自然科学研究科 生命・食料科学専攻 教授
理学部 理学科 教授
2024/11/21 更新
博士(理学) ( 1992年3月 東京大学 )
細胞核
タンパク質品質管理
molecular chaperone
endoplasmic reticulum quality control
シロイヌナズナ
分子シャペロン
小胞体
出芽酵母
有性生殖
ライフサイエンス / 植物分子、生理科学
ライフサイエンス / 機能生物化学
ライフサイエンス / 細胞生物学
新潟大学 理学部 理学科 教授
2017年4月 - 現在
新潟大学 理学部 生物学科 教授
2012年4月 - 2017年3月
名古屋大学 大学院理学研究科 物質理学専攻 准教授
2001年7月 - 2012年3月
名古屋大学 大学院理学研究科 物質理学専攻 助手
1996年4月 - 2001年7月
名古屋大学 理学部 化学科 助手
1993年4月 - 1996年3月
東京大学 理学部 日本学術振興会 特別研究員
1992年4月 - 1993年3月
新潟大学 理学部 理学科 教授
2017年4月 - 現在
新潟大学 自然科学研究科 生命・食料科学専攻 教授
2012年4月 - 現在
新潟大学 自然科学研究科 生命・食料科学専攻 教授
2012年4月 - 現在
新潟大学 生体制御学 教授
2012年4月 - 2017年3月
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年5月 - 2003年3月
Nuclear Fusion in Yeast and Plant Reproduction 査読
Nanami Kobayashi, Shuh-ichi Nishikawa
Plants 12 ( 20 ) 3608 - 3608 2023年10月
Expression of GEX1 Orthologs of Brassica rapa and Oryza sativa Rescued the Nuclear Fusion Defect of the Arabidopsis GEX1 Mutant 査読
Ayaka Yabe, Shuh-ichi Nishikawa
Plants 2022年7月
Arabidopsis GEX1 Is a Nuclear Membrane Protein of Gametes Required for Nuclear Fusion During Reproduction. 査読 国際誌
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年10月
ERdj3B-mediated quality control maintains anther development at high temperatures. 査読 国際誌
Masaya Yamamoto, Shuhei Uji, Tomoyuki Sugiyama, Tomoaki Sakamoto, Seisuke Kimura, Toshiya Endo, Shuh-Ichi Nishikawa
Plant physiology 2020年1月
Fertilization-Coupled Sperm Nuclear Fusion Is Required for Normal Endosperm Nuclear Proliferation 査読
Daisuke Maruyama, Tetsuya Higashiyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
Plant and Cell Physiology 61 ( 1 ) 29 - 40 2020年1月
Dukhyun Hwang, Satomi Wada, Azusa Takahashi, Hiroko Urawa, Yasuhiro Kamei, Shuh-ichi Nishikawa
Plant and Cell Physiology 60 2564 - 2572 2019年11月
The ribosomal stalk protein is crucial for the action of the conserved ATPase ABCE1. 査読 国際誌
Imai H, Abe T, Miyoshi T, Nishikawa SI, Ito K, Uchiumi T
Nucleic acids research 46 ( 15 ) 7820 - 7830 2018年7月
Quality control of nonstop membrane proteins at the ER membrane and in the cytosol 査読
Shunsuke Arakawa, Kaori Yunoki, Toshiaki Izawa, Yasushi Tamura, Shuh-ichi Nishikawa, Toshiya Endo
SCIENTIFIC REPORTS 6 30795 2016年8月
Rapid Elimination of the Persistent Synergid through a Cell Fusion Mechanism 査読
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年5月
BiP3 supports the early stages of female gametogenesis in the absence of BiP1 and BiP2 in Arabidopsis thaliana. 査読
Maruyama D, Endo T, Nishikawa S
Plant signaling & behavior 10 ( 7 ) e1035853 2015年
Different Sets of ER-Resident J-Proteins Regulate Distinct Polar Nuclear-Membrane Fusion Events in Arabidopsis thaliana 査読
Daisuke Maruyama, Masaya Yamamoto, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 55 ( 11 ) 1937 - 1944 2014年11月
Multiple BiP Genes of Arabidopsis thaliana are Required for Male Gametogenesis and Pollen Competitiveness 査読
Daisuke Maruyama, Tomoyuki Sugiyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 55 ( 4 ) 801 - 810 2014年4月
The Plant Organelles Database 3 (PODB3) Update 2014: Integrating Electron Micrographs and New Options for Plant Organelle Research 査読
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年1月
Tam41 Is a CDP-Diacylglycerol Synthase Required for Cardiolipin Biosynthesis in Mitochondria 査読
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年5月
Analyses of protein-protein interactions by in vivo photocrosslinking in budding yeast 査読
Takuya Shiota, Shuh-Ichi Nishikawa, Toshiya Endo
Methods in Molecular Biology 1033 207 - 217 2013年
Roles of Dom34:Hbs1 in Nonstop Protein Clearance from Translocators for Normal Organelle Protein Influx 査読
Toshiaki Izawa, Tatsuhisa Tsuboi, Kazushige Kuroha, Toshifumi Inada, Shuh-ichi Nishikawa, Toshiya Endo
CELL REPORTS 2 ( 3 ) 447 - 453 2012年9月
Yos9p and Hrd1p mediate ER retention of misfolded proteins for ER-associated degradation 査読
Toshiaki Izawa, Hiroyuki Nagai, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 23 ( 7 ) 1283 - 1293 2012年4月
Using image-based resources: Databases for plant organelle dynamics and applications based on image information 査読
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年
The Plant Organelles Database 2 (PODB2): An Updated Resource Containing Movie Data of Plant Organelle Dynamics 査読
Shoji Mano, Tomoki Miwa, Shuh-ichi Nishikawa, Tetsuro Mimura, Mikio Nishimura
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 52 ( 2 ) 244 - 253 2011年2月
LAP5 and LAP6 Encode Anther-Specific Proteins with Similarity to Chalcone Synthase Essential for Pollen Exine Development in Arabidopsis 査読
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年7月
A vacuolar carboxypeptidase mutant of Arabidopsis thaliana is degraded by the ERAD pathway independently of its N-glycan 査読
Masaya Yamamoto, Mitsuyoshi Kawanabe, Yoko Hayashi, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS 393 ( 3 ) 384 - 389 2010年3月
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年1月
Seeing Is Believing: On the Use of Image Databases for Visually Exploring Plant Organelle Dynamics 査読
Shoji Mano, Tomoki Miwa, Shuh-ichi Nishikawa, Tetsuro Mimura, Mikio Nishimura
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 50 ( 12 ) 2000 - 2014 2009年12月
Structural basis of yeast Tim40/Mia40 as an oxidative translocator in the mitochondrial intermembrane space (vol 106, pg 14403, 2009) 査読
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年11月
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年11月
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年9月
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年8月
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年5月
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年11月
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年10月
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年10月
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年1月
Functional analysis of J proteins in the endoplasmic reticulum of Arabidopsis thaliana 査読
Masaya Yamamoto, Daisuke Maruyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 48 S154 - S154 2007年
Reproduction defects of the T-DNA mutants of endoplasmic reticulum Hsp70 in Arabidopsis thaliana 査読
Daisuke Maruyama, Toshiya Endo, Shuh-ichi Nishikawa
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 48 S153 - S153 2007年
Identification of Tam41 maintaining integrity of the TIM23 protein translocator complex in mitochondria 査読
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年8月
Callose (β-1,3 glucan) is essential for Arabidopsis pollen wall patterning, but not tube growth.
