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ナノ材を抗原とする抗体の発見から展開する分子標的有機ナノ結晶粒子のワンポット合成

研究課題

研究課題/領域番号 16K14483
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関東北大学

研究代表者

梅津 光央  東北大学, 工学研究科, 教授 (70333846)

連携研究者 松井 淳  山形大学, 理学部, 准教授 (50361184)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード生体分子 / 生体機能利用 / ナノ材料
研究成果の概要

ナノサイズの蛍光性有機結晶はバイオイメージングにとって魅力的である。しかし、蛍光分子の基本骨格は疎水性であるため作製したナノ結晶が水溶液中で分散しにくいことや、結晶表面に抗体などの分子標的機能を付与させる汎用的方法がないことから、ほとんど利用されていない。本研究では、水に親和な蛋白質フォーマットをもつ材料結合性タンパク質を開発し、そのタンパク質を足場として材料表面とバイオ分子を架橋するインターフェイス構造を設計することで、有機ナノ結晶へ簡便に分子標的機能を持たせられるプロセスを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機蛍光分子の結晶粒子は、分子の配向構造によっては輝度・寿命が飛躍的に向上し、発光波長も変化させることができるが、蛍光分子の基本骨格は疎水性であるため作製したナノ結晶は水溶液中では分散しにくく、結晶表面に抗体などの分子標的機能を付与させる汎用的方法がない。本研究の成果より、特定の有機材料表面に吸着できるペプチドやタンパク質を取得することによって、有機ナノ素材の物性を変化させることができ、有機ナノ材および有機界面のバイオイメージングやセンシングへの展開範囲を拡張させることができた。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Use of a Phage-Display Method to Identify Peptides that Bind to a Tin Oxide Nanosheets2018

    • 著者名/発表者名
      Nakazawa Hikaru、Seta Yasuko、Hirose Tatsuya、Masuda Yoshitake、Umetsu Mitsuo
    • 雑誌名

      Protein & Peptide Letters

      巻: 25 号: 1 ページ: 68-75

    • DOI

      10.2174/0929866525666171206114429

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact in stability during sequential CDR grafting to construct camelid VHH antibodies against zinc oxide and gold2018

    • 著者名/発表者名
      Saito Ryota、Saito Yutaro、Nakazawa Hikaru、Hattori Takamitsu、Kumagai Izumi、Umetsu Mitsuo、Makabe Koki
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 164 号: 1 ページ: 21-25

    • DOI

      10.1093/jb/mvy016

    • NAID

      40021625279

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural considerations for functional anti-EGFR × anti-CD3 bispecific diabodies in light of domain order and binding affinity2018

    • 著者名/発表者名
      1.Asano R., Nagai K., Makabe K., Takahashi K., Kumagai T., Kawaguchi H., Ogata H., Arai K., Umetsu M., Kumagai I.
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 9 号: 17 ページ: 13884-13893

    • DOI

      10.18632/oncotarget.24490

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photosynthesis of colloidal Ag-AgCl nanoparticles mediated by Tilia sp. leachate, evaluation of their behaviour in liquid phase and catalytic properties2018

    • 著者名/発表者名
      Zuzana Konvickova, Veronika sova, Marek Kolencik, Teppei Niide, Gabriela Kratosova, Mitsuo Umetsu, and Jana Seidlerova
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science

      巻: 296 号: 4 ページ: 677-687

    • DOI

      10.1007/s00396-018-4290-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-throughput cytotoxicity and antigen-binding assay for screening small bispecific antibodies without purification2018

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Aruto、Umetsu Mitsuo、Nakazawa Hikaru、Niide Teppei、Asano Ryutaro、Hattori Takamitsu、Kumagai Izumi
    • 雑誌名

      JBB

      巻: - 号: 2 ページ: 31237-31239

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.02.007

    • NAID

      40021645320

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A semi high-throughput method for screening small bispecific antibodies with high cytotoxicity2017

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Aruto、Umetsu Mitsuo、Nakazawa Hikaru、Niide Teppei、Onodera Tomoko、Hosokawa Katsuhiro、Hattori Shuhei、Asano Ryutaro、Kumagai Izumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 2862-2873

    • DOI

      10.1038/s41598-017-03101-4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of camelid VHH bispecific constructs via in-cell intein-mediated protein trans-splicing2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shibuya, Natsuki Haga, Ryutaro Asano, Hikaru Nakazawa, Takamitsu Hattori, Daisuke Takeda Aruto Sugiyama, Reiko Kurotani, Izumi Kumagai, Mitsuo Umetsu, Koki Makabe
    • 雑誌名

      Protein Engineering, Design & Selection

      巻: 30 ページ: 15-21

    • DOI

      10.1093/protein/gzw057

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isomorphic coalescence of aster cores formed in vitro from microtubules and kinesin motors2016

    • 著者名/発表者名
      Kyongwan Kim, Aurelien Sicora; Hikaru Nakazawa, Mitsuo Umetsu, Wonmuk Hwang, Winfried Teizer
    • 雑誌名

      Physical Biology

      巻: 13 号: 5 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1088/1478-3975/13/5/056002

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Smart bio-design for hybrid protein molecules2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      UNIST seminar
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanobiotechnology from material-binding biomolecules for nanomaterial engineering2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      International Workshop on Advanced Smart Materials and Engineering for Nano- and BioTechnologies
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノとバイオをつなぐインターフェイスプロテイン2017

    • 著者名/発表者名
      梅津 光央
    • 学会等名
      第174委員会第59回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習へ向けた迅速な変異体群の作製と機能評価プロセスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      及川未早来、中澤光、二井手哲平、亀田倫史、斎藤裕、津田浩二、梅津光央
    • 学会等名
      バイオ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 抗体に代わる分子標的バイオ医薬フォーマットライブラリーの構築2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤智之、二井手哲平、中澤光、西羽美、亀田倫史、梅津光央
    • 学会等名
      バイオ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 低分子医薬の欠点を克服する医薬ペプチドの開発2017

    • 著者名/発表者名
      高橋拓人、二井手哲平、中澤光、今中洋行、梅津光央
    • 学会等名
      バイオ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Easy design of nano-oriented interface molecule on material chip: application of using substrate material binding protein for biosensing2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Miyaki , HikaruNakazawa , Takuma Sujino , and Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      The 13rd The Asian Congress on Biotechnology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 基板材料結合タンパク質を用いたナノデバイス指向インターフェイス分子開発2017

    • 著者名/発表者名
      宮木 達輝、中澤 光、筋野 拓馬、梅津 光央
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of material-binding proteins fused device to improve sensitivity of biosensor2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Miyaki , HikaruNakazawa , Takuma Sujino , and Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      International Conference On Nanomedicine And Nanobiotechnology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A high-affinity material-binding camel antibody: antibody engineering for one-step functionalization of material surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu, Takamitsu Hattori, Takeshi Nakanishi, Satoko Sawai, Shinsuke Kikuchi, Ryutaro Asano, Izumi Kumagai
    • 学会等名
      5th International Conference on Bio-Sensing Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 材料表面特異的抗体から発想するプラズモニック膜と多孔質膜のボトムアップ作製プロセス2017

    • 著者名/発表者名
      二井手 哲平, 真鍋 法義, 中澤 光・, 服部 峰充, 熊谷 泉, 梅津 光央
    • 学会等名
      化学工学会第82回年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学 (東京)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Protein engineering for interface design on inorganic nanomaterials2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      29th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2016)
    • 発表場所
      ANA Crowne Plaza Kyoto (Kyoto)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-12-27  

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