2014 Fiscal Year Annual Research Report
材料科学からアプローチするバイオクレプティックス
Publicly Offered Research
| Project Area | Innovative Materials Engineering Based on Biological Diversity |
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| Project/Area Number |
25120512
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
出口 茂 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, 研究開発センター長 (40344296)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | セルラーゼ / セルロース / ナノファイバー / バイオセンシング / 深海 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SPOT（Surface Pitting Observation Technology）と呼ばれる、従来法とは異なる原理に基づいたセルラーゼ活性のセンシング手法を開発した。本手法はセルロースナノファイバーからなるヒドロゲルを基質に用い、ゲル表面に数十pLのセルラーゼ溶液を滴下した際に加水分解によって形成されるピットの体積を指標としてセルロースの酵素加水分解をセンシングする。
平成25年度の研究で、SPOTによるセルラーゼ活性検出機構を解明するためには、測定の時間分解能を向上させる必要があることが明確になった。そこで平成26年度は高速スキャンを特徴とする3D顕微鏡を用いた新たな実験システムを構築した。新システムでは、試料ステージ上に設置したナノファイバー基板の温度制御を可能にしたことに加えて、基板からの水の蒸発とそれに伴う基板表面の変形を抑制するための加湿チャンバーを構築した。ゼラチン／プロテアーゼを新たなモデル系に用いた実験では、４つのピットの体積を約20秒程度で測定可能であり（従来システムでは１つのピットの体積測定に約５分）、測定の時間分解能を大幅に向上させることに成功した。加えて酵素の基板中における拡散、基板との反応、さらには基板の幾何学形状を合わせて考慮した数理モデルを構築し、その数値シミュレーションによってピット形成メカニズムを再現することにも成功した。
また平成25年度までに、SPOTを用いて深海環境から単離したセルラーゼ生産菌GE09株からセルラーゼ遺伝子をクローニングした。平成26年度は組換え酵素のキャラクタリゼーションを行い、低温での活性（10℃から活性が認められ35℃で活性消失）や添加塩濃度に依存した比活性の上昇など、深海環境に適応した酵素であることを示唆する知見を得た。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(15 results)
