2024/04/04 更新

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カトウ ヒロカズ
加藤 大和
KATO Hirokazu
所属
医歯薬学域 助教
職名
助教
外部リンク

学位

  • 博士(理学) ( 2002年3月   総合研究大学院大学 )

研究キーワード

  • ゲノムデータ解析

  • トランスポゾン

研究分野

  • ライフサイエンス / ゲノム生物学

学歴

  • 名古屋大学   School of Agricultural Sciences  

    1994年4月 - 1996年3月

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  • 名古屋大学   School of Agricultural Sciences  

    1990年4月 - 1994年3月

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経歴

  • 岡山大学   学術研究院 医歯薬学域   助教

    2022年9月 - 現在

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  • 情報・システム研究機構   データサイエンス共同利用基盤施設   特任研究員

    2020年11月 - 2022年8月

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  • 名古屋大学   全学技術センター   技術職員

    2004年4月 - 2020年10月

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  • 名古屋大学   生物機能開発利用研究センター   文部科学技官

    2003年4月 - 2004年3月

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  • 名古屋大学   生物分子応答研究センター   文部技官

    1996年4月 - 2003年3月

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論文

  • Suppression of Borna Disease Virus Replication during Its Persistent Infection Using the CRISPR/Cas13b System. 査読 国際誌

    Shigenori Sasaki, Hirohito Ogawa, Hirokazu Katoh, Tomoyuki Honda

    International journal of molecular sciences   25 ( 6 )   2024年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Borna disease virus (BoDV-1) is a bornavirus that infects the central nervous systems of various animal species, including humans, and causes fatal encephalitis. BoDV-1 also establishes persistent infection in neuronal cells and causes neurobehavioral abnormalities. Once neuronal cells or normal neural networks are lost by BoDV-1 infection, it is difficult to regenerate damaged neural networks. Therefore, the development of efficient anti-BoDV-1 treatments is important to improve the outcomes of the infection. Recently, one of the clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPRs) and CRISPR-associated (Cas) systems, CRISPR/Cas13, has been utilized as antiviral tools. However, it is still unrevealed whether the CRISPR/Cas13 system can suppress RNA viruses in persistently infected cells. In this study, we addressed this question using persistently BoDV-1-infected cells. The CRISPR/Cas13 system targeting viral mRNAs efficiently decreased the levels of target viral mRNAs and genomic RNA (gRNA) in persistently infected cells. Furthermore, the CRISPR/Cas13 system targeting viral mRNAs also suppressed BoDV-1 infection if the system was introduced prior to the infection. Collectively, we demonstrated that the CRISPR/Cas13 system can suppress BoDV-1 in both acute and persistent infections. Our findings will open the avenue to treat prolonged infection with RNA viruses using the CRISPR/Cas13 system.

    DOI: 10.3390/ijms25063523

    PubMed

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  • Roles of Human Endogenous Retroviruses and Endogenous Virus-Like Elements in Cancer Development and Innate Immunity 招待 査読

    Hirokazu Katoh, Tomoyuki Honda

    Biomolecules   13 ( 12 )   1706 - 1706   2023年11月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    Human endogenous retroviruses (HERVs) are remnants of ancient retroviral infections in the host genome. Although mutations and silencing mechanisms impair their original role in viral replication, HERVs are believed to play roles in various biological processes. Long interspersed nuclear elements (LINEs) are non-LTR retrotransposons that have a lifecycle resembling that of retroviruses. Although LINE expression is typically silenced in somatic cells, it also contributes to various biological processes. The aberrant expression of HERVs and LINEs is closely associated with the development of cancer and/or immunological diseases, suggesting that they are integrated into various pathways related to the diseases. HERVs/LINEs control gene expression depending on the context as promoter/enhancer elements. Some RNAs and proteins derived from HERVs/LINEs have oncogenic potential, whereas others stimulate innate immunity. Non-retroviral endogenous viral elements (nrEVEs) are a novel type of virus-like element in the genome. nrEVEs may also be involved in host immunity. This article provides a current understanding of how these elements impact cellular physiology in cancer development and innate immunity, and provides perspectives for future studies.

    DOI: 10.3390/biom13121706

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  • Antiviral effects of micafungin against pteropine orthoreovirus, an emerging zoonotic virus carried by bats 査読

    Eiichi Hondo, Tetsufumi Katta, Ayato Sato, Naoya Kadofusa, Tomoki Ishibashi, Hiroshi Shimoda, Hirokazu Katoh, Atsuo Iida

    Virus Research   339   199248 - 199248   2023年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.virusres.2023.199248

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  • Cap Analysis of Gene Expression Clarifies Transcriptomic Divergence Within Monozygotic Twin Pairs 査読

    Hirokazu Katoh, Hiroaki Asai, Keiko Takemoto, Rie Tomizawa, Chika Honda, Mikio Watanabe, Tomoyuki Honda

    Twin Research and Human Genetics   1 - 8   2023年10月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Cambridge University Press (CUP)  

    Abstract

    Phenotypic variation is the result of gene expression based on complex interaction between genetic and environmental factors. It is well known that genetic and environmental factors influence gene expression, but our understanding of their relative importance remains limited. To obtain a hint for the understanding of their contributions, we took advantage of monozygotic twins, as they share genetic and shared environmental factors but differ in nonshared factors, such as environmental differences and stochastic factors. In this study, we performed cap analysis of gene expression on three pairs of twins and clustered each individual based on their expression profiles of annotated genes. The dendrogram of annotated gene transcripts showed a monophyletic clade for each twin pair. We also analyzed the expression of retrotransposons, such as human endogenous retroviruses (HERVs) and long interspersed nuclear elements (LINEs), given their abundance in the genome. Clustering analyses demonstrated that HERV and LINE expression diverged even within monozygotic twin pairs. Thus, HERVs and LINEs are more susceptible to nonshared factors than annotated genes. Motif analysis of differentially expressed annotated genes suggests that specificity protein/Krüppel-like factor family transcription factors are involved in the expression divergence of annotated gene influenced by nonshared factors. Collectively, our findings suggest that expressions of annotated genes and retrotransposons are differently regulated, and that the expression of retrotransposons is more susceptible to nonshared factors than annotated genes.

