Graduate School of Science and Technology Life and Food Sciences Associate Professor
Faculty of Science Department of Science Associate Professor
Updated on 2024/09/20
博士(理学) ( 1995.3 総合研究大学院大学 )
Plant physiology
植物生理学
Life Science / Plant molecular biology and physiology
- Faculty of Science, Niigata University Associate professor
2000
- 新潟大学理学部 助教授
2000
Niigata University
1998 - 1999
Niigata University Faculty of Science
1998 - 1999
JSPS research associate
1998
未来開拓推進事業 リサーチアソシエイト
1998
NIBB post doctoral fellow
1995 - 1998
National Institute for Basic Biology
1995 - 1998
Niigata University Faculty of Science Department of Science Associate Professor
2017.4
Niigata University Graduate School of Science and Technology Life and Food Sciences Associate Professor
2004.4
Niigata University Graduate School of Science and Technology Life and Food Sciences Associate Professor
2004.4
Niigata University Faculty of Science Department of Biology Associate Professor
2004.4 - 2017.3
Niigata University Faculty of Science Research Assistant
1998.9 - 1999.12
The Graduate University for Advanced Studies Graduate School, Division of Life Science
- 1995
The Graduate University for Advanced Studies 生命科学研究科 分子生物機構論
- 1995
Country: Japan
International Society for Plant Molecular Biology
日本植物生理学会
日本植物学会
Functional Transformation of Plant Peroxisomes
Makoto Hayashi, Kanako Toriyama, Maki Kondo, Akira Kato, Shoji Mano, Luigi De Bellis, Yasuko Hayashi-Ishimaru, Katsushi Yamaguchi, Hiroshi Hayashi, Mikio Nishimura
Cell Biochemistry and Biophysics 32 295 - 304 2000
Microbody defective mutants of arabidopsis
Mikio Nishimura, Makoto Hayashi, Kanako Toriyama, Akira Kato, Shoji Mano, Katsushi Yamaguchi, Maki Kondo, Hiroshi Hayashi
Journal of Plant Research 111 ( 2 ) 329 - 332 1998.6
Functional transformation of microbodies in higher plant cells
Mikio Nishimura, Makoto Hayashi, Akira Kato, Katsushi Yamaguchi, Shoji Mano
Cell Structure and Function 21 ( 5 ) 387 - 393 1996.10
標識を付けたタンパク質の植物での発現,シロイヌナズナでの発現と細胞内局在性の解析
秀潤社,植物細胞工学シリ-ズ「植物のタンパク質実験プロトコ-ル」 1998
Shino Goto-Yamada, Shoji Mano, Chihiro Nakamori, Maki Kondo, Ryuichi Yamawaki, Akira Kato, Mikio Nishimura
Plant and Cell Physiology 55 ( 3 ) 482 - 496 2014.3
Miyuki Nakamura, Diana Mihaela Buzas, Akira Kato, Masahiro Fujita, Nori Kurata, Tetsu Kinoshita
New Phytologist 199 ( 4 ) 925 - 935 2013.9
Functional analysis of a peroxisome-localized protease-like protein in Arabidopsis
M Morohashi, T Hayakawa, S Mano, M Nishimura, A Kato
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 46 S229 - S229 2005
Characterization of a peroxisome-localized small heat shock protein in Arabidopsis.
K Kanou, S Mano, M Nishimura, A Kato
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 45 S229 - S229 2004
Characterization of a small HSP like protein that has a peroxisomal targeting signal
K Kanou, S Mano, M Nishimura, A Kato
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 44 S106 - S106 2003
Molecular characterization of an Arabidopsis acyl-coenzyme A synthetase localized on glyoxysomal membranes
H Hayashi, L De Bellis, Y Hayashi, K Nito, A Kato, M Hayashi, Hara-Nishimura, I, M Nishimura
PLANT PHYSIOLOGY 130 ( 4 ) 2019 - 2026 2002.12
Molecular characterization of an Arabidopsis acyl-coenzyme A synthetase localized on glyoxysomal membranes
H Hayashi, L De Bellis, Y Hayashi, K Nito, A Kato, M Hayashi, Hara-Nishimura, I, M Nishimura
PLANT PHYSIOLOGY 130 ( 4 ) 2019 - 2026 2002.12
Distribution and characterization of peroxisomes in arabidopsis by visualization with GFP: Dynamic morphology and actin-dependent movement
S Mano, C Nakamori, M Hayashi, A Kato, M Kondo, M Nishimura
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 43 ( 3 ) 331 - 341 2002.3
Distribution and characterization of peroxisomes in arabidopsis by visualization with GFP: Dynamic morphology and actin-dependent movement
S Mano, C Nakamori, M Hayashi, A Kato, M Kondo, M Nishimura
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 43 ( 3 ) 331 - 341 2002.3
Molecular analysis of a protease that is localized in peroxisomes
F Meguro, S Mano, M Nishimura, A Kato
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 43 S35 - S35 2002
Transport of Peroxisomal Proteins Synthesized as Large Precursors in Plants
Akira Kato, Makoto Hayashi, Maki Kondo, Mikio Nishimura
Cell Biochemistry and Biophysics 32 ( 269-275 ) 269 - 275 2000
Transport of peroxisomal profeins that synthesized as largy precursors in plauts.
