウム等で無償で配布した。
膜電位形成・環境に関与する植物のK+およびNa+輸送体の解析

魚住信之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

2005年～ 2009年

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植物とラン藻の輸送体の塩と高浸透圧への関与を詳細に解析し、乾燥や塩の集積によるストレスに関わる本輸送系の機能的意義を明らかにすることを目標に研究を行った。Naや細胞内主要イオンKの植物の輸送系には他の生物とは異なる特徴がある。植物においてK/NaトランスポーターとKチャネルは、植物の生体膜の物質移動を支配するイオン輸送体である。本研究は、K/NaトランスポーターとKチャネルを研究対象に解析をすすめ、膜輸送系の制御機構と膜を介した情報伝達を解析した。
巨大化した微生物を用いたイオンチャネルの機能解析系の構築と輸送体の機能同定

魚住信之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2007年～ 2008年

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巨大化酵母の液胞膜を用いた機能解析を行い、たばこKチャネルは特徴的なpH依存性を明らかにした。また、酵母の液胞膜内在性イオン電流を示すイオンチャネルは、Caの有無によって輸送活性が調節を受けることを見いだした。さらにKチャネルに存在する膜電位センサーの形成機構の新規膜組込みとなる、2つの膜貫通領域が相互作用をする様式が一部膜貫通領域の挿入に寄与する様式を明らかにした。
浸透圧適応に必須な植物と微生物のイオン輪送系の解析

魚住信之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

2005年～ 2006年

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乾燥ストレスや浸透圧ストレスに対処するためのイオン輸送系の同定と機構の解明を試みた。植物のHKT系輸送体とその同属輸送系のラン藻のKtr系を中心に検討した。 1 シロイヌナズナAtHKT1の発現部位:シロイヌナズナAtHKT1抗体を用いて免疫電子顕微鏡観察により、野生株の道管に隣接する細胞である木部柔組織の細胞の原形質膜にAtHKT1が局在していることが明らかとなった。 2 シロイヌナズナAtHKT1の高浸透圧適応性:塩ストレスを負荷した生育条件におけるathkt1変異株の道管と師管のNa/K濃度の比は、道管で高く篩管で低かった。Na, K添加により約50mM辺りまでは濃度依存的にAtHKT1の転写量は増加したが100mM程度では低下した。ソルビトールやマンニトールでも同様の傾向が観察され、AtHKT1の発現は高浸透圧により増加した。以上の結果,から、AtHKT1は植物へのNa取り込み口で塩害と高浸透圧に対して働くことが示された。 3 HKTの構造と機能:植物HKT系トランスポーターの膜貫通領域に保存されている正電荷アミノ酸のアミノ酸置換でKおよびNa輸送活性は小さくなる。この正電荷アミノ酸は近郊に配置されている負電荷アミノ酸と静電気的相互作用を形成していることが予想された。 4 浸透圧適応に関与するKtrの構造と機能:pHセンサーと考えられているHisがKtr系に存在する。このHisは他の残基への置換で活性が低くなったことから、正規の構造維持に必須のアミノ酸であることが明らかとなった。 5 Na/Hアンチポーターの機能と役割:ラン藻のNa/HアンチポーターのNa/Hアンチポート活性を検出した。さらに、正電荷アミノ酸を置換して、輸送活性に関与するアミノ酸を検索し、輸送活性に関与するアミノ酸を同定した。
植物細胞の分泌系における膜蛋白質の局在化機構

松岡健, 豊岡公徳, 魚住信之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：RIKEN

2003年～ 2005年

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植物の有する多糖の高度な合成能を利用し、植物細胞や培養根を用いて有用多糖等を合成するためには、改変した多糖合成酵素を、植物の多糖合成の場であるゴルジ装置に局在させないといけない。また、植物は、多くの化合物の複雑な代謝系とそれに対応する膜局在酵素を有するが、これらの酵素の産業的な利用のためには、これらの膜蛋白質を植物細胞で過剰発現させることにより、細胞内に局在化を利用した蓄積を図る技術の確立が望まれる。また、植物への塩害等の悪環境に対する耐性付加のためには、有害イオンを排出したり、液胞へ蓄積させるために、イオン輸送体を細胞膜や液胞に局在させる必要がある。しかし、現在までに膜蛋白質の局在機構に関する知見は可溶性蛋白質のものに比べて乏しいそこで本研究では、植物細胞中での膜貫通蛋白質の分泌系オルガネラにおける局在部位の決定がどのような機構で行われるかを明らかにすることを目的とし、II型蛋白質であるプロリン水酸化酵素、ヘム結合性の膜蛋白質であるチトクロームb5を主な研究材料として、膜蛋白質の局在化機構と膜蛋白質の安定的な発現機構に関して研究を行った。その結果、以下の結果を得た。1.プロリン水酸化酵は、II型の膜蛋白質であり、ゴルジ装置に局在する。プロリン水酸化酵のゴルジ装置への局在には、細胞質側の塩基性モチーフが関与する。2.チトクロームb5と4量体を形成するRFPの融合蛋白質は、細胞内で安定な凝集体を形成することを見いだし,その凝集体は赤色の蛍光を示すため、蛋白質は非変成状態と考えられた。この安定な構造体の形成には、RFPの4量体を形成するという性質に依存する。3.タバコのEST情報をもとに複数の低分子化合物輸送体候補等の膜蛋白質候補cDNAをクローン化するとともに、これらのうち数種の細胞内局在を明らかにした。
植物の可塑的な生長・分化を支える分子機構

松岡信, 服部束穂, 坂神洋次, 前島正義, 魚住信之, 水野猛, 上口智治, 近藤孝男

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for COE Research

研究機関：NAGOYA UNIVERSITY

2001年～ 2005年

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○植物生長機構の解明と制御植物の生長に必須な物質の探索・機能解明およびその制御を通して、植物の生産性向上を目指した。植物成長ホルモンであるジベレリンに関しては、その受容体を単離しその生化学的性質を明らかにした。さらに、サイトカイニンの受容体遺伝子を同定するとともに、花芽におけるサイトカイニン量がイネの収量決定に重要な役割を果たすことを明らかにした。また、この機構を利用して、コシヒカリの収量を増加させることに成功した。植物の開花・結実を制御する重要な因子である概日リズムを生み出す植物時計の新奇な構成因子を発見し、シロシヌナズナに関する新しい時計機構モデルを提唱した。新規の植物ペプチドホルモン,ファイトスルフォカイン(PSK)を同定しその受容体を明らかにした。さらに、気孔開口を制御する物質として,植物ホルモンジャスモン酸の生合成前駆体であるOPDAを同定した。 ○植物の外環境応答機構の解明と制御植物による栄養無機イオンの集積機能にCa^<2+>/H^+交換輸送体が重要な役割を果たしていることを明らかにした。さらに液胞膜亜鉛輸送体が存在し、過剰亜鉛による毒作用を回避する機能を担っていることを発見した。また、塩害や高浸透圧等の環境ストレス耐性にはNa/K輸送系が重要な役割を担っていることを示した。本輸送系は、Naを取り込んで塩ストレスに適応する輸送系であり、これまで他の生物において提唱されていた概念とは異なるものであった。硝酸イオンの吸収・同化に関しては、硝酸イオン・亜硝酸イオンを介した複雑な正の制御と、グルタミンを介した負の制御が存在することを明らかにした。さらに、水ストレス防御応答は、リン酸リレーを介した制御系の下流に位置するSAPKがABA応答エレメント結合因子をリン酸化・活性化することを明らかにした。
原核生物・真核生物のイオン輸送体を統制する構造の探索

