研究者詳細

顔写真

ナカムラ　シユウイチ
中村　修一
Shuichi Nakamura
所属
大学院工学研究科　応用物理学専攻　応用材料物理学講座（生物物理工学分野）
職名
准教授
学位

  • 博士（理学）（大阪大学）

  • 修士（農学）（茨城大学）

経歴 4

  • 2021年5月 ～ 継続中
    東北大学　大学院 工学研究科 応用物理学専攻 応用材料物理学講座 生物物理工学分野　准教授

  • 2010年12月 ～ 2021年4月
    東北大学 大学院 工学研究科 応用物理学専攻 応用材料物理学講座 生物物理工学分野　助教

  • 2010年4月 ～ 2010年11月
    大阪大学　グローバルCOE特任研究員

  • 2009年4月 ～ 2010年3月
    大阪大学　日本学術振興会特別研究員（PD）

学歴 1

  • 大阪大学　生命機能研究科　ナノ生体科学専攻

    ～ 2009年3月

委員歴 6

  • 日本生物物理学会　分野別専門委員

    2022年4月 ～ 継続中

  • Scientific Reports, Editorial Board Member (Biological Physics)

    2022年 ～ 継続中

  • Frontiers in Microbiology, Editorial Board Member (Microbial Physiology and Metabolism)

    2021年 ～ 継続中

  • 日本生物物理学会　分野別専門委員

    2019年4月 ～ 継続中

  • 日本細菌学会　東北支部地方委員

    2018年4月 ～ 継続中

  • BMC Microbiology, Editorial Board Member (Signaling and cellular microbiology)

    2016年 ～ 継続中

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所属学協会 3

  • 日本熱帯医学会

    2021年 ～ 継続中

  • 日本細菌学会

  • 日本生物物理学会

研究キーワード 6

  • 人獣共通感染症

  • サルモネラ

  • バイオイメージング

  • スピロヘータ感染症

  • 宿主―微生物相互作用

  • 細菌運動

研究分野 3

  • ライフサイエンス / 細菌学 /

  • ライフサイエンス / 獣医学 /

  • ライフサイエンス / 生物物理学 /

受賞 7

  1. 第 2 回「生命の情報物理学」領域賞

    2022年　新学術領域研究「情報物理学でひもとく生命の秩序と設計原理」　細菌の遊泳を加速する光活性型アデニル酸シクラーゼの発見

  2. Cellular Microbiology Editor's Choice

    2021年

  3. 2019 Top cited article & Editor's Choice

    2020年8月

  4. 第8回Biophysics and Physicobiology論文賞

    2019年9月　日本生物物理学会

  5. 黒屋奨学賞

    2019年4月　日本細菌学会　細菌の運動機構に関する研究

  6. Editor's choice

    2017年2月　Microbiology Society

  7. 日本生物物理学会 若手奨励賞

    2015年9月14日　日本生物物理学会

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論文 85

  1. Structure and Dynamics of the Bacterial Flagellar Motor Complex. 国際誌

    Shuichi Nakamura, Tohru Minamino

    Biomolecules　14　(12)　2024年11月22日

    DOI： 10.3390/biom14121488 　

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    Many bacteria swim in liquids and move over solid surfaces by rotating flagella. The bacterial flagellum is a supramolecular protein complex that is composed of about 30 different flagellar proteins ranging from a few to tens of thousands. Despite structural and functional diversities of the flagella among motile bacteria, the flagellum commonly consists of a membrane-embedded rotary motor fueled by an ion motive force across the cytoplasmic membrane, a universal joint, and a helical propeller that extends several micrometers beyond the cell surface. The flagellar motor consists of a rotor and several stator units, each of which acts as a transmembrane ion channel complex that converts the ion flux through the channel into the mechanical work required for force generation. The rotor ring complex is equipped with a reversible gear that is regulated by chemotactic signal transduction pathways. As a result, bacteria can move to more desirable locations in response to environmental changes. Recent high-resolution structural analyses of flagella using cryo-electron microscopy have provided deep insights into the assembly, rotation, and directional switching mechanisms of the flagellar motor complex. In this review article, we describe the current understanding of the structure and dynamics of the bacterial flagellum.

  2. It’s not all about flagella – sticky invasion by pathogenic spirochetes 査読有り

    40　(5)　378-385　2024年5月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1016/j.pt.2024.03.004 　

    ISSN：1471-4922

  3. The Role of Morphological Adaptability inVibrio cholerae’s Motility and Pathogenicity

    Jun Xu, Keigo Abe, Toshio Kodama, Marzia Sultana, Denise Chac, Susan M. Markiewicz, Erika Kuba, Shiyu Tsunoda, Munirul Alam, Ana A. Weil, Shuichi Nakamura, Tetsu Yamashiro

    2024年3月28日

    出版者・発行元： Cold Spring Harbor Laboratory

    DOI： 10.1101/2024.03.27.586043 　

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    ABSTRACT Vibrio cholerae, the etiological agent of cholera, exhibits remarkable adaptability to different environmental conditions by undergoing morphological changes that significantly contribute to its pathogenicity and impact the epidemiology of the disease globally. This study investigates the morphological adaptability of the clinically isolatedV. choleraeO1 strain, specifically focusing on the motility and pathogenicity differences between the filamentous and original comma-shaped forms within diverse viscosity conditions. Utilizing the El Tor strain ofV. choleraeO1, we induced the transformation into the filamentous form and performed a comparative analysis with the canonical comma-shaped morphology. Our approach involved assessing motility patterns, swimming speeds, rotation rates, kinematics, and reversal frequencies through dark-field microscopy and high-speed imaging techniques. The findings reveal that filamentousV. choleraecell retains enhanced motility in viscous environments. This suggests an evolutionary adaptation enabling survival across a range of habitats, notably the human gastrointestinal tract. Filamentous forms demonstrated increased reversal behavior at mucin interfaces, hinting at an advantage in penetrating the mucus layer. Rabbit intestinal loop assays further showed that both morphological forms exhibit similar fluid accumulation ratios, thus indicating comparable pathogenic potentials. These results underscore the significance ofV. cholerae’s morphological flexibility in adapting to environmental viscosity changes, shedding light on the bacterium’s intricate survival and infection strategies. Our study provides critical insights into the dynamics of cholera, underlining the importance of considering bacterial morphology in developing effective cholera control strategies.

