研究活動情報

• 2015年03月 日本農芸化学会, 農芸化学奨励賞, 光合成CO2固定酵素RuBisCOの機能進化研究

  蘆田 弘樹

  日本国

  国内学会・会議・シンポジウム等の賞


• 2010年05月 日本生化学会近畿支部, 優秀発表賞, RuBisCO-like proteinを用いた光合成CO2固定酵素RuBisCOの分子進化研究

  蘆田 弘樹

  日本国

  国内学会・会議・シンポジウム等の賞

• Transient molecular chimerism for exploiting xenogeneic organelles.

  Yuichiro Kashiyama, Moe Maruyama, Masami Nakazawa, Tsuyoshi Kagamoto, Hiroki Imanishi, Sayaka Yamamoto, Mio Inoue, Ryo Onuma, Goro Tanifuji, Hiroki Ashida, Noriko Inada, Koichiro Awai, Shin-Ya Miyagishima

  The symbiogenetic origin of organelles, such as chloroplasts, is established, and organelle genomes provide evidence of prokaryotic ancestry. Nevertheless, most organelle proteins are nuclear-encoded and function in concert with those expressed from the organelle genomes, representing constitutive molecular chimerism. The evolutionary forces generating chimerism have been widely discussed, but without much evidence. Here we provide biochemical evidence of transient molecular chimerism in nature, along with a possible mechanistic explanation for chimerism. In the flagellate, Rapaza viridis, nuclear-encoded proteins support photosynthesis in transient, xenogeneic chloroplasts (kleptoplasts) acquired from the green alga Tetraselmis sp. We focused on two putative kleptoplast-targeted proteins: a RuBisCO small subunit-like protein (RvRbcS-like) and a RuBisCO activase homologue. Immunofluorescence microscopy confirmed the kleptoplast localization of the proteins, and the knockdown and knockout experiments demonstrated impaired photosynthesis, particularly for RvRbcS-like. The unique carboxyl-terminal extension of the RvRbcS-like protein suggests that it has an additional role in pyrenoid reorganization, a key step in kleptoplast remodelling. Protein translocation into kleptoplasts requires rapid, de novo assembly of transport systems after each acquisition, unlike the constitutive chimerism of established organelles. This previously unreported phenomenon in eukaryotes positions R. viridis as a unique, genetically tractable model for investigating the molecular and evolutionary origins of organelles.

  2026年03月, Nature communications, 17(1) (1), 英語, 国際誌

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  研究論文（学術雑誌）


• Metabolic analysis reveals the contribution of mechanosensitive channel MscM to extracellular release of glutamate in glycogen-deficient Synechococcus elongatus

  Yuichi Kato, Kouhei Kamasaka, Mami Matsuda, Hiroko Koizumi, Ryudo Ohbayashi, Hiroki Ashida, Akihiko Kondo, Tomohisa Hasunuma

  Elsevier BV, 2024年12月, Journal of Bioscience and Bioengineering

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Glycogen deficiency enhances carbon partitioning into glutamate for an alternative extracellular metabolic sink in cyanobacteria.

  Yuichi Kato, Ryota Hidese, Mami Matsuda, Ryudo Ohbayashi, Hiroki Ashida, Akihiko Kondo, Tomohisa Hasunuma

  Glycogen serves as a metabolic sink in cyanobacteria. Glycogen deficiency causes the extracellular release of distinctive metabolites such as pyruvate and 2-oxoglutarate upon nitrogen depletion; however, the mechanism has not been fully elucidated. This study aimed to elucidate the mechanism of carbon partitioning in glycogen-deficient cyanobacteria. Extracellular and intracellular metabolites in a glycogen-deficient ΔglgC mutant of Synechococcus elongatus PCC 7942 were comprehensively analyzed. In the presence of a nitrogen source, the ΔglgC mutant released extracellular glutamate rather than pyruvate and 2-oxoglutarate, whereas its intracellular glutamate level was lower than that in the wild-type strain. The de novo synthesis of glutamate increased in the ΔglgC mutant, suggesting that glycogen deficiency enhanced carbon partitioning into glutamate and extracellular excretion through an unidentified transport system. This study proposes a model in which glutamate serves as the prime extracellular metabolic sink alternative to glycogen when nitrogen is available.

  2024年02月, Communications biology, 7(1) (1), 233 - 233, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• ppGpp accumulation reduces the expression of the global nitrogen homeostasis-modulating NtcA regulon by affecting 2-oxoglutarate levels

  Ryota Hidese, Ryudo Ohbayashi, Yuichi Kato, Mami Matsuda, Kan Tanaka, Sousuke Imamura, Hiroki Ashida, Akihiko Kondo, Tomohisa Hasunuma

  Abstract The cyanobacterium Synechococcus elongatus PCC 7942 accumulates alarmone guanosine tetraphosphate (ppGpp) under stress conditions, such as darkness. A previous study observed that artificial ppGpp accumulation under photosynthetic conditions led to the downregulation of genes involved in the nitrogen assimilation system, which is activated by the global nitrogen regulator NtcA, suggesting that ppGpp regulates NtcA activity. However, the details of this mechanism have not been elucidated. Here, we investigate the metabolic responses associated with ppGpp accumulation by heterologous expression of the ppGpp synthetase RelQ. The pool size of 2-oxoglutarate (2-OG), which activates NtcA, is significantly decreased upon ppGpp accumulation. De novo ¹³C-labeled CO₂ assimilation into the Calvin-Benson-Bassham cycle and glycolytic intermediates continues irrespective of ppGpp accumulation, whereas the labeling of 2-OG is significantly decreased under ppGpp accumulation. The low 2-OG levels in the RelQ overexpression cells could be because of the inhibition of metabolic enzymes, including aconitase, which are responsible for 2-OG biosynthesis. We propose a metabolic rearrangement by ppGpp accumulation, which negatively regulates 2-OG levels to maintain carbon and nitrogen balance.

  Springer Science and Business Media LLC, 2023年12月, Communications Biology, 6(1) (1)

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Effect of chronic administration with human thioredoxin-1 transplastomic lettuce on diabetic mice.

  Rie Watanabe, Hiroki Ashida, Mikiko Kobayashi-Miura, Akiho Yokota, Junji Yodoi

  Scope: Human thioredoxin-1 (hTrx-1) is a defensive protein induced by various stresses and exerts antioxidative and anti-inflammatory effects. Previously, we described a transplastomic lettuce overexpressing hTrx-1 that exerts a protective effect against oxidative damage in a pancreatic β-cell line. In this study, we treated diabetic mice (Akita mice) with exogenous hTrx-1 and evaluated the effects. Methods and results: Treatment with drinking water and single applications of exogenous hTrx-1 did not influence the feeding, drinking behavior, body weight, blood glucose, or glycosylated hemoglobin (HbA1c) levels in Akita mice. However, chronic administration of a 10% hTrx-1 lettuce-containing diet was associated with a significant reduction from the baseline of HbA1c levels compared with mice fed a wild-type lettuce-containing diet. It also resulted in an increased number of goblet cells in the small intestine, indicating that mucus was synthesized and secreted. Conclusion: Our results revealed that the administration of an hTrx-1 lettuce-containing diet improves the baseline level of HbA1c in Akita mice. This effect is mediated through goblet cell proliferation and possibly related to protection against postprandial hyperglycemia by mucus, which results in the improvement of blood glucose control. These findings suggest that the hTrx-1 lettuce may be a useful tool for the continuous antioxidative and antidiabetic efficacies of the hTrx-1 protein.

