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NSポリペプチドの特性解析と細胞磁気ラベリングへの応用

公募研究

研究領域ソフトインターフェースの分子科学
研究課題/領域番号 21106507
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京農工大学

研究代表者

吉野 知子  東京農工大学, 大学院・工学研究院, 特任准教授 (30409750)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2010年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2009年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード磁性粒子 / ポリペプチド / Protein G / 非特異的吸着 / 細胞 / ナノ磁性粒子
研究概要

細胞関連アプリケーション用のマテリアルを開発する際に、共通の問題は、マテリアル表面への細胞の非特異的吸着である。非特異的吸着の抑制に効果があるポリエチレングリコール等の機能性分子の特性を模倣し、非荷電かつ極性アミノ酸であるアスパラギン(N)とセリン(S)から構成された非天然型ポリペプチド(NSポリペプチド)を分子設計した。さらに、磁性粒子上に配することで細胞への非特異的な吸着を抑制可能であることを見出している。一方、NSポリペプチドを配した磁性粒子は細胞の様な比較的大きな標的に対しては効果的であるのに対し、タンパク質等の小さな標的に対しては、十分な非特異的吸着の抑制効果が現れないことが示された。本結果は、磁性粒子表面のNSポリペプチドの被覆密度が低いことに起因していると考えられた。そこで、NSポリペプチドの磁性粒子上への新しい導入方法として、Temporin Lと呼ばれる磁性粒子上の脂質膜への挿入が実証されているペプチドを用いたNSポリペプチドの高密度導入を試みた。ポリペプチドは、Temporin L(LIRGLFKSFWQVF)のN末端に(N_4S)_3を融合したものを使用した(NS-テンポリンポリペプチド)。本ポリペプチドを磁性細菌から抽出した磁性粒子と混合することで、NSポリペプチドの高密度導入、および分子数の制御が可能な導入方法を確立した。さらに、磁性細菌の発現システムにより抗体と結合性をもつProtein GとNSポリペプチド((N_4S)_<20>)の融合タンパク質をディスプレイした磁性粒子を調製し、同様に蛍光標識のNS-テンポリンポリペプチドの固定化に成功した。本磁性粒子は標的細胞に特異的に結合する抗体を導入することにより、細胞への非特異的吸着を抑制した蛍光・磁気ラベリング可能なマルチ磁性マテリアルとなるため、様々な細胞関連のアプリケーションへの利用が期待できる。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] In vivo biotinylation of bacterial magnetic particles by a truncated form of Escherichia coli biotin ligase and biotin acceptor peptide2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Maeda, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Environ.Microbiol.

      巻: 76 ページ: 5785-5790

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-selective microcavity array for rapid and efficient detection of circulating tumor cells2010

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hosokawa, et al.
    • 雑誌名

      Anal.Chem.

      巻: 82 ページ: 6629-6635

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface modification of magnetic nanoparticles using asparagines-serine polypeptide designed to control interactions with cell surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Takahashi, et al.
    • 雑誌名

      Biomaterials 31

      ページ: 4952-4957

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel nanocomposites consisting of in vivo-biotinylated bacterial magnetic particles and quantum dots for magnetic separation and fluorescent labeling of cancer cells2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Maeda, et al.
    • 雑誌名

      J.Mater.Chem. 19

      ページ: 6361-6366

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞磁気ラベリングに向けたバイオナノ磁性粒子界面の分子設計2011

    • 著者名/発表者名
      吉野知子, 他1名
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      (特別企画講演 日本化学会第91春季年会(2011)講演予稿集)
    • 年月日
      2011-03-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of NS polypeptides and its interactions with cell surfaces.2010

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshino, 他2名
    • 学会等名
      Pacifichem 2010
    • 発表場所
      Convention Center, Hawaii (USA)
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Surface modification of magnetic nanoparticles using a polypeptide designed to control interactions with cell surfaces.2010

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshino, 他2名
    • 学会等名
      MRS 2010 Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco Marriott, San Francisco (USA)
    • 年月日
      2010-04-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nanocomposites consisting of in vivo-biotinylated bacterial magnetic particles and quantum dots for magnetic and fluorescent labeling of cancer cells2009

    • 著者名/発表者名
      吉野知子, 他2名
    • 学会等名
      19th MRS-J Symposium
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館
    • 年月日
      2009-12-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌ビオチンリガーゼによるバイオナノ磁性粒子の in vivo ビオチン標識2009

    • 著者名/発表者名
      吉野知子, 他2名
    • 学会等名
      第61回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 細胞への非特異吸着の低減を目指したバイオナノ磁性粒子の分子設計2009

    • 著者名/発表者名
      吉野知子, 他2名
    • 学会等名
      第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 融合MHC分子連結磁気微粒子、抗原ペプチドのスクリーニング方法、組換えベクター、及び磁性細菌の形質転換2010

    • 発明者名
      松永是, 吉野知子, 高橋正行
    • 権利者名
      東京農工大学
    • 産業財産権番号
      2010-050765
    • 出願年月日
      2010-03-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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