森本 雄祐 (モリモト ユウスケ)

MORIMOTO Yusuke

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職名

准教授

研究室住所

福岡県飯塚市川津680-4

研究分野・キーワード

生物物理学

メールアドレス

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出身大学 【 表示 / 非表示

  • 2006年03月   九州大学   理学部   生物学科   卒業   日本国

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 2011年03月  大阪大学  生命機能研究科  生命機能専攻  博士課程・博士後期課程  修了  日本国

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 大阪大学 -  博士(理学)  2011年03月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 2020年04月
    -
    継続中

    九州工業大学   大学院情報工学研究院   物理情報工学研究系   准教授  

  • 2019年04月
    -
    2020年03月

    九州工業大学   大学院情報工学研究院   物理情報工学研究系   助教  

  • 2017年03月
    -
    2019年03月

    九州工業大学   大学院情報工学研究院   生命情報工学研究系   助教  

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 2015年04月
    -
    2017年03月

    国立研究開発法人理化学研究所   生命システム研究センター   研究員   日本国

  • 2012年04月
    -
    2015年03月

    独立行政法人理化学研究所   生命システム研究センター   基礎科学特別研究員   日本国

  • 2010年04月
    -
    2012年03月

    日本学術振興会   日本学術振興会特別研究員   日本国

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 2007年07月
    -
    継続中
     

    日本生物物理学会  日本国

  • 2020年08月
    -
    継続中
     

    米国生物物理学会  アメリカ合衆国

  • 2012年09月
    -
    継続中
     

    日本細胞性粘菌学会  日本国

  • 2012年08月
    -
    継続中
     

    日本分子生物学会  日本国

専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 生物物理学

  • 細胞生物学

  • 分子生物学

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Architecture and Assembly of the Bacterial Flagellar Motor Complex

    Morimoto Y.V., Minamino T.

    Subcellular Biochemistry    96   297 - 321   2021年01月  [査読有り]  [招待有り]

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    © 2021, Springer Nature Switzerland AG. One of the central systems responsible for bacterial motility is the flagellum. The bacterial flagellum is a macromolecular protein complex that is more than five times the cell length. Flagella-driven motility is coordinated via a chemosensory signal transduction pathway, and so bacterial cells sense changes in the environment and migrate towards more desirable locations. The flagellum of Salmonella enterica serovar Typhimurium is composed of a bi-directional rotary motor, a universal joint and a helical propeller. The flagellar motor, which structurally resembles an artificial motor, is embedded within the cell envelop and spins at several hundred revolutions per second. In contrast to an artificial motor, the energy utilized for high-speed flagellar motor rotation is the inward-directed proton flow through a transmembrane proton channel of the stator unit of the flagellar motor. The flagellar motor realizes efficient chemotaxis while performing high-speed movement by an ingenious directional switching mechanism of the motor rotation. To build the universal joint and helical propeller structures outside the cell body, the flagellar motor contains its own protein transporter called a type III protein export apparatus. In this chapter we summarize the structure and assembly of the Salmonella flagellar motor complex.

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  • Distinct chemotactic behavior in the original Escherichia coli K-12 depending on forward-and-backward swimming, not on run-tumble movements

    Kinosita Y., Ishida T., Yoshida M., Ito R., Morimoto Y.V., Goto K., Berry R.M., Nishizaka T., Sowa Y.

    Scientific Reports    10 ( 1 )   2020年09月  [査読有り]

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    © 2020, The Author(s). Most motile bacteria are propelled by rigid, helical, flagellar filaments and display distinct swimming patterns to explore their favorable environments. Escherichia coli cells have a reversible rotary motor at the base of each filament. They exhibit a run-tumble swimming pattern, driven by switching of the rotational direction, which causes polymorphic flagellar transformation. Here we report a novel swimming mode in E. coli ATCC10798, which is one of the original K-12 clones. High-speed tracking of single ATCC10798 cells showed forward and backward swimming with an average turning angle of 150°. The flagellar helicity remained right-handed with a 1.3 μm pitch and 0.14 μm helix radius, which is consistent with the feature of a curly type, regardless of motor switching; the flagella of ATCC10798 did not show polymorphic transformation. The torque and rotational switching of the motor was almost identical to the E. coli W3110 strain, which is a derivative of K-12 and a wild-type for chemotaxis. The single point mutation of N87K in FliC, one of the filament subunits, is critical to the change in flagellar morphology and swimming pattern, and lack of flagellar polymorphism. E. coli cells expressing FliC(N87K) sensed ascending a chemotactic gradient in liquid but did not spread on a semi-solid surface. Based on these results, we concluded that a flagellar polymorphism is essential for spreading in structured environments.

