| 研究課題/領域番号 |
20H02542
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
丸山 達生 神戸大学, 工学研究科, 教授 (30346811)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 低分子 / ペプチド / ゲル / 生物機能 / 刺激応答 / 自己組織化 / 超分子 / バイオマテリアル / ペプチド脂質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、実用性を踏まえたゲル領域に「低分子ゲル（ハイドロゲル）」の分野を確立すべく、従来の高分子ゲル・無機物ゲルとは一線を画した「低分子ゲルならではの特長およびその機能性」を実証する。特に、低分子ゲル化剤の分子構造とゲル特性および機能性との関連を明らかにし、低分子ゲル化剤の分子設計をもとにその機能を予測可能にする。最終的には、合理的な分子デザインおよび機能化を包含した「低分子ゲル機能化の学理」を明らかにし、ゲル分野における「低分子ゲル」領域の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では機能集積低分子ハイドロゲルを開発した。例として、pH7よりわずかに酸性側でゲル化する低分子ゲル化剤を開発した。このゲル化剤は、がん細胞であるHeLa細胞等の細胞内pHが低い細胞を選択的に殺傷した。他にも、ペプチド脂質型ゲル化剤と異なる、N-アセチル化ペプチド型低分子ゲル化剤も開発した。このゲル化剤はア疎水性抗菌剤と一緒に自己組織化し、プロテアーゼを分泌する真菌のみに対して選択的な抗菌性を低分子ゲルに作り出すことに成功した。アミノ酸配列および付随する分子骨格を適切にデザインすることで、得られるゲルの特性・機能を一定程度制御可能であり、かつ合理的に予測可能になってきた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水をゲル化可能な低分子ゲル化剤の開発はこれまで偶発的な発見に大きく依存してきた。本研究では、低分子ゲル化剤の分子構造を合理的に設計すれば水をゲル化可能なゲル化剤が開発可能であることを示した。一方、低分子ゲル化剤の細胞毒性はアシル鎖に起因していることを示唆し、細胞毒性を制御した低分子ゲル化剤を設計可能であることも示した。また低分子ゲルの機能化については、低分子ゲル化剤分子を直接機能化する方向性と低分子ゲル化剤が形成する自己組織体に別の機能性分子を包埋させ機能化する方向性を提案し、実証した。これらの知見および分子設計指針は、低分子ゲルならではの特徴を活かした新規材料開発につながると期待される。
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