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今井 優  イマイ ユウ

教員組織電話番号
教育組織先鋭領域融合研究群 バイオメディカル研究所FAX番号
職名助教(特定雇用)メールアドレス
住所〒399-4598 長野県上伊那郡南箕輪村8304ホームページURL

プロフィール

研究分野
応用微生物学
所属学会
所属学会
日本農芸化学会
日本放線菌学会
American Society for Microbiology
日本生物工学会
学歴
出身大学院
2015 , 信州大学大学院 , 総合工学系研究科
2011 , 信州大学大学院 , 農学研究科

出身学校・専攻等(大学院を除く)
2009 , 信州大学 , 農学部

取得学位
博士 (農学) , 信州大学 (日本)
受賞学術賞
2022 , 2022 年度大会トピックス賞
2019 , ASM microbe 2019 Outstanding Abstract Award
研究職歴等
研究職歴
2022- , 信州大学 先鋭領域融合研究群バイオメディカル研究所 助教 (特定雇用)
2022-2022 , Northeastern University Antimicrobial Discovery Center Associate Research Scientist
2015-2022 , Northeastern University Antimicrobial Discovery Center Postdoctoral Research Associate

研究活動業績

研究業績(著書・
発表論文等)
論文
Phenomenological interpretations of the mechanism for the concentration-dependent positive effect of antibiotic lincomycin on Streptomyces coelicolor A3(2)
Applied and Environmental Microbiology 2023(Sep. 21)
Author:Keiichiro Mukai; Tomoko Shibayama; Yu Imai; Takeshi Hosaka
Abstract:ABSTRACT The antibiotic lincomycin binds to the 23S ribosomal RNA peptidyl transferase loop region to inhibit protein synthesis. However, lincomycin can also stimulate the growth and secondary metabolism of actinomycetes in a concentration-dependent manner. In Streptomyces coelicolor A3(2), lincomycin stimulates the production of the blue-pigmented antibiotic actinorhodin at concentrations below the minimum inhibitory concentration. To better understand the molecular mechanism underlying these concentration-dependent positive effects, this study investigated how the target molecule, the ribosome, undergoes dynamic changes in the presence of lincomycin and explored the ribosome-related factors involved. Lincomycin, at a concentration that stimulates actinorhodin production of S. coelicolor A3(2), could restore temporarily arrested ribosome function by utilizing ribosome-related proteins and translation factors, presumably under the control of the transcription factor WblC protein that confers intrinsic resistance to multiple translation-inhibiting antibiotics, to eventually produce stable and active ribosomes even during the late growth phase. This qualitatively and quantitatively positive ribosome alteration can be advantageous for producing actinorhodin biosynthetic enzymes. A series of gene expression and biochemical analyses revealed that lincomycin at the concentration that induces ribosomal stabilization in S. coelicolor A3(2) could influence the localization of the 20S proteasome-related proteins, resulting in reduced proteasome activity. These findings suggest that the functional analysis of 20S proteasome represents a potential pivotal challenge for understanding the molecular mechanism of ribosome stabilization induced by lincomycin. Therefore, as lincomycin can dynamically alter its target molecule, the ribosome, we discuss the future issues and prospects for an increased understanding of the concentration-dependent properties of antibiotics. IMPORTANCE Antibiotics were originally defined as chemical compounds produced by a microbe that inhibits the growth of other microbes. However, an unexplained effect of this is that a low concentration of antibiotics, such as those below the minimum inhibitory concentration, can positively affect microbial growth and metabolism. The secondary metabolic activation of streptomycetes in the presence of the translation-inhibiting antibiotic lincomycin illustrates the concentration-dependent positive effect of the antibiotic. The significance of this study is that the phenomenological interpretation of the molecular mechanism of the concentration-dependent positive effect of lincomycin in Streptomyces coelicolor A3(2) has provided novel insight into the possible role of antibiotics in making their target molecules stable and active with the assistance of various related factors that benefit their function. Further exploration of this idea would lead to an essential understanding of antibiotics, including why actinomycetes make them and their role in nature.


