Researchers Database

Masahiro Ito

    Department of Life Sciences Professor
    Bio-Nano Electronics Research Center Professor
    Course of Life Sciences Professor
Last Updated :2020/10/20

Researcher Information

Research funding number

  • 80297738


J-Global ID

Research Interests

  • Na^+   H^+アンチポーター   好アルカリ性細菌   枯草菌   Bacillus   Bacillus pseudofirmus   K^+   極限環境微生物   アルカリ性適応機構   ホメオスタシス   Na^+サイクル   イオンチャネル   アンチポーター   固定子   プロトン駆動力   K^+排出   べん毛モーター   イオンチャンネル   ハイブリットモーター   Ca^<2+>   ナトリウム駆動力   アルカリカチオン   アルカリカチオン輸送   PHホメオスタシス   ハイブリッドモーター   ナトリウムチャネル   走化性   好アルカリ性微生物   コール酸耐性   

Research Areas

  • Life sciences / Molecular biology
  • Life sciences / Biophysics
  • Life sciences / Applied microbiology

Academic & Professional Experience

  • 2009/04 - Today  Toyo UniversityFactory of Life SciencesProfessor
  • 2001/04 - 2009/03  Toyo UniversityFactory of Life SciencesAssociate professor
  • 1997/04 - 2001/03  Toyo UniversityFactory of Life SciencesLecturer
  • 1994/04 - 1997/03  Mount Sinai School of MedicineDepartment of Biochemistrypostdoctoral researcher

Association Memberships

  • 日本ゲノム微生物学会   The Biophysical Society of Japan   JAPAN SOCIETY FOR BIOSICENCE, BIOTECHNOLOGY, AND AGROCHEMISTRY   THE JAPANESE SOCIETY FOR EXTREMOPHILES   International society for Extremophiles   AMERICAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY   American society for Microbiology   

Published Papers

Books etc

  • 中村, 聡; 中島, 春紫; 伊藤, 政博; 道久, 則之; 八波, 利恵 講談社 2019 9784065135990 x, 213p
  • CSJカレントレビュー26 分子マシンの科学
    伊藤 政博 (Joint work第6章 従来とは異なる駆動力で回転するバクテリアべん毛モーター)化学同人 2017/08
  • 伊藤, 政博; 道久, 則之; 鳴海, 一成; 東端, 啓貴; 為我井, 秀行; 國枝, 武和; 伊藤, 隆; 佐藤, 孝子(理学博士); 中村, 聡 (Joint work1章、4章、5章)コロナ社 2014/11 9784339067477 vii, 220p 
  • 掘越 弘毅; 井上 明 オーム社 2006/12 4274203212 328