    DOI: 10.1017/thg.2023.42

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  • C3H/HeNSlc mouse with low phospholipid transfer protein expression showed dyslipidemia. 査読 国際誌

    Misato Kobayashi, Fumi Kanbe, Reika Ishii, Hiroki Tsubouchi, Kana Hirai, Yuki Miyasaka, Tamio Ohno, Hiroaki Oda, Saiko Ikeda, Hirokazu Katoh, Kenji Ichiyanagi, Akira Ishikawa, Atsushi Murai, Fumihiko Horio

    Scientific reports   13 ( 1 )   13813 - 13813   2023年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    High serum levels of triglycerides (TG) and low levels of high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) increase the risk of coronary heart disease in humans. Herein, we first reported that the C3H/HeNSlc (C3H-S) mouse, a C3H/HeN-derived substrain, is a novel model for dyslipidemia. C3H-S showed hypertriglyceridemia and low total cholesterol (TC), HDL-C, and phospholipid (PL) concentrations. To identify the gene locus causing dyslipidemia in C3H-S, we performed genetic analysis. In F2 intercrosses between C3H-S mice and strains with normal serum lipids, the locus associated with serum lipids was identified as 163-168 Mb on chromosome 2. The phospholipid transfer protein (Pltp) gene was a candidate gene within this locus. Pltp expression and serum PLTP activity were markedly lower in C3H-S mice. Pltp expression was negatively correlated with serum TG and positively correlated with serum TC and HDL-C in F2 mice. Genome sequencing analysis revealed that an endogenous retrovirus (ERV) sequence called intracisternal A particle was inserted into intron 12 of Pltp in C3H-S. These results suggest that ERV insertion within Pltp causes aberrant splicing, leading to reduced Pltp expression in C3H-S. This study demonstrated the contribution of C3H-S to our understanding of the relationship between TG, TC, and PL metabolism via PLTP.

    DOI: 10.1038/s41598-023-40917-9

    PubMed

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  • Sequence Divergence and Retrotransposon Insertion Underlie Interspecific Epigenetic Differences in Primates 査読

    Mayu Hirata, Tomoko Ichiyanagi, Hirokazu Katoh, Takuma Hashimoto, Hikaru Suzuki, Hirohisa Nitta, Masaki Kawase, Risako Nakai, Masanori Imamura, Kenji Ichiyanagi

    Molecular Biology and Evolution   39 ( 10 )   2022年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

    Abstract

    Changes in the epigenome can affect the phenotype without the presence of changes in the genomic sequence. Given the high identity of the human and chimpanzee genome sequences, a substantial portion of their phenotypic divergence likely arises from epigenomic differences between the two species. In this study, the transcriptome and epigenome were determined for induced pluripotent stem cells (iPSCs) generated from human and chimpanzee individuals. The transcriptome and epigenomes for trimethylated histone H3 at lysine-4 (H3K4me3) and at lysine-27 (H3K27me3) showed high levels of similarity between the two species. However, there were some differences in histone modifications. Although such regions, in general, did not show significant enrichment of interspecies nucleotide variations, gains in binding motifs for pluripotency-related transcription factors, especially POU5F1 and SOX2, were frequently found in species-specific H3K4me3 regions. We also revealed that species-specific insertions of retrotransposons, including the LTR5_Hs subfamily in human and a newly identified LTR5_Pt subfamily in chimpanzee, created species-specific H3K4me3 regions associated with increased expression of nearby genes. Human iPSCs have more species-specific H3K27me3 regions, resulting in more abundant bivalent domains. Only a limited number of these species-specific H3K4me3 and H3K27me3 regions overlap with species-biased enhancers in cranial neural crest cells, suggesting that differences in the epigenetic state of developmental enhancers appear late in development. Therefore, iPSCs serve as a suitable starting material for studying evolutionary changes in epigenome dynamics during development.

    DOI: 10.1093/molbev/msac208

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    その他リンク: https://academic.oup.com/mbe/advance-article-pdf/doi/10.1093/molbev/msac208/46548545/msac208.pdf

  • High-resolution spatiotemporal transcriptome analyses during cellularization of rice endosperm unveil the earliest gene regulation critical for aleurone and starchy endosperm cell fate specification 査読

    Yoshinori Takafuji, Sae Shimizu-Sato, Kim Nhung Ta, Toshiya Suzuki, Misuzu Nosaka-Takahashi, Tetsuro Oiwa, Wakana Kimura, Hirokazu Katoh, Mao Fukai, Shin Takeda, Yutaka Sato, Tsukaho Hattori

    Journal of Plant Research   134 ( 5 )   1061 - 1081   2021年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10265-021-01329-w

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10265-021-01329-w/fulltext.html

  • Viral-derived DNA invasion and individual variation in an Indonesian population of large flying fox Pteropus vampyrus 査読

    Atsuo IIDA, Hitoshi TAKEMAE, Ronald TARIGAN, Ryosuke KOBAYASHI, Hirokazu KATO, Hiroshi SHIMODA, Tsutomu OMATSU, Supratikno, Chaerul BASRI, Ni Luh Putu Ika MAYASARI, Srihadi AGUNGPRIYONO, Ken MAEDA, Tetsuya MIZUTANI, Eiichi HONDO

    Journal of Veterinary Medical Science   83 ( 7 )   1068 - 1074   2021年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japanese Society of Veterinary Science  

    Here, we performed next-generation sequencing (NGS) on six large flying foxes (Pteropus vampyrus) collected in Indonesia. Seventy-five virus species in the liver tissue of each specimen were listed. Viral homologous sequences in the bat genome were identified from the listed viruses. This finding provides collateral evidence of viral endogenization into the host genome. We found that two of the six specimens bore partial sequences that were homologous to the plant pathogens Geminiviridae and Luteoviridae. These sequences were absent in the P. vampyrus chromosomal sequences. Hence, plant viral homologous sequences were localized to the hepatocytes as extrachromosomal DNA fragments. Therefore, this suggests that the bat is a potential carrier or vector of plant viruses. The present investigation on wild animals offered novel perspectives on viral invasion, variation, and host interaction.