Evybactin is a DNA gyrase inhibitor that selectively kills Mycobacterium tuberculosis
Nature Chemical Biology,18(11):1236-1244 2022(Nov.)
Author:Yu Imai*; Glenn Hauk*; Jeffrey Quigley; Libang Liang; Sangkeun Son; Meghan Ghiglieri; Michael F. Gates; Madeleine Morrissette; Negar Shahsavari; Samantha Niles; Donna Baldisseri; Chandrashekhar Honrao; Xiaoyu Ma; Jason J. Guo; James M. Berger; Kim Lewis


A Silent Operon of Photorhabdus luminescens Encodes a Prodrug Mimic of GTP
mBio,13(3) 2022(Jun.)
Author:Negar Shahsavari; Boyuan Wang; Yu Imai; Miho Mori; Sangkeun Son; Libang Liang; Nils Böhringer; Sylvie Manuse; Michael F. Gates; Madeleine Morrissette; Rachel Corsetti; Josh L. Espinoza; Chris L. Dupont; Michael T. Laub; Kim Lewis


A selective antibiotic for Lyme disease
Cell,184(21):5405-5418.e16 2021(Oct.)
Author:Nadja Leimer*; Xiaoqian Wu*; Yu Imai*; Madeleine Morrissette; Norman Pitt; Quentin Favre-Godal; Akira Iinishi; Samta Jain; Mariaelena Caboni; Inga V. Leus; Vincent Bonifay; Samantha Niles; Rachel Bargabos; Meghan Ghiglieri; Rachel Corsetti; Megan Krumpoch; Gabriel Fox; Sangkeun Son; Dorota Klepacki; Yury S. Polikanov; Cecily A. Freliech; Julie E. McCarthy; Diane G. Edmondson; Steven J. Norris; Anthony D’Onofrio; Linden T. Hu; Helen I. Zgurskaya; Kim Lewis


The antibiotic darobactin mimics a β-strand to inhibit outer membrane insertase
Nature,593(7857):125-129 2021(Apr.)
Author:Hundeep Kaur; Roman P. Jakob; Jan K. Marzinek; Robert Green; Yu Imai; Jani Reddy Bolla; Elia Agustoni; Carol V. Robinson; Peter J. Bond; Kim Lewis; Timm Maier; Sebastian Hiller


A putative mechanism underlying secondary metabolite overproduction by Streptomyces strains with a 23S rRNA mutation conferring erythromycin resistance
Applied Microbiology and Biotechnology,104(5):2193-2203 2020(Mar.)
Author:Kanata Hoshino*; Yu Imai*; Keiichiro Mukai; Ryoko Hamauzu; Kozo Ochi; Takeshi Hosaka


A new antibiotic selectively kills Gram-negative pathogens
Nature,576(7787):459-464 2019(Dec.)
Author:Yu Imai*; Kirsten J. Meyer*; Akira Iinishi; Quentin Favre-Godal; Robert Green; Sylvie Manuse; Mariaelena Caboni; Miho Mori; Samantha Niles; Meghan Ghiglieri; Chandrashekhar Honrao; Xiaoyu Ma; Jason J. Guo; Alexandros Makriyannis; Luis Linares-Otoya; Nils Böhringer; Zerlina G. Wuisan; Hundeep Kaur; Runrun Wu; André Mateus; Athanasios Typas; Mikhail M. Savitski; Josh L. Espinoza; Aubrie O’Rourke; Karen E. Nelson; Sebastian Hiller; Nicholas Noinaj; Till F. Schäberle; Anthony D’Onofrio; Kim Lewis


A possible mechanism for lincomycin induction of secondary metabolism in Streptomyces coelicolor A3(2)
Antonie van Leeuwenhoek,111(5):705-716 2018(May)
Author:Misaki Ishizuka*; Yu Imai*; Keiichiro Mukai; Kazuma Shimono; Ryoko Hamauzu; Kozo Ochi; Takeshi Hosaka