魚住信之

2004年～ 2004年

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1 ラン藻(Synechocystis sp. strain PCC 6803)のKtr系はCCCPの添加で阻害され、H駆動力のない変異株に発現させると輸送活性が検出できなかったことから、H駆動力がKtr系輸送体に関与することが示唆された。また、ラン藻に高浸透圧ストレスを与えるとKの流出が起こり、そのK流出を補うKの取込みに関与して、浸透圧変化に適応するのに必須なK取込み系として機能していることが明らかとなった。らん藻のHKT/Trk/Ktr系Na/Kトランスポーターにおいて、他の生物のホモログ輸送体からは見いだされていない細胞質性因子KtrAとKtrEをHisタグ融合蛋白質として大腸菌で発現させて精製した。 2 ラン藻・シロイヌナズナ・小麦のNa/Kトランスポーター(KtrABE,AtHKT1,wHKT1)は8回の膜貫通構造をとる。第8番目の膜貫通領域に存在する正電荷アミノ酸を他のアミノ酸に置換してイオン選択性への関与を検討した。野性株のArgからLysへの置換はイオン透過性が保持されたが、負電荷アミノ酸や極性のないアミノ酸への置換はイオン透過性が失われた。この正電荷アミノ酸は本輸送体の機能に重要であることが分かった。 3 小胞体膜挿入系を用いてShaker型Kチャネルの膜挿入機構を検討したところ、植物のKチャネルと比較して膜電位センサー以外の膜貫通領域の挿入機構は同様であり、膜電位センサーを形成する第3番目の膜貫通領域は自律的に膜へ挿入することが明らかとなった。 4 ラン藻のNa/Hトランスポーターのうち他の生物では見いだすことができない特徴的な配列を保持した機能不明のトランスポーターを大腸菌発現系で機能発現することが分かり、Na排出活性があることを確認した。植物の報告されているNa/Hトランスポーターと機能の観点からも高いことが分かった。
植物細胞の環境ストレスに応答するNa^+とK^+輸送系の解明

魚住信之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Nagoya University

2003年～ 2004年

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1 ラン藻(Synechocystis sp. strain PCC 6803)のKtr系は、Naで活性化されるK輸送体であることが分かった。K輸送活性がCCCPの添加で阻害され、呼吸鎖が変異してH駆動力が解消された変異株では輸送活性が検出できなかったことから、H駆動力がKtr系輸送体に関与することが強く示唆された。また、ラン藻に高浸透圧ストレスを与えるとKの流出が起きることが分かった。ラン藻のKtr系変異株では、そのK流出を補うKの取込みが起こらないことが分かった。この結果から、Ktr系は浸透圧変化に適応するのに必須なK取込み系として機能していることが明らかとなった。 2 微生物と植物のKtr/HKT系トランスポーターは8回の膜貫通構造をとる。第8番目の膜貫通領域に存在する正電荷アミノ酸を他のアミノ酸に置換してイオン選択性への関与を検討した。野性株のArgからLysへの置換はイオン透過性が保持されたが、負電荷アミノ酸や極性のないアミノ酸への置換はイオン透過性が失われた。この正電荷アミノ酸は本輸送体の機能に重要であることが分かった。 3 KUP系輸送体の膜貫通構造を明らかにするために、試験管内翻訳・膜挿入系を用いた解析を試みたが、膜への挿入が起こらないことがわかった。そこで、大腸菌発現による方法で行い膜貫通領域を決定した。 4 シロイヌナズナKCO2チャネルのC末領域にはCaと結合すると予想されるEF-handが2つ連続に存在している。このN末側のEF-handにいくつかのアミノ酸置換を導入したところ、EF-hand内に2つあるCysを置換した場合に、K輸送活性の減少が観察された。このことから、EF-hand構造がK輸送に影響を与えていることが分かった。 5 シロイヌナズナのAtHKT1トランスポーターが地上部では通導組織で発現しており、本輸送系遺伝子の変異により道管にNaの蓄積が検出され、篩管にはNaが供給されないことが明らかとなった。AtHKT1は植物のNa循環系の一つとして機能していることが強く示唆された。
原核細胞イオン輸送系の解析に基づく種を超えた基本構造の探策

魚住信之

2003年～ 2003年

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らん藻Ktr系の破壊株のイオン輸送機能を野生株と比較した。らん藻の破壊株のK^+輸送は減少していることが分かった。また、本輸送系はNa^+に強い依存性があるが、Na^+の輸送活性はほとんど見いだせなかった。また、pHは中性付近で最も輸送活性が高いが、プロトンイオノフォアの添加で輸送活性が阻害されたことから、プロトン駆動力が必須であることが明らかとなった。一方、Ktr破壊株で検討した培養条件で同じ表現系を示すらん藻の二成分系変異株をスクリーニングしたが、Ktr系の破壊株で阻害を受ける二成分系変異株は取得できなった。 Ktr/HKT系のイオン選択孔の中には塩基性アミノ酸(Arg)が存在する。ArgをLysへの置換はK^+輸送活性に影響を与えなかった。一方、AlaやGluへの置換はK^+輸送活性を減少させた。本残基がNa^+選択性にも関与することが示唆された。シロイナズナおよび大腸菌KUPの膜貫通構造をCystein scanning法で決定する。既に蛋白質内に存在する4っのCysをSerに置換してもK^+輸送活性を維持することを確認している。膜貫通領域の前後にCysを導入し、スフェロプラストを用いて膜透過性NEM-biotinmaleimideと膜非透過性MTSETの2つのSH試薬を用いて膜トポロジーを決定したした。先にアルカリフォスファターゼ融合法で決定したシロイナズナAtKUP1のトポロジーと比較したところ異なる箇所が見出された。
イオン輸送系膜蛋白質の構造と機能の解析法の構築

