2013 Fiscal Year Research-status Report
軟体動物貝殻の炭酸カルシウム結晶の形態と欠陥を制御する有機基質の探索と機能解析
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25850078
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鈴木 道生 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (10647655)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | バイオミネラリゼーション / アラゴナイト / アコヤガイ / 真珠層 / 稜柱層 / カルサイト / 靭帯 / 石灰化 |
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| Research Abstract |
軟体動物の貝殻は炭酸カルシウムと少量の有機物から構成されるバイオミネラルである。貝殻内の炭酸カルシウムはそこに含まれる少量の有機物によって結晶の形態や方位が制御され、無機的な環境には存在しない特徴的な構造を有している。これまで貝殻からは多くの基質タンパク質の存在が明らかにされ、石灰化への関与が示唆されてきたが、炭酸カルシウム結晶の形態や結晶欠陥の制御をする有機基質については未だ明らかにされていない。そこで、本研究では結晶形態と欠陥に非常に大きな特徴を有する貝殻微細構造に着目し、その形態と欠陥を制御する有機質の探索と機能解析を行うことを目的とした。
今年度においては、アコヤガイ貝殻靭帯部から石灰化を制御する因子であるペプチドであるLICP-1を、靭帯のアラゴナイト結晶の内部より見出し、逆相HPLCにより単離、精製、構造機能解析を行った。LICP-1は10残基のアミノ酸から成り、N末端にピログルタミン酸を有する酸性ペプチドであった。LICP-1は石灰化阻害活性を有し、炭酸カルシウム結晶と相互作用することが分かり、また結晶形成実験においてはアラゴナイト結晶の柱の伸長を抑制する効果があることが示唆された。また、LICP-1の遺伝子のクローニングを行い、LICP-1のcDNA配列の全長を明らかにした。LICP-1の後半には塩基性のペプチドであるLICP-2もコードされていたが、この役割は不明である。またLICP-1は靭帯に接するmantle isthmusにおいて発現が確認され、靭帯の形成に関与することが示された。このような酸性の低分子ペプチドが貝殻の微細構造に含まれることを示したことは、本研究が初めてのことであり、石灰化の機能解明に向けて新たな知見を与えるものである。
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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
当初の予定の通り、二枚貝靭帯部の結晶内部より新規の有機基質である酸性ペプチドLICP-1を見出し、その構造機能解析まで行うことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
LICP-1およびほかの因子を二枚貝靭帯部より明らかにし、靭帯形成のメカニズムを明らかにする。いくつかの成果においては特許が取得可能な成果も出てきたため、それに合わせた機能解析を行い、特許の取得も行いたいと考えている。
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[Journal Article] The diversity of shell matrix proteins: genome-wide investigation of the pearl oyster Pinctada fucata.2013
Author(s)
Hiroshi Miyamoto, Hirotoshi Endo, Naoki Hashimoto, Kurin Iimura, Yukinobu Isowa, Shigeharu Kinoshita, Tomohiro Kotaki, Tetsuji Masaoka, Takumi Miki, Seiji Nakayama, Chihiro Nogawa, Atsuto Notozawa, Fumito Ohmori, Isao Sarashina, Michio Suzuki et al.
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Journal Title
Zoological Science
Volume: 30
Pages: 801-816
DOI
Peer Reviewed
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