論文

[4] Miichi S, Shimamura D, Yasuda J, Tokutsu R, Yamano T^＊

A CO₂-limitation-induced cytosolic repressor enables shutdown of the algal CO₂-concentrating mechanism.

bioRxiv

細胞質因子HCR1がCO₂濃縮機構を停止させる第二の抑制因子であることを発見しました。Shimamura et al. PNAS 2026の続報です。

[3] Matsuo K and Yamano T^＊

Unsupervised machine-learning identifies latent pyrenoid states linked to mitotic remodeling defects and CO₂-dependent growth.

bioRxiv

機械学習とライブイメージングを組み合わせ、相分離オルガネラの潜在的な形態異常と、分裂時の再構築・CO₂条件依存的な生育表現型との関係を調べました。

[2] (Collaboration) Shin S, Choi BY, Song J, Je S, Roh Y, Kim E, Yamano T, Li-Beisson Y, Shim D, Yamaoka Y^＊

Medium acidification and redox imbalance drive triacylglycerol hyperaccumulation in Chlorella sorokiniana.

[1] (Collaboration) Kanazawa H, Takusagawa M, Shimamura D, Kinoshita Y, Nishiyama T, Tokutsu R, Onishi M, Shikanai T, Yamano T, Nishimura Y^＊

MITH1 promotes biased positioning of chloroplast nucleoids linked to localized rbcL expression and pyrenoid biogenesis in Chlamydomonas reinhardtii.

SSRN

[3] (Method paper) Shimamura D and Yamano T^＊

Routine Isolation of Random Insertion Mutants in Cell-Walled Chlamydomonas reinhardtii by Electroporation of an AphVII Hygromycin-Resistance Cassette.

Methods Mol Biol. in press

矩形浪パルスのエレクトロポレーション法を用いて、細胞壁を持つ緑藻を形質転換する方法について解説しました。

Open access [2] (Review paper) Shimamura D and Yamano T^＊

Regulatory Logic of the Chlamydomonas CO₂-Concentrating Mechanism: Coupling Carbon Flux, Energy Supply, and Pyrenoid Architecture.

Front Plant Sci. 2026 July 8;17:1882169.

DOI PubMed Zenodo

緑藻クラミドモナスのCO₂濃縮機構について、炭素の流れ・エネルギー供給・ピレノイド構造・制御ネットワークを統合的に整理しました。

Open access [1] Shimamura D, Yasuda J, Yamahara Y, Nakano H, Ozawa S, Tokutsu R, Yamagami A, Matsushita T, Takahashi Y, Nakano T, Fukuzawa H, Yamano T^＊

A nuclear CobW/WW-domain factor represses the CO₂-concentrating mechanism in the green alga Chlamydomonas reinhardtii.

Proc Natl Acad Sci USA.2026 Feb 10;123(6):e2518136123.

DOI PubMed bioRxiv プレスリリース 京都大学リポジトリ

水圏光合成におけるCO₂濃縮機構において、細胞の「省エネ」の鍵となの核内抑制タンパク質CBP1を発見しました。

[4] (Opinion)

Japan can be a science heavyweight once more — if it rethinks funding

Nature 2025 Feb;638(8050):318-320.

DOI PubMed

日本人研究者138名の連名発表による、日本の科学技術政策の問題点の指摘とその解決策を提示したオピニオン記事。

Open access [3] (Review paper) Yamano T^＊

Algal Pyrenoids in Global Carbon Cycling: Frontier Research on Structure, Function, and Convergent Evolution

Algal Science and Technology 18(1):13-25

DOI

地球規模の炭素循環の約3分の1を担う藻類のCO₂濃縮装置「ピレノイド」について、その分子基盤と進化的意義を包括的に解説しました。

[2] (Review paper) Yamaoka Y^＊, Petroutsos D, Je S, Yamano T, Li-Beisson Y

Light, CO₂, and carbon storage in microalgae

Curr Opin Plant Biol. 2025 Feb 20:84:102696.

