2026/04/24 更新

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イソガイ ショウタ
磯貝 章太
Isogai Shota
所属
農学部 フロンティア食品科学科

学位

  • 博士(農学)

研究キーワード

  • アミノ酸生合成酵素,合成生物学,二次代謝,応用微生物学,ストレス耐性,放線菌,大腸菌,酵母,生合成

研究分野

  • ライフサイエンス / 応用微生物学

学歴

  • 東京大学   農学生命科学研究科   応用生命工学専攻 博士課程

    2009年4月 - 2013年3月

  • 東京大学   農学生命科学研究科   応用生命工学専攻 修士課程

    2007年4月 - 2009年3月

  • 東京大学   農学部   生命工学専修

    2003年4月 - 2007年3月

経歴

  • 宇都宮大学   農学部   准教授

    2026年4月 - 現在

  • 奈良先端科学技術大学院大学   研究推進機構   特任准教授

    2025年4月 - 2026年3月

  • 奈良先端科学技術大学院大学   研究推進機構   特任助教

    2023年4月 - 2025年3月

  • 奈良先端科学技術大学院大学   先端科学技術研究科バイオサイエンス領域   博士研究員

    2018年10月 - 2022年3月

  • 高機能遺伝子デザイン技術研究組合   博士研究員

    2013年4月 - 2017年3月

所属学協会

  • 日本生物工学会

  • 日本農芸化学会

 

論文

  • A streamlined protocol for high-quality RNA extraction from bread dough.

    Akira Nishimura,Shigeyuki Ota,Shota Isogai,Hiroshi Takagi

    Journal of microbiological methods   240   107352 - 107352   2025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)  

    Bread dough is rich in polysaccharides and polyphenols, which hinder RNA extraction. We therefore established a streamlined workflow combining Fruit-mate homogenization, clarification, TRIzol extraction, high-salt precipitation, and activated-charcoal cleanup. This protocol reproducibly yields intact RNA of sufficient purity, enabling transcriptomic analyses of yeast activity in complex dough environments.

    DOI: 10.1016/j.mimet.2025.107352

  • Breeding of yeast strains with intracellular amino acid accumulation for value-added alcoholic beverages

    Shota Isogai,Akira Nishimura,Hiroshi Takagi

    FEMS Yeast Research   2025年1月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/femsyr/foaf065

  • Functional analysis of feedback inhibition-insensitive aspartate kinase identified in a threonine-accumulating mutant of Saccharomyces cerevisiae

    Shota Isogai,Akira Nishimura,Akiko Inoue,Shino Sonohara,Takashi Tsugukuni,Tomoyuki Okada,Hiroshi Takagi

    Applied and Environmental Microbiology   e0015524   2024年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Humans and mammals need to ingest essential amino acids (EAAs) for protein synthesis. In addition to their importance as nutrients, EAAs are involved in brain homeostasis. However, elderly people are unable to efficiently consume EAAs from their daily diet due to reduced appetite and variations in the contents of EAAs in foods. On the other hand, strains of the yeast Saccharomyces cerevisiae that accumulate EAAs would enable elderly people to intakegest adequate amounts of EAAs and thus might slow down the neurodegenerative process, contributing to the extension of their healthy lifespan. In this study, we isolated a mutant (strain HNV-5) that accumulates threonine, an EAA, derived from a diploid laboratory yeast by conventional mutagenesis. Strain HNV-5 carries a novel mutation in the HOM3 gene encoding the Ala462Thr variant of aspartate kinase (AK). Enzymatic analysis revealed that the Ala462Thr substitution significantly decreased the sensitivity of AK activity to threonine feedback inhibition even in the presence of 50 mM threonine. Interestingly, Ala462Thr substitution did not affect the catalytic ability of Hom3, in contrast to previously reported amino acid substitutions that resulted in reduced sensitivity to threonine feedback inhibition. Furthermore, yeast cells expressing the Ala462Thr variant showed an approximately threefold increase in intracellular threonine content compared to that of the wild-type Hom3. These findings will be useful for the development of threonine-accumulating yeast strains that may improve the quality of life in elderly people.IMPORTANCEFor humans and mammals, essential amino acids (EAAs) play an important role in maintaining brain function. Therefore, increasing the intake of EAAs by using strains of the yeast Saccharomyces cerevisiae that accumulate EAAs may inhibit neurodegeneration in elderly people and thus contribute to extending healthy lifespan and improving their quality of life. Threonine, an EAA, is synthesized from aspartate. Aspartate kinase (AK) catalyzes the first step in threonine biosynthesis and is subject to allosteric regulation by threonine. Here, we isolated a threonine-accumulating mutant of S. cerevisiae by conventional mutagenesis and identified a mutant gene encoding a novel variant of AK. In contrast to previously isolated variants, the Hom3 variant exhibited AK activity that was insensitive to feedback inhibition by threonine but retained its catalytic ability. This resulted in increased production of threonine in yeast. These findings open up the possibility for the rational design of AK to increase threonine productivity in yeast.