  2021年08月, Food science & nutrition, 9(8) (8), 4232 - 4242, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Reaction of ribulose biphosphate carboxylase/oxygenase assembled on a DNA scaffold

  Huyen Dinh, Eiji Nakata, Peng Lin, Masayuki Saimura, Hiroki Ashida, Takashi Morii

  2019年11月, BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY, 27(22) (22), 115120 - 115120, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Learning RuBisCO's birth and subsequent environmental adaptation

  Hiroki Ashida, Eiichi Mizohata, Akiho Yokota

  2019年02月, BIOCHEMICAL SOCIETY TRANSACTIONS, 47(1) (1), 179 - 185, 英語, 国際誌

  [査読有り]

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• Increasing photosynthesis/RuBisCO and CO2-concentrating mechanisms

  Hiroki Ashida, Akiho Yokota

  Elsevier, 2019年01月, Comprehensive Biotechnology, 169 - 180, 英語

  論文集(書籍)内論文


• Revisiting the methionine salvage pathway and its paralogues

  Agnieszka Sekowska, Hiroki Ashida, Antoine Danchin

  2019年01月, MICROBIAL BIOTECHNOLOGY, 12(1) (1), 77 - 97, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• A RuBisCO-mediated carbon metabolic pathway in methanogenic archaea

  Takunari Kono, Sandhya Mehrotra, Chikako Endo, Natsuko Kizu, Mami Matusda, Hiroyuki Kimura, Eiichi Mizohata, Tsuyoshi Inoue, Tomohisa Hasunuma, Akiho Yokota, Hiroyoshi Matsumura, Hiroki Ashida

  2017年01月, NATURE COMMUNICATIONS, 8, 14007 - 14007, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

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• Potato yield enhancement through intensification of sink and source performances

  Akira Katoh, Hiroki Ashida, Ichiro Kasajima, Shigeru Shigeoka, Akiho Yokota

  2015年01月, BREEDING SCIENCE, 65(1) (1), 77 - 84, 英語, 国内誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Plausible Novel Ribose Metabolism Catalyzed by Enzymes of the Methionine Salvage Pathway in Bacillus subtilis

  Toshihiro Nakano, Yohtaro Saito, Akiho Yokota, Hiroki Ashida

  2014年05月, BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 77(5) (5), 1104 - 1107, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Structural and biochemical basis for the inhibition of cell death by APIP, a methionine salvage enzyme

  Wonchull Kang, Se Hoon Hong, Hye Min Lee, Na Yeon Kim, Yun Chan Lim, Le Thi My Le, Bitna Lim, Hyun Chul Kim, Tae Yeon Kim, Hiroki Ashida, Akiho Yokota, Sang Soo Hah, Keun Ho Chun, Yong-Keun Jung, Jin Kuk Yang

  2014年01月, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 111(1) (1), E54 - E61, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• MtnBD Is a Multifunctional Fusion Enzyme in the Methionine Salvage Pathway of Tetrahymena thermophila

  Toshihiro Nakano, Izuru Ohki, Akiho Yokota, Hiroki Ashida

  2013年12月, PLOS ONE, 8(7) (7), e67385, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• His267 is involved in carbamylation and catalysis of RuBisCO-like protein from Bacillus subtilis

  Toshihiro Nakano, Yohtaro Saito, Akiho Yokota, Hiroki Ashida

  2013年02月, BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS, 431(2) (2), 176 - 180, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Traveling waves of circadian gene expression in lettuce

  Kazuya Ukai, Koji Inai, Norihito Nakamichi, Hiroki Ashida, Akiho Yokota, Yusuf Hendrawan, Haruhiko Murase, Hirokazu Fukuda

  2012年, Environmental Control in Biology, 50(3) (3), 237 - 246, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Increasing Photosynthesis/RuBisCO and CO2-Concentrating Mechanisms

  H. Ashida, A. Yokota

  Elsevier Inc., 2011年09月, Comprehensive Biotechnology, Second Edition, 4, 165 - 176, 英語

  [査読有り]

  論文集(書籍)内論文


• Production of biologically active human thioredoxin 1 protein in lettuce chloroplasts

  Soon Lim, Hiroki Ashida, Rie Watanabe, Koji Inai, Yun-Soo Kim, Keiko Mukougawa, Hirokazu Fukuda, Ken-ichi Tomizawa, Kei-ichi Ushiyama, Hiroshi Asao, Masahiro Tamoi, Hiroshi Masutani, Shigeru Shigeoka, Junji Yodoi, Akiho Yokota

  2011年07月, PLANT MOLECULAR BIOLOGY, 76(3-5) (3-5), 335 - 344, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Generation of transplastomic lettuce with enhanced growth and high yield.

  Yaka Ichikawa, Masahiro Tamoi, Harumi Sakuyama, Takanori Maruta, Hiroki Ashida, Akiho Yokota, Shigeru Shigeoka

  2010年11月, GM Crops, 1, 322 - 326, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• A DEAD box protein is required for formation of a hidden break in Arabidopsis chloroplast 23S rRNA

  Kenji Nishimura, Hiroki Ashida, Taro Ogawa, Akiho Yokota

  2010年09月, PLANT JOURNAL, 63(5) (5), 766 - 777, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• An evolutionally conserved Lys122 is essential for function in Rhodospirillum rubrum bona fide RuBisCO and Bacillus subtilis RuBisCO-like protein

  Toshihiro Nakano, Hiroki Ashida, Eiichi Mizohata, Hiroyoshi Matsumura, Akiho Yokota

  2010年02月, BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS, 392(2) (2), 212 - 216, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Structure of the apo decarbamylated form of 2,3-diketo-5-methylthiopentyl-1-phosphate enolase from Bacillus subtilis

  Haruka Tamura, Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Yasushi Kai, Tsuyoshi Inoue, Akiho Yokota, Hiroyoshi Matsumura

  2009年09月, ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-STRUCTURAL BIOLOGY, 65, 942 - 951, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• A Phosphofructokinase B-Type Carbohydrate Kinase Family Protein, NARA5, for Massive Expressions of Plastid-Encoded Photosynthetic Genes in Arabidopsis

  Taro Ogawa, Kenji Nishimura, Takehiko Aoki, Hisabumi Takase, Ken-Ichi Tomizawa, Hiroki Ashida, Akiho Yokota

  2009年09月, PLANT PHYSIOLOGY, 151(1) (1), 114 - 128, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Structure of the apo decarbamylated form of 2,3-diketo-5-methylthiopentyl-1-phosphate enolase from Bacillus subtilis.

