Updated on 2026/03/15
博士（理学） ( 1992.3 東京大学 )
cell nucleus
protein quality control
molecular chaperone
endoplasmic reticulum quality control
Arabidopsis thaliana
molecular chaperones
endoplasmic reticulum
Saccharomyces cerevisiae
reproduction
Life Science / Plant molecular biology and physiology
Life Science / Functional biochemistry
Life Science / Cell biology
Niigata University Faculty of Science Niigata University Faculty of Science
2017.4
Niigata University Faculty of Science, Department of Biology Professor
2012.4 - 2017.3
Nagoya University Graduate School of Science, Division of Material Science, Graduate School of Science,School of Science Material Science Associate Professor
2001.7 - 2012.3
Nagoya Univeristy Graduate School of Science Assistant Professor
1996.4 - 2001.7
Nagoya University Faculty of Science, Department of Chemistry Assistant Professor
1993.4 - 1996.3
The University of Tokyo Faculty of Science JSPS Research Fellow
1992.4 - 1993.3
Niigata University Faculty of Science Department of Science Professor
2017.4
Niigata University Graduate School of Science and Technology Life and Food Sciences Professor
2012.4
Niigata University Graduate School of Science and Technology Life and Food Sciences Professor
2012.4
Niigata University Abolition organization Bioregulatory Science Professor
2012.4 - 2017.3
日本分子生物学会
酵母遺伝学フォーラム
日本植物学会
The American Society for Cell Biology
American Society of Plant Biologists
日本植物生理学会
日本生化学会
日本細胞生物学会
University of Chicago Visiting Scientist
2001.5 - 2003.3
Nuclear Fusion in Yeast and Plant Reproduction Reviewed
Nanami Kobayashi, Shuh-ichi Nishikawa
Plants 12 ( 20 ) 3608 - 3608 2023.10
Expression of GEX1 Orthologs of Brassica rapa and Oryza sativa Rescued the Nuclear Fusion Defect of the Arabidopsis GEX1 Mutant Reviewed
Ayaka Yabe, Shuh-ichi Nishikawa
Plants 2022.7
Arabidopsis GEX1 Is a Nuclear Membrane Protein of Gametes Required for Nuclear Fusion During Reproduction. Reviewed International journal
Shuh-Ichi Nishikawa, Yuki Yamaguchi, Chiharu Suzuki, Ayaka Yabe, Yuzuru Sato, Daisuke Kurihara, Yoshikatsu Sato, Daichi Susaki, Tetsuya Higashiyama, Daisuke Maruyama
Frontiers in plant science 11 548032 - 548032 2020.10
ERdj3B-mediated quality control maintains anther development at high temperatures. Reviewed International journal
Masaya Yamamoto, Shuhei Uji, Tomoyuki Sugiyama, Tomoaki Sakamoto, Seisuke Kimura, Toshiya Endo, Shuh-Ichi Nishikawa
Plant physiology 2020.1
Fertilization-Coupled Sperm Nuclear Fusion Is Required for Normal Endosperm Nuclear Proliferation Reviewed
Daisuke Maruyama, Tetsuya Higashiyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
Plant and Cell Physiology 61 ( 1 ) 29 - 40 2020.1
Dukhyun Hwang, Satomi Wada, Azusa Takahashi, Hiroko Urawa, Yasuhiro Kamei, Shuh-ichi Nishikawa
Plant and Cell Physiology 60 2564 - 2572 2019.11
The ribosomal stalk protein is crucial for the action of the conserved ATPase ABCE1. Reviewed International journal
Imai H, Abe T, Miyoshi T, Nishikawa SI, Ito K, Uchiumi T
Nucleic acids research 46 ( 15 ) 7820 - 7830 2018.7
Quality control of nonstop membrane proteins at the ER membrane and in the cytosol Reviewed
Shunsuke Arakawa, Kaori Yunoki, Toshiaki Izawa, Yasushi Tamura, Shuh-ichi Nishikawa, Toshiya Endo
SCIENTIFIC REPORTS 6 30795 2016.8
Rapid Elimination of the Persistent Synergid through a Cell Fusion Mechanism Reviewed
Daisuke Maruyama, Ronny Voelz, Hidenori Takeuchi, Toshiyuki Mori, Tomoko Igawa, Daisuke Kurihara, Tomokazu Kawashima, Minako Ueda, Masaki Ito, Masaaki Umeda, Shuh-ichi Nishikawa, Rita Gross-Hardt, Tetsuya Higashiyama
CELL 161 ( 4 ) 907 - 918 2015.5
BiP3 supports the early stages of female gametogenesis in the absence of BiP1 and BiP2 in Arabidopsis thaliana. Reviewed
Maruyama D, Endo T, Nishikawa S
Plant signaling & behavior 10 ( 7 ) e1035853 2015
Different Sets of ER-Resident J-Proteins Regulate Distinct Polar Nuclear-Membrane Fusion Events in Arabidopsis thaliana Reviewed
Daisuke Maruyama, Masaya Yamamoto, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 55 ( 11 ) 1937 - 1944 2014.11
Multiple BiP Genes of Arabidopsis thaliana are Required for Male Gametogenesis and Pollen Competitiveness Reviewed
Daisuke Maruyama, Tomoyuki Sugiyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 55 ( 4 ) 801 - 810 2014.4
The Plant Organelles Database 3 (PODB3) Update 2014: Integrating Electron Micrographs and New Options for Plant Organelle Research Reviewed
Shoji Mano, Takanori Nakamura, Maki Kondo, Tomoki Miwa, Shuh-ichi Nishikawa, Tetsuro Mimura, Akira Nagatani, Mikio Nishimura
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 55 ( 1 ) e1 2014.1
Tam41 Is a CDP-Diacylglycerol Synthase Required for Cardiolipin Biosynthesis in Mitochondria Reviewed
Yasushi Tamura, Yoshihiro Harada, Shuh-ichi Nishikawa, Koji Yamano, Megumi Kamiya, Takuya Shiota, Takuya Kuroda, Osamu Kuge, Hiromi Sesaki, Kenichiro Imai, Kentaro Tomii, Toshiya Endo
CELL METABOLISM 17 ( 5 ) 709 - 718 2013.5
Analyses of protein-protein interactions by in vivo photocrosslinking in budding yeast Reviewed
Takuya Shiota, Shuh-Ichi Nishikawa, Toshiya Endo
Methods in Molecular Biology 1033 207 - 217 2013
Roles of Dom34:Hbs1 in Nonstop Protein Clearance from Translocators for Normal Organelle Protein Influx Reviewed
Toshiaki Izawa, Tatsuhisa Tsuboi, Kazushige Kuroha, Toshifumi Inada, Shuh-ichi Nishikawa, Toshiya Endo
CELL REPORTS 2 ( 3 ) 447 - 453 2012.9
Yos9p and Hrd1p mediate ER retention of misfolded proteins for ER-associated degradation Reviewed
Toshiaki Izawa, Hiroyuki Nagai, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 23 ( 7 ) 1283 - 1293 2012.4
Using image-based resources: Databases for plant organelle dynamics and applications based on image information Reviewed
Mano, S, Y. Kimori, T. Takeda, T. Miwa, S. Nishikawa, T. Mimura, A. Nagatani, a, M. Nishimura
"Image and Video Processing - An Introductory Guide" iConcept Press pp.1 - 25 2012
The Plant Organelles Database 2 (PODB2): An Updated Resource Containing Movie Data of Plant Organelle Dynamics Reviewed
Shoji Mano, Tomoki Miwa, Shuh-ichi Nishikawa, Tetsuro Mimura, Mikio Nishimura
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 52 ( 2 ) 244 - 253 2011.2
LAP5 and LAP6 Encode Anther-Specific Proteins with Similarity to Chalcone Synthase Essential for Pollen Exine Development in Arabidopsis Reviewed
Anna A. Dobritsa, Zhentian Lei, Shuh-ichi Nishikawa, Ewa Urbanczyk-Wochniak, David V. Huhman, Daphne Preuss, Lloyd W. Sumner
PLANT PHYSIOLOGY 153 ( 3 ) 937 - 955 2010.7
A vacuolar carboxypeptidase mutant of Arabidopsis thaliana is degraded by the ERAD pathway independently of its N-glycan Reviewed
Masaya Yamamoto, Mitsuyoshi Kawanabe, Yoko Hayashi, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS 393 ( 3 ) 384 - 389 2010.3
BiP-mediated polar nuclei fusion is essential for the regulation of endosperm nuclei proliferation in Arabidopsis thaliana
Daisuke Maruyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 107 ( 4 ) 1684 - 1689 2010.1
Seeing Is Believing: On the Use of Image Databases for Visually Exploring Plant Organelle Dynamics Reviewed
Shoji Mano, Tomoki Miwa, Shuh-ichi Nishikawa, Tetsuro Mimura, Mikio Nishimura
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 50 ( 12 ) 2000 - 2014 2009.12
Structural basis of yeast Tim40/Mia40 as an oxidative translocator in the mitochondrial intermembrane space (vol 106, pg 14403, 2009) Reviewed
Kawano Shin, Yamano Koji, Naoe Mari, Momose Takaki, Terao Kayoko, Nishikawa Shuh-ichi, Watanabe Nobuhisa, Endo Toshiya
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 106 ( 47 ) 20133 2009.11
Roles of Tom70 in Import of Presequence-containing Mitochondrial Proteins
Hayashi Yamamoto, Kenji Fukui, Hisashi Takahashi, Shingo Kitamura, Takuya Shiota, Kayoko Terao, Mayumi Uchida, Masatoshi Esaki, Shuh-ichi Nishikawa, Tohru Yoshihisa, Koji Yamano, Toshiya Endo
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 284 ( 46 ) 31635 - 31646 2009.11
LAP3, a novel plant protein required for pollen development, is essential for proper exine formation
Anna A. Dobritsa, Shuh-Ichi Nishikawa, Daphne Preuss, Ewa Urbanczyk-Wochniak, Lloyd W. Sumner, Adam Hammond, Ann L. Carlson, Robert J. Swanson
SEXUAL PLANT REPRODUCTION 22 ( 3 ) 167 - 177 2009.9
Structural basis of yeast Tim40/Mia40 as an oxidative translocator in the mitochondrial intermembrane space
Shin Kawano, Koji Yamano, Mari Naoe, Takaki Momose, Kayoko Terao, Shuh-ichi Nishikawa, Nobuhisa Watanabe, Toshiya Endo
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 106 ( 34 ) 14403 - 14407 2009.8
Roles of Protein-disulfide Isomerase-mediated Disulfide Bond Formation of Yeast Mnl1p in Endoplasmic Reticulum-associated Degradation
Machiko Sakoh-Nakatogawa, Shuh-ichi Nishikawa, Toshiya Endo
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 284 ( 18 ) 11815 - 11825 2009.5
Nuclear inner membrane fusion facilitated by yeast Jem1p is required for spindle pole body fusion but not for the first mitotic nuclear division during yeast mating
Shuh-ichi Nishikawa, Aiko Hirata, Toshiya Endo
GENES TO CELLS 13 ( 11 ) 1185 - 1195 2008.11
Arabidopsis thaliana Has a Set of J Proteins in the Endoplasmic Reticulum that are Conserved from Yeast to Animals and Plants
Masaya Yamamoto, Daisuke Maruyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 49 ( 10 ) 1547 - 1562 2008.10
Identification and characterization of a Jem1p ortholog of Candida albicans: dissection of Jem1p functions in karyogamy and protein quality control in Saccharomyces cerevisiae
Tadashi Makio, Shuh-ichi Nishikawa, Takeshi Nakayama, Hiroyuki Nagai, Toshiya Endo
GENES TO CELLS 13 ( 10 ) 1015 - 1026 2008.10
The plant organelles database (PODB): a collection of visualized plant organelles and protocols for plant organelle research
Shoji Mano, Tomoki Miwa, Shuh-ichi Nishikawa, Tetsuro Mimura, Mikio Nishimura
NUCLEIC ACIDS RESEARCH 36 D929 - D937 2008.1
Functional analysis of J proteins in the endoplasmic reticulum of Arabidopsis thaliana Reviewed
Masaya Yamamoto, Daisuke Maruyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 48 S154 - S154 2007
Reproduction defects of the T-DNA mutants of endoplasmic reticulum Hsp70 in Arabidopsis thaliana Reviewed
Daisuke Maruyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 48 S153 - S153 2007
Identification of Tam41 maintaining integrity of the TIM23 protein translocator complex in mitochondria Reviewed
Yasushi Tamura, Yoshihiro Harada, Koji Yamano, Kazuaki Watanabe, Daigo Ishikawa, Chie Ohshima, Shuh-ichi Nishikawa, Hayashi Yamamoto, Toshiya Endo
JOURNAL OF CELL BIOLOGY 174 ( 5 ) 631 - 637 2006.8
Callose (beta-1,3 glucan) is essential for Arabidopsis pollen wall patterning, but not tube growth
Shuh-ichi Nishikawa, Gregory M. Zinkl, Robert J. Swanson, Daisuke Maruyama, Daphne Preuss
BMC PLANT BIOLOGY 5 2005.10
Identification of Tim40 that mediates protein sorting to mitochondrial intermembrane space Reviewed
Mari Naoe, Yukimasa Ohwa, Daigo Ishikawa, Chie Olishima, Shuh-ichi Nishikawa, Hayashi Yamamoto, Toshiya Endo
CELL STRUCTURE AND FUNCTION 30 101 - 101 2005.6
Roles of molecular chaperones in endoplasmic reticulum (ER) quality control and ER-associated degradation (ERAD)
S Nishikawa, JL Brodsky, K Nakatsukasa
JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 137 ( 5 ) 551 - 555 2005.5
Identification of Tim40 that mediates protein sorting to the mitochondrial intermembrane space
M Naoe, Y Ohwa, D Ishikawa, C Ohshima, S Nishikawa, H Yamamoto, T Endo
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 279 ( 46 ) 47815 - 47821 2004.11
Roles of O-mannosylation of aberrant proteins in reduction of the load for endoplasmic reticulum chaperones in yeast
K Nakatsukasa, S Okada, K Umebayashi, R Fukuda, S Nishikawa, T Endo
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 279 ( 48 ) 49762 - 49772 2004.11
Mitochondrial protein import - Requirement of presequence elements and TOM components for precursor binding to the TOM complex
M Esaki, H Shimizu, T Ono, H Yamamoto, T Kanamori, S Nishikawa, T Endo
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 279 ( 44 ) 45701 - 45707 2004.10
Reinvestigation of the requirement of cytosolic ATP for mitochondrial protein import
T Asai, T Takahashi, M Esaki, S Nishikawa, K Ohtsuka, M Nakai, T Endo
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 279 ( 19 ) 19464 - 19470 2004.5
Tom40 protein import channel binds to non-native proteins and prevents their aggregation
M Esaki, T Kanamori, S Nishikawa, Shin, I, PG Schultz, T Endo
NATURE STRUCTURAL BIOLOGY 10 ( 12 ) 988 - 994 2003.12
タンパク質 生と死の生物学 小胞体品質管理におけるO結合型糖鎖付加の役割
