Updated on 2026/04/17

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NOJI MASAHIRO
 
Organization
Institute of Future Science Earth-Life Science Institute Researcher
Title
Researcher
External link

Degree

  • Ph.D. ( 2020.3   Osaka University )

Research Interests

  • Amyloid

  • Protein science

  • Protein design

Research Areas

  • Nanotechnology/Materials / Nanobioscience

  • Life Science / Biophysics

Education

  • Osaka University   Graduate School of Science   Department of Macromolecular Science

    2018.4 - 2020.3

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    Country: Japan

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  • Osaka University   Graduate School of Science   Department of Macromolecular Science

    2016.4 - 2018.3

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    Country: Japan

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  • Osaka University   School of Science

    - 2016.3

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    Country: Japan

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Research History

  • Institute of Science Tokyo   Researcher

    2026.1

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    Country:Japan

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  • Kyoto University

    2025.6 - 2025.12

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    Country:Japan

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  • Kyoto University

    2025.4 - 2025.5

      More details

    Country:Japan

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  • Kyoto University

    2024.4 - 2025.3

      More details

    Country:Japan

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  • Japan Society for the Promotion of Science

    2021.4 - 2024.3

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    Country:Japan

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  • Kyoto University   Graduate School of Human and Environmental Studies

    2020.4 - 2021.3

      More details

    Country:Japan

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Professional Memberships

Papers

  • AI-Guided Stability Tuning of a Heterodimeric Linker for Programmable Protein Tube Architectures

    Masahiro Noji, Takuro Fujiwara, Yukihiko Sugita, Yuta Suzuki

    2025.11

     More details

    Publisher:openRxiv  

    The ability to rationally modulate the morphology of artificial higher-order protein assemblies remains limited, particularly for geometrically constrained architectures such as tubes. Here, we show that simple tuning of the interaction stability within a heterodimeric coiled-coil linker, guided by deep-learning-based predictions from ThermoMPNN, provides an effective strategy for programming the assembly behaviour of two-component protein tubes. By engineering a systematic stability gradient within the M3L2/p66α heterodimeric linker, we generated single-amino-acid variants that exhibit predictable shifts in the temperature window for tube formation and produce tubes with distinct diameters. Notably, the least stable variant uniquely accesses multilayered tube-in-tube architectures. Time-course electron microscopy reveals that these hierarchical structures arise through a sequential process involving the initial formation of thin tubes, subsequent wall thickening, and eventual development of nested tubes, highlighting the role of transient linker rearrangements near the thermal transition. Together, these findings establish coiled-coil stability as a minimal and tunable design parameter that governs higher-order morphology and offer a minimal and programmable framework for constructing rationally designed protein tube architectures.

    DOI: 10.1101/2025.11.24.689909

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  • Protein design of two-component tubular assemblies similar to cytoskeletons

    Masahiro Noji, Yukihiko Sugita, Yosuke Yamazaki, Makito Miyazaki, Yuta Suzuki

    Nature Communications   2025.7

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1038/s41467-025-62076-3

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  • Macromolecular crowding and supersaturation protect hemodialysis patients from the onset of dialysis-related amyloidosis. International journal

    Kichitaro Nakajima, Keiichi Yamaguchi, Masahiro Noji, César Aguirre, Kensuke Ikenaka, Hideki Mochizuki, Lianjie Zhou, Hirotsugu Ogi, Toru Ito, Ichiei Narita, Fumitake Gejyo, Hironobu Naiki, Suguru Yamamoto, Yuji Goto

    Nature communications   13 ( 1 )   5689 - 5689   2022.10

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    Dialysis-related amyloidosis (DRA), a serious complication among long-term hemodialysis patients, is caused by amyloid fibrils of β2-microglobulin (β2m). Although high serum β2m levels and a long dialysis vintage are the primary and secondary risk factors for the onset of DRA, respectively, patients with these do not always develop DRA, indicating that there are additional risk factors. To clarify these unknown factors, we investigate the effects of human sera on β2m amyloid fibril formation, revealing that sera markedly inhibit amyloid fibril formation. Results from over 100 sera indicate that, although the inhibitory effects of sera deteriorate in long-term dialysis patients, they are ameliorated by maintenance dialysis treatments in the short term. Serum albumin prevents amyloid fibril formation based on macromolecular crowding effects, and decreased serum albumin concentration in dialysis patients is a tertiary risk factor for the onset of DRA. We construct a theoretical model assuming cumulative effects of the three risk factors, suggesting the importance of monitoring temporary and accumulated risks to prevent the development of amyloidosis, which occurs based on supersaturation-limited amyloid fibril formation in a crowded milieu.

    DOI: 10.1038/s41467-022-33247-3

    PubMed

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  • Supersaturation-Dependent Formation of Amyloid Fibrils

    Yuji Goto, Masahiro Noji, Kichitaro Nakajima, Keiichi Yamaguchi

    Molecules   2022.7

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.3390/molecules27144588

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  • Breakdown of supersaturation barrier links protein folding to amyloid formation.