Lincomycin at subinhibitory concentrations potentiates secondary metabolite production by Streptomyces spp.
Applied and Environmental Microbiology,81(11):3869-3879 2015(Jun.)
Author:Yu Imai; Seizo Sato; Yukinori Tanaka; Kozo Ochi; Takeshi Hosaka


Development of the ability to produce secondary metabolites in Streptomyces through the acquisition of erythromycin resistance
The Journal of Antibiotics,65(6):323-326 2012(Jun.)
Author:Yu Imai; Tatsuya Fujiwara; Kozo Ochi; Takeshi Hosaka


講演・口頭発表等
線虫共生細菌 Photorhabdus khanii から発見された緑膿菌に選択的な活性を示す抗生物質 ADC58
第 75 回 日本生物工学会大会 2023(Sep. 05)
Presenter:今井 優; Son Sangleun; Liang Libang; Gates Michael; 森 美穂; Ghiglieri Meghan; Honrao Chandrashekhar; Ma Xiaoyu; Guo Jason; Lewis Kim


種特異的活性を指標としたスクリーニングから見出されたグラム陰性細菌を選択的に殺す抗生物質ダロバクチン
第23回 日本蛋白質科学会年会 βバレル型タンパク質研究の最前線 (ワークショップ) 2023(Jul. 07)
Presenter:今井 優


有用抗生物質探索源としての線虫マイクロバイオームの利用
創立 100 周年記念 第 74 回日本生物工学会大会 生物工学が拓く未培養微生物 (微生物ダークマター) の未来 2022(Oct.)
Presenter:今井 優


Mycobacterium tuberculosis を選択的に殺す DNA ジャイレース阻害剤の発見
日本農芸化学会 2022 年度大会 2022(Mar.)
Presenter:今井 優; Hauk Glenn; Quigley Jeffrey; Liang Libang; Son Sangkeun; Ghiglieri Meghan; Gates Michael; Morrissette Madeleine; Shahsavari Negar; Niles Samantha; Honrao Chandrashekhar; Ma Xiaoyu; Guo Jason; Berger James; Lewis Kim


3’-amino 3’-deoxyguanosine is a natural nucleoside prodrug antibiotic that selectively kills Escherichia coli
2021 Boston Bacterial Meeting 2021(Jun.)
Presenter:N. Shahsavari; Y. Imai; L. Liang; S. Son; N. Böhringer; B. Wang; S. Manuse; M. Morrissette; M. Mori, A; D’Onofrio; M. T. Laub; K. Lewis


抗生物質探索源としての昆虫病原性細菌の利用
日本農芸化学会 中部支部第186 回例会 若手シンポジウム 2019(Nov.)
Presenter:今井 優


Biosynthesis of Darobactin, a novel antibiotic that selectively kills Gram-negative pathogens
International VAAM Workshop Biology of Microorganisms Producing Natural Products 2019(Sep.)
Presenter:N. Böhringer; Z. G. Wuisan; L. Linares-Otoya; Y. Imai; K. J. Meyer; A. Iinishi; Q. Favre-Godal; R. Green; S. Manuse; M. Caboni; M. Mori; S. Niles; M. Ghiglieri; C. Honrao; X. Ma; J. Guo; A. Makriyannis; A. Mateus; A. Typas; M. M. Savitski; J. L. Espinoza; A. O’Rourke; K. E. Nelson; A. D'Onofrio; K. Lewis; T. F. Schäberle


Heterologous expression of the darobactin biosynthetic gene cluster
International VAAM Workshop Biology of Microorganisms Producing Natural Products 2019(Sep.)
Presenter:Z.G. Wuisan; N. Böhringer; L. Linares-Otoya; Y. Imai; K. J. Meyer; A. Iinishi; Q. Favre-Godal; R. Green; S. Manuse; M. Caboni; M. Mori; S. Niles; M. Ghiglieri; C. Honrao; X. Ma; J. Guo; A. Makriyannis; A. Mateus; A. Typas; M. M. Savitski; J. L. Espinoza; A. O’Rourke; K. E. Nelson; A. D'Onofrio; K. Lewis; T. F. Schäberle


