応用生命科学部
応用微生物・遺伝子工学研究室
Applied Microbiology and
Genetic Engineering Laboratory
応用微生物・遺伝子工学研究室
メンバー紹介
教授：梨本 正之（Masayuki Nashimoto）
1960年3月生
新潟県出身
最終出身校：東京理科大学理工学部応用生物科学科卒業
新潟大学大学院医学研究科博士課程修了
学位：医学博士（新潟大学1990年3月）
研究分野：分子生物学（遺伝子治療）
連絡先：0250-25-5118 (直通)
e-mail:mnashimoto@nupals.ac.jp
准教授：高久 洋暁（Hiroaki Takaku）
1970年11月生
東京都出身
最終出身校：東京理科大学理工学部工業化学科卒業
東京大学大学院農学生命科学研究科博士過程修了
学位：博士(農学)（東京大学2002年3月)
研究分野：応用微生物学（微生物遺伝学、遺伝子工学、微生物バイオ
テクノロジー
連絡先：0250-25-5119（直通）、e-mail:htakaku@nupals.ac.jp
研究系職員：脇坂 直樹（Naoki Wakisaka）
1977年11月生
新潟県出身
最終出身校：東京理科大学理学部化学科卒業
新潟薬科大学大学院薬学研究科修士課程修了
学位：修士（薬学）（新潟薬科大学 2004年3月)
研究分テーマ：微生物を利用したバイオマス原料からの有用物質生産
教育・研究支援職員：竹田 美春（Miharu Takeda）
1978年4月生
新潟県出身
最終出身校：新潟大学理学部自然環境科学科卒業
研究テーマ：植物由来ディフェンシン蛋白質を利用した新規抗菌剤の開発
博士研究員：阿部 真由美（Mayumi Abe）
1970年12月生
石川県出身
学位：歯学博士（新潟大学2001年3月）
研究テーマ：前駆体tRNA切断酵素tRNase Z
TRUE Gene Silencing法
大学院生
D3：Reyad Elbarbary
エジプト出身。
研究テーマ：TRUE Gene Silencing法
ぴらみっどー。
M1：石川 幸（Yuki Ishikawa）
静岡県出身。
研究テーマ：植物由来のディフェンシン蛋白質を利用した新規抗菌剤の開発
自宅は富士の一角をなしています。富士の樹海はなわばりです。
M1：大内 秀紀（Hideki Ohuchi）
福島県出身。
研究テーマ：食品廃棄物処理システムの構築とその応用
生分解性プラスチック分解菌の単離及び解析
本当はすごくいいやつなんですけど、みんなはデビルって呼びます。学校に
自分の工房があります。ほしいものは格安でつくります。
M1：佐藤 裕（Yue Satou）
大日本帝国下田村出身。
研究テーマ：酵母における蛋白質合成阻害応答機構の解明
お酒をのんだら、止まれません。家のまわりは蛍とニホンカモシカでいっぱい
です。
M1：三上 博（Hiroshi Mikami）
千葉県出身。
研究テーマ：微生物を利用したバイオマス原料からの有用物質生産
通称、おとうさん。その理由は会えばわかります。
学部生
4年：荒井 裕樹（Arai Yuki）
埼玉県出身。
研究テーマ：TRUE Gene Silencing法
お酒は底なし、ボーリング大好きのはずです。
4年：石川 大輔（Ishikawa Daisuke）
栃木県出身。
研究テーマ：微生物を利用したバイオマス原料からの有用物質生産
大内先輩の天敵のエンジェル石川です。
4年：岡村 未来（Okamura Miku）
新潟県出身
研究テーマ：生分解性プラスチック分解菌の単離及び解析
このラボのいわゆるボスキャラです。ここの大学院に進学します。
4年：木村 光（Kimura Hikaru）
宮城県出身。
研究テーマ：生分解性プラスチック分解菌の単離及び解析
韓流スターの木村です。
4年：佐藤 裕子（Sato Yuko）
山形県出身
研究テーマ：色時計植物
この絵「悲壮感漂うね」って笑顔で言われました。キ●ィちゃんの生態について研
究しています。色時計植物の研究もしています。植物って癒されますよね。
ギアいじったけ ローはいちゃって もうウイリーさ。
4年：千本木 淳子（Senbongi Junko）
群馬県出身
研究テーマ：植物由来のディフェンシン蛋白質を利用した新規抗菌剤の開発
身長は１●９センチだけど、態度はメガトン級です。
4年：竹原 好美（Takehara Yoshimi）
北海道出身。
研究テーマ：TRUE Gene Silencing法