    Noji M, Samejima T, Yamaguchi K, So M, Yuzu K, Chatani E, Akazawa-Ogawa Y, Hagihara Y, Kawata Y, Ikenaka K, Mochizuki H, Kardos J, Otzen DE, Goto Y

    Communications biology   2021.1

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1038/s42003-020-01641-6

    PubMed

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  • Multistep Changes in Amyloid Structure Induced by Cross-Seeding on a Rugged Energy Landscape.

    Yuzu K, Yamamoto N, Noji M, So M, Goto Y, Iwasaki T, Tsubaki M, Chatani E

    Biophysical journal   2020.12

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1016/j.bpj.2020.12.005

    PubMed

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  • Amyloid Formation of α-Synuclein Based on the Solubility- and Supersaturation-Dependent Mechanism

    Maya Sawada, Keiichi Yamaguchi, Miki Hirano, Masahiro Noji, Masatomo So, Daniel Otzen, Yasushi Kawata, Yuji Goto

    Langmuir   36 ( 17 )   4671 - 4681   2020.5

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:American Chemical Society ({ACS})  

    DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c00426

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  • The Route from the Folded to the Amyloid State: Exploring the Potential Energy Surface of a Drug-Like Miniprotein Reviewed International journal

    Taricska, Nora, Horvath, Daniel, Menyhard, Dora K., Akontz-Kiss, Hanna, Noji, Masahiro, So, Masatomo, Goto, Yuji, Fujiwara, Toshimichi, Perczel, Andras

    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL   26 ( 9 )   1968 - 1978   2020.2

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1002/chem.201903826

    Web of Science

    PubMed

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  • The Route from the Folded to the Amyloid State: Exploring the Potential Energy Surface of a Drug-Like Miniprotein.

    Taricska N, Horváth D, Menyhárd DK, Ákontz-Kiss H, Noji M, So M, Goto Y, Fujiwara T, Perczel A

    Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)   2020.1

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1002/chem.201905181

    PubMed

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  • Heating during agitation of β2-microglobulin reveals that supersaturation breakdown is required for amyloid fibril formation at neutral pH

    Masahiro Noji, Kenji Sasahara, Keiichi Yamaguchi, Masatomo So, Kazumasa Sakurai, József Kardos, Hironobu Naiki, Yuji Goto

    Journal of Biological Chemistry   294 ( 43 )   15826 - 15835   2019.10

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:Elsevier {BV}  

    DOI: 10.1074/jbc.RA119.009971

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  • Aggregation-phase diagrams of β2-microglobulin reveal temperature and salt effects on competitive formation of amyloids versus amorphous aggregates

    Masayuki Adachi, Masahiro Noji, Masatomo So, Kenji Sasahara, József Kardos, Hironobu Naiki, Yuji Goto

    Journal of Biological Chemistry   293 ( 38 )   14775 - 14785   2018.9

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:American Society for Biochemistry {\&} Molecular Biology ({ASBMB})  

    DOI: 10.1074/jbc.RA118.004683

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  • Heat-Induced Aggregation of Hen Ovalbumin Suggests a Key Factor Responsible for Serpin Polymerization

    Masahiro Noji, Masatomo So, Keiichi Yamaguchi, Hironobu Hojo, Maki Onda, Yoko Akazawa-Ogawa, Yoshihisa Hagihara, Yuji Goto

    Biochemistry   57 ( 37 )   5415 - 5426   2018.9

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:American Chemical Society ({ACS})  

    DOI: 10.1021/acs.biochem.8b00619

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Books

  • 相分離生物学の全貌

    白木, 賢太郎

    東京化学同人  2020.11  ( ISBN:9784807913466

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    Total pages:xi, 402p   Language:Japanese  

    CiNii Books

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Presentations

  • Protein assembly design of two-component tubular structures similar to cytoskeletons

    Masahiro Noji

    ELSI Seminar  2025 

     More details

  • A high amyloidogenic region of serpin

    Masahiro Noji, Masatomo So, Maki Onda, Hironobu Hojo, Yuji Goto

    2018 International Symposium of Innovative Research and Graduate Education in Biomedical Sciences  2018 

     More details

  • Assembly design of two-component cytoskeleton-like protein tubes

    Masahiro Noji, Yukihiko Sugita, Yosuke Yamazaki, Makito Miyazaki, Yuta Suzuki

    2024 

     More details

  • 透析アミロイドーシスの新たな発症リスク因子の解明

    野地 真広

    科研費 学術変革領域研究 (B) 高次機能性タンパク質集合体の設計法『SPEED』の確立 第13回 Journal Club  2022 

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Industrial property rights

  • タンパク質集積構造体

    鈴木 雄太, 野地 真広

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    Application no:特願2024-65760  Date applied:2024.4

