水生昆虫バイオシルクの特性解明、高機能化、医工学分野への応用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22580060
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用昆虫学
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 塚田 益裕 信州大学, 繊維学部, 教授 (20414922)
• 研究分担者: 阿部 康次 信州大学, 繊維学部, 教授 (00126658) ; 野村 隆臣 信州大学, 繊維学部, 助教 (90362110) ; 新井 亮一 信州大学, 繊維学部, 助教 (50344023)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 水生昆虫 / 素材利用技術 / 細胞培養床 / 遺伝子工学 / タンパク質工学 / 幼虫 / 材料工学 / 吸着材料

研究概要

ヒゲナガカワトビケラ幼虫絹糸腺からシルクタンパク質を溶液として調製する方法を確立した。シルクタンパク質の主成分は1種の高分子量タンパク質と 3 種の低分子量タンパク質であり、これらを Smsp-1, 2, 3, 4 と命名し、cDNA のクローニングを行った。さらに、シルクタンパク質の化学構造を13C-CP/MAS 固体 NMR スペクトル測定で評価した。シルクタンパク質への金属吸着挙動と医薬品を包括した DDS 担体としての可能性を追求した。

研究成果

• [雑誌論文] Long-range periodic sequence of Stenopsyche marmorata cement/silk protein: Purification and biochemical characterization. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kousaku Ohkawa, Yumi Miura, Takaomi Nomura, Ryoichi Arai, Koji Abe, Masuhiro Tsukada and Kimio Hirabayashi
  • 雑誌名: Biofouling 巻: 29(4) ページ: 357-367
  • DOI: DOI:10.1080/08927014.2013.774376
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of silk proteins from a caddisfly larva, Stenopsyche marmorata. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kousaku Ohkawa, Yumi Miura, Takaomi Nomura, Ryoichi Arai, Koji Abe, Masuhiro Tsukada and Kimio Hirabayashi
  • 雑誌名: Journal of Fiber Bioengineering and Informatics 巻: 5 (2) ページ: 125-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal characteristics and physical properties of silkfabrics grafted with phosphorous flame retardant agents. (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuhiro Tsukada, Md. Majibur Rahman Khan, Tomoko Tanaka,Hideaki Morikawa
  • 雑誌名: Textile Research Journal 巻: 81 ページ: 1541-1548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical properties and structure of aquatic silk fiber from Stenopsyche marmorata. (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuhiro Tsukada, Md. Majibur, E. Inoue, Goro Kimura, J.Y. Hun,M Mishima, K. Hirabayashi
  • 雑誌名: International Journal of Biological Macromolecuels 巻: 46 ページ: 54-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical properties and dyeability of silk fibers degummed with citric acid. (2010)
  • 著者名/発表者名: Md. Majibur, M. Tsukada, Y. Gotoh, H. Morikawa, G. Freddi
  • 雑誌名: Bioresource Technology 巻: 101 ページ: 8439-8445
  • 査読あり
• [学会発表] Biochemical natures of underwater silk proteins from caddisfly, Stenopsyche marmorata. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kousaku Ohkawa, Masakazu Hachisu, Takaomi Nomura, Ryoichi Arai, Masuhiro Tsukada and Kimio Hirabayashi
  • 学会等名: Abstract Book, The international Textile Conference
  • 発表場所: Daegu, Korea
  • 年月日: 20130416-18
• [学会発表] Characterization and nanofiber fabrication of underwater silk protein from Stenopsyche marmorata. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kousaku Ohkawa, Takaomi Nomura, Ryoichi Arai, Masuhiro Tsukada and Kimio Hirabayashi
  • 学会等名: Abstract of 245th American Chemical Society National Meeting
  • 発表場所: New Orleans, LA, USA. Paper number POLY383.
