KAJIKAWA Masataka

    Department of Biotechnological Science Associate Professor
Last Updated :2024/05/15

Researcher Information

Degree

  • Ph. D (Life Science)(Kyoto University)

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ORCID ID

J-Global ID

Profile

  • 2018年農芸化学奨励賞を受賞
    http://www.jsbba.or.jp/wp-content/uploads/file/award/2018/award_abstracts_2018_kajikawa.pdf

Research Interests

  • 分子育種   酵母スクリーニング   栄養感知   環境応答   脂質生産   一次代謝   機能性物質   植物脂質   分析化学   代謝工学   形質転換   藻類   植物分子生物学   植物生理学   Biotechnology   Plant Molecular Biology   Biotechnology   Plant Molecular Biology   

Research Areas

  • Life sciences / Applied molecular and cellular biology
  • Life sciences / Applied biochemistry
  • Life sciences / Plants: molecular biology and physiology

Academic & Professional Experience

  • 2019/04 - Today  Kindai UniversityFaculty of Biology-Oriented Science and Technology, Department of Biotechnological Science講師
  • 2012/05 - 2019/03  Kyoto University生命科学研究科 微生物細胞機構学分野助教
  • 2012/02 - 2012/05  Kyoto University生命科学研究科 微生物細胞機構学分野特定研究員
  • 2011/05 - 2012/02  The University of Tokyo農学生命科学研究科 植物栄養学研究室特任助教
  • 2011/04 - 2011/05  The University of Tokyo農学生命科学研究科 植物栄養学研究室博士研究員
  • 2005/04 - 2011/03  Nara Institute of Science and TechnologyGraduate School of Biological Sciences博士研究員

Education

  • 2002/04 - 2005/03  Kyoto University  生命科学研究科  統合生命科学科博士後期課程
  • 2000/04 - 2002/03  Kyoto University  生命科学研究科  統合生命科学科博士前期課程
  • 1996/04 - 2000/03  Kyoto University  Faculty of Agriculture  Faculty of Agriculture

Association Memberships

  • ユーグレナ研究会   近畿作物・育種研究会   植物脂質研究会   日本植物生理学会   日本農芸化学会   光合成学会   マリンバイオテクノロジー学会   日本植物学会   

Published Papers

Conference Activities & Talks

MISC

Industrial Property Rights

  • 特開WO/2007/072224:Increasing levels of nicotine alkaloids.  2007/06/28
    NARA INSTITUTE OF, SCIENCE AND TECHNOLOGY, HASHIMOTO, Takashi, KAJIKAWA, M
  • 特開WO/2006/006710:Polypeptide having Δ5 fatty acid unsaturating activity, polynucleotide coding for the polypeptide, and use thereof.  2006/01/19
    SUNTORY LIMITED, FUKUZAWA, Hideya、YAMATO, Katsuyuki, KAJIKAWA, Masataka

Awards & Honors

  • 2019/03 日本農芸化学会 農芸化学奨励賞
     藻類での有用物質生産と脂質蓄積制御因子の同定 JPN japan_society 
    受賞者: 梶川 昌孝
  • 2009 日本農芸化学会BBB論文賞
     JPN

Research Grants & Projects

  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2020/04 -2023/03 
    Author : 梶川 昌孝
     
    本研究では、ハイスループットな変異株スクリーニングによる順遺伝学解析系が確立されたモデル緑藻クラミドモナスを活用し、植物界で先駆けて従来型のオートファジー因子とは異なる新奇な細胞生存を制御する分子機構の包括的な解明を目指している。本年は、表現型の緩やかなオートファジー変異体(atg9)への更なる変異導入により選抜されたN・S・Pのいずれの栄養欠乏条件においても生存性が親株よりも早期に低下する変異体1C7および21B1変異株の解析を進めた。昨年度、これらの変異体ではそれぞれ異なるタンパク質リン酸化酵素遺伝子(1C7遺伝子、21B1遺伝子と名付けた)に挿入変異を持つことを明らかにしている。それぞれの変異体と野生型との交配により、ATG9への変異とそれぞれのタンパク質リン酸化酵素遺伝子の変異を分離した。1C7遺伝子あるいは21B1遺伝子にのみ変異をもつ子孫系統の生存率に関する表現型は、元の1C7および21B1変異株と同等であった。このことから、1C7および21B1変異株における生存率低下の表現型にはATG9の変異は寄与せず、もっぱら1C7遺伝子あるいは21B1遺伝子への変異によるものであることが示唆された。それぞれの単独変異体に野生型の1C7遺伝子および21B1遺伝子を導入すると変異表現型は野生型と同程度まで回復した。21B1遺伝子に蛍光タンパク質Venus遺伝子およびFLAGタグを連結したプラスミドを構築し、21B1遺伝子の単独変異体に導入したところ、表現型の回復とともにFLAG抗体を用いたウェスタン解析において予想サイズにシグナルが見られた。このシグナルの強度は栄養欠乏条件の切り替えの前後で変化しなかったことから、21B1タンパク質の発現レベルは栄養欠乏による制御を受けていないことが示唆された。今後、細胞内のVenus由来蛍光パターンの観察により細胞内局在の推定を進める。
  • 長鎖不飽和脂肪酸およびエイコサノイドを実用生産するゼニゴケの開発
    生物系特定産業技術研究支援センター(BRAIN):スタートアップ総合支援プログラム(SBIR支援)
    Date (from‐to) : 2021/12 -2023/03
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
    Date (from‐to) : 2019/04 -2021/03 
    Author : 梶川 昌孝
     
