| 研究課題/領域番号 |
19K15699
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
稲葉 央 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (00778011)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 微小管 / チューブリン / ペプチド / タンパク質 / Tau / 生体材料 / ナノマテリアル / アクティブマター |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、微小管内部に結合するTau由来ペプチド（TP）を用いて、微小管内部にタンパク質や金属ナノ粒子の導入を行い、構造や物性が変化した微小管の構築を試みる。当該年度は実施計画に従い、四量体を形成する蛍光タンパク質であるAzami-Green（AG）の内包を重点的に推進した。
AGのC末端間の距離は微小管内壁のTP間の距離と近いため、TPを導入することで多点結合による微小管への強固な結合と微小管安定化が期待される。AGのC末端にTPを連結したTP-AGを構築し、チューブリンと複合化後に微小管を形成することで微小管への内包を試みた。共焦点レーザー顕微鏡（CLSM）によりTP-AGの微小管への結合が確認され、抗チューブリン抗体、蛍光消光剤、抗AG抗体などを用いた解析によりTP-AGが微小管内部に結合していることが示唆された。微小管形成に伴う濁度測定により、TP-AGは微小管を著しく安定化することが明らかとなった。その安定化の度合いはこれまで開発したTP連結緑色蛍光タンパク質（GFP）や微小管を安定化する抗がん剤であるTaxolよりも高く、設計通りTP-AG中のTPの多点結合により微小管が安定化したと考えられる。
また、磁性ナノ粒子であるCoPtナノ粒子の微小管への内包を行なった。CoPt結合ペプチド（CBP）とTPを連結したCBP-TPを合成し、チューブリンと複合化後に微小管を形成することで微小管内部に導入した。その後、Coイオン、Ptイオンを加え、さらに還元剤を加えることで、微小管内部でCoPtナノ粒子の形成を行なった。透過型電子顕微鏡（TEM）により微小管内部に一部CoPtナノ粒子と思われる粒子が連続して配列している様子が確認された。得られたCoPtナノ粒子内包微小管をネオジム磁石存在下で固定化したところ、磁場の方向に非常に規則正しく配列化することが明らかとなった。
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| 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
本研究では微小管内部へのタンパク質および金属ナノ粒子の導入による微小管の構造・機能改変を目的としている。当該年度は研究実施計画通りに実施し、Azami-Greenの内包に成功した。Azami-Greenを内包することで、前年度報告したGFPを内包した際よりもさらに微小管が大きく安定化することを見出した。加えて、磁性ナノ粒子であるCoPtナノ粒子を内包した微小管を構築し、微小管に磁場応答性を付与することに成功した。内包されたナノ構造体と微小管の物性の関係について重要な知見が得られたことから、本研究はおおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
当該年度に得られた知見をもとに、Azami-Green内包微小管の詳細な解析を進める。さらに、その材料応用および細胞応用を推進する。また、当該年度は金ナノ粒子内包に関する実験が不十分であったため、当初の計画通り金ナノ粒子の性質が微小管に与える影響を解析する。特に、金ナノ粒子のサイズや表面電荷、TP修飾率が微小管構造に与える影響を評価し、ナノ構造体が微小管に与える影響の理解と応用を目指す。
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