    DOI: 10.1292/jvms.21-0115

    Scopus

    PubMed

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  • B2 SINE Copies Serve as a Transposable Boundary of DNA Methylation and Histone Modifications in the Mouse 査読

    Tomoko Ichiyanagi, Hirokazu Katoh, Yoshinobu Mori, Keigo Hirafuku, Beverly Ann Boyboy, Masaki Kawase, Kenji Ichiyanagi

    Molecular Biology and Evolution   2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

    Abstract

    More than one million copies of short interspersed elements (SINEs), a class of retrotransposons, are present in the mammalian genomes, particularly within gene-rich genomic regions. Evidence has accumulated that ancient SINE sequences have acquired new binding sites for transcription factors (TFs) through multiple mutations following retrotransposition, and as a result have rewired the host regulatory network during the course of evolution. However, it remains unclear whether currently active SINEs contribute to the expansion of TF binding sites. To study the mobility, expression, and function of SINE copies, we first identified about 2,000 insertional polymorphisms of SINE B1 and B2 families within Mus musculus. Using a novel RNA sequencing method designated as melRNA-seq, we detected the expression of SINEs in male germ cells at both the subfamily and genomic copy levels: the vast majority of B1 RNAs originated from evolutionarily young subfamilies, whereas B2 RNAs originated from both young and old subfamilies. DNA methylation and chromatin immunoprecipitation-sequencing (ChIP-seq) analyses in liver revealed that polymorphic B2 insertions served as a boundary element inhibiting the expansion of DNA hypomethylated and histone hyperacetylated regions, and decreased the expression of neighboring genes. Moreover, genomic B2 copies were enriched at the boundary of various histone modifications, and chromatin insulator protein, CCCTC-binding factor, a well-known chromatin boundary protein, bound to >100 polymorphic and >10,000 non-polymorphic B2 insertions. These results suggest that the currently active B2 copies are mobile boundary elements that can modulate chromatin modifications and gene expression, and are likely involved in epigenomic and phenotypic diversification of the mouse species.

    DOI: 10.1093/molbev/msab033

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  • Rice SNF2 family helicase ENL1 is essential for syncytial endosperm development 査読

    Tomomi Hara, Hirokazu Katoh, Daisuke Ogawa, Yasuaki Kagaya, Yutaka Sato, Hidemi Kitano, Yasuo Nagato, Ryo Ishikawa, Akemi Ono, Tetsu Kinoshita, Shin Takeda, Tsukaho Hattori

    The Plant Journal   81 ( 1 )   1 - 12   2015年1月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1111/tpj.12705

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  • Isolation, subunit composition and interaction of the NDH-1 complexes from Thermosynechococcus elongatus BP-1 査読

    Pengpeng Zhang, Natalia Battchikova, Virpi Paakkarinen, Hirokazu Katoh, Masako Iwai, Masahiko Ikeuchi, Himadri B. Pakrasi, Teruo Ogawa, Eva-Mari Aro

    Biochemical Journal   390 ( 2 )   513 - 520   2005年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Portland Press Ltd.  

    NDH (NADH-quinone oxidoreductase)-1 complexes in cyanobacteria have specific functions in respiration and cyclic electron flow as well as in active CO2 uptake. In order to isolate NDH-1 complexes and to study complex–complex interactions, several strains of Thermosynechococcus elongatus were constructed by adding a His-tag (histidine tag) to different subunits of NDH-1. Two strains with His-tag on CupA and NdhL were successfully used to isolate NDH-1 complexes by one-step Ni2+ column chromatography. BN (blue-native)/SDS/PAGE analysis of the proteins eluted from the Ni2+ column revealed the presence of three complexes with molecular masses of about 450, 300 and 190 kDa, which were identified by MS to be NDH-1L, NDH-1M and NDH-1S respectively, previously found in Synechocystis sp. PCC 6803. A larger complex of about 490 kDa was also isolated from the NdhL-His strain. This complex, designated ‘NDH-1MS’, was composed of NDH-1M and NDH-1S. NDH-1L complex was recovered from WT (wild-type) cells of T. elongatus by Ni2+ column chromatography. NdhF1 subunit present only in NDH-1L has a sequence of -HHDHHSHH- internally, which appears to have an affinity for the Ni2+ column. NDH-1S or NDH-1M was not recovered from WT cells by chromatography of this kind. The BN/SDS/PAGE analysis of membranes solubilized by a low concentration of detergent indicated the presence of abundant NDH-1MS, but not NDH-1M or NDH-1S. These results clearly demonstrated that NDH-1S is associated with NDH-1M in vivo.

    DOI: 10.1042/bj20050390

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  • Na+-dependent K+ Uptake Ktr System from the Cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 and Its Role in the Early Phases of Cell Adaptation to Hyperosmotic Shock 査読

    Nobuyuki Matsuda, Hiroshi Kobayashi, Hirokazu Katoh, Teruo Ogawa, Lui Futatsugi, Tatsunosuke Nakamura, Evert P. Bakker, Nobuyuki Uozumi

    Journal of Biological Chemistry   279 ( 52 )   54952 - 54962   2004年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1074/jbc.m407268200

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  • A Two-component Signal Transduction Pathway Regulates Manganese Homeostasis in Synechocystis 6803, a Photosynthetic Organism 査読

    Teruo Ogawa, Ding Hui Bao, Hirokazu Katoh, Mari Shibata, Himadri B. Pakrasi, Maitrayee Bhattacharyya-Pakrasi

    Journal of Biological Chemistry   277 ( 32 )   28981 - 28986   2002年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1074/jbc.m204175200

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  • Genes Essential to Sodium-dependent Bicarbonate Transport in Cyanobacteria 査読

    Mari Shibata, Hirokazu Katoh, Masatoshi Sonoda, Hiroshi Ohkawa, Masaya Shimoyama, Hideya Fukuzawa, Aaron Kaplan, Teruo Ogawa

    Journal of Biological Chemistry   277 ( 21 )   18658 - 18664   2002年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1074/jbc.m112468200

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  • Two CO2 uptake systems in cyanobacteria: four systems for inorganic carbon acquisition in Synechocystis sp. strain PCC6803 査読

    Mari Shibata, Hiroshi Ohkawa, Hirokazu Katoh, Masaya Shimoyama, Teruo Ogawa

    Functional Plant Biology   29 ( 3 )   123 - 123   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:CSIRO Publishing  

    The cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC6803possesses two CO2 uptake systems; one constitutive,dependent on NdhD3/NdhF3/CupA (Sll1734), and one low-CO2 inducible,dependent on NdhD4/NdhF4/CupB (Slr1302). Homologues of these genes arepresent in pairs in most cyanobacterial strains.Synechocystis PCC6803 also possesses two types ofHCO3– transporters; anATP-binding cassette (ABC)-type transporter encoded by thecmp operon, and a novel sodium-dependent transporterencoded byslr1512(sbtA) that playsa central role in HCO3–uptake. Mutants impaired for one of these four inorganic-carbon acquisitionsystems did not show mutant phenotype. Mutants inactivated for bothCO2 uptake systems were unable to grow at pH 7.0 in air,although they grew normally at pH 9.0 in air. Additional inactivation of theSbtA-type HCO3– transporter abolished growth at pH 9.0 in air. Afragment containing the promoter region of ndhF3 fusedto the coding region of luxAB was inserted into a neutralsite of the ΔndhD4 mutant to constructapF3-lux/ ΔndhD4 strain. The luminescenceintensity of this strain was low in high-CO2 growncells, and was increased about 100 times after acclimation to air.Inactivation of the pF3-lux/ ΔndhD4 strainwith a transposon-tagging library enabled us to isolate mutants incapable ofacclimation to low CO2.

