研究者詳細

顔写真

トヨナガ　タクマ
豊永　拓真
Takuma Toyonaga
所属
多元物質科学研究所　有機・生命科学研究部門　生物分子機能計測研究分野
職名
助教
学位

  • 博士（理学）（大阪市立大学）

  • 修士（理学）（大阪市立大学）

経歴 3

  • 2024年4月 ～ 継続中
    東北大学 多元物質科学研究所　助教

  • 2022年4月 ～ 2024年3月
    大阪公立大学 大学院理学研究科 生物学専攻　助教

  • 2021年10月 ～ 2024年3月
    大阪市立大学 大学院理学研究科 生物地球系専攻　助教

学歴 2

  • 大阪市立大学　大学院理学研究科　生物地球系専攻

    2015年4月 ～ 2020年3月

  • 大阪市立大学　理学部　生物学科

    2011年4月 ～ 2015年3月

研究キーワード 3

  • 回転分子モーター

  • マイコプラズマ滑走運動

  • クライオ電子顕微鏡

研究分野 2

  • ライフサイエンス / 細菌学 /

  • ライフサイエンス / 生物物理学 /

受賞 8

  1. Louis Dienes Award

    2021年11月　23th Biennial Congress of the International Organization for Mycoplasmology

  2. Poster Prize

    2019年3月　10th OCARINA International Symposium

  3. 優秀発表賞

    2018年3月　第91回日本細菌学会総会

  4. Poster Prize

    2017年9月　International Symposium on ‟Harmonized supramolecular motility machinery and its diversity"

  5. 学生発表賞

    2017年9月　第55回日本生物物理学会年会

  6. Poster Prize

    2017年3月　8th OCARINA International Symposium

  7. 学生発表賞

    2016年11月　第54回日本生物物理学会年会

  8. 優秀発表賞

    2016年6月　第43回日本マイコプラズマ学会学術集会

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論文 8

  1. Dimeric assembly of F1-like ATPase for the gliding motility of Mycoplasma 査読有り

    Takuma Toyonaga, Takayuki Kato, Akihiro Kawamoto, Tomoko miyata, Keisuke Kawakami, Junso Fujita, Tasuku Hamaguchi, Keiichi Namba, Makoto Miyata

    Science Advances　11　(9)　2025年2月26日

    DOI： 10.1126/sciadv.adr9319 　

  2. Assembly Formation of P65 Protein, Featured by an Intrinsically Disordered Region Involved in Gliding Machinery of Mycoplasma pneumoniae 査読有り

    Masaru Yabe, Takuma Toyonaga, Miki Kinoshita, Yukio Furukawa, Tasuku Hamaguchi, Yuhei O. Tahara, Munehito Arai, Katsumi Imada, Makoto Miyata

    Biomolecules　15　(3)　429-429　2025年2月17日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/biom15030429 　

    eISSN：2218-273X

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    Mycoplasma pneumoniae is a human pathogen that glides on host cell surfaces by a repeated catch and release mechanism using sialylated oligosaccharides. At a pole, this organism forms a protrusion called an attachment organelle composed of surface structures, including an adhesin complex and an internal core structure. To clarify the structure and function of the attachment organelle, we focused on a core component, P65, which is essential for stabilization of the adjacent surface and core proteins P30 and HMW2, respectively. Analysis of its amino acid sequence (405 residues) suggested that P65 contains an intrinsically disordered region (residues 1–217) and coiled-coil regions (residues 226–247, 255–283, and 286–320). Four protein fragments and the full-length P65 were analyzed by size exclusion chromatography, analytical centrifugation, circular dichroism spectroscopy, small-angle X-ray scattering, limited proteolysis, and negative staining electron microscopy. The results showed that P65 formed a multimer composed of a central globule with 30 and 23 nm axes and four to six projections 14 nm in length. Our data suggest that the C-terminal region of P65 is responsible for multimerization, while the intrinsically disordered N-terminal region forms a filament. These assignments and roles of P65 in the attachment organelle are discussed.

  3. Internal structure of Mycoplasma mobile gliding machinery analyzed by negative staining electron tomography 査読有り

    Minoru Fukushima, Takuma Toyonaga, Yuhei O. Tahara, Daisuke Nakane, Makoto Miyata