Cell Biochemistry and Biophysics 32 ( 269-275 ) 2000
Oligomeric proteins containing N-terminal targeting signals are imported into peroxisomes in transgenic Arabidopsis
A Kato, M Hayashi, M Nishimura
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 40 ( 6 ) 586 - 591 1999.6
Molecular characterization of a glyoxysomal long chain acyl-CoA oxidase that is synthesized as a precursor of higher molecular mass in pumpkin
H Hayashi, L De Bellis, K Yamaguchi, A Kato, M Hayashi, M Nishimura
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 273 ( 14 ) 8301 - 8307 1998.4
Glyoxysomal malate dehydrogenase in pumpkin: Cloning of a cDNA and functional analysis of its presequence
A Kato, Y Takeda-Yoshikawa, M Hayashi, M Kondo, Hara-Nishimura, I, M Nishimura
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 39 ( 2 ) 186 - 195 1998.2
Protein import to microbodies in transgenic Arabidopsis.
A Kato, M Hayashi, M Kondo, M Nishimura
PLANT PHYSIOLOGY 114 ( 3 ) 1197 - 1197 1997.7
RECOGNITION OF THE N-TERMINAL TARGETING SIGNAL OF GLYOXYSOMAL CITRATE SYNTHASE PRECURSOR IN TRANSGENIC ARABIDOPSIS
KATO Akira, HAYASHI Makoto, NISHIMURA Mikio
38 s123 1997.3
cDNA CLONING AND EXPRESSION OF A GENE FOR THE ENZYMES OF β-OXIDATION CYCLE IN PUMPKIN COTYLEDONS
HAYASHI Hiroshi, KATO Akira, HAYASHI Makoto, NISHIMURA Mikio
38 s50 1997.3
Targeting and processing of a chimeric protein with the N-terminal presequence of the precursor to glyoxysomal citrate synthase
A Kato, M Hayashi, M Kondo, M Nishimura
PLANT CELL 8 ( 9 ) 1601 - 1611 1996.9
Transport of chimeric proteins that contain a carboxy-terminal targeting signal into plant microbodies
M Hayashi, M Aoki, A Kato, M Kondo, M Nishimura
PLANT JOURNAL 10 ( 2 ) 225 - 234 1996.8
cDNA cloning and expression of a gene for 3-ketoacyl-CoA thiolase in pumpkin cotyledons
A Kato, M Hayashi, Y Takeuchi, M Nishimura
PLANT MOLECULAR BIOLOGY 31 ( 4 ) 843 - 852 1996.7
THE N-TERMINAL REGION OF GLYOXYSOMAL MALATE DEHYDROGENASE FROM PUMPKIN FUNCTION IN TARGETING TO MICROBODIES
KATO Akira, HAYASHI Makoto, KONDO Maki, NISHIMURA Mikio
37 101 - 101 1996.3
MOLECULAR CHARACTERIZATION OF A GLYOXYSOMAL CITRATE SYNTHASE THAT IS SYNTHESIZED AS A PRECURSOR OF HIGHER MOLECULAR-MASS IN PUMPKIN
A KATO, M HAYASHI, H MORI, M NISHIMURA
PLANT MOLECULAR BIOLOGY 27 ( 2 ) 377 - 390 1995.1
CHARACTERIZATION OF INTRAVACUOLAR PIGMENTED STRUCTURES IN ANTHOCYANIN-CONTAINING CELLS OF SWEET-POTATO SUSPENSION-CULTURES
M NOZUE, H KUBO, M NISHIMURA, A KATO, C HATTORI, N USUDA, T NAGATA, H YASUDA
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 34 ( 6 ) 803 - 808 1993.9
植物にみる環境刺激の受容から応答に至る過程の研究
Joint Research of sensing and response of plants for environmental stimuli
植物ペルオキシソームに局在するsmall HSP様タンパク質の機能.