Nishikawa S.-I, Swanson R.J, Zinkl G.M, Preuss D, Maruyama D
BMC Plant Biol. 5 2005年10月
Identification of Tim40 that mediates protein sorting to mitochondrial intermembrane space 査読
Mari Naoe, Yukimasa Ohwa, Daigo Ishikawa, Chie Olishima, Shuh-ichi Nishikawa, Hayashi Yamamoto, Toshiya Endo
CELL STRUCTURE AND FUNCTION 30 101 - 101 2005年6月
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年5月
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年11月
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年11月
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年10月
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年5月
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年12月
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年5月
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年3月
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年11月
[Morphology of mitochondria]. 査読
Kawai A, Nishikawa S, Endo T
Nihon rinsho. Japanese journal of clinical medicine 60 Suppl 4 9 - 13 2002年4月
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年10月
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年5月
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年3月
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年3月
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年10月
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年3月
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年3月
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年2月
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年1月
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年3月
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年7月
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年5月
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年1月
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年11月
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年10月
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年8月
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年9月
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年11月
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年8月
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年7月
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年5月
STUDIES ON THE TONOPLAST ACTION-POTENTIAL OF NITELLA-FLEXILIS
T SHIMMEN, S NISHIKAWA
JOURNAL OF MEMBRANE BIOLOGY 101 ( 2 ) 133 - 140 1988年
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年
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年
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年
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年
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年
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年
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年
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年
植物由来抗菌剤のポアシン酸によるテッポウユリ花粉管の発芽と花粉管伸長の阻害
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年
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年
出芽酵母の接合時の核融合を阻害する化合物のスクリーニングとその解析
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年
核膜融合タンパク質シロイヌナズナGEX1の機能領域の解析
加藤イヴ, 宮園治, 西川周一
日本植物生理学会年会(Web) 63rd 2022年
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年
植物有性生殖過程の核膜融合の分子機構
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年
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年
テッポウユリ花粉管の発芽と伸長に対するポアシン酸の影響
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年
シロイヌナズナ核融合欠損株で観察される受精後の胚発生異常の解析
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年
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年
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年
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年
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年
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年
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年7月
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
阿部高也, 今井大達, 西川周一, 伊東孝祐, 内海利男
日本生化学会大会(Web) 90th ROMBUNNO.1P‐0813 (WEB ONLY) 2017年
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年
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年
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年
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年9月
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年6月
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年3月
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年
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年9月
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年3月
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年3月
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年3月
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年
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年
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年7月
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年5月
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年
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年3月
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年
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年9月
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年3月
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年3月
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年3月
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年3月
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年3月
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年3月
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年6月
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年5月
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年3月
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年3月
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年3月
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年
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年
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年
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年
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年
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年3月
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年3月
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年3月
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年
中戸川万智子, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 4P-0195 2007年
丸山大輔, 遠藤斗志也, 西川周一
生化学 4P-0180 2007年
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年
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年
細胞内構造の構築と機能の観察法 Short Topics3 GFPを用いた網羅的な可視化マーカーの構築
西川周一
細胞工学 224 - 226 2006年4月
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年3月
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年3月
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年3月
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年3月
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年3月
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年
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年
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年11月
細胞の生と死を司るミトコンドリア ミトコンドリアの膜透過装置
西川周一, 遠藤斗志也
細胞工学 24 ( 8 ) 786 - 790 2005年7月
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年3月
階層別にみるタンパク質のフォールディングと品質管理:in vitroから細胞・個体レベルまで ミトコンドリアへの輸送とフォールディング
佐藤健大, 西川周一
細胞工学 23 ( 12 ) 1390 - 1393 2004年12月
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年11月
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年11月
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年11月
III.蛋白質の品質管理 小胞体品質管理におけるシャペロンと糖鎖の役割 何が異常で何を除去すべきか
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年5月
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年3月
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年
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年
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年
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年11月
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年11月
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年8月
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年8月
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年8月
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年5月
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年4月
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年
