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放射光科学研究センター生命系放射光利用システム開発チーム

チームリーダー清水伸隆（D.Sc.）

English Page

研究概要

本チームは、4本の理研構造生物学研究用ビームライン（BL32XU、BL26B1&B2、BL38B1）を管理・運用し、SPring-8・SACLAにおける構造生物学とビームラインのための先端技術開発を進めています。高難度試料の解析を実現するため、ビームライン光学系、実験ステーション、サンプルハンドリング、X線検出器などの装置・システム開発に加え、それらを活用した測定・解析の方法論開発も推進しています。また、SACLAの超高輝度・短パルスビームを生命科学研究に活用し、ダメージフリー結晶構造解析やクライオX線回折イメージングなどの手法開発も進めています。

研究主分野

生物学

研究関連分野

工学
農学
総合生物
医歯薬学
構造生物化学
生物物理学
量子ビーム科学

キーワード

放射光ビームライン
タンパク質結晶構造解析
小角X線散乱
コヒーレント回折イメージング

主要論文

1. Nagao, S., Kuwano, W., Tosha, T., Yamashita, K., Stanfield, J. K., Kasai, C., Ariyasu, S., Hirata, K., Ueno, G., Murakami, H., Ago, H., Yamamoto, M., Shoji, O., Sugimoto, H., and Kubo, M.:
"XFEL crystallography reveals catalytic cycle dynamics during non-native substrate oxidation by cytochrome P450BM3"
"Communications Chemistry 8, 63 (2025).
2. Hirata, K.:
"Useful experimental aspects in Small Wedge Synchrotron Crystallography for accurate structure analysis of protein molecule"
"Acta Crystallographica Section D 81(1), 22-37 (2025).
3. Ando, R., Shimozono, S., Ago, H., Takagi, M., Sugiyama, M., Kurokawa, H., Hirano, M., Niino, Y., Ueno, G., Ishidate, F., Fujiwara, T., Okada, Y., Yamamoto, M., and Miyawaki, A.:
"StayGold variants for molecular fusion and membrane-targeting applications"
"Nature Methods 21, 648-656 (2024).
4. Matsuura, H., Sakai, N., Toma-Fukai, S., Muraki, N., Hayama, K., Kamikubo, H., Aono, S., Kawano, Y., Yamamoto, M., and Hirata, K.:
"Elucidating polymorphs of crystal structures with intensity-based hierarchical clustering analysis on multiple diffraction datasets"
"Acta Crystallographica Section D 79(10), 909-924 (2023).
5. Maeki, M., Ito, S., Takeda, R., Ueno, G., Ishida, A., Tani, H., Yamamoto, M., and Tokeshi, M.:
"Room-temperature crystallography using a microfluidic protein crystal array device and its application to protein-ligand complex structure analysis"
"Chemical Science 11, 9072-9087 (2020).
6. Nakasako, M., Kobayashi, A., Takayama, Y., Asakura, K., Oide, M., Okajima, K., Oroguchi, T., and Yamamoto, M.:
"Methods and application of coherent X-ray diffraction imaging of noncrystalline particles"
"Biophysical reviews 12(2), 541-567 (2020).
7. Suga, M., Akita, F., Yamashita, K., Nakajima, Y., Ueno, G., Li, H., Yamane, T. Hirata, K., Umena, Y., Yonekura, S., Yu, L.-J., Murakami,H., Nomura, T., Kimura, T., Kubo, M., Baba, S., Kumasaka, T., Tono, K., Yabashi, M., Isobe, H., Yamaguchi, K., Yamamoto, M., Ago, H.,and Shen, J.-R.:
"An oxyl/oxo mechanism for oxygen-oxygen coupling in PSII revealed by an x-ray free-electron laser"
"Science, 366, 334-338 (2019).
8. Hirata, K., Yamashita, K., Ueno. G., Kawano Y., Hasegawa, K., Kumasaka, T., and Yamamoto, M.:
"ZOO: an automatic data-collection system for high-throughput structure analysis in protein microcrystallography"
"Acta Crystallographica Section D 75, 138-150 (2019).
9. Yamashita, K., Hirata, K., and Yamamoto, M.:
"KAMO: towards automated data processing for microcrystals"
"Acta Crystallographica Section D 74, 441-449 (2018).
10. Hasegawa, K., Yamashita, K., Murai, T. Nuemket, N., Hirata, K., Ueno, G., Ago, H., Nakatsu, T., Kumasaka, T., and Yamamoto. M.:
"Development of a dose-limiting data collection strategy for serial synchrotron rotation crystallography"
"Journal of Synchrotron Radiation 24 (1), 29-41 (2017).