    Biophysics and Physicobiology　21　(2)　2024年2月9日

    DOI： 10.1101/2024.02.08.578511 　

  4. Purification and Structural Analysis of the Gliding Motility Machinery in Mycoplasma mobile 査読有り

    Takuma Toyonaga, Makoto Miyata

    Methods in Molecular Biology　2023年

    DOI： 10.1007/978-1-0716-3060-0_25 　

    ISSN：1064-3745 1940-6029

  5. Chained Structure of Dimeric F1-like ATPase in Mycoplasma mobile Gliding Machinery 査読有り

    Takuma Toyonaga, Takayuki Kato, Akihiro Kawamoto, Noriyuki Kodera, Tasuku Hamaguchi, Yuhei O. Tahara, Toshio Ando, Keiichi Namba, Makoto Miyata

    mBio　12　(4)　2021年8月31日

    出版者・発行元： American Society for Microbiology

    DOI： 10.1128/mBio.01414-21 　

  6. Movements of Mycoplasma mobile Gliding Machinery Detected by High-Speed Atomic Force Microscopy 査読有り

    Kohei Kobayashi, Noriyuki Kodera, Taishi Kasai, Yuhei O Tahara, Takuma Toyonaga, Masaki Mizutani, Ikuko Fujiwara, Toshio Ando, Makoto Miyata

    mBio　2021年6月29日

    DOI： 10.1128/mbio.00040-21 　

    ISSN：2150-7511

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    <jats:p> The <jats:italic>Mycoplasma</jats:italic> genus contains bacteria generally parasitic to animals and plants. Some <jats:italic>Mycoplasma</jats:italic> species form a protrusion at a pole, bind to solid surfaces, and glide by a special mechanism linked to their infection and survival. </jats:p>

  7. Refined Mechanism of Mycoplasma mobile Gliding Based on Structure, ATPase Activity, and Sialic Acid Binding of Machinery 査読有り

    Miyuki S. Nishikawa, Daisuke Nakane, Takuma Toyonaga, Akihiro Kawamoto, Takayuki Kato, Keiichi Namba, Makoto MIYATA

    mBio　2019年12月24日

    DOI： 10.1128/mbio.02846-19 　

    ISSN：2161-2129 2150-7511

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    <jats:p> The genus <jats:italic>Mycoplasma</jats:italic> is made up of the smallest parasitic and sometimes commensal bacteria; <jats:named-content content-type="genus-species">Mycoplasma pneumoniae</jats:named-content> , which causes human “walking pneumonia,” is representative. More than ten <jats:italic>Mycoplasma</jats:italic> species glide on host tissues by novel mechanisms, always in the direction of the distal side of the machinery. <jats:named-content content-type="genus-species">Mycoplasma mobile</jats:named-content> , the fastest species in the genus, catches, pulls, and releases sialylated oligosaccharides (SOs), the carbohydrate molecules also targeted by influenza viruses, by means of a specific receptor and using ATP hydrolysis for energy. Here, the architecture of the gliding machinery was visualized three dimensionally by electron cryotomography (ECT), and changes in the structure and binding activity coupled to ATP hydrolysis were discovered. Based on the results, a refined mechanism was proposed for this unique motility. </jats:p>

  8. 高速AFMが捕らえた！Mycoplasma mobileの滑走装置 査読有り

    小林 昂平, 古寺 哲幸, 田原 悠平, 豊永 拓真, 笠井 大司, 安藤 敏夫, 宮田 真人

    顕微鏡　54　(2)　2019年

    DOI： 10.11410/kenbikyo.54.2_67 　

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MISC 4

  1. Structure of Mycoplasma Gliding Motor Evolved from ATP Synthase 招待有り 査読有り

    Takuma TOYONAGA, Makoto MIYATA

    Seibutsu Butsuri　63　(5)　270-272　2023年

    出版者・発行元： Biophysical Society of Japan

    DOI： 10.2142/biophys.63.270 　

    ISSN： 0582-4052

    eISSN： 1347-4219

  2. ATP合成酵素から進化したMycoplasma mobile滑走運動のモーター—Motor evolved from ATP synthase for Mycoplasma mobile gliding—第49回日本マイコプラズマ学会学術集会

    豊永 拓真, 加藤 貴之, 川本 晃大, 宮田 知子, 浜口 祐, 川上 恵典, 難波 啓一, 宮田 真人

    日本マイコプラズマ学会雑誌 = Japanese journal of mycoplasmology　(49)　34-37　2022年5月

    出版者・発行元： 長崎 : 日本マイコプラズマ学会事務局

    ISSN： 1340-2382

  3. 生態,生理・構造,遺伝・ゲノミクス・バイオテクノロジー 高速原子間力顕微鏡が捕らえた! マイコプラズマモービレ滑走装置の動き(Movement of Gliding Motors in Mycoplasma mobile Visualized by High-speed Atomic Force Microscopy)