魚住信之

2002年～ 2002年

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KUP系K^+輸送体の膜貫通構造の決定と決定方法の検討:Cysに特異的な修飾剤を用いて、大腸菌で発現しているKUP系輸送系のtopologyの決定を行った。その結果、明確な膜貫通構造を形成する部位と曖昧な領域が明確になった。アルカリホスファーターゼ(PhoA)を膜蛋白質に融合した結果はCys scanning法を用いて決定した結果と異なった。PhoA融合決定法はCys scanning法と比較して精度が低いことが示めされた。 HKT系トランスポーターのイオン選択残基とチャネルとの共通性:Na^+とK^+のイオン選択性に関与するアミノ酸に部位特異的変異を導入して、アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いた電気生理学的測定と酵母変異株を行いてイオン透過性を検討した。この結果、4つのイオン選択孔に存在するイオン選択性に重要な影響を与える残基が4カ所ともにGlyの時(小麦HKT1等の場合)は、K^+を輸送しSerの場合(AtHKT1等の場合)はK^+輸送活性がないことが分かった。このことは、Ktr/Trk/HKT系トランスポーターとK^+チャネルの構造の類似性を示しており、Ktr/Trk/HKT系トランスポーターが単独MPM-K^+チャネルから進化して形成されたことを強く示している。藍藻のHKTホモログ:藍藻(Synechocystis PCC6803)のHKT系輸送体のK^+取り込み活性が測定され、さらにNa^+によってK^+輸送活性が活性化されることがK^+取り込み系欠損およびNa^+感受性の大腸菌変異株を用いた発現系で解析したところ分かった。膜依存性イオンチャネルの膜への組込み機構:植物から動物に存在する膜電位依存性イオンチャネルの膜電位センサーを担う構造の形成を解析した。2つの膜貫通領域が同時に挿入される様式であることが分かった。これはまだ知られていない新規の挿入機構である。
Na^+/K^+トランスポーターの原核生物と植物における生理的機能と塩感受性

魚住信之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：NAGOYA UNIVERSITY

2001年～ 2002年

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植物には3種類のK^+の取り込み系(Kチャネル,HKT系トランスポーター,KUP系トランスポーター)が存在している。本研究では、これらの輸送体の構造と機能を解析してK^+輸送系の解析を行い以下の様な結果となった。(1)AtHKT1 (HKT1 family)の膜貫通構造が4 x Membrane-Pore-Membraneを形成していることを明らかにした。(2)4つのイオン選択孔に存在するイオン選択性に重要な影響を与える残基が4カ所ともにGlyの時(小麦HKT1等の場合)は、K^+を輸送しSerの場合(AtHKT1等の場合)はK^+輸送活性がないことが分かった。このことは、Ktr/Trk/HKT系トランスポーターとK^+チャネルの構造の類似性を示しており、Ktr/Trk/HKT系トランスポーターが単独MPM-K^+チャネルから進化して形成されたことを強く示している。(3)K^+チャネル(KAT1)の小胞体膜に挿入される粗過程を明らかにした。親水性膜貫通領域はpost-translationalに小胞体膜に挿入されることを示した。2つの膜貫通領域が同時に挿入される様式であることが分かった。これはまだ知られていない新規の挿入機構である。(4)細菌Na^+/H^+ antiporterの膜貫通領域に存在するAspはH^+の透過には関与するがNa^+の透過には関与しないことを示した。(5)AtHKT1は維管束系に発現していた。(6)AtHKT1は地上部の師管細胞に発現し、師管にNa^+を積み下ろす役割をもつことを示した。(7)藍藻(Synechocystis PCC6803)のHKT系輸送体のK^+取り込み活性が測定され、さらにNa^+によってK^+輸送活性が活性化されることがK^+取り込み系欠損およびNa^+感受性の大腸菌変異株を用いた発現系で解析したところ分かった。
大腸菌を用いた真核生物のイオン輸送系膜蛋白質の解析

魚住信之

2001年～ 2002年

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(1)AtKUP1(KUP系)のトポロジーを大腸菌発現系を用いて決定したところ、意外にも4回膜貫通構造であった。(疎水領域は13カ所存在する)。次にこの結果の真偽を検証し、大腸菌の発現系の有効性を評価するために、検証の必要な箇所をイヌの膜小胞や動物細胞HEK293を宿主とする発現系を用いた糖鎖修飾実験を行い大腸菌の結果と比較した。その結果、大腸菌発現系と異なる結果が得られた貫通領域が見つかった。 (2)HKT系(AtHKT1)のトポロジーから推定されるイオン透過孔に存在する特徴的なアミノ酸を置換し、Na^+とK^+の選択部位を決定したところ、AtHKT1のSer68とMet69がGly-Leuに変換されることにより、K^+透過選択性に変わることが明らかとなった。Na^+とK^+の選択部位の決定は本輸送系の本質的でアイデアルばかりではなく、あらゆるK^+の輸送系に必須のイオン選択孔の構造の一般化に重要な知見となる。 (3)Synechocystis sp. PCC6803のKtr系を大腸菌に発現させて解析したところ、KtrABCの3つのサブユニットでK^+の輸送を行うことを明らかにした。またNa^+によって輸送活性が大きくなることを示した。 (4)K^+チャネル(KAT1)の親水性膜貫通領域はpost-translationalに小胞体膜に挿入されることを示し、以前の大腸菌で得られた結果と一致した。親水性膜貫通領域は隣の親水性膜貫通領域と相互作用をして生体膜に移行することがあることを見出した。 (5)植物にも存在する細菌Na^+/H^+antiporterの膜貫通領域に存在するAspはH^+の透過には関与するがNa^+の透過には関与しないことを示した。
大腸菌を外来遺伝子発現宿主とする膜蛋白質解析系の構築

