研究成果

原著論文等

2022

Shibai A, Kotani H, Sakata N, Furusawa C, Tsuru S. Purifying selection enduringly acts on the sequence evolution of highly expressed proteins in Escherichia coli. G3: Genes, Genomes, Genetics in press.

Yoshida Y, Shimizu I, Shimada A, Nakahara K, Yanagisawa S, Kubo M, Fukuda S, Ishii C, Yamamoto H, Ishikawa T, Kano K, Aoki J, Katsuumi G, Suda M, Ozaki K, Yoshida Y, Okuda S, Ohta S, Okamoto S, Minokoshi Y, Oda K, Sasaoka T, Abe M, Sakimura K, Kubota Y, Yoshimura N, Kajimura S, Zuriaga M, Walsh K, Soga T, Minamino T. (2022) Brown adipose tissue dysfunction promotes heart failure via a trimethylamine N-oxide-dependent mechanism. Scientific Reports 12: 14883.

Tanaka Y, Yamashita R, Kawashima J, Mori H, Kurokawa K, Fukuda S, Gotoh Y, Nakamura K, Hayashi T, Kasahara Y, Sato Y, Fukudo S. (2022) Omics profiles of fecal and oral microbiota change in irritable bowel syndrome patients with diarrhea and symptom exacerbation. Journal of Gastroenterology 57: 748-760.

Kure A, Tsukimi T, Ishii C, Aw W, Obana N, Nakato G, Hirayama A, Kawano H, China T, Shimizu F, Nagata M, Isotani S, Muto S, Horie S, Fukuda S. (2022) Gut environment changes due to androgen deprivation therapy in patients with prostate cancer. Prostate Cancer and Prostatic Diseases: DOI: 10.1038/s41391-022-00536-3.

Yukawa-Muto Y, Kamiya T, Fujii H, Mori H, Toyoda A, Sato I, Konishi Y, Hirayama A, Hara E, Fukuda S, Kawada N, Ohtani N. (2022) Distinct responsiveness to rifaximin in patients with hepatic encephalopathy depends on functional gut microbial species. Hepatology Communications 6(8): 2090-2104.

Jangid A, Fukuda S, Suzuki Y, Taylor TD, Ohno H, Prakash T. (2022) Shotgun metagenomic sequencing revealed the prebiotic potential of a grain-based diet in mice. Scientific Reports 12: 6748.

Yamagishi R, Kamachi F, Nakamura M, Yamazaki S, Kamiya T, Takasugi M, Cheng Y, Nonaka Y, Yukawa-Muto Y, Thuy LTT, Harada Y, Arai T, Loo TM, Yoshimoto S, Ando T, Nakajima M, Taguchi H, Ishikawa T, Akiba H, Miyake S, Kubo M, Iwakura Y, Fukuda S, Chen WY, Kawada N, Rudensky A, Nakae S, Hara E, Ohtani N. (2022) Gasdermin D-mediated release of IL-33 from senescent hepatic stellate cells promotes obesity-associated hepatocellular carcinoma. Science Immunology 7(72): eabl7209.

Jangid A, Fukuda S, Seki M, Suzuki Y, Taylor TD, Ohno H, Prakash T. (2022) Gut microbiota alternation under the intestinal epithelium-specific knockout of mouse Piga gene. Scientific Reports 12: 10812.

Shibai A, Kotani H, Kawada M, Yokoi N, Furusawa C. (2022) Development of a device that generates a temperature gradient in a microtiter plate for microbial culture. SLAS Technology 27(5): 279-283.

*Kakizawa S, *Hosokawa T, Oguchi K, Miyakoshi K, Fukatsu T. (2022) Spiroplasma as facultative bacterial symbionts of stinkbugs. Frontiers in Microbiology 13: 1044771.
(*Equal contributions)

Nishide Y, Nagamine K, Kageyama D, Moriyama M, Futahashi R, Fukatsu T. (2022) A new antimicrobial peptide, Pentatomicin, from the stinkbug Plautia stali. Scientific Reports 12: 16503.

Moriyama M, Fukatsu T. (2022) Host’s demand for essential amino acids is compensated by an extracellular bacterial symbiont in a hemipteran insect model. Frontiers in Physiology 13: 1028409.