  • 年月日: 20130307-11
• [学会発表] Isolation of silk proteins from a caddisfly larva, Stenopsyche marmorata. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kousaku Ohkawa, Yumi Miura, Takaomi Nomura, Ryoichi Arai, Koji Abe, Masuhiro Tsukada and Kimio Hirabayashi
  • 学会等名: A contributed, peer-reviewed paper for Textile Bioengneering Informatics Symposium
  • 発表場所: Ueda, Proceedings
  • 年月日: 20120808-12
• [学会発表] Underwater silk fibers-Biochemical natures for novel textile technology. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kousaku Ohkawa, Yumi Miura, Takaomi Nomura, Ryoichi Arai, Koji Abe, Masuhiro Tsukada and Kimio Hirabayashi
  • 学会等名: The 9th Asia-Pacific Marine Biotechnogy Conference
  • 発表場所: Kochi, Japan.
  • 年月日: 20120712-16
• [学会発表] Repetitive sequential motifs of underwater silk protein from caddisfly, Stenopsyche marmorata, American Chemical Society (2012)
  • 著者名/発表者名: Kousaku Ohkawa, Yumi Miura, Takaomi Nomura, Ryoichi Arai, Kimio Hirabayashi, Masuhiro Tsukada, and Koji Abe
  • 学会等名: National Meething
  • 発表場所: San Diego Convention Center.
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ (Stenopsyche marmorata) シルクタンパク質の線維形成機構について (2012)
  • 著者名/発表者名: 大川浩作, 野村 隆臣, 新井亮一, 平林公男, 塚田益裕, 阿部康次
  • 学会等名: 日本蚕糸学会 第66回東北支部 第68回中部支部 第64回東海支部 第78回関西支部 第68回九州支部 合同大会.
  • 発表場所: 信州大学繊維学部上田キャンパス
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ Stenopsyche marmorataシルクタンパク質リン酸化と長周期配列 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大川浩作, 野村 隆臣, 新井亮一, 平林公男, 塚田益裕, 阿部康次
  • 学会等名: (社) 日本動物学会第83回大阪大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ(Stenopsyche marmorata) 由来新規シルクタンパク質遺伝子のクローニング (2012)
  • 著者名/発表者名: 白雪、石原詩織、野村隆臣、大川浩作、塚田益裕、阿部康次、平林公男、新井亮一
  • 学会等名: 第12回日本タンパク質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場 (名古屋)
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラの絹糸腺特異的 cDNA ライブラリーから見つかったセリシン様セメントタンパク質遺伝子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原詩織、山口裕子、新井亮一、大川浩作、塚田益裕、阿部康次、平林公男、野村隆臣
  • 学会等名: 第12回日本タンパク質科学会年会.
  • 発表場所: 名古屋国再開議場 (名古屋)
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラの絹糸腺特異的 cDNA ライブラリーから見つかった新たな Fibroin H 様シルクタンパク質遺伝子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口裕子、石原詩織、新井亮一、大川浩作、塚田益裕、阿部康次、平林公男、野村隆臣
  • 学会等名: 第12回日本タンパク質科学会年会.