とにかく、吉井和哉。で次が、リャマ。りゃま、りゃま。
行がかわっても吉井。
4年：本間 崇嗣（Honma Takatsugu）
東京都出身。
研究テーマ：TRUE Gene Silencing法
お金貸してくださる方募集中。今年の冬は年末ジャンボにすべてをかけるので
お金を貸してください。ちなみに、まーじゃん、激弱です。あと、自分でいうけど
すごい、いいやつです。
3年：稲川 拓也（Inagawa Takuya）
新潟県出身。
研究テーマ：微生物を利用したバイオマス原料からの有用物質生産
ちなみに僕でかいです。一度、見に来てください。
3年：大越 映澄（Oukoshi Hasumi）
福島県出身。
研究テーマ：植物由来のディフェンシン蛋白質を利用した新規抗菌剤の開発
3年：小黒 芳史（Oguro Yoshifumi）
新潟県出身。
研究テーマ：植物由来のディフェンシン蛋白質を利用した新規抗菌剤の開発
超ひとみしりです。決して一人の時に話しかけないでください。
3年：榊原 杏奈（Sakakibara Anna）
山形県出身。
研究テーマ：TRUE Gene Silencing法
あんちょんです。
3年：佐藤 恵（Sato Megumi）
埼玉県出身。
研究テーマ：生分解性プラスチック分解菌の単離及び解析
最近、お酒に強いことが発覚しました。
3年：田中 将希（Tanaka Masaki）
栃木県出身。
研究テーマ：前駆体tRNA切断酵素tRNase Z
バトミントンはつよいっす。あと、いつも笑っている。
3年：野崎 忠輔（Nozaki Tadasuke）
神奈川県出身。
研究テーマ：TRUE Gene Silencing法
トラブルメーカーの野崎です。
3年：山本 皇貴（Yamamoto Kouki）
福島県出身。
研究テーマ：TRUE Gene Silencing法
生粋のエロ、やまもとっす。
研究テーマ
前駆体tRNA切断酵素tRNase Z
tRNA分子は翻訳においてmRNAと蛋白質を繋ぐアダプター分子として中心的な役割を担い、生命にとって必須因子である。一般的にtRNAは5’と3’端に伸長配列を持つ長いRNAとして転写される。前駆体tRNAの5’端プロセシングは、真核生物、古細菌、真正細菌で共通であり、endoribonucleaseのRNase Pによって行われる。しかしながら、前駆体tRNAの3’端プロセシングは、真核生物、古細菌、真正細菌の間で異なり非常に複雑な反応機構である。一般に、真核生物では、tRNA遺伝子の3’末端にCCA配列がコードされておらず、endoribonucleaseであるtRNase Zが前駆体tRNAをdiscriminatorの直後で切断し、その後、CCA付加酵素がCCA配列を付加する。真正細菌の3’端プロセシングの解析では大腸菌がよく研究されており、2種類のendonucleaseと6種類のexonucleaseによりCCA末端までトリミングされる。tRNase
Zは真核生物、古細菌、真正細菌に存在し保存された蛋白質である
TRUE (tRNase ZL-utilizing efficacious) Gene Silencing法
tRNA 3’ processing endoribonuclease (tRNase ZL, or 3’ tRNase)は、細胞内でタンパク質を合成するのに必要なtRNAを作り出す酵素のひとつであり、tRNA前駆体の3’トレーラーを取除く活性を持っている。この酵素は、tRNA前駆体を基質とするだけでなく、これに類似した２分子RNA複合体をも基質とすることができる。この性質を利用して、small guide RNA (sgRNA)を用いて不都合な遺伝子の発現を抑制することができ、この方法をTRUE gene silencing法 (tRNase Z-utilizing efficacious gene silencing)と呼んでいる。本研究は、TRUE gene silencing法による難治性疾患治療法の開発を目的とする。
植物由来のディフェンシン蛋白質を利用した新規抗菌剤の開発
本研究は、幅広い抗菌活性を示すアブラナ科作物由来の抗菌蛋白質ディフェンシンの新規天然抗菌剤としての可能性に注目し、基盤的研究成果の活用と産業的利用のための技術開発により、潜在的需要を喚起できる新規抗菌剤の開発を目的としている。本課題は、植物抗菌成分ディフェンシン蛋白質の産業的利用に関する技術的問題の解決と、基盤的研究成果の活用による新規天然抗菌剤の実用化を目指すもので、消費者の潜在的需要の喚起による新需要創出の可能性は大きい。具体的には、抗菌剤の国際市場規模は9000億円以上と試算