DOI PubMed

微細藻類において、光とCO₂の相互作用が炭素代謝に与える影響についての総説です。

[1] (和文総説) 嶋村 大亮、松田 晏実、山野 隆志^＊

細胞外炭酸脱水酵素による緑藻のCO₂取り込み促進

バイオサイエンスとインダストリー(B&I) 2025 83(2):1320133

細胞外炭酸脱水酵素の機能を明らかにしたShimamura et al. Plant Physiol. 2024の解説です。

Open access [3] Shimamura D, Ikeuchi T, Matsuda A, Tsuji Y, Fukuzawa H, K Mochida, Yamano T^＊

Periplasmic carbonic anhydrase CAH1 contributes to high inorganic carbon affinity in Chlamydomonas reinhardtii

Plant Physiol. 2024 Dec 2;196(4):2395-2404.

DOI PubMed bioRxiv プレスリリース

CO₂濃縮機構における炭酸脱水酵素CAH1の機能について明らかにし、40年にわたる議論に決着を付けました。

[2] (和文総説) 松尾 光治良、山野 隆志^＊

水圏光合成の駆動と制御に関わるCO₂濃縮オルガネラの分子基盤

月刊アグリバイオ 2024年7月臨時増刊号

[1] (和文総説) 山野 隆志^＊

緑藻のピレノイドとCO₂濃縮機構

『微細藻類で取り組むバイオ生産の現状と将来』月刊アグリバイオ 2024年2月号

[5] (和文総説) 山野 隆志^＊

シアノバクテリアのCO₂濃縮機構

『独立栄養細菌によるCO₂資源化技術』 第Ⅱ編第18章 pp.227-232 シーエムシー出版 2023年12月13日 発行

受賞 [4] (Collaboration) Yoshizawa S^＊, Azuma T, Kojima K, Inomura K, Hasegawa M, Nishimura Y, Kikuchi M, Armin G, Tsukamoto Y, Miyashita H, Ifuku K, Yamano T, Marchetti A, Fukuzawa H, Sudo Y, Kamikawa R

Light-driven proton pumps as a potential regulator for carbon fixation in marine diatoms

Microbes Environ. 2023;38(2):ME23015.

DOI PubMed

東大吉澤研との共同研究成果。光駆動型H⁺輸送（微生物型ロドプシン）で生じる局所的酸性プールがCO₂固定を促進する理論モデルを提唱しました。2023年M&E論文賞を受賞。

[3] (和文総説) 山野 隆志^＊

相分離するCO₂濃縮オルガネラとしての緑藻ピレノイドの理解

Plant Morphology 35: 3-8 (2023)

DOI

主にモデル緑藻クラミドモナスにおけるCCMの分子メカニズムの総説。

[2] (和文総説) 山野 隆志^＊、平川 泰久、松﨑 令

ピレノイド：植物の相分離オルガネラのカッティング・エッジ

Plant Morphology 35: 1-2 (2023)

DOI

日本植物学会第86回大会シンポジウム「ピレノイド：植物の相分離オルガネラのカッティング・エッジ」の解説記事

[1] Shimamura D, Yamano T^＊, Niikawa Y, Donghui H, Fukuzawa H

A pyrenoid-localized protein SAGA1 is necessary for Ca²⁺-binding protein CAS-dependent expression of nuclear genes encoding inorganic carbon transporters in Chlamydomonas reinhardtii

Photosynth Res. 2023 May;156(2):181-192.

DOI PubMed

ピレノイド欠損株を用いた解析から、ピレノイドは葉緑体から核へのレトログレードシグナルの発信源の１つであるという仮説を提唱しました。

Open access [5] (Collaboration) Gururaj M, Ohmura A, Ozawa M, Yamano T, Fukuzawa H, Matsuo T^＊

A potential EARLY FLOWERING 3 homolog in Chlamydomonas is involved in the red/violet and blue light signaling pathways for the degradation of RHYTHM OF CHLOROPLAST 15

PLoS Genet. 2022 Oct 17;18(10):e1010449.