中務 邦雄, 梅林 恭平, 西川 周一, 遠藤 斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 56回 20 - 20 2003.5
Nep98p is a component of the yeast spindle pole body and essential for nuclear division and fusion
S Nishikawa, Y Terazawa, T Nakayama, A Hirata, T Makio, T Endo
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 278 ( 11 ) 9938 - 9943 2003.3
Tim50 is a subunit of the TIM23 complex that links protein translocation across the outer and inner mitochondrial membranes
H Yamamoto, M Esaki, T Kanamori, Y Tamura, S Nishikawa, T Endo
CELL 111 ( 4 ) 519 - 528 2002.11
[Morphology of mitochondria]. Reviewed
Kawai A, Nishikawa S, Endo T
Nihon rinsho. Japanese journal of clinical medicine 60 Suppl 4 9 - 13 2002.4
Loss of the mitochondrial Hsp70 functions causes aggregation of mitochondria in yeast cells
A Kawai, S Nishikawa, A Hirata, T Endo
JOURNAL OF CELL SCIENCE 114 ( 19 ) 3565 - 3574 2001.10
Molecular chaperones in the yeast endoplasmic reticulum maintain the solubility of proteins for retrotranslocation and degradation
S Nishikawa, SW Fewell, Y Kato, JL Brodsky, T Endo
JOURNAL OF CELL BIOLOGY 153 ( 5 ) 1061 - 1069 2001.5
Mnl1p, an alpha-mannosidase-like protein in yeast Saccharomyces cerevisiae, is required for endoplasmic reticulum-associated degradation of glycoproteins
K Nakatsukasa, S Nishikawa, N Hosokawa, K Nagata, T Endo
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 276 ( 12 ) 8635 - 8638 2001.3
Structural basis of presequence recognition by the mitochondrial protein import receptor Tom20
Y Abe, T Shodai, T Muto, K Mihara, H Torii, S Nishikawa, T Endo, D Kohda
CELL 100 ( 5 ) 551 - 560 2000.3
Two distinct mechanisms drive protein translocation across the mitochondrial outer membrane in the late step of the cytochrome b(2) import pathway
M Esaki, T Kanamori, S Nishikawa, T Endo
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 96 ( 21 ) 11770 - 11775 1999.10
Appropriately spaced nuclear localizing signals are necessary for efficient nuclear import of nonnuclear proteins
HJW Borgeld, K Naruse, S Nishikawa, J Zhang, A Kikuchi, K Furukawa, K Yagi, M Tanaka
BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS 256 ( 2 ) 278 - 283 1999.3
Uncoupling of transfer of the presequence and unfolding of the mature domain in precursor translocation across the mitochondrial outer membrane
T Kanamori, S Nishikawa, M Nakai, Shin, I, PG Schultz, T Endo
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 96 ( 7 ) 3634 - 3639 1999.3
Two distinct mechanisms operate in the reactivation of heat-denatured proteins by the mitochondrial Hsp70/Mdj1p/Yge1p chaperone system
Y Kubo, T Tsunehiro, S Nishikawa, M Nakai, E Ikeda, A Toh-e, N Morishima, T Shibata, T Endo
JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY 286 ( 2 ) 447 - 464 1999.2
The yeast RER2 gene, identified by endoplasmic reticulum protein localization mutations, encodes cis-prenyltransferase, a key enzyme in dolichol synthesis
M Sato, K Sato, S Nishikawa, A Hirata, J Kato, A Nakano
MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY 19 ( 1 ) 471 - 483 1999.1
Reinvestigation of the functions of the hydrophobic segment of Jem1p, a yeast endoplasmic reticulum membrane protein mediating nuclear fusion
S Nishikawa, T Endo
BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS 244 ( 3 ) 785 - 789 1998.3
Analysis of the functional domain of the rat liver mitochondrial import receptor Tom20
J Iwahashi, S Yamazaki, T Komiya, N Nomura, S Nishikawa, T Endo, K Mihara
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 272 ( 29 ) 18467 - 18472 1997.7
The yeast JEM1p is a DnaJ-like protein of the endoplasmic reticulum membrane required for nuclear fusion
S Nishikawa, T Endo
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 272 ( 20 ) 12889 - 12892 1997.5
Probing the environment along the protein import pathways in yeast mitochondria by site-specific photocrosslinking
T Kanamori, SI Nishikawa, Shin, I, PG Schultz, T Endo
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 94 ( 2 ) 485 - 490 1997.1
MEMBRANE-PROTEIN RETRIEVAL FROM THE GOLGI-APPARATUS TO THE ENDOPLASMIC-RETICULUM (ER) - CHARACTERIZATION OF THE RER1 GENE-PRODUCT AS A COMPONENT INVOLVED IN ER LOCALIZATION OF SEC12P
K SATO, S NISHIKAWA, A NAKANO
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 6 ( 11 ) 1459 - 1477 1995.11
INHIBITION OF ENDOPLASMIC-RETICULUM (ER)-TO-GOLGI TRANSPORT INDUCES RELOCALIZATION OF BINDING-PROTEIN (BIP) WITHIN THE ER TO FORM THE BIP BODIES
S NISHIKAWA, A HIRATA, A NAKANO
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 5 ( 10 ) 1129 - 1143 1994.10
MUTATIONAL ANALYSIS OF THE SAR1 PROTEIN, A SMALL GTPASE WHICH IS ESSENTIAL FOR VESICULAR TRANSPORT FROM THE ENDOPLASMIC-RETICULUM
A NAKANO, H OTSUKA, M YAMAGISHI, E YAMAMOTO, K KIMURA, S NISHIKAWA, T OKA
JOURNAL OF BIOCHEMISTRY 116 ( 2 ) 243 - 247 1994.8
IDENTIFICATION OF A GENE REQUIRED FOR MEMBRANE-PROTEIN RETENTION IN THE EARLY SECRETORY PATHWAY
S NISHIKAWA, A NAKANO
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 90 ( 17 ) 8179 - 8183 1993.9
STRUCTURAL AND FUNCTIONAL DISSECTION OF A MEMBRANE GLYCOPROTEIN REQUIRED FOR VESICLE BUDDING FROM THE ENDOPLASMIC-RETICULUM
C DENFERT, C BARLOWE, S NISHIKAWA, A NAKANO, R SCHEKMAN
MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY 11 ( 11 ) 5727 - 5734 1991.11
RECONSTITUTION OF GTP-BINDING SAR1 PROTEIN FUNCTION IN ER TO GOLGI TRANSPORT
T OKA, S NISHIKAWA, A NAKANO
JOURNAL OF CELL BIOLOGY 114 ( 4 ) 671 - 679 1991.8
THE GTP-BINDING SAR1 PROTEIN IS LOCALIZED TO THE EARLY COMPARTMENT OF THE YEAST SECRETORY PATHWAY
S NISHIKAWA, A NAKANO
BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA 1093 ( 2-3 ) 135 - 143 1991.7
BIOGENESIS OF VACUOLAR MEMBRANE-GLYCOPROTEINS OF YEAST SACCHAROMYCES-CEREVISIAE
S NISHIKAWA, N UMEMOTO, Y OHSUMI, A NAKANO, Y ANRAKU
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 265 ( 13 ) 7440 - 7448 1990.5
STUDIES ON THE TONOPLAST ACTION-POTENTIAL OF NITELLA-FLEXILIS
T SHIMMEN, S NISHIKAWA
JOURNAL OF MEMBRANE BIOLOGY 101 ( 2 ) 133 - 140 1988
第8章 タンパク質の一生：誕生から死まで in 医学のための細胞生物学（永田和宏，塩田浩平編）
南山堂 2009
3.1.3 酵母を用いた翻訳 in RNA実験ノート上 RNAの基本的な取り扱いから解析手法まで（稲田利文，塩見晴彦編）
羊土社 2008
3.8ミトコンドリア
酵母のすべて-系統，細胞から分子まで 大隅良典・下田親 編 シュプリンガー・ジャパン 2007
第3章Short Topics 3GFPを用いた網羅的な可視化マーカーの構築
新版 植物の細胞を観る実験プロトコール細胞工学別冊 植物細胞工学シリーズ22福田裕穂，西村幹夫，中野明彦 監修 2006
第11章(1)タンパク質の膜透過装置 タンパク質科学：構造，物性，機能 （後藤祐児，桑島邦博，谷澤克行編）
化学同人 2005
無細胞蛋白質生合成系：蛋白質生産システム
生物学実験法シリーズ： 遺伝子発現研究法 江尻慎一郎、平秀 編 学会出版センター 1999
6.2.5 酵母の細胞内構造体の調製法
新版 微生物学実験法 大和田紘一，黒岩常祥，杉山純多，高橋秀夫，徳田元，渡辺信 編講談社サイエンティフィック 1999
IV オルガネラの機能解析 4 ミトコンドリア
酵母ラボマニュアル 酵母分子細胞生物学実験法 山本正幸・大矢禎一 編 シュプリンガー・フェアラーク東京 1998
A plant-derived antifungal agent, poacic acid, inhibits germination and tube growth of lily pollen
小林那奈美, 大矢禎一, 林八寿子, 西川周一
日本植物生理学会年会(Web) 64th 2023
受精時の精核融合の完了は胚発生の開始に必須ではない
西川周一, 高木祐理, 高松優菜, 松本光梨, 植田美那子, 丸山大輔
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM) 87th 2023
Screening and analysis of chemicals that inhibit during mating of budding yeast.
小林那奈美, 大矢禎一, 伊丹健一郎, 佐藤綾人, 西川周一
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web) 45th 2022
Mutational analysis of functional domains of Arabidopsis GEX1 required for nuclear membrane fusion
加藤イヴ, 宮園治, 西川周一
日本植物生理学会年会(Web) 63rd 2022
生殖過程で細胞核融合が効率良く進むしくみ
西川周一
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM) 86th 2022
Mechanism of nuclear membrane fusion during sexual reproduction of flowering plants
西川周一
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web) 44th 2021
核融合因子GEX1の陸上植物ホモログの機能解析
西川周一, 矢部あやか
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM) 85th 2021
Effect of poacic acid on germination and growth of lily pollen tube
小林那奈美, 大矢禎一, 西川周一
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web) 44th 2021
Analyses of aberrant embryo development observed in the Arabidopsis mutant defective in the nuclear fusion during reproduction
西川周一, 高木祐理, 佐藤譲, 栗原大輔, 栗原大輔, 佐藤良勝, 東山哲也, 東山哲也, 東山哲也, 丸山大輔
日本植物生理学会年会(Web) 62nd 2021
有性生殖過程の核融合を阻害する化合物の探索
小林那奈美, 斎藤圭吾, 佐藤綾人, 伊丹健一郎, 西川周一
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM) 84th 2020
極核融合因子シロイヌナズナGex1タンパク質のシステインリッチドメインの構造と機能の解析
西川周一, 鈴木千晴, 河野慎, 渡邉信久, 遠藤斗志也
日本植物生理学会年会(Web) 60th 2019
シロイヌナズナ新規核膜融合因子Gex1の細胞内動態の解析
鈴木千晴, 矢部あやか, 栗原大輔, 栗原大輔, 佐藤良勝, 東山哲也, 東山哲也, 東山哲也, 西川周一
日本植物学会大会研究発表記録 83rd 2019
鈴木千晴, 山口友輝, 西川周一
日本植物生理学会年会(Web) 59th ROMBUNNO.2aI04 2018
ペプチジルtRNA加水分解酵素・プロテアソーム輸送タンパク質複合体のX線結晶構造解析
市邨晃久, 笠原杏子, 今井大達, 上原祐二, 西川周一, 内海利男, 伊東孝祐
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web) 41st 2018
ATP加水分解酵素ABCE1とリボソームストーク蛋白質間の機能的相互作用
今井大達, 阿部高也, 三好智博, 西川周一, 伊東孝祐, 内海利男
日本RNA学会年会要旨集 20th 2018
ペプチジルtRNA加水分解酵素・プロテアソーム輸送タンパク質複合体のX線結晶構造解析
市邨晃久, 笠原杏子, 今井大達, 上原祐二, 西川周一, 内海利男, 伊東孝祐
日本RNA学会年会要旨集 19th 209 2017.7
変異導入解析によるリボソームストークとリサイクル因子ABCE1間相互作用の検証
日本生化学会大会(Web) 90th ROMBUNNO.1P‐0813 (WEB ONLY) 2017
シロイヌナズナの雌性配偶体における遺伝子発現誘導システムの構築
和田敏実, 亀井保博, 浦和博子, 西川周一
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web) 39th ROMBUNNO.1P‐0754 (WEB ONLY) 2016
小胞体及びミトコンドリアにおけるノンストップタンパク質の品質管理機構の解析
柚木芳, 荒川俊輔, 井澤俊明, 西川周一, 田村康, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会(Web) 68th ROMBUNNO.P1‐28 (WEB ONLY) 2016
細胞融合による迅速な残存助細胞排除機構
丸山大輔, 丸山大輔, 丸山大輔, VOELZ Ronny, 武内秀憲, 森稔幸, 井川智子, 栗原大輔, 河島友和, 植田美那子, 伊藤正樹, 梅田正明, 西川周一, GROSS-HARDT Rita, 東山哲也, 東山哲也, 東山哲也
Plant Morphology 28 ( 1 ) 2016
シロイヌナズナの花粉成熟過程の葯における小胞体分子シャペロンの発現解析
宇治周平, 梶山智晴, 神原秀記, 西川周一
日本植物学会大会研究発表記録 79th 230 2015.9
丸山大輔, 丸山大輔, VOLZ Ronny, 武内秀憲, 森稔幸, 井川智子, 河島友和, 西川周一, GROSS‐HARDT Rita, 東山哲也, 東山哲也, 東山哲也
日本細胞生物学会大会要旨集 67th 132 2015.6
花粉形成過程に必要な受容体キナーゼの機能発現におけるAtERdj3Bの役割の特異性
加藤詩織, 杉山智之, 野元美佳, 多田安臣, 山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 56th 158 2015.3
西川周一, 丸山大輔, 山口友輝, 東山哲也, 遠藤斗志也
日本生化学会大会(Web) 88th 4W20-8 (WEB ONLY) 2015
小胞体品質管理による花粉成熟過程の高温ストレス耐性機構の解析
杉山智之, 山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物学会大会研究発表記録 78th 178 2014.9
The Plant Organelles Database(PODB)Version 3:植物オルガネラデータベースにおける環境応答情報と電子顕微鏡写真を導入した改良
真野昌二, 夏野昌二, 中村貴宣, 近藤真紀, 三輪朋樹, 西川周一, 三村徹郎, 長谷あきら, 西村幹夫
日本植物生理学会年会要旨集 55th 112 2014.3
杉山智之, 山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 55th 198 2014.3
雌性配偶体形成時の極核の核外膜融合は中央細胞における精核の融合と胚乳形成に必要である
丸山大輔, 山本雅也, 東山哲也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 54th 188 2013.3
丸山大輔, 武内秀憲, 井川智子, 西川周一, 森稔幸, 東山哲也
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web) 36th 2P-0669 (WEB ONLY) 2013
荒川俊輔, 井澤俊明, 西川周一, 田村康, 遠藤斗志也
日本生化学会大会(Web) 86th 2P-092 (WEB ONLY) 2013
Close Up実験法 Series228 動的なタンパク質相互作用の「スナップショット」を撮る~in vivoにおける部位特異的光架橋法
塩田拓也, 西川周一, 遠藤斗志也
実験医学 30 ( 11 ) 1799 - 1805 2012.7
オルガネラタンパク質の膜輸送システムおけるDom34:Hbs1複合体の役割
井澤俊明, 黒羽一誠, 稲田利文, 西川周一, 遠藤斗志也
日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集 12th 61 2012.5
シロイヌナズナCPY<sup>*</sup>を用いた異常タンパク質の小胞体残留機構の解析
荒川俊輔, 井澤俊明, 遠藤斗志也, 西川周一
日本生化学会大会(Web) 85th 3P-169 (WEB ONLY) 2012
シロイヌナズナ小胞体Hsp40,AtERdj3Bは高温での生殖過程において重要な役割をはたす
山本雅也, 遠藤寸志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 52nd 138 2011.3
The Plant Organelles Database2(PODB2):植物オルガネラのダイナミクスと解析方法に関するデータベースの構築
真野昌二, 三輪朋樹, 西川周一, 三村徹郎, 長谷あきら, 西村幹夫
生化学 ROMBUNNO.3T14P-2 2011
丸山大輔, 山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物学会大会研究発表記録 74th 244 2010.9
丸山大輔, 山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 51st 168 2010.3
百聞は一見にしかず―植物オルガネラ研究における画像データベースの構築とその利用―
真野昌二, 三輪朋樹, 西川周一, 三村徹郎, 西村幹夫
日本植物生理学会年会要旨集 51st 81 2010.3
山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 51st 133 2010.3
シロイヌナズナの雌性配偶体形成における小胞体Hsp70システムの機能解析
丸山太輔, 山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 50th 137 2009.3
シロイヌナズナアクアポリンSIPの発現誘導条件からみた分子生物学的機能解析
榊原里恵, 宮本恭輔, 玉置雅紀, 西川周一, 前島正義
日本植物生理学会年会要旨集 50th 129 2009.3
シロイヌナズナの生育における小胞体Jタンパク質(AtERdj3B)の解析
山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 50th 317 2009.3
徳永文稔, 門脇寿枝, 西頭英起, 内木宏延, 樋口京一, 中矢正, 鈴木利治, 後藤祐児, 船津高志, 金子清俊, 中戸川仁, 森和俊, 米田悦啓, 垣塚彰, 馬艶, 久野高義, 和田郁夫, 西川周一, 伊川正人, 吉田賢右, 遠藤斗志也, 永田和宏, 阿部哲也, 養王田正文, 金城政孝, 元島史尋, 田口英樹, 吉田祐美, 中村暢宏, 阪口雅郎, 小椋光, 森正敬, 稲葉謙次, 久保田広志, 森戸大介, 細川暢子, 大塚健三, 秋山芳展, 徳田元, 藤木幸夫
蛋白質 核酸 酵素 53 ( 8 ) 899(1)-1104 2008.6
PDIによる酵母小胞体関連分解因子Mnl1pへのジスルフィド結合導入機構
中戸川万智子, 西川周一, 遠藤斗志也
日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集 8th 38 2008.5
The Plant Organelles Database(PODB)の構築
真野昌二, 三輪朋樹, 西川周一, 三村徹郎, 西村幹夫
日本植物生理学会年会要旨集 49th 348 2008.3
山本雅也, 林陽子, 川鍋光慶, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 49th 181 2008.3
丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 49th 301 2008.3
山本雅也, 川鍋光慶, 林陽子, 遠藤斗志也, 西川周一
生化学 2T24-9 2008
The Plant Organelles Database(PODB)version2:植物オルガネラの動態と解析方法に関するデータベースの動画に対応した改良
真野昌二, 西村幹夫, 三輪朋樹, 西川周一, 三村徹郎
生化学 4P-0975 2008
Protein disulfide isomerase(PDI)は酵母小胞体関連分解因子Mnl1pのC末端領域を足場として,N末端ドメインにジスルフィド結合を導入する
中戸川万智子, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 2T24-8 2008
小胞体関連分解においてタンパク質の異常構造,糖鎖修飾はどのように認識されるのか?