Specific 23S ribosomal RNA mutations conferring erythromycin resistance can enhance the frequency of spontaneous mutations in Streptomyces strains perturbing their secondary metabolism.
The 14th International Symposium on the Genetics of Industrial Microorganisms 2019(Sep.)
Presenter:K. Hoshino; Y. Imai; R. Hamauzu; K. Ochi; T. Hosaka


ADC56 is a Novel Antimicrobial Acting against Gram-Negative Pathogen.
ASM microbe 2019 2019(Jun.)
Presenter:Y. Imai; K. J. Meyer; Q. Favre-Godal; A. Iinishi; M. Caboni; S. E. Niles; M. L. Ghiglieri; R. C. Green; C. Honrao; X. Ma; A. Makriyannis; J. J. Guo; L. Linares-Otoya; N. Böhringer; T. F. Schäberle; A. D'Onofrio; K. Lewis


The Fundamental Mechanism Underlying the Lincomycin Induction of Secondary Metabolism in Streptomyces coelicolor A3(2).
ASM microbe 2019 2019(Jun.)
Presenter:K. Mukai; M. Ishizuka; M. Kobayashi; Y. Imai; T. Hosaka


Darobactin, a novel antibiotic selectively kills Gram-negative pathogens.
2019 Boston Bacterial Meeting 2019(Jun.)
Presenter:Y. Imai; K. J. Meyer; A. Iinishi; Q. Favre-Godal; R. Green; S. Manuse; M. Caboni; M. Mori; S. Niles; M. Ghiglieri; C. Honrao; X. Ma; J. Guo; A. Makriyannis; N. Bohringer; L. Linares-Otoya; A. Mateus; A. Typas; M. M. Savitski; J. L. Espinoza; A. O’Rourke; K. E. Nelson; T. F. Sch ̈aberle; A. D’Onofrio; K. Lewis


抗生物質リンコマイシンが放線菌の二次代謝能を高める仕組みの解析
日本農芸化学会 2019 年度大会 2019(Mar.)
Presenter:向井 慶一郎; 石塚 美咲; 小林 桃子; 今井 優; 保坂 毅


放線菌の二次代謝に対する抗生物質タイロシンのユニークな濃度依存的活性化作用.
日本農芸化学会 2019 年度大会 2019(Mar.)
Presenter:小林 桃子; 向井 慶一郎; 石塚 美咲; 今井 優; 保坂 毅


放線菌の生育と二次代謝に対する抗生物質タイロシンの濃度依存的作用.
2018 年度日本放線菌学会大会 2018(Sep.)
Presenter:小林 桃子; 向井 慶一郎; 石塚 美咲; 今井 優; 保坂 毅


23S rRNA変異を有するStreptomyces属放線菌が抗生物質を高生産する仕組みの解析.
2018 年度日本放線菌学会大会 2018(Sep.)
Presenter:星野 颯; 今井 優; 濵渦 亮子; 越智 幸三; 保坂 毅


リンコマイシン存在下で放線菌の生育と二次代謝が向上する仕組みの解析
2018 年度日本放線菌学会大会 2018(Sep.)
Presenter:向井 慶一郎; 石塚 美咲; 小林 桃子; 今井 優; 越智 幸三; 保坂 毅


Hygromycin A, an antimicrobial with selective activity against Borrelia burgdorferi for treatment of Lyme disease.
256th ACS National Meeting & Exposition 2018(Aug.)
Presenter:Y. Imai; X. Wu; M. Caboni; Q. Favre-Godal; S. Niles; K. Megan; A. Iinishi; K. Lewis


23S rRNA gene mutations that perturb occurrence of spontaneous mutations can be indirectly involved in the activation of secondary metabolism of streptomycetes
ASM microbe 2018 2018(Jun.)
Presenter:K. Hoshino; Y. Imai; R. Hamauzu; T. Hosaka


