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Analysis of roles of nuclear actin family in the maintenance of genome stability and operation of their functions using peptides

Research Project

Project/Area Number 18H02164
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Harata Masahiko  東北大学, 農学研究科, 教授 (70218642)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 太田 邦史  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90211789)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Keywords細胞核 / クロマチン / ヒストンバリアント / アクチンファミリー / ヒストン / 核内アクチン / ヒストンバリアントH2A.Z / アクチン / エピジェネティクス / bicyclic peptide
Outline of Final Research Achievements

The histone variant H2A.Z functions in the regulation of gene expression through its deposition and eviction. However, the mechanisms of the molecular function of H2A.Z was largely unknown. In this study, we showed the relationship between H2A.Z function and nuclear actin family proteins by using knockout cells for H2A.Z and actin family proteins. In addition, by using bicyclic peptides for Arp6 and Arp8, we identified molecular mechanisms regulating deposition and eviction of H2A.Z.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

H2A/Zノックアウト細胞や、細胞核内アクチンファミリーに結合する二重環状ペプチドを用いた解析により、H2A.Zの導入や排除を行う複合体の機能メカニズムの一端を明らかにすることができた。この結果は、アクチンファミリーに結合する二重環状ペプチドによって、H2A.Zダイナミクスを介した人為的な遺伝子機能解析を行うことができる可能性を示唆しており、今後の農学・医学領域への応用も期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (89 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (16 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 12 results) Presentation (68 results) (of which Int'l Joint Research: 13 results,  Invited: 9 results)

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      Negishi T, Kitagawa S, Horii N, Tanaka Y, Haruta N, Sugimoto A, Sawa H, Hayashi KI, Harata M, Kanemaki MT.
    • Journal Title

      Genetics

      Volume: 220 Issue: 2

    • DOI

      10.1093/genetics/iyab218

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      Miyamoto Kei、Harata Masahiko
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: - Issue: 3 Pages: 237-241

    • DOI

      10.1093/jb/mvab006

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      Yamazaki S, Ueno Y, Hosoki R, Saito T, Idehara T, Yamaguchi Y, Otani C, Ogawa Y, Harata M, Hoshina H.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 16 Issue: 8 Pages: e0248381-e0248381

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0248381

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    • Author(s)
      Gubeli RJ, Bertoldo D, Shimada K, Gerhold CB, Hurst V, Takahashi Y, Harada K, Mothukuri GK, Wilbs J, Harata M, Gasser SM, Heinis C.
    • Journal Title

      ACS Chem Biol

      Volume: 16 Issue: 5 Pages: 820-828

    • DOI

      10.1021/acschembio.0c00825

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      Machida N, Takahashi D, Ueno Y, Nakama Y, Gubeli RJ, Bertoldo D, Harata M.
    • Journal Title

      J Biochem

      Volume: 169 Issue: 3 Pages: 295-302

    • DOI

      10.1093/jb/mvaa130

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    • Author(s)
      Kitagawa Saho、Kusakabe Masayuki、Takahashi Daisuke、Narimiya Takumi、Nakabayashi Yu、Seki Masayuki、Horigome Chihiro、Harata Masahiko
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 86 Issue: 1 Pages: 104-108

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab190

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      Nakabayashi Yu、Harata Masahiko、Seki Masayuki
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      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 526 Issue: 4 Pages: 1164-1169

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.04.039

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      Yamazaki Shota、Gerhold Christian、Yamamoto Koji、Ueno Yuya、Grosse Robert、Miyamoto Kei、Harata Masahiko
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 9 Issue: 3 Pages: 758-758

    • DOI

      10.3390/cells9030758

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    • Author(s)
      Yamazaki Shota、Harata Masahiko、Ueno Yuya、Tsubouchi Masaaki、Konagaya Keiji、Ogawa Yuichi、Isoyama Goro、Otani Chiko、Hoshina Hiromichi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 9008-9008

    • DOI

      10.1038/s41598-020-65955-5

    • NAID

      120006848270

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      Takahashi Yuto、Hiratsuka Shogo、Machida Nanako、Takahashi Daisuke、Matsushita Junpei、Hozak Pavel、Misteli Tom、Miyamoto Kei、Harata Masahiko
    • Journal Title

      Nucleus

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 250-263

    • DOI

      10.1080/19491034.2020.1815395

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    • Author(s)
      Kurashima K, Kashiwagi H, Shimomura I, Suzuki A, Takeshita F, Mazevet M, Harata M Yamashita T, Yamamoto Y, Kohno T, Shiotani B
    • Journal Title

      NAR Cancer

      Volume: 2 Issue: 2 Pages: 1-19

    • DOI

      10.1093/narcan/zcaa005

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  • [Journal Article] Effect of mycalolides isolated from a marine sponge Mycale aff. nullarosette on actin in living cells2019

    • Author(s)
      Hayashi-Takanaka Yoko、Kina Yuto、Nakamura Fumiaki、Yamazaki Shota、Harata Masahiko、Soest Rob W. M. van、Kimura Hiroshi、Nakao Yoichi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 7540-7540