*Nishide Y, *Oguchi K, Murakami M, Moriyama M, Koga R, Fukatsu T (2022) Endosymbiotic bacteria of the boar louse Haematopinus apri (Insecta: Phthiraptera: Anoplura). Frontiers in Microbiology 13: 962252.
(*Equal contributions)

Koga R, Moriyama M, Onodera-Tanifuji N, Ishii Y, Takai H, Mizutani M, Oguchi K, Okura R, Suzuki S, Gotoh Y, Hayashi T, Seki M, Suzuki Y, Nishide Y, Hosokawa T, Wakamoto Y, Furusawa C, Fukatsu T. (2022) Single mutation makes Escherichia coli an insect mutualist. Nature Microbiology 7(8): 1141-1150.

Harumoto T., Fukatsu T. (2022) Perplexing dynamics of Wolbachia proteins for cytoplasmic incompatibility. PLOS Biology 20(5): e3001644.

*Moriyama M., *Hayashi T., Fukatsu T. (2022) A mucin protein predominantly expressed in the female-specific symbiotic organ of the stinkbug Plautia stali. Scientific Reports 12: 7782.
(*Equal contributions)

Koganezawa Y, Umetani M, Sato M, Wakamoto Y (2022) History-dependent physiological adaptation to lethal genetic modification under antibiotic exposur. eLife 11: e74486.

Shiroma H, Shiba S, Erawijantari PP, Takamaru H, Yamada M, Sakamoto T, Kanemitsu Y, Mizutani S, Soga T, Saito Y, Shibata T, Fukuda S, Yachida S, Yamada T (2022) Surgical treatment for colorectal cancer partially restores gut microbiome and metabolome traits. mSystems: e00018-22.

Maruyama Y, Nishimoto Y, Umezawa K, Kawamata R, Ichiba Y, Tsutsumi K, Kimura M, Murakami S, Kakizawa Y, Kumagai T, Yamada T, Fukuda S (2022) Comparison of oral metabolome profiles of stimulated saliva, unstimulated saliva, and mouth-rinsed water. Scientific Reports 12: 689.

Jangid A, Fukuda S, Kato T, Seki M, Suzuki Y, Taylor TD, Ohno H, Prakash T (2022) Impact of dietary fructooligosaccharides (FOS) on murine gut microbiota and intestinal IgA secretion. 3 Biotech 12: 56.

Ishihara S, Sato T, Fujikado N, Miyazaki H, Yoshimoto T, Yamamoto H, Fukuda S, Katagiri K (2022) Rap1 prevents colitogenic Th17 cell expansion and facilitates Treg cell differentiation and distal TCR signaling. Communications Biology 5: 206.

Kanai Y, Tsuru S, Furusawa C (2022) Experimental demonstration of operon formation catalyzed by insertion sequence. Nucleic Acids Research gkc004: 6511971.

Fukumori K, Oguchi K, Ikeda H, Shinohara T, Tanahashi M, Moriyama M, Koga R, Fukatsu T (2022) Evolutionary dynamics of host organs for microbial symbiosis in tortoise leaf beetles (Coleoptera: Chrysomelidae: Cassidinae). mBio 13(1): e03691-21.

2021

Tomizawa Y, Kurokawa S, Ishii D, Miyaho K, Ishii C, Sanada K, Fukuda S, Mimura M, Kishimoto T (2021) Effects of psychotropics on the microbiome in patients with depression and anxiety: Considerations in a naturalistic clinical setting. International Journal of Neuropsychopharmacology 24(2): 97-107.

Seita A, Nakaoka H, Okura R, Wakamoto Y (2021) Intrinsic growth heterogeneity of mouse leukemia cells underlies differential susceptibility to a growth-inhibiting anticancer drug. PLoS One 16(2): e0236534.

Nishiumi F, Kawai Y, Nakura Y, Yoshimura M, Wu HN, Hamaguchi M, Kakizawa S, Suzuki Y, Glass JI, Yanagihara I (2021) Blockade of endoplasmic reticulum stress-induced cell death by Ureaplasma parvum vacuolating factor. Cellular Microbiology 23(12): e13392.

Maeda T, Kotani H, Furusawa C (2021) Morphological change of coiled bacterium Spirosoma linguale with acquisition of β-lactam resistance. Scientific Reports 11: 13278.