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年
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年12月
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年8月
中務邦雄, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 73 ( 8 ) 758 2001年8月
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年8月
遠藤斗志也, 西川周一
化学 56 ( 2 ) 58 - 59 2001年2月
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年
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年
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年
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年12月
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年11月
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年8月
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年8月
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年8月
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年8月
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年11月
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年11月
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年11月
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年
Jemlpと核膜融合
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 21 211 - 211 1998年12月
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年11月
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年11月
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年11月
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年11月
green fluorescent proteinを用いた酵母ミトコンドリア形態異常株の分離
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年12月
ミトコンドリアへのタンパク質輸送に関与する,ウサギ網状赤血球ライセートおよび酵母ライセート中のサイトゾル因子のキャラクタリゼーション
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年12月
ミトコンドリア形態形成の制御に関する研究 (上原記念生命科学財団S)
西川周一
上原記念生命科学財団研究報告集 11 154 - 155 1997年11月
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年11月
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年11月
分子シャペロン:タンパク質の誕生から死までを介添えする ミトコンドリアへのターゲティングと膜透過
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年9月
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年
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年
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年7月
酵母サイトゾルとミトコンドリアマトリクスのhsp70のシャペロン機能の比較
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年7月
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年7月
部位特異的に光反応性架橋基を導入した前駆体を用いたミトコンドリア膜透過装置の解析
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年7月
Green fluorescent proteinを用いた酵母ミトコンドリア形態の観察
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年11月
中井正人, 西川周一, 遠藤斗志也
生化学 67 ( 2 ) 108 - 122 1995年2月
ミトコンドリアDNAにコードされるタンパク質の内膜への組み込み過程の解析
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年11月
酵母ミトコンドリア外膜の受容体タンパク質MAS70,MAS20の大量調製と機能解析
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年11月
膜タンパク質の小胞体局在化機構: RER1遺伝子の解析とrer変異株の新たな表現型
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年11月
膜タンパク質の小胞体局在化機構: rer2変異の解析とそれを相補する遺伝子のクローニング
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年11月
タンパク質の小胞体残留に関わる遺伝子RERIとその遺伝子産物の解析
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年
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年
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年
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年11月
ISOLATION OF YEAST MUTANTS DEFECTIVE IN THE ER RETENTION OF SEC12 PROTEIN
S NISHIKAWA, A NAKANO
JOURNAL OF CELLULAR BIOCHEMISTRY 41 - 41 1993年2月
酵母液胞膜タンパク質の生合成 液胞への輸送機構,局在化シグナルの同定などの解明が課題
西川周一
化学と生物 29 ( 4 ) 208 - 209 1991年4月
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年
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年6月
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年
西川周一
日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集 2012年5月
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年9月
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年3月
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年8月
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年11月
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年
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年
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年
西川周一, 中野明彦
日本細胞生物学会大会講演要旨集 1991年
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年
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
研究課題/領域番号:19K06704
2019年4月 - 2022年3月
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
研究種目:基盤研究(C)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )
陸上植物有性生殖における核膜融合の鍵メカニズム
研究課題/領域番号:19H04857
2019年4月 - 2021年3月
制度名:科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
研究種目:新学術領域研究(研究領域提案型)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:8580000円 ( 直接経費:6600000円 、 間接経費:1980000円 )
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
研究課題/領域番号:17H05837
2017年4月 - 2019年3月
制度名:科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
研究種目:新学術領域研究(研究領域提案型)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:9360000円 ( 直接経費:7200000円 、 間接経費:2160000円 )
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。
シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合機構の解析
研究課題/領域番号:16K07394
2016年4月 - 2019年3月
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
研究種目:基盤研究(C)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一, 東山 哲也, 佐藤 良勝, 栗原 大輔, 丸山 大輔, 亀井 保博, 浦和 博子, 和田 敏実, 鈴木 千晴, 高橋 梓, 長尾 榛花
配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )
被子植物では、重複受精における2回の核融合と雌性配偶体形成時の中央細胞における極核融合の、合計3回の核融合が観察され、ここでは核膜の融合が必須となっている。
本研究では、ライブイメージング解析と雌性配偶体特異的遺伝子発現誘導系を用いて、シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合機構の解析を行った。その結果、小胞体分子シャペロンHsp70システムが、極核融合と精核融合の両方に必要であることを明らかにするとともに、受精とカップルした精核融合が正常な胚乳形成に必要であることを示した。また、極核の核膜融合過程で発現し機能する核膜タンパク質を同定するとともに、それらの機能解析を行った。
雌性配偶体の細胞特異的遺伝子発現誘導系を用いた有性生殖過程の核融合機構の解析
研究課題/領域番号:26650094
2014年4月 - 2016年3月
制度名:科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
研究種目:挑戦的萌芽研究
提供機関:日本学術振興会
西川 周一, 亀井 保博, 浦和 博子, 山口 友輝, 和田 敏実
配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )
本研究では、熱ショックによるCre-loxP部位特異的組換えの誘導と、雌性配偶体特異的プロモーターを組み合わせた遺伝子発現誘導系を構築し、雌性配偶体形成過程の極核融合を解析するための新たな実験系として、シロイヌナズナ雌しべ内の雌性配偶体を対象とした時期特異的・細胞特異的な遺伝子発現誘導法を開発した。得られた形質転換植物の花芽全体の熱処理で、雌性配偶体特異的な遺伝子発現が誘導されること、単離した胚珠への赤外レーザ照射による遺伝子発現誘導が可能であることを示した。
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
研究課題/領域番号:25120711
2013年4月 - 2015年3月
制度名:科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
研究種目:新学術領域研究(研究領域提案型)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:8580000円 ( 直接経費:6600000円 、 間接経費:1980000円 )
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
研究課題/領域番号:23120512
2011年4月 - 2013年3月
制度名:科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
研究種目:新学術領域研究(研究領域提案型)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:8450000円 ( 直接経費:6500000円 、 間接経費:1950000円 )
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。
シロイヌナズナの有性生殖過程における小胞体分子シャペロン依存型核膜融合機構の解析
研究課題/領域番号:23570051
2011年 - 2013年
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
研究種目:基盤研究(C)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:5460000円 ( 直接経費:4200000円 、 間接経費:1260000円 )
シロイヌナズナ雌性配偶体形成時の極核融合において、小胞体の分子シャペロンHsp70であるBiPは、核外膜融合と核内膜融合という異なる膜融合の過程に、制御因子である小胞体Jタンパク質を使い分けることで機能していることを示した。ライブイメージング解析によって、受精後の胚乳核分裂の過程で極核融合の欠損が回復すること、正常な胚乳核の分裂には受精時の精核と極核の融合が必要であることを明らかにした。また、極核融合に必要な新たな因子の検索を行い、極核融合に必要な核膜タンパク質の候補を得た。
「植物の環境適応戦略としてのオルガネラ分化」総括班
研究課題/領域番号:16085101
2004年 - 2008年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究
研究種目:特定領域研究
提供機関:日本学術振興会
西村 幹夫, 三村 徹郎, 西川 周一, 西村 いくこ, 森田 美代, 三村 徹郎, 西川 周一, 西村 いくこ, 森田 美代
配分額:45800000円 ( 直接経費:45800000円 )
総括班は、領域全体の効率的運営に必要な施策を決定・遂行した。実際に行った活動は、以下の3点である。(1)班会議、若手シンポジウム、国際シンポジウムなど各種会議の開催による研究情報の共有化(2)高額機器共同利用拠点の整備による技術支援(3)公開データベースやニュースレター、国際誌における特集号の掲載、一般向け図書の出版などによる成果公開
小胞体品質管理による植物細胞機能分化の制御-有性生殖を中心にして
研究課題/領域番号:16085202
2004年 - 2008年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究
研究種目:特定領域研究
提供機関:日本学術振興会
西川 周一, 遠藤 斗志也, 吉久 徹, 遠藤 斗志也, 吉久 徹
配分額:95900000円 ( 直接経費:95900000円 )
小胞体は分泌経路の最初のオルガネラであり、高次構造形成に失敗した異常タンパク質を留め、修復・分解する品質管理機能をもっている。本研究では植物の発生・分化に対する小胞体品質管理の役割の解明を目指し、シロイヌナズナを用いてGFP融合タンパク質を用いた小胞体品質管理解析系を構築するとともに、小胞体品質管理において中心的な役割をはたしている分子シャペロンHsp70システムの変異株の解析を行った。
ゼニゴケ有性生殖過程の核融合機構の解析
研究課題/領域番号:23K05814
2023年4月 - 2026年3月
制度名:科学研究費助成事業
研究種目:基盤研究(C)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )
タンパク質合成系とタンパク質分解系の間に協調機構は存在するのか?