    DOI: 10.1071/pp01188

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  • Enhanced Expression of Bombyx Seven-up, an Insect Homolog of Chicken Ovalbumin Upstream Promoter-Transcription Factor, in Diapause Eggs Exposed to 5°C 査読

    Katoh Hirokazu, Niimi Teruyuki, Yamashita Okitsugu, Yaginuma Toshinobu

    Journal of Insect Biotechnology and Sericology   71 ( 1 )   17 - 24   2002年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   出版者・発行元:The Japanese Society of Sericultural Science  

    The sorbitol dehydrogenase (SDH) gene of Bombyx mori begins to be expressed in diapause eggs after 5°C-chilling for 40-50 days. Because three elements similar to consensus sequences bound by members of the steroid hormone receptor superfamily such as Seven-up (SVP)/COUP-TF, were found in the 5′-upstream region of the SDH gene, we tried to isolate cDNAs for SVP from Bombyx eggs, as a step to understand the mechanism of how 5°C controls the SDH gene expression. Two cDNAs for SVP were cloned and named Bm svp-α and β, respectively. From the deduced amino-acid sequences, Bm svp-α protein was shown to have partial A/B region and C, D, E and F regions, whereas Bm svp-β protein lacked E (corresponding to the ligand-binding domain) and F regions. In non-diapause eggs, the temporal profile in the amount of Bm svp-α mRNA showed a peak in the middle of embryogenesis, while mRNA amounts of svp-β were much lower than those of svp-α. On the other hand, in diapause eggs, 5°C-chilling for 40-60 days enhanced levels of mRNA and protein for Bm svp-α, suggesting that Bm svp-α protein is a strong candidate of transcription factors that control the SDH gene expression induced by the cold.

    DOI: 10.11416/jibs2001.71.17

    CiNii Article

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  • Iron-Binding Activity of FutA1 Subunit of an ABC-type Iron Transporter in the Cyanobacterium Synechocystis sp. Strain PCC 6803 査読

    Hirokazu Katoh, Natsu Hagino, Teruo Ogawa

    Plant and Cell Physiology   42 ( 8 )   823 - 827   2001年8月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

    DOI: 10.1093/pcp/pce106

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  • Genes Essential to Iron Transport in the Cyanobacterium Synechocystis sp. Strain PCC 6803 査読

    Hirokazu Katoh, Natsu Hagino, Arthur R. Grossman, Teruo Ogawa

    Journal of Bacteriology   183 ( 9 )   2779 - 2784   2001年5月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Society for Microbiology  

    ABSTRACT

    Genes encoding polypeptides of an ATP binding cassette (ABC)-type ferric iron transporter that plays a major role in iron acquisition in Synechocystis sp. strain PCC 6803 were identified. These genes are slr1295, slr0513, slr0327 , and recently reported sll1878 (Katoh et al., J. Bacteriol. 182:6523–6524, 2000) and were designated futA1, futA2, futB , and futC , respectively, for their involvement in ferric iron uptake. Inactivation of these genes individually or futA1 and futA2 together greatly reduced the activity of ferric iron uptake in cells grown in complete medium or iron-deprived medium. All the fut genes are expressed in cells grown in complete medium, and expression was enhanced by iron starvation. The futA1 and futA2 genes appear to encode periplasmic proteins that play a redundant role in iron binding. The deduced products of futB and futC genes contain nucleotide-binding motifs and belong to the ABC transporter family of inner-membrane-bound and membrane-associated proteins, respectively. These results and sequence similarities among the four genes suggest that the Fut system is related to the Sfu/Fbp family of iron transporters. Inactivation of slr1392 , a homologue of feoB in Escherichia coli , greatly reduced the activity of ferrous iron transport. This system is induced by intracellular low iron concentrations that are achieved in cells exposed to iron-free medium or in the fut -less mutants grown in complete medium.

    DOI: 10.1128/jb.183.9.2779-2784.2001

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  • A Gene of Synechocystis sp. Strain PCC 6803 Encoding a Novel Iron Transporter 査読

    Hirokazu Katoh, Arthur R. Grossman, Natsu Hagino, Teruo Ogawa

    Journal of Bacteriology   182 ( 22 )   6523 - 6524   2000年11月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Society for Microbiology  

    ABSTRACT

    A mutant of Synechocystis sp. strain PCC 6803 disrupted for sll1878 exhibited greatly reduced Fe 3+ transport activity. The K m value of sll1878 -dependent Fe 3+ transport in cells grown in iron-replete medium was 0.5 μM. Both the maximal rate and K m value were increased in iron-starved cells.

    DOI: 10.1128/jb.182.22.6523-6524.2000

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  • Photosynthetic Electron Transport Involved in PxcA-Dependent Proton Extrusion in Synechocystis sp. Strain PCC6803: Effect of pxcA Inactivation on CO 2 , HCO 3 , and NO 3 Uptake 査読

    Masatoshi Sonoda, Hirokazu Katoh, Wim Vermaas, George Schmetterer, Teruo Ogawa

    Journal of Bacteriology   180 ( 15 )   3799 - 3803   1998年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Society for Microbiology  

    ABSTRACT

    The product of pxcA (formerly known as cotA ) is involved in light-induced Na + -dependent proton extrusion. In the presence of 2,5-dimethyl- p -benzoquinone, net proton extrusion by Synechocystis sp. strain PCC6803 ceased after 1 min of illumination and a postillumination influx of protons was observed, suggesting that the PxcA-dependent, light-dependent proton extrusion equilibrates with a light-independent influx of protons. A photosystem I (PS I) deletion mutant extruded a large number of protons in the light. Thus, PS II-dependent electron transfer and proton translocation are major factors in light-driven proton extrusion, presumably mediated by ATP synthesis. Inhibition of CO 2 fixation by glyceraldehyde in a cytochrome c oxidase (COX) deletion mutant strongly inhibited the proton extrusion. Leakage of PS II-generated electrons to oxygen via COX appears to be required for proton extrusion when CO 2 fixation is inhibited. At pH 8.0, NO 3 uptake activity was very low in the pxcA mutant at low [Na + ] (∼100 μM). At pH 6.5, the pxcA strain did not take up CO 2 or NO 3 at low [Na + ] and showed very low CO 2 uptake activity even at 15 mM Na + . A possible role of PxcA-dependent proton exchange in charge and pH homeostasis during uptake of CO 2 , HCO 3 , and NO 3 is discussed.