Awards & Honors

  • 2019/09 日本農芸化学会関東支部 優秀発表賞(ポスター発表部門)
     高濃度セシウム耐性菌Microbacterium sp. TS-1株の新規セシウム耐性機構の同定 
    受賞者: 是恒貴宏;石内絵梨;手島美結;石田義基;伊藤政博
  • 2018/12 Japanese Society for Extremophiles Excellent Poster Award
     好アルカリ性細菌Microbacterium sp. TS-1株の高濃度セシウム耐性機構の解明 
    受賞者: Takahiro Koretsune;Masahiro Ito
  • 2016/12 The 1st international Conference on Applied Microbiology in Vietnam Young Scientist Poster Award (1st)
     Elucidation ion selectivity and identification of ion transport subunits in the Mrp type antiporter 
    受賞者: Mitsue Matsui;Masahiro Ito
  • 2015/11 The 16th Annual Meeting of the Japanese society for Extremophiles Poster award
     A functional analysis of stator complex of flagellar motor from Bacillus trypoxylicola 
    受賞者: Riku Imazawa;Shun Naganawa;Masahiro Ito
  • 2014/12 The 15th Annual Meeting of the Japanese society for Extremophiles Poster award
     Elucidation of the differences in Na+ affinity in a neutral pH environment of the Na+-driven stator MotPS in alkaliphilic Bacillus pseudofirmus OF4 and Bacillus subtilis 
    受賞者: Yuka Takahashi;Yukina Noguchi;Masahiro Ito
  • 2014/11 The 15th Annual Meeting of the Japanese society for Extremophiles Poster award
     Identification for a factor affecting of stimulation of motility in Methylobacterium sp. 121 
    受賞者: Wakabayashi Yuu;Tetsu Shimizu;Akira Nakamura;Masahiro Ito
  • 2014/09 International Congress on Extremophiles 2014 ISE Young Scientist Poster Award
     The clarification of the differences between alkaliphilic and neutralophilic Bacillus influx control of Na+ near neutral pH in the Na+-driven flagellar motor stator MotPS 
    受賞者: Yuka Taakahashi;Yukina Noguchi;Masahiro Ito
  • 2013/03 Blue Earth 2013 (JAMSTEC) Young Scientist Poster Award
     Analytical results of microbiological diversity in the seismogenic zone (Japan trench) sediment at 3 months and 17 months after Tohoku Region Pacific Offshore Earthquake occurred 
    受賞者: Sayumi Kinoshita;Masahiro Ito
  • 2012/11 The 2012 Annual Meeting of the Kanto Branch of the Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry Poster award
     Elucidation of rotation mechanism of hybrid biomotor that can utilize two types of coupling ions 
    受賞者: Yuka Takahashi;Masahiro Ito
  • 2012/06 Toyo University Inoue Enryo Prize
     Research on Hybrid Bacterial Flagellar Motor 
    受賞者: Masahiro Ito
  • 2011/11 The 12th Annual Meeting of the Japanese society for Extremophiles Poster award
     A novel K+-stimulated flagellar motor from alkaliphilic Bacillus alcalophilus. 
    受賞者: Motohiko Sano;Naoya Terahara;Masahiro Ito
  • 2011/10 The 2011 Annual Meeting of the Kanto Branch of the Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry Poster award
     Identification of amino acid residues in the flagellar stator involved in the reduction of motility under the neutral environment of the alkalophilic Bacillus pseudofirmus OF4 
    受賞者: Yukina Noguchi;Masahiro Ito
  • 2011/03 the Japan Society for the Promotion of Science JSPS Prize
     Properties of Bacterial Flagellar Motor Powered by Hybrid Stators 
    受賞者: Masahiro Ito
  • 2009/11 The 10th Annual Meeting of the Japanese society for Extremophiles Poster award
     Identification and characterization of functional residues in a Multi-subunit type Na+/H+ antiporter Mrp complex from alkaliphilic Bacillus pseudofirmus OF4. 
    受賞者: Masato Morino;Shinsuke Natsui;Tomohiro Ono;Talia H. Swartz;Terry A. Krulwich;Masahiro Ito
  • 2009/10 The 10th Annual Meeting of the Japanese society for Extremophiles Poster award
     Identification and analysis of amino acid residues important for the rotation mechanism of flagellar stator MotAB, MotPS of Bacillus subtilis 
    受賞者: Yuka Takahashi;Naoya Terahara;Sachiyo Koizumi;Masahiro Ito
  • 2008/11 The 9th Annual Meeting of the Japanese society for Extremophiles Poster award
     A conversion of the coupling ion specificity of stators in a Bacillus flagellar motor 
    受賞者: Naoya Terahara;Terry Ann Krulwich;Masahiro Ito
  • 2008/06 The 3rd Japan transporter research association Outstanding performance award(Oral presentation)
     A flagellarstator MotAB from alkaliphilic Bacillus clausii can utilize two types of ions as coupling ions 
    受賞者: Naoya Terahara;Masahiro Ito
  • 2007/11 Kanto Branch meeting of the Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry Young Scientist Award (oral presentation)
     Bacillus subtilis flagellar motor is a hybrid motor that can utilize two kinds of energy 
    受賞者: Naoya Terahara;Masahiro Ito
  • 2007/11 The 8th Annual Meeting of the Japanese society for Extremophiles Poster award
     The visualization of the voltage-gated Na+ channel of Alkaliphilic Bacillus pseudofirmus OF4 by using fluorescent protein fusion. 
    受賞者: Shun Fujinami;Masahiro Ito
  • 2005/11 the Japan Society for Extremophiles Young Scientist Award
    受賞者: Masahiro Ito
  • 2004/11 The 5th Annual Meeting of the Japanese society for Extremophiles Poster award
     好アルカリ性細菌Bacillus halodurans C-125株の細胞形態形に関する研究 
    受賞者: Shun Fujinami;Masahiro Ito
  • 2002/09 International Society for Extremophiles (ISE) ISE Award
    受賞者: Masahiro Ito

