Organization
Undergraduate School School of Agriculture Assistant Professor (non-tenured)
Title
Assistant Professor (non-tenured)
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WATANABE MAI
Research Interests
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supercomplex
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phycobilisome
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Photosynthesis
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antenna
Papers
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Mizuho Sato, Mai Watanabe, Misaki Iwata, Kaisei Maeda, Kaori Nimura-Matsune, Masahiko Ikeuchi, Rei Narikawa, Satoru Watanabe
Scientific Reports 2026.4
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CurT/CURT1 proteins are involved in cell and chloroplast division coordination of cyanobacteria and green algae
Marcel Dann, Eunchul Kim, Konomi Fujimura-Kamada, Vjosa Berisha, Mami Nomura, Anne-Christin Pohland, Mai Watanabe, Matthias Ostermeier, Frederik Sommer, Michael Schroda, Shin-ya Miyagishima, Jun Minagawa
Nature Communications 2025.9
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Functional Modification of Cyanobacterial Phycobiliprotein and Phycobilisomes through Bilin Metabolism Control. International journal
Mizuho Sato, Takeshi Kawaguchi, Kaisei Maeda, Mai Watanabe, Masahiko Ikeuchi, Rei Narikawa, Satoru Watanabe
ACS synthetic biology 13 ( 8 ) 2391 - 2401 2024.8
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Mizuho Sato, Takeshi Kawaguchi, Kaisei Maeda, Mai Watanabe, Masahiko Ikeuchi, Rei Narikawa, Satoru Watanabe
ACS Synthetic Biology 13 ( 8 ) 2391 - 2401 2024.7
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The organization of the phycobilisome-photosystem I supercomplex depends on the ratio between two different phycobilisome linker proteins
Mai Watanabe, Masahiko Ikeuchi, Annegret Wilde
Photochemical & Photobiological Sciences 2023.7
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Diverse Chromatic Acclimation Processes Regulating Phycoerythrocyanin and Rod-Shaped Phycobilisome in Cyanobacteria
Hirose, Yuu, Chihong, Song, Watanabe, Mai, Yonekawa, Chinatsu, Murata, Kazuyoshi, Ikeuchi, Masahiko, Eki, Toshihiko
Molecular plant 12 ( 5 ) 715 - 725 2019
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Solar-panel and parasol strategies shape the proteorhodopsin distribution pattern in marine Flavobacteriia
Kumagai, Yohei, Yoshizawa, Susumu, Nakajima, Yu, Watanabe, Mai, Fukunaga, Tsukasa, Ogura, Yoshitoshi, Hayashi, Tetsuya, Oshima, Kenshiro, Hattori, Masahira, Ikeuchi, Masahiko a
The ISME journal 12 ( 5 ) 1329 - 1329 2018
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High myristic acid content in the cyanobacterium Cyanothece sp. PCC 8801 results from substrate specificity of lysophosphatidic acid acyltransferase
Saito, Masakazu, Endo, Kaichiro, Kobayashi, Koichi, Watanabe, Mai, Ikeuchi, Masahiko, Murakami, Akio, Murata, Norio, Wada, Hajime
Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids 1863 ( 9 ) 939 - 947 2018
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The Non-Mendelian Green Cotyledon Gene in Soybean Encodes a Small Subunit of Photosystem II
Kaori Kohzuma, Yutaka Sato, Hisashi Ito, Ayako Okuzaki, Mai Watanabe, Hideki Kobayashi, Michiharu Nakano, Hiroshi Yamatani, Yu Masuda, Yumi Nagashima, Hiroyuki Fukuoka, Tetsuya Yamada, Akira Kanazawa, Keisuke Kitamura, Yutaka Tabei, Masahiko Ikeuchi, Wataru Sakamoto, Ayumi Tanaka, Makoto Kusaba
Plant Physiology 173 ( 4 ) 2138 - 2147 2017.4
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PCoM-DB Update: A Protein Co-Migration Database for Photosynthetic Organisms Reviewed
Atsushi Takabayashi, Saeka Takabayashi, Kaori Takahashi, Mai Watanabe, Hiroko Uchida, Akio Murakami, Tomomichi Fujita, Masahiko Ikeuchi, Ayumi Tanaka
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 58 ( 1 ) 2017.1
