| 研究課題/領域番号 |
21H01727
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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 | 長浜バイオ大学 (2022-2023)
名古屋大学 (2021) |
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研究代表者 |
石川 聖人 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (70750602)
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| 研究分担者 |
神谷 典穂 九州大学, 工学研究院, 教授 (50302766)
堀 克敏 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50302956)
南畑 孝介 九州大学, 工学研究院, 助教 (90648586)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
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| キーワード | ナノファイバータンパク質 / タンパク質ポリマー / タンパク質繊維素材 / SpyCatcher/SpyTag / タンパク質性繊維素材 / ナノファーバータンパク質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
紡績では、短い繊維同士を互いが絡みつくよう一体化させて糸にする。本研究では、細菌性ナノファイバータンパク質AtaAを一体化し糸にする技術基盤の開発、すなわち、AtaAの分子紡績の技術基盤の開発を目指す。AtaA組換えタンパク質の末端に共有結合形成を促進するペプチド配列を導入し連結することで多量化する。導入するペプチドタグ・リンカー配列、反応条件を最適化することで糸状にすることを試みる。柔軟かつ強靭という力学特性を有するAtaAを基盤材料にすることにより新規繊維素材の開発につなげる。
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| 研究成果の概要 |
紡績では、短い繊維同士を互いが絡みつくよう一体化させて糸にする。本研究では、細菌性ナノファイバータンパク質AtaAを一体化し糸にする技術基盤の開発、すなわち、AtaAの分子紡績の技術基盤の開発を目的とした。AtaA組換えタンパク質の力学特性解析を実施し、強固なドメインを特定した。AtaA組換えタンパク質の末端に共有結合形成を促進するペプチド配列や、SpyCatcher/SpyTagを導入することでAtaAの多量化を実現した。連結反応を検討し、より大きな構造体を作るための条件を見出した。ファイバー状のタンパク質を精製し、それらを共有結合でつないで大きな構造体にするための基礎的知見を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
脱炭素社会の実現に向け、再生可能な資源に由来する繊維素材の需要が高まっている。例えばクモ糸は鋼鉄の4倍の強度を持ちながらも柔軟な繊維として期待され、人工クモ糸の研究開発がされている。ただし、人工クモ糸だけで、石油を原料とする化学合成繊維の全てを代替できるわけではない。石油に依存しない未来を見据え、持続可能な繊維の研究開発は継続していく必要がある。本研究では極めて知見の少ないナノファイバータンパク質を連結して繊維素材へと改変するための基礎研究を実施した。本研究の成果はユニークな特性を有するナノファイバータンパク質から、天然のタンパク質性繊維を超える素材を創出するための指針を与えるものと期待する。
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