アコヤガイ貝殻の方解石結晶の欠陥を制御する有機物ナノファイバーの形成機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K20995
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鈴木 道生 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (10647655)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: バイオミネラリゼーション / 炭酸カルシウム / 有機基質 / 結晶成長 / アコヤガイ

研究実績の概要

日本で真珠養殖に利用されるアコヤガイの貝殻は稜柱層と真珠層という二層の炭酸カルシウムと有機物から成る貝殻と蝶番部に靭帯と呼ばれる石灰化された構造を有している。靭帯は炭酸カルシウムと有機物がおおよそ同じ割合で入っており、炭酸カルシウムは直径が50-100 nm程度の非常に細長いナノファイバーの構造である。このナノファイバーを作るためには、炭酸カルシウムの結晶成長を制御する因子や枠組みを作る因子などが必要であると考えられている。
これまで申請者の研究により、炭酸カルシウム結晶のナノファイバーには酸性のペプチドが含まれることが明らかとなった。また、枠組み成分を作るためにtissue inhibitor of metalloptoteinase (TIMP)とmatrix proteinase (MMP)の両者が必要であることを明らかにした。しかしながら、このTIMPとMMPがどのような成分に働くのか、そのターゲットは明らかになっておらず、また有機物と炭酸カルシウムナノファイバーの複合構造が蝶番に対しどのような役割を有するのか分かっていなかった。本研究の最終年度において、枠組みを構成する成分の構造と機能を明らかにし、炭酸カルシウムナノファイバーが非常に強度に対して強い構造であることを、X-ray diffractionおよびnanoindentationを用いて明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced biosynthesis of CdS nanoparticles through Arabidopsis thaliana phytochelatin synthase-modified Escherichia coli with fluorescence effect in detection of pyrogallol and gallic acid (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang Dingkun、Yamamoto Toshiyoshi、Tang Donglin、Kato Yugo、Horiuchi Shiho、Ogawa Shinya、Yoshimura Esturo、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Talanta 巻: 195 ページ: 447～455
  • DOI: 10.1016/j.talanta.2018.11.092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decreased aluminium tolerance in the growth of Saccharomyces cerevisiae with SSO2 gene disruption (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Toshiyoshi、Yamamoto Daiki、Rokugawa Keiji、Yoshimura Ko、Imura Yuki、Yoshimura Etsuro、Suzuki Michio
  • 雑誌名: BioMetals 巻: 31 ページ: 203～215
  • DOI: 10.1007/s10534-017-0069-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oocyte maturation and active motility of spermatozoa are triggered by retinoic acid in pen shell Atrina pectinata (2018)
  • 著者名/発表者名: Awaji Masahiko、Matsumoto Toshie、Ojima Daisuke、Inoue Shunsuke、Suzuki Michio、Kanematsu Masaei
  • 雑誌名: Fisheries Science 巻: 84 ページ: 535～551
  • DOI: 10.1007/s12562-018-1187-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of Acidic Polysaccharide Ph-PS-2 and Protein in Initiation of Coccolith Mineralization, as Demonstrated by In Vitro Calcification on the Base Plate (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakurada Shunto、Fujiwara Shoko、Suzuki Michio、Kogure Toshihiro、Uchida Tatsuya、Umemura Tomonari、Tsuzuki Mikio
  • 雑誌名: Marine Biotechnology 巻: 20 ページ: 304～312
  • DOI: 10.1007/s10126-018-9818-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA Techniques Applied to the Identification of Pinctada Fucata Pearls from Uwajima, Ehime Prefecture, Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Saruwatari Kazuko、Suzuki Michio、Zhou Chunhui、Kessrapong Promlikit、Sturman Nicholas
  • 雑誌名: Gems & Gemology 巻: 54 ページ: 40-50