    DOI: 10.1128/jb.180.15.3799-3803.1998

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  • The use of mutants in the analysis of the CO2-concentrating mechanism in cyanobacteria 査読

    Hiroshi Ohkawa, Masatoshi Sonoda, Hirokazu Katoh, Teruo Ogawa

    Canadian Journal of Botany   76 ( 6 )   1035 - 1042   1998年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Canadian Science Publishing  

    Mutants of cyanobacteria defective in parts of the CO2-concentrating mechanism are classified into three types. (i) Mutants defective in inorganic carbon transporters. One of these mutants was constructed by inactivating cmpA encoding 42 kDa protein in the cytoplasmic membrane. (ii) Mutants defective in NAD(P)H dehydrogenase(s). There are five ndhD genes in Synechocystis PCC6803, two of them expressed constitutively and three inducible by low CO2. Two kinds of NAD(P)H dehydrogenase appear to be involved in energizing and inducing the high affinity inorganic carbon transport system. (iii) Mutants defective in carboxysome with impaired ccm or icfA genes. New type of mutants with impaired cotA (renamed as pxcA) have also been isolated. These mutants did not show light-induced proton extrusion and were unable to grow at acidic pHs. A mutant constructed by inactivating cotA (pxcA) in the wild-type Synechocystis was unable to transport CO2 at pH 6.5. We concluded that cotA (pxcA) has a role in light-induced proton extrusion that is essential at acidic pHs to extrude protons produced during CO2 transport.Key words: CO2-concentrating mechanism (CCM), CO2 transport, NAD(P)H dehydrogenase, proton extrusion, carboxysome, mutant.

    DOI: 10.1139/b98-076

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  • Size of cotA and identification of the gene product in Synechocystis sp. strain PCC6803 査読

    M Sonoda, K Kitano, A Katoh, H Katoh, H Ohkawa, T Ogawa

    Journal of Bacteriology   179 ( 12 )   3845 - 3850   1997年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Society for Microbiology  

    cotA of Synechocystis sp. strain PCC6803 is a gene involved in light-induced proton extrusion (A. Katoh, M. Sonoda, H. Katoh, and T. Ogawa, J. Bacteriol. 178:5452-5455, 1996). There are two possible initiation codons in cotA, and either long (L-) or short (S-) cotA encoding a protein of 440 or 247 amino acids could be postulated. To determine the gene size, we inserted L-cotA and S-cotA into the genome of a cotA-less mutant (M29) to construct M29(L-cotA) and M29(S-cotA), respectively. M29(L-cotA) showed essentially the same net proton movement profile as the wild type, whereas no light-induced proton extrusion was observed with M29(S-cotA). Two kinds of antibodies were raised against partial gene products of the N- and C-terminal regions of L-cotA, respectively, fused to glutathione S-transferase expressed in Escherichia coli. Both antibodies cross-reacted with a band at 52 kDa in both cytoplasmic and thylakoid membrane fractions of the wild-type cells. The same cross-reacting band was present in the membranes of M29(L-cotA) but not in M29 or M29(S-cotA). These antibodies cross-reacted more strongly with the cytoplasmic membrane fraction than with the thylakoid membrane fraction. The antibody against NrtA, a nitrate transporter protein present only in the cytoplasmic membrane, also cross-reacted with the thylakoid membrane fraction strongly. Based on these results we concluded that CotA of 440 amino acids (51 kDa) is located in the cytoplasmic membrane. Whether CotA is absent in the thylakoid membrane remains to be solved.

    DOI: 10.1128/jb.179.12.3845-3850.1997

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  • Cloning of the cotA gene of Synechococcus PCC7942 and complementation of a cotA-less mutant of Synechocystis PCC6803 with chimeric genes of the two strains 査読

    Masatoshi Sonoda, Hirokazu Katoh, Hiroshi Ohkawa, Teruo Ogawa

    Photosynthesis Research   54 ( 2 )   99 - 105   1997年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1023/a:1005830303453

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  • Absence of light-induced proton extrusion in a cotA-less mutant of Synechocystis sp. strain PCC6803 査読

    A Katoh, M Sonoda, H Katoh, T Ogawa

    Journal of Bacteriology   178 ( 18 )   5452 - 5455   1996年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Society for Microbiology  

    cotA of Synechocystis sp. strain PCC6803 was isolated as a gene that complemented a mutant defective in CO2 transport and is homologous to cemA that encodes a chloroplast envelope membrane protein (A. Katoh, K.S. Lee, H. Fukuzawa, K. Ohyama, and T. Ogawa, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:4006-4010, 1996). A mutant (M29) constructed by replacing cotA in the wild-type (WT) Synechocystis strain with the omega fragment was unable to grow in BG11 medium (approximately 17 mM Na+) at pH 6.4 or at any pH in a low-sodium medium (100 microM Na+) under aeration with 3% (vol/vol) CO2 in air. The WT cells grew well in the pH range between 6.4 and 8.5 in BG11 medium but only at alkaline pH in the low-sodium medium. Illumination of the WT cells resulted in an extrusion followed by an uptake of protons. In contrast, only proton uptake was observed for the M29 mutant in the light without proton extrusion. There was no difference in sodium uptake activity between the WT and mutant. The mutant still possessed 51% of the WT CO2 transport activity in the presence of 15 mM NaCl. On the basis of these results we concluded that cotA has a role in light-induced proton extrusion and that the inhibition of CO2 transport in the M29 mutant is a secondary effect of the inhibition of proton extrusion.

