研究成果

論文

*: Corresponding author, †: Equally contributed

2025

• Masak Takaine*, Rikuri Morita, Yuto Yoshinari, Takashi Nishimura. (2025) Phase separation of the PRPP amidotransferase into dynamic condensates promotes de novo purine synthesis in yeast.  PLoS Biol. 23, 4 DOI:10.1371/journal.pbio.3003111 プレスリリース

• Kohei Yoneda*, Chinatsu Kobayashi, Hiroya Araie, Rikuri Morita, Ryuhei Harada, Yasuteru Shigeta, Hirotoshi Endo, Yoshiaki Maeda, Iwane Suzuki. (2025) Characterization of Delta-7 Alkenone Desaturase in Haptophyte Gephyrocapsa huxleyi Through Heterologous Expression in Tisochrysis lutea. Mar Biotechnol 27, 44 DOI: 10.1007/s10126-025-10427-y

2024

• Yoshino Okamoto, Takunori Yasuda, Rikuri Morita, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2024) Structural Fluctuation in Homodimeric Aminoacyl-tRNA Synthetases Induces Half-of-the-sites Activity. J. Phys. Chem. B DOI: 10.1021/acs.jpcb.4c05191 ウェブリリース

• Takunori Yasuda*†, Rikuri Morita†, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2024) BEMM-GEN: A Toolkit for Generating a Biomolecular Environment-Mimicking Model for Molecular Dynamics Simulation. J. Chem. Inf. Model DOI: 10.1021/acs.jcim.4c01467 ウェブリリース  Github

分子シャペロンやリボソームのような生体分子に囲まれた環境でのタンパク質の挙動をシミュレーションするためのプログラム。旧来のカーボンナノチューブやフラーレンによる閉じ込めと比べて豊かな表現力での計算に使える構造をコマンドで簡単に生成できる。

• Rikuri Morita*, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2024) Structural Generation by Inverse Transformation Using Principal Component Analysis Enhances Conformational Sampling of Protein. Bull. Chem. Soc. Japan DOI: 10.1093/bulcsj/uoae087

次元削減したPCA空間においてタンパク質の構造探索をするとき、PCA空間の任意の座標から立体構造を生成する手法。効率的に多数の初期構造を用意することができ、並列計算により効率よくタンパク質構造を探索できる。

• Takunori Yasuda*, Rikuri Morita, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2024) Ribosome Tunnel Environment Drives the Formation of α-Helix during Cotranslational Folding. J. Chem. Inf. Model DOI: 10.1021/acs.jcim.4c00901 プレスリリース

リボソームトンネルの化学的な性質が翻訳中のタンパク質の構造に影響を与えることを分子動力学シミュレーションにより示した。

2023

• Raja Norazireen Raja Ahmad, Long-Teng Zhang†, Rikuri Morita†, Haruna Tani, Yong Wu, Takeshi Chujo, Akiko Ogawa, Ryuhei Harada, Yasuteru Shigeta, Kazuhito Tomizawa, Fan-Yan Wei*. (2023) Pathological mutations promote proteolysis of mitochondrial tRNA specific 2-thiouridylase 1 (MTU1) via mitochondrial caseinolytic peptidase (CLPP). Nucleic Acids Res. 52(3), 1341-1358 DOI: 10.1093/nar/gkad1197 プレスリリース

• Rikuri Morita*, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. Latrunculin resistance mechanism of non-conventional actin NAP1 uncovered by molecular dynamics simulations. (2023) Cytoskeleton, 81(2), 143-150 DOI: 10.1002/cm.21798

海綿から得られた化合物であるラトランキュリンは、細胞骨格を担うタンパク質であるアクチンの機能を阻害する。緑藻クラミドモナスは通常とは異なるアクチンを使うことで、ラトランキュリンへの耐性を持つ。この耐性を発揮する仕組みを調べるために、様々なアクチンとラトランキュリンの結合の強さをシミュレーションによって測り、耐性に寄与するアミノ酸を同定した。

• Rikuri Morita*, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. Efficient Screening of Protein-Ligand Complexes in Lipid Bilayers Using LoCoMock Score. (2023)  J. Comput. Aided Mol. Des., 37, 217-225 DOI: 10.1007/s10822-023-00502-8 ウェブリリース

膜タンパク質に対して化合物のドッキングシミュレーションを行う際に、細胞膜の存在を考慮することでより正確に結果を評価する補正スコア（LoCoMock: LogP-corrected membrane docking ）を提案した。

• Ryuhei Harada*, Rikuri Morita, Yasuteru Shigeta. Free-energy Profiles for Membrane Permeation of Compounds Calculated Using Rare-Event Sampling Methods. (2023)  J. Chem. Model. Inf., 63(1), 259-269 DOI: 10.1021/acs.jcim.2c01097 ウェブリリース

