2023 Fiscal Year Annual Research Report
天然および人工の有機・無機接着界面から発想する新たなバイオベース固化技術の創出
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21H03627
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
中島 一紀 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50540358)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川崎 了 北海道大学, 工学研究院, 教授 (00304022)
五十嵐 健輔 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (90759945)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | バイオセメント / 天然高分子 / イガイ接着タンパク質 / 刺激応答性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は，本研究の研究目的である，（A）有機-無機ハイブリッドを組み込んだ高強度バイオセメント，および（B）粒子凝集と鉱物化のコントロールが可能なインテリジェントバイオ固化，を達成するため，以下の項目(1)～(3)を中心として研究を行った。
(1)機能性フュージョンタンパク質の創製と有機-無機ハイブリッドへの応用： 機能性シリカ重合酵素を作製し，天然多糖であるキトサンゲルとシリカからなるハイブリッド材料の作製に成功した。ソフトなマテリアルであるキトサンゲルの表面にシリカをコーティングすることでより剛直な材料に改変できることが明らかとなった。また，この異種界面接合技術を応用することで，ハイブリッドバイオセメント材料が開発できると期待される。
(2)シリカ重合酵素を用いたバイオシリカ積層法の開発： シリカ重合酵素がシリカに結合する性質を利用した新たなLayer-by-layer（LbL）法について検討を行った。積層回数が増えるにつれシリカ層の厚みが増大し，Layer数を変えることで固化強度のコントロールが可能であることが示唆された。また，有機基板結合性シリカ重合酵素を用いることで，プレート上でのシリカ積層が可能であることも示された。
(3)イガイ接着タンパク質を接着分子としたインテリジェントハイブリッド固化： 機能性イガイ接着タンパク質を開発し，外部刺激（酵素）に応答して接着性が増加するシステムを開発した。このタンパク質は酸化鉄と有機物を複合化する機能もあるため，ハイブリッド固化における接着剤として利用できることが分かった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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