    エストライド脂質は水酸基をもつ脂肪酸に他の脂肪酸が1分子エステル結合して連結した二量体構造を含む脂質である。エストライド脂質の生産と活用のため、ツノケイソウのエストライド化を担う生合成遺伝子を同定することを目的とした。そのため、ツノケイソウのcDNA発現ライブラリーを発現させた分裂酵母を用いた機能スクリーニングを行った。培養温度20℃での振盪培養において、4 mg/mlのリシノール酸を培養液に添加した場合には60日以上完全に生育を抑制することがわかった。cDNAライブラリーを導入した分裂酵母を4 mg/mlのリシノール酸添加条件でバルク培養したところ、38日後に増殖が始まり45日後には定常期まで達した。また細胞からはエストライドTAGが検出された。さらに増殖した細胞はツノケイソウの機能未知の遺伝子が導入されていることがわかった。 ツノケイソウの中性脂質蓄積量の底上げを目的とし、ノケイソウの変異株集団の中から脂質蓄積異常株を探索して新規制御因子の単離を試みた。ツノケイソウで順遺伝学的解析を行うための工夫として高発現プロモーターのゲノムへのランダム挿入によるアクティベーションタギングを用いた。高発現プロモーターとしてツノケイソウの内在性の硝酸還元酵素遺伝子CgNRのプロモーターを用いた。約5,000株の独立した形質転換株を単離し、ナイルレッド蛍光を指標に中性脂質蓄積異常を示す変異株、すなわち野生株と比べて脂質蓄積量の高い株および低い株の両方を選抜した。その結果、ナイルレッド蛍光値、中性脂質蓄積量がともに野生株と比べて約50%まで減少した46C1株が単離された。46C1株ではプロテアーゼドメインをもつ遺伝子の転写開始点上流に導入したプロモーター配列が順向きに挿入されていた。
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2017/04 -2020/03 
    Author : Masataka Kajikawa
     
    When nutrient deprived, microalgae accumulate triacylglycerol (TAG) in lipid droplets. Dual-specificity kinase, TAG-accumulation-regulator-1 (TAR1) has been reported to regulate carbon metabolism in a green alga, Chlamydomonas reinhardtii. We identified total 426 TAR1-dependent phosphoproteins by phosphoproteomic analysis (Shinkawa et al. 2019). We focused a novel protein kinase from these TAR's target proteins. It prevents the excess accumulation of triacylglycerol (TAG) in C/N-stress conditions. Phosphorylation of the continuous serine residues is TAR1-dependently induced in the C/N-stress conditions. Expression of mutated protein with Alanine substitution of these Ser residues could not complement the mutant phenotype of the kinase, suggesting the importance of phosphorylation of these serine residues for function of the kinase. We also showed this kinase protein located at plasma membrane.
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2015 -2016 
    Author : Kajikawa Masataka
     
    When nutrient deprived, microalgae accumulate triacylglycerol (TAG) in lipid droplets. Dual-specificity kinase, TAG-accumulation-regulator-1 (TAR1) has been reported to regulate carbon metabolism in a green alga, Chlamydomonas reinhardtii. TAR1 is required for acetate-dependent TAG accumulation and degradation of chlorophyll and photosynthesis-related proteins in photomixotrophic nitrogen (N)-deficient conditions. We report that the tar1-1 mutant maintained high levels of cell viability and lower generation of H2O2 compared with wild-type (WT) cells in photoautotrophic N-deficient conditions. Mating efficiency and mRNA abundance of key regulators in gametogenesis were lower in tar1-1 than those in WT. In addition, tar1-1 accumulated higher levels of TAG and starch per cell volumes compared with WT. We identified total 426 TAR1-dependent phosphoproteins by phosphoproteomic analysis. Several protein kinases and enzymes related to N assimilation and carbon metabolism were included.
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2013 -2014 
    Author : KAJIKAWA Masataka
     