    DOI: 10.1128/jb.178.18.5452-5455.1996

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書籍等出版物

  • The Chloroplast: From Molecular Biology to Biotechnology

    Sonoda, M., Katoh, H., Ohkawa, H., Vermaas, W., and Ogawa, T.( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Chloroplast Envelope Membrane)

    Kluwer, The Netherlands  1999年 

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  • Photosynthesis: Mechanisms and Effects

    M. Sonoda, H. Katoh, W. Vermaas, T. Ogawa( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Molecular physiology)

    Kluwer, The Netherlands  1998年 

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MISC

  • 一卵性双生児のトランスクリプトーム解析

    加藤 大和, 小川 寛人, 本田 知之

    第37回 中国四国ウイルス研究会プログラム・抄録集   2023年9月

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  • コウモリ培養細胞における内在性フィロウイルス様配列の機能解析

    小川 寛人, 加藤大和, 本田 知之

    第37回 中国四国ウイルス研究会プログラム・抄録集   2023年9月

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  • CRISPR-Cas13b によるボルナ病ウイルス抑制効果の検討

    佐々木甚徳, 小川寛人, 加藤大和, 本田知之

    第37回 中国四国ウイルス研究会プログラム・抄録集   2023年9月

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  • マールブルグウイルス VP35 蛋白質と相互作用する新規宿主因子の探索

    大亀雄暉, 執行沙織, 前田唯花, 小川寛人, 加藤大和, 本田知之

    第37回 中国四国ウイルス研究会プログラム・抄録集   2023年9月

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  • ボルナ病ウイルス感染時における低分子 RNA の感染抑制効果について

    廣田直哉, 小川寛人, 加藤大和, 本田知之

    第37回 中国四国ウイルス研究会プログラム・抄録集   2023年9月

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  • Interferon-stimulated long noncoding RNA のインターフェロン 経路における作用機序の解析

    前川由依, 守山友梨, 小川寛人, 加藤大和, 本田知之

    第37回 中国四国ウイルス研究会プログラム・抄録集   2023年9月

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  • コウモリ遺伝子に認められる内在性フィロウイルス様配列の機能解析

    小川 寛人, 加藤大和, 本田 知之

    第70回 日本ウイルス学会学術集会 Program Book   2023年9月

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  • 自然免疫に関与する長鎖ノンコーディングRNAの探索

    前川 由依, 守山 友梨, 小川 寛人, 難波 ひかる, 加藤 大和, 本田 知之

    第36回 中国四国ウイルス研究会プログラム・抄録集   2022年10月

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  • 低分子RNAを用いたボルナ病ウイルス感染の新しい制御法の開発

    廣田直哉, 小川寛人, 難波ひかる, 加藤大和, 本田知之

    第36回 中国四国ウイルス研究会プログラム・抄録集   2022年10月

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  • CRISPR-Cas13bによるボルナ病ウイルス抑制効果の検討

    佐々木 甚徳, 小川 寛人, 難波 ひかる, 加藤 大和, 本田 知之

    第36回 中国四国ウイルス研究会プログラム・抄録集   2022年10月

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  • コウモリ細胞におけるマールブルグウイルスミニゲノムレポーターアッセイの構築

    小川 寛人, 難波 ひかる, 加藤 大和, 本田 知之

    第36回 中国四国ウイルス研究会プログラム・抄録集   2022年10月

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  • イネ胚乳変異体の分子遺伝学的解析

    加藤大和, 小林裕子, 小林一成, 北野英己, 武田真, 服部束穂

    第61回 日本植物生理学会 年会   2020年3月

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  • イネ胚乳の発生におけるプラスチドシグナリングの関与

    加藤大和, 深井真央, 阿南秀, 佐藤豊, 志水佐江, 北野英己, 小林裕子, 小林一成, 武田真, 服部束穂

    第60回 日本植物生理学会 年会   2019年3月

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  • 異所的なアリューロン様細胞を生じるイネ新規変異体 abnormal aleurone layer 2 の解析

    加藤 大和, 小林 裕子, 小林 一成, 北野英己, 武田 真, 服部 束穂

    第134回講演会・第60回シンポジウム 日本育種学会   2018年9月

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  • アリューロンが多層化するイネ胚乳変異体 abnormal aleurone layer 1 (aal1) の解析

    加藤 大和, 深井 麻央, 黒谷 賢一, 佐藤 豊, 北野 英己, 長戸 康郎, 小林 裕子, 小林 一成, 武田 真, 服部 束穂

    第128 回 日本育種学会   2015年9月

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  • イネ胚乳発生異常変異体 endosperm defective 1 (end1)の原因遺伝子はシキミ酸経路初発酵素をコードする

    黒谷 賢一, 加藤 大和, 高藤 良典, 小林 裕子, 小林 一成, 佐藤 豊, 桧原 健一郎, 長戸 康郎, 北野 英己, In-Sun Yoon, 武田 真, 服部 束穂

    第128 回 日本育種学会   2015年9月

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  • 種子休眠と発芽―胚成長の停止と再開という視点から

    加賀谷安章, 脇坂恵, 加賀谷道子, 岩田昇悟, 加藤大和, 山本章子, 武田真, 服部束穂

    第55回 日本植物生理学会 年会   2014年3月

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  • イネ胚乳の初期発生 -無胚乳変異体 enl1の解析を中心に-

    服部 束穂, 加藤 大和, 原 睦美

    第122回 日本育種学会   2012年9月

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  • イネ無胚乳変異原因遺伝子ENL1はSNF2ヘリカーゼ様タンパク質をコードする

    加藤大和, 原睦美, 佐藤豊, 北野英己, 長戸康郎, 石川亮, 木下哲, 武田真, 服部束穂

    第52回 日本植物生理学会   2011   0060 - 0060   2011年3月

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    出版者・発行元:日本植物生理学会  

    イネ無胚乳変異体enl1は劣性一遺伝子座の変異で、その種子は胚乳を形成できない。一方、その胚は肥大化し休眠性を喪失しているが発芽能をもつ。我々はenl1のマッピングを行い、第4染色体長腕上テロメア近くに存在する推定遺伝子領域のエキソン内に欠失変異を見つけた。さらにこの遺伝子領域を含む野生型ゲノム断片を用いた形質転換によりenl1変異の表現型が完全に相補されたことから、本遺伝子がenl1変異の原因遺伝子であると結論した。ENL1遺伝子はSNF2ファミリーATPaseドメインとHELICcドメインを持つSNF2様ヘリカーゼをコードし、植物のみならず広く真核生物にそのオルソログが存在する。ヒトのENL1オルソログであるPICHタンパク質は細胞分裂時の染色体凝集や染色体腕部のアーキテクチャー維持、あるいは姉妹染色分体の解離に必要であることが報告されている。PI染色法を用いて初期胚乳形成過程の核・染色体の様子を共焦点レーザー顕微鏡観察したところ、野生型では細胞化に先立つ遊離核の一様な分布が見られたのに対し、enl1変異体では染色体の分離異常の結果と考えられる巨大化した核が観察された。これらの結果は、多核期胚乳における染色体サイクルの異常が、enl1変異体における無胚乳表現型の原因であることを示している。