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Characterization of the genuine type 2 chromatic acclimation in the two Geminocystis cyanobacteria
Hirose, Yuu, Misawa, Naomi, Yonekawa, Chinatsu, Nagao, Nobuyoshi, Watanabe, Mai, Ikeuchi, Masahiko, Eki, Toshihiko
DNA Research 24 ( 4 ) 387 - 396 2017
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CyanoBase: a large-scale update on its 20th anniversary
Fujisawa, Takatomo, Narikawa, Rei, Maeda, Shin-ichi, Watanabe, Satoru, Kanesaki, Yu, Kobayashi, Koichi, Nomata, Jiro, Hanaoka, Mitsumasa, Watanabe, Mai, Ehira, Shigeki and
Nucleic acids research 45 ( D1 ) D551 - D554 2016
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Klebsormidium flaccidum genome reveals primary factors for plant terrestrial adaptation. Reviewed International journal
Koichi Hori, Fumito Maruyama, Takatomo Fujisawa, Tomoaki Togashi, Nozomi Yamamoto, Mitsunori Seo, Syusei Sato, Takuji Yamada, Hiroshi Mori, Naoyuki Tajima, Takashi Moriyama, Masahiko Ikeuchi, Mai Watanabe, Hajime Wada, Koichi Kobayashi, Masakazu Saito, Tatsuru Masuda, Yuko Sasaki-Sekimoto, Kiyoshi Mashiguchi, Koichiro Awai, Mie Shimojima, Shinji Masuda, Masako Iwai, Takashi Nobusawa, Takafumi Narise, Satoshi Kondo, Hikaru Saito, Ryoichi Sato, Masato Murakawa, Yuta Ihara, Yui Oshima-Yamada, Kinuka Ohtaka, Masanori Satoh, Kohei Sonobe, Midori Ishii, Ryosuke Ohtani, Miyu Kanamori-Sato, Rina Honoki, Daichi Miyazaki, Hitoshi Mochizuki, Jumpei Umetsu, Kouichi Higashi, Daisuke Shibata, Yuji Kamiya, Naoki Sato, Yasukazu Nakamura, Satoshi Tabata, Shigeru Ida, Ken Kurokawa, Hiroyuki Ohta
Nature communications 5 3978 - 3978 2014.5
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Attachment of phycobilisomes in an antenna--photosystem I supercomplex of cyanobacteria
Watanabe, Mai, Semchonok, Dmitry A., Webber-Birungi, Mariam T., Ehira, Shigeki, Kondo, Kumiko, Narikawa, Rei, Ohmori, Masayuki, Boekema, Egbert J., Ikeuchi, Masahiko
Proceedings of the National Academy of Sciences 111 ( 7 ) 2512 - 2517 2014
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Phycobilisome: architecture of a light-harvesting supercomplex
Watanabe, Mai, Ikeuchi, Masahiko
Photosynthesis research 116 ( 2-3 ) 265 - 276 2013
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Supercomplex Organizations and Evolution of Photosystems I and II (Anabaena sp. PCC 7120, Cyanophora Paradoxa and Cyanidioschyzon Merolae)
Watanabe, Mai, Kubota, Hisako, Wada, Hajime, Narikawa, Rei, Ikeuchi, Masahiko
Photosynthesis Research for Food, Fuel and the Future 13 - 16 2013
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Phycobilisome model with novel skeleton-like structures in a glaucocystophyte Cyanophora paradoxa
Watanabe, Mai, Sato, Momoko, Kondo, Kumiko, Narikawa, Rei, Ikeuchi, Masahiko
Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics 1817 ( 8 ) 1428 - 1435 2012
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Novel supercomplex organization of photosystem I in Anabaena and Cyanophora paradoxa
Watanabe, Mai, Kubota, Hisako, Wada, Hajime, Narikawa, Rei, Ikeuchi, Masahiko
Plant and cell physiology 52 ( 1 ) 162 - 168 2010
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Is the photosystem II complex a monomer or a dimer?
Watanabe, Mai, Iwai, Masako, Narikawa, Rei, Ikeuchi, Masahiko
Plant and cell physiology 50 ( 9 ) 1674 - 1680 2009
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Photosystem I complexes associated with fucoxanthin-chlorophyll-binding proteins from a marine centric diatom, Chaetoceros gracilis
Ikeda, Yohei, Komura, Masayuki, Watanabe, Mai, Minami, Chie, Koike, Hiroyuki, Itoh, Shigeru, Kashino, Yasuhiro, Satoh, Kazuhiko
Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics 1777 ( 4 ) 351 - 361 2008
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Reconstitution of Cyclic Electron Transport in Synechocystis sp. PCC 6803 by a Cell-Free System
Watanabe, Mai, Kashino, Yasuhiro, Satoh, Kazuhiko, Koike, Hiroyuki, Tsimilli-Michael, Merope, Strasser, Reto J.
