九州大学-研究者情報 [松岡健 (教授) 農学研究院生命機能科学部門]

1.	Fumie Saito, Akiko Suyama, Takuji Oka, Takehiko Yoko-o, Ken Matsuoka, Yoshifumi Jigami, Yoh-ichi Shimma, Identification of novel peptidyl serine α-galactosyltransferase gene family in plants, J. Biol. Chem., 10.1074/jbc.M114.553933, 289, 20405-20420, 2014.06, In plants, serine residues in extensin, a cell wall protein, are glycosylated with O-linked galactose. However, the enzyme that is involved in the galactosylation of serine had not yet been identified. To identify the peptidyl serine O-α-galactosyltransferase (SGT), we chose Chlamydomonas reinhardtii as a model. We established an assay system for SGT activity using C. reinhardtii and Arabidopsis thaliana cell extracts. SGT protein was partially purified from cell extracts of C. reinhardtii and analyzed by tandem mass spectrometry to determine its amino acid sequence. The sequence matched the open reading frame XP_001696927 in the C. reinhardtii proteome database, and a corresponding DNA fragment encoding 748 amino acids (BAL63043) was cloned from a C. reinhardtii cDNA library. The 748-amino acid protein (CrSGT1) was produced using a yeast expression system, and the SGT activity was examined. Hydroxylation of proline residues adjacent to a serine in acceptor peptides was required for SGT activity. Genes for proteins containing conserved domains were found in various plant genomes, including A. thaliana and Nicotiana tabacum. The AtSGT1 and NtSGT1 proteins also showed SGT activity when expressed in yeast. In addition, knock-out lines of AtSGT1 and knockdown lines of NtSGT1 showed no or reduced SGT activity. The SGT1 sequence, which contains a conserved DXD motif and a C-terminal membrane spanning region, is the first example of a glycosyltransferase with type I membrane protein topology, and it showed no homology with known glycosyltransferases, indicating that SGT1 belongs to a novel glycosyltransferase gene family existing only in the plant kingdom..
2.	Maiko Tasaki, Satoru Asatsuma, Ken Matsuoka, Monitoring protein turnover during phosphate starvation-dependent autophagic degradation using a photoconvertible fluorescent protein aggregate in tobacco BY-2 cells., Front. Plant Sci., doi: 10.3389/fpls.2014.00172, ５, 2014.04, We have developed a system for quantitative monitoring of autophagic degradation in transformed tobacco BY-2 cells using an aggregate-prone protein comprised of cytochrome b5 (Cyt b5) and a tetrameric red fluorescent protein (RFP). Unfortunately, this system is of limited use for monitoring the kinetics of autophagic degradation because the proteins synthesized before and after induction of autophagy cannot be distinguished. To overcome this problem, we developed a system using kikume green-red (KikGR), a photoconvertible and tetrameric fluorescent protein that changes its fluorescence from green to red upon irradiation with purple light. Using the fusion protein of Cyt b5 and KikGR together with a method for the bulk conversion of KikGR, which we had previously used to convert the Golgi-localized monomeric KikGR fusion protein, we were able to monitor both the growth and de novo formation of aggregates. Using this system, we found that tobacco cells do not cease protein synthesis under conditions of phosphate (Pi)-starvation. Induction of autophagy under Pi-starvation, but not under sugar- or nitrogen-starvation, was specifically inhibited by phosphite, which is an analog of Pi with a different oxidation number. Therefore, the mechanism by which BY-2 cells can sense Pi-starvation and induce autophagy does not involve sensing a general decrease in energy supply and a specific Pi sensor might be involved in the induction of autophagy under Pi-starvation..
3.	Moses O. Abiodun, Ken Matsuoka, Evidence that Proliferation of Golgi Apparatus Depends on both de novo Generation from the Endoplasmic Reticulum and Formation from Pre-existing Stacks during the Growth of Tobacco BY-2 Cells., Plant Cell Physiol., 10.1093/pcp/pct014, 54, 4, 541-554, 2013.04, In higher plants, the numbers of cytoplasmic-distributed Golgi stacks differ based on function, age and cell type. It has not been clarified how the numbers are controlled, whether all the Golgi apparatus in a cell function equally and whether the increase in Golgi number is a result of the de novo formation from the endoplasmic reticulum (ER) or fission of pre-existing stacks. A tobacco prolyl 4-hydroxylase (NtP4H1.1), which is a cis-Golgi-localizing type II membrane protein, was tagged with a photoconvertible fluorescent protein, mKikGR (monomeric Kikume green red), and expressed in tobacco bright yellow 2 (BY-2) cells. Transformed cells were exposed to purple light to convert the fluorescence from green to red. A time-course analysis after the conversion revealed a progressive increase in green puncta and a decrease in the red puncta. From 3 to 6 h, we observed red, yellow and green fluorescent puncta corresponding to pre-existing Golgi; Golgi containing both pre-existing and newly synthesized protein; and newly synthesized Golgi. Analysis of the number and fluorescence of Golgi at different phases of the cell cycle suggested that an increase in Golgi number with both division and de novo synthesis occurred concomitantly with DNA replication. Investigation with different inhibitors suggested that the formation of new Golgi and the generation of Golgi containing both pre-existing and newly synthesized protein are mediated by different machineries. These results and modeling based on quantified results indicate that the Golgi apparatuses in tobacco BY-2 cells are not uniform and suggest that both de novo synthesis from the ER and Golgi division contribute almost equally to the increase in proliferating cells..
4.	Toyooka, K., Goto, Y., Asatsuma, S., Koizumi, M., Mitsui, T. and Matsuoka, K., A mobile secretory vesicle cluster involved in mass transport from the Golgi to plant cell exterior., Plant Cell, Apr;21(4):1212-29, 2009.04, Secretory proteins and extracellular glycans are transported to the extracellular space during cell growth. These materials are carried in secretory vesicles generated at the trans-Golgi network (TGN). Analysis of the mammalian post-Golgi secretory pathway demonstrated the movement of separated secretory vesicles in the cell. Using secretory carrier membrane protein 2 (SCAMP2) as a marker for secretory vesicles and tobacco (Nicotiana tabacum) BY-2 cell as a model cell, we characterized the transport machinery in plant cells. A combination of analyses, including electron microscopy of quick-frozen cells and four-dimensional analysis of cells expressing fluorescent-tagged SCAMP2, enabled the identification of a clustered structure of secretory vesicles generated from TGN that moves in the cell and eventually fuses with plasma membrane. This structure was termed the secretory vesicle cluster (SVC). The SVC was also found in Arabidopsis thaliana and rice (Oryza sativa) cells and moved to the cell plate in dividing tobacco cells. Thus, the SVC is a motile structure involved in mass transport from the Golgi to the plasma membrane and cell plate in plant cells..

