超強力細胞保護ペプチドＣＰＰの機能と応用技術に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23310171
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 資源保全学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 津田 栄 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 上級主任研究員 (70211381)
• 研究分担者: 近藤 英昌 産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (80357045) ; 西宮 佳志 産業技術総合研究所, ・生物プロセス研究部門, 主任研究員 (00357716) ; 坂下 真実 産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (20357099)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 細胞保護物質 / ペプチド / 不凍蛋白質 / 抗凍結作用 / ３次元分子構造 / 大量生産 / Ｘ線回折法 / ＮＭＲ法

研究概要

代表者らは寒冷地の生物が有する幾つかの不凍蛋白質（AFP）が強力な細胞保護機能を併せ持つことを見出しCPPと名付けた。本研究では、実用化に最適なCPPを見出す為に様々なAFPの組成、分子構造、不凍・細胞保護機能等を詳細に解析し、最終的にカレイ由来のCPPを用いてマウス膵島細胞を数日間生かし続ける技術開発に至った（2013年PLoS ONE)。また、世界初の菌類AFPのＸ線構造解析（2012年PNAS)やCPP3のNMR構造解析（2013年JBNMR）等に関する基礎と応用の成果を３年間精力的に発表した：論文総数23（うち査読有19）、学会等発表数40（うち招待講演14）、特許出願数1。

