横浜市立大学研究Discovery Saga

本研究グループは、クライオ電子顕微鏡＊２を用いて、RP4-Pilusの構造を2.74 Å分解能で決定することに成功しました（図1）。・RP4-Pilusの構造的特徴（TrbCピリンの環状化と脂質非依存的な性線毛の組立）RP4-Pilusは筒状の構造をとっており、構成の最小単位であるTrbCピリンは3本のα-Helixから構成され、N末端のSer1とC末端のGly78がペプチド結合を形成することにより環状化していることが構造学的に確認されました（図1、2）。これは過去の質...

キーワード：質量分析/持続可能/持続可能な開発/極低温/電子顕微鏡/分解能/接合伝達/プラスミド/クライオ電子顕微鏡/細胞膜/大腸/リン脂質/抗菌薬/抗生物質/構造生物学/生体分子/創薬/多剤耐性/多剤耐性菌/大腸菌/立体構造/立体構造解析/遺伝子/細菌/脂質

他の関係分野：総合理工工学農学

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発表日：2026年6月23日

細菌の性線毛表面の電荷が薬剤耐性遺伝子の伝播効率に影響することを解明

〜薬剤耐性因子の水平伝播機構の解明と将来的な耐性菌拡散防止につながる〜

横浜市立大学大学院生命医科学研究科構造創薬科学研究室の石本直偉士助教とImperial College London、Oxford大学、Texas大学の国際共同研究グループは、細菌間の遺伝物質の伝達（接合＊１）に関わる性線毛H-Pilusの構成タンパク質TrhAの分子内環状化における残基の役割と、性線毛表面の静電的性質が接合効率に与える影響を明らかにしました。細菌は...

キーワード：ホスファチジルエタノールアミン/アミン/持続可能/持続可能な開発/エタノール/極低温/電子顕微鏡/変異体/プラスミド/クライオ電子顕微鏡/細胞膜/大腸/リン脂質/生体分子/創薬/大腸菌/立体構造/遺伝子/細菌/脂質/薬剤耐性

他の関係分野：生物学工学農学

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発表日：2025年12月18日

生命医科学研究科の石本直偉士助教が、第19回アジア結晶学連合国際会議（AsCA2025）でRising Star Awardを受賞！

多剤耐性菌の拡散に関わるタンパク質Pilusの分子内環状化と薬剤耐性遺伝子の拡散機構について原子レベルでの解明に挑戦

生命医科学研究科の石本直偉士助教が、2025年12月1日〜6日に台北国際会議中心（台湾）で開催された第19回アジア結晶学連合国際会議（AsCA2025）において、「Structural insights into cyclised pilin subunits in bacterial conjugation（細菌接合における環状化Pilusの構造生物学的洞察）」についてRising Star Sessionで発表し、Rising Star Awardを受賞しました。...

キーワード：分子構造/構造形成/高分子/遺伝情報/持続可能/持続可能な開発/AMR/電子顕微鏡/生物物理学/古細菌/変異体/プラスミド/クライオ電子顕微鏡/自己複製/染色体/生物物理/大腸/抗菌薬/抗生物質/構造生物学/生体高分子/生体分子/創薬/多剤耐性/多剤耐性菌/大腸菌/立体構造/遺伝子/感染症/公衆衛生/細菌/脂質/薬剤耐性

他の関係分野：化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年10月13日

生命医科学研究科の石本直偉士助教が、第63回日本生物物理学会で若手奨励賞を受賞！

多剤耐性菌の拡散に関わるタンパク質H-pilusの環状化を世界で初めて解明。H-pilusにおける環状化と薬剤耐性遺伝子の拡散との関係について原子レベルでの解明に挑戦。

生命医科学研究科の石本直偉士助教が、2025年9月23日〜25日に奈良コンベンションセンターで開催された第63回日本生物物理学会において、「Structural basis of the conjugation H-pilus reveals the cyclic nature of the TrhA pilin（性繊毛H-Pilusの構造が明らかにしたTrhA pilinの環状化）」について若手招待講演で発表し、若手奨励賞を受賞しました。...