主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等

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主要学会発表等

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1.	Ken Matsuoka, Monitoring mechanisms of Golgi proliferation in plant cells using photo-convertible fluorescence markers and a bulk conversion system, Schekman Symposium -38 years of SECs- , 2014.08.
2.	Matsuoka, K, Moriguchi, R, Ohsawa, Y, Suyama, A., cis-Golgi localization mechanism of type 2 prolyl 4-hydroxylases; targeting domain and possible partner, XVIII International Botanical Congress. Sym046: Using molecular genetics and bioinformatics to elucidate cell wall proteins and their biosynthesis., 2011.07.
3.	Ken Matsuoka, Localization and trafficking of multispanning membrane proteins at the trans-Golgi network and subsequent secretory orgqanelle., International Symposium on Plant Membrane Transport , 2010.03.
4.	Ken Matsuoka, An idea for the selection of species for the great green wall; from the view of plant nutrition and a possible contribution of plant molecular biology., Colloque International Grande Muraille Verte, 2009.02.
5.	Matsuoka, K. Toyooka, K. Goto, Y. Asatsuma, S, Characterization of a tobacco secretory membrane protein 2 (NtSCAMP2) in tobacco BY-2 cells reveals a novel exocytotic mobile unit, secretory vesicle cluster (SVC), XIV International workshop on plant membrane biology, 2007.06.

