生体高分子の高次構造と機能制御のための高分子材料設計

• 研究課題/領域番号: 23240074
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京工業大学 (2013-2014); 九州大学 (2011-2012)
• 研究代表者: 丸山 厚 東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (40190566)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 50,050千円 (直接経費: 38,500千円、間接経費: 11,550千円); 2014年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2013年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2012年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2011年度: 31,590千円 (直接経費: 24,300千円、間接経費: 7,290千円)
• キーワード: グラフト共重合体 / 高分子電解質複合体 / 高次構造 / DNA / ペプチド / 自己組織化 / 脂質膜 / カチオン性共重合体 / 核酸酵素 / コアセルベート / DNA解析 / カチオン性くし型共重合体 / 両親媒性ペプチド / コイル－ヘリックス転移 / リポソーム / フローストレッチ法 / コイル－グロビュール転移 / インターカレーター / くし型共重合体 / フォールディング / バイオナノテクノロジー

研究成果の概要

本研究課題では、カチオン性くし型共重合体と核酸との完全可溶性高分子電解質複合体で見いだされた核酸シャペロン活性発現機序を追求するとともに、その知見をタンパク質・ペプチドの構造形成と機能制御に活用すべく、基礎的知見の集積とその発展を計った。その結果、DNAプローブやDNA酵素の活性化、ペプチド構造や溶存性の制御と機能促進がくし型共重合体で可能となることが見出された。