Maeda T, Kawada M, Sakata N, Kotani H, Furusawa C (2021) Laboratory evolution of Mycobacterium on agar plates for analysis of resistance acquisition and drug sensitivity profiles. Scientific Reports 11: 15136.

Maeda T, Shibai A, Yokoi N, Tarusawa Y, Kawada M, Kotani H, Furusawa C (2021) Mutational property of newly identified mutagen L-glutamic acid γ-hydrazide in Escherichia coli. Mutation Research 823: 111759.

Nakamura A, Kurihara S, Takahashi D, Ohashi W, Nakamura Y, Kimura S, Onuki M, Kume A, Sasazawa Y, Furusawa Y, Obata Y, Fukuda S, Saiki S, Matsumoto M, Hase K (2021) Symbiotic polyamine metabolism regulates epithelial proliferation and macrophage differentiation in the colon. Nature Communications 12: 2105.

Sato S, Shimizu E, He J, Ogawa M, Asai K, Yazu H, Rusch R, Yamane M, Yang F, Fukuda S, Kawakami Y, Tsubota K, Ogawa Y (2021) Positive effects of oral antibiotic administration in murine chronic graft-versus-host disease. International Journal of Molecular Sciences 22(7): 3745.

Kurokawa S, Tomizawa Y, Miyaho K, Ishii D, Takamiya A, Ishii C, Sanada K, Fukuda S, Mimura M, Kishimoto T (2021) Fecal microbial and metabolomic change during treatment course for depression: an observational study. Journal of Psychiatric Research 140: 45-52.

Ejima R, Akiyama M, Sato H, Tomioka S, Yakabe K, Kimizuka T, Seki N, Fujimura Y, Hirayama A, Fukuda S, Hase K, Kim YG (2021) Seaweed dietary fiber sodium alginate suppresses the migration of colonic inflammatory monocytes and diet-induced metabolic syndrome via the gut microbiota. Nutrients 13(8): 2812.

Seike T, Sakata N, Shimoda C, Niki H, Furusawa C (2021) The sixth transmembrane region of a pheromone G-protein coupled receptor, Map3, is implicated in discrimination of closely related pheromones in Schizosaccharomyces pombe. Genetics 219(4): iyab150.

Yokoyama Y, Shinohara K, Kitamura N, Nakamura A, Onoue A, Tanaka K, Hirayama A, Aw W, Nakamura S, Ogawa Y, Fukuda S, Tsubota K, Watanabe M (2021) Metabolic effects of bee larva-derived protein in mice: assessment of an alternative protein source. Foods 10(11): 2642.

Connell S, Kawashima M, Nakamura S, Imada T, Yamamoto H, Tsubota K, Fukuda S (2021) Lactoferrin ameliorates dry eye disease potentially through enhancement of short-chain fatty acid production by gut microbiota in mice. International Journal of Molecular Sciences 22(22): 12384.

Shimaya T, Okura R, Wakamoto Y, Takeuchi K A (2021) Scale invariance of cell size fluctuations in starving bacteria. Communications Physics 4: 238.

Furusawa C, Tanabe K, Ishii C, Kagata N, Tomita M, Fukuda S (2021) Decoding gut microbiota by imaging analysis of fecal samples. iScience 24: 103481.

*Koga R, *Tanahashi M, Nikoh N, Hosokawa T, Meng XY, Moriyama M, Fukatsu T (2021) Host’s guardian protein counters degenerative symbiont evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 118 (25): e2103957118. (* Equal contributions)

*Nishino T, *Hosokawa T, Meng XY, Koga R, Moriyama M, Fukatsu T (2021) Environmental acquisition of gut symbiotic bacteria in the saw-toothed stinkbug Megymenum gracilicorne (Hemiptera: Pentatomoidea: Dinidoridae). Zoological Science 38 (3): 213-222. (*Equal contributions)

Kiefer JST, Batsukh S, Bauer E, Hirota B, Weiss B, Wierz JC, Fukatsu T, Kaltenpoth M, Engl T (2021) Inhibition of a nutritional endosymbiont by glyphosate abolishes mutualistic benefit on cuticle synthesis in Oryzaephilus surinamensis. Communications Biology 4: 554.