    DOI: 10.1128/aem.00155-24

  • Functional analysis of a S-adenosylmethionine-insensitive methylenetetrahydrofolate reductase identified in methionine-accumulating yeast mutants

    Shota Isogai

    Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry   2024年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/BBB/ZBAE154

  • Improvement of valine and isobutanol production in sake yeast by Ala31Thr substitution in the regulatory subunit of acetohydroxy acid synthase

    Shota Isogai,Akira Nishimura,Naoyuki Murakami,Natsuki Hotta,Atsushi Kotaka,Yoichi Toyokawa,Hiroki Ishida,Hiroshi Takagi

    FEMS Yeast Research   23   2023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)  

    DOI: 10.1093/femsyr/foad012

  • Characterization of a new Saccharomyces cerevisiae isolated from banana stems and its mutant with l-leucine accumulation for awamori brewing.

    Tsukahara M,Isogai S,Azuma H,Tsukahara K,Toyokawa Y,Takagi H

    Bioscience, biotechnology, and biochemistry   87 ( 2 )   240 - 244   2023年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/bbb/zbac185

  • Plant Flavonoid Production in Bacteria and Yeasts

    Shota Isogai,Masahiro Tominaga,Akihiko Kondo,Jun Ishii

    Frontiers in Chemical Engineering   4   2022年7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)  

    DOI: 10.3389/fceng.2022.880694

  • Functional Analysis of Feedback Inhibition-Insensitive Variants of N -Acetyl Glutamate Kinase Found in Sake Yeast Mutants with Ornithine Overproduction

    Masataka Ohashi,Shota Isogai,Hiroshi Takagi

    Microbiology Spectrum   10 ( 3 )   e0082222   2022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)  

    DOI: 10.1128/spectrum.00822-22

  • Isolation and analysis of a sake yeast mutant with phenylalanine accumulation.

    Nishimura A,Isogai S,Murakami N,Hotta N,Kotaka A,Matsumura K,Hata Y,Ishida H,Takagi H

    Journal of industrial microbiology & biotechnology   49 ( 3 )   2022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)  

    DOI: 10.1093/jimb/kuab085

  • Cryptic Oxidative Transamination of Hydroxynaphthoquinone in Natural Product Biosynthesis

    Tomohiro Noguchi,Shota Isogai,Tohru Terada,Makoto Nishiyama,Tomohisa Kuzuyama

    Journal of the American Chemical Society   144 ( 12 )   5435 - 5440   2022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)  

    DOI: 10.1021/jacs.1c13074

  • High-Level Production of Isoleucine and Fusel Alcohol by Expression of the Feedback Inhibition-Insensitive Threonine Deaminase in <i>Saccharomyces cerevisiae</i>.

    Isogai S,Nishimura A,Kotaka A,Murakami N,Hotta N,Ishida H,Takagi H

    Applied and environmental microbiology   88 ( 5 )   e0213021   2022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)  

    DOI: 10.1128/aem.02130-21

  • Correction to: Enhancement of lysine biosynthesis confers high‑temperature stress tolerance to Escherichia coli cells.

    Isogai S,Takagi H

    Applied microbiology and biotechnology   105 ( 19 )   7547 - 7547   2021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)  

    DOI: 10.1007/s00253-021-11598-z

  • Role of Gln79 in Feedback Inhibition of the Yeast γ-Glutamyl Kinase by Proline

    Akira Nishimura,Yurie Takasaki,Shota Isogai,Yoichi Toyokawa,Ryoya Tanahashi,Hiroshi Takagi

    Microorganisms   9 ( 9 )   1902 - 1902   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)  

    DOI: 10.3390/microorganisms9091902

  • Enhancement of lysine biosynthesis confers high-temperature stress tolerance to Escherichia coli cells. 査読

    Isogai S,Takagi H

    Applied microbiology and biotechnology   105 ( 18 )   6899 - 6908   2021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)  