特許出願・取得

特許出願件数 5件

特許登録件数 2件

学会活動

所属学会名

日本植物生理学会

日本農芸化学会

日本細胞生物学会

日本生化学会

日本植物細胞分子生物学会

日本生物環境工学会

日本糖質学会

American Society for Cell Biology

The American Society of Plant Biologists

学協会役員等への就任

2014.01～2016.12, 日本植物生理学会, 代議員.

2015.01, 日本生物環境工学会, 監事.

2014.01, 日本生物環境工学会, 理事.

2014.12, 日本生物環境工学会, 副会長.

2012.03, 日本農芸化学会　西日本支部, 参与.

2007.04, 日本生化学会　九州支部, 評議員.

2010.01～2011.12, 日本植物生理学会, 学会賞選考委員.

2010.01～2011.12, 日本植物生理学会, 評議員.

2009.04～2010.03, 日本植物生理学会, 日本植物生理学会第５１回年会　プログラム作成委員.

2008.01～2009.12, 日本植物生理学会, 評議員.

2007.04～2012.02, 日本農芸化学会　西日本支部, 評議員.

2005.06, 日本農芸化学会, 論文審査員.

2004.01～2005.01, 日本植物生理学会, 評議員.

2003.04～2005.03, 日本農芸化学会, 代議員.

1999.04～2000.09, 日本農芸化学会　中部支部, 幹事.

学会大会・会議・シンポジウム等における役割

2023.11.02～2023.11.02, 第９６回日本生化学会大会　シンポジウム　「微生物と植物の細胞外小胞・細胞外微粒子：形成機構と異種との相互作用」, オーガナイザー、座長、発表者.

2023.10.31～2023.11.02, 第９６回日本生化学会大会, 幹事.

2023.06.16～2023.06.16, 高精度制御下での生物実験：伊都キャンパスでのバイオサイエンス研究の更なる発展に向けて　（実験生物環境制御センター　キックオフシンポジウム）, オーガナイザー、座長.

2020.03.25～2020.03.28, 日本農芸化学会2020年度大会, プログラム委員長.

2019.08.30～2019.08.31, 第8回植物エンドメンブレンミーティング（JANPER2019), 主催.

2016.10.25～2016.10.25, 日本農業工学会　第32回シンポジウム「医薬品原料等の有用物質生産への植物工場を用いたアプローチ」, オーガナイザー、座長、演者、パネリスト.

2016.10.25～2016.10.25, 日本農業工学会　第32回シンポジウム「医薬品原料等の有用物質生産への植物工場を用いたアプローチ」, 座長（Chairmanship）.

2016.02.08～2016.02.09, Progress 100: Second International Symposium “Protein trafficking and intracellular signaling of plant and fungal cells” , オーガナイザー、座長、演者.

2016.02.08～2016.02.09, Progress 100: Second International Symposium “Protein trafficking and intracellular signaling of plant and fungal cells”, 座長（Chairmanship）.

2015.09.10～2015.09.10, 日本生物環境工学会2015年大会オーガナイズドセッション　３　「医薬品原料等の有用植物・物質生産への植物工場を用いたアプローチ」, オーガナイザー、座長.

2015.09.10～2015.09.10, 日本生物環境工学会2015年大会オーガナイズドセッション　３　「医薬品原料等の有用植物・物質生産への植物工場を用いたアプローチ」, 座長（Chairmanship）.

2012.12.14～2012.12.16, 第85回日本生化学会大会, 組織・プログラム委員.

2012.12.14～2012.12.24, 第85回日本生化学会大会シンポジウム S1-09　“Roles of membrane trafficking on the construction of higher organisms", オーガナイザー、座長.

2012.12.14～2012.12.14, 第85回日本生化学会大会シンポジウム S1-09 　“Roles of membrane trafficking on the construction of higher organisms" , 座長（Chairmanship）.

2012.03.16～2012.03.16, 第53回日本植物生理学会大会シンポジウム２　　生化学と細胞生物学の融合による低分子集積生物学の構築に向けて, オーガナイザー、座長.