  • DOI: 10.5741/GEMS.54.1.40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and functional analyses of calcium ion response factors in the mantle of Pinctada fucata (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuura Akihiro、Yoshimura Ko、Kintsu Hiroyuki、Atsumi Takashi、Tsuchihashi Yasushi、Takeuchi Takeshi、Satoh Noriyuki、Negishi Lumi、Sakuda Shohei、Asakura Tomiko、Imura Yuki、Yoshimura Etsuro、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Journal of Structural Biology 巻: 204 ページ: 240～249
  • DOI: 10.1016/j.jsb.2018.08.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional Analyses of MMPs for Aragonite Crystal Formation in the Ligament of Pinctada fucata (2018)
  • 著者名/発表者名: Kubota Kazuki、Kintsu Hiroyuki、Matsuura Akihiro、Tsuchihashi Yasushi、Takeuchi Takeshi、Satoh Noriyuki、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 5 ページ: 373
  • DOI: 10.3389/fmars.2018.00373
  • 査読あり
• [学会発表] バイオミネラリゼーションを制御する有機基質の構造と機能に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
  • 招待講演
• [学会発表] 乳酸菌を模倣した金ナノ粒子合成手法の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤由悟、菊池郁也、吉村悦郎、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] 環境水中から単離したVibrio rumoiensis とBacillus simplex による金ナノ粒子合成機構の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: LI Yiting、加藤由悟、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] Collimonas sp. D-25による金属ナノ粒子の生成機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 唐冬林、加藤由悟、張定坤、安藤司、亀田学、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] 鉄鋼スラグから鉄ナノ粒子を生成する微生物の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大竹晟佳、月舘秀典、加藤由悟、吉村航、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] 微生物を用いた鉄鋼スラグからの鉄溶出法の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 月舘秀典、吉村航、永田宏次、吉村悦郎、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] ウロコフネタマガイ由来の有機高分子を利用したpyriteナノ粒子の合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山下達也、松田大輝、アーサンナズムル、岡田至崇、鈴木庸平、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] 炭酸カルシウム中のマグネシウム含量を調節する因子の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口瞭、山下達也、鈴木道生、川野潤
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] マガキにおけるカドミウム結合タンパク質の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川上和宏、陳嘉上、根岸瑠美、永田宏次、吉村悦郎、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] アコヤガイ真珠層における有機ナノファイバー形成に関与する基質タンパク質の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村亮、窪田一輝、根岸瑠美、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] アコヤガイ貝殻内のACC結合タンパク質の構造・機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩橋晴香、荒城綾香、永田宏次、根岸瑠美、降旗一夫、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] マガキチョーク層における扁平状カルサイト結晶の形成に関与する因子の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩本しほり、近都浩之、根岸瑠美、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] 二枚貝の貝殻稜柱層内に存在するキチン繊維の形成機構の比較 (2019)
  • 著者名/発表者名: 近都浩之、奥村大河、根岸瑠美、中西啓仁、永田宏次、鈴木道生
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] ダイズ由来ペプチド、ルナシンの抗がん作用機構の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 飯田季里子、鈴木友璃葉、張迷敏、片山幸江、盧翌、岡本研、鈴木道生、名倉敬仁、西宏起、伯野史彦、片岡直行、高橋伸一郎、川上浩、永田宏次
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] エチレン受容体の全長とリガンド結合領域の組換えタンパク質の発現 (2019)
  • 著者名/発表者名: 長谷川恵一、陸鵬、高橋郁夫、片山幸江、盧翌、岡本研、鈴木道生、中村英光、中嶋正敏、浅見忠男、永田宏次
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] アブラナ科植物の自家不和合性を司る花粉因子と雌蕊因子のハプロタイプ特異的相互作用解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河辺善、村瀬浩司、高田美信、渡辺正夫、片山幸江、岡本研、盧翌、陸鵬、鈴木道生、高山誠司、永田宏次