Fukatsu T (2021) The long and winding road for symbiont and yolk protein to host oocyte. mBio 12(1): e02997-20.

Nishide Y, Kageyama D, Tanaka Y, Yokoi K, Jouraku A, Futahashi R, Fukatsu T (2021)
Effectiveness of orally-delivered double-stranded RNA on gene silencing in the stinkbug Plautia stali. PLoS One 16(1): e0245081.

2020

Ogawa Y, Miyoshi C, Obana N, Yajima K, Hotta-Hirashima N, Ikkyu A, Kanno S, Soga T, Fukuda S, Yanagisawa M (2020) Gut microbiota depletion by chronic antibiotic treatment alters the sleep/wake architecture and sleep EEG power spectra in mice. Scientific Reports 10: 19554.

Horinouchi T, Maeda T, Kotani H, Furusawa C (2020) Suppression of antibiotic resistance evolution by single-gene deletion. Scientific Reports 10: 4178.

Maeda T, Iwasawa J, Kotani H, Sakata N, Kawada M, Horinouchi T, Sakai A, Tanabe K, Furusawa C (2020) High-throughput laboratory evolution reveals evolutionary constraints in Escherichia coli. Nature Communications 11: 5970.

Hirota B, Meng XY, Fukatsu T (2020) Bacteriome-associated endosymbiotic bacteria of Nosodendron tree sap beetles (Coleoptera: Nosodendridae). Frontiers in Microbiology 11: 588841.

Nikoh N., Tsuchida T., Koga R., Oshima K., Hattori M., Fukatsu T (2020) Genome analysis of "Candidatus Regiella insecticola" strain TUt, facultative bacterial symbiont of the pea aphid Acyrthosiphon pisum. Microbiology Resource Announcements 9: e00598-20.

Caballero-Flores G, Pickard JM, Fukuda S, Inohara N, Núñez G (2020) An enteric pathogen subverts colonization resistance by evading competition for amino acids in the gut. Cell Host & Microbe 28(4): 526-533.

Nakamura A, Yokoyama Y, Tanaka K, Benegiamo G, Hirayama A, Zhu Q, Kitamura N, Sugizaki T, Morimoto K, Itoh H, Fukuda S, Auwerx J, Tsubota K, Watanabe M (2020) Asperuloside improves obesity and type 2 diabetes through modulation of gut microbiota and metabolic signaling. iScience 23(9): 101522.

Mishima E, Ichijo M, Kawabe T, Kikuchi K, Akiyama Y, Toyohara T, Suzuki T, Suzuki C, Asao A, Ishii N, Fukuda S, Abe T (2020) Germ-free conditions modulate host purine metabolism, exacerbating adenine-induced kidney damage. Toxins 12(9): E547.

Yang J, Yang Y, Ishii M, Nagata M, Aw W, Obana N, Tomita M, Nomura N, Fukuda S (2020) Does the gut microbiota modulate host physiology through polymicrobial biofilms? Microbes and Environment 35(3): ME20037.

Salem H, Kirsch R, Pauchet Y, Berasategui A, Fukumori K, Moriyama M, Cripps M, Windsor D, Fukatsu T, Gerardo NM (2020) Symbiont digestive range reflects host plant breadth in herbivorous beetles. Current Biology 30(15): 2875-2886.

Toju H, Abe MS, Ishii C, Hori Y, Fujita H, Fukuda S (2020) Scoring species for synthetic community design: network analyses of functional core microbiomes. Frontiers in Microbiology 11: 1361.

Tsukimi T, Watabe T, Tanaka K, Sato MP, Suzuki H, Tomita M, Fukuda S (2020) Draft genome sequences of Bifidobacterium animalis consecutively isolated from healthy Japanese individuals. Journal of Genomics 8: 37-42.

Erawijantari PP, Mizutani S, Shiroma H, Shiba S, Nakajima T, Sakamoto T, Saito Y, Fukuda S, Yachida S, Yamada T (2020) Influence of gastrectomy for gastric cancer treatment on faecal microbiome and metabolome profiles. Gut 69(8): 1404-1415.

