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Identification and functional analyses of organic matrices regulating morphology and defect in calcium carbonate crystals of mollusk shells

Research Project

Project/Area Number 25850078
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Bioorganic chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Suzuki Michio  東京大学, 農学生命科学研究科, 講師 (10647655)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsバイオミネラル / 炭酸カルシウム / アコヤガイ / モノアラガイ / 酸性ペプチド / キチナーゼ / バイオミネラリゼーション / アラゴナイト / 靱帯 / LICP / TIMP / ペプチド / 結晶欠陥 / 真珠層 / 稜柱層 / カルサイト / 靭帯 / 石灰化
Outline of Final Research Achievements

Biominerals are biogenic mineralized tissues containing not only inorganic compounds, but also a small amount of organic matrices that play an important role in biomineral formation. The mollusk shells which are typical biominerals consisting of calcium carbonate and organic matrices, have various microstructures.
We identified a novel, small acidic peptide, named ligament intra-crystalline peptide (LICP), from the aragonite crystal of the hinge ligament of Pinctada fucata. We revealed that LICP inhibited the growth of aragonite crystal to stop elongation in the c-axis direction and make the thin fiber of aragonite crystals in the ligament. On the other hand, we showed the chitinase activity from the extract of the shell from fresh water snail, Lymnaea stagnalis. Chitinases degraded the inner side of the shell to reconstruct the shell shape.
In this study, we revealed some important organic matrices to form the fine microstructure of the mollusk shells.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (65 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (50 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Microstructure of iridescence-lacking pearl formed in Pinctada fucata2016

    • Author(s)
      Michio Suzuki, Hiroki Mukai, Hideo Aoki, Etsuro Yoshimura, Shohei Sakuda, Hiromichi Nagasawa, Toshihiro Kogure.
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 433 Pages: 148

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2015.10.014

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/31353966-1eb8-4c68-94f7-ec96ae120583

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    • Author(s)
      Tomoko Ariga, Yuki Imura, Michio Suzuki, Etsuro Yoshimura.
    • Journal Title

      Journal of Chromatography B

      Volume: 1014 Pages: 75-82

    • DOI

      10.1016/j.jchromb.2016.01.048

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    • Author(s)
      Mai Yonezawa, Shohei Sakuda, Etsuro Yoshimura, Michio Suzuki.
    • Journal Title

      Journal of Structural Biology

      Volume: 196 Issue: 2 Pages: 107

    • DOI

      10.1016/j.jsb.2016.02.021

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/cad084c4-da43-45be-89e3-5ea43614212b

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    • Author(s)
      27.Michio Suzuki, Toshihiro Kogure, Shohei Sakuda, Hiromichi Nagasawa.
    • Journal Title

      Marine Biotechnology

      Volume: 17 Issue: 2 Pages: 153

    • DOI

      10.1007/s10126-014-9603-y

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/dda58896-d883-4793-983a-56234494dc21

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    • Author(s)
      26.Toshihiro Kogure, Michio Suzuki, Hyejin Kim, Hiroki Mukai, Antonio G. Checa, Takenori Sasaki, Hiromichi Nagasawa
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 397 Pages: 39-46

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2014.03.029

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    • Author(s)
      M. Suzuki, A. Iwashima, M. Kimura, T.Kogure and H. Nagasawa
    • Journal Title

      Mar. Biotechnol

      Volume: 15 Issue: 2 Pages: 145-158

    • DOI

      10.1007/s10126-012-9471-2

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      Michio Suzuki and Hiromichi Nagasawa.
    • Journal Title

      Canadian Journal of Zoology

      Volume: 91 Issue: 6 Pages: 349-366

    • DOI

      10.1139/cjz-2012-0333

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      Okumura T., Suzuki M., Nagasawa H., Kogure T.
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 381 Pages: 114-120

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2013.07.020

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      H. Miyamoto, H. Endo, N. Hashimoto, K. Iimura, Y. Isowa, S. Kinoshita, T. Kotaki, T. Masaoka, T. Miki, S. Nakayama, C. Nogawa, A. Notazawa, F. Ohmori, I. Sarashina, M. Suzuki, R. Takagi, J. Takahashi, T. Takeuchi, N. Yokoo, N. Satoh, H. Toyohara, T. Miyashita, H. Wada, T. Samata, K. Endo, H. Nagasawa, S. Asakawa, S. Watabe
    • Journal Title

      Zoological Science

      Volume: 30 Issue: 10 Pages: 801-816

    • DOI

      10.2108/zsj.30.801

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    • Author(s)
      Seiji Nakayama, Michio Suzuki, Hirotoshi Endo, Kurin Iimura, Shigeharu Kinoshita, Shugo Watabe, Toshihiro Kogure, Hiromichi Nagasawa.
    • Journal Title