  • 発表場所: 名古屋国再開議場 (名古屋)
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ (Stenopsyche marmorata) 幼虫シルクタンパク質 Smsp-1 のホスホリル化と繊維形成機構について (2012)
  • 著者名/発表者名: 大川浩作, 三浦優美, 野村隆臣, 新井亮一, 平林公男, 塚田益裕, 阿部康次
  • 学会等名: 平成 24 年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀 (東京)
  • 年月日: 2012-06-08
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ (Stenopsyche marmorata) 幼虫シルクタンパク質フィルムの固体物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大川浩作, 三浦優美, 野村 隆臣, 新井亮一, 平林公男, 塚田益裕, 阿部康次
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2012-05-30
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ (Stenopsyche marmorata) 幼虫シルク/セメントタンパク質 Smsp-1 の精製およびアミノ酸配列解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大川浩作, 三浦優美, 野村隆臣, 新井亮一, 平林公男, 塚田益裕, 阿部康次
  • 学会等名: 2012 年度 日本付着生物学会総会・研究集会 (第19回)
  • 発表場所: 東京海洋大学品川キャンパス楽水会館
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] Degumming of silk fibers with acidic solution (invited lecture) M. (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuhiro Tsukada
  • 学会等名: Tsukada The 4th International Symposium on High-Tech Fiber Engineering for Young Researchers
  • 発表場所: 信州大学繊維学部
  • 年月日: 20110631
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ絹糸腺の cDNA ライブラリーの構築 -シルク関連遺伝子の探索- (2011)
  • 著者名/発表者名: 石原詩織, 山口裕子, 白 雪, 大川浩作, 新井亮一, 平林公男, 塚田益裕, 阿部康次, 野村隆臣
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜 (パシフィコ横浜)
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] ウスタビガ繭糸の理化学的特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚田益裕、佐藤俊一、庄村茂、梶浦善太
  • 学会等名: 日本蚕糸学会中部支部第67回
  • 発表場所: 八ヶ岳講演 セラビーリゾート泉郷
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ(Stenopsyche marmorata) 幼虫シルクタンパク質の周期的一次構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大川浩作, 三浦優美, 野村隆臣,新井亮一, 平林公男, 塚田益裕, 阿部康次
  • 学会等名: 平成23 年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: 東京 (タワーホール船堀)
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ(Stenopsyche marmorata) 幼虫巣糸タンパク質の部分アミノ酸配列 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三浦優美, 野村隆臣, 新井亮一, 平林公男, 塚田益裕, 阿部康次, 大川浩作
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪 (大阪国際会議場)
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] シルクフィブロインと多糖類の複合ナノファイバーの製造に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山太吾、村田夏子、塚田益裕
  • 学会等名: 第58回日本シルク学会研究発表会
  • 発表場所: 蚕糸科学研究所(東京)
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ絹糸腺リボゾームの生化学的特徴-リボゾーム機能の季節変動性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村隆臣, 石原詩織, 大川浩作, 新井亮一, 平林公男, 塚田益裕, 阿部康次
  • 学会等名: 2011 年度 (第18回) 日本付着生物学会研究集会
  • 発表場所: 東京 (東京海洋大)
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] ヒゲナガカワトビケラ (Stenopsyche marmorata) 幼生巣糸タンパク質における周期的アミノ酸配列について (2011)
  • 著者名/発表者名: 大川浩作, 三浦優美, 野村隆臣, 新井 亮一, 平林公男, 塚田益裕, 阿部康次
  • 学会等名: 2011 年度 (第18回) 日本付着生物学会研究集会
  • 発表場所: 東京 (東京海洋大)
  • 年月日: 2011-03-27
• [図書] Characterization of underwater silk proteins from caddisfly larva, Stenopsyche marmorata. in Biotechnology of Silk (Eds. Tetsuo Asakura and Thomas Miller) (2013)
  • 著者名/発表者名: Kousaku Ohkawa, Takaomi Nomura, Ryoichi Arai, Masuhiro Tsukada and Kimio Hirabayashi
  • 出版者: Springer, Dordrecht, The Netherlands
• [産業財産権] 金属含有液の処理方法及びこれに用いる高分子吸着材 (2011)
  • 発明者名: 塚田益裕、森脇洋、前田徹、百瀬淳、関本有莉
  • 権利者名: 信州大学
  • 産業財産権番号: 特願 2011-021511
  • 出願年月日: 2011-02-03
• [産業財産権] Biodegradable biopolymers made of silk proteins (2011)
  • 発明者名: Masuhiro Tsukada, Takayuki Arai
  • 権利者名: National Institute of Agrobiological Sciences.
  • 産業財産権番号: US 8,048,989 B2
  • 取得年月日: 2011-11-01
  • 外国
• [産業財産権] セリシンナノファイバーおよびその製造方法、金属イオン吸着材、染色機能増強材、耐薬品増強材、ならびにセリシン・フィブロイン複合ナノファイバーおよびその製造方法 (2010)
  • 発明者名: 塚田益裕、森川英明、ジャンシアンファ
  • 権利者名: 信州大学
  • 産業財産権番号: 特願 2010-288973
  • 出願年月日: 2010-12-24