放線菌の二次代謝に対するリンコマイシンの濃度依存的活性化作用の解析.
日本農芸化学会 2018 年度大会 2018(Mar.)
Presenter:向井 慶一郎; 石塚 美咲; 今井 優; 下野和真; 保坂 毅


放線菌における23S rRNA遺伝子変異の特性と二次代謝活性化への関与の解析.
日本農芸化学会 2018 年度大会 2018(Mar.)
Presenter:星野 颯; 今井 優; 濵渦 亮子; 保坂 毅


23S rRNA遺伝子変異がStreptomyces属放線菌の自然突然変異の発生に及ぼす影響の解析.
2017 年度 日本放線菌学会大会 2017(Sep.)
Presenter:星野颯; 今井優; 濱渦亮子; 越智幸三; 保坂毅


Genetic and Physiological Characterization of the Erythromycin-resistant and Antibiotic-overproducing Mutants of Streptomyces spp.
18th International Symposium on the Biology of Actinomycetes 2017(May)
Presenter:K. Hoshino; Y. Imai; R. Hamauzu; K. Ochi; T. Hosaka


Streptomyces属放線菌における自然突然変異の発生と二次代謝を変調させる23S rRNA遺伝子変異の特性解析.
日本農芸化学会 2017 年度大会 2017(Mar.)
Presenter:星野 颯; 今井 優; 濱渦 亮子; 越智 幸三; 保坂 毅


Discovery of a novel antibiotic from unculturable bacteria by utilizing in situ cultivation devise.
バイオメディカル研究所セミナー第 12 回特別版 2016(Dec.)
Presenter:Y. Imai


Genetic and Physiological Characterization of an antibiotic-overproducing erythromycin-resistant mutant of Streptomyces coelicolor A3(2)
The 13th International Symposium on the Genetics of Industrial Microorganisms 2016(Oct.)
Presenter:K. Hoshino; Y. Imai; R. Hamauzu; K. Ochi; T. Hosaka


Streptomyces属放線菌における 23S rRNA 遺伝子変異が自然突然変異の発生と二次代謝に及ぼす影響の分子生物学的解析.
2016 年度 日本放線菌学会大会 2016(Sep.)
Presenter:星野 颯; 今井 優; 濱渦 亮子; 越智 幸三; 保坂 毅


抗生物質ホルミシス現象の活用による放線菌の二次代謝活性化.
2015 年度 日本放線菌学会大会 2015(Sep.)
Presenter:保坂 毅; 石塚 美咲; 長 大哲; 濱渦 亮子; 今井 優; 佐藤 誠造; 越智 幸三


抗生物質リンコマイシンがもたらすStreptomyces 属放線菌の遺伝子発現変化と二次代謝活性化の分子生物学的機構の解析.
2015 年度 日本放線菌学会大会 2015(Sep.)
Presenter:下野 和真; 丸山 友子; 今井 優; 田中 幸徳; 佐藤 誠造; 越智 幸三; 保坂 毅


抗生物質リンコマイシンが Streptomyces 属放線菌における二次代謝のエリシターとして働く仕組みの分子生物学的解析.
日本農芸化学会 2015 年度大会 2015(Mar.)
Presenter:今井 優; 佐藤 誠造; 田中 幸徳; 下野 和真; 越智 幸三; 保坂 毅


Activation of secondary metabolite production in Streptomyces spp. by exposure to subinhibitory concentrations of lincomycin.
International Union of Microbiological Societies 2014 Congress 2014(Jul.)
Presenter:Y. Imai; S. Sato; Y. Tanaka; K. Ochi; T. Hosaka


リンコマイシン存在下における Streptomyces 属放線菌の二次代謝活性化機構の解析.
2014 年度日本放線菌学会大会 2014(Jun.)
Presenter:今井 優; 佐藤 誠造; 田中 幸徳; 越智 幸三; 保坂 毅


リンコマイシンによる Streptomyces 属放線菌の潜在的抗生物質生産能の活性化.
日本農芸化学会 2014 年度大会 2014(Mar.)
Presenter:今井 優; 佐藤 誠造; 田中 幸徳; 越智 幸三; 保坂 毅