2012.03.16～2012.03.16, 日本植物生理学会第53回大会　シンポジウム2 生化学と細胞生物学の融合による低分子集積生物学の構築に向けて , 座長（Chairmanship）.

2011.09.24～2011.09.24, 第84回日本生化学会大会シンポジウム 4Sp13　”Conservation and divergence of vesicular transport system over species”, オーガナイザー、座長.

2010.03～2010.03, 第51回日本植物生理学会大会, プログラム委員.

2010.03～2010.03, International Symposium on Plant Membrane Transport , 企画委員.

2010.03～2010.03.13, International Symposium on Plant Membrane Transport , 座長（Chairmanship）.

2009.09.24～2009.09.28, The 5th International Symposium on Autophagy: Molecular mechanism, cellular and physiological functions, and diseases, 組織委員.

2009.09～2009.09, The 5th International Symposium on Autophagy: Molecular mechanism, cellular and physiological functions, and diseases, 座長（Chairmanship）.

2009.03～2009.03, 日本農芸化学会大会, 著名外国人特別講演担当.

2009.03～2009.03, 日本農芸化学会2009年度大会, シンポジウム世話人.

2009.03～2009.03, 日本農芸化学会2009年度大会　「著名外国人特別講演」, 座長（Chairmanship）.

2009.03.01～2009.03.31, 日本農芸化学会2009年度大会　シンポジウム　「遺伝子組換え技術を駆使した植物による有用物質生産の体系化」, 座長（Chairmanship）.

2008.03～2008.03.01, 第49回日本植物生理学会シンポジウム「小胞輸送研究の新展開：構造・動きと局在制御の分子機構」, オーガナイザー.

2008.03.01～2008.06.16, 日本農芸化学会　２００８年度大会, 座長（Chairmanship）.

2008.03.01～2008.06.16, 日本植物生理学会　第４９回大会, 座長（Chairmanship）.

2008.03.01, 第49回日本植物生理学会シンポジウム「小胞輸送研究の新展開：構造・動きと局在制御の分子機構」, 座長（Chairmanship）.

2004.09.01～2004.09.14, International symposium “Cell and Molecular Biology of Tobacco BY-2 cells”, 主催、総括責任者.

2004.01.02～2004.06.16, 日本植物学会大会, 実行委員.

学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況

2021.08, Cells, 国際, 査読委員.

2016.01, Jornal of Biochemistry, 国際, 査読委員.

2016.01, Environmental Control in Biology, 国際, 編集委員.

2008.04～2014.06, The Open Plant Science Journal, 国際, Editorial board.

2006.10～2011.12, Autophagy, 国際, 常任審査員.

2005.06, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 国内, 論文審査員.

学術論文等の審査

年度	外国語雑誌査読論文数	合計
2022年度	2	2
2021年度	3	3
2020年度	1	1
2019年度	6	6
2018年度	3	3

その他の研究活動

海外渡航状況, 海外での教育研究歴

The 27th International Conference on Arabidopsis Research, Korea, 2016.07～2016.07.

XIVth Cell Wall Meeting, Greece, 2016.06～2016.06.

Colloque International Grande Muraille Verte, Université Cheikh Anta DIOP de Dakar, Senegal, 2009.02～2009.02.

カリフォルニア大学バークレイ校, UnitedStatesofAmerica, 1996.09～1998.09.

ミシガン州立大学, UnitedStatesofAmerica, 1991.09～1991.11.

外国人研究者等の受入れ状況

2016.02～2016.02, 2週間未満, UC Davis, Greece, 学内資金.

2015.09～2015.10, 2週間未満, シェイク・アンタ・ジョップ大学, セネガル, 学内資金.

2015.10～2016.03, 1ヶ月以上, 九州大学　農学研究院, 中華人民共和国, .

2013.04～2016.01, 1ヶ月以上, 九州大学　農学研究院, Nigeria, .

受賞

日本農業工学会フェロー, 日本農業工学会, 2021.05.

学術賞　（日本生物環境工学会）, 日本生物環境工学会, 2016.09.

日本土壌肥料学会2011年度つくば大会ポスター賞　, 日本土壌肥料学会, 2011.08.