シロイヌナズナによる植物B酸化系の形態形成およびストレス応答への関与
Joint Research of Functions of small HSP-like proteins localized in plant peroxisomes.
Joint research on participation of B-oxidation pathway on morphogenesis and stress-response of plants.
ペルオキシソーム局在型低分子量熱ショックタンパク質ホモログの構造と機能
Joint research on structure and functions of peroxisome-localized small HSP-like proteins.
ペルオキシソームにおける分子シャペロンの機能
Grant number:19039011
2007 - 2008
System name:科学研究費助成事業
Research category:特定領域研究
Awarding organization:日本学術振興会
加藤 朗
Grant amount:\4600000 ( Direct Cost: \4600000 )
高等植物のペルオキシソームには複数の分子シャペロン様タンパク質が局在するが, それらの生理的機能は不明である。申請者は材料としてシロイヌナズナとその突然変異体を用い, 分子生物学, 生化学, 分子遺伝学の手法によって3つのシャペロン様ペルオキシソームタンパク質(HSP15.7, Lon2, Deg15)の生理機能解析を行った。その結果, 次のような結果が得られた。(1) 低分子量熱ショックタンパック質ホモログであるHSP15.7を欠損した変異シロイヌナズナでは, 42℃の高温ストレスで光合成活性が低下したことから, HSP15.7は高温下における光呼吸活性の維持に関与ずると推定された。(2) 分子シャペロン活性を持つ多機能プロテアーゼであるLon2を欠損した変異シロイヌナズナでは, 種子発芽時に2, 4-DB耐性を示すことがわかった。これはLon2が発芽時におけるβ酸化系の機能発現に関与することを意味する。(3) 大腸菌DegプロテアーゼのホモログであるDeg15を欠損したシロイヌナズナでは, ペルオキシソームタンパク質の高分子量前駆体が蓄積した。また発芽初期において, 脂肪代謝系酵素群の発現が転写ならびに翻訳レベルで変動し, さらにβ酸化系活性が低下した。これら, Deg15がペルオキシソームタンパク質の成熟化を担うプロセシングプロテアーゼであること, 発芽初期における脂肪酸代謝系酵素群の遺伝子発現制御に関与することを示している。以上の結果から, 高等植物におけるペルオキシソームの機能発現, 機能維持には複数のシャペロン様タンパク質が関与することが明らかとなった。
ペルオキシソームにおける環境ストレス応答および耐性の分子機構
Grant number:17051010
2005 - 2006
System name:科学研究費助成事業
Research category:特定領域研究
Awarding organization:日本学術振興会
加藤 朗
Grant amount:\6000000 ( Direct Cost: \6000000 )
1.シロイヌナズナ変異体によるAtHSP15.7の機能解析
ペルオキシソームに局在する分子シャペロンAtHSP15.7の機能を明らかにするためにT-DNA挿入変異株hsp15.7の解析を行った。その結果,(1)hsp-15.7では光呼吸系酵素であるHPR活性が低い一方,GGT活性が高い傾向が認められた。しかし(2)高温ストレス下における脂肪代謝活性やカタラーゼ並びに光呼吸関連酵素の活性変動パターンに,野生型との大きな差異は認められなかった。また(3)カタラーゼ阻害剤である3-アミノトリアゾール(3-AT)で緑葉を処理して弱光下培養すると,hsp-15.7のみにおいて緑葉の枯死が誘導された。これは,AtHSP15.7がペルオキシソームにおける酸化ストレスの低減に寄与する可能性を示唆する。
2.シロイヌナズナ変異体によるAtLon1lの機能解析
RNA干渉によってAtLon1の発現抑制株lonliを作製した。発芽過程における塩ストレス感受性を野生型と比較したが,発芽のわずかな遅延以外に外観および生育過程における大きな差異は認められなかった。現在,lonliにおけるペルオキシソームタンパク質の網羅的解析を試みている。
3.Lon1の普遍性
AtLon1と高い相同性を示し,塩ストレスに応答するイネプロテアーゼホモログ遺伝子OsLon1を同定した。組換えタンパク質によるin virto解析の結果,OsLon1のLonドメインは,AtLon1のLonドメイン同様,シャペロン活性を有することが明らかになった。またOsLon1のLonドメインを強制発現させた組換えイネ培養細胞では,塩ストレスによる細胞死が抑制される傾向が観察された。
4.新奇シャペロン様ペルオキシソームタンパク質の同定
分子シャペロンドメインを持つ新奇ペルオキシソームタンパク質としてAtDegQを同定した。
Flowering induced by DNA demethylation in Perilla frutescens var. crispa
Grant number:15570032
2003 - 2004
System name:Grants-in-Aid for Scientific Research