低分子化合物が細胞膜を通り抜ける過程のシミュレーションは膨大な時間がかかる。本研究では効率の良い手法を開発し、７種類の医薬品について膜透過の効率を計測したところ実験値と良い相関が得られた。

2022

• Yuya Nishida, Sachiko Yanagisawa†, Rikuri Morita†, Hideki Shigematsu, Kyoko Shinzawa-Itoh, Hitomi Yuki, Satoshi Ogasawara, Ken Shimuta, Takashi Iwamoto, Chisa Nakabayashi, Waka Matsumura, Hisakazu Kato, Chai Gopalasingam, Takemasa Nagao, Tasneem Qaqorh, Yusuke Takahashi, Satoru Yamazaki, Katsumasa Kamiya, Ryuhei Harada, Nobuhiro Mizuno, Hideyuki Takahashi, Yukihiro Akeda, Makoto Ohnishi, Yoshikazu Ishii, Takashi Kumasaka, Takeshi Murata, Kazumasa Muramoto, Takehiko Tosha, Yoshitsugu Shiro, Teruki Honma, Yasuteru Shigeta, Minoru Kubo, Seiji Takashima and Yasunori Shintani*. (2022) Identifying antibiotics based on structural differences in the conserved allostery from mitochondrial heme-copper oxidases. Nat. Commun. 13, 7591 DOI:10.1038/s41467-022-34771-y プレスリリース

 ミトコンドリアの呼吸鎖酵素のひとつであるシトクロムc酸化酵素（CcO）の阻害剤を国立循環器病センターの西田さんが発見し複合体の構造を決定した。これについて分子動力学計算を行って、阻害剤がどのようにしてCcOに作用するのかを解明する一端を担った。

• Takunori Yasuda, Rikuri Morita, Yasuteru Shigeta, and Ryuhei Harada*. (2022) Protein Structure Validation Derives a Smart Conformational Search in a Physically Relevant Configurational Subspace. J. Chem. Inf. Model. 62(23), 6217-6227 DOI:10.1021/acs.jcim.2c01173

• Takumi Taketomi, Takunori Yasuda, Rikuri Morita, Jaehyun Kim, Yasuteru Shigeta, Cagla Eroglu, Ryuhei Harada, Fuminori Tsuruta*.  (2022) Autism-associated mutation in Hevin/Sparcl1 induces endoplasmic reticulum stress through structural instability. Sci. Rep. 12, 11891 DOI:10.1038/s41598-022-15784-5 プレスリリース

• Takunori Yasuda*, Rikuri Morita, Yasuteru Shigeta, and Ryuhei Harada*. (2022) Structural Validation by the G-Factor Properly Regulates Boost Potentials Imposed in Conformational Sampling of Proteins. J. Chem. Inf. Model. 62(14) 3442–3452 DOI: 10.1021/acs.jcim.2c00573

• Takunori Yasuda*, Rikuri Morita, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2022) Histone H3 Inhibits Ubiquitin-Ubiquitin Intermolecular Interactions to Enhance Binding to DNA Methyl Transferase 1. J. Mol. Biol. 434 (2), 167371 DOI: 10.1016/j.jmb.2021.167371

2021

• Rikuri Morita*, Yasuteru Shigeta, and Ryuhei Harada*. (2021) Structural Variations of Metallothionein with or without Zinc Ions Elucidated by All-Atom Molecular Dynamics Simulations. J. Phys. Chem. B 125(46), 12712–12717  DOI:10.1021/acs.jpcb.1c07928

金属結合タンパク質メタロチオネイン（MT）の構造多様性を分子動力学計算により明らかにした。金属の存在下ではαヘリックスを形成して球状の構造を取った。一方、金属のない条件でMTは伸展したβシート構造を取った。金属の保持と放出がＭＴの主要な機能であると考えられていたが、金属の有無によって共にはたらくタンパク質が異なることを示唆している。

• Tsukasa Aoyagi, Ryunosuke Yoshino, Yuki Mitsuta, Rikuri Morita, Ryuhei Harada, Yasuteru Shigeta* (2022) Integrate in silico studies on the role of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) binding in activating C-terminal binding protein 2 (CtBP2). Chem. Lett. 51 (1), 1-4 DOI: 10.1246/cl.210548

• Sho Ashida†, Rikuri Morita†, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. Phosphorylation in the accessory domain of yeast histone chaperone protein 1 exposes the nuclear export signal sequence. Proteins 90(2), 317-3121 DOI: 10.1002/prot.26240