魚住信之

2000年～ 2000年

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我々は既に大腸菌を用いた真核生物由来膜蛋白質の活性発現と構造決定が可能であることを示しており、本研究では構造と機能を解析することを目標に以下の課題を進めた。1 Arabidopsis由来のAtKUP1(KUP系)の輸送体トポロジーをアルカリフォスファターゼ遺伝子融合法で大腸菌発現系を用いて決定した。13ヶ所存在する疎水領域のうち7ヶ所は膜貫通構造を形成することが明らかとなった。高い疎水領域であるのにもかかわらず膜に貫通していない部分が存在した。この領域は一部が膜に埋まってイオン輸送孔を形成している可能性が推定された。2 我々は既に植物AtHKT1(HKT系)のトポロジーを大腸菌発現系を用いて決定している。この結果が真核細胞でも同様であるかを明らかにするために、FLAG抗体認識部位を5カ所、糖鎖修飾部位を7カ所創出した後、動物の発現系およびイヌの膵臓由来の膜小胞を用いて検討した。この結果、大腸菌で決定したトポロジーとすべての点で一致しAtHKT1は8回膜貫通構造を有すること証明した。この決定したAtHKT1の膜貫通構造は他のグループが報告している10回貫通構造とは異なる結果となった。我々の構造モデルは複数の方法で導き出したことから信憑性がより高いと考えている。3 AtHKT1はアフリカツメガエル卵母細胞では検出できないK^+輸送能が大腸菌発現系では観察される。この理由としてAtHKT1に存在する一カ所のN型糖鎖修飾が関係している可能性がある。糖鎖修飾機能をもつ真核細胞発現系とそれを持たない大腸菌発現の差異がイオン選択性に影響を与えている可能性を検討した。糖鎖非修飾に残基置換したAtHKT1変異蛋白質を卵母細胞で発現させてイオン電流を膜電位固定法で調べたところ糖鎖修飾はイオン透過性には関与しないことがわかった。大腸菌は酵母や動物細胞よりもサイズが小さいため、K^+の要求性が小さくてAtHKT1は大腸菌のK^+取込み活性欠損変異を相補できたと考えている。酵母や動物の膜蛋白質発現系を補う別の蛋白質解析系としても有効であることを示すことができた。
真核表層膜蛋白質の大賜菌活性発現系の有効性の検討

魚住信之

2000年～ 2000年

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1)植物のAtKUP1は大腸菌で活性発現することはすでに報告している。植物KUP系の輸送体トポロジーをPhoA融合法で大腸菌発現系を用いて決定した。13ヶ所存在する疎水領域のうち7ヶ所は膜貫通構造を形成することが明らかとなった。高い疎水領域であるのにもかかわらず膜に貫通していない部分が存在した。この領域は一部が膜に埋まっている可能性が考えられ、さらにイオン輸送孔を形成している可能性がある。限定したこの部分をさらに詳細に検討する必要がある。 2)抗体認識部位をAtHKT1に導入し動物の発現系で検討した。同時に糖鎖修飾部位も創出して小胞体膜を用いて膜領域の配向性を調べた。FLAG抗体認識部位を5カ所、糖鎖修飾部位を7カ所検討したところ大腸菌で決定したトポロジーとすべての点で一致した。この結果、大腸菌発現系、抗体認識法による動物細胞の発現系および小胞体膜を用いた糖鎖修飾法によってAtHKT1は8回膜貫通構造を有すること証明した。この決定したAtHKT1の膜貫通構造は他のグループが報告されている構造とは異なる結果となった。我々の構造モデルは複数の方法で導き出したことから信憑性がより高いと考えている。この膜貫通構造の決定に基づいてイオン選択孔の位置の特定を行うことが可能となり、現在そのイオン選択孔を解析している。 3)AtHKT1には一カ所N型糖鎖修飾が予想される残基が存在する。イオン透過孔に面する箇所の糖鎖修飾の有無がK+Na+のイオン選択性に影響を与えている可能性がある。糖鎖修飾機能をもつ真核細胞発現系とそれを持たない大腸菌発現系の差異を検討した。糖鎖非修飾に残基置換したAtHKT1変異蛋白質を作成して卵母細胞でイオン電流を膜電位固定法で調べたところ糖鎖修飾はイオン透過性には関与しないことがわかった。大腸菌と真核細胞の蛋白質への修飾の差異の一つとして糖鎖修飾の有無があるが、本膜蛋白質ではその影響ではなかった。大腸菌は酵母や動物細胞よりもサイズが小さいため、K+の要求性が小さいことからAtHKT1は大腸菌においてK+の取り込み活性変異を相補したと考えている。酵母や動物の膜蛋白質発現系を補うもう一つの蛋白質発現系として有効であると考えられる。
植物K^+輸送体の多型性と機能的特異性の解明

魚住信之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：NAGOYA UNIVERSITY

1999年～ 2000年

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1 植物Na^+K^+トランスポーター遺伝子(AtHKT1)をクローン化して解析したところ、酵母、アフリカツメガエル卵母細胞ではNa^+取り込み、大腸菌ではK^+を輸送することが分かった。 2 AtHKT1のトポロジーをPhoAを用いた大腸菌発現系、抗体認識法による動物細胞の発現系および小胞体膜を用いた糖鎖修飾法によってAtHKT1は8回膜貫通構造を有すること証明した。我々の構造モデルにより既に報告されている10回膜貫通構造モデルを修正することになった。 3 AtHKT1には一カ所N型糖鎖修飾が予想される残基が存在する。イオン透過孔に面する箇所の糖鎖修飾の有無がK^+Na^+のイオン選択性に影響を与えている可能性を検討した。糖鎖非修飾に残基置換したAtHKT1変異蛋白質を作成して卵母細胞でイオン電流を膜電位固定法で調べたところ糖鎖修飾はイオン透過性には関与しないことがわかった。 4 KAT1のイオン孔に存在するThr256をGlu(T256E),Gln(T256Q)に置換した変異体のNa^+阻害様式を卵母細胞発現系を用いた膜電位固定法によって検討したところ、-180mV以上の深い電位ではNa^+が貫通することが明らかとなった。 5 孔辺細胞由来の粗酵素抽出液とKAT1のC末領域とのリン酸化反応が起こることを確認した。 6 植物AtKUP1の輸送体トポロジーをPhoA融合法で大腸菌発現系を用いて決定した。10ヶ所以上存在する疎水領域のうち7ヶ所は膜貫通構造を形成することが明らかとなった。
カルシウムシグナルによる光合成統御の器官間コミュニケーション

鳥山尚志, 魚住信之

1999年～ 1999年

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エクオリン導入アラビドプシス植物体をモデル植物体として用いて,糖シグナルに応答した[Ca^<2+>]_c上昇をCCDカメラと画像解析装置によってモニターした。また,^<14>C-蔗糖の移動と,蔗糖処理による植物体表面電位の変化を測定した。蔗糖を与えない培地で生育したエクオリン導入アラビドプシス植物体の根部に糖を与え,下位葉から上位葉へと経時的に移動する発光を,2分の時間分解能で解析した。発光の移動と14C-蔗糖の移動はほぼ一致した。また,植物体表面電位変化の移動も発光とほぼ一致した。表面電位の変化は,シンク状態にある細胞がH^+/蔗糖共輸送体によって通導組織から蔗糖を取り込み,その際にH^+を同時に取り込むために,シンク細胞で脱分極が起こったことを反映していると推測される。脱分極がおそらく電位依存性Ca^<2+>透過性チャネルを活性化して,細胞外からCa^<2+>を流入させ[Ca^<2+>]_c上昇をもたらしたものと推測される。[Ca^<2+>]_c上昇は,Ca^<2+>-依存性プロテインキナーゼなどのCa^<2+>依存性酵素の活性化を介して,同化糖の貯蔵に必要な酵素系を構成する酵素遺伝子の発現を誘導すると考えられる。出芽酵母の仮想的カルシウムチャネルCCHl欠損を相補する遺伝子としてモノアミンオキシダーゼ(MAO)ホモログを得た。MAOの基質フェニルエチルアミン(PEA)をエクオリン導入midl酵母に与えたところ,細胞外Ca^<2+>の流入による[Ca^<2+>]_c上昇が起こった。PEAによるmidl酵母における[Ca^<2+>]_c上昇は,Ca^<2+>がMidl以外のチャネルか輸送体によって取り込まれたことを示している。MAOの反応生成物の一つはH_2O_2であり,これが引き金として働いて細胞内へのCa^<2+>流入を引き起こした可能性がある。
大腸菌を利用した真核細胞由来イオン輸送膜蛋白質の活性発現系の開発