Research category:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Awarding organization:Japan Society for the Promotion of Science
WADA Kiyotoshi, IWASAKI Toshisuke, KATO Akira
Grant amount:\3600000 ( Direct Cost: \3600000 )
The long-lasting effect of low temperature in vernalization is regulated by DNA demethylation. In photoperiodic flowering, the effect of photoperiodic cycle disappears if the plants were moved to unsuitable photoperiodic condition. However, a short-day plant, Perilla frutescens var. crispa is an exception. Once-induced flowering state of lasts long in this species. This suggests a possible involvement of DNA demethylation in the flowering of P.frutescens. Accordingly, the possible involvement of DNA demethylation in the regulation of flowering in P.frutescens was studied.
1.A DNA demethylating reagent, 5-azacytidine was treated to a short-day plant, Perilla frutescens var. crispa under a long-day condition. The treatment caused flowering, suggesting that DNA demethylation induced flowering.
2.The genomic DNAs were isolated from the leaves, digested with a methylation-sensitive restriction enzyme, Hpa II, and then Southern hybridization analysis was performed with a probe, 25S-18S rDNA intergenic spacer region cloned from P.frutescens. Lower molecular fragments were detected only in the 5-azacytidine-treated plants. The result indicates that the 5-azacytidine treatment caused demethylation of the genomic DNA.
3.The treatment of shoot apical meristem was performed when the leaves at the fourth node were unfolded. Floral inflorescences were induced even at the lower leaf axils. Such an indirect may be caused by flowering stimulus transported from the leaves at the higher nodes which were affected by 5-azacytidine.
4.The treatment with 5-azacytidine induced flowering also in Silene armeria. of which flowering state lasted Ions The induction of flowering may be correlated with the long-lasting memory of photoperiodic effect.
高等植物におけるペルオキシソーム及びペルオキシソームタンパク質の新奇な機能の探索
Grant number:13740454
2001 - 2002
System name:科学研究費助成事業
Research category:若手研究(B)
Awarding organization:日本学術振興会
加藤 朗
Grant amount:\2100000 ( Direct Cost: \2100000 )
1.ペルオキシソームに局在するプロテアーゼAtLon1の解析
ペルオキシソームに局在する新奇なプロテアーゼとして同定したAtLon1タンパク質の変動および組織特異的蓄積をシロイヌナズナを用いて解析した。その結果AtLon1タンパク質は、発芽初期の芽生えで多く蓄積すること、光照射によって蓄積量が減少すること。ロゼット葉、茎生葉、茎では蓄積が見られないが、根、つぼみ、花ではわずかに蓄積することが確認された。現在、mRNAレベルでの発現解析を行っている。