DOI PubMed

[4] Tsuji Y^＊, Kinoshita A, Tsukahara M, Ishikawa T, Shinkawa H, Yamano T, Fukuzawa H^＊

A YAK1-type protein kinase, triacylglycerol accumulation regulator 1, in the green alga Chlamydomonas reinhardtii is a potential regulator of cell division and differentiation into gametes during photoautotrophic nitrogen deficiency

J Gen Appl Microbiol. 2023 Jun 22;69(1):1-10.

DOI PubMed

光独立栄養条件かつ窒素欠乏条件において、細胞分裂を制御することで分化を促進するDYRKの広く知られた機能が緑藻でも保存されていることを示しました。

Open access [3] (Collaboration) Mei NL, Komaki S, Takahashi H, Yamano T, Fukuzawa H, Hashimoto T^＊

Hyperosmotic stress-induced microtubule disassembly in Chlamydomonas reinhardtii

BMC Plant Biol. 2022 Jan 22;22(1):46.

DOI PubMed

[2] (Collaboration) Choi BY, Kim H, Shim D, Jang S, Yamaoka Y, Shin S, Yamano T, Kajikawa M, Jin E, Fukuzawa H^＊, Lee Y^＊

The Chlamydomonas bZIP transcription factor BLZ8 confers oxidative stress tolerance by inducing the carbon-concentrating mechanism

Plant Cell 2022 Feb 3;34(2):910-926.

DOI PubMed プレスリリース

bZIP転写因子の１つがCCMの駆動に関わる無機炭素輸送体や炭酸脱水酵素の発現を制御し、酸化ストレスに対して耐性を付与することを明らかにしました。

Open access [1] Yamano T^＊, Toyokawa C, Shimamura D, Matsuoka T, Fukuzawa H

CO₂-dependent migration and relocation of LCIB, a pyrenoid-peripheral protein in Chlamydomonas reinhardtii

Plant Physiol. 2022 Feb 4;188(2):1081-1094.

DOI PubMed プレスリリース

葉緑体タンパク質の局在を細やかに変化させることで、水圏光合成の能力を柔軟に維持する仕組みの一端を明らかにしました。日経産業新聞で紹介されました。

[1] Tsuji Y, Kusi-Appiah G, Kozai N, Fukuda Y, Yamano T, Fukuzawa H^＊

Characterization of a CO₂-Concentrating Mechanism with Low Sodium Dependency in the Centric Diatom Chaetoceros gracilis.

Mar Biotechnol (NY). 2021 Jun;23(3):456-462.

DOI PubMed

実用珪藻として知られるツノケイソウ（Chaetoceros gracilis）のCCMはナトリウム塩への依存度が低く、ナトリウム塩を含まない培地中でもCCMが駆動することを示しました。

Open access [6] (Collaboration) Kato-Minoura T^＊, Ogiwara Y, Yamano T, Fukuzawa H, Kamiya R

Chlamydomonas reinhardtii tubulin-gene disruptants for efficient isolation of strains bearing tubulin mutations.

PLoS One. 2020 Nov 23;15(11):e0242694.

DOI PubMed

[5] (和文総説) 山野 隆志

ピレノイド：光合成におけるCO₂濃縮装置」

「相分離生物学の全貌」白木賢太郎 編 東京化学同人

Open access [4] (Collaboration) Nitta N, Iino T, Isozaki A, Yamagishi M, Kitahama Y, Sakuma S, Suzuki Y, Tezuka H, Oikawa M, Arai F, Asai T, Deng D, Fukuzawa H, Hase M, Hasunuma T, Hayakawa T, Hiraki K, Hiramatsu K, Hoshino Y, Inaba M, Inoue Y, Ito T, Kajikawa M, Karakawa H, Kasai Y, Kato Y, Kobayashi H, Lei C, Matsusaka S, Mikami H, Nakagawa A, Numata K, Ota T, Sekiya T, Shiba K, Shirasaki Y, Suzuki N, Tanaka S, Ueno S, Watarai H, Yamano T, Yazawa M, Yonamine Y, Di Carlo D, Hosokawa Y, Uemura S, Sugimura T, Ozeki Y, Goda K^＊

Raman image-activated cell sorting

Nat Commun. 2020 Jul 10;11(1):3452.