    DOI: 10.14841/jspp.2011.0.0060.0

    CiNii Article

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  • イネSNF2ヘリカーゼ様タンパク質をコードするENDOSPERMLESS1(ENL1)の欠損は胚乳核の分裂異常を示す

    原 睦美, 加藤 大和, 佐藤 豊, 北野 英己, 長戸 康郎, 石川 亮, 木下 哲, 武田 真, 服部 束穂

    第33回 日本分子生物学会 年会   2010年12月

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  • イネ種子の吸水・発芽時におけるトランスクリプトーム解析と植物ホルモン生合成遺伝子のダイナミックな発現変化

    岩田 昇悟, 加藤 大和, 保浦 徳昇, 杉本 和彦, 矢野 昌裕, 武田 真, 服部 束穂

    第33回 日本分子生物学会 年会   2010年12月

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  • イネFOX系統を利用した環境ストレス耐性遺伝子の同定と解析

    黒谷 賢一, 山中 一将, 小川 大輔, 戸田 陽介, 田中 舞子, 山本 章子, 加藤 大和, 市川 裕章, 服部 束穂, 武田 真

    第33回 日本分子生物学会 年会   2010年12月

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  • FOX hunting system を利用したイネの環境ストレス耐性関連遺伝子の探索

    黒谷 賢一, 山中 一将, 小川 大輔, 水谷 恵, 戸田 陽介, 田中 舞子, 山本 章子, 加藤 大和, 市川 裕章, 服部 束穂, 武田 真

    第32回 日本分子生物学会 年会   2009年12月

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  • FOXハンティング法を利用したイネの環境ストレス耐性遺伝子の探索

    黒谷賢一, 山中一将, 小川大輔, 水谷恵, 戸田陽介, 田中舞子, 山本章子, 加藤大和, 市川裕章, 服部束穂, 武田真

    第50回 日本植物生理学会 年会   2009年3月

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  • 植物の高浸透圧ストレス応答におけるフォスファチジルイノシトール4キナーゼの役割

    加藤大和, 青田友美, 小林裕子, 加藤悦子, 服部束穂

    第48回 日本植物生理学会 年会   2007年3月

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  • 浸透圧調節に必須なラン藻のNaで活性化するKトランスポーターの解析

    松田信行, 小林弘, 中村辰之介, Evert Bakker, 加藤大和, 小川晃男, 魚住信之

    第46回 日本植物生理学会 年会   2005年3月

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  • らん藻 Synechocystis sp. PCC6803 の K+ トランスポーターの機能解析

    松田信行, 小林弘, 中村辰之介, Evert Bakker, 加藤大和, 小川晃男, 魚住信之

    第44回 日本植物生理学会 年会   2003年3月

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  • シアノバクテリアの鉄輸送機構 招待

    加藤大和

    化学と生物   40 ( 11 )   703 - 705   2002年11月

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    記述言語:日本語  

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  • The inorganic carbon acquisition systems in cyanobacteria

    柴田真理, 加藤大和, 大河浩, 福澤秀哉, Kaplan, A, 小川晃男

    日本光合成研究会 第2回 シンポジウム   2002年5月

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  • ラン藻 Sybechocystis sp. strain PCC 6803 におけるマンガン感受に関わるヒスチジンキナーゼ

    加藤大和, 包定輝, 柴田真理, Maitrayee Pakrasi, 小川晃男, Himadri Pakrasi

    第43回 日本植物生理学会 年会   2002年3月

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  • ラン藻 Synechocystis sp. PCC6803 の Na+ 依存性 HCO3- transporter

    柴田真理, 加藤大和, 福澤秀哉, 小川晃男

    第 43回 日本植物生理学会 年会   2002年3月

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  • らん藻 Synechocystis sp. PCC6803 の K+ トランスポーターの機能解析

    松田信行, 小林弘, 中村辰之介, Evert Bakker, 加藤大和, 小川晃男, 魚住信之

    第43回 日本植物生理学会 年会   2002年3月

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  • らん藻 Synechocystis sp. PCC 6803 の鉄輸送体タンパク質 FutA1 の鉄結合活性の解析

    加藤大和, 小川晃男

    第42回 日本植物生理学会 年会   2001年3月

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  • らん藻 Synechocystis PCC 6803 の亜鉛 ABC transporter とその制御に関わる遺伝子

    柴田真理, 加藤大和, Himadori Pakrasi, 小川晃男, Maitray B. Pakrasi

    第42回 日本植物生理学会 年会   2001年3月

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  • らん藻 Synechocystis PCC6803 において鉄輸送を担う 3 つの ORF

    加藤大和, Arthur R. Grossman, 小川晃男

    第41回 日本植物生理学会 年会   2000年3月

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  • A gene of Synechocystis sp. PCC6803 encoding a novel iron transporter

    加藤大和, Arthur R. Grossman, 小川晃男

    第25回 生体エネルギー研究会   1999年8月

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  • A novel iron transporter gene in Synechocystis PCC6803

    Hirokazu KATOH, Arthur GROSSMAN, Teruo OGAWA

    第40回 日本植物生理学会 年会   1999年3月

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  • Synechocystis PCC6803 の PexA 依存型プロトン放出に関与する電子伝達

    園田雅俊, 加藤大和, W. Vermaas, G. Schmetterer, 小川晃男

    第39回 日本植物生理学会 年会   1998年5月

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  • ラン藻の光依存性 H+ 放出における CotA の役割

    園田雅俊, 加藤彰, 加藤大和, 北野勝彦, 大河浩, 小川晃男

    第38回 日本植物生理学会 年会   1997年3月

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  • ラン藻 Synechocystis PCC6803 における 5 つの ndhD 遺伝子の発現におよぼす低 CO2 の影響