井澤俊明, 永井宏征, 遠藤斗志也, 西川周一
生化学 4P-0664 2008
シロイヌナズナの雌性配偶体形成時の核融合に必要な小胞体Hsp70システムの解析
丸山大輔, 山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
生化学 3T17-4 2008
丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 48th 230 2007.3
山本雅也, 丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 48th 231 2007.3
小寺未華, 真野昌二, 西村幹夫, 西川周一, 遠藤斗志也, 吉田久美
日本農芸化学会大会講演要旨集 2007 258 2007.3
小胞体関連分解におけるタンパク質の高次構造と糖鎖の役割:改変したERAD基質を利用した解析
永井宏征, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 4P-0194 2007
中戸川万智子, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 4P-0195 2007
丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
生化学 4P-0180 2007
植物の生育における小胞体品質管理機構の役割‐小胞体Jタンパク質に注目した解析
山本雅也, 遠藤斗志也, 西川周一
生化学 4P-0181 2007
The Plant Organelles Database(PODB):植物オルガネラの動態と解析方法のデータベース
真野昌二, 三輪朋樹, 西川周一, 三村徹郎, 西村幹夫
生化学 1P-1059 2007
西川周一
細胞工学 224 - 226 2006.4
田村康, 原田佳宗, 西川周一, 遠藤斗志也
日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集 6th 54 2006.3
酵母ミトコンドリアのインポート受容体Tom70が認識するミトコンドリア移行シグナルの解析
高橋央, 北村真吾, 山本林, 田村康, 西川周一, 吉久徹, 遠藤斗志也
日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集 6th 63 2006.3
シロイヌナズナ液胞膜におけるリン酸代謝関連タンパク質の同定と機能解析
大西美輪, 嶋岡泰世, 三橋尚登, 関口陽子, 中川強, 西川周一, 三村徹郎
日本植物生理学会年会要旨集 47th 192 2006.3
植物オルガネラデータベース:オルガネラ動態および研究方法のデータベースの構築
真野昌二, 三輪朋樹, 西川周一, 三村徹郎, 西村幹夫
日本植物生理学会年会要旨集 47th 334 2006.3
丸山大輔, 川鍋光慶, 小池仁, 遠藤斗志也, 西川周一
日本植物生理学会年会要旨集 47th 272 2006.3
The plant organelles database: database of plant organelles visualized with fluorescent protein and database of protocols for functional analysis
S Mano, T Miwa, S Nishikawa, T Mimura, M Nishimura
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 47 S252 - S252 2006
Analysis of the function of BiP in Arabidopsis thaliana
D Maruyama, M Kawanabe, J Koike, T Endo, S Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 47 S190 - S190 2006
山本雅也, 丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
日本分子生物学会年会講演要旨集 28th 604 2005.11
Protein Translocators of the Mitochondrial Membranes
西川周一, 遠藤斗志也
細胞工学 24 ( 8 ) 786 - 790 2005.7
丸山大輔, 西川周一, 山本雅也, 小池仁, 遠藤斗志也
日本植物生理学会年会要旨集 46th 306 2005.3
Roles of Protein Folding in Protein Translocation Across the Mitochondrial Membranes
佐藤健大, 西川周一
細胞工学 23 ( 12 ) 1390 - 1393 2004.12
西川周一, 山本雅也, 丸山大輔, 小池仁, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 27th 737 2004.11
槙尾匡, 西川周一, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 27th 740 2004.11
新規ミトコンドリアタンパク質Tim40はSmall Timのアセンブリーに関与する
直江真里, 大和幸昌, 石川大悟, 大嶋智恵, 西川周一, 山本林, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 27th 732 2004.11
Roles of molecular chaperones and carbohydrate chains in the endoplasmic reticulum quality control
西川周一, 中務邦雄, 遠藤斗志也
蛋白質 核酸 酵素 49 ( 7 ) 988 - 991 2004.5
西川周一, 丸山大輔, 遠藤斗志也
日本植物生理学会年会要旨集 45th 298 2004.3
Analysis of genes for DnaJ-Iike proteins of the endoplasmic reticulum in Arabidopsis
S Nishikawa, D Maruyama, T Endo
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 45 S222 - S222 2004
槇尾匡, 中山剛, 西川周一, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 56th 60 2003
ミトコンドリアタンパク質の膜透過とアンフォールディングを駆動するインポートモータの作動機構
遠藤斗志也, 佐藤健大, 畔柳美香, FERNANDEZ J, 西川周一, 江崎雅俊
日本ミトコンドリア研究会年会要旨集 3rd 11 2003
Role of O-mannosylation in protein quality control in the endoplasmic reticulum
K Nakatsukasa, K Umebayashi, S Nishikawa, T Endo
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 13 235A - 235A 2002.11
Tim50,a new subunit of the TIM23 complex that links mitochondrial protein translocation across the outer membrane and that across the inner membrane
H Yamamoto, M Esaki, T Kanamori, Y Tamura, S Nishikawa, T Endo
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 13 128A - 128A 2002.11
内膜を通しての蛋白質輸送を仲介するTIM23複合体である新サブユニットTim50
山本林, 江崎雅俊, 金森崇, 田村康, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 74 ( 8 ) 889 2002.8
中務邦雄, 梅林恭平, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 74 ( 8 ) 642 - 642 2002.8
タンパク質の膜透過チャネルを構成するTom40はシャペロン様機能も有する
江崎雅俊, 金森崇, 西川周一, SHIN I, SCHULTZ P G, 遠藤斗志也
生化学 74 ( 8 ) 889 2002.8
細胞のミクロコスモス 進化とゲノムからその素顔にせまる カリオガミー 生殖における最後の関門
西川周一
遺伝 別冊 ( 14 ) 127 - 137 2002.5
ミトコンドリアとミトコンドリア病 基礎編 I ミトコンドリアの形態学
河合明美, 西川周一, 遠藤斗志也
日本臨床 60 9 - 13 2002.4
中務邦雄, 西川周一, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 55th 34 - 34 2002
酵母ミトコンドリア形態解析のためのin vitro実験系の構築
長谷川洋典, 河合明美, 西川周一, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 55th 33 2002
タンパク質のミトコンドリア外膜透過におけるTom22の膜間部領域とTom7の機能
江崎雅俊, 清水日高, 小野朋子, 金森崇, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 73 ( 12 ) 1472 2001.12
部位特異的光架橋反応を利用したADP/ATPキャリアのミトコンドリア膜透過装置構成因子との相互作用解析
高橋貴士, 金森崇, 江崎雅俊, 西川周一, SHIN I, SCHULTZ P G, 遠藤斗志也
生化学 73 ( 8 ) 748 2001.8
中務邦雄, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 73 ( 8 ) 758 2001.8
江崎雅俊, 金森崇, 西川周一, SHIN I, SCHULTZ P G, 遠藤斗志也
生化学 73 ( 8 ) 748 2001.8
遠藤斗志也, 西川周一
化学 56 ( 2 ) 58 - 59 2001.2
新規小胞体α‐mannosidase様蛋白質(Mnl1p)は糖蛋白質の小胞体蛋白質分解(ERAD)に関与する
中務邦雄, 西川周一, 細川暢子, 永田和宏, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 54th 102 - 102 2001
ミトコンドリアマトリクスのタンパク質はミトコンドリア形態制御に関与するか?
河合明美, 長谷川洋典, 西川周一, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 54th 56 2001
CONTROL OF NUCLEAR MEMBRANE FUSION BY MOLECULAR CHAPERONES :
NISHIKAWA Shuhichi, TERAZAWA Yumiko, NAKAYAMA Takeshi, HIRATA Aiko, ENDO Toshiya
Plant and cell physiology 42 s24 2001
Characterization of the cis and trans binding sites for the presequence in protein translocation across the mitochondrial outer membrane
M Esaki, H Shimizu, T Ono, T Kanamori, S Nishikawa, T Endo
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 11 530A - 530A 2000.12
西川周一, 寺沢ゆみこ, 中山剛, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 23rd 353 2000.11
河合明美, 長谷川洋典, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 72 ( 8 ) 793 2000.8
ミトコンドリア外膜受容体タンパク質Tom20のプレ配列認識機構の解析
小代俊浩, 阿部義人, 武藤隆則, 西川周一, 三原勝芳, 神田大輔, 遠藤斗志也
生化学 72 ( 8 ) 811 2000.8
ミトコンドリアタンパク質の外膜透過におけるTom22の膜間部領域とTom7の役割
江崎雅俊, 小野朋子, 金森崇, 山本林, 西川周一, SHIN I, SCHULTZ P G, 遠藤斗志也
生化学 72 ( 8 ) 812 2000.8
タンパク質のミトコンドリア外膜透過機構におけるプレ配列の役割
清水日高, 江崎雅俊, 金森崇, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 72 ( 8 ) 811 2000.8
核膜融合に必要な酵母小胞体のDnaJホモログJem1pと相互作用する核膜タンパク質の解析
寺沢ゆみこ, 西川周一, 中山剛, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 22nd 379 1999.11
部位特異的光架橋反応を利用したADP/ATP carrierのミトコンドリア内膜への輸送機構の解析
高橋貴士, 金森崇, 江崎雅俊, 西川周一, SHIN I, SCHLUTZ P G, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 22nd 370 1999.11
ミトコンドリアタンパク質受容体Tom20の立体構造とプレ配列認識機構
小代俊浩, 阿部義人, 武藤隆則, 鳥居久義, 西川周一, 三原勝芳, 神田大輔, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 22nd 370 1999.11
河合明美, 西川周一, 平田愛子, CRAIG E A, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 52nd 40 1999
Jemlp and nuclear fusion
ENDO Toshiya, HIRATA Aiko, NISHIKAWA Shuh-ichi
21 211 - 211 1998.12
ミトコンドリアのhsp70はミトコンドリアの形態制御に関与しているか?
河合明美, 西川周一, CRAIG E, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 21st 481 1998.11
JEM1P, a DNAJ-like protein of the yeast ER membrane, regulates nuclear membrane fusion by interacting with BIP and ER membrane proteins
S Nishikawa, T Endo
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 9 347A - 347A 1998.11
遠藤斗志也, 平田愛子, 西川周一
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 21st 211 1998.11
酵母ミトコンドリア内hsp70とそのパートナータンパク質のシャペロン機能の解析
常広岳史, 久保祐子, 西川周一, 中井正人, 池田恵理, 東江昭夫, 森島信裕, 柴田武彦, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 21st 580 1998.11
河合明美, 西川周一, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 20th 315 1997.12
浅井健好, 常広岳史, 西川周一, 中井正人, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 20th 335 1997.12
Research on the control of mitochondrion morphogenesis. ( Uehara Memorial Life Science Foundation ).
西川周一
上原記念生命科学財団研究報告集 11 154 - 155 1997.11
A new gene family that is required for intracellular membrane integrity.
M Sato, K Sato, S Nishikawa, A Hirata, A Nakano
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 8 2357 - 2357 1997.11
Nuclear membrane fusion requires two DnaJ-like proteins of the ER membrane.
S Nishikawa, A Hirata, T Endo
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 8 1708 - 1708 1997.11
Mitochondrial Protein Targeting and Translocation Across the Membranes.
遠藤斗志也, 浅井健好, 金森崇, 西川周一
細胞工学 16 ( 9 ) 1275 - 1281 1997.9
Sec12pの小胞体局在化に関与する因子・RER2のクローニングと機能解析
佐藤美由紀, 佐藤健, 西川周一, 平田愛子, 中野明彦
日本細胞生物学会大会講演要旨集 50th 86 1997
河合明美, 西川周一, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 50th 49 1997
非天然アミノ酸導入タンパク質の大量合成を目指した無細胞タンパク質合成系の改善
佐藤千晶, 金森崇, 西川周一, SCHULTZ P G, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 19th 721 1996.7
The comparison of yeast cytosol and chaperon function of hsp70 of the mitochondrion matrix.
久保祐子, 西川周一, 中井正人, 三井里子, 森島信裕, 柴田武彦, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 19th 173 1996.7
DnaJ homologue which in the budding yeast membrane of endoplasmic reticulum was newly found.
西川周一, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 19th 176 1996.7
金森崇, 西川周一, SCHULTZ P G, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 19th 280 1996.7
Analysis of the morphology of yeast mitochondria using the green fluorecent protein.
西川周一, 加藤良仁, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 18th 249 1995.11
Molecular chaperone hsp70 and organelle biogenesis.
中井正人, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 67 ( 2 ) 108 - 122 1995.2
In vitro assembly of mitochondrion-encoded proteins into the mitochondrial inner membrane.
山本佳奈, 加藤祐治, 西川周一, 中井正人, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 17th 230 1994.11
鳥居久義, 西川周一, 中井正人, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 17th 230 1994.11
Analysis of RER1, involved in ER localization of Sec12p, and new phenotypes of rer mutants.
佐藤健, 西川周一, 中野明彦
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 17th 312 1994.11
Analysis of rer2 and molecular cloning of its complementing gene
佐藤美由紀, 佐藤健, 西川周一, 平田愛子, 中野明彦
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 17th 312 1994.11
佐藤健, 西川周一, 中野明彦
日本細胞生物学会大会講演要旨集 47th 140 1994
Mitochondrial form of the yeast mitochondrial membrane transmission variant.
西川周一, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 47th 139 1994
Endoplasmic reticulum - recycling between Golgi bodies and RER gene cluster.