    • DOI

      10.1038/s41598-019-44036-2

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    • Author(s)
      Arimura Yasuhiro、Ikura Masae、Fujita Risa、Noda Mamiko、Kobayashi Wataru、Horikoshi Naoki、Sun Jiying、Shi Lin、Kusakabe Masayuki、Harata Masahiko、Ohkawa Yasuyuki、Tashiro Satoshi、Kimura Hiroshi、Ikura Tsuyoshi、Kurumizaka Hitoshi
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: - Pages: 10007-10018

    • DOI

      10.1093/nar/gky661

    • NAID

      120006545208

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      Yamazaki Shota、Harata Masahiko、Idehara Toshitaka、Konagaya Keiji、Yokoyama Ginji、Hoshina Hiromichi、Ogawa Yuichi
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      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28245-9

    • NAID

      120006532085

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      Sun, J., Shi, L., Kinomura, A., Fukuto, A., Horikoshi, Y., Oma, Y., Harata, M., Ikura, M., Ikura, T., Kanaar, R., Tashiro, S
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      elife

      Volume: 7

    • DOI

      10.7554/elife.32222

    • NAID

      120006539566

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    • Author(s)
      Fukuto Atsuhiko、Ikura Masae、Ikura Tsuyoshi、Sun Jiying、Horikoshi Yasunori、Shima Hiroki、Igarashi Kazuhiko、Kusakabe Masayuki、Harata Masahiko、Horikoshi Naoki、Kurumizaka Hitoshi、Kiuchi Yoshiaki、Tashiro Satoshi
    • Journal Title

      Nucleus

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 87-94

    • DOI

      10.1080/19491034.2017.1395543

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      第43回日本分子生物学会年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒストンバリアントH2A.Zのゲノム導入部位決定機構解析2020

    • Author(s)
      高橋大輔、北川紗帆、小田有沙、仮屋園遼、尾間由佳子、太田邦史、原田昌彦
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] H2A.Zヒストンバリアントアイソフォーム間における酸化ストレス応答遺伝子EGR1転写制御機構の差異の解析2020

    • Author(s)
      荻原望、高橋大輔、堀哲也、深川竜郎、原田昌彦
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] テラヘルツ光照射による細胞内アクチン重合化の促進2020

    • Author(s)
      細木亮輔、山崎祥他、上野佑也、保科宏道、小川雄一、原田昌彦
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化ストレスに応答した転写制御におけるヒストンバリアントH2A.Zアイソフォームの機能解析2020

    • Author(s)
      荻原望、高橋大輔、堀哲也、深川竜郎、原田昌彦
    • Organizer
      第37回染色体ワークショップ、第18回核ダイナミクス研究会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] "二重環状ペプチドによるINO80クロマチンリモデリング複合体活性の人為的制御2020

    • Author(s)
      原田海,秋山佑亮,高橋祐一郎,町田奈々子,Cristian Heinis,原田昌彦
    • Organizer
      第37回染色体ワークショップ、第18回核ダイナミクス研究会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA損傷修復における細胞核構造とクロマチンの相互作用:その機構解明と人為操作2020

    • Author(s)
      尾間 由佳子、折原 行希、高橋 大輔、小西 辰紀、原田 昌彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Common and distinct roles of the isoforms of histone variant H2A.Z in transcriptional regulation2019

    • Author(s)
      Daisuke Takahashi. Noboru Ogihara, Masayuki Kusakabe, Saho Kitagawa, Yukako Oma, Masahiko Harata
    • Organizer
      26th Wilhelm Bernhard Workshop on the cell nucleus
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of nuclear actin in human progeria cells2019

    • Author(s)
      髙橋祐人、町田奈々子、Tom Misteli、Robert Grosse、宮本圭、原田昌彦
    • Organizer
      26th Wilhelm Bernhard Workshop on the cell nucleus
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Molecular evolution of the histone variant H2A.Z2019

    • Author(s)
      Saho Kitagawa, Masayuki Kusakabe, Hiroyuki Oku, Daisuke Takahashi, Takumi Narimiya, Yu Nakabayashi, Masayuki Seki, Masahiko Harata
    • Organizer
      26th Wilhelm Bernhard Workshop on the cell nucleus
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Roles of actin family proteins in chromatin and nuclear functions2019

    • Author(s)
      Masahiko Harata
    • Organizer
      26th Wilhelm Bernhard Workshop on the cell nucleus
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 細胞核内の階層構造による生命機能の制御2019

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      平成31年度遺伝研研究会「クロマチン・細胞核の形成のダイナミクスによるゲノム制御」
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    • Invited
  • [Presentation] Crosstalk of nuclear actin with lipid and lamin2019

    • Author(s)
      Masahiko Harata
    • Organizer
      Nuclear Architecture, Lipids, and Phase Separation, Prague
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 転写制御及び抗体遺伝子多様化におけるヒストンバリアントH2A.Zアセチル化修飾の寄与2019