微生物を利用したバイオマス原料からの有用物質生産
2-Deoxy-schyllo-inosose (DOI）は、炭素六員環構造を持つベンゼン系化合物であり、医薬・農薬、酸化抑制剤や香料等の各種有用化学品の合成のための非常に重要な中間原料である。グルコースを炭素六員環化合物であるDOIに閉環する反応を触媒する酵素（BtrC）を発見したことにより、試験管内或いは生体内でこれまで化学合成が困難であったDOIをグルコースから容易に合成することが可能となった。現在まで、グルコースを大腸菌の生育のためではなく、優先的にDOI合成に利用できるように大腸菌の代謝経路を遺伝子工学的に改変して構築した新規代謝システムにより、ほぼ100%の変換効率でグルコースからDOIを生産することに成功した。現在、酵母を利用した生産システム、バイオマスからの生産システムなど実用化に向けた取組みを行っている。
食品廃棄物処理システムの構築とその応用
未利用有機資源は有用物質生産やコンポスト化によって有用資源として活用することができ、同時に環境問題の解決にも資する。特に微生物の利用は、環境調和型技術として有効である。私は教育の現場である小中学校の給食に注目し、その食品廃棄物を堆肥、液肥化するシステム中で働く微生物群について、最新の分子生態学的手法を用い解析を行っている。さらに堆肥の利用先の問題、都市における堆肥化、液肥化処理をするためのスペースの問題、貨物船などの大型船舶の食品廃棄物処理など循環システムが適応し難い問題を考えたときに、焼却ではなく、環境に優しく微生物を用いた生分解を行う消滅型処理システムにも注目し、微生物群の解析も行っている。微生物群の動態と物質変換の知見を持つことにより、システム全体の安定維持や改良への新たな発展を目指している。
生分解性プラスチック分解菌の単離及び解析
近年、環境保護の視点から環境負荷の低い生分解性プラスチックが注目され、さらに生分解性プラスチックの利用で最も期待されている食品包装分野の活性化に伴い、食品廃棄物と生分解性プラスチックの同時処理が期待されている。本研究室では、様々な生分解性プラスチックに対する分解菌を単離しており、また、そのいくつかの菌については分解遺伝子の同定も行っている。これらの菌及び分解遺伝子の特徴をよく理解し、堆肥システムに導入し、生分解性プラスチックで作られたゴミ袋、食器トレーなどとの同時処理システムの構築を目指している。
研究成果
学術論文:梨本正之
2007
Ishii R, Minagawa A, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M, Yokoyama S.
"The structure of the flexible arm of Thermotoga maritima tRNase Z differs from those of homologous enzymes"
Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 2007 Aug 1;63(Pt 8):637-41.
Nakashima A, Takaku H, Shibata HS, Negishi Y, Takagi M, Tamura M, Nashimoto M.
"Gene silencing by the tRNA maturase tRNase ZL under the direction of small-guide RNA"
Gene Ther. 2007 Jan;14(1):78-85
2006
Takaku H, Kimoto A, Kodaira S, Nashimoto M, Takagi M.
"Isolation of a Gram-positive poly(3-hydroxybutyrate) (PHB)-degrading bacterium from compost, and cloning and characterization of a gene encoding PHB depolymerase of Bacillus megaterium N-18-25-9"
FEMS Microbiol Lett. 2006 Nov;264(2):152-9.