中野明彦, 佐藤健, 佐藤美由紀, 西川周一
日本細胞生物学会大会講演要旨集 47th 59 1994
小胞体膜タンパク質のリサイクリングに関わる遺伝子RER1のクローニングとその解析
佐藤健, 西川周一, 中野明彦
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 16th 284 1993.11
ISOLATION OF YEAST MUTANTS DEFECTIVE IN THE ER RETENTION OF SEC12 PROTEIN
S NISHIKAWA, A NAKANO
JOURNAL OF CELLULAR BIOCHEMISTRY 41 - 41 1993.2
西川周一
化学と生物 29 ( 4 ) 208 - 209 1991.4
シロイヌナズナ雌性配偶体の細胞特異的な遺伝子発現誘導システムの構築
高橋梓, 和田敏実, 亀井保博, 浦和博子, 西川周一
日本植物生理学会年会(Web) 2018
シロイヌナズナ小胞体品質管理欠損株は特異的な細胞膜受容体様キナーゼの機能欠損のため花粉成熟が異常となる
西川周一, 加藤詩織, 杉山智之, 野元美佳, 多田安臣, 山本雅也, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会要旨集 2015.6
西川周一, 丸山大輔, 山口友輝, 東山哲也, 遠藤斗志也
日本生化学会大会(Web) 2015
西川周一
日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集 2012.5
植物の発生・生育において小胞体品質管理機構がはたす役割は何か
西川周一, 山本雅也, 遠藤斗志也
日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム講演要旨集 2011.9
西川周一, 寺沢ゆみこ, 中山剛, 平田愛子, 遠藤斗志也
日本植物生理学会年会要旨集 2001.3
小胞体タンパク質分解における小胞体hsp70(BiP)システムの機能
西川周一, FEWELL S W, BRODSKY J, 加藤良仁, 遠藤斗志也
生化学 2000.8
西川周一, 寺沢ゆみこ, 中山剛, 遠藤斗志也
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集 1999.11
西川周一, 加藤良仁, 寺沢ゆみこ, 平田愛子, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 1999
Jem1pは核膜融合に必須な小胞体膜のDnaJホモログである
西川周一, 平田愛子, 遠藤斗志也
日本細胞生物学会大会講演要旨集 1997
西川周一, 平田愛子, 中野明彦
日本細胞生物学会大会講演要旨集 1993
西川周一, 中野明彦
日本細胞生物学会大会講演要旨集 1991
シロイヌナズナを用いた受精初期過程の分子機構の解析
第9回井上研究奨励賞
1993
LINC複合体によるシロイヌナズナ有性生殖過程の核融合の制御機構
Grant number：19K06704
2019.4 - 2022.3
System name：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
Research category：基盤研究(C)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\4290000 （ Direct Cost: \3300000 、 Indirect Cost：\990000 ）
陸上植物有性生殖における核膜融合の鍵メカニズム
Grant number：19H04857
2019.4 - 2021.3
System name：科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
Research category：新学術領域研究(研究領域提案型)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\8580000 （ Direct Cost: \6600000 、 Indirect Cost：\1980000 ）
鍵と鍵穴に着目した有性生殖過程の核膜融合の分子機構と初期発生における意義の解明
Grant number：17H05837
2017.4 - 2019.3
System name：科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
Research category：新学術領域研究(研究領域提案型)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\9360000 （ Direct Cost: \7200000 、 Indirect Cost：\2160000 ）
被子植物の有性生殖で観察される核融合過程では、核膜同士が融合することが必須である。本研究は、有性生殖過程の核膜融合で中心的な役割をはたす膜タンパク質であるGex1に着目した解析によって、シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合の分子機構と、その初期発生における意義を明らかにすることを目的とする。
本年度は、GFP融合タンパク質を用いた解析によって、Gex1が雌性配偶体では中央細胞と卵細胞に特異的に発現する核膜タンパク質であることを明らかにした。また、ライブイメージング解析によって、Gex1は中央細胞では極核の接近の時期に、卵細胞では極核の接触後に出現すること、Gex1は最初核膜全体に分布しているが、極核の融合過程で核膜上にドット様に局在することが示された。また、Brassica rapaとイネのGex1ホモログを用いた解析によって、Gex1機能に種特異性が存在することが示唆された。
Gex1は内腔側に大きなドメインを有しており、ここが核膜融合で「鍵」として機能していると予想される。本研究では内腔側ドメインの中でもホモログ間での保存性の高いシステインリッチドメイン（Gex1-CRD）の構造解析を行った。その結果、Gex1-CRDは二量体を形成していること、二量体の間に疎水性の溝が存在することが示された。
昨年度の研究で、核膜タンパク質であるSUNタンパク質が極核融合で機能することを示唆された。SUNタンパク質は核外膜のKASHタンパク質とLINC複合体を形成するが、これが極核融合に必要であることを示唆する結果を得た。核膜融合機構の解析の新たなアプローチとして、核膜融合を制御する低分子化合物のスクリーニングを東山班（伊丹グループ）との共同研究で開始し、スクリーニング条件を確立するとともに約5,000化合物のスクリーニングを進めている。
Mechanisms of nuclear membrane fusion during Arabidopsis reproduction
Grant number：16K07394
2016.4 - 2019.3
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
Nishikawa Shuh-ichi, HIGASHIYAMA Tetsuya, SATO Yoshikatsu, KURIHARA Daisuke, MARUYAMA Daisuke, KAMEI Yasuhiro, URAWA Hiroko, WADA Satomi, HWANG Dukhyum, SUZUKI Chiharu, TAKAHASHI Azusa, NAGAO Haruka
Grant amount：\4810000 （ Direct Cost: \3700000 、 Indirect Cost：\1110000 ）
During the life cycle of angiosperms, nuclear fusion occurs three times. Two of these nuclear fusion events are sperm nuclear fusion events that occur during double fertilization. The third nuclear fusion is the polar nuclear fusion during female gametogenesis. These nuclear fusion events require the nuclear membrane fusion processes to complete.
In this study, we analyzed mechanisms of nuclear membrane fusions during Arabidopsis reproduction using live-cell imaging and the newly-developed female gametophyte-specific gene induction system. We showed that the Hsp70 molecular chaperone system in the endoplasmic reticulum is required for nuclear membrane fusion in the sperm nuclear fusion process in addition to the polar nuclear fusion. We also showed that fertilization-coupled sperm nuclear fusion is essential for proper endosperm proliferation after fertilization. We identified two nuclear membrane proteins that are required for nuclear membrane fusion events during polar nuclear fusion.
Analyses of nuclear fusion during plant reproduction using gametophyte cell-specific gene induction systems
Grant number：26650094
2014.4 - 2016.3
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Research category：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
Nishikawa Shuh-ichi, KAMEI Yasuhiro, URAWA Hiroko, YAMAGUCHI Yuki, WADA Satomi
Grant amount：\4030000 （ Direct Cost: \3100000 、 Indirect Cost：\930000 ）
In this study, we developed a new gene induction method, which allows cell-specific gene induction in Arabidopsis female gametophytes using heat shock-induced Cre-loxP recombination and female gametophyte-specific promoters. Female gametophyte-specific gene expressions were induced by heat treatment of flower buds of constructed transgenic lines. We also showed induction of cell-specific gene expression by irradiating isolated female gametophytes with the infrared laser. The developed method will be a good tool to analyze functions of proteins involved in the fusion of polar nuclei during female gametophyte development.
細胞膜受容体の小胞体品質管理を介した花粉成熟過程のストレス耐性機構の解析
Grant number：25120711
2013.4 - 2015.3
System name：科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
Research category：新学術領域研究(研究領域提案型)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\8580000 （ Direct Cost: \6600000 、 Indirect Cost：\1980000 ）
本研究では、細胞膜の受容体様キナーゼ（LRR-RLK）に着目した解析によって、小胞体品質管理因子であるAtERdj3BやUGGTといった小胞体分子シャペロンの花粉成熟過程における役割を明らかにするとともに、小胞体分子シャペロン・品質管理装置によるLRR-RLKの認識と機能発現の特異性の解明を目指している。
本年度は、昨年度に引き続き領域内の共同研究を進め、花粉形成過程で機能するLRR-RLKの細胞外ドメインと小胞体Jタンパク質との相互作用の解析を行った。そして、昨年度見いだしたLRR-RLK細胞外ドメインとAtERdj3Bとの特異的な相互作用は、熱ストレスによって増加することを示す結果を得た。また、LRR-RLK細胞外ドメインに関する部分断片を用いた解析で、AtERdj3Bが特に認識する領域の推定を行った。
本年度はまた、葯1個を用いた遺伝子発現解析系を用いた解析を進めた。そして、定量的解析に適した組織量の検討を行うとともに、定量PCR実験の標準化でこれまで利用されてきたハウスキーピング遺伝子でも、葯の発達ステージによって発現量が大きく異なるものがあることを示した。また、発達中の葯におけるUGGTなどの発現時期および組織の解析を行い、UGGTが花粉成熟期の葯で特異的に発現していること、タペート組織で特異的に発現するAtERdj3Bとは異なり、UGGTはタペート組織崩壊後の葯でも発現していることを示した。
小胞体品質管理による花粉成熟過程のストレス耐性機構の解析
Grant number：23120512
2011.4 - 2013.3
System name：科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
Research category：新学術領域研究(研究領域提案型)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\8450000 （ Direct Cost: \6500000 、 Indirect Cost：\1950000 ）
研究代表者らは、小胞体品質管理で中心的な役割をはたす小胞体分子シャペロンAtERdj3Bを欠損したシロイヌナズナ変異株が、高温ストレス下で花粉成熟の異常を示すことを見いだした。昨年度の解析によって、これはRpk2という花粉成熟過程における遺伝子発現に必要な細胞膜のLRR型キナーゼの、細胞膜輸送の欠損によることが示唆されている。研究代表者らはまた、糖タンパク質特異的な小胞体品質管理因子であるUGGTを欠損した変異株も高温ストレス下で花粉成熟の異常を示すことを見いだしている。
本年度はまず、高温ストレス下で生育したuggt変異株の花芽におけるRpk2下流の遺伝子発現解析と、Rpk2の細胞膜輸送について検討した。この結果、uggt変異株で見られる高温ストレス下での花粉成熟異常は、Rpk2以外のLRR型キナーゼの欠損によることを示唆する結果を得た。本年度はaterdj3b uggt二重変異株の構築と解析も行った。得られた二重変異株は通常の生育温度でも不稔となり、これは花粉形成の欠損によることが示された。二重変異株はまた、生育異常を示した。この結果は、AtERdj3BとUGGTによる小胞体品質管理は、花粉形成過程以外でもLRR型キナーゼの機能維持に必要であることを示唆している。
本年度は、LRR型キナーゼと小胞体分子シャペロン間の相互作用を解析する実験系の構築も行った。これまでに、小麦胚芽無細胞タンパク質合成系を用いて、Rpk2をはじめとする数種類のLRR型キナーゼの細胞外ドメインと、AtERdj3Bなどの小胞体分子シャペロンを可溶性の状態で合成することに成功している。今後は、合成したこれらタンパク質間の相互作用解析を進める計画である。
Analyses of ER-resident molecular chaperone-dependent nuclear membrane fusion during fertilization of Arabidopsis thaliana
Grant number：23570051
2011 - 2013
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
NISHIKAWA Shuh-ichi
Grant amount：\5460000 （ Direct Cost: \4200000 、 Indirect Cost：\1260000 ）
We showed that BiP, an Hsp70 molecular chaperone in the endoplasmic reticulum, function in the fusions of the outer and inner nuclear membranes of the polar nuclei with different sets of J-domain containing partner proteins during the female gametogenesis of A. thaliana. Live imaging analyses showed that the polar nuclei fusion defect can be recovered during the first endosperm nuclear division after fertilization and that the fusion of sperm nuclei at fertilization is required for proper endosperm proliferation. We also identified candidates of nuclear membrane proteins required for the polar nuclei fusion.
Organelle Differentiation as the Strategy for Environmental Adaptation in Plants
Grant number：16085101
2004 - 2008
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
NISHIMURA Mikio, MIMURA Tetsuro, NISHIKAWA Shuh-ichi, NISHIMURA Ikuko, MORITA Miyo
Grant amount：\45800000 （ Direct Cost: \45800000 ）
Regulation of plant cell function and development by endoplasmic reticulum quality control
Grant number：16085202
2004 - 2008
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
SHUH-ICHI Nishikawa, TOSHIYA Endo, TOHRU Yoshihisa, TOSHIYA Endo, TOHRU Yoshihisa
Grant amount：\95900000 （ Direct Cost: \95900000 ）
ゼニゴケ有性生殖過程の核融合機構の解析
Grant number：23K05814
2023.4 - 2026.3
System name：科学研究費助成事業
Research category：基盤研究(C)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\4810000 （ Direct Cost: \3700000 、 Indirect Cost：\1110000 ）
Elucidation of the relationship between protein synthesis system and protein degradation system
Grant number：22K19267
2022.6 - 2025.3
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research
Research category：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
Grant amount：\6370000 （ Direct Cost: \4900000 、 Indirect Cost：\1470000 ）
Versatile molecular functions of the ribosomal stalk protein in translation cycle
Grant number：19H03155
2019.4 - 2022.3
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
Uchiumi Toshio
Grant amount：\17550000 （ Direct Cost: \13500000 、 Indirect Cost：\4050000 ）
Translation of genetic information proceeds on the ribosome with amino acids being brought efficiently to the ribosome by the translation factor EF1A one after another. There are many unclear points about the mechanism for achieving the high efficiency. In this project, we have demonstrated that the ribosomal stalk protein contributes to translation efficiency by binding, via its C-terminal region, to two different conformations of EF1A, that is, the active EF1A-GTP form that carries the aminoacyl-tRNA to the ribosome and the inactive EF1A-GDP form that is dissociated from the ribosome, and that the interaction between the stalk and EF1A is disrupted by anothor factor EF1B which promote nucleotide exchange from EF1A-GDP to EF1A-GTP. Furthermore, we also detected ability of the stalk to bind to a stress-response factor, YchF. These results represent the versatile functions of the ribosomal stalk in translation efficiency and control.
真核生物停滞リボソーム上におけるぺプチジルtRNA分解のメカニズム解明
Grant number：18K06080
2018.4 - 2021.3
System name：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
Research category：基盤研究(C)
Awarding organization：日本学術振興会
伊東 孝祐, 西川 周一
Grant amount：\4420000 （ Direct Cost: \3400000 、 Indirect Cost：\1020000 ）
生体内では様々な要因で翻訳は異常停止し、合成途中の未成熟ペプチドがtRNAに結合したままのぺプチジルtRNAが停滞リボソーム内に産生される。このような状態は細胞にとって有害であり、翻訳の品質管理機構によって解消されなければならない。現在までの研究により、ペプチド部位が短鎖の場合、ぺプチジルtRNAはリボソームから細胞質に放出され、そしてぺプチジルtRNA加水分解酵素 (Pth) によりペプチドとtRNAに分解されて翻訳停滞が解消されることがわかっている。一方、ペプチド部位が長鎖の場合、ぺプチジルtRNAは停滞リボソーム上でペプチドとtRNAに分解されることが知られているが、この反応を担う因子は真核生物では未だ不明である。一方、我々は最近、Pthがユビキチン化タンパク質運搬因子と直接相互作用することを見い出している。本研究の目的は以下の通りである。
1) 長鎖ぺプチジルtRNAを停滞リボソーム上で分解する因子を分子遺伝学的手法で探索する。
2) Pth-ユビキチン化タンパク質運搬因子の相互作用様式をX線結晶構造解析で明らかにする。
3) Pthとユビキチン化タンパク質運搬因子が共同でリボソーム上の長鎖ぺプチジルtRNAの分解に働いている可能性を追究する。
研究成果であるが、1)については、長鎖ぺプチジルtRNAを発現するモデル酵母株を作製し終えた。2)については、ほぼ構造解析が終了した。3)については、2)の構造解析の結果をもとに行う実験であり、2)がほぼ終了しているので来年度予定通り実行できる状態である。
Functional role of the ribosomal stalk protein in translation recycling
Grant number：16H04741
2016.4 - 2019.3
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
Uchiumi Toshio, IMAI Hirotatsu
Grant amount：\17420000 （ Direct Cost: \13400000 、 Indirect Cost：\4020000 ）
Translation of genetic information, i.e., protein synthesis, on a macromolecular complex called the ribosome occurs in four stages: initiation, elongation, termination, and recycling. So far in research, much less is known about mechanism of the recycling. In this project, we have focused on a ribosome recycling factor, ABCE1 (ATPase), and investigated molecular mechanism of the action of ABCE1 by using techniques of biochemistry and structural biology. As results, we have clarified that a ribosomal protein component, termed the “stalk”, directly binds to a specific site of ABCE1, recruits it to the functional site within the ribosome, and stimulates ATP hydrolysis. Thus, our results demonstrate that interaction between ABCE1 and the stalk protein leads to dissociation of ribosomes to subunits, or ribosome recycling.
