環境資源科学研究センター 代謝システム研究チーム
チームディレクター 平井 優美(Ph.D.)
研究概要

生命現象の根幹である代謝は、生体内で複雑かつ巧妙に制御されています。とくに植物や微生物の代謝は、それら自身の生命活動のみならず、栄養源や機能成分として動物の生命や人間社会をも支える重要な基盤となっています。当チームでは、代謝の全体像を理解することを目標として、代謝産物の網羅的解析であるメタボロミクスの技術開発、オミックスデータを利用した数理モデリングによる代謝予測、分子生物学・生化学・分子遺伝学などによる代謝遺伝子の機能探索を行っています。得られた知見をもとに、植物や微生物のもつ有用物質生産能力を向上させることも目指しています。
研究主分野
- 総合生物
研究関連分野
- 生物学
- 農学
キーワード
- 代謝
- メタボロミクス
- 数理モデリング
- 植物
- 二次代謝産物
主要論文
- 1.
Tabeta, H. and Hirai, M.Y.:
"L-2-Aminopimelic acid acts as an auxin mimic to induce lateral root formation across diverse plant species"
FEBS Letters. 598, 1855-1863. (2024) - 2.
Uzaki, M., Mori, T., Sato, M., Wakazaki, M., Takeda-Kamiya, N., Yamamoto, K., Murakami, A., Guerrero, D.A.S., Shichijo, C., Ohnishi, M., Ishizaki, K., Fukaki, H., O'Connor, S.E., Toyooka, K., Mimura, T. and Hirai, M.Y.:
"Integration of cell differentiation and initiation of monoterpenoid indole alkaloid metabolism in seed germination of Catharanthus roseus"
New Phytol. 242, 1156-1171. (2024) - 3.
Wang, M., Tabeta, H., Ohtaka, K., Kuwahara, A., Nishihama, R., Ishikawa, T., Toyooka, K., Sato, M., Wakazaki, M., Akashi, H., Tsugawa, H., Shoji, T., Okazaki, Y., Yoshida, K., Sato, R., Ferjani, A., Kohchi, T. and Hirai, M.Y.:
"The phosphorylated pathway of serine biosynthesis affects sperm, embryo, and sporophyte development, and metabolism in Marchantia polymorpha"
Commun Biol. 7, 102. (2024) - 4.
Kim, J.S., Sato, M., Kojima, M., Asrori, M.I., Uehara-Yamaguchi, Y., Takebayashi, Y., Do, T.N., Do, T.Y., Nguyen, T.K.O., Sakakibara, H., Mochida, K., Ogita, A. and Hirai, M.Y.:
"Multi-omics signatures of diverse plant callus cultures"
Plant Biotechnol. 41, 309-314. (2024) - 5.
Uchida, K., Kim, J.S., Sato, M., Tabeta, H., Mochida, K. and Hirai, M.Y.
"A metabolome genome-wide association study implicates histidine N-pi-methyltransferase as a key enzyme in N-methylhistidine biosynthesis in Arabidopsis thaliana"
Front. Plant Sci. 14, (2023) - 6.
Fuji, Y., Uchida, K., Akashi, T., Ohtsuki, T., Matsufuji, H. and Hirai, M.Y.:
"Molecular Identification of UDP-Sugar Dependent Glycosyltransferase and Acyltransferase Involved in the Phenylethanoid Glycoside Biosynthesis Induced by Methyl Jasmonate in Sesamum indicum L"
Plant Cell Physiol. 64, 716-728. (2023) - 7.
Ito, T., Kitaiwa,T., Nishizono, K.,Umahashi, M., Miyaji, S.,Agake, S., Kuwahara, K., Yokoyama, T., Fushinobu, S., Maruyama-Nakashita, A., Sugiyama, R., Sato, M., Inaba, J., Hirai, M.Y. and Ohkama-Ohtsu, N.:
"Glutathione degradation activity of γ‐glutamyl peptidase 1 manifests its dual roles in primary and secondary sulfur metabolism in Arabidopsis"
Plant J. 111, 1626-1642. (2022) - 8.
Siriwach, R., Matsuzaki, J., Saito, T., Nishimura, H., Isozaki, M., Isoyama, Y., Sato, M., Arita, M., Akaho, S., Higashide, T., Yano, K., and Hirai, M.Y.:
"Assessment of greenhouse tomato anthesis rate through metabolomics using LASSO regularized linear regression model"
Front. Mol. Biosci. 9, 839051. (2022) - 9.
Sugiyama, R., Li, R., Kuwahara, A., Nakabayashi, R., Sotta, N., Mori, T., Ito, T., Ohkama-Ohtsu, N., Fujiwara, T., Saito, K., Nakano, R.T., Bednarek, P. and Hirai, M.Y.:
"Retrograde sulfur flow from glucosinolates to cysteine in Arabidopsis thaliana"
PNAS. 118, e2017890118. (2021) - 10.
Kawade,K., Horiguchi,G., Hirose,Y.,Oikawa,A., Hirai,M.Y., Saito,K., Fujita,T. and Tsukaya,H.
"Metabolic control of gametophore shoot formation through arginine in the moss Physcomitrium patens"
Cell Rep. 32, 108127. (2020)
研究成果(プレスリリース)
2024年12月12日
腸内代謝物と消化管ホルモンを介した代謝調節2024年5月24日
植物の発根を促進する新規機能性アミノ酸を同定2024年3月22日
代謝における細胞分化の役割に迫る2024年1月24日
アミノ酸セリンの隠された生理機能2022年8月1日
新たな植物の硫黄分配メカニズムを発見2021年8月6日
植物の葉器官のサイズ制御の長年の謎を証明2021年5月25日
植物が硫黄栄養をリサイクルする経路を解明2018年9月13日
植物の双葉を2枚にする酵素を発見2017年6月14日
セリン生合成の新しい制御機構を発見2016年12月26日
代謝シミュレーションを簡便に行うツールを開発2015年4月8日
海水を用いた淡水性ラン藻の培養に成功2014年11月25日
情報伝達タンパク質「Hik8」で、ラン藻のアミノ酸生産を効率化2014年7月10日
転写因子「NtcA」により、ラン藻の増殖促進と代謝改変に成功2014年2月17日
ラン藻のバイオプラスチック生産が3倍増2013年9月11日
ラン藻の水素生産量を2倍以上増加させることに成功2013年7月8日
窒素欠乏時のラン藻の代謝を網羅的に解析し、代謝の矛盾を解消2013年4月19日
組織間での情報伝達を介した葉の成長メカニズムを解明
関連リンク
- 代謝システム研究チーム|環境資源科学研究センター
- PRIMe: Platform for RIKEN Metabolomics(英語)
- 2024年6月11日クローズアップ科学道 研究最前線「分化の視点から植物代謝の謎に迫る」
- 2021年9月21日クローズアップ科学道 研究最前線「植物の代謝を分子レベルで解明し、機能性植物をつくり出す」
メンバーリスト
主宰者
- 平井 優美
- チームディレクター
メンバー
- 内田 開
- 研究員
- 佐藤 諒一
- 研究員
- 藤 佑志郎
- 研究員
- 秋山 遼太
- 基礎科学特別研究員
- 鵜崎 真妃
- 基礎科学特別研究員
- 多部田 弘光
- 基礎科学特別研究員
- 桑原 亜由子
- テクニカルスタッフⅠ
- 佐藤 心郎
- テクニカルスタッフⅠ