2015 Fiscal Year Research-status Report
非天然アミノ酸導入による機能・強度・形態を制御したシルク材料の創製研究
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15K07800
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| Research Institution | 国立研究開発法人農業生物資源研究所 |
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Principal Investigator |
寺本 英敏 国立研究開発法人農業生物資源研究所, 新機能素材研究開発ユニット, 主任研究員 (60391562)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉田 靖 信州大学, 繊維学部, 教授 (70370666)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バイオテクノロジー / 非天然アミノ酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、4-アジドフェニルアラニン（AzPhe）等の非天然アミノ酸導入によってシルク由来材料の機能・強度・形態を制御できることを実証すると同時に、手法の限界を探り、実用化ターゲットを決定することを目的とする。本年度は、主に以下３点の成果を得た。
（１）AzPhe導入シルクから、糸・フィルム・スポンジ材料を作製し、それらのクリック反応性を評価した。反応には蛍光分子を用い、反応後の各材料の蛍光発色を観察した。その結果いずれの材料形態においても、適切な洗浄処理を経ることにより、AzPhe導入シルクが通常シルクよりも十分に強い蛍光を発することを確認した。この結果から、固形材料中であっても、その材料形態によらず、アジド基選択的にクリック反応が進行することが分かった。
（２）AzPhe導入フィルムに細胞接着性RGDペプチドもしくは親水性PEG鎖をクリック反応で結合させ、それらが細胞付着性に及ぼす影響を評価した。その結果、RGDペプチドの結合による効果は明確には見られなかったものの、PEG鎖を結合させたフィルムでは付着細胞数の低下が見られた。PEG鎖結合フィルムでは表面接触角の低下が見られたことから、フィルム表面の親水性向上が付着細胞数を低下させたと推察した。
（３）AzPhe導入シルク（糸およびフィルム）に紫外線を照射することで、アジド基が光反応し、クリック反応性が消失することを確認した。紫外線照射後のAzPhe導入シルク糸の引張物性を測定したところ、通常シルク糸および紫外線照射していないAzPhe導入シルク糸と違いは見られなかった。また、AzPhe導入シルク（糸およびフィルム）に部分的に紫外線を照射した後にクリック反応を行うことにより、蛍光分子をパターニングできることを明らかにした。フィルムを用いた場合では、数十μm程度スケールの微細パターンの作製に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
AzPheを導入したシルクから、アジド基の反応性を損なうことなく、糸・フィルム・スポンジの各材料形態へ加工できることを確認した。また、いずれの形態においても、クリック反応による機能分子の結合が可能であることを明らかにした。さらに、紫外線を照射して部分的にアジド基のクリック反応性を消失させることにより、機能分子を微細パターニングできることも見出した。これらの成果を原著論文として発表した。
AzPhe導入シルクフィルムに対し、細胞の付着性に影響を与えると考えられた機能分子を結合させ、シルクフィルムへの細胞付着性を低下させられることも見出した。この成果についても、原著論文（短報）として発表した。
以上のことから、研究計画は順調に進展していると判断した。一方で、AzPhe導入シルクフィルムへのRGDペプチドの結合による細胞付着性の向上は確認できず、次年度以降のさらなる検討が必要な課題もあった。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、以下の３点を中心に研究を進める。
（１）二官能性クリック反応試薬をAzPhe導入シルクと反応させ、水溶液のゲル化挙動等に及ぼす影響を解析する。
（２）AzPhe導入フィルムに部分的に紫外線を照射してアジド基のクリック反応性を失わせることにより、細胞の凝集状態等をシルクフィルム上で二次元的に制御できるか検討する。
（３）AzPhe導入シルクフィルムへのRGDペプチドの結合について、昨年度とは異なる反応試薬を用いた検討を実施し、細胞付着性の向上効果を解析する。
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| Causes of Carryover |
物品の購入を効率的に行った結果わずかな残額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の消耗品購入等にあてる。
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Research Products
(7 results)