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  • GFP Fusion to the N-Terminus of MotB Affects the Proton Channel Activity of the Bacterial Flagellar Motor in Salmonella

    Morimoto Y.V., Namba K., Minamino T.

    Biomolecules    10 ( 9 )   2020年08月  [査読有り]

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    The bacterial flagellar motor converts the energy of proton flow through the MotA/MotB complex into mechanical works required for motor rotation. The rotational force is generated by electrostatic interactions between the stator protein MotA and the rotor protein FliG. The Arg-90 and Glu-98 from MotA interact with Asp-289 and Arg-281 of FliG, respectively. An increase in the expression level of the wild-type MotA/MotB complex inhibits motility of the gfp-motBfliG(R281V) mutant but not the fliG(R281V) mutant, suggesting that the MotA/GFP-MotB complex cannot work together with wild-type MotA/MotB in the presence of the fliG(R281V) mutation. However, it remains unknown why. Here, we investigated the effect of the GFP fusion to MotB at its N-terminus on the MotA/MotB function. Over-expression of wild-type MotA/MotB significantly reduced the growth rate of the gfp-motBfliG(R281V) mutant. The over-expression of the MotA/GFP-MotB complex caused an excessive proton leakage through its proton channel, thereby inhibiting cell growth. These results suggest that the GFP tag on the MotB N-terminus affects well-regulated proton translocation through the MotA/MotB proton channel. Therefore, we propose that the N-terminal cytoplasmic tail of MotB couples the gating of the proton channel with the MotA-FliG interaction responsible for torque generation.

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  • Direct observation of speed fluctuations of flagellar motor rotation at extremely low load close to zero

    Nakamura S., Hanaizumi Y., Morimoto Y., Inoue Y., Erhardt M., Minamino T., Namba K.

    Molecular Microbiology      2020年04月  [査読有り]

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    © 2019 John Wiley & Sons Ltd The bacterial flagellar motor accommodates ten stator units around the rotor to produce large torque at high load. But when external load is low, some previous studies showed that a single stator unit can spin the rotor at the maximum speed, suggesting that the maximum speed does not depend on the number of active stator units, whereas others reported that the speed is also dependent on the stator number. To clarify these two controversial observations, much more precise measurements of motor rotation would be required at external load as close to zero as possible. Here, we constructed a Salmonella filament-less mutant that produces a rigid, straight, twice longer hook to efficiently label a 60 nm gold particle and analyzed flagellar motor dynamics at low load close to zero. The maximum motor speed was about 400 Hz. Large speed fluctuations and long pausing events were frequently observed, and they were suppressed by either over-expression of the MotAB stator complex or increase in the external load, suggesting that the number of active stator units in the motor largely fluctuates near zero load. We conclude that the lifetime of the active stator unit becomes much shorter when the motor operates near zero load.

    機関リポジトリ DOI Scopus

  • Talin B regulates collective cell migration via PI3K signaling in Dictyostelium discoideum mounds

    Yamazaki S.i., Hashimura H., Morimoto Y.V., Miyanaga Y., Matsuoka S., Kamimura Y., Ueda M.

    Biochemical and Biophysical Research Communications      2020年02月  [査読有り]

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    © 2020 The Author(s) Collective cell migration is a key process during the development of multicellular organisms, in which the migrations of individual cells are coordinated through chemical guidance and physical contact between cells. Talin has been implicated in mechanical linkage between actin-based motile machinery and adhesion molecules, but how talin contributes to collective cell migration is unclear. Here we show that talin B is involved in chemical coordination between cells for collective cell migration at the multicellular mound stage in the development of Dictyostelium discoideum. From early aggregation to the mound formation, talB-null cells exhibited collective migration normally with cAMP relay. Subsequently, talB-null cells showed developmental arrest at the mound stage, and at the same time, they had impaired collective migration and cAMP relay, while wild-type cells exhibited rotational cell migration continuously in concert with cAMP relay during the mound stage. Genetic suppression of PI3K activity partially restored talB-null phenotypes in collective cell migration and cAMP relay. Overall, our observations suggest that talin B regulates chemical coordination via PI3K-mediated signaling in a stage-specific manner for the multicellular development of Dictyostelium cells.