  Haruka Tamura, Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Yasushi Kai, Tsuyoshi Inoue, Akiho Yokota, Hiroyoshi Matsumura

  2,3-Diketo-5-methylthiopentyl-1-phosphate enolase (DK-MTP-1P enolase), a RuBisCO-like protein (RLP), catalyzes the enolization of 2,3-diketo-5-methylthiopentyl-1-phosphate. The crystal structure of the apo decarbamylated form (E form) of Bacillus subtilis DK-MTP-1P enolase (Bs-DK-MTP-1P enolase) has been determined at 2.3 A resolution. The overall structure of the E form of Bs-DK-MTP-1P enolase highly resembles that of Geobacillus kaustophilus DK-MTP-1P enolase (Gk-DK-MTP-1P enolase), with the exception of a few insertions or deletions and of a few residues at the active site. In the E form of Bs-DK-MTP-1P enolase, Lys150 (equivalent to Lys175 in RuBisCO) at the active site adopts a conformation that is distinct from those observed in the other forms of Gk-DK-MTP-1P enolase. This unusual conformational change appears to be induced by changes in the varphi and psi angles of Gly151, which is conserved in the sequences of the Bs-DK-MTP-1P and Gk-DK-MTP-1P enolases but not in those of RuBisCOs. The loop at 303-312, equivalent to the catalytic loop termed ;loop-6' in RuBisCO, is in a closed conformation in the E form of Bs-DK-MTP-1P enolase. The closed conformation appears to be stabilized by Pro312, which is conserved in the sequences of several RLPs (equivalent to Glu338 in RuBisCO). Based on these results, the characteristic structural features of DK-MTP-1P enolase are discussed.

  2009年09月, Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography, 65(Pt 9) (Pt 9), 942 - 51, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Structural and Functional Similarities between a Ribulose-1,5-bisphosphate Carboxylase/Oxygenase (RuBisCO)-like Protein from Bacillus subtilis and Photosynthetic RuBisCO

  Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Tomoko Sakiyama, Nicole Tandeau de Marsac, Antoine Danchin, Agnieszka Sekowska, Akiho Yokota

  2009年05月, JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 284(19) (19), 13256 - 13264, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Crystallization and preliminary X-ray analysis of 2,3-diketo-5-methylthiopentyl-1-phosphate enolase from Bacillus subtilis

  Haruka Tamura, Hiroki Ashida, Shogo Koga, Yohtaro Saito, Tomonori Yadani, Yasushi Kai, Tsuyoshi Inoue, Akiho Yokota, Hiroyoshi Matsumura

  2009年02月, ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS, 65(Pt 2) (Pt 2), 147 - 150, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• RuBisCO-like proteins as the enolase enzyme in the methionine salvage pathway: functional and evolutionary relationships between RuBisCO-like proteins and photosynthetic RuBisCO

  Hiroki Ashida, Yohtaro Saito, Toshihiro Nakano, Nicole Tandeau de Marsac, Agnieszka Sekowska, Antoine Danchin, Akiho Yokota

  2008年05月, JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY, 59(7) (7), 1543 - 1554, 英語, 国際誌

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Enzymatic characterization of 5-methylthioribulose-1-phosphate dehydratase of the methionine salvage pathway in Bacillus subtilis

  Hiroki Ashida, Yohtaro Saito, Chojiro Kojinia, Akiho Yokota

  2008年04月, BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 72(4) (4), 959 - 967, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Crystal structure of RuBisCO-like protein from Bacillus subtilis

  Haruka Tamura, Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Hiroyoshi Matsumura, Yasushi Kai, Akiho Yokota, Tsuyoshi Inoue

  2008年, ACTA CRYSTALLOGRAPHICA A-FOUNDATION AND ADVANCES, 64, C261 - C262, 英語

  [査読有り]


• Crystal structure of 5-methylthioribose 1-phosphate isomerase product complex from Bacillus subtilis: Implications for catalytic mechanism

  Haruka Tamura, Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Tsuyoshi Inoue, Yasushi Kai, Akiho Yokota, Hiroyoshi Matsumura

  2008年01月, PROTEIN SCIENCE, 17(1) (1), 126 - 135, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Molecular mechanisms of RuBisCO biosynthesis in higher plants

  Kenji Nishimura, Taro Ogawa, Hiroki Ashida, Akiho Yokota

  2008年, PLANT BIOTECHNOLOGY, 25(3) (3), 285 - 290, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Enzymatic characterization of 5-methylthioribose 1-Phosphate isomerase from bacillus subtilis

  Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Chopro Kojlma, Haruka Tamura, Hiroyoshi Matsumura, Yasushi Kai, Akiho Yokota

  2007年08月, BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY, 71(8) (8), 2021 - 2028, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Improvement of cyanobacterial RuBisCO by introducing the latch structure of red algal RuBisCO with high specificity for CO2 fixation.

  Nana Ninomiya, Hiroki Ashida, Akiho Yokota

  2007年, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 48, S71 - S71, 英語

  [査読有り]


• Characterization of Arabidopsis mutants for quantitative regulation of RuBisCO.

  Taro Ogawa, Takehiko Aoki, Hiroki Ashida, Akiho Yokota

  2007年, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 48, S214 - S214, 英語

  [査読有り]


• A new Rubisco-like protein coexists with a photosynthetic Rubisco in the planktonic cyanobacteria Microcystis

  Alyssa Carre-Mlouka, Annick Mejean, Philippe Quillardet, Hiroki Ashida, Yohtaro Saito, Akiho Yokota, Isabelle Callebaut, Agnieszka Sekowska, Elke Dittmann, Christiane Bouchier, Nicole Tandeau de Marsac

  2006年08月, JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 281(34) (34), 24462 - 24471, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• RuBisCO生合成機構の分子遺伝学的解析

  小川 太郎, 蘆田 弘樹, 高瀬 尚文, 富澤 健一, 横田 明穂

  高等植物の光合成CO₂固定酵素RuBisCOは、核および葉緑体ゲノムにコードされる2種のサブユニットから構成され、翻訳後修飾や会合などの複雑な段階を経て合成される。この生合成過程において、分子シャペロンや修飾酵素といった多様な因子との相互作用が想定されるが、生合成を支える分子機構の詳細は不明である。本研究では、遺伝学的なアプローチからRuBisCO生合成に必須な因子群を同定することを目的に、RuBisCO生合成変異体の選抜法を確立した。植物にグルタミン合成酵素特異的阻害剤methionine sulfoximineを処理すると、野生株はRuBisCO活性依存的に光呼吸由来のNH₃が葉に高蓄積し枯死に至るが、生合成の異常によりRuBisCO活性が低下した変異体はMSX耐性を示すと予想される。そこで11000粒のシロイヌナズナEMS種子からMSX耐性を指標に選抜を行い、8系統のRuBisCO低活性変異株を単離した。RuBisCO活性低下の原因を調べた結果、全ての株でRuBisCO量あるいは比活性の低下が認められた。これら変異体は、RuBisCO生合成に関わる様々な遺伝子の変異を有していると考えられ、生合成因子群を理解する上で大きく貢献できると期待される。現在、変異部位のマッピングを進めている。

  日本植物生理学会, 2006年, 日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集, 2006, 119 - 119


• Was photosynthetic RuBisCO recruited by acquisitive evolution from RuBisCO-like proteins involved in sulfur metabolism?

