| 研究課題/領域番号 |
19K22322
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
都木 靖彰 北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (10212002)
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| 研究分担者 |
柚木 俊二 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第二部バイオ応用技術グループ, 上席研究員 (20399398)
成田 武文 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第二部バイオ応用技術グループ, 研究員 (20640056)
畑山 博哉 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第二部バイオ応用技術グループ, 副主任研究員 (80614552)
浦 和寛 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (90360940)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 魚類コラーゲン / 大直径コラーゲン線維 / 組織工学 / 細胞足場マトリクス / 水産加工副生物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
チョウザメ浮袋Ⅰ型コラーゲン（ＳＢＣ）がもつ，生体外で迅速に線維核を形成してミクロンオーダーの大直径コラーゲン線維（バンドル）にまで成長する特異性状を利用して，そのメカニズムを生体外で解明することで普遍的生命現象である『コラーゲンバンドルが複雑かつ合理的な構造で生体組織を3次元的に支え，動物が一定以上のサイズに成長するメカニズム』の本質に迫る。またＳＢＣバンドルの細胞機能活性化能を解明して，魚類コラーゲンが組織工学用の高強度細胞足場マトリクス合成に応用可能であることを証明する。魚類コラーゲンを用いたマトリクスが実用化されれば，水産加工副生物の新規利高収益型利用が開拓されることとなる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では魚類コラーゲン（SBC）を用いることで，ミクロンレベルの大直径コラーゲン線維の成長機構を直接観察するためのAFM観察，デジタルマイクロスコープ観察技術，NaCl濃度やPB濃度によるバンドル形成と細い線維の形成の制御技術を開発した。またSBC線維，分子上の細胞の遺伝子発現を変化させる情報の入り口が細胞接着部にある可能性を示した。今後これらの技術を用いることでバンドル形成機構をさらに詳細に検証できる。また，細胞とコラーゲン線維との接着装置であるインテグリンとその後の情報伝達経路を線維と分子で比較することで，線維への接着が遺伝子発現を制御する機構の解明が実現する可能性がある。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は魚類コラーゲンを用いることで生体内のコラーゲンバンドル形成機構を解明し，普遍的生命現象である『コラーゲンバンドルが複雑かつ合理的な構造で組織を3次元的に支え，動物が一定以上のサイズに成長するメカニズム』の本質に迫れる可能性を示した。加えて魚類コラーゲンのバンドルを用いればこれまで実現できなかった高強度コラーゲンマトリクスを用いた「本物の組織」を作る人工マトリクスの実用化につながる可能性を示したもので，人工ポリマーを用いる現在の再生医療のパラダイムシフトを引き起こす可能性を秘める技術である。これに成功すれば，再生医工学において我が国独自の領域を創ることができ，その飛躍的発展も望める。
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