魚住信之, 鳥山尚志

1999年～ 1999年

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1小麦Na^+K^+トランスポーター(wHKT1)のホモログ遺伝子をArabidopsisからクローン化して(AtHKT1)大腸菌で発現させた。wHKT1は大腸菌のK^+取り込み変異を相補しなかったが、AtHKT1は相補した。wHKT1が活性発現しなかった理由は明らかではない。次に、PhoAを用いたトポロジー解析を行った。更に、N末端についてはエピトープを導入して膜の内外について検討した。両者の方法からおおよそのトポロジー構造は決定できた。 2マウスCa^<2+>チャネルの膜貫通構造を大腸菌PhoA法によって一部を決定した。 3AtHKT1が発現した大腸菌のK^+取り込み変異株のK^+取り込み活性測定を原子吸光分析法によって測定した。この結果、AtHKT1が発現する大腸菌と相補性を示さない大腸菌のK^+取り込み速度を比較した場合、Km値はほぼ同一であったがVmaxが1.7倍程度大きくなっていた。一方、昨年度、植物K^+チャネル(KAT1およびAKT2)はK^+取り込み能を欠損した大腸菌を相補することを見いだしたが、K^+の取り込みは測定できなかった。パッチクランプ測定可能な大きさに大腸菌を巨大化し、大腸菌の細胞膜を対象に電気生理学的手法でK^+電流を測定することを試みた。K^+電流が観察されたが、今後、本電流はKAT1由来であることを数多くの実験で検証する必要があると考えている。
カルシウムシグナルによる光合成統御の器官間コミュニケーション

鳥山尚志, 魚住信之

1998年～ 1998年

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アポエクオリン導入アラビドプシス植物体にセレンテラジンを与え,植物個体全体にエクオリンが構成させ,糖に応答したサイトソルCa^<2+>上昇を反映したエクオリン発光をVIMカメラを用いて測定した。自養栄養的に生育した植物体の根部に糖を与えると,下位葉から上位葉へと経時的に移動する発光が観察された。蔗糖を与えて生育した植物体では,このような発光は観察されなかった。先にタバコ培養細胞で観察された糖飢餓細胞が糖に応答した観測と対応した結果であり,器官間の糖シグナル伝達に細胞内カルシウムシグナリングが関与していることを示している。前年度に取得したトウモロコシCa^<2+>/H+アンチポータcDNAは,出芽酵母Ca^<2+>/H^+アンチポータ遺伝子破壊株の高カルシウム培地での生育を回復させた。さらに遺伝子破壊株の相補試験の結果は,この輸送体はCa^<2+>以外にMg^<2+>やNa^+,K^+なども輸送することを示唆した。出芽酵母のSOC1は動物の"Capasitative"あるいは"Store-operated"カルシウムチャネル類似のチャネルをコードする遺伝子であると想定されている。そこでアラビドプシスcDNAライブラリーからsoc1を相補する遺伝子の単離を試みた。相補する遺伝子は複数得られたものの,それらの塩基配列はいずれも膜蛋白をコードする遺伝子ではないことを示した。次に,既にデータベースに登録されているイオンチャネルのホモログが,Ca^<2+>透過能をもつ可能性を検討した。出芽酵母のカルシウムチャネルと想定されるMID1を欠損する変異体は,低Ca^<2+>培地中の生育が著しく低い。この変異体にアラビドプシスのデータベースに登録されているイオンチャネルホモログ遺伝子の一つを導入することによって,低Ca^<2+>培地中での生育が回復した。このことはこれがCa^<2+>透過能をもつことを支持している。 ^<45>Ca^<2+>の取り込み能,イオン選択性を検討中である。
大腸菌を用いた真核生物標的膜蛋白質の活性発現系の構築とイオン輸送系の改変

魚住信之, 鳥山尚志

1998年～ 1998年

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真核生物標的膜蛋白質の表面提示と活性発現系として大腸菌を利用することは、他の真核培養細胞で発現させる場合と比較して、操作性、経済性の点で有効であり、実験労力の低減を可能にする。現在まで難しいと考えられてきた単細胞生物の細菌に真核生物の膜蛋白質を容易に活性発現することが可能となれば、新規の発現系の開発として認知され真核膜蛋白質の分子デザインの研究に大きく寄与する。本研究から以下の成果を得ることができた。 1、高等植物のイオン輸送体(KAT1,AKT2,AtKUP1)をK^+取り込み系が変異している大腸菌において活性発現を試みたところ、KAT1,AKT2,AtKUP1はK^+取り込み能を欠損した大腸菌を相補することを見いだした。K^+の初期濃度7.6-10.4mMの範囲では、対照のプラスミドを導入した大腸菌は増殖しなかった。また、イオン孔のアミノ酸が変異しているKAT1は機能しないことが分かっていたが、予想通り大腸菌においてもK^+輸送の欠損変異を相補しなかった。 2、 Shaker型K^+チャネルKAT1のトポロジーの決定を行った。疎水性プロットからKAT1には8箇所の疎水性領域(S1,S2、S3,S4、S5,H5,S6,S7)が存在する。推定膜貫通領域の前後に細胞外で活性を示すPhoAを連結した8種類のプラスミドを作成した。解析したところ従来から推定されていS1,S2,S3,S4,S5,S6は膜貫通領域であること、孔を形成するH5と疎水性の度合いが強いS7は膜を貫通していないことが明らかとなった。真核生物由来の膜蛋白質が大腸菌で機能を持って発現することを証明した。さらに、構造と機能の解析が可能であることを示した。
高等植物K^+輸送の分子機構の解明