Jangid A, Fukuda S, Seki M, Horiuchi T, Suzuki Y, Taylor TD, Ohno H, Prakash T (2020) Association of colitis with gut-microbiota dysbiosis in clathrin adapter AP-1B knockout mice. PLoS One 15(3): e0228358.

Nagao-Kitamoto H, Leslie JL, Kitamoto S, Jin C, Thomsson KA, Gillilland MG 3rd, Kuffa P, Goto Y, Jenq RR, Ishii C, Hirayama A, Seekatz AM, Martens EC, Eaton KA, Kao JY, Fukuda S, Higgins PDR, Karlsson NG, Young VB, Kamada N (2020) Interleukin-22-mediated host glycosylation prevents Clostridioides difficile infection by modulating the metabolic activity of the gut microbiota. Nature Medicine 26(4): 608–617.

Kitamoto S, Alteri CJ, Rodrigues M, Nagao-Kitamoto H, Sugihara K, Himpsl SD, Bazzi M, Miyoshi M, Nishioka T, Hayashi A, Morhardt TL, Kuffa P, Grasberger H, El-Zaatari M, Bishu S, Ishii C, Hirayama A, Eaton KA, Dogan B, Simpson KW, Inohara N, Mobley HLT, Kao JY, Fukuda S, Barnich N, Kamada N (2020) Dietary L-serine confers a competitive fitness advantage to Enterobacteriaceae in the inflamed gut. Nature Microbiology 5(1): 116–125.

2019

Yang J, Tsukimi T, Yoshikawa M, Suzuki K, Takeda T, Tomita M, Fukuda S (2019) Cutibacterium acnes (Propionibacterium acnes) 16S rRNA genotyping of microbial samples from possessions contributes to owner identification. mSystems 4(6): e00594-19.

英文総説・著書等

2020

Anbutsu H, Fukatsu T (2020) Symbiosis for insect cuticle formation. In "Cellular Dialogues in the Holobiont" Edited by T. C. G. Bosch and M. G. Hadfield; Chapter 12, pp. 201-216, CRC Press, Boca Raton.

Horinouchi T, Furusawa C (2020) Understanding metabolic adaptation by using bacterial laboratory evolution and trans-omics analysis. Biophysical Reviews 12: 677-682.

Furusawa C, Irie N (2020) Toward understanding of evolutionary constraints: experimental and theoretical approaches. Biophysical Reviews 12: 1155–1161.

和文総説・解説等

2020

若本祐一(2020)ラマン分光を用いた細胞内の遺伝子発現の推定.実験医学増刊 「機械学習を生命科学に使う!」(小林徹也,杉村薫, 舟橋啓 編) 38(20): 3376-3383

古澤力, 前田智也, 芝井厚(2020)大腸菌進化実験の表現型・遺伝子型解析:微生物生態系進化の予測と制御へ向けて、実験医学38(18):3072-3077

福田真嗣(2020)なぜ腸内デザインに数理科学や群衆生態学が必要なのか? 実験医学38(18): 3038-3046

(書籍)
金子邦彦, 澤井哲, 高木拓明, 古澤力(2020)細胞の理論生物学: ダイナミクスの視点から, 東京大学出版会

プレス発表・報道等

2022

2022.08.05
プレス発表(産業技術総合研究所、東京大学大学院理学系研究科、東京大学大学院総合文化研究科、科学技術振興機構)
古賀隆一、森山実、深津武馬(産業技術総合研究所)、古澤力(東京大学大学院理学系研究科)、若本祐一(東京大学大学院総合文化研究科)
「大腸菌を昆虫共生細菌に進化させることに成功-普通の細菌が単一突然変異でカメムシの生存を支える必須共生細菌になる-」

2022.05.10
プレス発表(東京大学)
小金澤優太、梅谷実樹、佐藤守俊、若本祐一
「致死的な遺伝子変異に対しても細胞は適応できる-遺伝的変化に対する細胞の適応現象の発見-」

2022.01.24
プレス発表(東京大学)
金井雄樹、津留三良、古澤力
「オペロン構造の進化過程の実証実験に成功」

2021

2021.12.02
プレス発表(理化学研究所 慶應義塾大学先端生命科学研究所)
古澤力(理化学研究所)、福田真嗣(慶應義塾大学)
「腸内細菌叢の状態を細胞画像から読み解く-深層学習を活用した新たな解析手法を開発-」