研究成果

• [雑誌論文] MNAzyme-catalysed nucleic acid detection enhanced by a cationic copolymer (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Gao, N. Shimada, A. Maruyama
  • 雑誌名: Biomater. Sci. 巻: 3 号: 5 ページ: 716-720
  • DOI: 10.1039/c4bm00449c
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Triple helix conformation-specific blinking of Cy3 in DNA (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, A. Maruyama
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 号: 23 ページ: 4861-4864
  • DOI: 10.1039/c5cc00607d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancement of deoxyribozyme activity by cationic copolymers (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Gao, N. Shimada, A. Maruyama
  • 雑誌名: Biomater. Sci 巻: 3 号: 2 ページ: 308-316
  • DOI: 10.1039/c4bm00256c
  • NAID: 120006582450
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Blinking Triggered by The change in the solvent accessibility of a fluorescent molecule (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, T. Koshino, A. Maruyama, T. Majima
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 号: 72 ページ: 8743-8746
  • DOI: 10.1039/c4cc00377b
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermo-responsive liquid marbles (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yusa, M. Morihara, K. Nakai, S. Fujii, Y. Nakamura, A. Maruyama, N. Shimada
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: 46 号: 3 ページ: 145-148
  • DOI: 10.1038/pj.2013.84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of UCST Polymers for Chilling Capture of Proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Shimada, M. Nakayama, A Kano, A Maruyama
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 14 号: 5 ページ: 1452-1457
  • DOI: 10.1021/bm400120y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tumor delivery of Photofrin® by PLL-g-PEG for photodynamic therapy (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Kano, Y. Taniwaki, I. Nakamura, N. Shimada, K. Moriyama, A. Maruyama
  • 雑誌名: J. Cotrolled Rel. 巻: 167 号: 3 ページ: 315-321
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2013.02.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyelectrolyte-Assisted Transconformation of Stem-loop DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Du, L. Wu, N. Shimada, A. Kano, A. Maruyama
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 5 ページ: 475-477
  • DOI: 10.1039/c2cc37139a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Promoting strand exchange in a DNA templated transfer reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Michaelis, A. Maruyama, O. Seitz
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 6 ページ: 618-620
  • DOI: 10.1039/c2cc36162k
  • 査読あり
• [雑誌論文] A mirror-image tetramolecular DNA quadruplex (2011)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama, et al
  • 雑誌名: Chem Comm 巻: 47-19 号: 19 ページ: 5437-5439
  • DOI: 10.1039/c1cc11293g
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA assembly and re-assembly activated by cationic comb-type copolymer (2011)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama, et al
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 30-32 号: 30 ページ: 7671-7676
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2011.06.056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear localization and antisense effect of PNA internalized by ASGP-R-mediated endocytosis with protein/DNA conjugates (2011)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama, et al
  • 雑誌名: J.Control.Release 巻: 155 ページ: 34-39
  • 査読あり
• [学会発表] 合成高分子による生体高分子（核酸、ペプチド、脂質）の構造・機能操作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: 高知大学教育研究部セミナー
  • 発表場所: 高知大学教育研究部
  • 年月日: 2014-09-12
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子ナノ会合体で生体高分子の構造と機能を制御する (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: 平成26年未踏科学サマー道場
  • 発表場所: 湘南国際村センター、三浦
  • 年月日: 2014-08-30
  • 招待講演
• [学会発表] Polymer materials to control assembly and functions of biopolymers: DNA, peptide and lipid, (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Maruyama
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Polymer Ecomaterials PEM 2014
  • 発表場所: Kunming, China
  • 年月日: 2014-08-22 – 2014-08-26
  • 招待講演
• [学会発表] Soluble inter-polyelectrolyte complexes to engineer assemblies and functions of biopolymers (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Maruyama
  • 学会等名: FRONTIERS OF POLYMER COLLOIDS: FROM SYNTHESIS TO MACRO-SCALE AND NANO-SCALE APPLICATIONS
  • 発表場所: Plague, Czech Republic
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-24
• [学会発表] Enhancement of DNAzyme Activity with Cationic Comb-type Copolymer for Nucleic Acid Detection (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Maruyama
  • 学会等名: The 5th INTERNATIONAL CONFERENCE on the DEVELOPMENT of BIOMEDICAL ENGINEERING in VIETNAM
  • 発表場所: Ho Chi Ming City, Vietnam
  • 年月日: 2014-06-16 – 2014-06-18
  • 招待講演
• [学会発表] Novel thermo-responsive polymers for biomedical aplication (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama
  • 学会等名: 2nd International Conference on Biomaterials Science in Tsukuba
  • 発表場所: Tsukuba
  • 招待講演
• [学会発表] Soluble polyelectrolyte complex to engineer biopolymer assembly and functions (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama
  • 学会等名: The 9th SPSJ International Polymer conference
  • 発表場所: Kobe
  • 招待講演
• [学会発表] バイオ高分子の機能制御を目指した高分子ナノ会合体設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: ソフト界面ミニシンポ
  • 発表場所: 姫路
  • 招待講演
• [学会発表] DNA/Polycation Interactions Estimated by FloSwt-Stretching Assay (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] Elucidation of activation mechanism of cationic comb-type copolymers toward DNA strand exchange reaction (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: The 38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] pH-SENSITIVE POLYCATIONS BASED ON ALPHA-AMINO ACID FOR GENE CARRIERS (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: The 38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] Ureido polymers showing UCST-type Behavior under Physiological Conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: Pusan-Gyeongnam/Kyushu-Seibu Joint Symposium On High Polymers (15th) and Fibers (13th)
  • 発表場所: 釜山
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] ウレイド基を側鎖にもつ高分子の生理的条件下におけるUCST挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] カチオン性くし型共重合体によるDNA鎖交換反応の機構解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] フローストレッチング法によるポリカチオン/DNA複合体の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Cationic Comb-type Copolymers as Bio-transformers for Biomolecular Nanomachines (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: IUMRS-ICA 2011
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] Chilling capture of preteins using functionalized UCST polymers
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama
  • 学会等名: 4th International Advanced Biomaterials Symosium
  • 発表場所: Changchun, China
  • 招待講演
• [学会発表] 生体高分子を操るシャペロン型合成高分子設計―核酸から脂質膜まで
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: 東京工業大学バイオマテリアルシンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 招待講演
• [図書] Encyclopedia of Polymeric Nanomaterials (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Gao, A. Maruyama
  • 出版者: Springer
• [産業財産権] 感温性ポリアミノ酸またはその塩 (2011)
  • 発明者名: 嶋田直彦、丸山厚
  • 権利者名: 丸山厚
  • 産業財産権番号: 2011-118869
  • 出願年月日: 2011-05-27