亜致死濃度のリンコマイシンが放線菌の二次代謝に及ぼす影響.
2013 年度日本放線菌学会大会 2013(Sep.)
Presenter:今井 優; 越智 幸三; 保坂 毅


Streptomyces 属放線菌の潜在的抗生物質生産能力を引き出すエリスロマイシン耐性変異の特定と機能解析.
日本農芸化学会 2013 年度大会 2013(Mar.)
Presenter:今井 優; 綾木 啓太; 渡邉 健; 越智 幸三; 保坂 毅


Streptomyces 属放線菌の潜在的な抗生物質生産能力を引き出す新規エリスロマイシン耐性変異の同定と特性解析.
2012 年度日本放線菌学会大会 2012(Sep.)
Presenter:今井 優; 渡邉 健; 綾木 啓太; 越智 幸三; 保坂 毅


放線菌の抗生物質高生産rpsL (S12) 変異株の定常期に存在する翻訳活性化因子の解析.
日本農芸化学会 2012 年度大会 2012(Mar.)
Presenter:岩川 千紘; 今井 優; 渡邉 健; 越智 幸三; 保坂 毅


A spontaneous erythromycin resistance mutation in Streptomyces lividans elicits an ability to produce antibacterial compounds.
International Union of Microbiological Societies 2011 Congress 2011(Sep.)
Presenter:Y. Imai; T. Fujiwara; K. Sen; K. Ochi; T. Hosaka


放線菌の潜在的な二次代謝産物生産能の顕在化に及ぼすエリスロマイシン耐性付与の効果.
日本農芸化学会 2011 年度大会 2011(Mar.)
Presenter:今井 優; 藤原 達也; 千 菊夫; 越智 幸三; 保坂 毅


様々な放線菌から分離したエリスロマイシン耐性変異株の特性解析.
2010 年度 日本放線菌学会大会 2010(Sep.)
Presenter:今井 優; 藤原 達也; 田中 幸徳; 千 菊夫; 越智 幸三; 保坂 毅


放線菌へのエリスロマイシン耐性付与による抗生物質生産力の活性化.
日本農芸化学会 2010 年度大会 2010(Mar.)
Presenter:今井 優; 田中 幸徳; 千 菊夫; 越智 幸三; 保坂 毅


Activation of “silent genes” in Streptomyces sp. 631689 by generating a spontaneous gentamicin-resistant mutation.
15th International symposium on the biology of the Actinomycetes 2009(Aug.)
Presenter:T. Hosaka; T. Fujiwara; Y. Imai; K. Sen; K. Ochi


Streptomyces 属放線菌からの抗生物質高生産エリスロマイシン耐性株の分離と特性解析.
2009 年度 日本放線菌学会大会 2009(Jul.)
Presenter:今井 優; 千 菊夫; 越智 幸三; 保坂 毅


エリスロマイシン耐性付与による放線菌の抗生物質生産活性化.
日本農芸化学会 2009 年度大会 2009(Mar.)
Presenter:今井 優; 藤原 達也; 千 菊夫; 越智 幸三; 保坂 毅


MISC
線虫共生細菌を利用した有用抗生物質探索研究
未培養微生物研究の最新動向 (第 I 編 未培養微生物の探索: 分担) シーエムシー出版,:16-24 2023(Apr.)
Author:今井 優


グラム陰性病原菌を選択的に殺す抗生物質ダロバクチンの発見
実験医学 2020年4月号 カレントトピックス,38(6):1004-1007 2020
Author:今井 優


放線菌における抗生物質のホルミシス効果の解析と応用
バイオサイエンスとインダストリー,74:516-518 2016
Author:保坂 毅; 今井 優


放線菌の転写及び翻訳系の改変による潜在能力の開発と抗生物質の探索
信州大学農学部紀要,48(1):9-15 2012
Author:保坂 毅; 今井 優; 藤原 達也

特許等知的財産
登録済特許
Compounds with antimicrobial properties , patent_right
Hygromycin A compounds and methods of treating spirochete diseases , patent_right