      FEBS Open Bio

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 421-427

    • DOI

      10.1016/j.fob.2013.10.001

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      ○鈴木道生、三木匠、向井広樹、青木秀夫、吉村悦郎、作田庄平、長澤寛道、小暮敏博
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度(平成28年度)大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-03-27
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      ○近都浩之、奥村大河、根岸瑠美、小暮敏博、作田庄平、鈴木道生
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度(平成28年度)大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-03-27
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      ○リム・ジゼル・グレース、井村祐己、鈴木道生、吉村悦郎
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度(平成28年度)大会
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      札幌コンベンションセンター
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      2016-03-27
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      日本農芸化学会2016年度(平成28年度)大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-03-27
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      ○近都浩之、奥村大河、小暮敏博、作田庄平、鈴木道生
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      第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
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      東京大学
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      2015-12-06
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      ○吉村真裕、鈴木道生、佐々木猛智、小暮敏博
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      第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
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      東京大学
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      2015-12-06
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      鈴木道生、向井宏樹、青木秀夫、吉村悦郎、作田庄平、長澤寛道、小暮敏博
    • Organizer
      第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
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      東京大学
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      2015-12-06
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    • Organizer
      第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
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      東京大学
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      2015-12-06
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      第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
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      東京大学
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      2015-12-06
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    • Organizer
      第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
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      東京大学
    • Year and Date
      2015-12-06
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      ○松田大輝、有賀智子、鈴木庸平、井村祐己、鈴木道生、吉村悦郎
    • Organizer
      第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
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      東京大学
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      2015-12-06
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      第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
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      東京大学
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      2015-12-06
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      ○荒城綾香、鈴木道生、井村祐己、吉村悦郎
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      第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
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      東京大学
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      2015-12-06
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    • Year and Date
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      東京大学
    • Year and Date
      2015-09-25
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      Mai Yonezawa, Toshihiro Kogure, Kazuyoshi Endo, Yuki Imura, Etsuro Yoshimura, Shohei Sakuda and ○Michio Suzuki
    • Organizer
      The 13th International Symposium on Biomineralization
    • Place of Presentation
      グラナダ、スペイン
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      2015-09-16
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      Hiroyuki Kintsu, Taiga Okumura, Toshihiro Kogure, Shohei Sakuda, ○Michio Suzuki.
    • Organizer
      The 13th International Symposium on Biomineralization
    • Place of Presentation
      グラナダ、スペイン
    • Year and Date
      2015-09-16
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    • Author(s)
      ○松田 大輝、有賀 智子、鈴木 庸平、井村 祐己、鈴木 道生、吉村 悦郎
    • Organizer
      日本分析化学会 第64年会
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      九州大学
    • Year and Date
      2015-09-09
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      ○加藤 由悟、菊池 郁也、井村 祐己、鈴木 道生、吉村 悦郎
    • Organizer
      日本分析化学会 第64年会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2015-09-09
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      81.松浦 晃宙、吉村 航、渥美 貴史、作田 庄平、井村 祐己、鈴木 道生、吉村 悦郎
    • Organizer
      日本分析化学会 第64年会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2015-09-09
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      ○櫻田 舜人、鈴木 道生、小暮 敏博、板山 翔、都筑 幹夫、藤原 祥子
    • Organizer
      日本植物学会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-09-06
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      Hiroyuki Kintsu, Taiga Okumura, Toshihiro Kogure, Shohei Sakuda, ○Michio Suzuki.
    • Organizer
      13th International Conference on Chitin and Chitosan
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      ミュンスター大学、ドイツ
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      2015-08-30
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      ○近都浩之、奥村大河、小暮敏博、作田庄平、鈴木道生
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      岡山大学
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      日本農芸化学会2015年度(平成27年度)大会
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      岡山大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] precocene IIによるROS産生を介したトリコテセン生産の阻害機構2015

    • Author(s)
      古川智宏、鈴木道生、作田庄平
    • Organizer
      日本農芸化学会2015年度(平成27年度)大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 植物由来食品因子エリオジクチオールによるマウス制御性T細胞誘導機能の解析2015

    • Author(s)
      58.松本優樹、松田幸、古川智宏、鈴木道生、作田庄平、清水誠、戸塚護
    • Organizer
      日本農芸化学会2015年度(平成27年度)大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] アコヤガイの靭帯特異的低分子ペプチド(LICP)の構造と石灰化に関する機能解析2014

    • Author(s)
      鈴木道生、小暮敏博、作田庄平、長澤寛道
    • Organizer
      第9回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-12-12
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] モノアラガイの貝殻形態形成におけるキチナーゼの機能解析2014

    • Author(s)
      米澤舞、小暮敏博、作田庄平・鈴木道生
    • Organizer
      第9回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-12-12
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] アコヤガイ稜柱層カルサイト結晶内の小角粒界とキチンの関係2014

    • Author(s)
      近都浩之、奥村大河、小暮敏博、作田庄平、鈴木道生
    • Organizer
      第9回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-12-12
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  • [Presentation] アコヤガイのCa2+応答に関与する有機分子に関する研究2014