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] Structural basis for the pH-dependent ferric ion coordination modes and conformations of the periplasmic iron binding protein FbpA from Thermus thermophilus HB8 (2019)
  • 著者名/発表者名: Peng LU, Yoshitaka Moriwaki, Yukie Katayama, Yi Lu, Ken Okamoto, Tohru Terada, Kentaro Shimizu, Mengyao Wang, Takehiro Kamiya, Toru Fujiwara, Michio Suzuki, Etsuro Yoshimura, Koji Nagata
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度（平成31年度）大会
• [学会発表] 真珠層形成の機能タンパク質 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木道生
  • 学会等名: 真珠研究シンポジウム2018
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of metal nanoparticles by glicolipids of Lactobacillus casei. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yugo Kato, Fumiya Kikuchi, Kazuo Furihata, Toshihiro Kogure, Yuki Imura, EtsuroYoshimura, Michio Suzuki
  • 学会等名: JpGU meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Structural and functional analyses of organic molecules in biomineralization (2018)
  • 著者名/発表者名: 50.Michio Suzuki, Ayaka Araki, Koji Nagata
  • 学会等名: Gordon Research Conference (Biomineralization)
  • 国際学会
• [学会発表] ウロコフネタマガイ由来の有機高分子を利用したpyriteナノ粒子の合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山下達也、松田大輝、岡田至崇、鈴木庸平、鈴木道生
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] 微生物由来の有機高分子を用いた、環境低負荷型の金属ナノ粒子合成法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤由悟、菊池郁也、LI Yiting、井村祐己、吉村悦郎、鈴木道生
  • 学会等名: 日本分析化学会 第67年会
• [学会発表] Enhanced biosynthesis of CdS quantum dots through E. coli with expression of phytochelatin (2018)
  • 著者名/発表者名: Dingkun Zhang、Toshiyoshi Yamamoto、Donglin Tang、Yugo Kato、Michio Suzuki
  • 学会等名: 日本分析化学会 第67年会
• [学会発表] アコヤガイ真珠層における有機物ナノファイバー形成に関与する因子の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村亮、窪田一輝、近都浩之、根岸瑠美、鈴木道生
  • 学会等名: 第20回マリンバイオテクノロジー学会
• [学会発表] カキにおけるカドミウム結合物質の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川上和宏、陳嘉上、根岸瑠美、永田宏次、吉村悦郎、鈴木道生
  • 学会等名: 第6回メタロミクス研究フォーラム プラズマ分光分析研究会 第104回講演会
• [学会発表] ウロコフネタマガイ由来の有機高分子を利用したpyriteナノ粒子の合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山下達也、松田大輝、アーサン ナズムル、岡田至崇、鈴木庸平、鈴木道生
  • 学会等名: 第13回バイオミネラリゼーションワークショップ
• [学会発表] マガキ貝殻のチョーク層における扁平状カルサイト結晶の形成に関与する有機分子の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩本しほり、根岸瑠美、鈴木道生
  • 学会等名: 第13回バイオミネラリゼーションワークショップ
• [学会発表] Collimonas sp.D-25による金属ナノ粒子の生成機構の解明とその特性評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 唐冬林、加藤由悟、張定坤、安藤司、亀田学、鈴木道生
  • 学会等名: 第13回バイオミネラリゼーションワークショップ
• [学会発表] アコヤガイの貝殻形成に関与するカルシウム結合タンパク質に関する研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 王儷穎、松浦晃宙、永田宏次、鈴木道生
  • 学会等名: 第13回バイオミネラリゼーションワークショップ
• [学会発表] アコヤガイ真珠層における有機物ナノファイバー形成に関与する基質タンパク質の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村亮、窪田一輝、近都浩之、根岸瑠美、鈴木道生
  • 学会等名: 第13回バイオミネラリゼーションワークショップ
• [学会発表] アコヤガイ貝殻内のACC結合タンパク質の構造機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩橋晴香、荒城綾香、降旗一夫、鈴木道生
  • 学会等名: 第13回バイオミネラリゼーションワークショップ
• [学会発表] 乳酸菌由来物質を用いた金ナノ粒子の合成と評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤由悟、菊池郁也、井村祐己、吉村悦郎、鈴木道生
  • 学会等名: 第13回バイオミネラリゼーションワークショップ
• [備考] 分析化学研究室
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/analchem/