研究課題/領域番号:22K19267
2022年6月 - 2025年3月
制度名:科学研究費助成事業
研究種目:挑戦的研究(萌芽)
提供機関:日本学術振興会
伊東 孝祐, 西川 周一
配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )
翻訳サイクルの広範に働くリボソームストーク蛋白質の多彩な分子機能
研究課題/領域番号:19H03155
2019年4月 - 2022年3月
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
研究種目:基盤研究(B)
提供機関:日本学術振興会
内海 利男, 伊東 孝祐, 西川 周一, 石野 園子
配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )
遺伝情報の翻訳反応は、リボソームに、翻訳因子EF1Aにより次々にアミノ酸がもたらされ効率よく進行するが、その仕組みには不明な点が多く残されている。本研究では、ストークと呼ばれるリボソーム蛋白質が、C末端部位を介してEF1A-GTPと直接結合し、アミノ酸-tRNAのリボソームへの運搬を促進する他、GTPの加水分解後に構造が変化して生じるEF1A-GDPとも結合し、リボソームからの解離促進寄与すると推測された。そしてこれらの結合は他の因子EF1Bにより調節されることを証明した。また、ストークとストレス応答因子YchFとの結合性を検出し、ストークの翻訳効率と制御における多彩な働きを立証した。
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
研究課題/領域番号:18K06080
2018年4月 - 2021年3月
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
研究種目:基盤研究(C)
提供機関:日本学術振興会
伊東 孝祐, 西川 周一
配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )
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。
翻訳リサイクルにおけるリボソームstalk蛋白質の機能解明
研究課題/領域番号:16H04741
2016年4月 - 2019年3月
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
研究種目:基盤研究(B)
提供機関:日本学術振興会
内海 利男, 西川 周一, 伊東 孝祐, 今井 大達
配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )
遺伝情報に従い蛋白質を作る翻訳の反応は、細胞質に存在する巨大な分子複合体であるリボソームのもとで、開始、伸長、終結、およびリサイクルの順に進行するが、リサイクルの仕組みに関する研究は遅れ、最近注目されている。本研究では、リボソームをリサイクルするATPase因子であるABCE1に焦点をあて、生化学と構造生物学の技法でそのはたらきの仕組みを分子レベルで解析した。その結果、リボソームを構成する“stalk”と呼ばれるタンパク質成分がABCE1の特定部位と結合し、リボソームの機能部位にリクルートし、ATPの加水分解を誘発させることで、リボソームを解離・リサイクルするという分子機構を解明した。
ミトコンドリア膜を舞台としたタンパク質の交通管制機構の解明
研究課題/領域番号:22227003
2010年4月 - 2016年3月
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(S)
研究種目:基盤研究(S)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 田村 康, 西川 周一
配分額:210600000円 ( 直接経費:162000000円 、 間接経費:48600000円 )
ミトコンドリアにタンパク質を適切に配送する交通管制システムについて,脂質の交通も含めた大きなフレームワークで作動機構の解明を目指した。部位特異的光架橋で外膜トランスロケータTOM複合体の各サブユニット間,前駆体との相互作用をマッピングして複合体の動的全体構造を明らかにした。ミトコンドリア上でSTOPコドンを欠いたmRNAに由来する新生鎖がトランスロケータの孔を詰まらせる事態を回避する仕組みを見出した。ミトコンドリア内膜のTam41がカルジオリピン合成の鍵酵素であることを明らかにし,外膜と内膜の間でホスファチジン酸を輸送するUps1-Mdm35について構造を決定し,輸送メカニズムを明らかにした。
酵母ミトコンドリア・小胞体タンパク質の機能発現・秩序維持システムの解明
研究課題/領域番号:19058005
2007年 - 2011年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究
研究種目:特定領域研究
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
配分額:198000000円 ( 直接経費:198000000円 )
酵母細胞内でミトコンドリア内にタンパク質を輸送するトランスロケータについて,トランスロケータ間の協調,膜透過の駆動力の解明,プレ配列内のトランスロケータによる認識シグナルの役割,トランスロケータ内のサブユニット間相互作用のマッピング,βバレル膜タンパク質アセンブリーの機構などを明らかにした。小胞体内の品質管理機構についてMnl1 とPDI の相互作用の意義,Yos9 による異常タンパク質を留めおく仕組み,植物の有性生殖におけるHsp70 の役割を解明した。
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
研究課題/領域番号:19036007
2007年 - 2008年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究
研究種目:特定領域研究
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一
配分額:6300000円 ( 直接経費:6300000円 )
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。
ミトコンドリアタンパク質の交通管制機構とその改変
研究課題/領域番号:18107003
2006年 - 2009年
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(S)
研究種目:基盤研究(S)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 吉久 徹, 西川 周一
配分額:111800000円 ( 直接経費:86000000円 、 間接経費:25800000円 )
ミトコンドリアタンパク質の交通を管制するトランスロケータについて,メンテナンス因子Tam41を発見,受容体Tom20とTom22による協調した「行き先シグナル」認識機構の解明,TOM40複合体とTIM23複合体の連携機構の解明,インポートモータ補助因子Tim15の構造決定,外膜行きシグナルとマトリクス/内膜行きシグナルの優位性決定機構の解明,外膜トランスロケータのサブユニットTom22の相互作用マッピング,受容体Tom20の行き先シグナル認識能の改変を行った。
糖鎖による小胞体品質管理の分子機構と生理機能制御
