磁性細菌のバイオミネラリゼーション機構を利用した高機能ナノ粒子の創製

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20246119
• 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: 東京農工大学
• 研究代表者: 松永 是 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (10134834)
• 研究分担者: 新垣 篤史 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 助教 (10367154)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: バイオミネラリゼーション / バイオミメティクス / 結晶核形成 / 微小反応場 / 高保磁力磁性材料 / 機能性ペプチド

研究概要

本研究では、磁性細菌の酸化鉄バイオミネラリゼーションに関与するタンパク質を利用したナノ無機材料合成法の開発を目的とした。磁性細菌が合成する磁性ナノ粒子の形態制御タンパク質を用いて、粒子の形態、サイズ、特性を精密制御する系を構築した。また、Bar domain構造を持つタンパク質を利用したリポソームの空間制御による粒子の形態制御を可能とする技術、鉄イオントランスポーターを利用したシーケンシャルな粒子形成プロセスの構築に成功した。ここで開発されたナノ磁性材料は、バイオテクノロジー分野における高性能磁性担体や磁気記録材料等としての利用が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Mms6 Protein Regulates Crystal Morphology during Nano-sized Magnetite Biomineralization in Vivo. (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Tanaka, E.Mazuyama, A.Arakaki, T.Matsunaga
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 286 ページ: 6386-6392
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Vivo Biotinylation of Bacterial Magnetic Particles by Truncated form of Escherichia coli Biotin Ligase and Biotin Acceptor Peptide. (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Maeda, T.Yoshino, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Appl.Environ.Microbial. 76 ページ: 5785-5790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Modification of Bacterial Magnetic Nanoparticles Using Asparagines-serine Polypeptide Designed to Control Interactions with Cell Surface. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Takahashi, T.Yoshino, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Biomaterials 31 ページ: 4952-4957
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneously Discrete Biomineralization of Magnetite and Tellurium Nanocrystals in Magnetotactic Bacteria. (2010)
  • 著者名/発表者名: 新垣篤史, SS.Stanilan, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Appl.Environ. 76 ページ: 5526-5532
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and Functional Characterization of Liposome Tubulation Protein from Magnetotactic Bacteria. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Tanaka, A.Arakaki, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Mol.Microbiol. 76 ページ: 480-488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Genomic DNA from a Single Species of Uncultured Magnetotactic Bacterium by Multiple Displacement Amplification. (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Arakaki, M.Shibusawa, M.Hosokawa, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Appl.Environ.Microbiol. 76 ページ: 1480-1485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tnducible Expression of Transmembrane Proteins on Bacterial Magnetic Particles in Magnetospirillum magneticum AMB-1 (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino, A.Shimojo, Y.Maeda, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Appl.Environ.Microbiol. 76 ページ: 1152-1157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional Directed Self-assembly of Peptide Nanowires into Micrometer-sized Crystalline Cubes with Nanoparticle Joints. (2010)
  • 著者名/発表者名: P.Kaur, Y.Maeda, AC.Mutter, T.Matsunaga, Y.Xu, H.Matsui
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed.Engl. 49 ページ: 8375-8378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of the Morphology and Size of Magnetite Particles with Peptides Mimicking the Mms6 Protein from Magnetotactic Bacteria. (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Arakaki, F.Masuda, Y.Amemiya, T.Tanaka, T.Matsunaga
  • 雑誌名: J.Colloid Int.Sci. 343 ページ: 65-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ磁石を合成する細胞内小器官化学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 新垣篤史
  • 雑誌名: 65 ページ: 68-69
• [雑誌論文] 磁石を作る細菌のゲノム (2010)
  • 著者名/発表者名: 松永是, 新垣篤史
  • 雑誌名: 生物の科学 64 ページ: 85-91
• [雑誌論文] Whole Genome Sequence of Desulfovibrio magneticus Strain RS-1 Revealed Common Gene Clusters in Magnetotactic Bacteria. (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Nakazawa, A.Arakaki, S.Narita-Yamada, I.Yashiro, K.Jinno, N.Aoki, A.Tsuruyama, Y.Okamura, S.Tanikawa, N.Fujita, H.Takeyama, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Genome Res. 19 ページ: 1801-1808
