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2018 年度 実施状況報告書

多種類の生体分子を順序つけて2次元膜上に整列提示するナノブロックの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K04888
研究機関東京農業大学

研究代表者

飯嶋 益巳  東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (40390728)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードナノバイオ / ナノ材料 / バイオテクノロジー / 生体分子 / 酵素反応
研究実績の概要

研究代表者は、IgG-Fc結合ZZタグを整列提示するバイオナノ粒子(ZZタグ提示型バイオナノカプセル:ZZ-BNC)が、バイオセンシング表面においてIgG及びFc融合受容体の配向性を精密に制御し「クラスター化と整列提示化」を同時に達成できる耐久性の高い足場分子であることを見出し、各種バイオセンシングの高感度化を示してきた。そこで本研究は、ZZ-BNC足場技術を「酵素」の整列提示化に発展させ、インビトロでの生産が困難なフラボノイド生合成経路を例に用いて、フラボノイド合成酵素群を整列提示できる改変型ZZ-BNCを作製し、さらに、同一固相上(2次元膜上)で生合成経路の順番に酵素を整列提示できるユニークな「ナノブロック型足場技術」の開発を目指している。平成30年度は、平成29年度に引き続き酵素提示型BNCの作製法を検討し、酵素の整列提示法を見出した。さらに、BNCの平面膜化法を検討し、センシング分子の整列提示法を見出した。本技術は本研究課題の基盤技術となることから、その検討意義、重要性は高いと考える。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成30年度は、平成29年度に引き続き酵素提示型BNCの作製法を検討し、酵素を整列提示する方法を見出した。さらにBNCを脂質膜上に平面化する方法を確立し、センシング分子を整列提示できることを見出したことから、当初の計画通りおおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

次年度は、平成30年度に引き続き酵素提示型BNCを用いて、フラボノイド合成酵素群をBNC上に整列提示する方法を検討する。また、BNC平面膜化法を用いて、二次元膜上で各酵素が生合成経路の順番に整列提示できるナノブロックの構築を検討するとともに、メタボロン形成をAFMを用いて観察する方法を検討する。さらに、基質を加えて合成されたフラボノイドを、高速液体クロマトグラフィーを用いて測定する方法を検討する。なお、これらの研究により得られた成果は、原著論文、学会、ホームページ等で幅広く発表する。

次年度使用額が生じた理由

本研究目的をより精緻に達成するために、これまでに得られた成果の再現実験および追加実験、さらに学会での研究発表や論文投稿に向けた準備を実施する予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Oriented immobilization to nanoparticles enhanced the therapeutic efficacy of antibody drugs2019

    • 著者名/発表者名
      Iijima Masumi、Araki Kyoko、Liu Quishi、Somiya Masaharu、Kuroda Shun'ichi
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 86 ページ: 373~380

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2019.01.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A hepatitis B virus-derived human hepatic cell-specific heparin-binding peptide: identification and application to a drug delivery system2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Qiushi、Somiya Masaharu、Iijima Masumi、Tatematsu Kenji、Kuroda Shun'ichi
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 7 ページ: 322~335

    • DOI

      10.1039/c8bm01134f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a macrophage-targeting and phagocytosis-inducing bio-nanocapsule-based nanocarrier for drug delivery2018

    • 著者名/発表者名
      Li Hao、Tatematsu Kenji、Somiya Masaharu、Iijima Masumi、Kuroda Shun'ichi
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 73 ページ: 412~423

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2018.04.023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CD11c-specific bio-nanocapsule enhances vaccine immunogenicity by targeting immune cells2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Hidenori、Somiya Masaharu、Iijima Masumi、Arakawa Takeshi、Kuroda Shun’ichi
    • 雑誌名

      Journal of Nanobiotechnology

      巻: 16 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s12951-018-0386-6

    • 査読あり
  • [学会発表] Bio-nanocapsule-based scaffolding technology: Oriented immobilization and clustering of Fc-fused lectins and DNA aptamers on biosensor surface2018

    • 著者名/発表者名
      Iijima, M., Yamada, Y., Kuroda S.
    • 学会等名
      Biosensors2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Discrimination and mechanical separation of neural stem cell derived from human iPS cell using antibody-functionalized nanoneedle array2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, Y., Kawamura, R., Yamagishi, A., Iijima, M., Kuroda, S., Nakamura, C.
    • 学会等名
      Biosensors2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Bio-nanocapsule-based Scaffolds for Biosensing Techniques: A Clustering and Oriented Immobilization of Sensing Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada, Y., Iijima, M., Kuroda, S.
    • 学会等名
      The First International Joint Symposium of CEFMS-NCTU, RCAS-AS (Taiwan) and 5-Star Alliance (Japan)
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオナノカプセル整列固定化技術によるDNAアプタマーセンサーの高感度化2018

    • 著者名/発表者名
      山田裕紀、飯嶋益巳、黒田俊一
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
  • [学会発表] バイオセンサ表層におけるセンシング分子精密整列化技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      飯嶋益巳
    • 学会等名
      応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会講習会
    • 招待講演
  • [図書] 細胞・生体分子の固定化と機能発現 第1編 第13章 バイオナノカプセル足場分子を用いた抗体の精密整列固定化とバイオセンシング技術への応用2018

    • 著者名/発表者名
      飯嶋益巳、黒田俊一
    • 総ページ数
      294
    • 出版者
      CMC出版
    • ISBN
      978-4-7813-1326-9
  • [図書] 飯嶋益巳、黒田俊一2018

    • 著者名/発表者名
      化学と生物
    • 総ページ数
      60
    • 出版者
      国際文献社
    • ISBN
      0453-073X

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公開日: 2019-12-27  

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