Elucidation of the mechanism of the control of protein trafficking at mitochondrial membranes
Grant number：22227003
2010.4 - 2016.3
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, TAMURA Yasushi, NISHIKAWA Shuh-ichi
Grant amount：\210600000 （ Direct Cost: \162000000 、 Indirect Cost：\48600000 ）
The protein trafficking as well as lipid trafficking systems at mitochondrial membranes were analyzed to elucidate the mechanisms of their functions. By using site-specific photocrosslinking, the outer membrane translocator TOM complex was analyzed for its inter-subunit and subunit-precursor interactions and the dynamic assembly structures were revealed. Cellular mechanisms to clear the mitochondrial translocon clogged by non-stop proteins arising form mRNA lacking a stop codon were revealed. Tam41 at the mitochondrial inner membrane was found to be a key enzyme for the cardiolipin synthetic pathway and the mechanism of phosphatidic acid transport between the outer and inner membranes by Ups1-Mdm35 was elucidated by determination of its high-resolution structures with and without a phosphatidic acid.
Elucidation of the yeast systems that achieve and maintain functions and organizations of mitochondrial and ER proteins
Grant number：19058005
2007 - 2011
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, NISHIKAWA Shuh-ichi, YOSHIHIA Tohru
Grant amount：\198000000 （ Direct Cost: \198000000 ）
We have revealed the mechanisms of various aspects of protein transport into mitochondria, including cooperation of translocators, driving force for protein translocation, roles of multiple targeting signals in the presequence, mapping of subunit arrangements in the translocator complex, assembly of β-barrel proteins etc. We have also revealed the mechanisms of protein quality control in the ER, including roles of interactions between Mnl1 and PDI, ER retention of aberrant proteins by Yos9, roles of Hsp70 in plant sexual reproduction etc.
酵母ミトコンドリアタンパク質配送における行き先シグナル解読機構の解明
Grant number：19036007
2007 - 2008
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究
Research category：特定領域研究
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一
Grant amount：\6300000 （ Direct Cost: \6300000 ）
酵母細胞内にamberサプレッサーtRNAとこれに非天然アミノ酸BPA(p-benzoyl-L-phenylalanine)をチャージできるアミノアシルtRNA合成酵素(BpaRS)を発現させると, 目的タンパク質内のamberコドンで指定した位置にBPAを組み込むことができる。この細胞または細胞抽出液に紫外光を照射するとBPAと近傍のタンパク質間に架橋が形成されるので, 架橋産物の相手を同定すれば, 目的タンパク質についてどの位置でどんなタンパク質と相互作用しているかをマッピングすることができる。
この手法を酵母ミトコンドリア外膜のトランスロケータTOM40複合体構成因子Tom22に適用した。Tom22は一回膜貫通型タンパク質で, N端ドメインをサイトゾルに, C端ドメインを膜間部側に持つ。Tom22分子全体に5残基毎にBPAを導入し, 光架橋を行い, TOM40複合体構成因子および内膜のトランスロケータ構成因子の抗体を用いて, 架橋相手を同定した。Tom22のサイトゾルドメインはTOM40複合体の二種類の受容体, Tom70とTom20と相互作用していた。詳細なマッピングから, Tom22はTom20が認識する前駆体の行き先シグナルを別な角度からサンドイッチする形で認識している可能性が示唆された。Tom22の膜貫通ドメインはTOM40複合体の膜透過チャネルTom40と相互作用し, 複合体を安定に保っているらしいこと, 一分子のTom22は二分子のTom40と相互作用していることが分かった。さらに, Tom22の膜間部ドメインは内膜のトランスロケータTIM23複合体の受容体サブユニットTim50と相互作用していることが分かった。
Control and alteration of mitochondrial protein traffic
Grant number：18107003
2006 - 2009
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, YOSHIHISA Tohru, NISHIKAWA ShuhーIchi
Grant amount：\111800000 （ Direct Cost: \86000000 、 Indirect Cost：\25800000 ）
To understand the mechanisms of the functions of mitochondrial protein translocators, which control the traffic of mitochondrial proteins, we have discovered a new maintenance factor Tam41, revealed the cooperation of receptors Tom20 and Tom22 in recognition of mitochondrial targeting signals, revealed the cooperation of translocators, the TOM40 complex and TIM23 complex, in transfer of mitochondrial precursor proteins, determined the high-resolution structure of the import motor assistant protein Tim15, analyzed the competition between the sorting signals for the outer membrane and matrix/inner membrane, achieved the interaction mapping of the outer membrane translocator subunit Tom22, and altered the signal recognition functions of the receptor Tom20.
Mechanisms and Physiological Roles of Endoplacmic Reticulum Quality Control Regulated by Protein Glycosylation
Grant number：17370067
2005 - 2007
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
NISHIKAWA Shuh-ichi, ENDO Toshiya
Grant amount：\15480000 （ Direct Cost: \14400000 、 Indirect Cost：\1080000 ）
The endoplasmic reticulum (ER) is the entrance of the secretory pathway in eukaryotic cells. Secretory and membrane proteins undergo folding and various modification processes before they are exported to the Golgi apparatus. Quality control mechanisms in the ER monitor these processes to ensure that defective proteins that failed to acquire correct functional structures are not deployed throughout the cells. Misfolded proteins retained in the ER are degraded by a mechanism called endoplasmic reticulum-associated degradation (ERAD) . The aim of our research is to elucidate mechanisms of the ER quality control system mediated by carbohydrate modification of proteins using budding yeast and Arabidopsis thaliana.
Yeast Mnllp is a mannosidase family protein in the ER and is proposed to function in the substrate recognition in the ERAD of misfolded glycoproteins. We found that Mnllp forms a complex with protein disulfide isomerase (PDI) through disulfide bonds. Analyses using mutants of Mnllp and PDI showed that the Mnll p-PDI interaction is important for ERAD. To analyze relationships between protein folding and carbohydrate modification in substrate recognition in ERAD, we developed new ERAD substrates using CPY*, a widely used ERAD substrate in yeast. Analyses using the newly developed ERAD substrates showed that a N-linked carbohydrate chain required for ERAD of CPY* is recognized as a ERAD signal only when it was in the misfolded domain.
Analyses using mammalian and yeast cells showed that calnexin/calreticulin, EDEM (Mnllp in yeast) and OS9 function in carbohydrate chain-mediated ER quality control. Arabidopsis has orthologs of these ER quality control machineries. We constructed Arabidopsis knockout mutants of these quality control machineries and found that simultaneous deletion of AtCNX1 and AtCRT1 resulted in growth retardation. We also constructed AtCPY*-GFP, a novel ERAD substrate in plant cells. In contrast to yeast CPY*, we showed that ERAD of AtCPY*GFP does not require its N-linked carbohydrate modification
品質管理による小胞体由来コンパートメント形成の分子機構と生理機能制御
Grant number：16044219
2004 - 2005
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究
Research category：特定領域研究
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一, 遠藤 斗志也, 吉久 徹
Grant amount：\5400000 （ Direct Cost: \5400000 ）
小胞体内腔のhsp70であるBiPは,小胞体品質管理において中心的な役割をはたしている。本年度は,AtBiP1遺伝子に関する優性欠損変異体を,花粉特異的なLAT52プロモーターを用いて発現するシロイヌナズナ形質転換体を作製し,その解析を行った。得られた形質転換植物は,花粉形成は正常であったが,BiP変異遺伝子の次世代への伝達に欠損を示した。in vitroおよびsemi in vitro花粉伸長実験の結果,BiP変異体を発現しても花粉は発芽し花粉管を伸長するが,花粉管が雌しべ柱頭と花柱を通過する過程に欠損が生じることが明らかとなった。
本研究では,BiPのパートナータンパク質として機能する,小胞体のJタンパク質の解析も行った。本年度は,出芽酵母の小胞体Jタンパク質であるJem1p, Scj1p, Sec63pのシロイヌナズナホモログ(AtJem1, AtScj1A, AtScj1B, AtSec63A, AtSec63B)に対する抗体を作製し,これを用いた解析を行った。シロイヌナズナ培養細胞の細胞分画によって,これらJタンパク質が小胞体に局在することが示唆された。また,AtJem1,AtScj1A, AtScj1Bは膜内腔側のタンパク質であることが示された。また,これら遺伝子に関する破壊株の作製を行い,AtJem1,AtScj1A, AtScj1BとAtSec63B各遺伝子の単独の破壊,AtScj1AとAtScj1Bの2重破壊は致死とはならないが,AtSec63Aの遺伝子破壊は致死もしくは雄性不稔となることを示した。
酵母ミトコンドリアを巡るプロテインフラックス
Grant number：16013218
2004
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究
Research category：特定領域研究
Awarding organization：日本学術振興会
吉久 徹, 遠藤 斗志也, 西川 周一
Grant amount：\6100000 （ Direct Cost: \6100000 ）
酵母ミトコンドリアへのタンパク質フラックスを解明する第1歩として、全ミトコンドリアタンパク質の2次元電気泳動カタログの作成を進め、現在、次元電気泳動し、解析可能な506のタンパク質スポットを得、その帰属を進めている。既知の結果については、酵母ミトコンドリアタンパク質のデータベースを構築した。現在、Web上での公開に向けて、ブラウジングインターフェースなどを構築している。
次に、ミトコンドリア前駆体タンパク質が複数あるミトコンドリア外膜の局在化シグナル受容体の一つであるTom70に依存してミトコンドリアに取り込まれるプレ配列を持ったタンパク質について、Tom70依存性を決定づけている部分の解析を行った。プレ配列を含む各タンパク質のN-末端領域とDHFRとの融合タンパク質を用いたin vitroミトコンドリアインポート実験から、Tom70依存性がプレ配列部分で決定されるもの、成熟体部分で決定されるものなど様々な前駆体のタイプがあり、ミトコンドリアタンパク質受容体が前駆体の多様な部分と相互作用していることが明かとなった。
他方、ミトコンドリアへのタンパク質フラックスに関わる既知遺伝子の多くが、酵母の生育に必須であることから、ミトコンドリアに局在する必須遺伝子を網羅的に解析し、タンパク質フラックスに関わる新たな遺伝子が4種類同定された。
Molecular mechanisms of the control of yeast mitochondrial protein fluxes.
Grant number：15207009
2003 - 2005
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, YOSHIHISA Tohru, NISHIKAWA Shuh-ichi
Grant amount：\50310000 （ Direct Cost: \38700000 、 Indirect Cost：\11610000 ）
The central process in the maintenance of functional integrity of mitochondria is the transport of 500-1000 different mitochondrial precursor proteins to mitochondria. Since mitochondria consist of four compartments, the outer and inner membranes, intermembrane space, and matrix, the flux of mitochondrial proteins from the cytosol should branch off in four different sub-fluxes that are directed for each of the four compartments. In the present study, we aimed at elucidation of the mechanisms for surveillance and control of the mitochondrial protein fluxes in yeast cells. We identified 5 new components, Tom38,Tom13,Tim40,Tim15,and Tim41,of the mitochondrial protein translocators. In the course of our efforts to assign roles in mitochondrial protein import to these new components, it has become evident that the pathways of mitochondrial protein transport are much more complex than previously envisaged and the processes of translocation across and assembly into mitochondrial membranes are controlled in a highly sophisticated manner by cooperation of the mitochondrial translocator complexes. Besides, it is important for the mitochondrial translocator systems to recognize destination signals of substrate proteins, at the branching points in the mitochondrial protein fluxes, and sort them to correct destination routes. In this connection, we found that the general import receptor, Tom20, in the outer membrane, plays important roles in increasing targeting specificity as well as import efficiency, that Tim50 in the inner membrane functions as a presequence receptor, and that substrate proteins for the TIM22 pathway in the inner membrane possess cryptic targeting signals for the TIM23 pathway. One of the important, but still unresolved questions is what drives the protein flux for mitochondria. Here we found that the translocation channel of the translocator itself has a chaperone-like activity, thereby promoting unfolding of the substrate proteins to be threaded into the narrow translocator channel.
Regulation of Arabidopsis life cycle by the hsp 70 system of the endoplasmic reticulum
Grant number：15570034
2003 - 2004
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
NISHIKAWA Shuh-ichi
Grant amount：\3700000 （ Direct Cost: \3700000 ）
The endoplasmic reticulum(ER) is the entrance of the secretory pathway in eukaryotic cells. Secretory and membrane proteins undergo folding and various modification processes before they are exported to the Golgi apparatus. Quality control mechanisms in the ER monitor these processes to ensure that defective proteins that failed to acquire correct functional structures are not deployed throughout the cells and play important roles in the maintenance of cell homeostasis. The aim of our research is to elucidate functions and mechanisms of the ER quality control system in plant development by analyzing functions of molecular chaperones in the ER, molecular machineries that control ER quality control. BiP, a Hsp 70 family molecular chaperone in the ER, plays a central role both in protein translocation across the ER membrane and ER quality control. In this study, we have developed a system to analyze BiP functions in plant cells using Arabidopsis thaliana.
In order to compromise BiP functions in plant cells, we introduced a series of dominant negative mutations into the Arabidopsis BIP gene. When expressed one of the dominant negative mutants in the Arabidopsis culture cells using the 35S promoter, we observed change of subcellular distribution of 12S globulin-GFP fusion protein which can be attributed to its aggregation. We also constructed transgenic plants which express BiP mutants in pollen under the LAT52 promoter. Reciprocal cross experiments suggested that expression of BiP mutants caused pollen sterility. Analyses of yeast mutants identified three J-domain containing protein in the ER as partners for BiP during its function. We identified Arabidopsis homologues of yeast J-domain containing proteins in the ER and constructed their T-DNA insertion mutants.
糖鎖修飾による小胞体品質管理の制御機構
Grant number：15040210
2003 - 2004
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究
Research category：特定領域研究
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一, 遠藤 斗志也
Grant amount：\3100000 （ Direct Cost: \3100000 ）
本研究では,糖鎖修飾による小胞体品質管理制御のメカニズムを明らかにすることを目的としている.マンノース転移酵素Pmt2pによる異常タンパク質のO-マンノシル化は,小胞体におけるタンパク質の変性修復の機構のひとつであると考えられる.われわれはこれまでに,2種類の異常タンパク質をO-マンノシル化の基質として同定したが,これらはともに可溶性タンパク質の変異体であった.本年度は,Pmt2p依存にO-マンノシル化を受ける異常タンパク質として,出芽酵母Nep98pの温度感受性変異体を新たに同定した.Nep98pは膜貫通領域をひとつ持つ膜内在性の核膜タンパク質であり,温度感受性変異は内腔側領域に存在する.以上の結果は,高次構造に異常を示す領域が内腔側に存在することがO-マンノシル化を受けるためには必要であり,O-マンノシル化と基質の膜への結合性との間に関連がないことを示唆している.
本研究では,マウスEDEMの酵母ホモログであり.ERADシグナルとなる糖鎖構造を認識する因子の有力な候補であるMnl1pの機能解析も目的としている.われわれは,ゲノム配列の解析から,シロイヌナズナのMnl1pホモログを見いだし,その機能が多細胞生物の個体レベルでどのような意義を持つかについても解析を行なっている.本年度は,シロイヌナズナのMnl1pホモログの機能について,酵母mnl1変異体のERAD欠損の相補能を指標として検討した.しかし,シロイヌナズナMnl1pホモログは,同時にその活性の検討を行ったマウスEDEMと共に,酵母mnl1変異体のERAD欠損の相補能を持たないことが明らかとなった.