    DOI Scopus

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口頭発表・ポスター発表等 【 表示 / 非表示

  • 細胞性粘菌の多細胞体における機械刺激応答機構

    森本雄祐, 橋村秀典, 平山悠成, 上田昌宏

    日本生体エネルギー研究会第46回討論会  2020年12月  -  2020年12月   

  • 相関顕微鏡法(CLEM)による同一試料観察に向けた相関・位置合わせ精度の改善

    五味渕由貴, 江副里紗, 髙﨑寛子, 本多康久, 森本雄祐, 安永卓生

    第62 回 日本顕微鏡学会九州支部学術講演会  2020年11月  -  2020年11月   

  • 細胞性粘菌の多細胞システムにおける機械刺激応答機構

    森本雄祐, 橋村秀典, 平山悠成, 上田昌宏

    第62 回 日本顕微鏡学会九州支部学術講演会  2020年11月  -  2020年11月   

  • 糸状仮足観察のためのCryo-CLEM 法の検討

    中深迫美穂, 肥後智也, 五味渕 由貴, 森本雄祐, 安永卓生

    第62 回 日本顕微鏡学会九州支部学術講演会  2020年11月  -  2020年11月   

  • A study of the Cryo-CLEM method for the observation of filopodia

    Miho Nakafukasako, Tomoya Higo, Yusuke V. Morimoto, Takuo Yasunaga

    第58回日本生物物理学会年会  2020年09月  -  2020年09月   

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学術関係受賞 【 表示 / 非表示

  • Biophysics and Physicobiology論文賞

    2019年09月   日本生物物理学会   日本国

    受賞者:  David J. Castillo, Shuichi Nakamura, Yusuke V. Morimoto, Yong-Suk Che, Nobunori Kami-ike, Seishi Kudo, Tohru Minamino, Keiichi Namba

  • 日本生物物理学会若手招待講演賞

    2017年09月20日   日本生物物理学会   日本国

    受賞者:  森本雄祐

  • 井上研究奨励賞

    2013年02月   井上科学振興財団   日本国

    受賞者:  森本雄祐

科研費獲得実績 【 表示 / 非表示

  • シグナル伝達に働くイオン選択性の解明

    基盤研究(C)

    研究期間:  2018年04月  -  2021年03月

    研究課題番号:  18K06159

  • 生体内遊離ヘムの計測と細胞内イメージング

    基盤研究(C)

    研究期間:  2018年04月  -  2021年03月

    研究課題番号:  18K05358

  • 細胞内シグナル伝達に働く膜電位制御機構の解明

    若手研究(A)

    研究期間:  2015年04月  -  2018年03月

    研究課題番号:  15H05593

  • 協調的アメーバ運動を司る局所的膜電位ゆらぎの計測

    新学術領域研究

    研究期間:  2015年04月  -  2017年03月

    研究課題番号:  15H01335

  • 細胞質pH変化による細胞分化の光刺激人為制御

    挑戦的萌芽研究

    研究期間:  2015年04月  -  2017年03月

    研究課題番号:  15K14498

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その他競争的資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 細胞の個性と共同性を統制する電気化学ポテンシャル

    提供機関:  科学技術振興機構 

    研究期間:  2020年11月  -  2024年03月

  • 細胞内ナノpHメーター技術の開発

    提供機関:  公益財団法人 中谷医工計測技術振興財団 

    研究期間:  2020年04月  -  2022年03月

  • 1細胞内局所計測のためのナノpHメーターの開発

    提供機関:  公益財団法人 日揮・実吉奨学会 

    研究期間:  2019年09月  -  2020年08月

  • 細胞内局所計測のためのナノイオンメーターの開発

    提供機関:  一般財団法人 イオン工学振興財団 

    研究期間:  2019年08月  -  2021年03月

  • 細胞質pHの光操作によるがん細胞抑制手法の開発

    提供機関:  公益財団法人 上原記念生命科学財団 

    研究期間:  2018年04月  -  2019年03月

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 2019年度  科学技術英語Ⅱ

  • 2019年度  生命情報工学プロジェクト研究

  • 2019年度  情報工学基礎実験

  • 2019年度  専門概要

  • 2019年度  物理情報工学実験Ⅰ

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学会・委員会等活動 【 表示 / 非表示

  • 2020年04月
    -
    継続中

    ナショナルバイオリソースプロジェクト(NBRP)細胞性粘菌   運営委員

  • 2020年01月
    -
    継続中

    日本生物物理学会   分野別専門委員

  • 2019年12月
     
     

    日本生体エネルギー研究会 第45回討論会   世話人副代表

  • 2019年12月
     
     

    第61回 日本顕微鏡学会九州支部総会・学術講演会   世話人

  • 2019年09月
     
     

    第43回 蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム   実行委員

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