    DOI: 10.1007/s00253-021-11519-0

  • High-Level Production of Lysine in the Yeast Saccharomyces cerevisiae by Rational Design of Homocitrate Synthase. 査読

    Isogai S,Matsushita T,Imanishi H,Koonthongkaew J,Toyokawa Y,Nishimura A,Yi X,Kazlauskas R,Takagi H

    Applied and environmental microbiology   87 ( 15 )   e0060021   2021年7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)  

    DOI: 10.1128/aem.00600-21

  • Synthetic production of prenylated naringenins in yeast using promiscuous microbial prenyltransferases 査読

    Shota Isogai,Nobuyuki Okahashi,Ririka Asama,Tomomi Nakamura,Tomohisa Hasunuma,Fumio Matsuda,Jun Ishii,Akihiko Kondo

    Metabolic Engineering Communications   12   e00169 - e00169   2021年6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)  

    DOI: 10.1016/j.mec.2021.e00169

  • High-level production of ornithine by expression of the feedback inhibition-insensitive N-acetyl glutamate kinase in the sake yeast Saccharomyces cerevisiae.

    Ohashi M,Nasuno R,Isogai S,Takagi H

    Metabolic engineering   62   1 - 9   2020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)  

    DOI: 10.1016/j.ymben.2020.08.005

  • Effects of a novel variant of the yeast γ-glutamyl kinase Pro1 on its enzymatic activity and sake brewing.

    Murakami N,Kotaka A,Isogai S,Ashida K,Nishimura A,Matsumura K,Hata Y,Ishida H,Takagi H

    Journal of industrial microbiology & biotechnology   47 ( 46275 )   715 - 723   2020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)  

    DOI: 10.1007/s10295-020-02297-1

  • Identification of 8-amino-2,5,7-trihydroxynaphthalene-1,4-dione, a novel intermediate in the biosynthesis of Streptomyces meroterpenoids 査読

    Shota Isogai,Makoto Nishiyama,Tomohisa Kuzuyama

    BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY LETTERS   22 ( 18 )   5823 - 5826   2012年9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)  

    DOI: 10.1016/j.bmcl.2012.07.084

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講演・口頭発表等

  • スレオニン脱アミノ化酵素Ilv1の新規変異体がイソロイシン生産と清酒醸造特性に与える影響

    磯貝章太,小高敦史,村上直之,蘆田佳子,堀田夏紀,松村憲吾,西村 明,秦 洋二,石田博樹,高木博史

    日本農芸化学会2021年度大会  2021年3月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

  • 「アミノ酸機能工学」による大腸菌へのストレス耐性の付与

    磯貝 章太,高木 博史

    第71回日本生物工学会大会 (2019)  2019年9月 

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    開催年月日: 2019年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • 清酒酵母におけるプロリン高生産株の育種と新規なγ-グルタミルキナーゼ変異体の機能解析

    磯貝章太,豊川洋一,小高敦史,高崎友里恵,蘆田佳子,村上直之,松村憲吾,西村 明,秦 洋二,石田博樹,高木博史

    本農芸化学会2020年度大会  2020年3月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

  • 「機能性アミノ酸」による大腸菌へのストレス耐性の付与

    磯貝章太,高木博史

    日本農芸化学会関西・中部支部2019年度合同神戸大会  2019年9月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

  • アミノ酸機能工学を活用した大腸菌へのロバスト性の付与

    磯貝章太

    日本農芸化学会2019年度大会  2019年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • The identification of 8-amino-2,5,7-trihydroxynaphthalene-1,4-dione, a novel intermediate in the biosynthesis of Streptomyces meroterpenoids

    磯貝章太

    Directing Biosynthesis III  2012年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  • 放線菌の生産するテルペノイド–ポリケタイド融合化合 物の生合成に特異的なアミノ基転移反応

    磯貝章太

    日本農芸化学会2013年度大会  2013年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • テルペノイド―ポリケタイド融合化合物のポリケタイド骨格形成

    磯貝章太

    日本農芸化学会2009年度大会  2009年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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研究活動に関する受賞

  • B.B.B.論文賞

    2026年3月   日本農芸化学会   Functional analysis of a S-adenosylmethionine-insensitive methylenetetrahydrofolate reductase identified in methionine-accumulating yeast mutants

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

共同研究・競争的資金等の研究

  • 酵母のスレオニン脱アミノ化酵素に見出した新規活性制御機構の解明

    研究課題/領域番号:23K05040  2023年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業 

    磯貝 章太

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    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )