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自己組織化ペプチドによる細胞-エレクトロニクス材料界面の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H01795
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

大河内 美奈  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70313301)

研究分担者 田中 祐圭  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (60533958)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワードペプチド / 細胞界面 / 細胞計測 / ナノシート / ナノシート材料 / ナノバイオ / ナノ材料
研究成果の概要

二次元原子薄膜材料は、高速かつ高感度にシグナルを取得できる次世代エレクトロニクス材料として注目され、材料特性を損なわないバイオ界面の構築が課題となっている。本研究では、自己組織化ペプチドによる細胞-バイオデバイス界面の設計を目的として、細胞およびエレクトロニクス材料に対して親和性を発揮するペプチドを探索した。それらの複合ペプチドを作製してその溶液を滴下するだけで、特定の材料表面に自己組織的に細胞認識界面を構築した。このペプチド界面は様々な細胞種に利用でき、イメージングや検出が可能である他、標的対象に合わせてペプチド配列を変えることで、多様な検出ターゲットの捕捉に利用できることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ペプチドの自己組織化により特定の材料表面に選択的に生体分子や細胞の認識界面を構築でき、電気化学的な細胞計測に利用することが可能となった。このようなエレクトロニクス材料表面における細胞認識界面の構築により、電気化学的な刺激に対する細胞応答計測も可能となることが示唆された。また、標的対象に合わせてペプチド配列を変えることにより、細菌、ウイルス、生体膜小胞をはじめ、様々な分子に対する認識界面を構築することが可能であり、センサー界面の構築法として有用であることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Sheffield/University of Leeds(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Chung-Ang University(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Leeds(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Chung-Ang University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Assemblies of bi-functional peptides on pyrolytic graphite for cell adhesion2021

    • 著者名/発表者名
      Tatematsu Soichiro、Ohnishi Tomoko、Saito Shogo、Tanaka Masayoshi、Hayamizu Yuhei、Okochi Mina
    • 雑誌名

      Biochemical Engineering Journal

      巻: 170 ページ: 107988-107988

    • DOI

      10.1016/j.bej.2021.107988

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microfluidic-based capture and release of cancer-derived exosomes via peptide?nanowire hybrid interface2021

    • 著者名/発表者名
      Suwatthanarak Thanawat、Thiodorus Ivan Adiyasa、Tanaka Masayoshi、Shimada Taisuke、Takeshita Daiki、Yasui Takao、Baba Yoshinobu、Okochi Mina
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 21 号: 3 ページ: 597-607

    • DOI

      10.1039/d0lc00899k

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of cancer-cell migration by tetraspanin CD9-binding peptide2021

    • 著者名/発表者名
      Suwatthanarak Thanawat、Tanaka Masayoshi、Miyamoto Yoshitaka、Miyado Kenji、Okochi Mina
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 40 ページ: 4906-4909

    • DOI

      10.1039/d1cc01295a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proteomic Exploration of Membrane Curvature Sensors Using a Series of Spherical Supported Lipid Bilayers2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Masayoshi、Komikawa Takumi、Yanai Kentaro、Okochi Mina
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 92 号: 24 ページ: 16197-16203

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.0c04039

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Array-Based Screening of Silver Nanoparticle Mineralization Peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Masayoshi、Saito Shogo、Kita Reo、Jang Jaehee、Choi Yonghyun、Choi Jonghoon、Okochi Mina
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 7 ページ: 2377-2377

    • DOI

      10.3390/ijms21072377

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Peptide array-based inhibition ELISA for evaluating antigenicity in infant formulas2020

    • 著者名/発表者名
      Kubo Chisato、Kurimoto Masaki、Tanaka Masayoshi、Ochi Hiroshi、Abe Fumiaki、Okochi Mina
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 130 号: 4 ページ: 374-381

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.06.010

    • NAID

      40022381075

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic Screening and Deep Analysis of CoPt Binding Peptides Leads to Enhanced CoPt Nanoparticles Using Designed Peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Jarrald Rosie M.、Liang Alvin Aw W.、Rawlings Andrea E.、Tanaka Masayoshi、Okochi Mina、Staniland Sarah S.
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 31 号: 8 ページ: 1981-1994

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.0c00348

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A bioinspired peptide matrix for the detection of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT)2020

    • 著者名/発表者名
      Komikawa Takumi、Tanaka Masayoshi、Yanai Kentaro、Johnson Benjamin R.G.、Critchley Kevin、Onodera Takeshi、Evans Stephen D.、Toko Kiyoshi、Okochi Mina
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: 153 ページ: 112030-112030

    • DOI

      10.1016/j.bios.2020.112030

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Screening and characterisation of CdTe/CdS quantum dot-binding peptides for material surface functionalisation2020

    • 著者名/発表者名
      Suwatthanarak Thanawat、Tanaka Masayoshi、Minamide Taisuke、Harvie Andrew J.、Tamang Abiral、Critchley Kevin、Evans Stephen D.、Okochi Mina
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 10 号: 14 ページ: 8218-8223

    • DOI

      10.1039/d0ra00460j

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Peptide-Functionalized Quantum Dots for Rapid Label-Free Sensing of 2,4,6-Trinitrotoluene2020

    • 著者名/発表者名
      Komikawa Takumi、Tanaka Masayoshi、Tamang Abiral、Evans Stephen D.、Critchley Kevin、Okochi Mina
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: - 号: 5 ページ: 1400-1407

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.0c00117

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Peptide Screening from a Phage Display Library for Benzaldehyde Recognition2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Masayoshi、Minamide Taisuke、Takahashi Yuta、Hanai Yosuke、Yanagida Takeshi、Okochi Mina
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 8 ページ: 978-981

    • DOI

      10.1246/cl.190318

    • NAID

      130007687695

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 単層MoS2の発光解析による破骨細胞活性の評価2021

    • 著者名/発表者名
      梅井美和子、渡邉健一、中村慶己、田中祐圭、早水裕平、大河内美奈
    • 学会等名
      電気化学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ペプチドを用いた近赤外光を吸収する三角金ナノプレート合成2021

    • 著者名/発表者名
      桐木友花、田中祐圭、大河内美奈
    • 学会等名
      電気化学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 脂質膜被覆球形 SiO2粒子を活用した大腸菌由来生体膜曲率認識タンパク質の探索2021

    • 著者名/発表者名
      三宅貴大、上野佑、田中祐圭、大河内美奈
    • 学会等名
      電気化学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Peptide-nanowire interface for capture and release of cancer-derived exosomes2021

    • 著者名/発表者名
      スワッタナーラック タナワット、チオドル ス イワン、田中祐圭、嶋田泰佑、竹下大樹、安井隆雄、馬場嘉信、大河内美奈
    • 学会等名
      電気化学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 曲率を制御した人工生体膜によるがん細胞由来の曲率認識タンパク質の網羅的探索2021

    • 著者名/発表者名
      田中 祐圭、児美川 拓実、大河内 美奈
    • 学会等名
      化学工学会第86年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 単層二硫化モリブデンを用いた破骨細胞のプロトン放出計測2020

    • 著者名/発表者名
      渡邉健一、手塚沙也可、野口紘長、田中祐圭、早水裕平、大河内美奈
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Screening of CdTe quantum dot-binding peptides for quantum dot-antibody bioconjugation2019

    • 著者名/発表者名
      Thanawat Suwatthanarak, Daisuke Minamide, Masayoshi Tanaka, Andrew Harvie, Abiral Tamang, Kevin Critchley, Stephen D Evans, Mina Okochi
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of peptide interface on highly oriented pyrolytic graphite substrate to observe the cytoplasmic face of cell membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Shogo Saito, Soichiro Tatematsu, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強固な細胞接着能を有する材料構築に向けた短鎖化ペプチド設計2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤彰吾、立松宗一郎、Lee Hua-Yun、田中祐圭、大河内美奈
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第40回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ペプチドアレイを反応基盤とした、ミルク抗原ペプチド検出技術の開発2019

    • 著者名/発表者名
      久保智里、栗本昌樹、田中祐圭、越智浩、阿部文明、大河内美奈
    • 学会等名
      第71回 日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光学的特性を選択可能な金ナノ粒子グリーン合成ペプチドの効率的探索2019

    • 著者名/発表者名
      田中祐圭、林美伶、高橋雄太、大河内美奈
    • 学会等名
      第71回 日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 爆発性芳香族化合物の簡便・迅速な検出に向けたTNT認識ペプチド修飾量子ドットの作製2019

    • 著者名/発表者名
      児美川拓実、Abiral Tamang、田中祐圭、Kevin Critchley、Stephen Evans、大河内美奈
    • 学会等名
      第71回 日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] TNT認識ペプチド修飾量子ドットを用いた爆発物の迅速検出2019

    • 著者名/発表者名
      児美川拓実、Abiral Tamang、田中祐圭、Kevin Critchley、Stephen Evans、大河内美奈
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第39回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mineralization peptide screening for one-pot gold nanoparticle syntheses2019

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Tanaka、Mina Okochi
    • 学会等名
      ICPAC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Detection of individual cells using a peptide-functionalized2019

    • 著者名/発表者名
      Mina Okochi
    • 学会等名
      The Second International Workshop by the 174th Committee JSPS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Biosensing using the functional peptide probes screened by peptide array2019

    • 著者名/発表者名
      Mina Okochi
    • 学会等名
      第65回化学センサ発表会(台湾とのジョイントセッション)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 薄層グラファイト上への細胞膜結合性ペプチド界面の構築2018

    • 著者名/発表者名
      立松宗一郎、田中祐圭、大河内美奈
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高感度検出に向けたペプチド修飾ポアセンサの開発2018

    • 著者名/発表者名
      服部翔太、田中祐圭、有馬彰秀、筒井真楠、谷口正輝、大河内美奈
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細菌結合性ペプチドの探索とZnO表面へのone-pot修飾による細菌捕捉界面の構築2018

    • 著者名/発表者名
      田中祐圭、イルファハヌンハルリサ、高橋雄太、大河内美奈
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] TNT抗体フラグメントを用いた爆発性化合物の検出2018

    • 著者名/発表者名
      大河内 美奈、児美川 拓実、矢内 健太郎、Wang Jin、田中 祐圭、小野寺 武、都甲 潔
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 複合ペプチドによる細胞ーナノ材料界面の構築2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤彰吾、立松宗一郎、田中祐圭、大河内美奈
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第38回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Screening of peptides binding to cancer-derived exosomes from EWI-2 protein2018

    • 著者名/発表者名
      Thanawat Suwatthanarak, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi
    • 学会等名
      The 24th Symposium of Young Asian Biological Engineers’ Community
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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