    Although microalgae accumulate triacylglycerol (TAG) in response to N-deficient (-N) conditions, the regulatory mechanisms are poorly understood. I identified a kinase, TAG accumulation regulator 1 (TAR1), which is a member of dual-specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinase family in a green alga, Chlamydomonas reinhardtii. Kinase domain of TAR1 demonstrated auto- and trans-phosphorylation activities. A tar1-1 mutant accumulated TAG to levels 0.1-fold of those of a wild-type strain in -N conditions. In -N conditions, tar1-1 maintained chlorophyll and photosynthetic activity. In -N conditions, global changes in expression levels of -N responsive genes in N assimilation and tetrapyrrole metabolism were noted between tar1-1 and wild-type cells. These results indicated that TAR1 is a regulator of TAG accumulation in -N conditions, and it functions in cell growth and repression of photosynthesis in -N conditions.
  • 文部科学省:科学研究費補助金(研究活動スタート支援)
    Date (from‐to) : 2012 -2012 
    Author : 梶川 昌孝
     
    クラミドモナスに対する高感染性アグロバクテリウム株の選定と形質転換条件の最適化クラミドモナス細胞核中の染色体DNAにT-DNAが安定に組み込まれる条件をつきとめるため、以下の諸条件を組み合わせてアグロバクテリウム感染の最適化を試みた。a, 高感染性アグロバクテリウム菌株の選定 単子葉植物や酵母などアグロバクテリウムの宿主範囲外生物の形質転換で使用されている高感染性(supervirulent)菌株を用いて、安定形質転換体が取得できるかを調べ、最も頻度が高く薬剤耐性能を示す菌株を絞り込んだ。b, 感染に最適なクラミドモナス株と細胞ステージの決定 クラミドモナスには細胞壁が厚い系統と薄い系統が存在する。細胞壁の厚さが感染効率に影響するかを細胞壁の厚さの異なる3種類の系統(C9、5D、cw-15)を用いて検証した。しかし、細胞壁の有無は薬剤耐性個体の出現頻度に影響を及ぼさなかった。c, 適切な選抜マーカー遺伝子とアグロバクテリウムの除菌薬剤の選定 クラミドモナスの従来法による形質転換体選抜にはaph7’遺伝子(ハイグロマイシン選抜)、aphVIII 遺伝子(パラモマイシン選抜)、ble遺伝子(ゼオシン選抜)などの選抜システムが使用されている。これらの薬剤選抜系の中でアグロバクテリウム法に適したものを調べるため、各遺伝子発現カセットを既にバイナリーベクターpCAMBIA-1300に組み込み、感染実験に用いた。また、感染後のアグロバクテリウム菌体の除菌に、meropenemやmoxalactamといった新規eta-lactam系抗生物質がクラミドモナスでも効果的であることが示された。
  • Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Date (from‐to) : 2010 -2012 
    Author : FUKUZAWA Hideya; YAMANO Takashi; KAJIKAWA Masataka
     
    Algal photosynthesis, which is base for production of bio-materials, is supported by carbon-concentrating mechanism (CCM). To identify CCM-related genes, RNA-seq analyses using different RNA samples prepared from cells cultured in various stress conditions including low-CO2 or nitrogen starved conditions. Using RNA-seq data and genomic sequence data, we have developed a new expression database for green alga, Chlamydomonas reinhardtii. Genes which are induced in low-CO2 stress conditions, nitrogen-starved conditions, and anaerobic conditions were identified by comparing the RNA expression profiles. Several CCM-related genes were artificially overexpressed in transgenic Chlamydomonas cells and the photosynthetic characteristics were show to be significantly improved than wild type cells.
  • イネにおける栄養要求性変異株の遺伝子解析
    Date (from‐to) : 2011
  • 野生種スイカにおける乾燥ストレス耐性メカニズムの解明
    Date (from‐to) : 2008
  • Characterization of Nicotine Biosynthesis
    Date (from‐to) : 2005
  • タバコにおけるニコチン生合成経路の解明
  • ゼニゴケおよびクラミドモナスの高度不飽和脂肪酸生合成酵素遺伝子の同定

Teaching Experience

  • Plant Molecular BiologyPlant Molecular Biology Kindai University, Graduate School of Biology-Oriented Science and Technology
  • Basic Science CommunicationIIBasic Science CommunicationII Kindai University, Faculty of Biology-Oriented Science and Technology
  • Laboratory meeting and discussionLaboratory meeting and discussion Kindai University, Faculty of Biology-Oriented Science and Technology
  • Basic BioinfomaticsIIBasic BioinfomaticsII Kindai University
  • Basic Science CommunicationIBasic Science CommunicationI Kindai University, Faculty of Biology-Oriented Science and Technology


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