研究課題/領域番号:17370067
2005年 - 2007年
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
研究種目:基盤研究(B)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一, 遠藤 斗志也
配分額:15480000円 ( 直接経費:14400000円 、 間接経費:1080000円 )
本研究では,出芽酵母とシロイヌナズナを用いた分子遺伝学的や生化学的解析によって,糖鎖修飾を介した小胞体品質管理の分子機構を明らかにすることを目的とした。出芽酵母を用いた解析では,異常糖タンパク質小胞体関連分解(ERAD)において基質認識にあずかるMnllpが,protein disulfide isomerase(PDI)とジスルフィド結合を介して相互作用することを見いだした。そして,Mnllp-PDI相互作用がERADに必要であることを明らかにした。また,ERADの基質認識におけるタンパク質の高次構造異常と糖鎖構造との関連を解析するための新規ERAD基質として,出芽酵母における代表的なERAD基質であるCPY*を改変してCPYのユニットがタンデムにつながったCPY*-CPYとCPY*-CPY*を開発した。これら新たに構築した基質を用いた解析によって,分解シグナルとなるN結合型糖鎖修飾が高次構造が異常となるドメインに存在することが,ERADにおける基質認識に必要であることが示された。シロイヌナズナを用いた解析では,動物細胞において糖鎖を介した小胞体品質管理にあずかる因子であるcalnexin/calreticulin,EDEM,OS9等のシロイヌナズナホモログに関する欠失変異体を作製した。この結果,AtCNX1とAtCRT1を共に欠損すると生育が遅延することを示唆する結果を得た。また,植物細胞における新規ERAD基質としてAtCPY*-GFPを開発し,出芽酵母とは異なり,AtCPY*-GFPのERADには糖鎖修飾が必要ないことを示した。
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
研究課題/領域番号:16044219
2004年 - 2005年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究
研究種目:特定領域研究
提供機関:日本学術振興会
西川 周一, 遠藤 斗志也, 吉久 徹
配分額:5400000円 ( 直接経費:5400000円 )
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
研究課題/領域番号:16013218
2004年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究
研究種目:特定領域研究
提供機関:日本学術振興会
吉久 徹, 遠藤 斗志也, 西川 周一
配分額:6100000円 ( 直接経費:6100000円 )
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。
酵母ミトコンドリアのタンパク質フラックス制御の分子機構
研究課題/領域番号:15207009
2003年 - 2005年
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(A)
研究種目:基盤研究(A)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 吉久 徹, 西川 周一
配分額:50310000円 ( 直接経費:38700000円 、 間接経費:11610000円 )
ミトコンドリア機能維持の中心的プロセスは,サイトゾルで合成された500〜1000種類に及ぶミトコンドリアタンパク質前駆体のミトコンドリア移行である。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ているので,ミトコンドリタンパク質の流れ(フラックス)は各区画に向かう4つの流れに分岐する。本研究では,酵母ミトコンドリアタンパク質のフラックスの管制と制御の仕組みの全体像の解明をめざした。ミトコンドリアへのタンパク質輸送を担う新規トランスロケータ構成因子としてTom38,Tim13,Tim40,Tim15,Tim41の5つを新たに発見した。これらの新因子の機能を明らかにするなかで,ミトコンドリアへのタンパク質輸送経路は従来考えられていた以上に複雑で,局在化と膜への組み込みが複数のトランスロケータの協力により,精妙にコントロールされていることを明らかにした。フラックスの制御においては,フラックスの分岐点において,基質タンパク質の分岐シグナルを正しく認識し,正しい経路に振り分けることが重要である。外膜受容体Tom20がミトコンドリアタンパク質取り込みの特異性を担うだけでなく,外膜透過の効率上昇にも関わること,内膜のTim50がプレ配列受容体として機能すること,内膜のトランスロケータTIM22複合体経路の基質がもうひとつのトランスロケータTIM23複合体にも認識されるシグナルを持っていることを見いだした。さらに,ミトコンドリアへのタンパク質フラックスの駆動力が何かという問題も,残された大きな問題の一つである。トランスロケータのチャネルそのものに,シャペロン的性質があり,そのことがタンパク質のアンフォールディングを駆動しうる,ことを発見した。
小胞体hsp70システムによるシロイヌナズナの生活環制御機構
研究課題/領域番号:15570034
2003年 - 2004年
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
研究種目:基盤研究(C)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:3700000円 ( 直接経費:3700000円 )
小胞体は分泌経路における最初のオルガネラとして,分泌タンパク質や膜タンパク質,脂質の合成の場となっている.小胞体は単なる合成の場としてだけでなく,合成されたタンパク質の品質管理の場ともなっている.小胞体におけるタンパク質の品質管理は,高次構造形成に失敗した異常タンパク質が小胞体から先のコンパートメントに送り出されることを防ぎ,細胞の機能維持に重要な役割をはたしていると考えられる.配偶子形成から受精,種子形成に至る有性生殖の過程は,細胞内膜系の構造が大きく変化する時期であり,その進行に小胞体品質管理が重要な役割をはたしていると予想される.本研究では,小胞体品質管理の分子装置である小胞体内腔の分子シャペロン,その中でも特にHsp70ファミリーの分子シャペロンであるBiPに特に着目し,分子装置の側からのアプローチによって,植物の生長・分化における小胞体品質管理の役割を明らかにしていくことを目指した.
本研究では,まず,優性欠損変異を利用して,シロイヌナズナ培養細胞と植物体を用いたBiP機能の解析系を構築した.そして,BiP変異体を培養細胞で発現することによって,小胞体内でタンパク質凝集が誘導されることを示唆する結果を得るとともに,花粉でBiP変異体を発現することによって花粉の受精能の欠損が誘導されることを示した.さらに,T-DNAの挿入によるシロイヌナズナBiPの欠損変異株の構築を行った.また,BiPのパートナータンパク質として機能する,小胞体のJドメインタンパク質についての解析も行った.出芽酵母小胞体のJドメインタンパク質である,Jem1p,scj1p,Sec63pのシロイヌナズナホモログを同定し,これらの遺伝子破壊株の作製を行った.