  4. Collective gradient sensing by dilute swimming bacteria without clustering 査読有り

    2024年

  5. Machine learning-based motion tracking reveals an inverse correlation between adhesivity and surface motility of the leptospirosis spirochete 査読有り

    14　(1)　2023年12月5日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1038/s41467-023-43366-0 　

    eISSN：2041-1723

  6. Analysis of Adhesion and Surface Motility of a Spirochete Bacterium

    Shuichi Nakamura, Jun Xu, Nobuo Koizumi

    Methods in Molecular Biology　159-168　2023年2月27日

    出版者・発行元： Springer US

    DOI： 10.1007/978-1-0716-3060-0_14 　

    ISSN：1064-3745

    eISSN：1940-6029

  7. Frontiers of microbial movement research

    Tohru Minamino, Daisuke Nakane, Shuichi Nakamura, Hana Kiyama, Yusuke V. Morimoto, Makoto Miyata

    Biophysics and Physicobiology　2023年

    出版者・発行元： Biophysical Society of Japan

    DOI： 10.2142/biophysico.bppb-v20.0033 　

    eISSN：2189-4779

  8. Force Measurement of Bacterial Swimming Using Optical Tweezers. 国際誌

    Keigo Abe, Kyosuke Takabe, Shuichi Nakamura

    Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)　2646　169-179　2023年

    DOI： 10.1007/978-1-0716-3060-0_15 　

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    Velocity is a physical parameter most commonly used to quantify bacterial swimming. In the steady-state motion at a low Reynolds number, the swimming force can be estimated from the swimming velocity and the drag coefficient based on the assumption that the swimming force balances with the drag force exerted on the bacterium. Though the velocity-force relation provides a significant clue to understand the swimming mechanism, the odd configuration of bacteria could develop problems with the accuracy of the force estimation. This chapter describes the force measurement using optical tweezers. The method uses parameters obtained from the shape and movement of a microsphere attached to the bacteria, improving the quantitativeness of force measurement.

  9. High-Resolution Rotation Assay of the Bacterial Flagellar Motor Near Zero Loads Using a Mutant Having a Rod-Like Straight Hook. 国際誌

    Shuichi Nakamura, Tohru Minamino

    Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)　2646　125-131　2023年

    DOI： 10.1007/978-1-0716-3060-0_11 　

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    The bacterial flagellar motor is embedded within the cell envelop and rotates the long helical filament, which acts as a molecular screw to propel the bacterium. The flagellar motor comprises a rotor and a dozen stator units, converting ion flux through the stator unit into torque. However, the energy coupling mechanism has not been fully understood. Various methods for rotation measurement have been developed to understand the rotation mechanism of the flagellar motor, but the most preferred method in recent studies is a bead assay, which tracks the rotation of a micron to submicron bead attached to the partially sheared flagellar filament at high temporal and spatial resolutions. The bead assay allows us to assess the motor rotation over a wide range of external load, but the elasticity of the axial parts of the flagellum, such as the hook and filament, limits the spatiotemporal resolution. In this chapter, we describe a bead assay optimized for the analysis of the flagellar motor dynamics at near zero load.

  10. Light dependent synthesis of a nucleotide second messenger controls the motility of a spirochete bacterium 査読有り

    Jun Xu, Nobuo Koizumi, Yusuke V. Morimoto, Ryo Ozuru, Toshiyuki Masuzawa, Shuichi Nakamura

    Scientific Reports　12　(1)　2022年12月

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41598-022-10556-7 　

    eISSN：2045-2322

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    Abstract Nucleotide second messengers are universally crucial factors for the signal transduction of various organisms. In prokaryotes, cyclic nucleotide messengers are involved in the bacterial life cycle and in functions such as virulence and biofilm formation, mainly via gene regulation. Here, we show that the swimming motility of the soil bacterium Leptospira kobayashii is rapidly modulated by light stimulation. Analysis of a loss-of-photoresponsivity mutant obtained by transposon random mutagenesis identified the novel sensory gene, and its expression in Escherichia coli through codon optimization elucidated the light-dependent synthesis of cyclic adenosine monophosphate (cAMP). GFP labeling showed the localization of the photoresponsive enzyme at the cell poles where flagellar motors reside. These findings suggest a new role for cAMP in rapidly controlling the flagella-dependent motility of Leptospira and highlight the global distribution of the newly discovered photoactivated cyclase among diverse microbial species.

  11. Complete Genome Sequence of Leptospira kobayashii Strain E30, Isolated from Soil in Japan 国際誌 査読有り

    Ryo Nakao, Toshiyuki Masuzawa, Shuichi Nakamura, Nobuo Koizumi

    Microbiology Resource Announcements　10　(45)　e0090721　2021年11月11日

    出版者・発行元： American Society for Microbiology

    DOI： 10.1128/mra.00907-21 　

    eISSN：2576-098X

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    The spirochete bacterium <named-content content-type="genus-species">Leptospira kobayashii</named-content> is a recently designated species of the genus <italic>Leptospira</italic> . Here, we report the complete genome sequence of <named-content content-type="genus-species">L. kobayashii</named-content> strain E30, consisting of two circular chromosomes and two plasmids.

  12. Crawling motility of Treponema denticola modulated by outer sheath protein 査読有り

    2021年9月9日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1111/1348-0421.12940 　

    ISSN：0385-5600

    eISSN：1348-0421

  13. Corrigendum: Crawling Motility on the Host Tissue Surfaces Is Associated With the Pathogenicity of the Zoonotic Spirochete Leptospira (Frontiers in Microbiology, (2020), 11, (1886), 10.3389/fmicb.2020.01886)

    Jun Xu, Nobuo Koizumi, Shuichi Nakamura

    Frontiers in Microbiology　12　2021年8月17日

    出版者・発行元： Frontiers Media S.A.

    DOI： 10.3389/fmicb.2021.736406 　

    ISSN：1664-302X

  14. Light-dependent synthesis of a nucleotide second messenger controls bacterial motility

    2021年7月6日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1101/2021.07.06.451194 　

  15. Disassembly of the apical junctional complex during the transmigration of Leptospira interrogans across polarized renal proximal tubule epithelial cells 査読有り

    23　(9)　2021年5月6日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1111/cmi.13343 　

    ISSN：1462-5814

    eISSN：1462-5822

  16. Cooperative stator assembly of bacterial flagellar motor mediated by rotation 国際誌 査読有り

    12　(1)　3218-3218　2021年5月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1038/s41467-021-23516-y 　

    eISSN：2041-1723

  17. Implications of back-and-forth motion and powerful propulsion for spirochetal invasion 国際誌 査読有り

    Keigo Abe, Toshiki Kuribayashi, Kyosuke Takabe, Shuichi Nakamura

    Scientific Reports　10　(1)　13937-13937　2020年12月

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41598-020-70897-z 　

    eISSN：2045-2322

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    The spirochete Leptospira spp. can move in liquid and on a solid surface using two periplasmic flagella (PFs), and its motility is an essential virulence factor for the pathogenic species. Mammals are infected with the spirochete through the wounded dermis, which implies the importance of behaviors on the boundary with such viscoelastic milieu; however, the leptospiral pathogenicity involving motility remains unclear. We used a glass chamber containing a gel area adjoining the leptospiral suspension to resemble host dermis exposed to contaminated water and analyzed the motility of individual cells at the liquid-gel border. Insertion of one end of the cell body to the gel increased switching of the swimming direction. Moreover, the swimming force of Leptospira was also measured by trapping single cells using an optical tweezer. It was found that they can generate [Formula: see text] 17 pN of force, which is [Formula: see text] 30 times of the swimming force of Escherichia coli. The force-speed relationship suggested the load-dependent force enhancement and showed that the power (the work per unit time) for the propulsion is [Formula: see text] 3.1 × 10-16 W, which is two-order of magnitudes larger than the propulsive power of E. coli. The powerful and efficient propulsion of Leptospira using back-and-forth movements could facilitate their invasion.