キーワード：遺伝情報/持続可能/持続可能な開発/電子顕微鏡/生物物理学/古細菌/病原菌/プラスミド/クライオ電子顕微鏡/染色体/生物物理/大腸/抗菌薬/生体分子/創薬/多剤耐性/多剤耐性菌/大腸菌/立体構造/遺伝子/感染症/細菌/薬剤耐性

他の関係分野：生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年5月16日

多剤耐性細菌の出現に関わる性繊毛の構造を解明（世界で初めて性繊毛の環状構造を原子レベルで解明）

本研究グループは、クライオ電子顕微鏡＊３により、IncHプラスミド由来のH-Pilusの高分解能での構造解析に成功しました（図1, 2）。H-Pilusはこれまで報告されてきたPilusと同様のα-Helixとループから構成されていた一方で、構成単位のピリン（H-pilusの構成タンパク質：TrhA）はN末端とC末端が結合し環状化していることを明らかにしました（図1, 2b, c）。ピリンの環状化は質量分析を中心にこれまでも報告[2]されてきましたが、構造学的情報はありませんでした。本研究では、この環状化したピリンを世界ではじめ...

キーワード：水分子/周期性/遺伝情報/質量分析/持続可能/持続可能な開発/極低温/電子顕微鏡/分解能/古細菌/病原菌/変異体/プラスミド/細胞壁/土壌/クライオ電子顕微鏡/高分解能/染色体/大腸/アミノ酸/サルモネラ/リン脂質/抗菌薬/抗生物質/構造生物学/生体分子/創薬/多剤耐性/多剤耐性菌/大腸菌/立体構造/立体構造解析/遺伝子/細菌/脂質

他の関係分野：数物系科学生物学総合理工工学農学

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発表日：2025年3月24日

アクアポリン3の新規チャネル閉鎖構造を発見

－クライオ電子顕微鏡でアクアポリン３の構造を解析し、他の水チャネルには見られない、水の通路が塞がれた構造を解明－

横浜市立大学大学院生命医科学研究科の池口満徳教授、井上雅郎特任助教らは、東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院高等研究府細胞構造生理学研究室の藤吉好則特別栄誉教授、香西大輔プロジェクト助教らと共同で、細胞内外の水輸送に関与する膜タンパク質として知られる水チャネル（用語1）の一種であるアクアポリン3（用語2）の立体構造解析（用語3）を行いました。その結果、アクアポリン3は、これまで構造解析が行われた多くの水チャネルでは見られなかった、細胞外側から水の通路がほぼ塞がれたチャネル構造を持つことを発見しました。...

キーワード：先端技術/産学連携/分子動力学シミュレーション/芳香環/生命情報/水輸送/原子分解能/持続可能/構造モデル/持続可能な開発/3次元構造/シミュレーション/界面活性剤/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/動力学/分解能/分子シミュレーション/分子動力学/生体内/哺乳類/変異体/アミノ酸配列/クライオ電子顕微鏡/免疫系/アルギニン/細胞膜/脂質二重膜/大腸/アクアポリン/アミノ酸/がん細胞/ラット/医薬品開発/上皮細胞/腎臓/水チャネル/生体膜/阻害剤/創薬/大腸菌/膜タンパク質/立体構造/立体構造解析/ストレス/遺伝子/酸化ストレス/脂質/生理学/唾液

他の関係分野：複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学

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発表日：2025年2月27日

分解酵素は細胞膜の中でタンパク質をヘッドロックして切断する

〜基質と結合した膜内タンパク質分解酵素の立体構造を解明〜

今回の研究では、超好熱菌Aquifex aeolicusが持っている大腸菌由来RsePのホモログタンパク質（AaRseP）について、クライオ電子顕微鏡単粒子解析を用いた立体構造解析に取り組みました。AaRsePは分子量が5万以下のタンパク質で、クライオ電子顕微鏡で解析するにはサイズが小さかったことから、AaRsePの可溶性ドメインを認識する抗体を取得し、その抗体のFab＊４を結合させて構造解析を行いました。大腸菌で発現させて精製したAaRsePの野生型タンパク質や活性を低下させた変異体について、...

キーワード：機械学習/情報学/産学連携/弱い相互作用/水溶液/閉じ込め/イオン化/バクテリア/検出器/ポリペプチド/ミセル/光反応/生細胞/X線結晶解析/結晶解析/超好熱菌/質量分析/電子線/結合状態/エレクトロスプレー/持続可能/持続可能な開発/モデリング/界面活性剤/結晶化/電子顕微鏡/分解能/構造予測/好熱菌/発酵/病原菌/変異体/クライオ電子顕微鏡/空間分解能/細胞膜/結核/大腸/分子機構/アミノ酸/タンパク質分解/プロテアーゼ/ヘリックス/マウス/抗原/細菌感染/阻害剤/創薬/大腸菌/非天然アミノ酸/膜タンパク質/立体構造/立体構造解析/ストレス/感染症/抗体/細菌/薬剤耐性/緑膿菌

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学