    • Author(s)
      松浦晃宙、作田庄平、鈴木道生
    • Organizer
      第9回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-12-12
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  • [Presentation] 乳酸菌における金ナノ粒子生成機構の解明2014

    • Author(s)
      菊池郁也、井村祐己、鈴木道生、小暮敏博、吉村悦郎
    • Organizer
      第9回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-12-12
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  • [Presentation] Fusarium oxysporumを用いた CdSe量子ドットの生成2014

    • Author(s)
      鶴田嘉二朗、井村祐己、鈴木道生、小暮敏博、吉村悦郎
    • Organizer
      第9回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-12-12
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  • [Presentation] 生体鉱物におけるあられ石の格子定数と方解石への転移温度に関する考察2014

    • Author(s)
      吉村真裕、鈴木道生、小暮敏博
    • Organizer
      第9回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-12-12
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] アコヤガイ貝殻稜柱層カルサイト結晶内におけるキチン分解酵素の役割2014

    • Author(s)
      近都浩之、奥村大河、小暮敏博、作田庄平、鈴木道生
    • Organizer
      第28回キチン・キトサンシンポジウム
    • Place of Presentation
      順天堂大学
    • Year and Date
      2014-08-20 – 2014-08-21
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] モノアラガイの貝殻形態形成に関与するキチナーゼの解析2014

    • Author(s)
      米澤舞、小暮敏博、作田庄平・鈴木道生
    • Organizer
      第28回キチン・キトサンシンポジウム
    • Place of Presentation
      順天堂大学
    • Year and Date
      2014-08-20 – 2014-08-21
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Identification of ligament intra-crystalline peptide (LICP) from the hinge ligament of the bivalve, Pinctada fucata.2014

    • Author(s)
      Michio Suzuki, Toshihiro Kogure, Shohei Sakuda, Hiromichi Nagasawa
    • Organizer
      Gordon Research Conference (Biomineralization)
    • Place of Presentation
      Colby-Sawyer college, New London, USA
    • Year and Date
      2014-08-17 – 2014-08-22
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 貝殻内有機基質の分解酵素が微細構造形成に与える影響の解析2014

    • Author(s)
      鈴木道生
    • Organizer
      第16回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • Place of Presentation
      三重大学
    • Year and Date
      2014-05-31 – 2014-06-01
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      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] アコヤガイ貝殻稜柱層カルサイト結晶内の小角粒界の形成機構2014

    • Author(s)
      ○近都浩之、奥村大河、小暮敏博、作田庄平、鈴木道生
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度(平成26年度大会)
    • Place of Presentation
      明治大学(神奈川県)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 軟体動物の貝殻形態形成に関与するキチナーゼの解析2014

    • Author(s)
      ○米澤舞、小暮敏博、作田庄平、鈴木道生
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度(平成26年度大会)
    • Place of Presentation
      明治大学(神奈川県)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] アコヤガイ貝殻靭帯部から見出されたPfTIMPの構造・機能解析2014

    • Author(s)
      ○鈴木道生、小暮敏博、前山薫、服部文弘、作田庄平、長澤寛道
    • Organizer
      日本農芸化学会2014年度(平成26年度大会)
    • Place of Presentation
      明治大学(神奈川県)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Molecular evolution of the Pif family proteins that are related to the formation of the nacreous layer in various species of mollusks.2013

    • Author(s)
      ○Michio Suzuki, Toshihiro Kogure and Hiromichi Nagasawa.
    • Organizer
      XXII International Materials Research Congress 2013
    • Place of Presentation
      Cancun, Mexico
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    • Invited
  • [Presentation] 軟体動物のアラゴナイト結晶形成に関する研究2013

    • Author(s)
      ○鈴木道生
    • Organizer
      第8回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
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    • Invited
  • [Presentation] 軟体動物の貝殻石灰化におけるremodeling 機構の解明2013

    • Author(s)
      ○米澤舞、小暮敏博、作田庄平、鈴木道生
    • Organizer
      第8回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
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  • [Presentation] アコヤガイ貝殻稜柱層のカルサイト結晶内の歪みを制御する有機基質に関する研究2013

    • Author(s)
      ○近都浩之、奥村大河、小暮敏博、作田庄平、鈴木道生
    • Organizer
      第8回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
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  • [Remarks] バイオミネラリゼーション研究会

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/biomineral/

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  • [Remarks] 東大農学部分析化学研究室

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      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/analchem/

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  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/seiyu/

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  • [Remarks] バイオミネラリゼーション研究会ホームページ

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/biomineral/index.html#

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] マトリックスメタロプロテアーゼ活性阻害剤、皮膚外用剤、老化防止用皮膚外用剤、しわ防止用皮膚外用剤、慢性関節リウマチ及び他の疾患の治療又は予防剤2013

    • Inventor(s)
      鈴木道生、長澤寛道、前山薫、服部文弘
    • Industrial Property Rights Holder
      鈴木道生、長澤寛道、前山薫、服部文弘
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-138863
    • Filing Date
      2013-07-02
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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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