DOI PubMed

Open access [3] Toyokawa C, Yamano T, Fukuzawa H^＊

Pyrenoid Starch Sheath Is Required for LCIB Localization and the CO₂-Concentrating Mechanism in Green Algae.

Plant Physiol. 2020 Apr;182(4):1883-1893.

DOI PubMed プレスリリース プレスリリース

CCMにおいてピレノイド周囲に形成されるデンプン鞘の重要性を明らかにしました。

[2] Yamano T, Fukuzawa H^＊

Transformation of the Model Microalga Chlamydomonas reinhardtii Without Cell-Wall Removal.

Methods Mol Biol. 2020;2050:155-161.

DOI PubMed 京都大学リポジトリ

Open access [1] (Collaboration) Jang S, Kong F, Lee J, Choi BY, Wang P, Gao P, Yamano T, Fukuzawa H, Kang BH, Lee Y^＊

CrABCA2 Facilitates Triacylglycerol Accumulation in Chlamydomonas reinhardtii under Nitrogen Starvation.

Mol Cells. 2020 Jan 31;43(1):48-57.

DOI PubMed

Open access [6] (Collaboration) Hidayati NA, Yamada-Oshima Y, Iwai M, Yamano T, Kajikawa M, Sakurai N, Suda K, Sesoko K, Hori K, Obayashi T, Shimojima M, Fukuzawa H, Ohta H^＊

LIPID REMODELING REGULATOR 1 (LRL1) Is Differently Involved in the Phosphorus-depletion Response from PSR1 in Chlamydomonas reinhardtii.

Plant J. 2019 Nov;100(3):610-626.

DOI PubMed プレスリリース

栄養欠乏時の脂質蓄積を制御する藻類の制御因子を同定しました。

[5] (Collaboration) Isozaki A, Mikami H, Hiramatsu K, Sakuma S, Kasai Y, Iino T, Yamano T, Yasumoto A, Oguchi Y, Suzuki N, Shirasaki Y, Endo T, Ito T, Hiraki K, Yamada M, Matsusaka S, Hayakawa T, Fukuzawa H, Yatomi Y, Arai F, Di Carlo D, Nakagawa A, Hoshino Y, Hosokawa Y, Uemura S, Sugimura T, Ozeki Y, Nitta N, Goda K^＊

A practical guide to intelligent image-activated cell sorting.

Nature Protoc. 2019 Aug;14(8):2370-2415.

DOI PubMed

[4] (和文総説) 山野 隆志、福澤 秀哉^＊

緑藻クラミドモナスにおける光合成ターボエンジンの駆動と制御

光合成研究 29(1):14-28 (2019)

京都大学リポジトリ

Open access [3] (Collaboration) Yamaoka Y, Shin S, Choi BY, Kim H, Jang S, Kajikawa M, Yamano T, Kong F, Legeret B, Fukuzawa H, Li-Beisson Y, Lee Y^＊

The bZIP1 Transcription Factor Regulates Lipid Remodeling and Contributes to ER Stress Management in Chlamydomonas reinhardtii.

Plant Cell May;31(5):1127-1140.

DOI PubMed

Open access [2] (Collaboration) Owa M, Uchihashi T, Yanagisawa H, Yamano T, Iguchi H, Fukuzawa H, Wakabayashi K, Ando T, Kikkawa M^＊

Inner lumen proteins stabilize doublet microtubules in cilia and flagella.

Nature Commun. 2019 Mar 8;10(1):1143. doi: 10.1038/s41467-019-09051-x.