  18. Crawling Motility on the Host Tissue Surfaces Is Associated With the Pathogenicity of the Zoonotic Spirochete Leptospira 国際誌 査読有り

    Jun Xu, Nobuo Koizumi, Shuichi Nakamura

    Frontiers in Microbiology　11　1886-1886　2020年8月5日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/fmicb.2020.01886 　

    eISSN：1664-302X

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    Bacterial motility is crucial for many pathogenic species in the process of invasion and/or dissemination. The spirochete bacteria Leptospira spp. cause symptoms, such as hemorrhage, jaundice, and nephritis, in diverse mammals including humans. Although loss-of-motility attenuate the spirochete's virulence, the mechanism of the motility-dependent pathogenicity is unknown. Here, focusing on that Leptospira spp. swim in liquid and crawl on solid surfaces, we investigated the spirochetal dynamics on the host tissues by infecting cultured kidney cells from various species with pathogenic and non-pathogenic leptospires. We found that, in the case of the pathogenic leptospires, a larger fraction of bacteria attached to the host cells and persistently traveled long distances using the crawling mechanism. Our results associate the kinetics and kinematic features of the spirochetal pathogens with their virulence.

  19. Cooperative stator assembly of bacterial flagellar motor for autonomous torque regulation

    Kenta I. Ito, Shuichi Nakamura, Shoichi Toyabe

    2020年4月27日

    出版者・発行元： Cold Spring Harbor Laboratory

    DOI： 10.1101/2020.04.26.059089 　

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    <title>ABSTRACT</title>Cooperativity has a central place in biological regulation, providing robust and highly-sensitive regulation. The bacterial flagellar motor (BFM) implements autonomous torque regulation by the nonequilibrium structure of the stators; the stators assemble at high load and disperse at low load. It would be natural to suppose that the stator packing is affected by stator-stator interaction. However, the cooperativity among the stators has rarely been explored. Here, we evaluated the energetics and kinetics of the stator assembly by combining dynamic load control of a single motor and the trajectory analysis based on statistical mechanics. We demonstrate that the BFM exploits the dynamic cooperativity of the stator binding for the autonomous torque regulation. The cooperative assembly leads to a discontinuous phase transition and hysteresis, which may implement torque regulation with high sensitivity and robustness.

  20. The 57th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan 査読有り

    Shuichi Nakamura, Azusa Kage

    Biophysical Reviews　12　(2)　293-294　2020年4月

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s12551-020-00629-0 　

    ISSN：1867-2450

    eISSN：1867-2469

  21. Direct observation of speed fluctuations of flagellar motor rotation at extremely low load close to zero 国際誌 査読有り

    Shuichi Nakamura, Yuta Hanaizumi, Yusuke V. Morimoto, Yumi Inoue, Marc Erhardt, Tohru Minamino, Keiichi Namba

    Molecular Microbiology　113　(4)　755-765　2020年4月

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1111/mmi.14440 　

    ISSN：0950-382X

    eISSN：1365-2958

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    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.

  22. Tree of motility – A proposed history of motility systems in the tree of life 査読有り

    Makoto Miyata, Robert C. Robinson, Taro Q. P. Uyeda, Yoshihiro Fukumori, Shun‐ichi Fukushima, Shin Haruta, Michio Homma, Kazuo Inaba, Masahiro Ito, Chikara Kaito, Kentaro Kato, Tsuyoshi Kenri, Yoshiaki Kinosita, Seiji Kojima, Tohru Minamino, Hiroyuki Mori, Shuichi Nakamura, Daisuke Nakane, Koji Nakayama, Masayoshi Nishiyama, Satoshi Shibata, Katsuya Shimabukuro, Masatada Tamakoshi, Azuma Taoka, Yosuke Tashiro, Isil Tulum, Hirofumi Wada, Ken‐ichi Wakabayashi

    Genes to Cells　25　(1)　6-21　2020年1月

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1111/gtc.12737 　

    ISSN：1356-9597

    eISSN：1365-2443

  23. Evaluation of the Duty Ratio of the Bacterial Flagellar Motor by Dynamic Load Control. 国際誌 査読有り

    Kento Sato, Shuichi Nakamura, Seishi Kudo, Shoichi Toyabe

    Biophysical journal　116　(10)　1952-1959　2019年5月21日

    DOI： 10.1016/j.bpj.2019.04.004 　

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    The bacterial flagellar motor is one of the most complex and sophisticated nanomachineries in nature. A duty ratio D is a fraction of time that the stator and the rotor interact and is a fundamental property to characterize the motor but remains to be determined. It is known that the stator units of the motor bind to and dissociate from the motor dynamically to control the motor torque depending on the load on the motor. At low load, at which the kinetics such as proton translocation speed limits the rotation rate, the dependency of the rotation rate on the number of stator units N implies D: the dependency becomes larger for smaller D. Contradicting observations supporting both the small and large D have been reported. A dilemma is that it is difficult to explore a broad range of N at low load because the stator units easily dissociate, and N is limited to one or two at vanishing load. Here, we develop an electrorotation method to dynamically control the load on the flagellar motor of Salmonella with a calibrated magnitude of the torque. By instantly reducing the load for keeping N high, we observed that the speed at low load depends on N, implying a small duty ratio. We recovered the torque-speed curves of individual motors and evaluated the duty ratio to be 0.14 ± 0.04 from the correlation between the torque at high load and the rotation rate at low load.

  24. Comparison of Leptospira species isolated from environmental water and soil in Japan 査読有り

    Microbiol. Immunol.　63　(11)　469-473　2019年

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1111/1348-0421.12741 　

    ISSN：0385-5600

    eISSN：1348-0421

  25. Effects of fermentation products of the commensal bacterium Clostridium ramosum on motility, intracellular pH, and flagellar synthesis of enterohemorrhagic Escherichia coli 査読有り

    Xu J, Koyanagi Y, Isogai E, Nakamura S

    Arch. Microbiol.　201　(6)　841-846　2019年

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1007/s00203-019-01656-6 　

    ISSN：0302-8933

    eISSN：1432-072X

  26. Effect of the MotA(M206I) mutation on torque generation and stator assembly in the Salmonella H+-driven flagellar motor 査読有り

    Suzuki Y, Morimoto YV, Oono K, Hayashi F, Oosawa K, Kudo S, Nakamura S

    J. Bacteriol.　201　(6)　e00727-18　2019年

    DOI： 10.1128/JB.00727-18 　

    ISSN：0021-9193

    eISSN：1098-5530

  27. Salmonella Typhimurium is attracted to egg yolk and repelled by albumen 査読有り

    Curr. Microbiol.　76　(4)　393-397　2019年

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1007/s00284-018-1619-5 　

    ISSN：0343-8651

    eISSN：1432-0991

  28. Calibrated electrorotation for characterizing the torque generation by individual flagellar motors

    Kento Sato, Shuichi Nakamura, Seishi Kudo, Shoichi Toyabe

    arXiv　2018年6月

  29. The mechanism of two-phase motility in the spirochete Leptospira: Swimming and crawling 査読有り

    Sci. Adv.　4　eaar7975　2018年

  30. Leptospiral flagellar sheath protein FcpA interacts with FlaA2 and FlaB1 in Leptospira biflexa. 査読有り

    PLOS One　13　e0194923　2018年

  31. Implications of coordinated cell-body rotations for Leptospira motility 査読有り

    Kyosuke Takabe, Akihiro Kawamoto, Hajime Tahara, Seishi Kudo, Shuichi Nakamura

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS　491　(4)　1040-1046　2017年9月

    DOI： 10.1016/j.bbrc.2017.08.007 　

    ISSN：0006-291X

    eISSN：1090-2104

  32. Load- and polysaccharide-dependent activation of the Na+-type MotPS stator in the Bacillus subtilis flagellar motor 査読有り