    • Author(s)
      伊藤汰凱、高橋大輔、日下部将之、原田昌彦
    • Organizer
      日本生化学会 東北支部 第85回例会・シンポジウム
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  • [Presentation] "DNA 損傷により誘導される姉妹染色分体間接着へのコヒーシンSUMO化と核膜孔複合体の関与2019

    • Author(s)
      尾間 由佳子、折原 行希、高橋 大輔、小西 辰紀、原田 昌彦
    • Organizer
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
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  • [Presentation] DNA損傷損傷部位-核膜孔複合体間相互作用の損傷誘導的コヒージョンへの関与2019

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      尾間 由佳子、折原 行希、高橋 大輔、小西 辰紀、原田 昌彦
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      酵母遺伝学フォーラム第52回研究報告会
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  • [Presentation] ヒストンバリアント H2A.Z 機能構造の進化的保存性の解析2019

    • Author(s)
      北川紗帆 、日下部将之 、奥 裕之 、高橋大輔 、成宮 巧、 中林 悠、関 政幸、原田昌彦
    • Organizer
      第52会酵母遺伝学フォーラム
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  • [Presentation] 細胞核内のアクチン繊維形成によるゲノム機能制御解明と人為操作の試み2019

    • Author(s)
      上野佑也、町田奈々子、山本浩志、山崎祥他、原田昌彦
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      東北大学&理研 第1回ワークショップ
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  • [Presentation] 早老症細胞における核内アクチン動態変化の解析2019

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      髙橋祐人、町田奈々子、Tom Misteli、Robert Grosse、宮本圭、原田昌彦
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      第42回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] "ヒストンバリアントH2A.Z のクロマチン導入部位決定機構解析 Mechanism of H2A.Z deposition into specific regions of chromatin"2019

    • Author(s)
      Daisuke Takahashi, Saho Kitagawa, Arisa Oda, Ryo Kariyazono, Yukako Oma, Kunihiro Ohta, Masahiko Harata
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      第42回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 早老症モデル細胞における核内アクチン状態の解析2019

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      髙橋祐人、 町田奈々子、 Tom Misteli、 Robert Grosse、 宮本圭、 原田昌彦
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      第36回 染色体ワークショップ・第17回 核ダイナミクス研究会
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  • [Presentation] ヒストンバリアントH2A.Z のクロマチン導入部位決定機構解析2019

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      高橋大輔、北川紗帆、小田有沙、仮屋園遼、尾間由佳子、太田邦史、原田昌彦
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      第36回 染色体ワークショップ・第17回 核ダイナミクス研究会
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  • [Presentation] ヒストンバリアントH2A.Z機能構造の進化的保存性の解析2019

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      北川紗帆、日下部将之、奥裕之、高橋大輔、成宮巧、中林悠、関政幸、原田昌彦
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      第36回 染色体ワークショップ・第17回 核ダイナミクス研究会
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  • [Presentation] 二重環状ペプチドを用いた INO80 クロマチンリモデリング複合体機能の人為制御2019

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      原田 海、秋山祐亮、高橋裕一朗、町田奈々子、HEINIS Christian、原田昌彦
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      日本農芸化学会2019年度大会
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  • [Presentation] 脊椎動物ヒストンバリアント H2A.Z のアイソフォーム間での転写制御機構の差異の解析2019

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      荻原 望、高橋大輔、日下部将之、原田昌彦
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      日本農芸化学会2019年度大会
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      日本生化学会東北支部 第84会例会
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  • [Presentation] Contribution of nuclear pore complex to DNA damage-induced sister chromatid cohesion through promoting SUMOylation of cohesin2018

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      Yukako Oma, Yuki Orihara, Daisuke Takahashi, Tatsunori Konishi, Masahiko Harata
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      The Joint Annual Meeting of 51st JSDB and 70th JSCB
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  • [Presentation] DNA損傷誘導的コヒージョンにおけるコヒーシンSUMO化と核膜孔複合体の関与2018

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      尾間由佳子、折原行希、高橋大輔、小西辰紀、原田昌彦
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      酵母遺伝学フォーラム第51回研究報告会
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  • [Presentation] DNA損傷修復における細胞核構造の役割:出芽酵母をモデル系とした解析2018

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      尾間由佳子、折原行希、高橋大輔、小西辰紀、原田昌彦
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      農芸化学会 東北・北海道合同支部大会(東北支部第153回大会)
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      成宮 巧、日下部 将之、折原 行希、尾間 由佳子、原田 昌彦
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      高橋 大輔, 日下部 将之, 折原 行希, 尾間 由佳子, 原田 昌彦
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      平塚晶吾、町田奈々子、Christian Heinis、Bertoldo Davide、原田昌彦
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  • [Presentation] Influence of epigenetic changes in trained immunity in common carp (Cyprinus Carpio)2018

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      Yuto Takahashi, Nanako Machida, Christian Heinis, Masahiko Harata
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      Takahashi D, Kusakabe M, Narimiya T, Kitagawa S, Oma Y, Harata M
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      Masahiko Harata
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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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