Research Grants & Projects

  • Mrp型Na+/H+アンチポーターを標的とする新規黄色ブドウ球菌生育阻害剤の開発
    Japan Society for the Promotion of Science:Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    Date (from‐to) : 2019/04 -2022/03 
    Author : 伊藤 政博
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    Date (from‐to) : 2015 -2017 
    Author : 伊藤 政博
  • 文部科学省:科学研究費補助金(新学術領域研究(研究領域提案型))
    Date (from‐to) : 2012 -2016 
    Author : 伊藤 政博
  • Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology:Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    Date (from‐to) : 2009 -2012 
    Author : Masahiro ITO; 寺原 直矢
    At first, we identified that the flagellar motor of B. subtilis was a hybrid motor and it rotated by using both ion motive forces, H+ and Na+, by a single molecular mechanism. Next, the critical charged amino acid residues between the second and third transmembrane cytoplasmic loop region in MotA and MotP subunits of B. subtilis were identified by using site-directed mutagenesis. Moreover, we identified a novel type flagellar motor from alkaliphilic Bacillus alcalophilus which stimulates swimming speed under elevated K+ or Rb+ concentrations. This is the first report that describes aflagellar motor that can use both K+ and Rb+ as coupling ions.
  • Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology:Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    Date (from‐to) : 2005 -2007 
    Author : Masahiro ITO
    The bacterial ion channels are useful for the structural analysis of the eukaryotic ion channels. The elucidation of physiologic functions and effecter proteins of the bacterial ion channels is important in research of the ion channels. NavBP is the member of the bacterial voltage-gated Na+ channel superfamily that is found in alkaliphilic Bacillus pseudofirmus OF4. NavBP has recently been shown to have a role in pH homeostasis, motility and chemotaxis. The chemotaxis phenotype of NavBP deletion mutant was particularly striking in that the response of the mutants to chemoattractants was inverted compared to the wild-type strain. Therefore, we have studied to elucidate the relation of the deficit of Na channel and the abnormalities in chemotaxis. We have already reported the following things. First, in the wild-type strain, colocalization of NavBP and the putative chemotaxis receptor McpX was observed at cell pole by immuno fluorescent microscopy (IFM). Second, in the NavBP deletion mutant, although the expression level of McpX did not change mostly, but the localization of that was decreased. Then, in order to observe cellullar localization of NavBP in a live cell, the plasmid which express the NavBP-CFP fusion protein was constructed, the transformation was carried out to NavBP deletion mutant. As a result, polar localization of functional NavBP-CFP was observed. The polar localization of NavBP in alkaliphilic Bacillus pseudofirmus OF4 was strongly suggested. In order for a chemotaxis receptor to function, it is necessary to localized at cell pole. The results suggest interactions between NavBP and McpX that affect their co-localization at cell pole. The inverse chemotaxis phenotype of NavBP deletion mutants may result in part from delocalization of McpX.
  • 文部科学省:科学研究費補助金(特定領域研究)
    Date (from‐to) : 2004 -2004 
    Author : 伊藤 政博
  • 文部科学省:科学研究費補助金(若手研究(B))