Minagawa A, Takaku H, Ishii R, Takagi M, Yokoyama S, Nashimoto M.
"Identification by Mn2+ rescue of two residues essential for the proton transfer of tRNase Z catalysis"
Nucleic Acids Res. 2006 Aug 11;34(13):3811-8
Minagawa A, Takaku H, Shibata HS, Ishii R, Takagi M, Yokoyama S, Nashimoto M.
"Substrate recognition ability differs among various prokaryotic tRNase Zs"
Biochem Biophys Res Commun. 2006 Jun 23;345(1):385-93
Shibata HS, Minagawa A, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M.
"Unstructured RNA is a substrate for tRNase Z"
Biochemistry. 2006 May 2;45(17):5486-92
Takaku H, Kodaira S, Kimoto A, Nashimoto M, Takagi M.
"Microbial communities in the garbage composting with rice hull as an amendment revealed by culture-dependent and -independent approaches"
J Biosci Bioeng. 2006 Jan;101(1):42-50
2005
Shibata HS, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M.
"The T loop structure is dispensable for substrate recognition by tRNase ZL"
J Biol Chem. 2005 Jun 10;280(23):22326-34
Minagawa A, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M.
"The missense mutations in the candidate prostate cancer gene ELAC2 do not alter enzymatic properties of its product"
Cancer Lett. 2005 May 26;222(2):211-5.
Ishii R, Minagawa A, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M, Yokoyama S.
"Crystal structure of the tRNA 3' processing endoribonuclease tRNase Z from Thermotoga maritima"
J Biol Chem. 2005 Apr 8;280(14):14138-44
Habu Y, Miyano-Kurosaki N, Kitano M, Endo Y, Yukita M, Ohira S, Takaku H, Nashimoto M, Takaku H.
"Inhibition of HIV-1 gene expression by retroviral vector-mediated small-guide RNAs that direct specific RNA cleavage by tRNase ZL"
Nucleic Acids Res. 2005 Jan 12;33(1):235-43
Takaku H, Minagawa A, Takagi M, Nashimoto M.
"The N-terminal half-domain of the long form of tRNase Z is required for the RNase 65 activity"
Nucleic Acids Res. 2004 Aug 18;32(15):4429-38
"A novel 4-base-recognizing RNA cutter that can remove the single 3' terminal nucleotides from RNA molecules"
Nucleic Acids Res. 2004 Jun 28;32(11):e91
Minagawa A, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M.
"A novel endonucleolytic mechanism to generate the CCA 3' termini of tRNA molecules in Thermotoga maritima"
J Biol Chem. 2004 Apr 9;279(15):15688-97
2003
Tamura M, Nashimoto C, Miyake N, Daikuhara Y, Ochi K, Nashimoto M.
"Intracellular mRNA cleavage by 3' tRNase under the direction of 2'-O-methyl RNA heptamers"
Nucleic Acids Res. 2003 Aug 1;31(15):4354-60
Takaku H, Minagawa A, Takagi M, Nashimoto M.
"A candidate prostate cancer susceptibility gene encodes tRNA 3' processing endoribonuclease"
Nucleic Acids Res. 2003 May 1;31(9):2272-8
2001
Nashimoto M, Nashimoto C, Tamura M, Kaspar RL, Ochi K.
"The inhibitory effect of the autoantigen La on in vitro 3' processing of mammalian precursor tRNAs"
J Mol Biol. 2001 Oct 5;312(5):975-84
Nashimoto M.
"The RNA/Protein Symmetry Hypothesis: Experimental Support for Reverse Translation of Primitive Proteins"
J. theor. Biol. 2001 209:181-187
Nashimoto M.
"Anomalous RNA substrates for mammalian tRNA 3' processing endoribonuclease"
FEBS Lett. 2000 Apr 28;472(2-3):179-86
Nashimoto M.
"Correct folding of a ribozyme induced by nonspecific macromolecules"
Eur J Biochem. 2000 May;267(9):2738-45
1999
Nashimoto
M, Tamura M, Kaspar RL.