  H Ashida, A Danchin, A Yokota

  2005年06月, RESEARCH IN MICROBIOLOGY, 156(5-6) (5-6), 611 - 618, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Crystallization and preliminary X-ray analysis of methylthioribose-1-phosphate isomerase from Bacillus subtilis

  H Tamura, H Matsumura, T Inoue, H Ashida, Y Saito, A Yokota, Y Kai

  2005年06月, ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS, 61, 595 - 598, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Crystal Structure of Methylthioribose-1-phosphate Isomerase from Bacillus subtilis

  Haruka Tamura, Hiroyoshi Matsumura, Tsuyoshi Inoue, Hiroki Ashida, Yohtaro Saito, Akiho Yokota, Yasushi Kai

  2005年, ACTA CRYSTALLOGRAPHICA A-FOUNDATION AND ADVANCES, 61, C207 - C208, 英語

  [査読有り]


• Bacterial variations on the methionine salvage pathway

  A Sekowska, Denervaud, V, H Ashida, K Michoud, D Haas, A Yokota, A Danchin

  2004年03月, BMC MICROBIOLOGY, 4, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• A functional link between RuBisCO-like protein of Bacillus and photosynthetic RuBisCO

  H Ashida, Y Saito, C Kojima, K Kobayashi, N Ogasawara, A Yokota

  2003年10月, SCIENCE, 302(5643) (5643), 286 - 290, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Crystal structure of activated ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase from green alga Chlamydomonas reinhardtii complexed with 2-carboxyarabinitol-1,5-bisphosphate

  E Mizohata, H Matsumura, Y Okano, M Kumei, H Takuma, J Onodera, K Kato, N Shibata, T Inoue, A Yokota, Y Kai

  2002年02月, JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY, 316(3) (3), 679 - 691, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

• 低分子抗酸化物含有食による糖尿病モデルマウス血糖コントロールの改善

  渡邉理江, 蘆田弘樹, 増谷弘, 三浦美樹子, 三浦美樹子, 横田明穂, 淀井淳司, 淀井淳司

  (株)インフォノーツパブリッシング, 2019年12月, 機能性食品と薬理栄養, 13(3) (3), 180 - 180, 日本語

  研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）


• 二酸化炭素の環境問題と利用 光合成二酸化炭素固定酵素RuBisCO

  蘆田弘樹

  2018年11月01日, Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan, 25(397) (397), 406‐411, 日本語


• メタン生成アーキアにおけるRuBisCOを利用した新規CO₂固定経路

  蘆田弘樹

  2017年10月, 酵素工学ニュ-ス, (78) (78), 14‐18, 日本語


• 多彩な戦略で挑むシアノバクテリア由来の燃料生産 持続可能な第三世代バイオ燃料生産の最前線

  日原由香子, 朝山宗彦, 蘆田弘樹, 天尾豊, 新井宗仁, 粟井光一郎, 得平茂樹, 小山内崇, 鞆達也, 成川礼, 蓮沼誠久, 増川一

  日本農芸化学会 ; 1962-, 2017年01月20日, 化学と生物, 55(2) (2), 88‐97 - 97, 日本語


• CO₂資源化:研究者たちの挑戦 4 CO₂資源化を目指した光合成炭素固定酵素RuBisCOの機能進化研究

  蘆田弘樹

  日本化学会, 2016年11月01日, 化学と工業, 69(11) (11), 957‐959 - 959, 日本語


• ヒトチオレドキシン-1高発現レタス長期食餌負荷による糖尿病モデルマウス血糖コントロールの改善

  渡邉 理江, 蘆田 弘樹, 増谷 弘, 三浦 美樹子[小林], 横田 明穂, 淀井 淳司

  (公社)日本生化学会, 2015年12月, 日本生化学会大会・日本分子生物学会年会合同大会講演要旨集, 88回・38回, [1P0546] - [1P0546], 英語


• ジャガイモ塊茎を形成するストロンの原基である地中腋芽におけるRanGTPase1遺伝子の発現解析

  加藤彰, 福井由記, 蘆田弘樹, 明石欣也, 梶川昌孝, 重岡成, 横田明穂

  2014年03月05日, 日本農芸化学会大会講演要旨集(Web), 2014, 2C04A08 (WEB ONLY), 日本語


• シアノバクテリアの光合成能力を利用したバイオ燃料生産

  蘆田弘樹

  日本生物工学会, 2013年06月25日, 生物工学会誌, 91(6) (6), 352 - 352, 日本語


• シアノバクテリアの光合成能力を利用したバイオ燃料生産

  蘆田 弘樹

  2013年06月, 生物工学会誌, 91(6) (6), 352, 日本語

  [招待有り]

  記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）


• レタス葉緑体における医療用タンパク質ヒトチオレドキシン1の生産

  蘆田弘樹, LIM Soon, 渡邊理江, 稲井康司, KIM Yun‐Soo, 向川佳子, 福田弘和, 田茂井政宏, 増谷弘, 重岡成, 淀井淳司, 横田明穂

  植物における有用タンパク質生産は、生産コストと病原菌混入リスクの低減が期待される。特に、植物葉緑体は高い外来タンパク質合成能力を持つことから、近年、葉緑体遺伝子工学による有用タンパク質生産技術が注目されている。ヒトチオレドキシン1 (hTrx1) は、抗酸化、レドックス制御機能を持つストレス誘導性タンパク質で、酸化ストレスが関与する様々な疾患に対する医療用タンパク質として期待されている。我々は、タバコ葉緑体由来のpsbAプロモーター下流にhTrx1遺伝子を連結した発現カセットをレタス葉緑体ゲノムのrbcL-accD間にパーティクルボンバードメント法により導入した。得られた形質転換体の生育は正常で、種子の取得が可能であった。ホモプラズミックな形質転換体の成熟葉において、hTrx1蓄積量は可溶性タンパク質の約3%であった。また、形質転換レタス葉から精製したhTrx1はインスリンのジスルフィド結合還元活性を有し、機能的であった。さらに、レタス産生hTrx1は、大腸菌組換えhTrx1と同様に、マウス膵臓由来MIN6細胞の過酸化水素障害に対する保護効果を示した。本研究は、生理活性を有するhTrx1の植物での生産に成功したはじめての報告である。レタスが可食性の葉物野菜であることから、この形質転換レタスは医療用タンパク質hTrx1の経口投与を可能にすると期待される。

  日本植物生理学会, 2011年03月11日, 日本植物生理学会年会要旨集, 52nd, 129 - 75, 日本語


• 光合成CO₂固定酵素RuBisCO誕生の秘密 RuBisCO‐like proteinが隠しもつRuBisCOとしての潜在能力

  齋藤洋太郎, 蘆田弘樹

  Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry, 2010年11月01日, 化学と生物, 48(11) (11), 739 - 742, 日本語


• 医・農・工融合によるヒトチオレドキシン1産生レタスの生産技術の開発

  蘆田弘樹, 田茂井政宏, 福田弘和, 渡辺理江, SOON Lim, 稲井康二, 向川佳子, 山川浩延, 加藤正雄, 牛山敬一, 増谷弘, 重岡成, 淀井淳司, 横田明穂

  2010年09月29日, バイオテクノロジーシンポジウム予稿集, 28th, 56 - 57, 日本語


• 光合成CO2固定酵素RuBisCOとRuBisCO-like Proteinの比較研究が明らかにしたこと--RuBisCOはどのようにCO2固定能を獲得したのか? (酵素工学研究会第59回講演会)

  蘆田 弘樹, 横田 明穗

  酵素工学研究会, 2008年04月25日, 酵素工学研究会講演会講演要旨集, 59, 11 - 18, 日本語


• Rubisco satellite meeting Reaserch Frontiers with Rubisco, the “Elixir of Life” in the Biospherに参加して

  蘆田 弘樹

  2007年12月, 光合成研究, 17, 84 - 86

  [招待有り]


• 医・農・工融合によるヒトチオレドキシン1産生レタスの生産技術の開発

  横田明穂, 重岡成, 淀井淳司, 蘆田弘樹, 田茂井政宏, 久住高章, 福田弘和, 加藤紀子, SOON Lim, 稲井康二, 増谷弘, 明石欣也

  2007年11月06日, バイオテクノロジーシンポジウム予稿集, 25th, 117 - 118, 日本語


• Improvement of cyanobacterial RuBisCO by introducing the latch structure involved in high affinity for CO2 in red algal RuBisCO.