    小林 昂平, 古寺 哲幸, 田原 悠平, 豊永 拓真, 笠井 大司, 安藤 敏夫, 宮田 真人

    日本細菌学雑誌　74　(1)　39-39　2019年3月

    出版者・発行元： 日本細菌学会

    ISSN： 0021-4930

    eISSN： 1882-4110

  4. Mycoplasma mobile滑走モーターの三次元像—Three-dimensional image of Mycoplasma mobile gliding motor—第44回日本マイコプラズマ学会学術集会

    豊永 拓真, 加藤 貴之, 川本 晃大, 浜口 祐, 田原 悠平, 難波 啓一, 宮田 真人

    日本マイコプラズマ学会雑誌 = Japanese journal of mycoplasmology　(44)　56-58　2017年5月27日

    出版者・発行元： 長崎 : 日本マイコプラズマ学会事務局

    ISSN： 1340-2382

講演・口頭発表等 14

  1. マイコプラズマ滑走運動を駆動する回転型ATPase超複合体のクライオEM構造解析 招待有り

    豊永拓真, 海原大輔, 濵口 祐, 米倉功治

    公益社団法人日本顕微鏡学会 第82回学術講演会　2026年5月25日

  2. クライオFIB-SEMおよびクライオミクロトームを用いた納豆菌芽胞の観察

    丹羽 瑠美, 濵口 祐, 豊永 拓真, 海原 大輔, 川上 恵典, 勝部 哲, 米倉 功治

    公益社団法人日本顕微鏡学会 第68回シンポジウム　2025年11月13日

  3. 細胞壁欠失細菌マイコプラズマの独自進化したリボソームの構造解析

    室澤 皓暉, 池内 健, 豊永 拓真, 海原 大輔, 濵口 祐, 米倉 功治

    公益社団法人日本顕微鏡学会 第68回シンポジウム　2025年11月13日

  4. Integrated cryo-EM structure of G1-ATPase motor for Mycoplasma gliding motility 招待有り

    Takuma Toyonaga

    NIPS CryoEM workshop 2025, Frontiers of cryo-electron microscopy and tomography　2025年10月29日

  5. Cryo-EM visualization of the conformational states of G1-ATPase, a rotary motor driving Mycoplasma mobile gliding

    Takuma Toyonaga, Daisuke Unabara, Tasuku Hamaguchi, Koji Yonekura

    第63回日本生物物理学会年会　2025年9月26日

  6. マイコプラズマ滑走運動を駆動する回転モーターG1-ATPaseの構造解析 招待有り

    豊永 拓真

    第14回 分子モーター討論会　2025年9月11日

  7. Structural Basis of the Mycoplasma mobile Ribosomes Revealed by Cryo-electron Microscopy

    Murosawa K., Ikeuchi K., Toyonaga T., Unabara D., Hamaguchi T., Yonekura K.

    第26回日本RNA学会年会　2025年7月8日

  8. 低GC生物マイコプラズマ由来新規Cas9の探索

    上野 莉香子, 池内 健, 豊永 拓真, 濵口 祐, 米倉 功治

    公益社団法人日本顕微鏡学会 第81回学術講演会　2025年6月11日

  9. CryoEMによって可視化したマイコプラズマ滑走型Rotary ATPaseの回転

    豊永拓真, 海原大輔, 濵口 祐, 米倉功治

    公益社団法人日本顕微鏡学会 第81回学術講演会　2025年6月9日

  10. Cryo-EM Analysis of Chained G1-ATPase, Motor for Mycoplasma Gliding 招待有り

    Takuma Toyonaga, Daisuke Unabara, Tasuku Hamaguchi, Makoto Miyata, Koji Yonekura

    Sixth Japan-Canada Microscopy Societies Joint Symposium 2025　2025年6月10日

  11. マイコプラズマ滑走運動を駆動する新奇回転分子モーターのCryoEM構造

    豊永拓真, 濵口 祐, 宮田真人, 米倉功治

    第24回東北大学多元物質科学研究所研究発表会　2024年12月12日

  12. CryoEM structure of dimeric F1-like ATPase in Mycoplasma mobile suggests a rotary catalytic mechanism for the gliding motility

    Takuma TOYONAGA, Takayuki KATO, Akihiro KAWAMOTO, Tomoko MIYATA, Keisuke KAWAKAMI, Junso FUJITA, Tasuku HAMAGUCHI, Keiichi NAMBA, Makoto MIYATA

    21st IUPAB Congress 2024　2024年6月28日

  13. 合成細菌でスピロプラズマ遊泳運動を駆動するMreBのイメージング解析

    田中 芳樹, 木山 花, 豊永 拓真, 宮田 真人

    第51回 日本マイコプラズマ学会 学術集会　2024年5月17日

  14. クライオ電子線トモグラフィーによるMycoplasma mobile運動装置の構造解析

    福島秀実, 宮田知子, 豊永拓真, 難波啓一, 宮田真人

    第51回 日本マイコプラズマ学会 学術集会　2024年5月17日

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. 細菌滑走運動を駆動する新型Rotary ATPaseの膜を越えた力伝達機構の解明

    豊永 拓真

    2026年4月1日 ～ 2028年3月31日