【研究分野】生物分子化学

【研究領域課題番号】26560433 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

タンパク質工学 / ケミカルバイオロジー / 一酸化炭素 / フェリチン / バクテリオファージ　T４ / タンパク質 / 生体材料 / ナノバイオ / バイオテクノロジー / 分子機械 / 蛋白質

【研究成果の概要】

今回の研究により、（１）タンパク質複合体のCO輸送体としての有用性、（２）針タンパク質の表面電荷改変によるハエ幼虫脳への集積制御が達成された。同時に、今後の課題として、ROSやNO研究の前例があるeye discを用いた評価、また、ROSのイメージングに加え、抗体染色によるHOやNOSの発現評価、COの関与する酵素sGCの活性阻害評価によって器官やモデル個体を用いた詳細な検討を進めていく。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】生物機能・バイオプロセス

【研究領域課題番号】26630426 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

リポソーム / ナノファイバー / 膜タンパク質 / ナノバイオ / バイオテクノロジー / 蛋白質

【研究成果の概要】

本研究の目的は、Acinetobacter sp. Tol 5細胞上の接着性ナノファイバータンパク質AtaAをリポソーム内部で合成し、表面に生やすことである。我々は、AtaAの基本構造を損なわずに正しくフォールディングされる縮小版ataAの遺伝子を作成し、無細胞タンパク質合成系でのポリペプチド鎖の合成を確認した。次に、縮小ataA遺伝子を細胞サイズのジャイアント・シングルラメラ・リポソーム内部で発現させ、縮小版AtaAタンパク質の合成とリポソーム表層提示を試みた。フローサイトメトリ－により、抗体蛍光標識した縮小版AtaAが極微量提示されている可能性が示されたが、確実と言えるレベルではなかった。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】生物機能・バイオプロセス

【研究領域課題番号】26289310 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

タンパク質 / ナノ粒子 / DDS / 抗がん / 生体機能材料 / バイオテクノロジー / 生体分子 / ナノバイオ / 生体機能利用 / 蛋白質

【研究成果の概要】

疎水性温度応答性ポリペプチドとポリアスパラギン酸の融合タンパク質が、加温により直径30 nm程度の均一なナノスフィアを形成することが明らかとなった。このナノスフィアは、分子設計により表面に任意の機能タンパク質を提示することが可能であり、内部は疎水性コアを形成するため、疎水性化合物を容易に内包することができる。これを利用してがん細胞への特異的送達を行うため、表面に分子認識機能を有する分子を提示し、内部には抗がん剤を包含したタンパク質ナノスフィアを構築した。これらタンパク質ナノスフィアは、がん細胞を特異的に認識することができ、がん細胞に到達後は内部の薬剤を放出し殺傷できることが明らかとなった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【配分額】15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)

【研究分野】整形外科学

【研究領域課題番号】23390359 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

医療・福祉 / バイオテクノロジー / 運動器 / 関節 / ナノバイオ

【研究成果の概要】

「高潤滑能をもつバイオミメティック人工股関節」を次世代人工股関節として実用化するための基礎研究を行った。具体的には、PMPC処理の金属・セラミックス表面への応用を目指し、PMPCによるナノ表面層について、処理方法および処理条件を変化させ、至適なプロセスを検索し、確立した。また、関節表面の潤滑性の向上を目指し、新規摺動面形状についての基礎検討を行った。これらの結果は、本技術の実用化を推進するための確信を得るに十分なものであった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)

【研究分野】マイクロ・ナノデバイス

【研究領域課題番号】22310080 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

DNA / ゲノム / ナノバイオ / マイクロ / ナノデバイス / バイオテクノロジー / マイクロ・ナノデバイス / マイクロ・ナノテバイス

【研究成果の概要】

本研究において、我々は個々の細胞からクロマチンファイバーを単離し、解析するための新たな手法を開発した。即ち、上記を実現するため、マイクロ流体デバイスおよびクロマチンファイバー操作技術を新たに開発した。ここで開発した手法は、個々の細胞中のクロマチンファイバーの後天的修飾について直接調べる手法への応用が期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)