  N. Ninomiya, H. Ashida, A. Yokota

  2007年02月, PHOTOSYNTHESIS RESEARCH, 91(2-3) (2-3), 232 - 232, 英語

  研究発表ペーパー・要旨（国際会議）


• Evolutionary potential of RuBisCO-like protein in Bacillus subtilis: Interaction with transition-state analogue of RuBisCO.

  Y. Saito, H. Ashida, A. Sekowska, A. Danchin

  2007年02月, PHOTOSYNTHESIS RESEARCH, 91(2-3) (2-3), 231 - 232, 英語

  研究発表ペーパー・要旨（国際会議）


• Isolation and characterization of genes necessary for achievement of RuBisCO accumulation in Arabidopsis thaliana.

  T. Ogawa, K. Nishimura, H. Ashida, A. Yokota

  2007年02月, PHOTOSYNTHESIS RESEARCH, 91(2-3) (2-3), 264 - 264, 英語

  研究発表ペーパー・要旨（国際会議）


• The completion of the Calvin cycle via molecular evolution

  ASHIDA Hiroki, YOKOTA Akiho

  2006年12月01日, Journal of plant research, 119, 13 - 13, 英語


• RuBisCO生合成機構の分子遺伝学的解析

  小川太郎, 蘆田弘樹, 高瀬尚文, 富澤健一, 横田明穂

  2006年, 日本植物生理学会年会要旨集, 47th


• Structure-function relationship between photosynthetic RuBisCO and the RuBisCO-like protein of Bacillus subtilis

  Y Saito, S Agnieszka, H Ashida, D Antoine, A Yokota

  2005年, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 46, S75 - S75, 英語

  研究発表ペーパー・要旨（国際会議）


• 光合成CO2固定酵素RuBisCOの起源が明らかに! 枯草菌のメチオニン代謝酵素ＲＬＰに秘められた進化の跡

  蘆田 弘樹

  日本農芸化学会, 2004年07月, 化学と生物, 42(7) (7), 424 - 426, 日本語

  [査読有り][招待有り]


• The common reaction between photosynthetic Ribulosebisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) and Bacillus subtilis RuBisCO-like protein (RLP)

  H Ashida, Y Saitou, K Kobayashi, CJ Kozima, N Ogasawara, A Yokota

  2003年, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 44, S61 - S61, 英語

  研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

• 藻類オイル開発研究の最前線―微細藻類由来バイオ燃料の生産技術研究

  岡田 茂, 河野 重行, 神田 英輝, 石川 孝博, 田茂井 政宏, 鈴木 健吾, 社ユーグレナ, 重岡 成, 中嶋 信美, 増田 篤稔, ヤ, 蘆田 弘樹, 広瀬 侑, 池内 昌彦, 関口 弘志

  エヌティーエス, 2013年11月, ISBN: 4864690855

  


• 形質転換プロトコール 植物編

  田部井 豊

  化学同人, 2012年09月, ISBN: 475981485X

  


• プラントミメティックス―植物に学ぶ (アドバンスト・バイオミメティックスシリーズ (1))

  甲斐 昌一, 森川 弘道, 鈴木 泰博

  エヌ・ティー・エス, 2006年08月, ISBN: 4860431316

  


• 広川 タンパク質化学〈4巻〉酵素 4.4 リアーゼ2 (廣川タンパク質化学 4)

  泉井 桂

  廣川書店, 2005年02月, ISBN: 4567160460

  

• 自己遮蔽効果が藍藻Synechococcus elongatus PCC7942の光合成・代謝・物質生産に及ぼす影響

  加藤 悠, 田中 謙也, 釜阪 紘平, 松田 真美, 小泉 裕子, 大林 龍胆, 蘆田 弘樹, 近藤 昭彦, 蓮沼 誠久

  第42回日本植物バイオテクノロジー学会, 2025年09月

  口頭発表（一般）


• Maintenance and control of carbon fixation in photosynthesis in a kleptoplasty

  Y. Kashiyama, M. Maruyama, T. Kagamoto, H. Imanishi, N. Inada, H. Ashida, M. Nakazawa

  12th International conference of photosynthesis and Hydrogen energy research for sustainability, 2024年10月


