バイオミネラリゼーションにおけるアラゴナイトの双晶密度制御機構の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K19020
• Research Institution: The University of Tokyo
• 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), 教授 (10647655)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 大河 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90867508)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: バイオミネラリゼーション / アラゴナイト / 双晶 / 欠陥

Outline of Annual Research Achievements

炭酸カルシウムのアラゴナイト結晶は双晶と呼ばれる、結晶内のカルシウムと炭酸の原子配置が反転した現象が起こり易いことが知られている。この双晶の密度が貝殻の種類によって厳密に制御されていることから、貝殻に含まれる何らかの有機分子が双晶の密度や方向の制御に重要であると考えられた。そこで、双晶の密度の高い貝殻および双晶の密度の低い貝殻から有機分子を抽出し、in vitroのアラゴナイト結晶形成実験を行うことで、双晶の形成に重要な因子を特定する研究を行う。
2021年度はコロナの影響もあり、研究のスタートアップのみを行った。まずはアラゴナイト結晶を形成するための基盤の作製を試みた。鉱物試料として販売されているモロッコ産のアラゴナイト結晶を購入し、柱状構造を樹脂に包埋した。包埋した柱に対して、精密切断機を用いて、完全に垂直に切断した。このように切断することで{001}の面を表出させた基盤を作成することができる。この基盤に対してアラゴナイト結晶を合成することが重要となる。
また合成したアラゴナイト結晶を基盤から剥がし、XRDにて双晶の密度を定量化するために、まずはXRDの測定の条件の検討を行った。2021年度に新たに購入したXRDで装置のセッティングから行う予定だったが、半導体不足の影響により装置が5月に納入されたため、2022年度にセッティングを開始する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナの影響により研究を遂行予定であった大学院生が入国ができておらず、準備実験や予備実験を進めることしかできていない。また、世界的な半導体不足の影響も重なり装置の導入、セッティングにまで遅延が見られたことから2021年度の研究計画は遅れていると判断せざるを得ない。

Strategy for Future Research Activity

2021年度は基盤の準備と新たな装置のセッティングの開始をするだけであったため、2022年度は実際のサンプルを用いたXRD測定、アラゴナイト基盤を用いたin vitroのアラゴナイト合成実験、TEMを用いた内部構造の観察など、具体的な研究を進めていく予定である。

Causes of Carryover

コロナウィルスの影響により研究を主に担当する大学院生が入国できていないことと装置の調整の遅れから、実験のメインとなるところが進んでいないため、次年度に使用予定とした。