酵母ミトコンドリアを巡るプロテインフラックス
Grant number：15013224
2003
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究
Research category：特定領域研究
Awarding organization：日本学術振興会
吉久 徹, 西川 周一, 遠藤 斗志也
Grant amount：\5800000 （ Direct Cost: \5800000 ）
酵母ミトコンドリアへのタンパク質フラックスを解明する第1歩として、全ミトコンドリアタンパク質の2次元電気泳動カタログの作成を進め、現在、次元電気泳動し、解析可能な506のタンパク質スポットを得、その帰属を進めている。既知の結果については、酵母ミトコンドリアタンパク質のデータベースを構築した。現在、Web上での公開に向けて、ブラウジングインターフェースなどを構築している。
次に、ミトコンドリア前駆体タンパク質が複数あるミトコンドリア外膜の局在化シグナル受容体をどう使い分けているかを知る目的で、シグナル受容体の一つであるTom70を欠失したミトコンドリアへの網羅的な取り込み実験を行った。全酵母mRNA由来の翻訳産物を野生型またはTom70欠失型ミトコンドリアに取り込ませ、2次元電気泳動で展開して得られた114のスポット(うち37スポットが帰属済み)について定量的比較を行った。その結果、17のスポットでは、明らかにTom70欠失ミトコンドリアでの取り込みが低下していた。このうち帰属のできている5種類は、いずれもプレ配列を持つタイプの前駆体であることがわかった。他方、2種の未同定のスポットについては、取り込み効率が上昇した。前記5種に加え、Tom70欠失の影響が見られない10種のタンパク質について、各タンパク質のミトコンドリアへの取り込みを個別に解析することでその依存性を確認した。Tom70は主に内在性局在化シグナルを認識すると考えられてきたが、プレ配列を持つ前駆体にもTom70によって認識されるサブクラスがあることが示された。さらに、プレ配列を持つミトコンドリアタンパク質のTom70依存性は、all-or noneタイプの依存性ではなく、量的に影響されていることが明かとなった。
他方、ミトコンドリアへのタンパク質フラックスに関わる既知遺伝子の多くが、酵母の生育に必須であることから、ミトコンドリアに局在する必須遺伝子を網羅的に解析し、タンパク質フラックスに関わる新たな遺伝子の探索も進行している。
Structures and functions of protein translocator systems
Grant number：14037225
2002 - 2006
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, YOSHIHISA Tohru, NISHIKAWA Shuh-ichi
Grant amount：\148600000 （ Direct Cost: \148600000 ）
The central process in the maintenance of functional integrity of mitochondria is the transport of 500-1000 different mitochondrial precursor proteins to mitochondria. Since mitochondria consist of four compartments, the outer and inner membranes, intermembrane space, and matrix, the flux of mitochondrial proteins from the cytosol should branch off in four different sub-fluxes that are directed for each of the four compartments. In the present study, we aimed at elucidation of the mechanisms for surveillance and control of the mitochondrial protein fluxes in yeast cells. We identified 5 new components, Tom38, Toml3, Tim4O, Timl5, and Tim4l, of the mitochondrial protein translocators. Besides, we determined the NMR structure of Timl5, and found that the ability of Tim15 to maintain solubility of mitochondrial Hsp70 represents one of the essential functions of Tim15 in yeast cell growth.
Mitochondrial proteins have to become unfolded to move through the translocator channels. Here we found that the translocation channel of the translocator (Tom40) itself has a chaperone-like activity, thereby promoting unfolding of the substrate proteins to be threaded into the narrow translocator channel. We also analyzed the effects of various stabilization/destabilization mutations in the immunoglobulin-like module of the muscle protein titin on its import from the N-terminus or C-terminus into mitochondria. The effects of mutations on the import of the titin module from the N-terminus correlate well with those on forced mechanical unfolding in atomic force microscopy (AFM) measurements. On the other hand, import of the titin module from the N-terminus is sensitive to mutations in the N-terminal region, but not the ones in the C-terminal region that affect resistance to global unfolding in AFM experiments. We propose that the mitochondrial import system can catalyze precursor unfolding by reducing the stability of unfolding intermediates.
酵母ミトコンドリアを巡るプロテインフラックス
Grant number：14014214
2002
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究
Research category：特定領域研究
Awarding organization：日本学術振興会
吉久 徹, 西川 周一, 遠藤 斗志也
Grant amount：\5500000 （ Direct Cost: \5500000 ）
酵母ミトコンドリアへのタンパク質フラックスを解明する第1歩として、全ミトコンドリアタンパク質の2次元電気泳動カタログの作成を進めている。現在、精製したミトコンドリアを複数の条件下で2次元電気泳動し、解析可能な506のタンパク質スポットを得ている。このうち、既に166のスポットについて59種類のタンパク質に帰属することができた。また、2次元電気泳動では解析しにくい内在性膜タンパク質については、内在性膜タンパク質のみをSDS-PAGEで展開後、各バンドの同定を進めている。現在、これらの結果を元に、酵母ミトコンドリアタンパク質のデータベースを構築しており、将来的にはWeb上での公開を考えている。
さらに、複数あることが知られているミトコンドリア外膜膜透過装置の局在化シグナル受容体が、ミトコンドリア前駆体タンパク質ごとにどのように使い分けられているかを知る目的で、シグナル受容体の一つであるTom70を欠失したミトコンドリアへの網羅的な取り込み実験を行った。全酵母mRNA由来の翻訳産物を野生型またはTom70欠失型ミトコンドリアに取り込ませ、2次元電気泳動で展開して得られた117のスポットについて定量的比較を行った。その結果、13のスポットでは、明らかにTom70欠失ミトコンドリアでの取り込みが低下していた。この内5種類については帰属ができ、いずれもプレ配列を持つタイプの前駆体であることが明らかとなった。さらに、個々のタンパク質のミトコンドリアへの取り込みを迅速に確認する為のシステムを構築し、これら5種のタンパク質がTom70に依存して取り込まれることを確認した。Tom70は主に内在性局在化シグナルを認識すると考えられてきたが、上記の結果は、プレ配列を持つ前駆体にもTom70によって認識されるサブクラスがあり、異なる受容体がサブクラス間で使い分けられていることを示唆している
Molecular mechanisms of the control and regulation of the mitochondrial protein flux.
Grant number：13480207
2001 - 2002
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, NISHIKAWA Shuh-ichi, YOSHIHISA Tohru
Grant amount：\14800000 （ Direct Cost: \14800000 ）
Most mitochondrial proteins are synthesized as precursor proteins in the cytosol and imported into mitochondria with the aid of protein translocation machineries in the outer and the inner membranes called the TOM complex and the TIM complex, respectively. In the present study, we analyzed the mechanisms of the control and regulation of the protein flux into mitochondria.
Based on the results of the site-specific photocrosslinking of the translocation intermediate, we have identified Tim50, a new component of the yeast TIM23 import machinery, which mediates translocation of presequence-containing proteins across the mitochondrial inner membrane. Tim50 is anchored to the inner mitochondrial membrane, exposing the C-terminal domain to the intermembrane space. Tim50 interacts with the N-terminal intermembrane space domain of Tim23. Functional defects of Tim50 either by depletion of the protein or addition of anti-Tim50 antibodies block the protein translocation across the inner membrane. A translocation intermediate accumulated at the TOM complex is crosslinked to Tim50. We suggest that Tim50, in cooperation with Tim23, facilitates transfer of the translocating protein from the TOM complex to the TIM23 complex.
We took a proteome-wide approach of mitochondrial protein import in vitro to find a set of substrate proteins for recognition by Tom70. Translation products of total yeast RNA were imported into isolated wild-type mitochondria and those without Tom70. Comparison of the imported proteins on 2D-electrophoresis gels between wild-type and Δtom70 mitochondria allowed us to identify proteins affected by deletion of Tom70 systematically.
核分裂と核融合に必須な酵母核膜タンパク質Nep98pの機能解析
Grant number：13043022
2001
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
Research category：特定領域研究(A)
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
Grant amount：\2400000 （ Direct Cost: \2400000 ）
申請者らは,酵母接合時の核内膜融合に必須な因子として,小胞体内腔の新規DnaJホモログJem1pを発見,さらにJem1pと相互作用する核膜タンパク質Nep98pを同定した。Nep98pは核膜融合に関与するが,増殖に必須であり,その変異株はG2/M期で細胞周期の進行が停止し,紡錘体形態に異常が見られた。そこでNep98pの機能を明らかにするために以下の実験を行った。
(1)GFPとNep98pの融合タンパク質(NEP98遺伝子の破壊株の致死性を相補できる)は,過剰生産しない状態で核膜の特にSPB(スピンドル極体)に局在することが明らかになった。したがってNep98pがSPB形成および機能発現に関わっている可能性を支持する結果が得られた。(2)Nep98pの様々な部分欠失体を用いた解析から,Nep98pの内腔側は核膜局在に必要ないが,Nep98pのサイトゾル側の65〜145残基が核膜局在に必須であること,この領域が核膜融合の特に内膜融合よりも前のステップに必須であること,Nep98pの431〜650残基は酵母の増殖およびJem1pとの相互作用に必須であることを見いだした。また(3)Nep98pのJem1p相互作用領域をbaitとして酵母two-hybrird法を用いたスクリーニングを行い,Nep98pと相互作用する因子の検索を行った。その結果,Yfl042pおよびYlr072pという内在性膜タンパク質と思われる候補を得た。しかしこの二つのタンパク質の遺伝子を同時に破壊しても増殖や核融合に影響が見られら無かったので,それらがNep98pの真のパートナーであるかどうかは,さらに解析が必要である。
酵母ミトコンドリアを巡るプロテインフラックス
Grant number：13206028
2001
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究(C)
Research category：特定領域研究(C)
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
Grant amount：\8500000 （ Direct Cost: \8500000 ）
ミトコンドリアは外膜,膜間部,内膜,マトリクスの4つの区画から構成され,サイトゾルで合成されたタンパク質は外膜のTOM,内膜の少なくとも2種類のTIMとよばれるタンパク質複合体の働きによりミトコンドリアに移行し,適切なミトコンドリア内区画に配置される。取り込まれたタンパク質は,マトリクスの分子シャペロンHsp70,Hsp60の働きで機能化する。本研究では,以上のプロセスの全体像を,全ミトコンドリアタンパク質の流れ(プロテインフラックス)として網羅的に解析し,フラックスの大きさと分岐を制御する因子とメカニズムの解明の突破口を開くことをめざした.具体的にはまず500〜1000種類存在すると考えられるミトコンドリアタンパク質の同定のために,(1)酵母細胞からNycodenz密度勾配遠心を用いて高純度のミトコンドリアを単離精製し,マトリクス画分について二次元電気泳動を行い,CBB染色した各スポットを限定分解→質量スペクトルで同定した(2)単離ミトコンドリアの内在性膜タンパク質画分について,一次元電気泳動後,二次元目に展開せずに,限定分解とMS-MS測定によりタンパク質同定を行った。(3)酵母細胞から全mRNAを単離,in vitroで翻訳しRI標識タンパク質を合成した。これを基質として,in vitroで単離ミトコンドリアへの取り込み実験を行い,プロテアーゼでミトコンドリア内に取り込まれなかったタンパク質を消化した場合としない場合の各々について,ミトコンドリアを回収して二次元電気泳動を行い,標識タンパク質のスポットを検出した。(4)(3)の実験を受容体Tom70の欠損株について行うことにより,Tom70に依存してミトコンドリアに取り込まれるタンパク質を網羅的に解析するために,受容体への結合が律速段階となるようなin vitroインポートの実験条件を確立した。
核膜融合に必須な分子シャペロンJemlpと相互作用する核膜タンパク質の機能解析
Grant number：12680690
2000 - 2001
System name：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
Research category：基盤研究(C)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\3400000 （ Direct Cost: \3400000 ）
本研究では,出芽酵母小胞体の分子シャペロンJem1pと相互作用する,出芽酵母の新規核膜タンパク質Nep98pの機能解析を目的として研究を行なっている.本年度は,Nep98pの機能および機能領域の解析を行なった.遺伝子破壊実験によって,Nep98pの機能が酵母の増殖に必須であることが示されている.そこでNep98pの機能する過程を明らかにするため,Nep98pに関する温度感受性変異株の作製を行なった.得られた温度感受性変異株を制限温度にシフトすると,G2/M期に対応する細胞の割合が増加した.また,そのような細胞中では核分裂の進行に欠損が観察され,抗チューブリン抗体を用いた蛍光抗体法によって,スピンドル形態に異常を示すことが明らかとなった.電子顕微鏡を用いた解析から,nep98温度感受性変異株ではスピンドル極体の構造に異常を持つことが明らかとなった.以上の結果から,Nep98pはスピンドル極体の機能発現に必須な役割をはたしていると考えられる.スピンドル極体の機能は,酵母接合時の核融合にも必要であり,nep98温度感受性変異株の接合子は2つの1倍体核の接近と核外膜の融合の過程に欠損を示すことが明らかとなった.
Nep98pは膜貫通領域を1つ持つ膜内在性タンパク質であり,N末端をサイトゾル側に向けたトポロジーをとる.また,C末端側にはJem1pとの相互作用領域が存在する.これらの領域の機能を明らかにするため,様々なNep98pの部分欠失変異株を作製した.この結果,Jem1pとの相互作用領域は酵母の増殖に必須であり,ここがわずかでも欠失すると酵母は致死となることが明らかとなった.また,N末端のサイトゾル側ドメインは酵母の増殖に必須ではなかったが,接合時の核融合およびNep98pの核膜局在に必要であることが示された.
