| 研究課題/領域番号 |
18K06142
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43030:機能生物化学関連
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| 研究機関 | 沖縄科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
中島 啓介 沖縄科学技術大学院大学, マリンゲノミックスユニット, スタッフサイエンティスト (10422924)
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| 研究分担者 |
今井 友也 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (90509142)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 無細胞タンパク質合成系 / 膜タンパク質 / セルロース合成酵素 / セルロース / インビトロ合成 / ホヤ / カタユウレイボヤ / 無細胞発現 / 被嚢動物 / 無細胞タンパク発現 / 結晶繊維 / 結晶多形 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、望みの形状のセルロース結晶繊維をつくること（オンデマンド人工合成）を目指した。まず、昆虫細胞抽出液を用いて、分子量200kDa超のホヤセルロース合成酵素を合成する無細胞反応系を樹立した。膜タンパク質である合成酵素は、適当な疎水性環境が近傍になければ合成直後に凝集して失活する。そこで、種々の人工的疎水環境を反応系に組み込み、無細胞合成産物の８割がリン脂質環境に取り込まれる条件を見出した。放射性同位元素を用いて基質の取込み活性を高感度・迅速・定量的に評価する系を立ち上げ、合成至適条件を検討した。その反応産物を電子顕微鏡・赤外分光・電子線回折等で分析し、セルロース結晶繊維の合成を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来、植物由来のセルロースが木材・パルプ繊維として利用されることが主であったが、近年はそれを結晶繊維のレベルで新たな機能を発現させた高付加価値の新資源として利用する試みがなされている。天然物であるセルロースの結晶繊維は、物性を左右する諸性質（太さ・長さ・単位胞組成など）が不均一であり、それが生合成の過程でどのように制御されているかは不明である。そのしくみを解明し、活用することで、新たなセルロース利用が可能になる。本研究は、自然界で唯一単位胞レベルで均質な結晶繊維をつくる生物であるホヤのセルロース合成酵素に着目し、望みの性状の結晶繊維を創ること（セルロースのオンデマンド人工合成）を目指した。
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