DOI PubMed 京都大学リポジトリ

繊毛の微小管内側に結合し、その構造を補強する新奇タンパク質について報告しました。

Open access [1] Shinkawa H, Kajikawa M, Nomura Y, Ogura M, Sawaragi Y, Yamano T, Nakagami H, Sugiyama N, Ishihama Y, Kanesaki Y, Yoshikawa H, Fukuzawa H^＊

Algal Protein Kinase, Triacylglycerol Accumulation Regulator1, Modulates Cell Viability and Gametogenesis in Carbon/Nitrogen Imbalanced Conditions.

Plant Cell Physiol. 2019 Apr 1;60(4):916-930. doi: 10.1093/pcp/pcz010.

DOI PubMed 京都大学リポジトリ

Open access [3] (Collaboration) Nitta N, Sugimura T, Isozaki A, Mikami H, Hiraki K, Sakuma S, Iino T, Arai F, Endo T, Fujiwaki Y, Fukuzawa H,Hase M,Hayakawa T, Hiramatsu K,Hoshino Y, Inaba M, Ito T, Karakawa H, Kasai Y, Koizumi K, Lee S, Lei C,Li M, Maeno T, Matsusaka S, Murakami D, Nakagawa A, Oguchi Y, Oikawa M, Ota T, Shiba K, Shintaku H, Shirasaki Y, Suga K, Suzuki Y, Suzuki N, Tanaka Y, Tezuka H, Toyokawa C, Yalikun Y, Yamada M, Yamagishi M, Yamano T, Yasumoto A, Yatomi Y, Yazawa M, Di Carlo D, Hosokawa Y, Uemura S, Ozeki Y, Goda K^＊

Intelligent Image-Activated Cell Sorting

Cell 2018 Sep 20;175(1):266-276.e13. doi: 10.1016/j.cell.2018.08.028.

DOI PubMed 京都大学リポジトリ プレスリリース

画像活性型セルソーターの開発により、希少細胞の選抜時間が約6,500倍に短縮され、偶然の幸運な発見（Serendipity）が可能になることを実証しました。

[2] (教科書) 山野 隆志

18章「体の設計図を読む ゲノム情報と進化」

「京大発！フロンティア生命科学」京都大学大学院生命科学研究科 編 講談社

[1] Yamano T, Toyokawa C, Fukuzawa H^＊

High-resolution suborganellar localization of Ca²⁺-binding protein CAS, a novel regulator of CO₂-concentrating mechanism.

Protoplasma. 2018 Jul;255(4):1015-1022. doi: 10.1007/s00709-018-1208-2.

DOI PubMed プレスリリース 京都大学リポジトリ

CCMの誘導に重要なカルシム結合タンパク質CASのCO2濃度条件に依存した局在変化を捉えました。

Open access [1] (Collaboration) Kinoshita A, Niwa Y, Onai K, Yamano T, Fukuzawa H, Ishiura M, Matsuo T^＊

CSL encodes a leucine-rich-repeat protein implicated in red/violet light signaling to the circadian clock in Chlamydomonas.

PLOS Genet. 2017 Mar 23;13(3):e1006645.

DOI PubMed 京都大学リポジトリ プレスリリース プレスリリース

Open access [4] Wang L, Yamano T, Takane T, Niikawa Y, Toyokawa C, Ozawa S, Tokutsu R, Takahashi Y, Minagawa J, Kanesaki Y, Yoshikawa H, Fukuzawa H^＊

Chloroplast-mediated regulation of CO₂-concentrating mechanism by Ca²⁺-binding protein CAS in the green alga Chlamydomonas reinhardtii.

Proc Natl Acad Sci USA. 2016 Nov 1;113(44):12586-12591.