Photosynthesis. Energy from the Sun 703 - 707 2008
MISC
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Leptolyngbya属シアノバクテリアの光合成装置の光色応答の解析
広瀬侑, 長尾信義, 米川千夏, 渡辺麻衣, 池内昌彦, 浴俊彦
日本ゲノム微生物学会年会要旨集 11th 2017
Research Projects
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集光性アンテナの構造と機能の１分子相関観察
Grant number：24H00872 2024.4 - 2027.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(B)
渡辺 麻衣, 藤芳 暁
Grant amount：\52130000 （ Direct Cost: \40100000 、 Indirect Cost：\12030000 ）
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Elucidation of Cellular Function and Evolution through Restorative Approach: Reconstruction of Photosynthetic Antenna Complexes
Grant number：24H00869 2024.4 - 2027.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
Grant amount：\3120000 （ Direct Cost: \2400000 、 Indirect Cost：\720000 ）
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光化学系Iの２つのアンテナタンパク質の機能分化から解き明かす光エネルギー分配原理
Grant number：20J40231 2020.10 - 2024.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
渡辺 麻衣
Grant amount：\4030000 （ Direct Cost: \3100000 、 Indirect Cost：\930000 ）
窒素欠乏条件下ではCpcLのタンパク質量の増加と、CpcG4のタンパク質量の減少が見られ、PBS-CpcL-PSI超複合体が増加する。また、RNA-seq解析において窒素欠乏条件下でcpcLの発現が上昇することが報告されている。そこで、窒素欠乏時におけるcpcLとcpcG4の転写量をノザンブロッティングにより調べた。その結果、窒素欠乏時におけるcpcLの発現レベルの減少はcpcG4に比べて抑えられていることがわかった。これにより、窒素欠乏時のCpcL/CpcG4のタンパク質量比が増加すると考えられる。cpcL、cpcG4遺伝子はゲノム上でcpcオペロンの一部として存在している。そのため、cpcL、cpcG4の転写ををそれぞれ個別に制御することは容易ではない。ノザンブロッティングの結果とRNA-seq解析の結果から、cpcオペロンには複数のプロモーターが存在することがわかった。その多くは窒素欠乏時に活性が低下する一方、cpcLのプロモーターのみ窒素欠乏時にも転写が活性化されていた。cpcLの隣の遺伝子はcpcG4であり、cpcLプロモーターによる転写によりcpcL-cpcG4転写産物が存在した。ノザンブロッティングの結果、cpcL 単独の転写産物は窒素欠乏時にも減少しないが、cpcL-cpcG4 転写産物は窒素欠乏により減少した。これは、cpcG4の転写を特異的に抑制する機構の存在を示唆する。RNA-seq解析の結果を精査することで、cpcG4がアンチセンスRNA（ascpcG4）によって制御を受けている可能性を見出し、ノザンブロッティングによりascpcG4の転写が窒素欠乏時のみで起きていることを示した。
窒素欠乏時のcpcL、ascpcG4の転写が窒素固定細胞であるヘテロシスト特異的に起きているのかを検証するため、蛍光タンパク質によるレポーターアッセイを準備している。 -
シアノバクテリアの光化学系Iへの光エネルギー分配の分子機構と生理的役割の解明
Grant number：17H05716 2017.4 - 2019.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型) 新学術領域研究(研究領域提案型)
榎本 麻衣
Grant amount：\6240000 （ Direct Cost: \4800000 、 Indirect Cost：\1440000 ）
本研究は、シアノバクテリアにおける光化学系Iへの光エネルギー分配の分子機構と生理的役割の解明を目指す。光化学系I複合体は、直鎖状と環状の二つの電子伝達系の両方に関わる。光化学系Iへの光エネルギー分配調節による活性制御は、光合成の調節に必要不可欠である。シアノバクテリアのアンテナタンパク質フィコビリソームは、主に光化学系IIへのエネルギー伝達を行う。一方、光化学系I特異的アンテナは知られていなかった。これまでに、光化学系Iと特異的アンテナとの超複合体の単離に成功し、光化学系I特異的アンテナ（CpcL-フィコビリソーム）の存在を生化学的に明らかにした。また、ドッキング因子CpcLを同定した。CpcLは、ロッド状のフィコビリソームを形成しロッドを直接光化学系Iに繋ぐ。本研究はCpcLを手がかりとし、シアノバクテリアの光エネルギー捕集、分配メカニズムを解明することを目的とする。
cpcL過剰発現株および従来型のフィコビリソームのサブユニットであるcpcGの破壊株ではCpcL-フィコビリソームと光化学系Iの超複合体の量が野生株より増加する。cpcLとcpcGの発現量の比がCpcL-フィコビリソームと光化学系Iの超複合体の量を調節していると考えた。光化学系Iによる環状電子伝達が必要不可欠である窒素枯渇条件では、CpcL-フィコビリソームと光化学系Iの超複合体の量が増加する。その細胞における、cpcLとcpcGのRNA量をノザンブロッティングにより調べた。その結果、cpcLとcpcGのどちらも窒素欠乏時に発現が増加していた。また、cpcGが窒素欠乏時に発現するアンチセンスRNAによって転写後制御を受けている可能性を見出した。今後、cpcGのアンチセンスRNAによる転写後制御の実態を解析し、CpcL/CpcGのタンパク質量比の調節機構を明らかにする。