糖鎖修飾による小胞体品質管理の制御機構
研究課題/領域番号:15040210
2003年 - 2004年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究
研究種目:特定領域研究
提供機関:日本学術振興会
西川 周一, 遠藤 斗志也
配分額:3100000円 ( 直接経費:3100000円 )
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
研究課題/領域番号:15013224
2003年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究
研究種目:特定領域研究
提供機関:日本学術振興会
吉久 徹, 西川 周一, 遠藤 斗志也
配分額:5800000円 ( 直接経費:5800000円 )
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。
タンパク質トランスロケータシステムの構造と機能
研究課題/領域番号:14037225
2002年 - 2006年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究
研究種目:特定領域研究
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 吉久 徹, 西川 周一
配分額:148600000円 ( 直接経費:148600000円 )
ミトコンドリアは二つの膜(外膜と内膜)で囲まれた必須オルガネラである。約1000種類のミトコンドリア構成タンパク質の大部分はサイトゾルで合成され,外膜と内膜のトランスロケータの働きでミトコンドリア内に取り込まれ,外膜,膜間部,内膜,マトリクスのいずれかの区画に仕分けられる。われわれは,外膜でβバレル型膜タンパク質のアセンブリーに関わるTom38, Tom13,膜間部の可溶性タンパク質の外膜透過とジスルフィド結合形成に関わるTim40,タンパク質の外膜透過と内膜透過を共役させ,プレ配列の内膜受容体としても機能するTim50,内膜トランスロケータTIM23複合体の構成因子のアセンブリーと機能構造維持に関わるTam41, TIM23複合体のモータ因子として働くHsp70の機能を助けるTim15を新たに発見・同定した。さらにTim15のNMR構造を決定し,その構造に基づいて作成した変異体の機能解析を行うことにより,Tim15の機能領域がHsp70との相互作用領域と一致することを見いだした。
ミトコンドリアタンパク質の膜透過機構に関して,外膜トランスロケータであるTOM40複合体のチャネル(孔)には,通過中の前駆体タンパク質を保護するシャペロン機能があることを見いだした。このシャペロン機能は,外膜透過後の前駆体が膜間部で凝集することを防いだり,外膜透過に際して必要な前駆体のアンフォールディングを促進する役割があるものと考えられる。さらに,ミトコンドリアへのin vitroでのインポート速度と原子間力顕微鏡(AFM)による力学的安定性を比較することにより,ミトコンドリアのトランスロケータは、プレ配列近傍が部分的にほどけた膜透過中間体と相互作用し、その安定性を減少させることによって分子全体の効率的なアンフォールディングを引き起こすことを明らかにした。
酵母ミトコンドリアを巡るプロテインフラックス
研究課題/領域番号:14014214
2002年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究
研究種目:特定領域研究
提供機関:日本学術振興会
吉久 徹, 西川 周一, 遠藤 斗志也
配分額:5500000円 ( 直接経費:5500000円 )
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
ミトコンドリア移行のタンパク質フラックスの管制と制御の分子機構
研究課題/領域番号:13480207
2001年 - 2002年
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
研究種目:基盤研究(B)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
配分額:14800000円 ( 直接経費:14800000円 )
ミトコンドリア機能維持の中心的プロセスは,サイトゾルで合成されたミトコンドリアタンパク質前駆体のミトコンドリア移行である。本研究では,酵母ミトコンドリアタンパク質のフラックスの管制と制御の仕組みの全体像の解明をめざした。
ミトコンドリア内膜のトランスロケータを構成する新因子としてTim50を発見し,Tim50はTIM23複合体の新規サブユニットであり,前駆体タンパク質の内膜透過に必須であること,特にTim23とともに外膜から内膜への前駆タンパク質の効率良い移動に関わっていることを見いだした。言い換えれば,長い間謎であった,ミトコンドリアの外膜と内膜の膜透過プロセスの共役を担う因子がTim50である可能性が高い。
酵母から全RNAを単離して,in vitroで転写・翻訳反応を行った。放射性同位元素標識された翻訳産物を,単離した野生型ミトコンドリア,Tom70欠失ミトコンドリアとインキュベートすることによりミトコンドリア内に取込ませた。その後二次元電気泳動によりミトコンドリアに取込まれたタンパク質を分離し,別途作製したミトコンドリアタンパク質の二次元電気泳動パターンと比較することにより,各スポットを特定のミトコンドリアタンパク質に帰属した。野生型ミトコンドリアとTom70欠失ミトコンドリアの結果を比較することにより,受容体Tom70に依存してミトコンドリアに移行するタンパク質の網羅的同定に成功した。
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
研究課題/領域番号:13043022
2001年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
研究種目:特定領域研究(A)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
配分額:2400000円 ( 直接経費:2400000円 )
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
研究課題/領域番号:13206028
2001年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究(C)
研究種目:特定領域研究(C)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
配分額:8500000円 ( 直接経費:8500000円 )
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
研究課題/領域番号:12680690
2000年 - 2001年
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
研究種目:基盤研究(C)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:3400000円 ( 直接経費:3400000円 )
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
研究課題/領域番号:12206039
2000年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究(C)
研究種目:特定領域研究(C)
提供機関: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
研究課題/領域番号:12019226
2000年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
研究種目:特定領域研究(A)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一
配分額:1900000円 ( 直接経費:1900000円 )
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
研究課題/領域番号:12025213
2000年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
研究種目:特定領域研究(A)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
配分額:3500000円 ( 直接経費:3500000円 )
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
研究課題/領域番号:11151214
1999年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
研究種目:特定領域研究(A)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
配分額:3500000円 ( 直接経費:3500000円 )
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
研究課題/領域番号:11132223
1999年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