酵母ミトコンドリアを巡るプロテインフラックス
Grant number：12206039
2000
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究(C)
Research category：特定領域研究(C)
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
ミトコンドリアは外膜,膜間部,内膜,マトリクスの4つの区画から構成され,サイトゾルで合成されたタンパク質は外膜のTOM,内膜の少なくとも2種類のTIMとよばれるタンパク質複合体の働きによりミトコンドリアに移行し,適切なミトコンドリア内区画に配置される。取り込まれたタンパク質は,マトリクスの分子シャペロンHsp70,Hsp60の働きで機能化する。本研究では,以上のプロセスの全体像を,全ミトコンドリアタンパク質の流れ(プロテインフラックス)として網羅的に解析し,フラックスの大きさと分岐を制御する因子とメカニズムの解明の突破口を開くことをめざした。具体的にはまず500〜1000種類存在すると考えられるミトコンドリアタンパク質の同定のために,(1)酵母細胞からNycodenz密度勾配遠心を用いて高純度のミトコンドリアを単離精製し,さらに大量のミトコンドリアを可溶性膜間部,塩溶出性膜間部,マトリクス,膜画分に分画する方法を確立した。アフィニティタグをミトコンドリア表面に付け,磁気ビーズで高純度ミトコンドリアを単離・精製する方法も検討中である。(2)分画したミトコンドリアの各画分について二次元電気泳動を行い,CBB染色した各スポットを限定分解→質量スペクトルで同定することを試みた(現在データ解析中)。(3)酵母細胞から全mRNAを単離,in vitroで翻訳しRI標識タンパク質を合成した。これを基質として,in vitroで単離ミトコンドリアへの取り込み実験を行い,内膜の膜電位のある場合とない場合,プロテアーゼでミトコンドリア内に取り込まれなかったタンパク質を消化した場合としない場合の各々について,ミトコンドリアを回収して二次元電気泳動を行い,標識タンパク質のスポットを検出した。得られたスポットについて(2)のスポットとの対応付けを試みた。
ミトコンドリア行きターゲティングシグナル受容体による分子認識機構の解析
Grant number：12019226
2000
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
Research category：特定領域研究(A)
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一
Grant amount：\1900000 （ Direct Cost: \1900000 ）
近年,分子シャペロンによる基質認識やタンパク質のターゲティングシグナルの認識など,ブロードな基質スペクトルに特徴づけられる「あいまいな分子認識」の重要性が注目されている。本研究ではあいまいな認識の例として,ミトコンドリアタンパク質のプレシークエンスに書き込まれたミトコンドリアターゲティングシグナルを認識する受容体Tom20をとりあげた。様々な^<15>N標識した様々なプレ配列ペプチドについて,Tom20のサイトゾルドメイン(ΔTom20)を加えていったときにNMRシグナルが影響を受ける部位を調べることにより, 「Tom20結合セグメント」を同定した。またスピンラベルしたペプチドを用いて,ΔTom20結合時のプレ配列の配向も調べた。そして,プレ配列中のΔDTom20結合セグメントの位置はプレ配列によって異なる(フレキシブルである)が,ΔTom20結合時の配向は一定であることを見いだした。
ΔTom20結合セグメントは,ΔTom20との結合によりNMRシグナルが影響を受ける残基であり,直接ΔTom20との結合に関わるのはその一部と考えられる。実際ΔTom20との複合体の立体構造を決定したALDHのプレ配列においてΔTom20との結合に直接関わるセグメントは,5残基である。ΔTom20との結合に直接関わるセグメントをΔTom20認識エレメントと呼ぶことにする。ALDH以外のプレ配列中のΔTom20認識エレメントを推測するために,各プレ配列中のΔTom20結合セグメントに共通するモチーフ,具体的にはAKDHのΔTom20認識エレメントと共通するモチーフを検索した。その結果,各プレ配列ペプチドにφχχφφというパターンが見いだされた。ただし,φは疎水性/芳香族残基(Leu,Met,Trp,Cys,Ala,Tyr,Phe,Ile),χは任意のアミノ酸残基である。
核ゲノム及び葉緑体ゲノムにコードされたタンパク質の協調したチラコイド移行の解析
Grant number：12025213
2000
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
Research category：特定領域研究(A)
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
Grant amount：\3500000 （ Direct Cost: \3500000 ）
核ゲノムにコードされたタンパク質は二枚の包膜を通過してストロマに達し,その後チラコイドに移行する。外包膜と内包膜にはTocとTic,チラコイドにはSecシステムとTATシステムという膜透過装置が存在する。安定な高次構造をとったタンパク質は,Secチャネルを介してチラコイド膜を通過できないが,葉緑体の包膜および,TATシステムを介してチラコイド膜を通過することができる。このことは(1)包膜のToc/Ticシステムやチラコイド膜のTATシステムには強力なunfolding活性があり,安定な高次構造であってもこれをほどくことができる,(2)チャネルが自在に広がることにより,タンパク質が安定な高次構造をとったまま膜透過できる,という二つの可能性を意味する。そこで二つの可能性を区別するために,包膜やチラコイド膜の膜透過チャネルの大きさを推定することを試みた。
チラコイド内腔タンパク質である33Kタンパク質前駆体をin vitroで合成し,C末端に様々な大きさのケイ光発色団や金クラスターを付加した。そして修飾前駆体のin vitroでの葉緑体への取り込み実験において,付加したケイ光発色団や金クラスターが膜を通過できるかどうかを調べた。13×10Åのfluoresceinを付加した前駆体及び16×13ÅのTexas Redを付加した前駆体は包膜を通過,さらにチラコイド膜を通過して内腔に達した。一方20Åの金クラスターを付加した前駆体は包膜透過効率が40〜60%に低下し,チラコイド膜は通過できなかった。したがって包膜のToc/Ticチャネルは直径が20Å前後,チラコイド膜のSecチャネルは直径が15A前後と考えられる。このことは,Toc/Ticシステムには強力なunfolding活性があり,安定な高次構造をとった前駆体は高次構造がほどかれることによってToc/Ticチャネルを通過することを意味している。
核ゲノム及び葉緑体ゲノムにコードされたタンパク質の協調したチラコイド移行の解析
Grant number：11151214
1999
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
Research category：特定領域研究(A)
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
Grant amount：\3500000 （ Direct Cost: \3500000 ）
葉緑体の光合成機能発現の中心的プロセスは,核あるいは葉緑体ゲノムにコードされた光合成に関わるタンパク質の協調したチラコイド移行である。われわれは最近,葉緑体内部に大腸菌型Sec依存性のチラコイド移行経路があること,この経路と△pH依存の経路は共通の膜透過チャネルを利用していないことを見出した。そこで,下記のように,部位特異的光架橋法を前駆体の包膜通過に適用し,前駆体と包膜の膜透過装置の間の相互作用をマッピングした。また△pH依存のチラコイド膜透過経路が高次構造を保ったまま基質タンパク質を膜透過させるメカニズムを解明するために,この経路の新規膜透過チャネルの同定を行った。
1.エンドウ葉緑体における△pH依存のチラコイド移行経路を解析する足がかりとして,シロイヌナズナやトウモロコシでTha4と共にこの経路に関与していることが明らかにされているHcf106遺伝子のクローニングを試みた。トウモロコシHcf106タンパク質において,他のHcf106やTha4と高いホモロジーが見られるドメインを含む50〜156アミノ酸残基領域をコードする遺伝子断片をプローブとして,エンドウcDNAのλライブラリーをスクリーニングした。この結果一つのクローンが得られ,塩基配列決定から248アミノ酸残基をコードするORFが同定された。
2.プラストシアニン前駆体を用いて単離葉緑体への輸送実験を行い,ATP濃度を下げることにより,包膜透過反応の中間体が生成することを確認した。次に光反応性のアミノ酸であるBPAをサプレッサーtRNA法により部位特異的に導入したプラストシアニン前駆体を調製した。この前駆体と単離葉緑体を用いて包膜透過反応中間体を形成させ,UV照射により架橋反応を行った。その結果,Toc/Tic構成因子との架橋産物が,各部位で低濃度ATP、UV照射特異的に検出された。
ミトコンドリア行きターゲティングシグナル受容体による分子認識機構の解析
Grant number：11132223
1999
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
Research category：特定領域研究(A)
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）
タンパク質による分子認識の中でも,酵素による基質認識や抗体による抗原認識は,鍵と鍵穴の関係に例えられるように,厳密でシャープな基質スペクトルに特徴がある。一方近年,分子シャペロンによる基質認識やタンパク質のターゲティングシグナルの認識など,ブロードな基質スペクトルに特徴づけられる「あいまいな分子認識」の重要性が注目されている。本研究ではあいまいな認識の例として,ミトコンドリアタンパク質のプレシークエンスに書き込まれたミトコンドリアターゲティングシグナルを認識する受容体Tom20をとりあげた。Tom20の受容体ドメイン(△50Tom20)とプレシークエンスペプチド(pALDH(12-22))との複合体の立体構造をNMRで決定した。
△50Tom20は,5本のαヘリックスから成り,そのうち4本が疎水的コアを作る。プレシークエンスpALDH(12-22)は1-3番目のヘリックスがつくる疎水性の溝に結合している。結合したペプチドは水-脂質界面がないにもかかわらず両親媒性のヘリックス構造をとり,ヘリックスの片側に並んだ疎水性残基が△50Tom20上の疎水性の溝にはまりこんでいる。したがって,プレシークエンスのTom20への結合は主として疎水性相互作用によって担われていることがわかる。一方ヘリックスの反対側に並んだ親水性残基は溶媒に露出する形になる。水-脂質界面がないのにプレシークエンスに両親媒性ヘリックス構造が誘起されたことは,プレシークエンスの受容体への結合においては,プレシークエンスがいったんミトコンドリア外膜に結合してから受容体に移行する必要はないことが示された。また,プレシークエンスの変異体を用いた実験から,Tom20のプレシークエンス認識においては,両親媒性ヘリックスを形成したプレシークエンスの疎水性残基とTom20との間の疎水性相互作用が重要であり,静電的相互作用は重要でないことが明らかになった。
Analyses of mechanisms of protein import into mitochondria by using unnatural amino acids.
Grant number：10480156
1998 - 2000
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, NISHIKAWA Shun-ichi, YOSHIHISA Tohru
Grant amount：\13600000 （ Direct Cost: \13600000 ）
Most mitochondrial proteins are synthesized as precursor proteins in the cytosol and imported into mitochondria with the aid of protein translocation machineries in the outer and the inner membranes called the TOM complex and the TIM complex, respectively. In the present study, artificially aminoacylated suppressor tRNAs were used to introduce photoreactive unnatural amino acids into model mitochondrial precursor proteins to map interactions between precursor proteins and translocation machineries along the import pathway.
A model precursor protein, pSu9-DHFR, was arrested at two distinct stages, stage A (accumulated at 0℃) and stage B (accumulated at 30℃), in the translocation across the outer membrane and interactions between the arrested precursor protein and TOM proteins were analyzed at high resolution not achieved previously. Although the stage-A and the stage-B intermediates were previously assigned to the forms bound to the cis site and the trans site of the TOM complex, respectively, the results of crosslinking indicate that the presequence of the intermediates at both stage A and stage B is already on the trans side of the outer lembrane. The mature domain is unfolded and bound to Tom40 at stage B while it remains folded at stage A. After dissociation from the TOM complex, translocation of the stage-B intermediate, but not of the stage-A intermediate, across the inner membrane was promoted by the intermembrane-space domain of Tom22. These results indicate that translocation of the presequence and unfolding of the mature domain are not necessarily coupled.
We have also applied the approach of site-specific photocrosslinking to trie processes of carrier proteins transport to the mitochondrial inner membrane. Photoreactive unnatural amino acids were introduced at various positions of ADP/ATP carrier (AAC), which was arrested at various stages along its import pathway to the mitochondrial inner membrane. Subsequent photcrosslinking rexperiments evealed that AAC interacts with Tom70 and Tom40 in the outer membrane, Tim9 and Tim 10 in the intermembrane space, and Tim22 in the inner membrane in a stage-dependent manner.
分子シャペロンJemlpによる核膜融合の制御機構
Grant number：10780439
1998 - 1999
System name：科学研究費助成事業 奨励研究(A)
Research category：奨励研究(A)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）
DnaJファミリーのタンパク質はhsp70のパートナータンパク質として,hsp70の活性の制御を行っている.申請者らは酵母小胞体膜の内腔側に存在するDnaJファミリーのタンパク質としてJemlpを同定し,これが小胞体内腔のhsp70であるBiPのパートナータンパク質として,酵母接合時の核膜融合の過程に必須な役割をはたしていることを明らかにしてきた.Jemlpは表在性膜タンパク質であり,膜内在性タンパク質と相互作用することによって核膜融合を制御している可能性が考えられた.そこで昨年度に,Jemlpと相互作用するタンパク質を酵母two hybrid法を用いて検索し,新奇の核膜タンパク質をコードするNEP98遺伝子を分離した.
NEP98遺伝子産物NEp98pは,膜貫通領域を1つ持つ,98kDaの核膜の膜内在性タンパク質である.Nep98pは,N末端がサイトゾル側に突出し,C末端部のJemlpとの相互作用領域が小胞体内腔側を向いた膜トポロジーを示す.また,酵母細胞内でNep98pがJemlpと相互作用していることが架橋実験によって示された.NEP98遺伝子の破壊を行ったところ酵母は致死となり,Nep98pは酵母の増殖に必須であることが明らかとなった.そこで,nep98温度感受性変異株の作製を行なったところ,得られた変異株は核の分裂に異常を示すことが明らかとなった.以上の結果はNep98pが核の融合・分裂に関与している可能性を示唆している.
核外膜・内膜融合過程のアッセイ系の確立と新規シャベロンJemlpの機能解析
Grant number：10878104
1998
System name：科学研究費助成事業 萌芽的研究
Research category：萌芽的研究
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一
Grant amount：\2100000 （ Direct Cost: \2100000 ）
分子遺伝学的解析が容易な出芽酵母は,細胞分裂に伴う核のベシクル化は見られないものの,接合時に核の融合が起こるので,核膜融合の機構を研究する良い実験系を提供する。われわれは最近,hsp70のパートナータンパク質であり分子シャペロンでもあるDnaJホモログ(JemIpと命名)が小胞体膜に存在し,その内腔側ドメインが核膜融合に関与していることを見いだした。本研究では,核質,核内膜,核膜(小胞体)内腔のいずれかをGFP(green fluorescent protein)でラベルした細胞とBFP(blue fluorescent protein)でラベルした細胞について接合反応を行い,核膜融合における外膜の融合と内膜の融合のステップを,ケイ光顕微鏡を用いて核融合をGFPとBFPの染色像が重なっていく過程としてモニターするアッセイ系を新しく開発することを目標とした。
核膜(小胞体膜)をGFPで標識するため,小胞体膜タンパク質であるSec63pとGFPの融合タンパク質を構築し,GAL1プロモーターを用いて酵母内で発現した。Sec63p-GFP融合タンパク質を発現している細胞では小胞体の染色像が観察され,ラベルが成功したことが示された。次に核膜(小胞体)内腔をラベルするために,小胞体内腔局在型GFPとして,N末端に酵母α接合因子のシグナル配列,C末端に小胞体局在化シグナルであるHDEL配列を融合したタンパク質(ER-GFP)を遺伝子レベルで作製した。GAL1プロモーターを用いてER-GFPを酵母細胞内で発現させたところ,期待された核膜および小胞体の染色像は得られず,液胞の染色像が得られた。現在,HDEL配列とGFPの間にスペーサーの導入を行なうなどの改善を試みている。
核ゲノム及び葉緑体ゲノムにコードされたタンパク質の協調したチラコイド移行の解析
Grant number：10170212
1998
System name：科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
Research category：特定領域研究(A)
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）
葉緑体の光合成機能発現の中心的プロセスは,核あるいは葉緑体ゲノムにコードされた光合成に関わるタンパク質の協調したチラコイド移行である。本研究では,まずタンパク質のチラコイド移行経路のうち,Sec依存型経路とΔpH依存型経路が,共通の膜透過チャネルを利用している可能性について検討した。チラコイド膜をスパンする形で膜透過反応が停止した中間体を生成することによりΔpH依存型経路を飽和したところ,ΔpH依存型経路の基質であるi23Kのチラコイドへの取り込みは阻害されたが,Sec依存型経路の基質であるi33Kのチラコイドへの取り込みは,全く阻害されなかった。したがってSec依存型経路とΔpH依存型経路は,異なる膜透過チャネルを使用しているものと考えられる。チラコイドへのタンパク質移行に関わるSec依存型経路とΔpH依存型経路は完全に独立しているのか,あるいは膜透過チャネルは共通して利用しているのかが,大きな問題であったが,今回の結果はこの問題に決着をつけるものである。
大腸菌のSecYの場合と同様,葉緑体SecYもSecAやSecEなどとチラコイド膜上で膜透過装置複合体を形成していることが期待されるが,この仮想的SecY複合体の実体は明らかでない。そこで,シロイヌナズナSecE遺伝子をクローニングし,塩基配列を決定した。in vitroで合成したSecE前駆体は,単離葉緑体に効率よく取り込まれ、葉緑体内でプロセシングを受けて成熟体となった。オルガネラ分画等の結果,成熟体SecEはチラコイド膜に内在性膜タンパク質として組込まれたことが分かった。シロイヌナズナSecEに対する抗体を用いた抗体染色により、エンドウ葉緑体のチラコイドにもSecEが存在することが明らかになった。
Analyses of molecular mechanisms of mitochondrial protein transport by using unnatural amino acids
Grant number：09044070
1997 - 1998
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for international Scientific Research
Research category：Grant-in-Aid for international Scientific Research
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, SCHULTZ Peter G., NISHIKAWA Shun-ichi, YOSHIHISA Toru
Grant amount：\5500000 （ Direct Cost: \5500000 ）
Most mitochondrial proteins are synthesized as precursor proteins in the cytosol and imported into mitochondria with the aid of protein translocation machineries in the outer and the inner membranes called the TOM complex and the TIM complex, respectively. In the present study, artificially aminoacylated suppressor tRNAs were used to introduce photoreactive unnatural amino acids into model mitochondrial precursor proteins to map interactions between precursor proteins and translocation machineries along the import pathway.