【研究分野】分析化学

【研究領域課題番号】21675001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

可視化 / ナノバイオ / 光スイッチ / バイオテクノロジー / 酵素反応

【研究成果の概要】

生命の素過程を化学的視点から理解する試みは、科学全体の発展の為に極めて重要な課題である。本研究では、タンパク質再構成法をさらに発展させ、生細胞中の分子素過程を解明する新たな基盤技術の開発を目的とした。具体的には、1)生きた細胞内の生体分子の機能を可視化する分子プローブ、2)細胞内シグナル伝達に関与する新規分子種同定法、3)生体分子の機能を時空間制御する機能性分子材料、を開発した。開発したプローブやイメージング技術は、基礎生命科学や創薬研究などにおいて、革新的な生体光分析法となる。

【研究種目】若手研究(S)

【研究期間】2009 - 2013

【配分額】106,730千円 (直接経費: 82,100千円、間接経費: 24,630千円)

【研究分野】整形外科学

【研究領域課題番号】19390388 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

医療・福祉 / 生体材料 / ナノバイオ / バイオテクノロジー / トランスレーショナルリサーチ

【研究成果の概要】

変形性関節症は、中高年者の生活の質を低下させ、生活寿命を短縮させる重大な生活習慣病であり、治療法を確立することは緊急の課題である。われわれはこの問題の解決のため、高潤滑性を有する生体適合性ポリマーを関節内に投与する治療法を創案した。本研究では、この治療法を確立するため、効率的に効果を発揮するための至適重合条件を検索した。また、この生体適合性ポリマーを用いて摩擦試験を行い、従来のヒアルロン酸製剤と比較して顕著に摩擦係数を改善することを明らかにした。さらに、これらの試験系で条件を絞り込んだ高潤滑型関節機能改善剤をマウスOAモデルに用い、OAの発症、進行を抑制することを明らかにした。以上の結果は、生体適合性ポリマーによる高潤滑型関節機能改善剤実用化へ向けた基礎検討を推進するための確信を得るに十分な結果であった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)

【研究分野】ナノ材料・ナノバイオサイエンス

【研究領域課題番号】17710107 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

遺伝子トランジスタ / 遺伝子多型解析 / 電位計測 / ナノ粒子 / DNAチップ / 高感度 / ナノバイオ / バイオテクノロジー

【研究成果の概要】

平成19年度は、平成18年度に実施したナノ帯電粒子の利用によるDNA検出の再現性を調査し精度の高いDNAハイブリダイゼーションの検出が可能であることがわかった。さらに、ナノ帯電粒子-DNA複合体を組み合わせた遺伝子トランジスタによる一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)検出にライゲーションアッセイ法を利用する実験手法を確立した。ライゲーションアッセイ法では、サンドイッチアッセイによリターゲットDNAとハイブリダイゼーションしたDNAプローブと複合体DNA(レポーターDNA)をリガーゼ酵素により連結(ライゲーション)する。その際、DNAプローブは、ライゲーションする末端がSNPサイトとなるようにあらかじめ設計する必要がある。末端のSNPサイトがターゲットDNAと相補的である場合は、酵素反応によりレポーターDNAがDNAプローブとライゲーションされナノ帯電粒子-DNA複合体はゲート表面上に残る。そのため、ライゲーション反応後ターゲットDNAを解離するとゲート表面にナノ帯電粒子-DNA複合体が固定されたまま残る。一方、末端のSNPサイトがターゲットDNAと非相補的である場合は、ライゲーション反応が起きないため、ターゲットDNAが解離される際に同時にナノ帯電粒子-DNA複合体もゲート表面から取り除かる。このようにライゲーション反応の有無によるナノ帯電粒子-DNA複合体の電荷密度変化を半導体パラメーターアナライザー(4155C, Agilent)を用いてしきい値電圧(V_T)の変化として捉えることが可能となり、高感度のSNPタイピングの可能性が得られた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)