  • 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 Cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Maeda, T.Yoshino, T.Matsunaga
  • 雑誌名: J.Mater.Chem. 19 ページ: 6361-6366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Separation of Human Podocalyxin-like Protein 1 (hPCLP1)-positive Cells from Peripheral Blood Using Anti-hPCLP1 Monoclonal Antibody and Protein A Expressed on Bacterial Magnetic Particles. (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Kuhara, T.Yoshino, M.Shiokawa, T.Okabe, S.Mizoguchi, A.Yabuhara, H.Takeyama, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Cell Struct.Funct. 34 ページ: 23-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteomic Analysis of Irregular Bullet-shaped Magnetosomes in the Sulfate-reducing Bacterium Desulfovibrio magneticus RS-1. (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Matsunaga, M.Nemoto, A.Arakaki, M.Tanaka
  • 雑誌名: Proteomics 9 ページ: 3341-3352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-sized Bacterial Magnetic Particles Displaying Pyruvate Phosphate Dikinase for Pyrosequencing. (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino, T.Nishimura, T.Mori, S.Suzuki, H.Kambara, H.Takeyama, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Biotechnol.Bioeng. 103 ページ: 130-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Separation of Melanoma-specific Cytotoxic T Lymphocytes from a Vaccinated Melanoma Patient's Blood Using MHC/Peptide Complex-conjugated Bacterial Magnetic Particles. (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Takahashi, Y.Akiyama, J.Ikezumi, T.Nagata, T.Yoshino, A.Iizuka, K.Yamaguchi, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem. 20 ページ: 304-309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Magnetic Separation of Immune Cells from Whole Blood Using Bacterial Magnetic Particles Displaying ProteinG. (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Takahashi, T.Yoshino, H.Takeyama, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Biotechnol.Prog. 25 ページ: 219-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noncovalent Immobilization of Streptaviden on In Vitro- and In Vivo-biotinylated Bacterial Magnetic Particles. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Maeda, T.Yoshino, M.Takahashi, H.Ginya, J.Asahina, H.Tajima, I.Matsunaga
  • 雑誌名: Appl.Environ.Microbiol. 74 ページ: 5139-5145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Method for Evaluation of Chemicals Based on Ligand-dependent Recruitment of GFP Labeled Coactivator to Estrogen Receptor Displayed on Bacterial Magnetic Particles. (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino, C.Kajia, M.Nakai, F.Saito, H.Takeyama, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Anal.Chim.Acta 626 ページ: 71-77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Cell Separation Using Nano-sized Bacterial Magnetic Particles with Reconstructed Magnetosome Membrane (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino, H.Hirabe, M.Takahashi, M.Kuhara, H.Takeyama, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Biotechnol.Bioeng. 101 ページ: 470-477
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Method for Selection of Antimicrobial Peptides from a Phage Display Library by Use of Bacterial Magnetic Particles (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Tanaka, Y.Kokuryu, T.Matsunaga
  • 雑誌名: Appl.Environ.Microbiol. 74 ページ: 7600-7606
  • 査読あり
• [学会発表] Controlled Mechanism of Iron Oxide Nano-Crystal Formation in Magnetotactic Bacteria (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Matsunaga
  • 学会等名: 14th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Nagoya Congress Center (Nagoya)
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] Bacterial Magnetite as an Element in Nanotechnology (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Matsunaga
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: New London (USA)
  • 年月日: 2008-08-13
• [図書] 磁性細菌のゲノム情報に基づいた機能性ナノ磁性材料の開発(マリンメタゲノムの有効利用) (2009)
  • 著者名/発表者名: 新垣篤史
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 表面技術 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松永是
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: バイオナノ磁気ビーズの医療応用
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~matunaga/