酵母のヒストンシャペロン Nap1 が持つ核移行シグナルはアクセサリードメイン（AD）に覆われて隠れているが、ADが３ヶ所リン酸化されることで構造変化を引き起こし核移行シグナルが露出することを明らかにした。

• Rikuri Morita*, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2021) A post-process to estimate an approximated minimal free energy path based on local centroids. Chem. Phys. Lett. 782, 139003 DOI:10.1016/j.cplett.2021.139003

タンパク質の構造変化経路を追跡するには高コストな計算を繰り返し実施する必要があった（String法）。本手法では、既知の自由エネルギー地形を元に、低コストな重心計算のみを用いて最小自由エネルギー経路を見積もることを可能にした。これにより既に自由エネルギー地形を取得している際の後処理として手軽に反応経路を解析できる。（表紙に選ばれました）

• Takunori Yasuda, Rikuri Morita, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2021) Independent Non-targeted Parallel Cascade Selection Molecular Dynamics (Ino-PaCS-MD) to Enhance the Conformational Sampling of Proteins. J. Chem. Theory Comput. 17(9), 5933–5943 DOI: 10.1021/acs.jctc.1c00558

• Hayato Aida†, Rikuri Morita†, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2021) In Silico Mutational Analyses Reveal Different Ligand-Binding Abilities of Double Pockets of Medaka Fish Taste Receptor Type 1 Essential for Efficient Taste Recognitions. Phys. Chem. Chem. Phys. DOI: 10.1039/D1CP02876F

味覚受容体のアミノ酸結合性と点変異による影響の違いについてＭＤを用いて定量的に検証した。ヘテロダイマーを形成する２種類の受容体は構造ドメインの運動性が異なり、結合エネルギーの観点からも異なる性質を持つことが示された。

• Rikuri Morita*, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2021)  Comprehensive Predictions of Secondary Structures for Comparative Analysis in Different Species. J. Struct. Biol. DOI:10.1016/j.jsb.2021.107735

タンパク質の構造は機能に直結している。ゲノムの解読が進むにつれてタンパク質の一次構造（アミノ酸配列）が明らかになってきたが、その三次構造（立体構造）の理解との間にはギャップがある。そこで、精度よく予測可能である二次構造（ヘリックス、ストランド）に着目した。真核生物、原核生物、古細菌の代表的な生物種について、ゲノム中のタンパク質の二次構造を網羅的に予測した。これにより、生物が持つタンパク質の構造の全体像を得ることができた。（メルカリで買ったワークステーションで始めた研究）

• Rikuri Morita*, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2021)  Rearrangements of Water Molecules in Parallel Cascade Selection Molecular Dynamics Enhance Structural Explorations of Proteins. Bull. Chem. Soc. Jpn. 91(1), 97–105 DOI: 10.1246/bcsj.20200174

短時間MDの繰り返しにおいて、シミュレーションボックス中の水分子を一旦取り除いて再配置することで系に摂動を与え続ける手法を開発した。タンパク質が取りうる構造は膨大に存在しており、それらすべてを知ることは難しい。タンパク質の構造変化を効率良く捉えるための先行研究手法である PaCS-MD (Parallel Cascade Selection MD) は短時間MDを繰り返す事により構造を探索する。本手法では、簡単な実装でより効率よくタンパク質構造を探索することに成功した。（最初の手法論文…数式の出てこない手法論文）

2020

• Rikuri Morita, Osamu Numata, and Kentaro Nakano, Masak Takaine*. (2020) Cell cycle-dependent phosphorylation of IQGAP is involved in assembly and stability of the contractile ring in fission yeast. BBRC. 534, 1026-1032 PMlD: 33131769  DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.10.043

分裂酵母が持つ収縮環足場タンパク質 IQGAP Rng2 のアクチン結合ドメイン CHD が細胞周期依存なリン酸化によって調節されることを明らかにした。Rng2 は収縮環形成の初期から最後まで分裂面に局在しているが、収縮環アクチンの性質は時々刻々と変わっていく。CHDに隣接する天然変性領域がリン酸化されることで、Rng2の収縮環アクチン結合性が抑制されることを明らかにした。このリン酸化制御を失うと不均一な収縮環が形成される。（リン酸化を掴んでから表現型を得るまでが長かった）

• Rikuri Morita*, Kentaro Nakano, Yasuteru Shigeta, Ryuhei Harada*. (2020)  Molecular Mechanism for the Actin-Binding Domain of Alpha-Actinin Ain1 Elucidated by Molecular Dynamics Simulations and Mutagenesis Experiments. J. Phys. Chem. B, 124(39), 8495–8503 PMID: 32892625  DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c04623