    Naoya Terahara, Yukina Noguchi, Shuichi Nakamura, Nobunori Kami-Ike, Masahiro Ito, Keiichi Namba, Tohru Minamino

    SCIENTIFIC REPORTS　7　46081　2017年4月

    DOI： 10.1038/srep46081 　

    ISSN：2045-2322

  33. Viscosity-dependent variations in the cell shape and swimming manner of Leptospira 査読有り

    Kyosuke Takabe, Hajime Tahara, Md. Shafiqul Islam, Samia Affroze, Seishi Kudo, Shuichi Nakamura

    MICROBIOLOGY-SGM　163　(2)　153-160　2017年2月

    DOI： 10.1099/mic.0.000420 　

    ISSN：1350-0872

    eISSN：1465-2080

  34. Bioconvection induced by bacterial chemotaxis in a capillary assay 査読有り

    Takahiro Abe, Shuichi Nakamura, Seishi Kudo

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS　483　(1)　277-282　2017年1月

    DOI： 10.1016/j.bbrc.2016.12.152 　

    ISSN：0006-291X

    eISSN：1090-2104

  35. Characterization of Leptospiral Chemoreceptors Using a Microscopic Agar Drop Assay 査読有り

    Samia Affroze, Md. Shafiqul Islam, Kyosuke Takabe, Seishi Kudo, Shuichi Nakamura

    CURRENT MICROBIOLOGY　73　(2)　202-205　2016年8月

    DOI： 10.1007/s00284-016-1049-1 　

    ISSN：0343-8651

    eISSN：1432-0991

  36. Mannose-binding lectin inhibits the motility of pathogenic Salmonella through effect to membrane potential and chemotactic pattern 査読有り

    Xu J, Nakamura S, Md. I Shafiqul, Guo Y, Ihara K, Tomioka R, Masuda M, Yoneyama H, Isogai E

    PLoS One　11　(4)　e0154165-e0154165　2016年4月22日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1371/journal.pone.0154165 　

    eISSN：1932-6203

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    IF: 3.234

  37. Mannose-Binding Lectin Inhibits the Motility of Pathogenic Salmonella by Affecting the Driving Forces of Motility and the Chemotactic Response 査読有り

    Jun Xu, Shuichi Nakamura, Md. Shafiqul Islam, Yijie Guo, Kohei Ihara, Rintaro Tomioka, Mizuki Masuda, Hiroshi Yoneyama, Emiko Isogai

    PLOS ONE　11　(4)　e0154165　2016年4月

    DOI： 10.1371/journal.pone.0154165 　

    ISSN：1932-6203

  38. H+ and Na+ are involved in flagellar rotation of the spirochete Leptospira 査読有り

    Md. Shafiqul Islam, Yusuke V. Morimoto, Seishi Kudo, Shuichi Nakamura

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS　466　(2)　196-200　2015年10月

    DOI： 10.1016/j.bbrc.2015.09.004 　

    ISSN：0006-291X

    eISSN：1090-2104

  39. Giant Acceleration of Diffusion Observed in a Single-Molecule Experiment on F-1-ATPase 査読有り

    Ryunosuke Hayashi, Kazuo Sasaki, Shuichi Nakamura, Seishi Kudo, Yuichi Inoue, Hiroyuki Noji, Kumiko Hayashi

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　114　(24)　248101　2015年6月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.114.248101 　

    ISSN：0031-9007

    eISSN：1079-7114

  40. A lactose fermentation product produced by Lactococcus lactis subsp lactis, acetate, inhibits the motility of flagellated pathogenic bacteria 査読有り

    Shuichi Nakamura, Yusuke V. Morimoto, Seishi Kudo

    MICROBIOLOGY-SGM　161　701-707　2015年4月

    DOI： 10.1099/mic.0.000031 　

    ISSN：1350-0872

  41. Leptospiral lipopolysaccharide stimulates the expression of toll-like receptor 2 and cytokines in pig fibroblasts 査読有り

    Yijie Guo, Tomokazu Fukuda, Kenichiro Donai, Kengo Kuroda, Mizuki Masuda, Shuichi Nakamura, Hiroshi Yoneyama, Emiko Isogai

    ANIMAL SCIENCE JOURNAL　86　(2)　238-244　2015年2月

    DOI： 10.1111/asj.12254 　

    ISSN：1344-3941

    eISSN：1740-0929

  42. Interaction between Leptospiral Lipopolysaccharide and Toll-like Receptor 2 in Pig Fibroblast Cell Line, and Inhibitory Effect of Antibody against Leptospiral Lipopolysaccharide on Interaction 査読有り

    Yijie Guo, Tomokazu Fukuda, Shuichi Nakamura, Lanlan Bai, Jun Xu, Kengo Kuroda, Rintaro Tomioka, Hiroshi Yoneyama, Emiko Isogai

    ASIAN-AUSTRALASIAN JOURNAL OF ANIMAL SCIENCES　28　(2)　273-279　2015年2月

    DOI： 10.5713/ajas.14.0440 　

    ISSN：1011-2367

    eISSN：1976-5517

  43. Mannose-binding lectin impairs Leptospira activity through the inhibitory effect on the motility of cell 査読有り

    Jun Xu, Yijie Guo, Shuichi Nakamura, Md. Shafiqul Islam, Rintaro Tomioka, Hiroshi Yoneyama, Emiko Isogai

    MICROBIOLOGICAL RESEARCH　171　21-25　2015年

    DOI： 10.1016/j.micres.2014.12.010 　

    ISSN：0944-5013

  44. Analysis of the chemotactic behaviour of Leptospira using microscopic agar-drop assay 査読有り

    Md. Shafiqul Islam, Kyosuke Takabe, Seishi Kudo, Shuichi Nakamura

    FEMS MICROBIOLOGY LETTERS　356　(1)　39-44　2014年7月

    DOI： 10.1111/1574-6968.12495 　

    ISSN：0378-1097

    eISSN：1574-6968

  45. 2SCA-03 細菌べん毛モーターの回転方向変換制御に関わる構造(2SCA 日本-中国-台湾 若手合同シンポジウム～超分子協同性～,シンポジウム,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    宮田 知子, 加藤 貴之, 森本 雄輔, 中村 修一, 松波 秀行, 難波 啓一

    生物物理　54　(1)　S127　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S127_2 　

  46. 1SAP-05 らせん細菌Leptospiraの遊泳力学とエネルギー論(1SAP マルチスケールに活躍する運動超分子マシナリー,新学術領域研究「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」共催,シンポジウム,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    中村 修一

