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松岡 健(まつおか けん) データ更新日:2020.06.29

教授 /  農学研究院 生命機能科学部門 生物機能分子化学講座


主な研究テーマ
タンパク質の輸送、局在、修飾と分解の分子機構。 遺伝子組換えと環境制御による有用植物生産。
キーワード:分泌系、糖鎖修飾、輸送シグナル、オルガネラ、遺伝子組換え、環境制御
1991.04.
研究業績
主要原著論文
1. Kiminori Toyooka, Mayuko Sato, Natsumaro Kutsuna, Takumi Higaki, Fumie Sawaki, Mayumi Wakazaki, Yumi Goto, Seiichiro Hasezawa, Noriko Nagata, Ken Matsuoka, Wide-range High-resolution Transmission Electron Microscopy Reveals Morphological and Distributional Changes of Endomembrane Compartments during Log-to-stationary Transition of Growth Phase in Tobacco BY-2 Cells, Plant Cell Physiol., 10.1093/pcp/pcu084, 55, 9, 1544-1555, 2014.09, Rapid growth of plant cells by cell division and expansion requires an endomembrane trafficking system. The endomembrane compartments, such as the Golgi stacks, endosome and vesicles, are important in the synthesis and trafficking of cell wall materials during cell elongation. However, changes in the morphology, distribution and number of these compartments during the different stages of cell proliferation and differentiation have not yet been clarified. In this study, we examined these changes at the ultrastructural level in tobacco Bright yellow 2 (BY-2) cells during the log and stationary phases of growth. We analyzed images of the BY-2 cells prepared by the high-pressure freezing/freeze substitution technique with the aid of an auto-acquisition transmission electron microscope system. We quantified the distribution of secretory and endosomal compartments in longitudinal sections of whole cells by using wide-range gigapixel-class images obtained by merging thousands of transmission electron micrographs. During the log phase, all Golgi stacks were composed of several thick cisternae. Approximately 20 vesicle clusters (VCs), including the trans-Golgi network and secretory vesicle cluster, were observed throughout the cell. In the stationary-phase cells, Golgi stacks were thin with small cisternae, and only a few VCs were observed. Nearly the same number of multivesicular body and small high-density vesicles were observed in both the stationary and log phases. Results from electron microscopy and live fluorescence imaging indicate that the morphology and distribution of secretory-related compartments dramatically change when cells transition from log to stationary phases of growth..
2. 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..
3. 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.
4. Noboru Yamauchi, Tadashi Gosho, Satoru Asatsuma, Kiminori Toyooka, Toru Fujiwara, Ken Matsuoka, Polarized localization and borate-dependent degradation of the Arabidopsis borate transporter BOR1 in tobacco BY-2 cells, F1000Research, 2, 185, [v1; ref status: indexed, http://f1000r.es/kv], 2013.10, [URL], In Arabidopsis the borate transporter BOR1, which is located in the plasma membrane, is degraded in the presence of excess boron by an endocytosis-mediated mechanism. A similar mechanism was suggested in rice as excess boron decreased rice borate transporter levels, although in this case whether the decrease was dependent on an increase in degradation or a decrease in protein synthesis was not elucidated. To address whether the borate-dependent degradation mechanism is conserved among plant cells, we analyzed the fate of GFP-tagged BOR1 (BOR1-GFP) in transformed tobacco BY-2 cells. Cells expressing BOR1-GFP displayed GFP fluorescence at the plasma membrane, especially at the membrane between two attached cells. The plasma membrane signal was abolished when cells were incubated in medium with a high concentration of borate (3 to 5 mM). This decrease in BOR1-GFP signal was mediated by a specific degradation of the protein after internalization by endocytosis from the plasma membrane. Pharmacological analysis indicated that the decrease in BOR1-GFP largely depends on the increase in degradation rate and that the degradation was mediated by a tyrosine-motif and the actin cytoskeleton. Tyr mutants of BOR1-GFP, which has been shown to inhibit borate-dependent degradation in Arabidopsis root cells, did not show borate-dependent endocytosis in tobacco BY-2 cells. These findings indicate that the borate-dependent degradation machinery of the borate transporter is conserved among plant species. - See more at: http://f1000research.com/articles/2-185/#sthash.QeZx1wP2.dpuf.
5. 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.
6. 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.
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
主要学会発表等
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
日本分子生物学会
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
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」, 座長(Chairmanship).
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」, 座長(Chairmanship).
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, 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).
2010.03~2010.03.13, International Symposium on Plant Membrane Transport , 座長(Chairmanship).
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).
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).
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).
2008.03.01, 日本植物生理学会 第49回大会, 座長(Chairmanship).
2008.03.01, 日本農芸化学会 2008年度大会, 座長(Chairmanship).
2003.09.01, International Symposium “Cell and Molecular Biology of Tobacco BY-2 cells”, 企画、開催責任者.
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.
2016.02.08~2016.02.09, 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.
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.
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.
2012.12.14~2012.12.16, 第85回日本生化学会大会, 組織・プログラム委員.
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.
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, International Symposium on Plant Membrane Transport , 企画委員.
2010.03~2010.03, 第51回日本植物生理学会大会, プログラム委員.
2009.09.24~2009.09.28, The 5th International Symposium on Autophagy: Molecular mechanism, cellular and physiological functions, and diseases, 組織委員.
2009.03~2009.03, 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, 日本農芸化学会大会, 著名外国人特別講演担当.
2008.03~2008.03, 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.
2004.01.01, International symposium “Cell and Molecular Biology of Tobacco BY-2 cells”, 主催、総括責任者.
2004.01.02, 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
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 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2020年度      
2019年度      
2018年度      
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
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
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

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