“Minimum requirements for
substrates of mammalian tRNA 3' processing
endoribonuclease”
Biochemistry. 1999 Sep 14;38(37):12089-96
Nashimoto M,
“Long 5' leaders inhibit
removal of a 3' trailer from a precursor tRNA by mammalian tRNA 3' processing
endoribonuclease”
Nucleic Acids Res. 1999 Jul 1;27(13):2770-6
Nashimoto M, Tamura M, Kaspar
RL.
“Selection of cleavage site by
mammalian tRNA 3' processing endoribonuclease”
J Mol Biol. 1999 Apr 9;287(4):727-40
Mohan A, Whyte S, Wang X,
Nashimoto M, Levinger L.
“The 3' end CCA of mature tRNA
is an antideterminant for eukaryotic 3'-tRNase”
RNA. 1999 Feb;5(2):245-56
1998
Nashimoto M, Geary S, Tamura M, Kaspar R.
"RNA heptamers that direct RNA cleavage by mammalian tRNA 3' processing endoribonuclease"
Nucleic Acids Res. 1998 Jun 1;26(11):2565-72
1997
1996以前
Nashimoto M.
Nashimoto M.
"Conversion of mammalian tRNA 3' processing endoribonuclease to four-base-recognizing RNA cutters"
Nucleic Acids Res. 1995 Sep 25;23(18):3642-7
Nashimoto M.
"3' truncated tRNAArg is essential for in vitro specific cleavage of partially synthesized mouse 18S rRNA"
Nucleic Acids Res. 1993 Oct 11;21(20):4696-702
Nashimoto M.
"Characterization of the spermidine-dependent, sequence-specific endoribonuclease that requires transfer RNA for its activity"
Nucleic Acids Res. 1992 Jul 25;20(14):3737-42
Nashimoto M, Sakai M, Nishi S.
"Transfer RNA lacking its 3' terminus is required for spermidine-dependent ribonuclease 65 activity in mouse FM3A cell extracts"
Biochem Biophys Res Commun. 1991 Aug 15;178(3):1247-52
Nashimoto M, Kominami R, Nishi S, Mishima Y.
"A novel spermidine-dependent endoribonuclease activity caused by RNA-protein complex in mouse FM3A cell extracts"
Biochem Biophys Res Commun. 1991 May 15;176(3):1163-9
Nashimoto M, Mishima Y.
"A model for regulation of mammalian ribosomal DNA transcription. Co-ordination of initiation and termination"
Biochem J. 1988 Dec 1;256(2):329-33
Nashimoto M, Ogata K, Mishima Y.
"In vitro sequence-specific cleavage in transcribed spacer of mouse precursor ribosomal RNA"
J
Biochem (
学術論文：高久洋暁
2007
Ishii R, Minagawa A, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M, Yokoyama S.
"The structure of the flexible arm of Thermotoga maritima tRNase Z differs from those of homologous enzymes"
Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 2007 Aug 1;63(Pt 8):637-41.
Kogure T, Wakisaka N, Takaku H, Takagi M.
"Efficient production of 2-deoxy-scyllo-inosose from d-glucose by metabolically engineered recombinant Escherichia coli"
J Biotechnol. 2007 May 1;129(3):502-9
Nakashima A, Takaku H, Shibata HS, Negishi Y, Takagi M, Tamura M, Nashimoto M.
"Gene silencing by the tRNA maturase tRNase ZL under the direction of small-guide RNA"
Gene Ther. 2007 Jan;14(1):78-85
2006
Takaku H, Kimoto A, Kodaira S, Nashimoto M, Takagi M.
"Isolation of a Gram-positive poly(3-hydroxybutyrate) (PHB)-degrading bacterium from compost, and cloning and characterization of a gene encoding PHB depolymerase of Bacillus megaterium N-18-25-9"
FEMS Microbiol Lett. 2006 Nov;264(2):152-9.
Minagawa A, Takaku H, Ishii R, Takagi M, Yokoyama S, Nashimoto M.