    生物物理　54　(1)　S120　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S120_4 　

  47. 3P151 回転電場を用いた F_1-ATPase の一分子計測による 拡散の Giant acceleration の観察II(分子モーター,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Ryunosuke Hayashi, Shuichi Nakamura, Seishi Kudo, Kazuo Sasaki, Hiroyuki Noji, Kumiko Hayashi

    生物物理　54　(1)　S274　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S274_1 　

  48. 3P199 Ion selectivity of the Leptospira flagellar motor(細胞生物的課題,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Md. Shafiqul Islam, V. Morimoto Yusuke, Seishi Kudo, Shuichi Nakamura

    生物物理　54　(1)　S282　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S282_1 　

  49. 2P192 細菌の走化性に起因する リング状パターンの形成過程の解析(12. 細胞生物的課題,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Sato Tadahiko, Nakamura Shuichi, Kudo Seishi

    生物物理　54　(1)　S226　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S226_6 　

  50. 2P191 Rotation analysis of the spirochete cell body by 3D dark-field microscopy(12. Cell biology,Poster,The 52nd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan(BSJ2014))

    Takabe Kyosuke, Islam Md. Shafiqul, Kudo Seishi, Nakamura Shuichi

    生物物理　54　(1)　S226　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S226_5 　

  51. 2P171 二種類の固定子を持つシュードモナス・シリンゲの運動解析(12. 細胞生物的課題,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Tensaka Takuto, Nakamura Shuichi, Kudo Seishi

    生物物理　54　(1)　S223　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S223_3 　

  52. 2P190 サルモネラ菌の遊泳行動と生物対流(12. 細胞生物的課題,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Abe Takahiro, Nakamura Shuichi, Kudo Seishi

    生物物理　54　(1)　S226　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S226_4 　

  53. Load-sensitive coupling of proton translocation and torque generation in the bacterial flagellar motor 査読有り

    Yong-Suk Che, Shuichi Nakamura, Yusuke V. Morimoto, Nobunori Kami-ike, Keiichi Namba, Tohru Minamino

    MOLECULAR MICROBIOLOGY　91　(1)　175-184　2014年1月

    DOI： 10.1111/mmi.12453 　

    ISSN：0950-382X

    eISSN：1365-2958

  54. Effect of the MotB(D33N) mutation on stator assembly and rotation of the proton-driven bacterial flagellar motor 査読有り

    Shuichi Nakamura, Tohru Minamino, Nobunori Kami-Ike, Seishi Kudo, Keiichi Namba

    Biophysics (Japan)　10　35-41　2014年

    出版者・発行元： Biophysical Society of Japan

    DOI： 10.2142/biophysics.10.35 　

    ISSN：1349-2942

  55. Direct Measurement of Helical Cell Motion of the Spirochete Leptospira 査読有り

    Shuichi Nakamura, Alexander Leshansky, Yukio Magariyama, Keiichi Namba, Seishi Kudo

    BIOPHYSICAL JOURNAL　106　(1)　47-54　2014年1月

    DOI： 10.1016/j.bpj.2013.11.1118 　

    ISSN：0006-3495

    eISSN：1542-0086

  56. Common Evolutionary Origin for the Rotor Domain of Rotary Atpases and Flagellar Protein Export Apparatus 査読有り

    Jun-ichi Kishikawa, Tatsuya Ibuki, Shuichi Nakamura, Astuko Nakanishi, Tohru Minamino, Tomoko Miyata, Keiichi Namba, Hiroki Konno, Hiroshi Ueno, Katsumi Imada, Ken Yokoyama

    PLOS ONE　8　(5)　e64695　2013年5月

    DOI： 10.1371/journal.pone.0064695 　

    ISSN：1932-6203

  57. The Inhibition Effect of Antiserum on the Motility of Leptospira 査読有り

    Yijie Guo, Shuichi Nakamura, Tasuke Ando, Hiroshi Yoneyama, Seishi Kudo, Emiko Isogai

    CURRENT MICROBIOLOGY　66　(4)　359-364　2013年4月

    DOI： 10.1007/s00284-012-0281-6 　

    ISSN：0343-8651

  58. Effect of osmolarity and viscosity on the motility of pathogenic and saprophytic Leptospira 査読有り

    Kyosuke Takabe, Shuichi Nakamura, Masamichi Ashihara, Seishi Kudo

    Microbiology and Immunology　57　(3)　236-239　2013年3月

    DOI： 10.1111/1348-0421.12018 　

    ISSN：0385-5600 1348-0421

  59. Distinct roles of highly conserved charged residues at the MotA-FliG interface in bacterial flagellar motor rotation 査読有り

    Yusuke V. Morimoto, Shuichi Nakamura, Koichi D. Hiraoka, Keiichi Namba, Tohru Minamino

    Journal of Bacteriology　195　(3)　474-481　2013年2月

    DOI： 10.1128/JB.01971-12 　

    ISSN：0021-9193 1098-5530

  60. 2P159 Torque-speed relationship of the flagellar motor consisting of two distinct stators(11. Molecular motor,Poster)

    Terahara Naoya, Noguchi Yukina, Nakamura Shuichi, Kamiike Nobunori, Minamino Tohru, Ito Masahiro, Namba Keiichi

    生物物理　53　(1)　S185　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S185_3 　

  61. 1P181 Microscopic observation of chemotactic behaviors of Leptospira(12.Cell biology,Poster,The 51st Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan)

    Islam Md. Shafiqul, Takabe Kyosuke, Kudo Seishi, Nakamura Shuichi

    生物物理　53　(1)　S135　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S135_6 　

  62. 1P178 走化性と重力により誘起されるサルモネラ菌の生物対流(12.細胞生物的課題,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Abe Takahiro, Nakamura Shuichi, Kudo Seishi

    生物物理　53　(1)　S135　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S135_3 　

  63. 1P180 Motility analysis of Leptospira in highly viscous environments(12.Cell biology,Poster,The 51st Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan)

    Takabe Kyosuke, Islam Md. Shafiqul, Kudo Seishi, Nakamura Shuichi

    生物物理　53　(1)　S135　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S135_5 　

  64. 1P179 MotBペリプラスム領域のin-flame欠損がサルモネラ菌べん毛モーターの出力特性に及ぼす影響(12.細胞生物的課題,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

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

    生物物理　53　(1)　S135　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S135_4 　

  65. 3P285 細菌べん毛モーターへのCheY-Pの結合は回転方向だけでなく速度にも影響する。(26.計測,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Hiraoka Koichi D., Nakamura Shuichi, Kami-ike Nobunori, Morimoto Yusuke V.

    生物物理　53　(1)　S259　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S259_2 　

  66. The C-terminal periplasmic domain of MotB is responsible for load-dependent control of the number of stators of the bacterial flagellar motor 査読有り

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

    Biophysics (Japan)　9　173-181　2013年

    DOI： 10.2142/biophysics.9.173 　

    ISSN：1349-2942

  67. 2PS029 細菌べん毛モーターの固定子組込み機構に対するMotB(D33N)点変異の影響(日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Nakamura Shuichi, Minamino Tohru, Kami-ike Nobunori, Kudo Seishi, Namba Keiichi

    生物物理　52　S115　2012年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.52.S115_1 　

  68. 2SE-01 細菌べん毛モーターの回転方向変換制御機構の解明(2SE 運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性,新学術領域研究「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」共催,シンポジウム,日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    宮田 知子, Kato Takayuki, Fujii Takasi, Nakamura Shuichi, Morimoto Yusuke, Minamino Tohru, Matsunami Hideyuki, Namba Keiichi

    生物物理　52　S12-S13　2012年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.52.S12_6 　

  69. 2PS046 高密度な集団中におけるサルモネラ菌の走化性応答の解析(日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Abe Takahiro, Nakamura Shuichi, Kudo Seishi

    生物物理　52　S118　2012年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.52.S118_2 　

  70. Flagellin Redundancy in Caulobacter crescentus and Its Implications for Flagellar Filament Assembly 査読有り

    Alexandra Faulds-Pain, Christopher Birchall, Christine Aldridge, Wendy D. Smith, Giulia Grimaldi, Shuichi Nakamura, Tomoko Miyata, Joe Gray, Guanglai Li, Jay X. Tang, Keiichi Namba, Tohru Minamino, Phillip D. Aldridge

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY　193　(11)　2695-2707　2011年6月

    DOI： 10.1128/JB.01172-10 　

    ISSN：0021-9193

  71. Structural Insight into the Rotational Switching Mechanism of the Bacterial Flagellar Motor 査読有り

    Tohru Minamino, Katsumi Imada, Miki Kinoshita, Shuichi Nakamura, Yusuke V. Morimoto, Keiichi Namba

    PLOS BIOLOGY　9　(5)　e1000616　2011年5月

    DOI： 10.1371/journal.pbio.1000616 　

    ISSN：1544-9173

  72. Charged residues in the cytoplasmic loop of MotA are required for stator assembly into the bacterial flagellar motor 査読有り

    Yusuke V. Morimoto, Shuichi Nakamura, Nobunori Kami-ike, Keiichi Namba, Tohru Minamino

    MOLECULAR MICROBIOLOGY　78　(5)　1117-1129　2010年12月

    DOI： 10.1111/j.1365-2958.2010.07391.x 　

    ISSN：0950-382X

  73. Evidence for symmetry in the elementary process of bidirectional torque generation by the bacterial flagellar motor 査読有り

    Shuichi Nakamura, Nobunori Kami-ike, Jun-ichi P. Yokota, Tohru Minamino, Keiichi Namba

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA　107　(41)　17616-17620　2010年10月

    DOI： 10.1073/pnas.1007448107 　

    ISSN：0027-8424

  74. 2P214 金ナノ粒子を用いたプロトン駆動型細菌べん毛モーターの動態計測(細胞生物的課題(接着,運動,骨格,伝達,膜),第48回日本生物物理学会年会)

    Nakamura Shuichi, Kami-ike Nobunori, Sowa Yoshiyuki, Minamino Tohru, Namba Keiichi

    生物物理　50　(2)　S120　2010年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.50.S120_2 　

  75. 2P167 べん毛モーター回転時における固定子複合体による力学的負荷の感知機構の解析(分子モーター,第48回日本生物物理学会年会)

    Che Yong-Suk, Minamino Tohru, Nakamura Shuichi, Kami-ike Nobunori, Namba Keiichi

    生物物理　50　(2)　S111-S112　2010年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.50.S111_6 　

  76. 1P161 バクテリアのプロトン駆動型べん毛モーター固定子複合体MotA/Bの局在化の分子機構(分子モーター,第48回日本生物物理学会年会)

    Morimoto Yusuke, Nakamura Shuichi, Kami-ike Nobunori, Namba Keiichi, Minamino Tohru

    生物物理　50　(2)　S47　2010年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.50.S47_5 　

  77. Role of a Conserved Prolyl Residue (Pro173) of MotA in the Mechanochemical Reaction Cycle of the Proton-Driven Flagellar Motor of Salmonella 査読有り

    Shuichi Nakamura, Yusuke V. Morimoto, Nobunori Kam-ike, Tohru Minamino, Keiichi Namba

    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY　393　(2)　300-307　2009年10月

    DOI： 10.1016/j.jmb.2009.08.022 　

    ISSN：0022-2836

  78. Effect of Intracellular pH on the Torque-Speed Relationship of Bacterial Proton-Driven Flagellar Motor 査読有り

    Shuichi Nakamura, Nobunori Kami-ike, Jun-ichi P. Yokota, Seishi Kudo, Tohru Minamino, Keiichi Namba

    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY　386　(2)　332-338　2009年2月

    DOI： 10.1016/j.jmb.2008.12.034 　

    ISSN：0022-2836

  79. 2P-148 プロトン駆動型細菌べん毛モーターのトルク発生における固定子蛋白質MoA Pro-173の機能解析(細胞生物的課題(接着,運動,骨格,伝達,膜),第47回日本生物物理学会年会)

    Nakamura Shuichi, Morimoto Yusuke, Kami-ike Nobunori, Minamino Tohru, Namba Keiichi

    生物物理　49　S129　2009年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.49.S129_4 　

  80. Suppressor analysis of the MotB(D33E) mutation to probe bacterial flagellar motor dynamics coupled with proton translocation 査読有り

    Yong-Suk Che, Shuichi Nakamura, Seiji Kojima, Nobunori Kami-ike, Keiichi Namba, Tohru Minamino

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY　190　(20)　6660-6667　2008年10月

    DOI： 10.1128/JB.00503-08 　

    ISSN：0021-9193

    eISSN：1098-5530

  81. 1P-152 べん毛モーター固定子タンパク質MotB(D33E)変異体とそのサプレッサー変異体モーターのトルク発生機構の解析(分子モーター(1),第46回日本生物物理学会年会)

    Che Yong-Suk, Nakamura Shuichi, Morimoto Yusuke, Kami-ike Nobunori, Namba Keiichi, Minamino Tohru

    生物物理　48　S44-S45　2008年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.48.S44_8 　

  82. 1P-182 サルモネラ菌のプロトン駆動型べん毛モーター回転における細胞内pHの影響(細胞生物学的課題(1),第46回日本生物物理学会年会)

    Nakamura Shuichi, Minamino Tohru, Kami-ike Nobunori, Kudo Seishi, Namba Keiichi

    生物物理　48　S49　2008年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.48.S49_4 　

  83. 2P178 サルモネラ菌mot変異株のべん毛モータ回転における細胞内pHの影響(細胞生物的課題(接着・運動・骨格・伝達・膜),ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

    中村 修一, 南野 徹, 上池 伸徳, 難波 啓一

    生物物理　47　S157　2007年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.47.S157_3 　

  84. 3P181 プロトン駆動型べん毛モーターにおけるステップ特性の観察(分子モーター,ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

    中村 修一, 南野 徹, 上池 伸徳, 難波 啓一

    生物物理　47　S248　2007年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.47.S248_2 　

  85. Improvement in motion eficiency of the spirochete Brachyspira pilosicoli in viscous environments 査読有り

    S Nakamura, Y Adachi, T Goto, Y Magariyama

    BIOPHYSICAL JOURNAL　90　(8)　3019-3026　2006年4月

    DOI： 10.1529/biophysj.105.074336 　

    ISSN：0006-3495

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MISC 12

  1. 細菌の接着性と運動性の意義～機械学習で 明らかになった病原性との関係～ 招待有り 査読有り

    中村修一

    生物物理　64　(4)　190-192　2024年

  2. Motility of the Zoonotic Spirochete Leptospira: Insight into Association with Pathogenicity 招待有り 査読有り

    23　(3)　1859-1859　2022年2月7日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/ijms23031859 　

    eISSN： 1422-0067

  3. 光活性型アデニル酸シクラーゼによるレプトスピラ・コバヤシイの運動活性化

    許駿, 小泉信夫, 森本雄祐, 尾鶴亮, 増澤俊幸, 中村修一

    レプトスピラ・シンポジウム抄録(CD-ROM)　58th　2022年

  4. Spirochete Flagella and Motility 招待有り 査読有り

    10　(4)　550-550　2020年4月4日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/biom10040550 　

    eISSN： 2218-273X

  5. Flagella-Driven Motility of Bacteria 招待有り 査読有り

    9　(7)　279-279　2019年7月14日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/biom9070279 　

    eISSN： 2218-273X

  6. 細菌の運動機構に関する研究 招待有り

    中村 修一

    日本細菌学雑誌　72　(2)　157-165　2019年

  7. 菌体内べん毛を利用する螺旋形細菌の遊泳メカニズム 招待有り 査読有り

    高部響介, 川本晃大, 中村修一

    生物物理　58　(4)　191-195　2018年

  8. スピロヘータの運動メカニズム 招待有り 査読有り

    中村 修一

    生物工学会誌　96　195-199　2018年

  9. 大学院科目「生命倫理・医の倫理」 : 工学研究科と医学系研究科の共同による次代の研究者への動機付け

    工藤 成史, 中村 修一, 吉信 達夫, 有馬 隆博, 浅井 篤

    東北大学高度教養教育・学生支援機構紀要 = Bulletin of the Institute for Excellence in Higher Education, Tohoku University　1　(1)　195-199　2015年

    出版者・発行元： 東北大学高度教養教育・学生支援機構

    ISSN： 2189-5945

  10. スピロヘータの形と運動 招待有り 査読有り

    中村修一

    日本細菌学雑誌　69　527-538　2014年

    DOI： 10.3412/jsb.69.527 　

  11. 水素イオンで動く細菌べん毛モーターの構造と機能 招待有り

    中村修一, 南野徹

    化学と生物　49　(1)　22-31　2011年1月

    出版者・発行元： Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry

    DOI： 10.1271/kagakutoseibutsu.49.22 　

    ISSN： 0453-073X

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    大腸菌やサルモネラ菌などの細菌は，「べん毛」と呼ばれる繊維状の運動器官をスクリューのように高速回転させて水中を泳ぐことにより，栄養が豊富で生育に適した温度やpHの環境に集まることができる．べん毛繊維を回転させているのは，繊維の根元に細胞膜に埋まって存在する「べん毛モーター」と呼ばれる直径約45 nmの回転分子モーターである．べん毛モーターは，細胞膜を隔てて形成される水素イオン(プロトン)の電気化学的ポテンシャル差を1秒間に約300回転の高速回転に変換し，その回転方向は環境中の化学物質などに反応して瞬時に切り替わる．ここでは，プロトン駆動型細菌べん毛モーターの構造と回転機構について，最新の研究内容を含めて紹介する．

  12. 1145 高粘性環境におけるスピロヘータの運動効率の向上(J04-1 生物の運動機能/バイオミメティクスとバイオメカニクス/バイオロボティクスとバイオメカトロニクス(1),J04 生物の運動機能/バイオミメティクスとバイオメカニクス/バイオロボティクスとバイオメカトロニクス)

    曲山 幸生, 中村 修一, 足立 吉數, 後藤 知伸

    年次大会講演論文集 : JSME annual meeting　2005　(6)　83-84　2005年9月18日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

    DOI： 10.1299/jsmemecjo.2005.6.0_83 　

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    The motility of spirochete improves in viscous environments. Such phenomena cannot be observed in the macroscopic world. One of the authors has proposed a hypothesis that predicts increase of the motion efficiency with the viscosity because the polymer molecules form a quasi-rigid network. To examine the hypothesis experimentally, we simultaneously measured the swimming speeds and rotation rates of a spirochete Brachyspira pilosicoli in polymer solutions by two-directional-illuminated dark-field microscopy (2DDM), which is an originally developed method to measure rotation rate of a helical body. This experimental result illustrated increase of the motion efficiency with viscosity. Therefore, we concluded that the improvement of spirochete motility in viscous environments at least partly relates with increase of the motion efficiency caused by a quasi-rigid network of polymer molecules.