魚住信之

1997年～ 1998年

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1 Arabidopsisから単離した2種類のKAT1およびAKT2は4量体で形成するK^+チャネルと考えられているがKAT1とAKT2が単独つまりホモ体で機能するのかヘテロ体でも機能するのかが明らかとなっていない。そこで、卵母細胞に両K^+チャネルを発現させて機能を調べた。KAT1のイオン透過孔を変異させたKAT1-T256RはKAT1またはAKT2を共発現させるとK^+チャネル活性を抑制した。このことは、KAT1とAKT2は互いに親和的相互作用を行うことを示している。N末またはC末の細胞質に突き出た箇所が重要であることが示唆される。 2 内向き整流性Shaker型K^+チャネルKAT1のトポロジーの決定を行った。疎水性プロットからKAT1には8箇所の疎水性領域(S1,S2,S3,S4,S5,H5,S6,S7)が存在する。推定膜貫通領域の前後に細胞外で活性を示すPhoAを連結した8種類のプラスミドを作成した。解析したところ従来から推定されていS1,S2、S3,S4,S5,S6は膜貫通領域であること、孔を形成するH5と疎水性の度合いが強いS7は膜を貫通していないことが明らかとなった。 3 K^+トランスポータ(AtHKT1)を酵母にて発現させたところNa^+は輸送しないでK^+を輸送しないことが分かった。また、新規K^+トランスポータ(AtKUP1)をArabidopsisからクローン化しK^+輸送活性を確認した。
カルシウムシグナルによる光合成統御の器官間コミュニケーション

鳥山尚志, 魚住信之

1997年～ 1997年

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カルシウム依存性発光タンパク質エクオリンを形質導入したタバコ培養細胞BY-2を利用して,糖シグナルに対応した細胞礎質カルシウムイオン濃度([Ca^<2+>]c)上昇を測定した。対数増殖期の細胞では,高濃度の糖を与えても[Ca^<2+>]c上昇は観察されなかった。定常増殖期の細胞では高濃度の糖によって[Ca^<2+>]c上昇が起こった。対数増殖期の細胞でも蔗糖飢餓状態にすると糖による[Ca^<2+>]c上昇が観察された。定常増殖期の細胞でも蔗糖飢餓処理により[Ca^<2+>]c上昇が顕著になった。これらの結果はシンク的状態の細胞が糖に対応することを示唆している。[Ca^<2+>]c上昇は蔗糖以外にマルトース,グルコース,フラクトースなどによっても誘導された。蔗糖と同じ浸透圧変化を引き起こす濃度のNaClやKClはわずかしか[Ca^<2+>]c上昇を引き起こさなかった。糖誘導[Ca^<2+>]c上昇は培地中のCa^<2+>を除くと起こらなくなった。また,Ca^<2+>拮抗剤La^<3+>によって阻害された。これらのことは[Ca^<2+>]c上昇は細胞外のCa^<2+>が流入したことを示唆している。プロテインキナーゼ阻害剤K-252aやスタウロスポリンは糖誘導[Ca^<2+>]c上昇を阻害した。このことは[Ca^<2+>]c上昇にタンパク質リン酸化が関与していることを示している。事実,インゲルプロテインキナーゼアッッセイによりプロテインキナーゼ活性上昇が明らかになった。既知のCa^<2+>/H^+アンチポ-タの塩基配列を利用してPCR法により,トウモロコシcDNAライブラリーをスクリーニングし,Ca^<2+>/H^+アンチポ-タの全長をコードしていると考えられる遺伝子を取得した。410残基のアミノ酸をコードする遺伝子で,遺伝子産物は既知のCa^<2+>/H^+アンチポ-タ遺伝子と同様に,11回膜を貫通する構造を持つと予測された。このCa^<2+>/H^+アンチポ-タの細胞内分布を知る目的で,親水性領域のペプチド断片を大腸菌で生産してウサギを免疫して抗体を産生することを試みている。
人工種子システムによる器官分化植物の大量繁殖

小林猛, 魚住信之, 本多裕之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Nagoya University

1994年～ 1996年

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極く近い将来の食糧不足に対処するために、迅速な育種法及び優良植物の大量繁殖法が考案されねばならない。その一つとして人工種子システムについて研究した。人工種子に封入する植物体としては、未分化細胞である植物カルスから誘導される不定胚を用いる。そこで、不定胚を経由する再分化小植物体の効率的な生産方式の確立と内封物の選別方法の自動化について重点的に研究した。具体的には、植物細胞をアルギン酸で固定化し、高い剪断応力から植物細胞を保護すると同時に、アルギン酸から培地中に漏れ出てくる細胞が大部分不定胚となっていることをセロリ細胞について見いだした。この培養法はスケールアップが比較的簡単であり、かつ効率よく同調性の高い不定胚を生産することができる点で画期的な培養法である。内封物の選別方法の自動化については、知識工学的手法を応用することによって不定胚の成長段階の客観的評価を可能にし、コンピューターを組み込んだロボットシステムによって人工種子に適した不定胚・不定芽を自動選抜しうることを示した。さらに、色情報を取り入れることも重要であることがわかった。また、我々は不定胚以外の内封物として毛状根由来の不定芽を利用することがよいことを提案した。毛状根の最大の特徴は遺伝的に非常に安定であることであり、未分化細胞が遺伝的に不安定なことと対照的である。このように毛状根は形質転換されており、通常の植物と比較して二次代謝産物などの有用物質が多く含まれているものが多く、再分化した植物体は農業上優れた性質をもつ。さらに毛状根を誘導する際、Riプラスミドに外来遺伝子を挿入する操作により、既存の植物よりも優れた性質を遺伝子レベルで付与した新しい機能を持つ遺伝子組換え植物を生産できる。そこで、毛状根を利用した人工種子の製造プロセスの効率化を検討し、大量生産に適したシステムであることがわかった。
動物細胞の固定化及び培養環境の制御による有用物質の効率的生産

小林猛, 水谷悟, 魚住信之, 本多裕之

1993年～ 1994年

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申請者はほぼ当初の計画通りに研究を行い、以下の実績を得た。 1.一段階の簡便な操作で長期培養可能な強度を持つ担体として光架橋性樹脂BIXを開発した。三種類の固定化方法により浮遊性と付着性の動物細胞両方を固定化することができ、担体は強度の面で優れ、細胞毒性がなく、細胞増殖も良好で、特にゼラチン粒子を添加することにより作成されたポーラスBIXでは栄養分の供給と酸素通気が顕著に改善されることがわかった。 2.多孔性セルロース担体に正電荷を持たせることによって、壁付着性細胞だけでなく、浮遊性細胞の固定化が可能となった。L-929細胞を多孔性セルロース担体に固定化してエリスロポエチン(EPO)の連続生産を行った。インナーループ型バイオリアクターが良い結果を与え、50日以上にわたって高いEPOの連続生産が可能であった。 3.溶存酸素は動物細胞培養における重要な制御因子である。我々は溶存酸素を一定に制御できるシステムを用い、DOを0.5から28mg/Lの範囲で血清入培地と無血清培地両方にて調べたところ、最適な細胞増殖は今まで報告してきた通りの5mg/Lであったが、EPOやティシュープラスミノーゲンアクチベータ-(tPA)のような生理活性物質の生産にとってはむしろDOが10mg/L以上の高いDOレベルの方が有利であることがわかった。さらに細胞増殖に適した溶存酸素濃度と生理活性物質の生産に適した溶存酸素濃度に分けて培養する効果についても検討し、効果があることがわかった。 4.EPOなどの生理活性物質を生産するための固定化動物細胞による高密度培養を行うにあたって、溶存酸素濃度を最適値に保つと共に、栄養源であるグルコースやアミノ酸の枯渇を防ぎ、阻害的な代謝産物である乳酸とアンモニア濃度を高めないように栄養源濃度の制御を行うことが重要となる。そこで我々が開発した多項目同時測定システムと溶存酸素制御システムとを用いて、栄養源濃度の制御の効果を調べた。その結果、ハイブリドーマ細胞の場合にはグルコースまたはグルタミン濃度を低く保つとモノクローナル抗体の生産性が向上することがわかった。
光で誘導可能な植物遺伝子発現システムの構築と有用物質生産への応用

魚住信之

1993年～ 1993年

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光で誘導可能な植物遺伝子発現システムの構築として、申請者は以下の研究を行い、成果を得た。 1.トマト由来のribulose 1,5-bisphosphate carboxylase oxygenase/小サブユニット(rbsS)のプロモーターをbeta-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子上流に連結し、大腸菌及びAgrobacteriumで複製可能なpBI系のプラスミドに挿入した。構築したプラスミドをAgrobacterium tumefaciens及びA.rhizogenesを用いた遺伝子導入法で、タバコの細胞及びアジュガの植物体に感染させ、それぞれの遺伝子組換え体を得た。構築した遺伝子組換え体は明条件においてプラスミドに組み込まれたGUS遺伝子が発現し、その生産物であるbeta-グルクロニダーゼを生産することが確認された。 2.培養環境の最適化を目的とした計測法を確立するための初期検討として、知識工学を利用した不定胚分化状況の画像処理計測法を構築した。本システムは測定対象の画像からコンピュータによってパラメーターを抽出し、ニューラルネットワークによりその分化の度合いを決定する方法である。その結果、対象の分化の度合いをを効率よく決定することが可能であった。よって、本システムを培養中の細胞に適用することによって培養環境の監視が可能である示唆される。 3.1で作成した光誘導可能な遺伝子組換え体がバイオリアクターで有用蛋白質を大量生産することを目的とした高密度培養が可能であるか検討した。タバコ細胞を用いた検討ではバイオリアクターによる培養が可能であるものの撹拌翼の形状などなお検討を要することがわかった。
植物毛状根細胞を応用した種子の開発

小林猛, 木村達郎, 魚住信之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)

研究機関：Nagoya University

1991年～ 1992年

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1オーキシンを培地に添加することにより、西洋わさび毛状根の増殖速度および到達細胞重量を増大させることができた。そしてインドール酢酸(NAA)1mg/Lを添加した反復回分培養により、培養40日目で57g-d.c./Lの高密度に達した。さらに増殖特性のモデル化をおこない、実験値と優れた一致を得た。 2切断した毛状根2%アルギン酸カルシウムゲルによりビーズ状に固定化した。5.0mm以上必要であり、成長点、分枝を含んだ部位がこれらを含まなかった部位に比べて高かった。毛状根はオーキシンを添加した培養すると分枝の数が増大し高い再分化効率が得られた。大量培養に有利な液体培養でNAA無添加からNAAを添加する2段階培養を行ったところ、NAA0.1mg/1で最も発芽が促進され健全な小植物体に生長した。 3毛状根を暗所において液体培養すると不定芽原基が形成される。30日間液体培養して形成された不定芽原基はほぼ100%発芽体へ分化した。 4バイオリアクターを用いた場合にも効率的に分化が進むことがわかった。不定芽の植物体形成効率はその大きさに依存し、高い効率を得るためには最適な大きさの範囲が存在する。不定芽形成段階でサイトカイニンを添加することにより毛状根の伸長を制抑し、不定芽の大きさを制御できることが分った。 5通常多芽化する西洋わさび毛状根不定芽を、ブレンダーによる機械的処理により単芽に分割することに成功した。得られた不定芽は30日で90%以上が正常に成長した。不定芽をデシケーション処理したところ、最大で15日で97%の植物体形成効率が得られた。以上の結果は、毛状根が人工種子の内封物として応用できることを示している。
遺伝子工学を応用した硝化脱窒過程の解析と高効率化

飯島信司, 魚住信之, 小林猛

1991年～ 1991年

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遺伝子工学を応用して窒素除去を好気的な硝化過程と嫌気的な脱窒過程を同時に行うことを目指して、亜硝酸還元酵素の遺伝子のクロ-ン化を試みている。前年度までにP.denitrificans由来の亜硝酸還元酵素を精製後、亜硝酸還元酵素遺伝子を含むDNA断片をクロ-ン化したが、N末端アミノ酸配列部位およびプロモ-タ-を含む5'ーflanking領域が欠失していた。本年度は、亜硝酸還元遺伝子全体をクロ-ン化して活性のある亜硝酸還元酵素を得るとともに、遺伝子があると期待される他の脱窒に必要な酵素遺伝子をクロ-ン化することを試みた。P.denitrificansの染色体DNAをXhoIで完全消化およびSa1Iで部分消化しλファ-ジを用いたXhoI、Sa1Iライブラリ-を作成し、クロ-ン化された遺伝子の隣接領域のDNAの分離を図った。 λファ-ジ上にクロ-ン化したP.denitrificans染色体のXhoIライブラリ-中から、pNO1上のSa1IーHind III 200bpのプロ-ブとハイブリダイズするクロ-ンλーH1、λーX2、またλファ-ジSa1Iライブラリ-から同様にハイブリダイズするクロ-ンλーS1、λーS2、λーS3、λーS4が得られた。一方、P.denitrificansの染色体DNAをXhoIおよびSa1Iで消化したパタ-ンよりこのプロ-ブに対応するXhoI断片は15kb、Sa1I断片は3kb程度と決定した。獲得した6種類のクロ-ンを、Sa1IおよびXhoIで完全消化してサザンハイブリダイゼイションを行ったところ、プロ-ブとハイブリダイズする5種類のXhoI断片およびSa1I断片のクロ-ン化DNAは目的DNAを保持していることを示していた。この5種類のクロ-ン化DNAの制限酵素パタ-ンを調べたところ、Hind IIIーSa1I断片以外が少しずつ異なっており、Hind IIIーSa1I断片を中心として前後に散らばっていることが明かとなり、既にクロ-ン化されている遺伝子の上流に最大3Kbの遺伝子が今回クロ-ン化された。
セルロ-ス直接発酵微生物の育種とアルコ-ル燃料の高効率生産