• ラパザの核ゲノムコード「盗」葉緑体タンパク質

  丸山萌, 加賀本剛, 大沼亮, 宮城島進也, 蘆田弘樹, 稲田のりこ, 中澤昌美, 粟井光一郎, 柏山祐一郎

  日本共生生物学会第7回大会, 2023年11月, 日本語

  口頭発表（一般）


• ポリヒドロキシアルカン酸合成系を利⽤したスクリーニングによる RuBisCO の⾼活性多重変異体の獲得

  芥川柚月, 渡邉秀平, 藤原悠暉, 蜂須賀真一, 菊川寛史, 蘆田弘樹, 松本謙一郎

  2023年度日本農芸化学会北海道支部／第53回 日本栄養・食糧学会北海道支部 合同学術講演会, 2023年08月


• グリコーゲン欠損が誘導するグルタミン酸放出現象の解明

  加藤悠一, 松田真実, 秀瀬涼太, 大林龍胆, 蘆田弘樹, 蓮沼誠久

  藍藻の分子生物学2022, 2022年12月


• ポリヒドロキシアルカン酸生合成系を利用したRuBisCO高機能変異体のスクリーニング法開発

  渡邉秀平, 藤原悠輝, 永田暁洋, 工藤悠希, 松本直己, 齋藤樹里, 喜多幸, 冨田宏矢, 蘆田弘樹, 松本謙一郎

  2022年度生物工学会北日本支部シンポジウム, 2022年12月


• ポリヒドロキシアルカン酸生合成系を利用したRuBisCO高機能変異体のスクリーニング法開発

  渡邉秀平, 藤原悠輝, 永田暁洋, 工藤悠希, 松本直己, 齋藤樹里, 喜多幸, 冨田宏矢, 蘆田弘樹, 松本謙一郎

  第74回日本生物工学会大会, 2022年10月


• ラン藻グリコーゲン欠損株におけるグルタミン酸オーバーフロー現象の解明

  加藤悠一, 松田真実, 秀瀬涼太, 大林龍胆, 蘆田弘樹, 蓮沼誠久

  第16回メタボロームシンポジウム, 2022年09月


• 組み換え大腸菌を利用したポリヒドロキシアルカン酸生合成系スクリーニングによる光合成細菌由来RuBisCO高機能変異体の獲得

  渡邉秀平, 藤原悠輝, 永田暁洋, 工藤悠希, 松本直己, 齋藤樹里, 喜多幸, 冨田宏矢, 蘆田弘樹, 松本謙一郎

  令和４年度日本農芸化学会北海道・東北支部合同支部会, 2022年09月


• Rapaza viridisの盗葉緑体獲得過程におけるピレノイドの再構成メカニズム

  丸山萌, 加賀本剛, 中澤昌美, 蘆田弘樹, 粟井光一郎, 柏山祐一郎

  日本植物学会 第86回大会, 2022年09月


• 49. シアノバクテリアNostoc sp. PCC7120におけるRuBisCO activase-like proteinの機能解析

  林悠介, 得平茂樹, 蘆田弘樹

  日本農芸化学会2022年度大会, 2022年03月


• ラン藻の核酸分子グアノシン4-リン酸（ppGpp）の生理的役割と応用

  秀瀬涼太, 大林龍胆, 加藤悠一, 松田真美, 蘆田弘樹, 近藤昭彦, 蓮沼誠久

  先端バイオ工学研究センター成果発表会, 2021年10月


• RuBisCO研究とその応用

  蘆田弘樹

  東京都立大学生命科学教室, 2021年07月

  [招待有り]


• RuBisCO経路を利用した組換え大腸菌によるポリヒドロキシアルカン酸の合成とRuBisCO評価系への応用

  藤原悠暉, 齋藤樹理, 永田暁洋, 大潟祥梧, 二宮太樹, 谷口遼, 松本直己, 堀千明, 大井俊彦, 蘆田弘樹, 松本謙一郎

  日本農芸化学会2021年度大会, 2021年03月


• 好熱性と常温性シアノバクテリアRuBisCOの構造活性相関研究

  河野飛鳥, 磯野香奈子, 合田初奈, 林美彩希, 蘆田弘樹

  日本農芸化学会2020年度大会, 2020年03月


• CO2固定酵素RuBisCOの多様な機能進化

  蘆田弘樹

  第4回光合成細菌ワークショップ, 2019年03月

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• グリコール酸ポリマー合成系を用いたRubisCOの性能比較

  齋藤樹理, 工藤悠希, 堀千明, 大井俊彦, 蘆田弘樹, 松本謙一郎

  2018年度日本生物工学会北日本支部, 2018年10月


• 光合成機能の改良と応用

  蘆田弘樹

  近畿バイオインダストリー振興会議 第４３回バイオマスイノベーション研究会, 2018年03月

  口頭発表（招待・特別）


• チオレドキシン-1 高含有食による糖尿病モデルマウス血糖コントロールの改善

  渡邉理江, 蘆田弘樹, 増谷弘, 三浦美樹子, 横田明穂, 淀井淳司

  日本農芸化学会2018年度大会, 2018年03月


• 常温性と好熱性シアノバクテリア間のサブユニットスワップ型 RuBisCO の解析

  磯野香奈子, 蘆田弘樹

  日本農芸化学会2018年度大会, 2018年03月


• 光合成生物の枠を超えたCO2固定酵素RuBisCOの機能進化

  蘆田弘樹

  新光合成＆光合成若手の会ジョイント若手ワークショップ, 2017年08月

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• 好熱性・常温生シアノバクテリアRuBisCOのCO2識別能力にスモールサブユニットが関与する

  磯野香奈子, 合田初奈, 河野卓成, 蘆田弘樹

  新光合成＆光合成若手の会ジョイント若手ワークショップ, 2017年08月


• アーキアに発見した光合成カルビンサイクルの進化的原型

  河野卓成, Sandhya Mehrotra, 遠藤千夏子, 松田真実, 木村浩之, 蓮沼誠久, 横田明穂, 松村浩由, 蘆田弘樹

  日本農芸化学会2017年度大会, 2017年03月


• 光合成機能の研究と応用

  蘆田弘樹

  日本品質管理学会第112回研究発表会, 2016年09月

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• 植物を用いた未来型医薬用タンパク質生産

  蘆田 弘樹

  環境変動の生態・生理学に関する研究会, 2016年, 日本語, 国内会議

  公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等


• 光合成CO2固定酵素RuBisCOの機能進化研究からのCO2資源化への展開

  河野 卓成, 蘆田 弘樹

  日本化学会第９６回春季年会特別企画 生命化学研究から見たCO2資源化：光合成研究と人工光合成の融合を目指して, 2016年, 日本語, 国内会議

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• C4光合成の炭酸固定酵素と脱炭酸酵素のC3植物への導入による代謝系の改変：水ストレス耐性の向上とその基盤のメタボローム解析

  西村 隆秀, 高木 祐子, 傳寳 雄大, 福崎 英一郎, 蘆田 弘樹, 陀安 一郎, 秋田 求, 泉井 桂

  日本農芸化学会2016年度大会, 2016年, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• 光合成炭素固定酵素の機能進化

  蘆田 弘樹

  環境変動の生態・生理学に関する研究会, 2015年03月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• 光合成CO2固定酵素RuBisCOの機能進化研究

  蘆田 弘樹

  日本農芸化学会 農芸化学奨励賞受賞講演会, 2015年03月, 日本語, 国内会議

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• 光合成CO2固定酵素RuBisCOの機能進化研究

  蘆田 弘樹

  日本農芸化学会関西支部第492回講演会 2015年度日本農芸化学会奨励賞受賞講演, 2015年, 日本語, 国内会議

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• ヒトチオレドキシン-1高発現レタス長期食餌負荷による糖尿病モデルマウス血糖コントロールの改善

  渡邉理江, 蘆田 弘樹, 増谷弘, 三浦ー小林美樹子, 橫田明穂, 淀井淳司

  第３８回 日本分子生物学会, 2015年, 日本語, 国内会議

  ポスター発表


• ‘C4化’タバコにおける水利用効率および乾燥ストレス耐性の向上：δ13Cの測定およびメタボローム解析とアミノ酸分析による性格付け

  泉井 桂, 西村 隆秀, 高木 祐子, 明渡 絵里朱, 秋田 求, 蘆田 弘樹, 横田 明穂, 陀安 一郎, 中山 泰宗, 傳寶 雄大, 平野 博人, 三輪 哲也

  日本植物生理学会2014年度大会, 2014年03月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• ジャガイモ塊茎を形成するストロンの原基である地中腋芽におけるRanGTPase1遺伝子の発現機構

  加藤 彰, 福井由記, 蘆田 弘樹, 明石 欣也, 梶川 昌孝, 重岡 成, 橫田 明穂

  日本農芸化学会2014年度大会, 2014年03月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• シアノバクテリアにおけるRuBisCO発現量によるカルボキシソーム形成制御機構

  向川 佳子, 横田 明穂, 蘆田 弘樹

  日本農芸化学会2014年度大会, 2014年03月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• アーキア型phosphoribulokinaseの機能解析

  河野 卓成, 遠藤 千夏子, 木津 奈津子, 木村 浩之, 溝端 栄一, 井上 豪, 松村 浩由, 横田 明穂, 蘆田 弘樹

  日本農芸化学会2014年度大会, 2014年03月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Applications of sequence-specific DNA binding adaptors for assembling proteins on DNA origami

  Huyen T.T. Dinh, Eiji Nakata, Tien A. Ngo, Hiroki Ashida, Akiho Yokota, Takashi Morii