研究種目:特定領域研究(A)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
配分額:2000000円 ( 直接経費:2000000円 )
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。
光架橋性非天然アミノ酸導入前駆体を用いたタンパク質のミトコンドリア移行機構の解析
研究課題/領域番号:10480156
1998年 - 2000年
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
研究種目:基盤研究(B)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
配分額:13600000円 ( 直接経費:13600000円 )
ミトコンドリアタンパク質の多くは,サイトゾルで前駆体として合成された後,ミトコンドリアに移行する。プレ配列を有する前駆体は,ミトコンドリア外膜と内膜の膜透過装置の働きで,外膜と内膜を通過して,マトリクスまたは内膜に移行する。ADP/ATPキャリア(AAC)などのキャリアタンパク質はプレ配列を持たないかたちで合成され,外膜のみを通過して,内膜に組み込まれる。
プレ配列を有する前駆体について,サプレッサーtRNA法を用いて,プレ配列中の様々な部位に,光反応性の非天然アミノ酸残基を部位特異的に導入した。この前駆体と膜電位を消失させたミトコンドリアをin vitroでインキュベートすることによりミトコンドリア外膜透過反応中間体を生成し,光照射によって架橋反応を行った。架橋産物の解析の結果,プレ配列の外膜透過は,これまで考えられていたような成熟体部分のunfoldingとは共役する必要がないことが明らかになった。続いて,消失させた膜電位を復活させることにより,外膜膜透過反応中間体の内膜通過を促し,Tom22の膜間部ドメインは,外膜膜透過装置から内膜膜透過装置への前駆体の引き渡しの効率を高めていることを見いだした。
AACについて,やはりサプレッサーtRNA法を用いて,ポリペプチド鎖中の様々な部位に光反応性の非天然アミノ酸残基を部位特異的に導入した。様々なステージのミトコンドリア外膜透過反応中間体を生成し,光照射によって架橋反応を行った。架橋産物の解析の結果,ステージ依存的にAACが外膜の受容体Tom70,チャネルタンパク質Tom40,膜間部および内膜の膜透過装置構成タンパク質/シャペロンであるTim9,Tim10,Tim22等と順次,相互作用していく様子が,スナップショットをとるように明らかになった。
分子シャペロンJemlpによる核膜融合の制御機構
研究課題/領域番号:10780439
1998年 - 1999年
制度名:科学研究費助成事業 奨励研究(A)
研究種目:奨励研究(A)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:2000000円 ( 直接経費:2000000円 )
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
研究課題/領域番号:10878104
1998年
制度名:科学研究費助成事業 萌芽的研究
研究種目:萌芽的研究
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一
配分額:2100000円 ( 直接経費:2100000円 )
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
研究課題/領域番号:10170212
1998年
制度名:科学研究費助成事業 特定領域研究(A)
研究種目:特定領域研究(A)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 吉久 徹
配分額:2000000円 ( 直接経費:2000000円 )
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。
非天然アミノ酸導入蛋白質を用いた蛋白質のミトコンドリア移行の分子機構の解析
研究課題/領域番号:09044070
1997年 - 1998年
制度名:科学研究費助成事業 国際学術研究
研究種目:国際学術研究
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, SCHULTZ Peter, 西川 周一, 吉久 徹, SCHULTZ Pete, SHULTZ Peter
配分額:5500000円 ( 直接経費:5500000円 )
ミトコンドリアタンパク質の多くは,サイトゾルで前駆体として合成された後,ミトコンドリア外膜と内膜の膜透過装置の働きで,外膜と内膜を通過して,ミトコンドリア内部に移行する。本研究では,部位特異的に光架橋性の非天然アミノ酸(ベンゾイルフェニルアラニン誘導体)を導入した前駆体を用いて,膜透過装置との相互作用の解析を行い,タンパク質のミトコンドリア膜透過の仕組みを明らかにすることをめざした。
サプレッサーtRNA法を用いて,プレ配列を持つ前駆体のプレ配列中の様々な部位に,光反応性の非天然アミノ酸残基を部位特異的に導入したミトコンドリアタンパク質前駆体を系統的に調製した。この前駆体と膜電位を消失させたミトコンドリアをin vitroでインキュベートすることによりミトコンドリア外膜透過反応中間体を生成し,光照射によって架橋反応を行った。架橋産物について,架橋の相手を既知の膜透過装置構成タンパク質に対する抗体による免疫沈降実験により,同定した。以上の解析の結果,プレ配列の外膜透過は,これまで考えられていたような成熟体部分のunfoldingとは共役する必要がないことが明らかになった。続いて,消失させた膜電位を復活させることにより,外膜膜透過反応中間体の内膜通過を促し(チェイスし),これまで論争が続いていたTom22の膜間部ドメインの役割について検討した。その結果,Tom22の膜間部ドメインは,外膜膜透過装置から内膜膜透過装置への前駆体の引き渡しの効率を高めていることが明らかになった。これらの結果は,アミノ酸残基レベルの空間分解能を有する部位特異的光架橋反応を行うことによって初めて解明することができたものである。さらに同様の手法をキャリアタンパク質のミトコンドリア内膜への移行,タンパク質の葉緑体包膜透過の実験系にも適用した。
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
研究課題/領域番号:09878127
1997年
制度名:科学研究費助成事業 萌芽的研究
研究種目:萌芽的研究
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一
配分額:2100000円 ( 直接経費:2100000円 )
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。
酵母ミトコンドリアのタンパク質膜透過装置の分子解剖
研究課題/領域番号:08458180
1996年 - 1997年
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(B)
研究種目:基盤研究(B)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一
配分額:7500000円 ( 直接経費:7500000円 )
ミトコンドリアタンパク質の大部分は,サイトゾルで前駆体として合成された後、ミトコンドリアの外膜と内膜上の「膜透過装置」によって,ミトコンドリアに選択的に取り込まれる。外膜の膜透過装置はTOM複合体,内膜の膜透過装置はTIM複合体とよばれる。外膜のTOM複合体は,ミトコンドリアタンパク質を厳密に認識する受容体としての機能,タンパク質を高次構造がほどけた状態で外膜を通過させるためのチャネルとしての機能,外膜タンパク質の選別と外膜への組込み能力を合わせ持つものと考えられる。内膜のTIM複合体は,マトリクスまたは内膜のタンパク質を認識する受容体としての機能,タンパク質を高次構造がほどけた状態で内膜を通過させるためのチャネルとしての機能,内膜タンパク質の選別と内膜への組込み能力を合わせ持つものと考えられる。
本研究では,外膜のTOM複合体と内膜のTIM複合体について,構成各タンパク質のトポロジー,構成各タンパク質と前駆体との相互作用を明らかにし,膜膜透過装置の機能における各タンパク質の役割の解明に迫ることを目指した。まず,外膜膜透過装置内でTom70/Tom37とTom20/Tom22/Tom40は異なるサブコンプレックス構造を作っていることを見出した。次に,外膜の受容体Tom70とTom20間の相互作用には,Tom20の膜貫通部位直後の正電荷に富んだセグメントが重要であること,Tom70上のTom20結合部位はプレ配列結合部位と重なっている可能性があることを見出した。さらに,Tom20のサイトゾルドメインについてNMRによる解析を行い,その立体構造とプレ配列結合部位を明らかにした。また,部位特異的光架橋反応により,膜透過中の前駆体と膜透過装置構成タンパク質との相互作用を解析することに成功した。
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
研究課題/領域番号:08780674
1996年
制度名:科学研究費助成事業 奨励研究(A)
研究種目:奨励研究(A)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:1000000円 ( 直接経費:1000000円 )
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.