    大河浩, 園田雅俊, 加藤大和, 小川晃男

    第38回 日本植物生理学会 年会   1997年3月

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  • ラン藻のcemA 相同遺伝子(cotA)のプロトン放出における役割

    園田雅俊, 加藤彰, 加藤大和, 北野勝彦, 大河浩, 小川晃男

    第22回 生体エネルギー研究会   1996年12月

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  • カイコ卵の seven-up 相同体 cDNA の構造と解析

    加藤大和, 新美輝幸, 柳沼利信

    第65回 日本蚕糸学会   1995年4月

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  • カイコ卵の seven-up 相同体 cDNA の解析

    加藤大和, 新美輝幸, 柳沼利信

    第46回 日本蚕糸学会東海支部   1994年11月

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  • カイコ卵の Seven up 相同体タンパク質の遺伝子解析

    加藤大和, 新美輝幸, 柳沼利信

    第64回 日本蚕糸学会   1994年4月

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講演・口頭発表等

  • Rice ENDOSPERMLESS1, an SNF2 family chromatin remodeling helicase, plays an essential role in nuclear proliferation during syncytial endosperm development in rice

    第12回日仏植物科学ワークショップ「植物の環境応答」  2014年10月 

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    開催年月日: 2014年10月27日 - 2014年10月29日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • ENDOSPERMLESS1, an SNF2 Family Chromatin Remodeling helicase, Plays a Vital Role in Nuclear Proliferation during Syncytial Endosperm Development in Rice

    IPMB2012 International Plant Molecular Biology Congress  2012年10月 

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    開催年月日: 2012年10月21日 - 2012年10月26日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Iron transport systems in the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803 招待

    2001年8月 

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    開催年月日: 2001年8月18日 - 2001年8月23日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • A novel gene of Synechocystis PCC6803 encoding an inducible iron transporter

    EUROPEAN RESEARCH CONFERENCE on the molecular bioenergetics of cyanobacteria: Energy conversion and electron transport  1999年6月 

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    開催年月日: 1999年6月5日 - 1999年6月10日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Genes essential to inorganic carbon acquisition in cyanobacteria

    The 5th European Workshop on Molecular Biology of Cyanobacteria  2002年6月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • NGS解析によるイネ穀粒品質関連遺伝子の同定

    研究課題/領域番号:19H00308  2019年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究  奨励研究

    加藤 大和

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    配分額:540000円 ( 直接経費:540000円 )

    イネ穀粒の品質制御に関わる遺伝子に異常を持つ人為変異体2系統について、全ゲノムDNAのリシーケンシング解析を実施し、それぞれの変異表現型とアリル頻度とが高い相関を示すゲノム領域を同定した。アリル頻度のインデックスプロットから、aa14変異体は第10番染色体の+1.4Mb付近に、aa17は同じく第10番染色体の+0.3Mb付近にピークを持つことが示された。これらの領域付近において、それぞれの変異体表現型との関連が推察される遺伝子領域内に変異を持つアリルが何カ所か見つかったことから、今後は遺伝子破壊や機能相補試験等により、さらに変異体の原因遺伝子の同定を進める必要がある。

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  • 酒米ゲノムのSNP情報を利用した安価で実用的な新規CAPSマーカーセットの開発

    研究課題/領域番号:18H00325  2018年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究  奨励研究

    加藤 大和

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    配分額:340000円 ( 直接経費:340000円 )

    多くの酒米の玄米はその中央部付近に白濁した領域を持ち、心白と呼ばれている。心白がある米は麹菌のはぜ込みが良く、酒造りに適していると言われている。一方で食用米であるコシヒカリなどでは心白はほとんど発現しない。胚乳心白形質のQTL解析を安価で簡便に行うため、五百万石とコシヒカリについて、東京農業大学生物資源ゲノム解析センターより公開されているゲノム情報を元に新規CAPSマーカーの作製を試みた。解析に用いる制限酵素を6種類の安価な酵素に限定し、自作のPerlスクリプトを用いて日本晴リファレンス配列に対する両品種の全SNPsからCAPS解析が可能なSNPサイトを抽出した。それらのうち両品種に共通したSNPを除外し、1055ヶ所の品種間CAPS候補サイトを得た。この中から12本の染色体をなるべく均等にカバーするように143ヶ所を選び出し、実際にPCR法によりゲノム断片を増幅し、対象の制限酵素で処理してアガロースゲル電気泳動により泳動パターンを比較したところ、84ヶ所において五百万石/コシヒカリ間で多型が存在し、遺伝子型の識別が可能であった。最も多くのCAPSサイトを同定できた染色体は1番染色体でその数は12であった。最も少ない染色体は12番染色体でその数は3であった。しかし12番染色体のCAPSマーカーはそれぞれ染色体短腕末端と長腕末端および中央部付近に位置しており、大まかなマッピングには使用可能であった。本研究で開発したイネの新規CAPSマーカーは心白関連遺伝子のみならず、大粒性や低タンパク含量など酒米の重要諸形質に関わる遺伝子座のQTL解析にも使用可能であり、酒米分子育種のための基盤となるものである。

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  • イネ無胚乳変異体の解析による多核胚乳形成機構の解明

    研究課題/領域番号:25450005  2013年04月 - 2017年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    服部 束穂, 長戸 康郎, 加藤 大和, 黒谷 賢一, 宮田 康弘

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    配分額:5200000円 ( 直接経費:4000000円 、 間接経費:1200000円 )

    多くの被子植物の種子形成過程では、重複受精によって生じた胚乳原核は細胞質分裂を経ない核分裂により多核胚乳形成する。イネでは数千個の核をもつ多核胚乳が形成される。
    このようなイネ胚乳初期発生の制御メカニズムに関する知見を深めるために、成熟種子においては胚乳組織が欠損しているイネの無胚乳変異体enl2の解析を進めた。その結果enl2変異体は多核胚乳期おける染色体分離や核の離散に異常を示すことが明らかになった。さらに変異の原因遺伝子候補を次世代シーケンサで同定したところ、クラミドモナス等の生物で核膜融合や減数分裂にも機能するとされるタンパク質に類似したタンパク質をコードする遺伝子が浮かび上がった。

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担当授業科目

  • ウイルス学 (2023年度) 特別  - その他

  • ウイルス学実習 (2023年度) 特別  - その他

  • 感染症と戦う (2023年度) 第2学期  - 月1~2