2017 Fiscal Year Research-status Report
アコヤガイ貝殻の方解石結晶の欠陥を制御する有機物ナノファイバーの形成機構の解明
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16K20995
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鈴木 道生 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (10647655)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | バイオミネラリゼーション / アコヤガイ / 方解石 / 真珠 / キチン / 炭酸カルシウム / ナノファイバー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本で真珠養殖に利用されるアコヤガイは稜柱層と真珠層という二層の炭酸カルシウムと有機物から成る貝殻をもっている。この貝殻の外側の層は外敵からの防御のために、成長が早く、割れにくい構造になっている。これは炭酸カルシウムに含まれる有機物ナノファイバーの働きによるものを考えられているが、その構成成分や機能については不明なことが多い。そこで、本研究により構成成分の同定および有機物ナノファイバーが割れにくい炭酸カルシウムを作り出すメカニズムを解明することを目的としている。
これまで申請者の研究により、有機物ナノファイバーにはキチンおよびキチンの分解酵素が含まれることが明らかとなった。キチン分解酵素処理を行ったキチンゲルを用いたin vitroの実験から、キチンファイバーがナノ化することが炭酸カルシウム結晶の欠陥を増幅することが明らかとなった。
さらにキチン分解酵素の阻害剤であるアロサミジンをアコヤガイの生体に注射したところ、稜柱層内のカルサイト結晶内部の有機物ファイバーが太くなり、炭酸カルシウムの稜柱を覆う有機物の枠組みの構造も非常に乱れた様子が観察された。この結果から、キチン分解酵素の作用が稜柱層内のキチンナノファイバーの形成に重要な役割をあることが明らかとなった。
これらの結果を踏まえて、さらに実際に阻害剤を加えた時の炭酸カルシウム結晶の硬度や靭性などの強度ががどうなったのか、また炭酸カルシウム結晶の内部の方位解析、元素分析などを進めて行きたいと考えている。
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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
in vivoでの実験であるキチン分解酵素の阻害剤を用いた実験を行い、実際に生体内でもキチン分解酵素が働き、稜柱層の形成に関与していることが明らかとなったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、阻害剤を用いた作った貝殻の強度や方位の解析、繊維の細さと結晶の内部に取り込まれた不純物などの局在解析を進めていきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
研究遂行に当たって、大学内の事務で年度末での予算の執行状況に混乱が生じていた。そのため、予算を適正に使用することが今年度は難しい部分を次年度に繰り越すことにした。次年度において、実験に必要な消耗品や学会発表などの旅費に使用する予定である。
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