第１６回　生物工学論文賞, 日本生物工学会, 2008.08.

研究資金

科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)

2015年度～2017年度, 挑戦的萌芽研究, 代表, 野生漢方薬原料植物カラスビシャクの迅速作物化の為の有効多糖成分合成遺伝子の同定.

2014年度～2016年度, 基盤研究(B), 代表, 植物バイオマス生産制御の基盤となる植物小胞輸送系の解析と機能増強.

2009年度～2011年度, 基盤研究(B), 代表, 遺伝子組換え植物を用いた物質生産の基礎となる蛋白質の安定化と分解の制御機構の解析.

2008年度～2009年度, 特定領域研究, 代表, 膜輸送体の生合成・細胞内局在と分解の制御機構.

2007年度～2008年度, 基盤研究(B), 代表, 植物における細胞内分解系の栄養欠乏による誘導機構.

2005年度～2007年度, 特定領域研究, 代表, 膜輸送体の生合成・細胞内局在と分解の制御機構.

2005年度～2007年度, 特定領域研究, 分担, 植物の養分吸収と循環系.

2004年度～2004年度, 基盤研究(C), 代表, 植物モデル細胞の高度利用と関連情報の統合に関する調査研究.

2003年度～2005年度, 基盤研究(B), 代表, 植物細胞の分泌系における膜蛋白質の局在化機構.

2003年度～2004年度, 特定領域研究, 代表, 植物細胞の分泌経路において形成されるタンパク質凝集体の液胞移行による分解機構.

競争的資金(受託研究を含む)の採択状況

2022年度～2022年度, 京都大学生存圏研究所　　生存圏科学共同研究, 代表, 国内産カラスビシャク系統から調製した生薬半夏と中国産市販半夏中の低分子成分の比較解析.

2021年度～2021年度, 京都大学生存圏研究所　　生存圏科学ミッション研究, 代表, 国内産カラスビシャク系統から調製した生薬半夏と中国産市販半夏中の低分子えぐみ成分の比較解析.

2020年度～2020年度, 京都大学生存圏研究所　　生存圏科学萌芽研究, 代表, 国内産カラスビシャク系統の塊茎中の低分子生理活性化合物の比較解析.

2019年度～2019年度, 京都大学生存圏研究所　　生存圏科学萌芽研究, 代表, 国内産カラスビシャク系統の塊茎中の低分子生理活性化合物の比較解析.

2008年度～2010年度, 平成２０年度　大学院教育改革支援プログラム（文部科学省）, 分担, 生物産業を担うプロフェッショナル育成.

2006年度～2010年度, 産業技術研究助成事業 (経済産業省), 代表, 植物型糖鎖修飾を抑制した植物作出技術の研究開発.

共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況

2014.05～2016.09, 分担, 匂いセンサーによる植物栽培制御に関する研究.

2011.04～2012.03, 代表, 根粒菌感染過程での植物細胞内膜系の動態.

2010.04～2011.03, 代表, 根粒菌感染過程での植物細胞内膜系の動態.

2008.04～2011.03, 代表, 植物型糖鎖修飾を抑制した植物作製技術開発.

2007.04～2011.03, 代表, 植物型糖鎖修飾を抑制した植物作製技術開発.

2007.04～2015.03, 代表, 植物細胞の構造と機能に関する共同研究.

寄附金の受入状況

2014年度, オーム乳業株式会社, 植物栄養学研究資金.

2013年度, オーム乳業株式会社, 植物栄養学研究資金.

2012年度, オーム乳業株式会社, 植物栄養学研究資金.

2011年度, オーム乳業株式会社, 植物栄養学研究資金.

2010年度, オーム乳業株式会社, 植物栄養学研究資金.

学内資金・基金等への採択状況

2012年度～2012年度, P＆P特別枠, 代表, 植物の分泌系制御によるバイオマス増大に関する研究.

九大関連コンテンツ

pure2017年10月2日から、「九州大学研究者情報」を補完するデータベースとして、Elsevier社の「Pure」による研究業績の公開を開始しました。

QIR　九州大学学術情報リポジトリシステム情報科学研究院

農学部・農学研究院


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