    Announcement no:特開2025-162451  Date announced:2025.10

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Research Projects

  • 多彩な機能を搭載可能な高次アミロイドマテリアルの新規設計

    Grant number:24K17784  2024.4 - 2027.3

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    野地 真広

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    Grant amount:\4680000 ( Direct Cost: \3600000 、 Indirect Cost:\1080000 )

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  • アミロイドを基盤とした蛋白質マテリアルの新規設計と自己組織化を制御する因子の解明

    Grant number:22KJ1644  2023.3 - 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

    野地 真広

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    Grant amount:\1560000 ( Direct Cost: \1200000 、 Indirect Cost:\360000 )

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  • アミロイドを基盤とした蛋白質マテリアルの新規設計と自己組織化を制御する因子の解明

    Grant number:21J00530  2021.4 - 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

    野地 真広

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    Grant amount:\4810000 ( Direct Cost: \3700000 、 Indirect Cost:\1110000 )

    蛋白質の異常凝集物である「アミロイド線維」はアルツハイマー病をはじめとした疾患との関連から重要な研究対象であると同時に、高度に秩序だった剛直な構造を有することからバイオマテリアル応用にも注目が集まっている。しかしながらアミロイド線維には形成メカニズムをはじめとして未解明の部分も多く、バイオマテリアル応用を指向した研究は限定的なものに留まっているのが現状である。
    本研究課題ではアミロイド性蛋白質をベースとして用い、線維同士の連結を担う別の蛋白質パーツを導入することで、2次元的・3次元的な拡張性を有した新規バイオマテリアルの創製を目指す。アミロイド線維同士を人為的に直接連結させる試みは極めて独創的であり、本研究遂行の暁にはアミロイド線維ベースのマテリアル創製に新たな展開をもたらすことが期待できる。同時に、線維形成反応と線維同士の連結反応の両者を支配する因子の解明を試み、アミロイド研究分野全般に資する知見の提供を目指す。
    初年度となる本年度では、創製を目指すマテリアルの基となる蛋白質の選定と遺伝子コンストラクトの作製、ならびにその発現・精製系の構築を主に実施した。まずベース蛋白質として残基数の異なる3種類のアミロイド性蛋白質を、連結を担う蛋白質パーツとしてスプリット蛍光蛋白質をそれぞれ選定し、遺伝子工学的手法によって両者を融合した遺伝子コンストラクトを作製した。続いて大腸菌を用いた発現系の構築とアフィニティー精製タグを利用した精製系の構築を行い、各融合蛋白質を得た。年度後半から現在にかけては、プレートリーダーを用いた「チオフラビンTアッセイ」によるアミロイド線維形成反応の観察に着手している。

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  • バイオマテリアルの新規基盤構造への応用を目指したアミロイド線維の伸長制御法の確立

    Grant number:20K22628  2020.9 - 2021.3

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  研究活動スタート支援

    野地 真広

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    Grant amount:\2860000 ( Direct Cost: \2200000 、 Indirect Cost:\660000 )

    蛋白質が形成する「アミロイド線維」は、機能性バイオマテリアルの基盤構造としての応用が期待されている。しかし、線維伸長の制御が困難であることが実用化に向けた障壁となっている。さらにアミロイド線維単独では二次元・三次元的な拡張性に乏しく、マテリアルとしての用途は限られると想定される。そこで本研究では、「一次元的な線維伸長の制御」並びに「線維同士の二次元・三次元的伸展」を達成可能とするアミロイド線維の新規設計法の確立を目的とした。そのための手法として、分割された蛍光蛋白質(GFPやその類縁体)が自発的に再構成する性質を利用した「Split GFPテクノロジー」に着目し、Split GFPによるアミロイド線維同士の連結を目指した。
    令和2年度では、線維のコアとなるアミロイドドメインの選定と、そのドメインに対してSplit GFPドメインを融合させた蛋白質の大腸菌による発現系の構築を行った。まずアミロイドドメインとして、サイズが20から数十残基程度と小さく、線維構造が比較的単純で取り扱い易いと考えられる2種を選定した。続いてそれらに対するSplit GFPドメインの融合、並びに精製を効率化するためのMBPタグの融合を遺伝子工学的手法によって行い、大腸菌に導入するためのプラスミドを作製した。また、所属研究室ではMBPタグ精製系を保有していなかったため、精製系の構築も行った。
    研究代表者は令和3年度より特別研究員(PD)に採用され、重複受給制限のため本研究課題を令和2年度のみで廃止した。ただし、特別研究員としても引き続き同テーマにて研究を実施する予定であり、今後は上述の融合蛋白質の発現と精製、そしてその線維化に着手する。

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Other

  • OIST Cryo-Electron Microscopy Course 2023 (completed)

    2023.2

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    https://groups.oist.jp/img/amed

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Media Coverage

  • 細胞骨格様の性質を示す2成分蛋白質チューブの創生 Internet

    京都大学アイセムス  若手研究者が語る論文のリアル  https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/people/fai/11155/  2025

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