    Date (from‐to) : 2003 -2004 
    Author : 伊藤 政博
    好アルカリ性BaCillus pseudofirmus OF4の新規複合体型Na^+/H^+アンチポーターMrpの生理的機能を明らかにするため、平成16年度は、以下のような実験を行ない、有用な結果を得た。まず、はじめにMrpシステムは二次能動輸送系のNa^+/H^+アンチポートを触媒し、さらに一次能動輸送モードを持っていると仮定されていた。この仮定は、大腸菌の呼吸鎖欠損変異株を用いた非発酵条件での生育でMrpに依存した相補が観察されたことが理由の一つであった。しかし、この相補には、大腸菌由来のリンゴ酸キノン酸化還元酵素の増加が関係し、Mrpの触媒活性ではないことを明らかにした。また、Mrpシステムの各サブユニットそれぞれのHis-tag融合タンパク質の発現、精製およびHis-tag抗体を用いたウエスタンブロットによる検出に成功した。また、各Mrpサブユニットに対するポリクローナル抗体を作製し、その検出を試みた。その結果、MrpEとMrpGに対するポリクローナル抗体以外の抗体を用いた場合は、各His-tag融合タンパク質をHis-tag抗体と同様にウエスタンブロットで検出することができた。検出できなかったMrpGに関しては、7つのサブユニットを同時に発現させる場合、His-tagやS-tagを付加して、発現させるので、複合体精製の実験でのウエスタンブロットでの検出に問題が生じなかったが、MrpEに関しては、現在、再度新しいポリクローナル抗体を作製中である。Mrp複合体の精製は、現在までに成功していないが、各サブユニットの一部にtagを付加し、活性に影響を与えないことを確認した発現プラスミドを構築したので、これを用いて大量精製をおこなう予定である。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(特定領域研究)
    Date (from‐to) : 2003 -2004 
    Author : 伊藤 政博
  • 文部科学省:科学研究費補助金(特定領域研究)
    Date (from‐to) : 2002 -2002 
    Author : 伊藤 政博
  • 文部科学省:科学研究費補助金(特定領域研究(C))
    Date (from‐to) : 2001 -2001 
    Author : 伊藤 政博
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    Date (from‐to) : 2000 -2001 
    Author : 伊藤 政博
    好アルカリ性Bacillus pseudofirmus OF4の新規複合体型Na^+/H^+アンチポーターMrpの生理的機能を明らかにするため、平成13年度は、以下のような実験を行ない、有用な結果を得た。まず、平成12年度にMrpが膜電位に依存した二次輸送系としてばかりではなく一次輸送系としても機能しうることが示唆されたことを踏まえて、次のような実験を行った。7つのサブユニットからなるMrpの各サブユニットの役割を明らかにする第一歩としてMrpAとMrpCの部位特異的変異プラスミドを構築した。これらの変異プラスミドをNa^+/H^+アンチポーターや呼吸鎖の一部を欠損した大腸菌変異株に形質転換し、相補実験を行った。実験の結果、MrpAでは一次輸送系と二次輸送系の両方の機能の同時に喪失することが明らかになった。これからMrpAは、これらの機能に必要不可欠であることが示唆された。次にMrpCでは二次輸送系で機能するNa^+/H^+アンチポーター活性は保持するが、膜電位を消失させてしまうと一次輸送系として機能する細胞内Na^+濃度の維持機能を喪失するが明らかになった。これからMrpCは、一次輸送系の機能に関わる重要なサブユニットであることが示唆された。今後、同様の実験系で他のサブユニットの役割についても明らかにする予定でいる。次に、平成12年度にOF4株にとってmrpオペロンを欠損することが致死的であることが示唆され、今年度は、染色体上のMrpオペロンのプロモーターをP_プロモーターに改変し、条件致死変異株の構築を試みたが、成功しなかった。この理由としては、実験に使用した温度感受性プラスミドの温度感受性が喪失してプラスミドの除去がうまくいかなかったことなどが考えられる。今後、他のアプローチによりMrp変異株の構築を検討中である。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    Date (from‐to) : 1998 -1999 
    Author : 伊藤 政博
    昨年度までにNa^+イオンの排出や細胞内pHホメオスタシスに関与する遺伝子群mrpオペロンを好アルカリ性Bacillus firmus OF4株からクローニングすることに成功した。本遺伝子群の全塩基配列は、GenBankに登録した(アクセス番号:AF097740)。本年度は、OF4株の全mrpオペロンを含む遺伝子断片をベクターpMW118に連結し、主要なNa^+/H^+アンチポーターを欠損している大腸菌Knabc株に形質転換し生理的機能解析を試みた。形質転換株は、Knabc株が生育できない0.2M-NaCl濃度以上の培地で良好に生育した。また、形質転換株から調製した反転膜小胞を用いた実験より、本遺伝子にコードされているタンパク質が、Na^+/H^+アンチポーター活性を持つことを明らかにした。遺伝子の一部をプラスミド上で欠失させるとNa^+/H^+アンチポーター活性が消失し、Knabs株の欠損を相補できなくなった。このことから、本遺伝子群のNa^+/H^+アンチポーター活性には、少なくとも7つすべての遺伝子産物が関与していることが明らかになった。しかし、7つの遺伝子産物すべてで大きな複合体を形成してNa^+/H^+アンチポーターとして機能しているのか、一部はシャペロンや複合体の安定性に関与するだけなのかは現在のところ不明である。今後、本遺伝子産物の精製を試みることによりこのことが明らかになることが期待される。別のアプローチとして相同的組み換え技術を用いて染色体上のmrpオペロンの欠失を試みた。しかし、この遺伝子群の欠失変異株を取得することは全く出来なかった。同様の実験を枯草菌で行った場合、欠失変異株が容易に取得できた。このことは、枯草菌が、Na^+とK^+どちらかのカチオンを用いて生育を維持できるのに対し、好アルカリ性細菌Bacillus firmus OF4株は、生育にNa^+を必須とし、おそらく菌のNa^+サイクルの主要な役割を果たしているため、mrpオペロンの欠損が菌にとって致死的な変異になるためと考えられた。

Committee Membership

  • 2015 - Today   Applied and Environmental Microbiology   Editorial Board Member
  • 2013/01 - Today   Japanese Society for Extremophiles   General affairs secretary
  • 2013/04 -2020/03   Toyo University   Center for Academic Research Promotion Deputy-Directors
  • 2008/08 -2010/07   Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT)   Program officer