2021.06.14
古賀隆一研究総括補佐(兼)グループリーダーらが、以下のプレス発表を行いました。
産業技術総合研究所「母から子への共生細菌の伝達に必須な宿主タンパク質を発見-マルカメムシは命を削って子に共生細菌カプセルを受け渡す-」

2020

2020.11.24
プレス発表(理化学研究所 東京大学大学院理学系研究科 科学技術振興機構)
前田智也、古澤力(理化学研究所)、岩澤諄一郎(東京大学)
ロボットによる微生物の大規模進化実験―薬剤耐性進化を支配する拘束条件を発見―

アウトリーチ活動等

2022

2022.10.28
オンライン特別講義 愛知県立旭丘高等学校1~3年生
「昆虫の多様性と共生の進化」

2022.10.14
オンライン特別講義 名城大学附属高等学校2年生
「共生・進化・生物多様性」

2022.10.04
オンライン特別講義 南山高等・中学校女子部 高校3年生
「共に生きることの本質とは?:昆虫と微生物の多様な共生」

2022.06.21
オンライン特別講義 大阪府立高津高等学校1~3年生
「昆虫の多様性と共生の進化」

2022.06.09
オンライン特別講義 京都府立南陽高等学校1年生
「共生の世界:生き物はひとりで生きているんじゃない」

2022.06.02
オンライン特別講義 京都府立嵯峨野高等学校3年生
「共生・進化・生物多様性」

2022.05.31
オンライン特別講義 関西学院高等部2年生
「ともに生きる昆虫と微生物:その多様性と繁栄の秘密」

2022.05.17
オンライン特別講義 京都府立西舞鶴高等学校1年生
「ともに生きる昆虫と微生物:その多様性と繁栄の秘密」

2022.05.10
オンライン科学講演会 茨城県立日立第一高等学校・附属中学校1~3年生
「茶⾊い宝⽯が切り拓く!病気ゼロ社会の実現」

2022.01.15
オンライン特別講義 大阪府立豊中高等学校1~2年生
「ともに生きる昆虫と微生物:その多様性と繁栄の秘密を探る」

2022.01.12
オンライン特別講義 大阪府立天王寺高等学校1~2年生
「昆虫と微生物の共生進化」

2021

2021.12.07
オンライン特別講義 神奈川県立横須賀高等学校1~2年生
「共生の世界:生き物はひとりで生きているんじゃない」

2021.11.10
オンライン特別講義 神奈川県立柏陽高等学校1~2年生
「共生の世界:生き物はひとりで生きているんじゃない」

2021.10.30
オンライン特別講義 東京都立八王子東高等学校1~2年生
「昆虫と微生物の共生進化」

2021.10.23
オンライン特別講義 東京都立立川高等学校1~3年生
「共生の世界:生き物はひとりで生きているんじゃない」

2021.08.05
高校生のための日本進化学会東京大会プレ講座
「昆虫と微生物の共生進化」

2021.07.15
オンライン特別講義 東京都立小石川中等教育学校1~6年生
「共生が生物の進化と多様性にはたす役割」

2021.07.13
オンライン特別講義 東京都立青山高等学校3年生
「共生・進化・生物多様性」

2021.06.08
オンライン特別講義 東京都立青山高等学校1年生
「共生が生物の進化と多様性にはたす役割」

2021.05.14
オンライン特別講義 東京都立戸山高等学校1~2年生
「生物における共生と進化」

2021.03.15
オンライン特別講義 愛知県立岡崎北高等学校1年生
「共生の世界:生き物はひとりで生きているんじゃない」

2021.03.12
オンライン特別講義 京都府立洛北高等学校1年生
「共生・進化・生物多様性」

2020

2020.11.27
オンライン特別講義 京都府立洛北高等学校1年生
「昆虫と微生物の共生進化:生物多様性を支えるミクロの世界を覗く」

2020.11.22
サイエンスアゴラ2020 オンライン公開対談・パネルディスカッション
「共生するならどっち? ~微生物か、ロボットか~」

2020.11.12
オンライン特別講義 京都府立洛北高等学校3年生
「ともに生きる昆虫と微生物:その多様性と繁栄の秘密をさぐる」