2.シロイヌナズナの新奇低分子量熱ショックタンパク質HSP15.7の同定
ペルオキシソーム輸送シグナルPTS1を有する新奇な低分子量熱ショックタンパク質HSP15.7をシロイヌナズナにおいて同定した。HSP15.7の遺伝子発現は、熱ストレスによって誘導され、また花やつぼみで顕著であるという特徴がみられた。さらに組換えタンパク質を用いた実験から、HSP15.7は分子シャペロンとして機能する新奇なペルオキシソームタンパク質である可能性が強く示唆された。現在特異抗体を調製中であり、今後はHSP15.7の細胞内局在性、タンパク質レベルでの発現解析を行う予定である。
3.シロイヌナズナトランスポゾン挿入変異体を用いたペルオキシソーム酵素遺伝子の機能解析
理化学研究所から供与を受けたシロイヌナズナトランスポゾン挿入変異体を用いて、ペルオキシソーム酵素の遺伝子であるMFP2(多機能酵素;β酸化系酵素)、およびMDH5(リンゴ酸脱水素酵素;グリオキシル酸回路酵素)の機能解析を行った。両遺伝子の変異体であるmfp2およびmdh5の表現型解析、野生型におけるMFP2とMDH5の発現解析の結果、MFP2およびMDH5はともにシロイヌナズナの発芽初期における脂肪酸代謝に必須であることが示唆された。
マイクロボディに局在する低分子量熱ショック蛋白質ホモログHSP27の構造と機能
Grant number:11740439
1999 - 2000
System name:科学研究費助成事業
Research category:奨励研究(A)
Awarding organization:日本学術振興会
加藤 朗
Grant amount:\2300000 ( Direct Cost: \2300000 )
トマトホモログ遺伝子の単離と発現解析
今年度はシロイヌナズナHSP27の相同クローンとして,トマト緑葉からLeMP26cDNAを単離し,その一次構造を明らかにし,さらに遺伝子発現パターンの解析を行った。単離したLeMP26cDNAから予想されるポリペプチドは238アミノ酸からなり,C末端側には低分子量熱ショックタンパク質に共通する保存配列(α-クリスタリンドメイン)が,N末端にはペルオキシソームへの輸送シグナルであるPTS2配列との相同配列が見い出された。また,25℃で育成したトマト緑葉に38℃の熱ショックを与え,熱ショック後のLeMP26mRNAの変動をRT-PCRで検討した。その結果,緑葉では既にmRNAの蓄積が観察されること,熱ショックによって急激にmRNA量が減少し,その後,時間の経過とともに発現量が回復することが明らかになった。これは,LeMP26が熱ショック応答遺伝子ではないことを示している。
組換えHSP27タンパク質を用いた機能解析
シロイヌナズナHSP27の組換えタンパク質を大腸菌で合成,精製し,in vitroにおける機能と分子構造の解析を試みた。しかし,成熟型HSP27タンパク質を大腸菌で合成することはできなかった。そこで,他の低分子量熱ショックタンパク質とのホモロジーが低いN末端側102アミノ酸を切除し,α-クリスタリンドメインを含むC末端側147アミノ酸のみからなる組換えタンパク質(ΔN-HSP27)を合成した。精製したΔN-HSP27の分子量をショ糖密度勾配遠心法によって推定したところ,約21kDであった。従ってΔN-HSP27は,溶液中ではモノマーとして存在すると考えられる。また精製標品のシャペロン活性を測定したが,タンパク質の熱変成を阻害する活性,変成タンパク質のrefoldingを促進する活性,いずれも検出されなかった。切除した領域の機能は全く不明であるので,今後は真核細胞発現系を使用して全長HSP27の合成を行い,改めて活性測定を行う予定である。
植物におけるペルオキシソームの形成と機能発現
1999
Grant type:Competitive
Biogenesis and functions of peroxisomes in plants
1999
Grant type:Competitive
生物学実習II
生物学実習I
生物学実験
基礎生物科学実習II
生物学基礎演習
生命科学への招待(生物学学習法)
理学スタディ・スキルズ
基礎生物科学実習I
植物機能制御論II
生物学基礎A
自然科学基礎実験
植物生理学実習
生物学基礎実習a
生物学特論 III
植物生理学特論II
日本事情自然系A
専門力アクティブ・ラーニング
課題研究II(生物学)
遺伝学
生物学総合演習
課題研究I(生物学)
生物学基礎実習b
理学スタディ・スキルズ
自然科学基礎実験
基礎植物学
自然科学総論Ⅳ
生物学特論II
植物生理学実習
植物生理学特論Ⅱ
生物学-植物A-
生物学-植物A-
生物学特論Ⅴ
植物機能制御論Ⅱ
細胞生物学II
課題研究I(生物学科)
生命・食料科学セミナーBⅠ
文献詳読Ⅰ
生命・食料科学特定研究BⅠ
研究発表演習(中間発表)
生命・食料科学セミナーBⅡ
生命・食料科学特定研究BⅡ
文献詳読Ⅱ
研究発表
生物学特論V B
生物学基礎演習
科学・技術と社会
日本事情自然系A
基礎細胞生物学
植物生理学演習
生命科学への招待(生物学学習法)
基礎生物科学実習I
生物学実験 I
生物学基礎A
課題研究II
生物化学実習
植物形態発生学実習
オルガネラ分子生物学特論
植物細胞生物学特論
課題研究I
植物細胞生物学
植物生理学I