小林猛, 魚住信之, 飯島信司

1990年～ 1990年

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1.本研究室でクロ-ン化した6種類のセルラ-ゼのうち、セロビオヒドロラ-ゼ遺伝子を酵母の分泌ベクタ-に連結したプラスミドを作成し酵母に導入した。本酵母が生産するセロビオヒドロラ-ゼの約40%が細胞外(培養液中)に分泌され、酵母で機能するプロモ-タ-や分泌シグナルを含まないセルラ-ゼ遺伝子を導入した組換え酵母に比べてセルラ-ゼ生産は約50倍に増大した。また、活性染色法からセロビオヒドロ-ラゼは細胞内外に存在し、分子量の異なる数種類のセルラ-ゼが生産されてした。特に培養上清に分泌された酵素のみに糖鎖が付加されていることが、糖鎖染色の結果から明らかとなった。 2.今回構築した組換か酵母は、酵母エキスとポリペプトンに糖源といてグルコ-スを添加した培地で最高の細胞増殖速度が達成され、同時に培養液中にセルラ-ゼ活性も最高の74U/lであった。将来実際にセルロ-スを資化する酵母を用いた場合にはグルコ-スの生成が律速となり、培養液中のグルコ-スは低濃度であると予想されるが、低濃度のグルコ-スにおいてもセルラ-ゼは生産された。更に本組換え酵母のセルロ-ス分解性を検討したところ、カルボキシメチルーセルロ-スを加えた培地においてセルラ-ゼ活性の増大とセルロ-スの分解に起因する培養液の粘度低下が観察され、セルロ-スの分解が起っていると推定された。 3.セルロ-ス資化酵母を使って解率的なアルコ-ル生産を行なうには、グルコ-ス濃度の制御が不可欠であることから、乳酸発酵においてグルコ-ス濃度制御を検討した。グルコ-ス・乳酸自動分析装置によりグルコ-スを一定濃度に保って乳酸菌の培養を行なったところ、グルコ-スが低濃度(1g/l)の場合には57g/lの乳酸が生成した。グルコ-スの定量は自動液クロ分析装置を用いた。一方、グルコ-スを高濃度(20g/l)に制御した場合は副産物であり増殖に阻害的な酢酸が蓄積し乳酸生産量も減少したので、グルコ-スを低濃度に制御することの重要性が明らかになった。
遺伝子工学を応用した硝化脱窒過程の解析と高効率化

飯島信司, 魚住信之, 小林猛

1990年～ 1990年

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1.前年度にクロ-ン化した亜硝酸還元酵素遺伝子を含むと考えられる11.5kbp <Hind>___ーIII フラグメントをサブクロ-ン化し、詳細な制限酵素地図を作製した。クロ-ニングに使用したオリゴヌクレオチドとクロ-ン化したDNAフラグメントの相同性をサザンハイブリダイゼ-ション法で検討した。この結果オリゴヌクレオチドは、クロ-ン化DNAの端200bpと相同性があることが判明した。そこでこのフラグメント周辺のDNA塩基配列をダイデオキシ法で決定した結果、DNA挿入断片の端から130bp付近にプロ-ブと相補的な塩基配列が存在することがわかった。また塩基配列から推定されるこの前後のアミノ酸配列はさきに精製した酵素のアミノ酸配列と一致し、クロ-ン化されたDNAフラグメントは亜硝酸還元酵素遺伝子に相違ないことが確認された。 2.クロ-ン化した亜硝酸還元酵素遺伝子を<trp>___ーおよび<lacZ>___ープロモ-タ-を含む発現ベクタ-に連結し大腸菌に導入した後、ウエスタンブロッティングにより目的遺伝子産物の発現を検出した。その結果、亜硝酸還元酵素抗原のみかけの分子量は約5万であった。活性型亜硝酸還元酵素の分子量は7万であるので、クロ-ン化したDNAフラグメントは酵素全体の約2/3を含んでいると考えられる。また決定したDNA塩基配列から推定されるアミノ酸配列からこの亜硝酸還元酵素抗原は活性型のN末端側が欠如していると考えられ、本酵素の構造遺伝子は、11.5kb <Hind>___ーIIIフラグメント内の4kbp程度の領域に含まれていると推定された。上記実験全般にわたりプラスミドDNAの大量調整はカゴ型攪拌リアクタ-(培養槽)を使用した。
植物毛状根細胞の培養に適したバイオリアクタ-の開発と有用物質の生産

小林猛, 本多裕之, 魚住信之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)

研究機関：Nagoya University

1989年～ 1990年

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土壌細菌Agrobacterium rhizogenesが感染して誘起される毛状根は、カルスに比べ増殖速度は大きく有用物質含有量も高いという長所を持っており、植物組識培養には有効な植物細飽と期待されている。 1.種々の形状のエア-リフト型及び攪拌型培養槽あるいは旋回型培養装置で植物毛状根を培養したところ、高密度化には、(1)剪断力が小さい、(2)酵素移動容量係数が大きい、以上の点が重要であることが明らかになった。また酸素移動容量係数と増殖速度との間に密接な関係があることがわかり統一する関係式で表わせることを示した。そこで、上記2点において良好な培養槽である旋回流型および回転ドラム型リアクタ-を開発し、三角フラスコ培養の約2.5倍量にあたる毛状根高密培養を達成した。 2.植物毛状根細胞は、親植物の各組識(葉・茎・根)に比べて目的物質含量が高いことをパックプン毛状根のペルオキシダ-において確認した。また、西洋ワサビ毛状根のペルオキシダ-ゼ含有量は光照射により高まることを明らかにした。植物が生産する有効成分は一般に細胞の中に蓄積し細胞の外には分泌しないが有効成分の効率的な生産を考えたとき、いかにして目的生産物を培地中へ分泌させ回収するかが重要である。西洋ワサビ毛状根のペルオキシダ-ゼの分泌生産には50mM NaCl の添加が有効であり、ペルオキシダ-ゼに特異性のある吸着カラムで連続的に回収することで高い生産量を得ることができた。

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メディア報道 4

AIでロボットや実験自動化

読売新聞　読売新聞　読売新聞くらしサイエンス欄

2025年3月17日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
植物の輸送体”神秘”解析

河北新報

2017年12月16日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
Are Salt-Tolerant Crops the Key to the Food Crisis?「食糧危機の切り札！？耐塩性作物

NHKワールドTV

2017年4月5日

メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組
サイエンスゼロ

NHKテレビ

2015年9月6日

メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組

詳細を見る詳細を閉じる

耐塩性植物の構築