DOI PubMed 京都大学リポジトリ プレスリリース

藻類のカルシウム結合タンパク質CASが重炭酸イオン輸送体の発現を調節することでCO₂濃縮機構を制御していることを明らかにしました。

[3] (和文総説) 山野 隆志、福澤 秀哉

微細藻の光合成を支える重炭酸イオン輸送 ー細胞膜と葉緑体包膜に局在する重炭酸イオン輸送体の発見ー

化学と生物 54(7):459-460 (2016)

[2] (Method paper) Yamano T, Fukuzawa H^＊

Indirect Immunofluorescence Assay in Chlamydomonas reinhardtii.

Bio-protocol: 6(13):e1864 (2016)

DOI 京都大学リポジトリ

細胞内のタンパク質の局在を調べるときに使われる間接的免疫蛍光染色法の詳細なプロトコル。

[1] (特許) Fukuzawa H, Yamano T, Ifuku K, Hayakawa Y

Method of transferring gene into algal cell involving utilizing multiple square-wave pulses in three steps 米国特許 番号9255276

2013年にJ Biosci Bioeng誌に報告した内容を含む形質転換技術の米国特許が成立しました。特許証はこちら。

Open access [3] Yamano T, Sato E, Iguchi H, Fukuda Y, Fukuzawa H^＊

Characterization of Cooperative Bicarbonate Uptake into Chloroplast Stroma in the Green Alga Chlamydomonas reinhardtii.

Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2015 Jun 9;112(23):7315-20.

DOI PubMed 京都大学リポジトリ プレスリリース

CCMの駆動において、細胞膜と葉緑体包膜の2段階からなる重炭酸イオン輸送経路（HLA3/LCIAシステム）を明らかにしました。

Open access [2] Kajikawa M, Sawaragi Y, Shinkawa H, Yamano T, Ando A, Kato M, Hirono M, Sato N, Fukuzawa H^＊

Algal Dual-specificity Tyrosine-phosphorylation-regulated Kinase TAR1 Regulates Accumulation of Triacylglycerol in Nitrogen- or Sulfur-deficiency.

Plant Physiol. 2015 Jun;168(2):752-64.

DOI PubMed

緑藻クラミドモナスのTAG蓄積異常変異体tar1-1の解析からその制御機構を担うリン酸化酵素遺伝子TAR1を同定しました。

[1] (特許) 福澤 秀哉、山野 隆志、伊福 健太郎、早川 靖彦

発明の名称「3段階方式矩形波多重パルスを利用した藻類細胞への遺伝子導入法」国内特許 第5721191号

2013年にJ Biosci Bioeng誌に報告した内容を含む形質転換技術の国内特許が成立しました。特許証はこちら。

[2] Wang L, Yamano T, Kajikawa M, Hirono M, Fukuzawa H^＊

Isolation and characterization of novel high-CO₂ requiring mutants of Chlamydomonas reinhardtii.

Photosynth Res. 2014 Sep;121(2-3):175-84.

DOI PubMed 京都大学リポジトリ

DNAタギングにより得られた約20,000株の形質転換株から3株の高CO₂要求性変異株を単離・解析しました。

[1] Yamano T, Asada A, Sato E, Fukuzawa H^＊

Isolation and characterization of mutants defective in the localization of LCIB, an essential factor for the carbon-concentrating mechanism in Chlamydomonas reinhardtii.

Photosynth Res 2014 Sep;121(2-3):193-200. doi: 10.1007/s11120-013-9963-6.

DOI PubMed 京都大学リポジトリ

DNAタギングにより得られた約13,000株の形質転換株から、12株のLCIB局在異常変異株（aberrant LCIB localization, abl株)を単離・解析しました。

[1] Yamano T, Iguchi H, Fukuzawa H^＊

Rapid transformation of Chlamydomonas reinhardtii without cell-wall removal.

J Biosci Bioeng. 2013 Jun;115(6):691-4.

DOI PubMed 京都大学リポジトリ

3段階方式矩形波多重パルスによるエレクトロポレーション法を利用した、迅速かつ高効率のクラミドモナス形質転換系を開発しました。