研究成果

• [雑誌論文] Determining the ice-binding planes of antifreeze proteins by fluorescence-based ice plane affinity (2014)
  • 著者名/発表者名: Basu, K., Garnham, C.P., Nishimiya, Y., Tsuda, S., Braslavsky, I., and Davies, P.L.
  • 雑誌名: Journal of Visualized Experiments 巻: 83 ページ: e51185
  • DOI: 10.3791/51185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a novel LEA protein involved in freezing tolerance in wheat (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakaki, K., Cristov N., Tsuda, S., and Imai, R
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 55 (1) ページ: 136-147
  • DOI: 10.1093/pcp/pct164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antifreeze Protein Prolongs the Life-Time of Insulinoma Cells during Hypothermic Preservation (2013)
  • 著者名/発表者名: Kamijima, T, Sakashita, M., Miura, A., Nishimiya, Y., and Tsuda, S.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8(9) ページ: e73643
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0073643
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simple medium enables bovine embryos to be held for seven days at 4 oC (2013)
  • 著者名/発表者名: Ideta, A., Aoyagi, Y., Tsuchiya, K., Kamijima, T., Nishimiya, Y., and Tsuda, S
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 (1173) ページ: 1-5
  • DOI: 10.1038/srep01173
  • 査読あり
• [雑誌論文] A defective isoform and its activity-improved variant of a type III antifreeze protein from Zoarces elongatus Kner (2013)
  • 著者名/発表者名: Kumeta, H., Ogura, K., Nishimiya, Y., Miura, A., Inagaki, F., and Tsuda, S.
  • 雑誌名: J. Biomol. NMR 巻: 55 (2) ページ: 225-230
  • DOI: 10.1007/s10858-012-9703-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microwave-assisted solid-phase synthesis of antifreeze glycopeptides (2013)
  • 著者名/発表者名: Izumi, R., Matsushita, T., Ohyabu, N., Fujitani, N., Naruchi, K., Shimizu, H., Tsuda, S., Hinou, H., and Nishimura, S.-I
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 19 ページ: 3913-3920
  • DOI: 10.1002/chem.201203731
  • 査読あり
• [雑誌論文] Engineering a naturally inactive isoform of type III antifreeze protein into one that can stop the growth of ice (2012)
  • 著者名/発表者名: Garnham, C.P., Nishimiya, Y., Tsuda, S., and Davies, P.L.
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 586 ページ: 3876-3881
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2012.09.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] 国産魚類由来の不凍タンパク質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 津田栄
  • 雑誌名: 日本極限環境生物学会誌(Mini Review) 巻: vol.11 ,No.2 ページ: 64-69
  • URL: http://www.extremophiles.jp/gakkaishi.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ice-binding site of snow mold fungus antifreeze protein deviates from structural regularity and high conservation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kondo, H., Hanada, Y., Hoshino, T., Garnham, C.P., Davies, P.L., and Tsuda, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci 巻: 109 (24) ページ: 9360-9365
  • DOI: 10.1073/pnas.1121607109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic study and structural analysis of the antifreeze agent xylomannan from Upis ceramboides (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishiwata, A., Sakurai, A., Nishimiya, Y., Tsuda, S., and Ito, Y.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 19524-19535
  • DOI: 10.1021/ja208528c
  • 査読あり
• [学会発表] 不凍蛋白質の機能解明に基づく技術創生 (2014)
  • 著者名/発表者名: 津田 栄
  • 学会等名: 第1回北海道大学オープンファシリティシンポジウム
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-03-10
  • 招待講演
• [学会発表] Hypothermic storage for 10 days of bovine embryos using type III antifreeze protein (2014)
  • 著者名/発表者名: 出田篤司, 津田栄, 西宮佳志, 土屋加那美, 中村雄気, 青柳敬人
  • 学会等名: 2014 Meeting of International Embryo Transfer Society (IETS)
  • 発表場所: ネバダ州レノ市,米国
  • 年月日: 2014-01-11
• [学会発表] トウガレイ由来I 型不凍蛋白質の構造機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石原和成, 花田祐一, 近藤英昌, 三浦愛, 津田栄
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] 不凍蛋白質(AFP)を利用した牛初期胚の非凍結保存液開発に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 出田篤司, 津田栄, 西宮佳志, 土屋加那美, 中村雄気, 青柳敬人
  • 学会等名: 日本胚移植研究会研究発表大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2013-08-26
• [学会発表] Ice-Binding Structure of a bacterial hyperactive antifreeze protein (2013)
  • 著者名/発表者名: 花田祐一, 近藤英昌, 三浦愛, 津田栄
  • 学会等名: 第7回国際構造ゲノム会議-構造生命科学(ICSG2013- SLS)
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2013-07-30
• [学会発表] Antifreeze Protein from Japanese Organisms : Functional Analysis for the General Use (2013)
  • 著者名/発表者名: 津田栄
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of the Society for Cryobiology (CRYO2013)
  • 発表場所: ワシントンDC,米国
  • 年月日: 2013-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] NMR Analyses to identify key determinants to regulate ice-binding activity of type III antifreeze protein (2012)
  • 著者名/発表者名: 津田栄
  • 学会等名: 2012生体磁気共鳴国際会議(ICMRBS2012)
  • 発表場所: リヨン,仏国
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Recent technological developments utilizing antifreeze protein (2011)
  • 著者名/発表者名: 津田栄
  • 学会等名: 1st International Ice-Binding Protein Conference and Workshop(IBP2011)
  • 発表場所: キングストン,カナダ
  • 年月日: 2011-08-03
  • 招待講演
• [学会発表] 不凍タンパク質の分子機能解明に基づく新技術の創成」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 津田栄
  • 学会等名: 極限環境生物学会第12回シンポジウム
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2011-06-13
  • 招待講演
• [学会発表] 不凍タンパク質の分子機能解析と応用技術研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 津田栄
  • 学会等名: 酵素工学研究会第65回講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-04-22
  • 招待講演
• [図書] 極限環境生物の産業展開(監修 : 今中忠行) (2012)
  • 著者名/発表者名: 近藤英昌, 津田栄
  • 総ページ数: 121-129
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] 産総研TODAY Research Hotline「細胞治療に役立つカレイ由来不凍タンパク質ー膵島細胞の120時間チルド保存を可能にー」2014年3月6日(プレスリリース・報道・広報誌ほか)
• [備考] つくばサイエンスニュース「マウスの膵島細胞,凍結せず5日間の保存に成功ーカレイから抽出の不凍タンパク質使う」2013年9月16日(プレスリリース・報道・広報誌ほか)
• [備考] 日経バイオテクON LINE アカデミック版「産総研,魚の不凍たんぱく質で膵島細胞を120 時間非凍結保存,ニチレイが素材提供」2013年10月2日(プレスリリース・報道・広報誌ほか)
• [備考] 産総研公式HP「主な研究成果:カレイ由来の不凍タンパク質により細胞保存期間を延長ー120時間の非凍結保存をマウス膵島細胞で実証ー」2013年9月20日(プレスリリース・報道・広報誌ほか)
• [備考] SPring-8 大型放射光施設 光のひろば「キノコの不凍タンパク質 不凍機能の解明」2012年(プレスリリース・報道・広報誌ほか)
• [備考] 産総研TODAY Research Hotline「キノコの不凍タンパク質 強力な不凍機能をもつタンパク質の立体構造を決定」2012年12月号(プレスリリース・報道・広報誌ほか)
• [備考] つくばサイエンスニュース「キノコの不凍タンパク質の分子構造と機能を解明:産業技術総合研究所/北海道大学など」2012年6月3日(プレスリリース・報道・広報誌ほか)
• [備考] 産総研公式HP「プレスリリース:キノコの不凍タンパク質の分子構造と不凍機能のメカニズムを解明ー強力な不凍機能をもつタンパク質をキノコが生産ー」2012年5月29日(プレスリリース・報道・広報誌ほか)
• [備考] 研究成果を公開しているHP(プレスリリース・報道・広報誌ほか)
  • URL: https://staff.aist.go.jp/s.tsuda/
• [産業財産権] 細胞延命効果を有するペプチドを用いた牛胚の非凍結保存液及び保存方法 (2012)
  • 発明者名: 西宮佳志, 上島達郎, 津田栄
  • 権利者名: (独)産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2012-019052
  • 出願年月日: 2012-01-31