2007 Fiscal Year Annual Research Report
有機・無機相互作用解析によるバイオミネラリゼーションの制御機構の解析
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17GS0311
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長澤 寛道 The University of Tokyo, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (60134508)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小暮 敏博 大阪大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (50282728)
都木 靖彰 北海道大学, 大学院・水産科学研究院, 教授 (10212002)
作田 庄平 大阪大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (80192087)
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| Keywords | バイオミネラリゼーション / 石灰化 / 有機基質 / 炭酸カルシウム / 結晶成長 / 生理活性 / 自己組織化 / 生理学 |
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| Research Abstract |
主な成果は以下のとおりである。
1)アコヤガイの真珠層からアラゴナイトに特異的に結合する基質タンパク質(Pif)を同定した。遺伝子解析の結果、2つのタンパク質(Pif 80,Pif 97)をコードしており、翻訳後に切断されることがわかった。RNAiによって発現を抑制すると、貝殻形成速度は遅くなり、正常な構造を形成できないことがわかった。また、Pifを含む画分を部分精製し、in vitroで炭酸カルシウム結晶化を行ったところ、アラゴナイト結晶を誘導することがわかったことから、Pifが真珠層形成に必須であることがわかった。
2)円石藻によるココリス形成のメカニズムを調べるために、人工海水中のカルシウム濃度を変えて培養したところ、低カルシウム濃度下ではココリスのカルシウム量が少なくなり、細いリングしか作れないことがわかった。天然海水の1/2のカルシウム濃度の人工海水中で培養した藻体からココリスを取り出し、SEMおよびTEM観察したところ、ココリス形成の初期には結晶はできておらず、アモルファス状熊であり、その後に結晶化することが示唆された。
3)アメリカザリガニの胃石および外骨格はアモルファス炭酸カルシウムで作られている。このアモルファス状熊を維持するためにはリンを含む化合物が存在することが重要だと推定されていたことから、実際にリン含有化合物を抽出精製した。その結果、主要な化合物としてホスホエノールピルビシ酸おまび3-ホスホグリセリン酸を同定することができた。これらの化合物は、in vitroの石灰化実験において生体内に近い濃度でアモルファス状を維持できることが示されたことから、実際に生体内でもアモルファス炭酸カルシウムの維持に寄与していることが推定された。
4)ニジマスの耳石中に含まれる糖タンパク質を同定し、アラゴナイト結晶誘導に関係している可能性を示した。
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