A model precursor protein, pSu9-DHFR, was arrested at two distinct stages, stage A (accumulated at 0℃) and stage B (accumulated at 30℃), in the translocation across the outer membranes and interactions between the arrested precursor protein and TOM proteins were analyzed at high resolution not achieved previously. Although the stage-A and the stage-B intermediates were previously assigned to the forms bound to the cis site and the trans site of the TOM complex, respectively, the results of crosslinking indicate that the presequence of the intermediates at both stage A and stage B is already on the trans side of the outer membrane. The mature domain is unfolded and bound to Tom40 at stage B while remains folded at stage A. After dissociation from the TOM complex, translocation of the stage-B intermediate, but not of the stage-A intermediate, across the inner membrane was promoted by the intermembrane-space domain of Tom22. These results indicate that translocation of the presequence and unfolding of the mature domain are not necessarily coupled. We have also applied the approach of site-specific photocrosslinking to the process of carrier proteins transport to the mitochondrial inner membrane and of protein translocation across the chloroplast envelope membranes.
遺伝学的アプローチによる酵母ミトコンドリアの形態制御に関する研究
Grant number：09878127
1997
System name：科学研究費助成事業 萌芽的研究
Research category：萌芽的研究
Awarding organization：日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一
Grant amount：\2100000 （ Direct Cost: \2100000 ）
ミトコンドリアは細胞の増殖に伴って複製され,その位置,形,数は細胞の状態や機能と関連してダイナミックに変動する。こうしたミトコンドリア形態の制御をつかさどる遺伝子を同定するために,遺伝学的解析の容易な出芽酵母を用いて,ミトコンドリア形態に異常の有る変異株を単離することを計画した。
ミトコンドリアの形態は,ミトコンドリアに特異的に結合するケイ光色素による染色法またはミトコンドリアタンパク質に対する抗体を用いるケイ光抗体法によって,直接顕微鏡で観察することができる。しかし,前者には,呼吸欠損株のミトコンドリアを観察できないという問題(ミトコンドリア形態に異常がある変異株は呼吸欠損株になる可能性が高い)が,後者には,試料調製の手間がかかるため,10^3のオーダー以上の株を吸う突然変異株の選別には向いていないという問題がある。そこで本研究では、クラゲ由来のケイ光性タンパク質GFPに遺伝子レベルでミトコンドリア行きシグナルをつないだ融合タンパク質を酵母細胞内で発現させ,ミトコンドリア内にGFPを送り込むことにより,ミトコンドリアの形態をケイ光顕微鏡により簡便に観察できるシステムを構築した。この方法は手間がかからず,呼吸欠損になる可能性が高いミトコンドリア形態異常株を,10^3のオーダーの温度感受性変異株や呼吸欠損株の集団から選別するのに適している。この方法を用いて,温度感受性変異株91株の中から19,呼吸欠損株33株の中から39のミトコンドリア形態異常株を選別した。この中から単一変異により温度感受性とミトコンドリア形態異常の表現系を示す株を4,単一変異により呼吸欠損とミトコンドリア形態異常の表現系を示す株を10得た。さらに相補性テストを行うことにより,温度感受性とミトコンドリア形態異常の表現系を示す株を2つの相補性群に,呼吸欠損とミトコンドリア形態異常の表現系を示す株は6つの相補性群に分けることができた。前者の変異株のうち1つについて変異遺伝子をクローニングすることに成功した。現在,この変異遺伝子の塩基配列の解析を行うとともに,残りの変異株についても変異遺伝子の同定を進めている。
Molecular anatomy of protein translocation machineries in yeast mitochondria
Grant number：08458180
1996 - 1997
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, NISHIKAWA Shuh-ichi
Grant amount：\7500000 （ Direct Cost: \7500000 ）
Most of mitochondrial proteins are synthesized as precursor proteins in the cytosol and imported into mitochondria with the aid of protein translocation machineries in the outer and the inner membranes called the TOM complex and the TIM complex, respectively, In the present study, we analyzed subunit arrangements, structures, and precursor interactions of the mitochondrial translocation machineries.
The TOM complex consists of receptor proteins, Tom7O, Tom37, Tom2O and Tom22, a channel protein, Tom4O, and small Tom proteins, Tom5, Tom6 and Tom7, By using differential solubilization methods, we found that Tom7OiTom37 and Tom2O/Tom22/Tom4O form distinct subcomplex structures in the TOM complex. We prepared cytosolic domains of Tom7O and Tom22 in large amounts and analyzed Tom7O-Tom2O interactions by glycerol gradient centrifugation. The results showed that a positively charged segment just downstream of the N-terminal transmembrane segment of Tom22 is important for interactions of Tom2O with possibly a negatively charged domain of Tom7O.Next, a tertiary structure of the cytosolic domain of Tom2O was determined by NMR spectroscopy. A binding site for presequences is also mapped on the NMR structure. In the last, we introduced a photoreactive unnatural amino acids into various positions along mitochondrial precursor protein by suppressor *RNA method, By using these labeled precursor proteins, interactions of the translocating polypeptide chains with components of the mitochondrial translocation machineries were analyzed by photocrosslinking at a high resolution that had not been obtained so far.
酵母ミトコンドリアhsp70のシャペロン反応制御の分子機構
Grant number：08780674
1996
System name：科学研究費助成事業 奨励研究(A)
Research category：奨励研究(A)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\1000000 （ Direct Cost: \1000000 ）
本研究では,酵母ミトコンドリアマトリクスの分子シャペロンhsp70であるSsclpと,そのパートナータンパク質Mdjlp,YgelpおよびTim44の精製を行ない,これらのシャペロン機能のin vitroでの解析を行なった.
精製したSsclpは弱いATPase活性を有しており,これはMdjlp存在下で1.8倍,MdjlpとYgelpが共に存在すると7倍に促進された.以上の結果は大腸菌のDnaK-DnaJ-GrpEの系で得られた結果と良い一致を示しており,MdjlpとYgelpがDnaJ,GrpEと同様の機構でSsclpの機能制御を行なっていると示唆されるので,その詳細な機構について解析を行なっている.また,Mdjlpは酵母サイトゾルのhsp70であるSsalpのATPase活性も促進した.一方,Tim44のSsclpのATPase活性促進効果は現在のところ観察されていない.
変性ルシフェラーゼのrefolding促進活性を指標にSsclpのシャペロン活性について検討したところ,DnaK-DnaJ-Grp,Ssalp-Ydjlpの場合とは異なり,Ssclp-Mdjlp-Ygelpはグアニジン塩酸によって変性したルシフェラーゼのrefoldingを促進する活性は持っていなかった.しかし,熱処理(42℃,10分)によってルシフェラーゼを変性する際にSsclpとATPが存在するとルシフェラーゼの変性が部分的に抑制された.また,熱処理後にMdjlp,Ygelpを更に加えると,変性したルシフェラーゼはrefoldし,活性の回復が観察された.現在,このシャペロン活性の違いについて更に解析を進めている.
High-level expression of recombinant proteins by controling the formation of the inclusion body
Grant number：07558222
1995 - 1996
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research category：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, NISHIKAWA Shuh-ichi, NAKAI Masato
Grant amount：\3900000 （ Direct Cost: \3900000 ）
Recent progress in recombinant DNA technology has allowed us to introduce genes for foreign useful proteins into microorganisms such as E.coli and to obtain their gene products in large amounts. In the present project, we aimed at, by controlling the properties of the expressed recombinant proteins to form inclusion bodies, increasing the expression efficiency of the recombinant proteins, suppressing their possible cell toxicity, and making their purification more feasible.
We used yeast mitochondrial MIF4p as a model recombinant protein with low expression efficiency in E.coli cells. We replaced the presequence of MIF4p with various peptides including SynA1, SynA2, SynB1, SynB2, SynC (derivatives of the preseuqnece of yeast cytochrome oxidase subunit IV) and T7TAG,and made corresponding fusion genes. We then introduced the fusion genes into E.coli cells and induced their overexpression. The expression levels of the fusion proteins were assessed by *mmunoblotting and compared with that of the mature, presequence-less MIF4p. MIF4p tagged with T7TAG and with SynB2 showed higher expression levels than the mature MIF4p. The Syn B2-MIF4p fusion protein was found in an inclusion body while the T7TAG-MIF4p fusion protein was recovered in a soluble fraction. These peptides (SynB2 and T7TAG) will offer a useful starting point to further optimize their abilities to increase expression levels of the attached proteins in E.coli cells.
酵母無細胞タンパク質合成系の改変によるSsaタンパク質のシャペロン機能解析
Grant number：07780621
1995
System name：科学研究費助成事業 奨励研究(A)
Research category：奨励研究(A)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\900000 （ Direct Cost: \900000 ）
本研究では,酵母無細胞タンパク質合成系を元にしてサイトゾル中のSsaタンパク質の量を制御できる実験系の開発を行なった.まず,Ssa1タンパク質のC末端部分に(His)_6タグを導入した組み替えタンパク質(Ssa1-Hisp)のみをSsaタンパク質として発現している酵母株より,Moldaveらの方法に従って無細胞タンパク質合成用の酵母ライセ-トを調製した.次に,(His)_6タグに対するアフィニティーカラムであるニッケルレジンカラムを用いて,この酵母ライセ-トからSsaタンパク質を除去する条件の検討を行なった.その結果,タンパク質合成能を保持した状態でライセ-ト中のSsaタンパク質の85%を除去することができた.
Ssaタンパク質を除去した酵母ライセ-トを用いてミトコンドリアタンパク質前駆体(pCOXIV-DHFR,F1β前駆体)を合成し,単離ミトコンドリアへの輸送実験を行なったところ,これらは共に,Ssaタンパク質除去前のライセ-トを用いて合成した場合と同程度の輸送効率でミトコンドリアに取り込まれた.抗Ssaタンパク質抗体はこれら前駆体の単離ミトコンドリアへの輸送を阻害したので,Ssaタンパク質は前駆体のミトコンドリアへの輸送に必要であることが示唆される.そこでこれはSsaタンパク質の除去が不十分であったためではないかと考えられる.現在,誘導可能なプロモーターであるGAL1プロモーターによるSSA1-His遺伝子の発現制御と組み合わせて,Ssaタンパク質の除去効率の改善を行なっている.
Ssaタンパク質の活性はパートナータンパク質であるYdj1pによって制御されている.パートナータンパク質の側からSsaタンパク質の活性制御を行なうため,YDJ1遺伝子破壊株から酵母ライセ-トを調製した.このライセ-トを用いて合成した前駆体タンパク質の性質についても,現在解析を進めている.
Quality control in the endoplasmic reticulum
1995
Grant type：Competitive
Transmembrane Traffic of Proteins with Unnatural Amino Acids
Grant number：06044091
1994 - 1995
System name：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for international Scientific Research
Research category：Grant-in-Aid for international Scientific Research
Awarding organization：Japan Society for the Promotion of Science
ENDO Toshiya, SCHULTZ Peter, KANAMORI Takashi, NISHIKAWA Shun-ichi, NAKAI Masato
Grant amount：\6800000 （ Direct Cost: \6800000 ）
Most mitochondrial proteins are synthesized as precursor proteins in the cytosol and are subsequently important into mitochondria. Translocation of precursor proteins across the mitochondrial outer and inner membranes requires coordinated functions of the translocation machineries in the two membranes. In order to analyze the interactions between components of the translocation machineries and translocating precursor proteins in details, we site-specifically incorporated an unnatural amino acid with a photoreactive cross-linking group, pBzPhe.
We used pSu9 (1-69)-DHFR consisting of the presequence of the F_0-ATPase subunit 9 fused to mouse DHFR as a model precursor protein. Six mutant genes carrying the amber stop codon at specific positions along the polypeptide were constructed by in vitro mutagenesis. The mutant pSu9 (1-69)-DHFR fusion proteins (T4, A17, A29, T44, A56, and Y67) were synthesized in the presence of suppressor tRNA,which was charged with pBz-Phe, and RI-labeled Met by coupled transcription/translation with rabbit reticulocyte lysate. All the proteins except for T44 were synthesized efficiently. Besides, mutant fusion proteins containing pBz-Phe could be imported into mitochondria efficiently.
Since translocation across the mitochondrial membranes require unfolding of the precursor protein, stabilization of the tertiary structure of the DHFR domain of the fusion proteins by methotrexate blocks their import into mitochondria, resulting in the formation of translocation intermediates. These translocation intermediates in transit through the translocation channels should be in close contact with the components of the translocation machineries. Therefore irradiation of the intermediates will lead to cross-linking of the fusion proteins with the components of the translocation machineries. Indeed, we could observe cross-linked products which are dependent on the positions of introduced pBz-Phe. These forms may represent cross-linked products between the fusion proteins and the components of the translocation machineries due to their specific interactions.
タンパク質のミトコンドリア内仕分け機構に関与する新規酵母突然変異株の分離
Grant number：06858077
1994
System name：科学研究費助成事業 奨励研究(A)
Research category：奨励研究(A)
Awarding organization：日本学術振興会
西川 周一
Grant amount：\900000 （ Direct Cost: \900000 ）
ミトコンドリア膜間部タンパク質であるシトクロムb_2は,その局在化の過程で最後に膜間部においてプロセシングをうけるが,このステップの変異株(imp変異株)が温度感受性の呼吸欠損株として分離されている.そこで,膜間部タンパク質の仕分けの変異株を,まず温度感受性呼吸欠損株として分離した.
酵母野性株をエチルメタンスルホン酸を用いて変異源処理し,約19,000個のコロニーをスクリーニングした結果,215株の温度感受性呼吸欠損株を得た.これらの株を制限温度下で培養後,細胞抽出液を調製し,SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動,抗シトクロムb_2抗体を用いたウェスタンブロットを行なった.この結果,制限温度下でシトクロムb_2の中間体が蓄積している株を1株,シトクロムb_2の前駆体が蓄積している株を4株得た.まず,制限温度下でシトクロムb_2の中間体を蓄積する1株について遺伝解析を行なった結果,この株はIMP1遺伝子に変異が生じており,膜間部タンパク質の仕分け機構の変異株ではないことが明らかとなった.一方,制限温度下でシトクロムb_2の前駆体を蓄積する株では,制限温度下においてF_1βタンパク質のような他のミトコンドリアタンパク質の前駆体の蓄積は観察はされなかった.このことは,これらの株はシトクロムb_2の局在化に特異的に欠損を持っていることを示唆している.そこで現在,これら4株についてさらに遺伝解析を進めている.これらの株の解析によって,シトクロムb_2の局在化機構に関与する因子が同定されることが期待される.
生体情報学II
植物生理学
生物学実習III
生物学実習I
植物生理学特論I
基礎生物科学実習II
生物学特論 VI
先端科学技術総論
生物学実験
理学スタディ・スキルズ
植物機能制御論I
自然科学総論Ⅳ
日本事情自然系A
課題研究II(生物学)
理学スタディ・スキルズ
自然科学基礎実験
生物学総合演習
課題研究I(生物学)
生物学基礎実習b
細胞・遺伝学実習
生物学基礎演習
植物機能制御論Ⅰ
実践型食づくりプロジェクト
生命・食料科学博士特定研究Ⅱ
研究発表(博士)演習(学会発表含む)
基礎生命科学(博士)演習(中間発表)
生命・食料科学博士セミナーⅡ
生物学実習
生命科学への招待(生物学学習法)
外国語論文解説・討論Ⅱ
研究発表演習(中間発表)
外国語論文解説・討論Ⅰ
研究発表
生命・食料科学博士セミナーⅠ
生命・食料科学博士特定研究Ⅰ
生命・食料科学特定研究BⅡ
文献詳読Ⅱ
生命・食料科学セミナーBⅡ
Biology Today
植物生理学演習
生物学基礎A
植物生理学III
植物生理学I
基礎生物科学実習II
植物生理学特論Ⅰ
生物学実験 I
課題研究I(生物学科)
植物分子生理学実習
課題研究II
生命・食料科学特定研究BⅠ
生命・食料科学セミナーBⅠ
文献詳読Ⅰ
植物機能制御論Ⅱ