  日本化学会第94回春季年会, 2014年03月, 英語, 名古屋大学, 国内会議

  口頭発表（一般）


• バイオ燃料高生産のための炭素固定能を強化したスーパーシアノバクテリアの創成

  蘆田 弘樹

  JSTさきがけ第6回領域会議, 2014年02月, 日本語, 国内会議

  その他


• 光合成CO2固定酵素ルビスコの機能進化を探る

  蘆田 弘樹

  第27回インターゲノミクスセミナー, 2013年12月, 日本語, 国内会議

  公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等


• バイオ燃料高生産のための炭素固定能を強化したスーパーシアノバクテリアの創成

  蘆田 弘樹

  JSTさきがけ研究報告会, 2013年11月, 日本語, 国内会議

  公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等


• ラン藻を用いたエタノール高生産を目指したルビスコ機能強化研究

  蘆田 弘樹

  第4回藻類バイオ燃料生産技術研究会, 2013年09月, 日本語, 国内会議

  公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等


• 光合成CO2固定酵素ルビスコの基礎研究とその成果を用いた応用研究

  蘆田 弘樹

  東京大学生産技術研究所 第1回応用化学セミナー, 2013年07月, 日本語, 国内会議

  公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等


• アーキアが有する光合成カルビンサイクル酵素phosphoribulokinaseホモログの酵素学的解析

  河野 卓成, 遠藤 千夏子, 横田 明穂, 蘆田 弘樹

  日本Archaea研究会第26回講演会, 2013年07月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）


• Enzymatic analysis of archaeal homologues of phosphoribulokinase, a key enzyme in the photosynthetic Calvin cycle.

  Takunari Kohno, Chikako Endo, Akiho Yokota, Hiroki Ashida

  30th of the Gordon conference of Archaea, 2013年07月, 英語, Italy, 国際会議

  ポスター発表


• C4光合成の炭素固定酵素（PEPC）と脱炭酸酵素（PCK）を葉緑体内で過剰発現させたタバコ（C3植物）における光合成能、水利用効率（WUE）および浸透圧ストレス耐性

  泉井 桂, 明渡 絵里朱, 西村 隆秀, 蘆田 弘樹, 橋詰 恵丞, 高木 祐子, 横田 明穂, 秋田 求, 陀安 一郎

  第4回日本光合成学会年会, 2013年06月, 日本語, 国内会議

  口頭発表（一般）

• 盗葉緑体現象におけるキメラ複合体形成の生化学的証明と機能検証

  柏山 祐一郎, 稲田 のりこ, 蘆田 弘樹, 得津 隆太郎

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 福井工業大学, 2024年04月01日 - 2027年03月31日


• 未来社会創造事業（探索加速型）「細胞分裂制御技術による物質生産特化型ラン藻の創製と光合成的芳香族生産への応用」

  国立研究開発法人 科学技術振興機構, 未来社会創造事業（探索加速型）「地球規模課題である低炭素社会の実現」領域, 2019年 - 2023年, 研究分担者


• 光合成CO2固定代謝の進化的分子基盤の解析

  蘆田 弘樹

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽), 挑戦的研究(萌芽), 神戸大学, 2019年06月28日 - 2022年03月31日

  光合成カルビンサイクルはリブロースビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ (RuBisCO)をCO2固定酵素として利用する、植物、藻類、シアノバクテリア、光合成細菌などの光合成生物利用している主要なCO2固定経路である。光合成生物において広くカルビンサイクルが利用されているが、その進化的基盤は明らかにされていない。そこで、本研究では、光合成カルビンサイクルの進化的原型代謝で機能するメタン生成アーキアRuBisCOの酵素特性を解析した。その結果、メタン生成アーキアのRuBisCOは、CO2固定速度、CO2/O2反応比特性係数が光合成RuBisCOと比較して非常に低いことが明らかになった。


• ムーンショット型研究開発事業「電気エネルギーを利用し大気CO2を固定するバ イオプロセスの研究開発」

  国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構, ムーンショット型研究開発事業／ 地球環境再生に向けた持続可能な資源循環を実現, 2020年 - 2022年, 研究分担者


• CO2固定酵素ルビスコの機能発現最適化による光合成の機能改良

  蘆田 弘樹

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 神戸大学, 2017年04月01日 - 2021年03月31日, 研究代表者

  好熱性シアノバクテリアThermosynechococcus elongatus BP1が光合成で利用するルビスコはSynechococcus elongatus PCC7942を含む常温性シアノバクテリアのルビスコよりも熱安定性が高く、さらにCO2識別能が1.5倍高いことを明らかにした。これは好熱性シアノバクテリア ルビスコのO2反応性が抑制されていることを意味する。このO2反応性を抑制するための好熱性シアノバクテリア ルビスコにおける構造とアミノ酸残基の同定を試みた。シアノバクテリアのルビスコは触媒部位を含むラージサブユニット８個と触媒反応には直接関わらないスモールサブユニット８個からなる16量体で機能している。T. elongatusルビスコのラージサブユニットとスモールサブユニットのどちらが低O2反応性に関わっているかを解析するために、T. elongatusルビスコとS. elongatusルビスコ間でルビスコのサブユニットをワップさせたキメラルビスコを大腸菌で発現させ、酵素特性を解析した。その結果、常温性シアノバクテリア ルビスコラージサブユニットに好熱性スモールサブユニットが会合することで、常温性シアノバクテリア野生型ルビスコよりも熱安定性が高くなるとともに、CO2識別能力も高くなった。また、逆に好熱性シアノバクテリア ルビスコラージサブユニットに常温性スモールサブユニットが会合することで、熱安定性が低くなるとともに、常温性シアノバクテリア野生型ルビスコよりもCO2識別能力が低くなった。これらの結果から、シアノバクテリア ルビスコにおいてスモールサブユニットが、熱安定性とCO2識別能力に関わることを明らかにし、O2反応性抑制に関与していることを明らかにした。これらの研究成果は、日本農芸化学会2018年度大会で発表を行った。

  競争的資金


• 「光合成CO2固定酵素ルビスコのO2反応性の分子機構解析」

  公益財団法人 木下記念事業団, 木下基礎科学研究基金助成, 2019年 - 2019年, 研究分担者


• ALCA「糖質バイオマスからグリコール酸ポリマーを合成する微生物プロセスの開発」

  国立研究開発法人 科学技術振興機構, 先端的低炭素化技術開発事業・戦略的創造研究推進事業（ALCA）先端的低炭素化技術開発 特別重点技術領域 「ホワイトバイオテクノロジーによる次世代化成品創出」, 2017年 - 2018年, 研究分担者


• バイオジェット燃料生産技術開発事業「高速増殖型ボツリオコッカスを使ったバイオジェット燃料生産一貫プロセスの開発」

  国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構, バイオジェット燃料生産技術開発事業, 2017年 - 2018年, 研究分担者


• 炭素固定酵素ルビスコの高機能化と活性化促進による光合成リミットブレイク

  蘆田 弘樹

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 神戸大学, 2014年04月01日 - 2017年03月31日, 研究代表者