分裂酵母が持つアクチン束化タンパク質 Ain1 のアクチン結合性を分子動力学計算と 細胞生物学的実験をあわせて解明した。ヒトで同定された病原性点変異はAin1の結合活性を異常に強める。この原因を調べるために分子動力学シミュレーションを行い、アクチンとの結合に関わる塩基性アミノ酸領域を同定した。さらに、アミノ酸点変異を持つAin1の細胞内局在を定量する実験を行い、この領域がアクチン結合に重要であることを実証した。（分子動力学シミュレーション＆実験）

2017

• Rikuri Morita, Masak Takaine, Osamu Numata, and Kentaro Nakano*. (2017) Molecular dissection of the actin-binding ability of the fission yeast α-actinin, Ain1, in vitro and in vivo. J. Biochem. 162(2), 93-102 PMID: 28338873  DOI: 10.1093/jb/mvx008

分裂酵母が持つアクチン束化タンパク質 Ain1 の生化学的・細胞生物学的性質を詳細に明らかにした。アクチン繊維からなるリング状の構造である収縮環は細胞分裂の原動力や足場となる。アクチン繊維の束化によってこの収縮環をまとめ上げるα-アクチニン Ain1 についての研究。アクチン結合活性の測定の結果、Ain1 は収縮環のダイナミクスを保ったまま適度に束化を行っている可能性が示唆された。また、Ain1は2つのアクチン結合ドメイン CHD を持つが、その機能分担は明らかになっていなかった。そこで、ドメイン断片の細胞内局在性から2つのドメイン がアクチン結合性と収縮環特異性について役割分担していることを明らかにした。（初論文）

その他

書籍（部分）

• Rikuri Morita, Yuta Hori, Yasuteru Shigeta. (2025) Chapter 19: Computational Chemistry Studies on Iron-containing Proteins Toward Understanding Underlying Mechanisms. Iron in Biology: Molecular Structures, Cellular Processes and Living Systems. 307-323 DOI: 10.1039/9781837677979-00307

和文誌等（査読あり）

• 森田陸離、重田育照、原田隆平「脂質膜を考慮した膜タンパク質と化合物の複合体予測シミュレーション」日本生物物理学会学会誌 「生物物理」Vol. 64 No. 1（通巻371号）

和文誌等（査読なし）

• 森田陸離 「ニセモノの金属を使ったシミュレーション？」(2023)「生命金属科学」ニュースレター 第42号 (Vol.4 No.11) 

• 森田陸離 「分子動力学計算で明らかにする 金属結合タンパク質のダイナミクス」(2022) スーパーコンピューティングニュース Vol. 24, Special Issue 1 東京大学情報基盤センター

教育活動

• 「細胞生物学実験」筑波大学 生物学類 TA （2015–2019）

• 「基礎生物学実験」筑波大学 生物学類 TA （2015–2019）

• 「科学の芽」賞  筑波大学 審査補助（2016–2017）

• 「茨城県高校生科学研究発表会」 審査員（2017–2018）

• 「生物学」茨城県立つくば看護専門学校 非常勤講師 （2017–2019）

受賞等

• 新学術領域研究「生命金属科学」領域会議 第４回地方巡業（東京）若手優秀研究発表賞 (2021) 

• 第４６回生体分子科学討論会 優秀ポスター賞 （2019）

• International Congress of Cell Biology 2018  Raman Trust Award  (2018)

• 筑波大学 大学院生命環境科学研究科 研究科長表彰 （2017）

• 筑波大学 大学院生命環境科学研究科 生物科学専攻 専攻長表彰 （2017）

科研費・研究助成等

• 科研費・分担（基盤研究（C））「アクチン細胞骨格の機能的品質と量を保障する分子機構の解明」 代表：中野賢太郎 (2023–2026年度)

• 科研費・分担（基盤研究（C））「分子動力学計算とモデル生物で導き出す減数分裂開始機構の実態」 代表：松田真弥 (2023–2025年度)

• 科研費・代表（若手研究）「生体膜の両親媒効果を取り込んだドッキングシミュレーション手法の開発」 代表：森田陸離 (2023–2024年度)

• 第1回 MOLSIS-CCG GRANT 採択 （2022.10–2023.9）

• 群馬大学生体調節研究所「内分泌・代謝学共同研究拠点」共同研究公募 通常課題 採択（2022年度）

• 群馬大学生体調節研究所「内分泌・代謝学共同研究拠点」共同研究公募 若手課題 採択（2021年度）

• 学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点（JHPCN）萌芽型共同研究課題 採択（2021年度）

• 東京大学情報基盤センター 若手・女性利用 採択（2021年度）

• 筑波大学計算科学研究センター・学際共同利用プログラム 採択（2021-2023年度）