"Identification by Mn2+ rescue of two residues essential for the proton transfer of tRNase Z catalysis"
Nucleic Acids Res. 2006 Aug 11;34(13):3811-8
Minagawa A, Takaku H, Shibata HS, Ishii R, Takagi M, Yokoyama S, Nashimoto M.
"Substrate recognition ability differs among various prokaryotic tRNase Zs"
Biochem Biophys Res Commun. 2006 Jun 23;345(1):385-93
Shibata HS, Minagawa A, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M.
"Unstructured RNA is a substrate for tRNase Z"
Biochemistry. 2006 May 2;45(17):5486-92
Takaku H, Kodaira S, Kimoto A, Nashimoto M, Takagi M.
"Microbial communities in the garbage composting with rice hull as an amendment revealed by culture-dependent and -independent approaches"
J Biosci Bioeng. 2006 Jan;101(1):42-50
2005
Shibata HS, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M.
"The T loop structure is dispensable for substrate recognition by tRNase ZL"
J Biol Chem. 2005 Jun 10;280(23):22326-34
Minagawa A, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M.
"The missense mutations in the candidate prostate cancer gene ELAC2 do not alter enzymatic properties of its product"
Cancer Lett. 2005 May 26;222(2):211-5.
Ishii R, Minagawa A, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M, Yokoyama S.
"Crystal structure of the tRNA 3' processing endoribonuclease tRNase Z from Thermotoga maritima"
J Biol Chem. 2005 Apr 8;280(14):14138-44
Habu Y, Miyano-Kurosaki N, Kitano M, Endo Y, Yukita M, Ohira S, Takaku H, Nashimoto M, Takaku H.
"Inhibition of HIV-1 gene expression by retroviral vector-mediated small-guide RNAs that direct specific RNA cleavage by tRNase ZL"
Nucleic Acids Res. 2005 Jan 12;33(1):235-43
Takaku H, Minagawa A, Takagi M, Nashimoto M.
"The N-terminal half-domain of the long form of tRNase Z is required for the RNase 65 activity"
Nucleic Acids Res. 2004 Aug 18;32(15):4429-38
Takaku H, Minagawa A, Takagi M, Nashimoto M.
"A novel 4-base-recognizing RNA cutter that can remove the single 3' terminal nucleotides from RNA molecules"
Nucleic Acids Res. 2004 Jun 28;32(11):e91
Takaku H, Mutoh E, Sagehashi Y, Fukuda R, Horiuchi H, Ochi K, Takagi M, Ohta A.
"A Gcn4p homolog is essential for the induction of a ribosomal protein L41 variant responsible for cycloheximide resistance in the yeast Candida maltosa"
J Biol Chem. 2004 May
28;279(22):23030-7.
Minagawa A, Takaku H, Takagi M, Nashimoto M.
"A novel endonucleolytic mechanism to generate the CCA 3' termini of tRNA molecules in Thermotoga maritima"
J Biol Chem. 2004 Apr 9;279(15):15688-97
2003
Takaku H, Minagawa A, Takagi M, Nashimoto M.
"A candidate prostate cancer susceptibility gene encodes tRNA 3' processing endoribonuclease"
Nucleic Acids Res. 2003 May 1;31(9):2272-8
2002
Takaku H, Horiuchi H, Takagi M, Ohta A.
"Pseudohyphal growth in a dimorphic yeast, Candida maltosa, after disruption of the C-GCN4 gene, a homolog of Saccharomyces cerevisiae GCN4"
Biosci Biotechnol Biochem. 2002 Sep;66(9):1936-9
2001
Takaku H, Mutoh E, Horiuchi H, Ohta A, Takagi M.
"Ray38p, a homolog of a purine motif triple-helical DNA-binding protein, Stm1p, is a ribosome-associated protein and dissociated from ribosomes prior to the induction of cycloheximide resistance in Candida maltosa"
Biochem Biophys Res Commun. 2001 Jun 1;284(1):194-202
1999
Mutoh E, Takaku H, Ohta A, Takagi M.
"A gene coding for a ribosomal protein L41 in cycloheximide-resistant ribosomes has a promoter which is upregulated under the growth-inhibitory conditions in yeast, Candida maltosa"
Biochem Biophys Res Commun. 1999 May 19;258(3):611-5
