無機物質に結合する特異ペプチドの分子設計の基盤技術

• 研究課題/領域番号: 25249117
• 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: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 黒田 章夫 広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (50205241)
• 連携研究者: 楯 真一 広島大学, 理学研究科, 教授 (20216998)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円); 2016年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2015年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2014年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2013年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: アスベスト / バイオアッセイ / ペプチド / 結合 / 結合ペプチド / 構造解析 / シミュレーション / アスベスト結合ペプチド / NMR / 構造 / 蛍光顕微鏡 / 無機結合ペプチド / 蛍光プローブ

研究成果の概要

大気に浮遊するアスベストは、中皮腫や肺ガンを引き起こす環境汚染物質である。我々はアスベストに対する特異性のあるバイオプローブと蛍光顕微鏡を用いて、高感度にアスベストを検出する方法を開発している。角閃石アスベストであるアモサイトに特異的に結合する31アミノ酸残基のペプチドを同定している。その結合メカニズムを明らかにするために、アミノ酸を置換した変異体を使い、アモサイトに結合するアミノ酸残基を同定した。その結果、電荷的に陽性のリジン残基が結合に重要な働きをすることが分かった。さらにNMRによるペプチドの構造解析を行い、アスベスト表面とペプチドの結合のシミュレーションを行って議論した。