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書籍等出版物 5

  1. Bacterial and archaeal motility

    2023年

    ISBN: 9781071630594

  2. Leptospira spp.

    Shuichi Nakamura

    Springer US　2020年

  3. 獣医微生物学 第4版

    中村 修一

    文永堂出版　2018年

  4. 分子マシンの科学 分子の動きとその機能を見る

    中村修一

    株式会社化学同人　2017年

  5. Methods in Microbiology 1593 “The Bacterial Flagellum, Methods and Protocols”

    Nakamura S, Md. Islam S

    Springer　2017年

講演・口頭発表等 5

  1. Adhesins and flagella-dependent bacterial surface motility 招待有り

    Shuichi Nakamura

    IUPAB 2024　2024年6月28日

  2. Mechanism and biological significance of flagella-dependent bacterial motility 招待有り

    2024年1月26日

  3. Inverse correlation between adhesivity and crawling motility in Leptospira interrogans 招待有り

    Shuichi Nakamura

    2024年1月16日

  4. Exploring Bacterial Flagella and Motility with Biophysical Approaches 招待有り

    2023年12月7日

  5. Biophysics of Spirochetes 招待有り

    第61回日本生物物理学会年会　2023年11月15日

共同研究・競争的資金等の研究課題 18

  1. 細胞通過性と宿主特異性から解き明かすスピロヘータ感染症の病態機構

    中村 修一, 大濱 侑季, 小泉 信夫, 川本 晃大

    2024年4月1日 ～ 2027年3月31日

  2. ジオラマ環境における濃密微生物のin vivo4D-X線トモグラフィー法の開発

    菊地 謙次, 中村 修一, 宮川 泰明

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究機関：Tohoku University

    2021年9月10日 ～ 2026年3月31日

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    本年度は、濃密微生物懸濁液の流動計測を実現するために、生体内微生物流動計測とシンクロトロン放射光による生体内流動の可視化計測および大規模GPU可視化データ解析の連携を図り、新規in vivoジオラマ環境の計測環境の構築を目指し、以下研究を推進してきた。 濃密に集積した細胞群の運動や局在分布を計測することにより高密懸濁液中における微生物流動メカニズムの解明を目指すため、可視化困難な濃密細胞懸濁液中の流動構造を可視化するX線マイクロCTを用いた時系列ボクセルデータの取得を行い、特に酵母発酵に伴う二酸化炭素気泡の運動とその周囲の流動構造を明らかにし、微生物由来による大規模流動構造の解析を行った（Atul, et al. Roy. Soc. Interface, 2021, Atul et al., Soft Matter, 2021））。さらに、濃密微生物懸濁液と微生物によって代謝が可能な粉体を混合した複合材内部における気泡形成と内部流動の可視化手法を構築し、可視化実験により得られたトモグラフィー画像の膨大なボクセルデータをGPGPUを用いた画像抽出法および解析法を拡張し、気泡と周囲流体の流動解析法を確立した。また、ゼブラフィッシュ腸内における腸内細菌のうち大腸菌を経口インジェクションし、その大腸菌の細胞分布や個体運動計測手法を共焦点系顕微鏡を用いた評価法を確立し、腸内における凝集濃度を模擬したマイクロ流路内をジオラマ環境とし、腸内における流動構造形成のメカニズム解明をin vivoおよびジオラマ環境の両側面より解析可能な実験系を確立した。

  3. 細菌べん毛の同期性を制御する化学－物理情報変換・伝達の理解

    中村 修一

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究機関：Tohoku University

    2022年4月 ～ 2024年3月

  4. バイオイメージングで解き明かす人獣共通感染症細菌の宿主依存的病原性発現機構

    中村 修一, 小泉信夫, 加藤貴之

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2021年4月 ～ 2024年3月

  5. 細菌分子モーターの長距離同期を制御する物理情報の時空間コンビネーション

    中村 修一, 森本雄祐

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究機関：Tohoku University

    2020年4月 ～ 2022年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    本研究で材料としたLeptospira kobayashii（レプトスピラ・コバヤシイ）は，青～緑の光によって運動パターンが変化するという現象は明らかであったものの，本研究開始当初は，光センサーが未同定であった。トランスポゾンを用いたランダム変異挿入法によりゲノムワイドに得た変異体ライブラリーから光応答を欠損した株を見つけることができ，そのトランスポゾン挿入位置解析から，光応答欠損株ではアデニル酸シクラーゼモチーフを含む新規の遺伝子が破壊されていることが分かった。光依存的なcAMP合成の測定を試みたが，本来の宿主であるL. kobayashiiでは測定限界に近い低濃度であった。コドン最適化によって，L. kobayashiiの光応答関連遺伝子を大腸菌で過剰発現することに成功し，大腸菌発現系によって光依存的cAMP合成が確認できた。我々は，この遺伝子をLprA（leptospiral photoresponsive protein A）と名付けた。LprAに緑色蛍光蛋白質を標識して細胞内局在を調べたところ，菌体当たりの発現量は多くないが，興味深いことにべん毛モーターが存在する菌体両末端に局在していることがわかった。LprAの極局在は，cAMP濃度をべん毛モーター近傍で局所的に高める信号増幅の効果を示唆する。LprA欠損株は光依存的なcAMP合成能を失うが，膜透過性cAMPの培地への添加に瞬時に応答して野生型と同様の運動変化を示すことも明らかとなった。この結果は，cAMPがべん毛運動に作用していることを示す。光活性型アデニル酸シクラーゼはミドリムシで初めて発見され，いくつかの土壌細菌でも類似遺伝子が見つかっている。しかし，細菌の運動を光刺激後1秒程度で瞬時に変化させる例はない。新しいシグナル経路の発見ならびにオプトジェネティクスの新材料開発につながることが期待できる。

  6. Predatory bacteria as a safe, viable antibiotic against pathogenic microbes: combatting antimicrobial resistance

    提供機関：The Daiwa Anglo-Japanese Foundation

    制度名：Daiwa Foundation Award

    2020年1月 ～ 2021年6月

  7. レプトスピラ症病原体の宿主選好メカニズムに関する研究 競争的資金

    中村修一

    2018年4月 ～ 2020年3月

  8. 腎近位尿細管上皮細胞を足場とするレプトスピラの感染機構の解明 競争的資金

    Toma Claudia

    2019年4月 ～

  9. トランスポゾン挿入変異体を用いたレプトスピラの宿主持続感染機構の総合的な解析 競争的資金

    小泉信夫

    2019年4月 ～

  10. レプトスピラ症早期診断法の開発－高速・高感度・簡便・高精度を可能にする新技術－ 競争的資金

    林史夫

    2017年4月 ～ 2019年3月

  11. キメラ技術で挑戦するスピロヘータべん毛特異的イオンチャネルの機能解析 競争的資金

    中村 修一

    2016年4月 ～ 2018年3月

  12. スピロヘータ運動の変形と力学 競争的資金

    中村 修一

    2015年4月 ～ 2017年3月

  13. スピロヘータの推進力発生メカニズム 競争的資金

    中村 修一

    2013年4月 ～ 2015年3月

  14. プロトン駆動型べん毛モーターのメカノケミカルサイクルの分子機構 競争的資金

    中村 修一

    2012年4月 ～ 2015年3月

  15. べん毛モータの機械的強度と出力特性 競争的資金

    工藤成史

    2012年4月 ～ 2015年3月

  16. ナノバイオマーカーを利用したモデル腸内フローラのリアルタイム機能解析 競争的資金

    中村 修一

    2012年4月 ～ 2013年

  17. 離れて存在する分子モーターを同調制御する細胞内情報伝達・分岐の分子機構 競争的資金

    中村 修一

    2012年 ～ 2013年

  18. ナノバイオマーカーを利用したモデル腸内フローラのリアルタイム機能解析 競争的資金

    中村 修一

    2012年4月 ～

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メディア報道 10

  1. 動物細胞上の病原体の動きを機械学習で自動追跡＝東北大など 執筆者本人

    MIT Technology Review

    2023年12月12日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  2. 東北大、国立感染症研究所と共同で腎臓細胞に付着した細菌の動きを機械学習によって自動追跡する手法を開発

    日本経済新聞（電子版）

    2023年12月5日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  3. 東北大・琉球大・九州工大など、細菌の泳ぎを一瞬で加速する光応答性蛋白質を発見

    日本経済新聞（電子版）

    2022年4月

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  4. レプトスピラ症，感染の仕組み解明

    琉球新報

    2021年4月24日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  5. 琉球大・沖縄科学技術大・東北大、病原細菌が臓器を壊して感染する仕組みを解明

    日本経済新聞（電子版）

    2021年4月23日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  6. 東北大、レプトスピラ細菌の運動の仕組みを解明

    日本経済新聞（電子版）

    2018年5月31日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  7. サルモネラ菌 スイッチひとつ逆回転

    読売新聞

    2011年6月27日

  8. べん毛モーターの方向転換 原子レベルで解明 阪大

    日刊工業新聞

    2011年5月12日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  9. 細菌移動、分子の仕組み解明 阪大

    日経産業新聞

    2011年5月12日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  10. 細菌べん毛運動 両方向同じ動き 阪大が仕組み解明

    日経産業新聞

    2010年9月30日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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