封入体形成の制御による組換えタンパク質の大量産生
研究課題/領域番号:07558222
1995年 - 1996年
制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(A)
研究種目:基盤研究(A)
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, 西川 周一, 中井 正人
配分額:3900000円 ( 直接経費:3900000円 )
組換えDNA技術の発展により,有用タンパク質の遺伝子を大腸菌などの微生物に導入し,細胞内でタンパク質を大量生産させることができるようになった。本研究では,ミトコンドリアタンパク質前駆体のプレ配列を任意のタンパク質のN末端に付加することにより,大腸菌細胞内で発現させるときに封入体を作りやすい性質を与え,発現効率を上昇させ,細胞毒性を回避し,発現タンパク質の精製を容易にすることを目指した。
大腸菌内での発現効率が悪いタンパク質としては,酵母ミトコンドリアのMIF4pをとりあげた。このタンパク質はN末端側に自分自身のプレ配列を持っているが,このプレ配列を他のプレ配列誘導体に入れ換える。プレ配列誘導体としては,酵母シトクロムサブユニットIVのプレ配列の変異体であるSynA1,SynA2,SynB1,SynB2,SynC(ペプチドの長さ,電荷分布,物理的性質が異なる)およびT7TAGをとりあげた。MIF4pのN末端にこれらのプレ配列誘導体を付加した融合タンパク質を,遺伝子レベルで作製した。融合遺伝子を大腸菌用発現ベクターに組込み,融合タンパク質を大腸菌細胞内で発現させた。そしてその発現レベルを,野生型MIF4pのそれと比較した。発現レベルは,T7TAGがN末端側に付加したMIF4pが最も高く,続いてSynB2がN末端側に付加したMIF4pの発現量が高かった。SynB2-MIF4pの場合は,発現したタンパク質の大部分は不溶性の封入体に回収されたが,T7TAG-MIF4pの場合は主として可溶性画分に回収された。これらのペプチドを出発点として,部位特異的にアミノ酸を置換した結果発現量が増加したペプチドを選別していくことにより,大腸菌細胞内での発現量を増加させるペプチドの最適化ができるものと考えられる。
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
研究課題/領域番号:07780621
1995年
制度名:科学研究費助成事業 奨励研究(A)
研究種目:奨励研究(A)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )
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年
資金種別:競争的資金
非天然アミノ酸導入タンパク質を用いたタンパク質の膜透過機構の解明
研究課題/領域番号:06044091
1994年 - 1995年
制度名:科学研究費助成事業 国際学術研究
研究種目:国際学術研究
提供機関:日本学術振興会
遠藤 斗志也, SCHULTZ Pete, 金森 崇, 西川 周一, 中井 正人
配分額:6800000円 ( 直接経費:6800000円 )
タンパク質は,生体膜を通過して細胞内の特定の部位に移行することにより,はじめてその機能を果たすことができるが,膜透過のメカニズム,関与するタンパク質などについては,不明な部分が多い。本研究では,Schultzらの開発した方法により,ミトコンドリアタンパク質前駆対に架橋性の官能基を有する非天然アミノ酸を導入し,ミトコンドリア膜透過反応に関与するタンパク質を光化学反応による架橋によって同定することをめざした。すなわち、(1)タンパク質中の非天然アミノ酸に置換したいアミノ酸のコドンをナンセンスコドンに変えた変異遺伝子を作成し、in vitroでの発現用ベクターに組込む,(2)ナンセンスコドンを認識するサプレッサーtRNAを非天然アミノ酸で有機化学的にアミノアシル化する,(3)無細胞タンパク質合成系を用いて,(1)の変異遺伝子を(2)のアミノアシル化サプレッサーtRNA存在下で,転写・翻訳する,ことにより,架橋用アミノ酸を前駆体タンパク質中の任意の位置に導入することを試みた。
ミトコンドリアタンパク質前駆体としては,pSu9(1-69)-DHFR(ミトコンドリアタンパク質であるATPase subunit9のプレ配列をマウスジヒドロ葉酸還元酵素につないだ融合タンパク質)を用いた。また架橋用非天然アミノ酸としては,反応の回転効率の高いベンゾイルフェニルアラニン(pBz-Phe)を採用した。pSu9(1-69)-DHFRの様々な位置に架橋用非天然アミノ酸を導入するために,置換したいアミノ酸のコドンをamberナンセンスコドン(TAG)に置換した変異遺伝子を作成した(変異を導入したアミノ酸残基でもって変異体を表す:T4,A17,A29,T44,A56,Y67)。一般に,大腸菌ライセ-トではなくウサギ網状赤血球ライセ-トを用いて合成したタンパク質の方が,in vitroにおけるミトコンドリアへの取り込み効率が高いので,ここではウサギ網状赤血球ライセ-トを用いて非天然アミノ酸を導入する条件を検討した。
T44を除いてすべてのタンパク質は,架橋用アミノ酸(pBz-Phe)をチャージしたサプレッサーtRNAおよびRI標識されたメチオニンの存在下,ウサギ網状赤血球ライセ-トを用いた無細胞タンパク質合成系において、反応疫組成を調製することにより効率良く合成することができた。合成された,RI標識された非天然アミノ酸(pBz-Phe)導入タンパク質を単離した酵母ミトコンドリアとin vitroでインキュベートしたところ,いずれのタンパク質も,単離ミトコンドリアに効率良く取り込まれた。次に,メトトレキセート(DHFR部分に対するリガンド)によりDHFR部分の高次構造を安定化した各変異前駆体を,単離ミトコンドリアとインキュベートすることにより,ミトコンドリア膜透過中間体を生成した(DHFR部分の高次構造が安定化すると,膜透過反応は途中で停止する)。この状態で光を照射することにより,pBz-Pheと周辺タンパク質の間の架橋反応を行った。反応後,ミトコンドリアを回収し,可溶化し,SDS-PAGEとオートラジオグラフィにより放射活性のあるバンドを検出することにより,架橋産物を解析した。予想どおり,光照射によって分子量がシフトするバンドが,いくつか観測された。この中には,架橋用アミノ酸の導入位置に依存して,特異的に現れるバンドが存在した。これらのバンドは,膜透過中の前駆体と特異的に相互作用しているタンパク質,すなわち,膜透過装置構成タンパク質と前駆体間の架橋酸物である可能性が高い。
現時点の問題点として,架橋用アミノ酸の導入位置に依存して現れるバンドがマイナ-であること,架橋反応に必要な時間がやや長いことなどがあげられる。これらの問題は,架橋の反応性を高めることにより解決できると考えられる。架橋用官能基にスペーサーを付加することにより,立体障害の影響を少なくし,架橋の効率をあげる工夫,架橋用官能基をアジド基などに変えた新たな架橋用非天然アミノ酸のデザインなどを検討している。
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
研究課題/領域番号:06858077
1994年
制度名:科学研究費助成事業 奨励研究(A)
研究種目:奨励研究(A)
提供機関:日本学術振興会
西川 周一
配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )
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.
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