研究成果

• [雑誌論文] Differential counting of asbestos using phase contrast and fluorescence microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nishimura, M. Alexandrov, T. Ishida, R. Hirota, T. Ikeda, K. Sekiguchi, A. Kuroda
  • 雑誌名: Annals of Occupational Hygiene 巻: 60 号: 9 ページ: 1104-1115
  • DOI: 10.1093/annhyg/mew055
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rapid on-site detection of airborne asbestos fibers and potentially hazardous nanomaterials using fluorescence microscopy-based biosensing (2016)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, A, Alexandrov M., Nishimura T., Ishida T
  • 雑誌名: Biotechnol. J. 巻: 11 号: 6 ページ: 757-767
  • DOI: 10.1002/biot.201500438
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] スマートバイオセンシングによるアスベスト検出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、西村智基、アレクサンドロフ・マクシム
  • 雑誌名: 環境バイオテクノロジー学会誌 巻: 15 ページ: 99-103
• [雑誌論文] Development of an automated asbestos counting software based on fluorescence microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Alexandrov, E. Ichida, T, Nishimura, K. Aoki, T. Ishida, R. Hirota, T, Ikeda, T. Kawasaki, A. Kuroda
  • 雑誌名: Environ Monit Assess 巻: 187 号: 1 ページ: 4166-4166
  • DOI: 10.1007/s10661-014-4166-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Affinity purification of recombinant proteins using a novel silica-binding peptide as a fusion tag (2014)
  • 著者名/発表者名: M.A.A. Abdelhamid, K. Motomura, T. Ikeda, T. Ishida, R. Hirota, and A. Kuroda
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: 98 号: 12 ページ: 5677-5684
  • DOI: 10.1007/s00253-014-5754-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] 蛍光顕微鏡法による大気アスベスト検査の有効性検証と位相差蛍光顕微鏡法への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、西村智基、Maxym Alexandrov
  • 雑誌名: 作業環境 巻: 35(1) ページ: 57-62
  • NAID: 40019927820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular engineering of a fluorescent bioprobe for sensitive and selective detection of amphibole asbestos (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida, M. Alexandrov, T. Nishimura, K. Minakawa, R. Hirota, K. Sekiguchi, N. Kohyama, and A. Kuroda
  • 雑誌名: PLos ONE 巻: 8(9) 号: 9 ページ: e76231-e76231
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0076231
  • 査読あり
• [雑誌論文] バイオ技術によるアスベスト蛍光検出技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、マクシムアレクサンドロフ、西村智基
  • 雑誌名: バイオインダストリー 巻: 30(6) ページ: 54-61
• [雑誌論文] 現場で簡便に利用できるアスベスト計測技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 雑誌名: 産業と環境 巻: 42(6) ページ: 81-84
• [雑誌論文] 蛍光タンパク質でアスベストを簡単に検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 雑誌名: 検査技術 巻: 18(9) ページ: 44-48
• [学会発表] バイオを利用したアスベストの検出技術開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 学会等名: 電気化学会
  • 発表場所: 東京都八王子市
  • 招待講演
• [学会発表] バイオと材料の界面制御の技術開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 学会等名: JACI電子情報技術部会マイクロナノシステムと材料・加工分科会
  • 発表場所: 東京千代田区
  • 招待講演
• [学会発表] アスベストを簡単に検知できるタブレット顕微鏡 (2016)
  • 著者名/発表者名: 黒田 章夫
  • 学会等名: イノベーションジャパン
  • 発表場所: 東京品川区
  • 年月日: 2016-08-25
  • 国際学会
• [学会発表] 蛍光顕微鏡法による飛散アスベスト計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、西村智基、マキシムアレキサンドロフ、関口潔
  • 学会等名: 日本繊維状物質研究学術集会
  • 発表場所: 東京港区
• [学会発表] アスベストバイオプローブ開発とスマートバイオセンシングへの展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 学会等名: 第67回日本生物工学大会
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] 不凍タンパク質の構造を用いた新規アスベスト結合タンパク質の創生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土井 奨平、石田 丈典、池田 丈、廣田 隆一，黒田 章夫
  • 学会等名: 第67回日本生物工学大会
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 2015-10-27
• [学会発表] ナノマテリアルの蛍光検出技術開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、西村智基、Maxym Alexandrov、神山宣彦
  • 学会等名: 日本労働衛生工学会
  • 発表場所: 函館市
  • 年月日: 2015-10-21
• [学会発表] 蛍光顕微鏡法によるアスベスト繊維の検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 学会等名: 環境省環境調査研修所
  • 発表場所: 所沢市
  • 年月日: 2015-05-27
  • 招待講演
• [学会発表] アスベスト蛍光染色用バイオプローブ開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 学会等名: 国際バイオテクノロジー展
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2015-05-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Design of protein interface to inorganic materials and its application to nanomaterial-monitoring (2015)
  • 著者名/発表者名: Akio Kuroda
  • 学会等名: The Francis Crick Institute seminar
  • 発表場所: London (England)
  • 年月日: 2015-05-05
  • 招待講演
• [学会発表] アスベスト検査のための環境バイオテクノロジー (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 学会等名: 日本細菌学会
  • 発表場所: 岐阜市
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光顕微鏡法によるアスベスト繊維の検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 学会等名: アスベスト分析研修
  • 発表場所: 所沢市、環境省環境調査研修所
  • 年月日: 2014-10-08
  • 招待講演
• [学会発表] バイオでアスベストを検出する (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 学会等名: 広島大学公開講座
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2014-08-30
• [学会発表] Bacillus属細菌のシリコンバイオサイエンスと融合テクノロジー (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫
  • 学会等名: 日本バイオインダストリー協会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-04-21
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光顕微鏡による大気アスベスト繊維検出法の開発
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、西村智基、M. Alexandrov 、神山宣彦、関口潔
  • 学会等名: 日環協・環境セミナー
  • 発表場所: 城山観光ホテル
• [学会発表] 蛍光顕微鏡法によるアスベスト検査と自動化ソフトウェアの開発
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、西村智基、Maxym Alexandrov、市田越子、青木功介、河崎哲男、神山宣彦
  • 学会等名: 日本労働衛生工学会
  • 発表場所: 横浜市かながわ労働プラザ
• [図書] 建築設備と配管工事 (2016)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、西村智基、アレキサンドロフマキシム
  • 出版者: 日本工業出版(株)
• [図書] スマートバイオセンシングによるアスベスト検出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、西村智基、マキシムアレキサンドロフ、関口潔
  • 出版者: 環境バイオテクノロジー学会
• [図書] 蛍光顕微鏡法によるアスベスト検査と自動化ソフトウェアの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、西村智基、Maxym Alexandrov、市田越子、青木功介、松田俊寛、河崎 哲男、関口 潔
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 作業環境
• [図書] バイオ技術を駆使したアスベストの検出技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒田章夫、石田丈典、西村智基、アレキサンドロフマキシム
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 化学工業
• [備考] バイオでアスベストを光らせる
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/akuroda/Research/asbestos.html
• [備考] バイオイメージングの世界を無機に展開 ― 超微細なアスベストの蛍光検出が可能になった！
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/akuroda/Research/asbestos.html
• [備考] 研究100連発
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=T4wnhiFVMGY&list=PLOEDIkStOhJe-kXBNjtY7-Kp6Td2lNlwW&index=5
• [備考] バイオでアスベストを光らせる
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/akbio/Research/asbestos.html
• [産業財産権] アスベスト小体の溶解剤、アスベスト小体の溶解方法、およびアスベストを原因とする中皮腫の発生予防剤 (2016)
  • 発明者名: 黒田章夫、石田丈典
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-115754
  • 出願年月日: 2016-06-09
• [産業財産権] 結晶構造を有する物質に結合するプロテインタグ、および、その利用 (2015)
  • 発明者名: 黒田章夫、石田丈典
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-185940
  • 出願年月日: 2015-09-18