  メタン生成アーキアのルビスコが光合成カルビン回路と一部のみが異なる新規CO2固定回路で機能していることを明らかにした。これらの結果から、ルビスコが機能する光合成カルビン回路の進化的原型を発見した。 高いCO2識別能を示す好熱性シアノバクテリアと常温性シアノバクテリアルビスコのラージとスモールサブユニットをスワップしたキメラルビスコの解析から、CO2識別能にスモールサブユニットが大きく関与していることが明らかになった。タバコにおけるルビスコアクチベース過剰発現が、光合成CO2固定速度を促進する傾向が見られた。

  競争的資金


• CREST「シンク／ソース同時改良による植物生産性強化の基盤開発」

  独立行政法人 科学技術振興機構, CREST「二酸化炭素資源化を目指した植物の物質生産力強化と生産物活用のための基盤技術の創出」, 2012年 - 2017年, 連携研究者


• 「C3型からC4型光合成植物への進化過程におけるCO2濃縮機能獲得に伴うRuBisCOの 機能発現機構の解析」

  文部科学省, 科学技術人材育成費補助事業 女性研究者研究活動支援事業（連携型）, 2016年 - 2016年, 研究分担者


• CREST「海洋性アーキアの代謝特性の強化と融合によるエネルギー生産」

  国立研究開発法人 科学技術振興機構, 戦略的創造研究推進事業CREST, 2014年 - 2015年, 研究分担者


• 植物遺伝子機能の解明とエネルギー植物育種への高度利用

  日産財団, 日産財団環境研究助成, 2011年 - 2014年, 連携研究者


• さきがけ「バイオ燃料高生産のための炭素固定能を強化したスーパーシアノバクテリアの創成」

  蘆田 弘樹

  戦略的創造研究推進事業 個人型研究さきがけ, 2013年, 研究代表者

  競争的資金


• ALCA「イモ革命による持続的低炭素化地球生活の実現」

  独立行政法人 科学技術振興機構, 先端的低炭素化技術開発事業ALCA, 2010年 - 2012年, 連携研究者


• ジャガイモの根器官発達促進による生産機能拡大の分子基盤

  横田 明穂, 明石 欣也, 蘆田 弘樹, 宗景 ゆり, 蘆田 弘樹, 宗景 ゆり

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 奈良先端科学技術大学院大学, 2009年 - 2011年

  根の発達促進遺伝子を単位面積当たりの生産性が作物中ほぼ最大値を持つジャガイモに導入したとき観察されるソース葉光合成と塊茎デンプン蓄積の昂進の機構を、この遺伝子の発現解析等を通して解明することを目的に研究を行った。この遺伝子はRanGTPaseファミリーに属するタンパク質である。ジャガイモ外植片を使った腋芽からのストロン誘導系を確立し、ストロンへの分化の過程での内生RanGTPaseの発現解析を行い、ストロン誘導機のごく初期に、ジャガイモに存在する2種のRanGTPaseの内の一方が特異的に発現してくることを見出した。


• 光合成CO_2固定酵素ルビスコの高機能化による植物光合成促進

  蘆田 弘樹

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(A), 若手研究(A), 奈良先端科学技術大学院大学, 2009年 - 2011年

  好熱性シアノバクテリアのルビスコと枯草菌ルビスコ祖先タンパク質の解析から、CO_2親和性と触媒能向上に関わる残基を同定した。また、メタン産生アーキアのルビスコの解析から、CO_2固定のための原始カルビン回路の存在を明らかにした。さらに、タバコにおいて、紅藻ルビスコ高機能残基導入を介したルビスコ高機能化により、低ルビスコ量での通常光合成CO_2固定速度の維持に成功した。ルビスコ合成遺伝子同定により、これら遺伝子の高機能化ルビスコの量的増加への利用が可能となった。


• 植物環境応答機能を利用した樹木炭酸ガス吸収能拡大

  日産科学振興財団, 日産科学振興財団助成, 2008年 - 2010年, 連携研究者


• 「医・農・工融合によるヒトチオレドキシン１産生レタスの生産技術の開発」

  経済産業省, 植物機能を活用した高度モノ作り基盤技術開発／植物利用高付加価値物質製造基盤技術開発, 2006年 - 2010年, 連携研究者


• 分子進化に基づいた光合成炭素固定酵素ルビスコの機能改良とその発現植物体の創成

  蘆田 弘樹

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(A), 若手研究(A), 奈良先端科学技術大学院大学, 2006年 - 2008年

  ルビスコ祖先タンパク質とルビスコの比較解析から、両酵素で共通な触媒残基を明らかにした。これを基に祖先タンパク質にルビスコ触媒必須残基を導入し、試験管内でルビスコへの分子進化に成功した。紅藻ルビスコが持つ高CO_2識別残基をラン藻ルビスコに導入し、CO_2識別能を20%高めることに成功した。さらに、この残基をタバコルビスコに導入したタバコ形質転換体を作出した。紅藻ルビスコ遺伝子導入タバコの解析から、高機能外来性ルビスコの葉緑体機能発現の問題点を明らかにし、その解決策を導き出した。


• 光合成炭素固定酵素ルビスコ機能発現の分子機構

  横田 明穂, 明石 欣也, 蘆田 弘樹, 宗景 ゆり

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(A), 基盤研究(A), 奈良先端科学技術大学院大学, 2005年 - 2008年

  ルビスコの反応触媒の分子機構およびルビスコ生合成の制御機構の解明を行ってきた.ルビスコ反応触媒の分子機構の解明を目指し、すでに枯草菌に発見しているルビスコ活性を持たないルビスコ祖先蛋白質とルビスコの反応中心残基の触媒反応への関わり方を明らかにした.我々が発見したもっとも高いSrel値を持つ紅藻Galdieriaルビスコと植物ルビスコの蛋白質構造比較から、オキシゲナーゼ反応抑制残基と想定している残基をラン藻ルビスコへ導入し、その機能を明らかにした.ルビスコ生合成の制御機構に関しては、ルビスコを正常に合成できない変異株を多数スクリーニングし、分子遺伝学手法によってそれらの変異原因遺伝子を特定し、その機能解析からルビスコ生合成の制御機構を明らかにした.


• 樹木の光合成促進を目指した基礎研究：CO2固定酵素ルビスコの機能改良

  日産科学振興財団, 日産科学振興財団助成, 2005年 - 2007年, 連携研究者


• 分子進化に基づいたRuBisCOの改良

  補助金, 2005年

  光合成カルビンサイクルにおいてCO2固定反応を触媒しているのが、ribulose bisphosphate carbaxylase/oxygenase (RuBisCO)である。RuBisCOはCO2とだけでなくO2との反応（オキシゲナーゼ反応）を示し、オキシゲナーゼ反応はカルボキシラーゼ反応を拮抗的に阻害する。また、RuBisCOの反応速度は一般の酵素と比較し、非常に遅く、その速度は1秒間に２〜３回である。これらの理由から、植物光合成はRuBisCOによって律速されている。このような現状から、O2との反応性を抑制し、反応速度を高めたRuBisCOを創成し、植物内で機能させることによる光合成CO2固定の促進が期待されている。私の研究テーマは、理想型のRuBisCOへの機能改良である。

  競争的資金


• 植物光合成改良・光合成CO2固定酵素改良

  ライフサイエンス基礎科学研究, 2005年

  光合成CO2固定酵素の改良を行い、植物光合成効率の向上を目指す

  競争的資金