カイコタンパク質翻訳機構の改変による非天然アミノ酸含有シルクタンパク質の創製

• 研究課題/領域番号: 24688008
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 応用昆虫学
• 研究機関: 独立行政法人農業生物資源研究所
• 研究代表者: 寺本 英敏 独立行政法人農業生物資源研究所, 新機能素材研究開発ユニット, 主任研究員 (60391562)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円); 2014年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2012年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: 昆虫 / 生体機能利用 / バイオテクノロジー / 非天然アミノ酸 / other genkou

研究成果の概要

カイコが産生するシルクタンパク質に対してピンポイントな化学反応（クリック反応）が可能な非天然アミノ酸を導入する手法を開発し、医工学分野などへ高機能なシルクタンパク質材料を提供するための技術基盤を構築することを目的に研究を進めた。その結果、カイコの遺伝子組換え技術を利用し、クリック反応が可能なアジド基を有する非天然アミノ酸（AzPhe）をシルクタンパク質中に導入することに成功した。実際に、水溶液やフィルムなど異なる形態において、クリック反応によりシルクタンパク質中のアジド基を選択的に反応させられることを確認した。これにより、高機能なシルクタンパク質材料を作出するための技術基盤を構築できた。

研究成果

• [雑誌論文] 非天然型アミノ酸（4-クロロフェニルアラニン）を導入した家蚕シルクの物性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺本英敏, 中島健一, 小島 桂
  • 雑誌名: 日本シルク学会誌 巻: 23 号: 0 ページ: 27-35
  • DOI: 10.11417/silk.23.27
  • NAID: 130005066407
  • ISSN: 1880-8204, 1881-1698
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Incorporation of methionine analogues into Bombyx mori silk fibroin for click modifications (2015)
  • 著者名/発表者名: Teramoto H. and Kojima K.
  • 雑誌名: Macromolecular Bioscience 巻: in press 号: 5 ページ: 719-727
  • DOI: 10.1002/mabi.201400482
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] duction of Bombyx mori silk fibroin incorporated with unnatural amino acids (2014)
  • 著者名/発表者名: Teramoto H. and Kojima K.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 15(7) 号: 7 ページ: 2682-2690
  • DOI: 10.1021/bm5005349
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Residue-specific incorporation of phenylalanine analogues into protein biosynthesis in silkworm cultured cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Teramoto and Katsura Kojima
  • 雑誌名: Journal of Insect Biotechnology and Sericology 巻: 82
  • NAID: 130004935607
  • 査読あり
• [学会発表] Azide-bearing silk as a clickable biopolymer produced by in vivo incorporation of unnatural amino acids (2014)
  • 著者名/発表者名: Teramoto, H. and Kojima, K.
  • 学会等名: The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2014)
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] Mutagenesis of Bombyx mori silk fiber by in vivo incorporation of unnatural amino acids into silk fibroin (2014)
  • 著者名/発表者名: Teramoto, H., Kojima, K., and Nakajima, K.
  • 学会等名: International Symposium on Fiber Science and Technology 2014
  • 発表場所: ビッグサイト東京ファッションタウン（TFT）ホール（東京都・江東区）
  • 年月日: 2014-09-28 – 2014-10-01
• [学会発表] 天然にはない官能基を導入したシルク材料の創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺本英敏, 小島 桂, 中島健一
  • 学会等名: 平成26年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] 非天然アミノ酸を導入したシルクの物性解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺本英敏, 小島 桂, 中島健一
  • 学会等名: 第61回日本シルク学会研究発表会
  • 発表場所: 蚕糸科学研究所（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2014-05-16
• [学会発表] カイコタンパク質合成系へのフェニルアラニン類縁体の導入 (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺本英敏・小島桂
  • 学会等名: 平成25年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
  • 発表場所: 農林水産技術会議事務局(茨城県つくば市)
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] カイコにおけるタンパク質構成アミノ酸レパートリーの拡張 (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺本英敏・小島 桂
  • 学会等名: つくば医工連携フォーラム2013
  • 発表場所: 産業技術総合研究所(茨城県つくば市)
  • 年月日: 2013-01-29
• [学会発表] シルクに非天然アミノ酸を導入できる遺伝子組換えカイコの作出
  • 著者名/発表者名: 寺本英敏, 小島桂, 中島健一
  • 学会等名: 平成26年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会-日本蚕糸学会第84回大会-
  • 発表場所: 日本大学生物資源学部
• [学会発表] クリック反応による誘導化が可能なシルク材料の創製
  • 著者名/発表者名: 寺本英敏, 小島桂
  • 学会等名: つくば医工連携フォーラム2014
  • 発表場所: 産業技術総合研究所（つくば）
• [学会発表] 遺伝子組換えカイコによる非天然アミノ酸含有シルクタンパク質の作出
  • 著者名/発表者名: 寺本英敏, 小島桂
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学
• [産業財産権] トランスジェニックカイコを用いた非天然アミノ酸含有タンパク質の製造方法 (2018)
  • 発明者名: 寺本 英敏, 小島 桂, 飯塚 哲也
  • 権利者名: (国研)農研機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2018
• [産業財産権] トランスジェニックカイコ、および該カイコを用いた非天然アミノ酸含有タンパク質の製造方法 (2013)
  • 発明者名: 寺本英敏，小島 桂，飯塚哲也
  • 権利者名: 寺本英敏，小島 桂，飯塚哲也
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-07-11