生命理工学系 News

小畠・三重 研究室 ―研究室紹介 #19―

超生物機能材料への挑戦

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2016.12.16

生命理工学系にはライフサイエンスとテクノロジーに関連した様々な研究室があり、基礎科学と工学分野の研究のみならず、医学や薬学、農学等、幅広い分野で最先端の研究が活発に展開されています。

研究室紹介シリーズでは、ひとつの研究室にスポットを当てて研究テーマや研究成果を紹介。今回は、「細胞機能制御」と「バイオセンシング」を主なターゲットとし、様々な新規超生物機能材料の創出を目指す、小畠・三重研究室です。

教授 小畠英理 准教授 三重正和

生命理工学コース
教授 小畠英理別窓  准教授 三重正和別窓

キーワード タンパク質工学、細胞組織工学、バイオマテリアル、バイオセンシング
Webサイト 小畠・三重研究室別窓

研究紹介

超生物機能材料の創製

超生物機能材料の創製

生物は、様々な高次機能を発現する多彩な生体分子群を緻密に制御することにより、精巧な生命活動を維持しています。多くの生体分子の中でも、タンパク質は最も多様かつ高度な機能を発現する分子です。タンパク質に代表される生体分子を、我々人類が高機能材料として最大限に利用するためには、単に天然の生体分子を利用するだけでなく、積極的に改良・改造を施したり、あるいは全く新しくデザインしたりして天然の生物機能を超える生体分子群を創出していくことがカギとなります。我々はこれを「超生物機能材料工学」と位置づけ、様々な新規超生物機能材料を創出しています。その主なターゲットは、「細胞機能制御」と「バイオセンシング」です。

1.細胞機能制御タンパク質材料の創製

成長因子、転写因子、細胞外マトリックス等を改造・設計して構築した超生物機能タンパク質材料を利用して、接着、伸展、増殖、分化等、様々な細胞機能を制御し、組織工学・再生医療へのアプローチを図っています。

組織構築においては細胞、シグナル因子、足場が必要とされています。私たちは、成長因子や転写因子タンパク質といったシグナル因子と足場が一体化した新規機能性タンパク質材料を創製しています。

また、タンパク質のみを構成成分とするナノ粒子によるドラッグデリバリシステムにも挑戦しています。

新規タンパク質材料による細胞機能の制御 a. 足場―シグナル因子が一体化した新規機能性タンパク質 b. 固定化転写因子タンパク質による神経細胞分化誘導

新規タンパク質材料による細胞機能の制御
a. 足場―シグナル因子が一体化した新規機能性タンパク質
b. 固定化転写因子タンパク質による神経細胞分化誘導

2.バイオセンシングタンパク質材料の創製

設計・構築した超生物機能タンパク質分子材料を利用して、超高感度環境バイオセンシングシステム、分子間相互作用解析法、生細胞内分子計測法等、世界に先駆けて独創的な研究開発を展開しています。

キメラタンパク質を利用したガンマーカーの高感度検出や、細胞発信情報のセンシングを実現しました。

細胞内環境における分子間相互作用のイメージングや、タンパク質―DNA複合体による分子検出等、新たなバイオセンシングシステム創製に取り組んでいます。

バイオセンシングタンパク質材料の創製 a. キメラタンパク質によるセンシング b. タンパク質間相互作用イメージング

バイオセンシングタンパク質材料の創製
a. キメラタンパク質によるセンシング
b. タンパク質間相互作用イメージング

研究成果

最新の研究成果は、研究室サイト別窓をご参照ください。

代表論文

  • [1] Ikeda Y, Mashimo Y, Mie M, Kobatake E. Design of luciferase-displaying protein nanoparticles for use as highly sensitive immunoassay detection probes. Analyst. 2016;141:6557-63.
  • [2] Mie M, Naoki T, Kobatake E. Development of a Split SNAP-CLIP Double Labeling System for Tracking Proteins Following Dissociation from Protein Protein Complexes in Living Cells. Anal Chem. 2016;88:8166-71.
  • [3] Adnan N, Mie M, Hague A, Hossain S, Mashimo Y, Akaike T, Kobatake E. Construction of a Defined Biomimetic Matrix for Long-Term Maintenance of Mouse Induced Pluripotent Stem Cells. Bioconjugate Chem. 2016;27:1599-605.
  • [4] Siew S, Kaneko M, Mie M, Kobatake E. Construction of a tissue-specific transcription factor-tethered extracellular matrix protein via coiled-coil helix formation. J Mater Chem B. 2016;4:2512-8.
  • [5] Assal Y, Mizuguchi Y, Mie M, Kobatake E. Growth Factor Tethering to Protein Nanoparticles via Coiled-Coil Formation for Targeted Drug Delivery. Bioconjugate Chem. 2015;26:1672-7.
  • [6] Mie M, Naoki T, Kobatake E. Tracking a protein following dissociation from a protein-protein complex using a split SNAP-tag system. Anal Biochem. 2015;477:53-5.
  • [7] Matsumoto R, Hara R, Andou T, Mie M, Kobatake E. Targeting of EGF-displayed protein nanoparticles with anticancer drugs. J Biomed Mater Res B. 2014;102:1792-8.
  • [8] Mie M, Sasaki S, Kobatake E. Construction of a bFGF-tethered multi-functional extracellular matrix protein through coiled-coil structures for neurite outgrowth induction. Biomed Mater. 2014;9.
  • [9] Assal Y, Mie M, Kobatake E. The promotion of angiogenesis by growth factors integrated with ECM proteins through coiled-coil structures. Biomaterials. 2013;34:3315-23.
  • [10] Mie M, Kaneko M, Henmi F, Kobatake E. Induction of motor neuron differentiation by transduction of Olig2 protein. Biochem Bioph Res Co. 2012;427:531-6.
  • [11] Mashimo Y, Maeda H, Mie M, Kobatake E. Construction of Semisynthetic DNA-Protein Conjugates with Phi X174 Gene-A* Protein. Bioconjugate Chem. 2012;23:1349-55.
  • [12] Akter F, Mie M, Grimm S, Nygren PA, Kobatake E. Detection of Antigens Using a Protein-DNA Chimera Developed by Enzymatic Covalent Bonding with phiX Gene A. Anal Chem. 2012;84:5040-6.
  • [13] Mie M, Naoki T, Uchida K, Kobatake E. Development of a split SNAP-tag protein complementation assay for visualization of protein-protein interactions in living cells. Analyst. 2012;137:4760-5.
  • [14] Kobatake E, Takahashi R, Mie M. Construction of a bFGF-Tethered Extracellular Matrix Using a Coiled-Coil Helical Interaction. Bioconjugate Chem. 2011;22:2038-42.
  • [15] Mashimo Y, Mie M, Suzuki S, Kobatake E. Detection of small RNA molecules by a combination of branched rolling circle amplification and bioluminescent pyrophosphate assay. Anal Bioanal Chem. 2011;401:221-7.
  • [16] Nakamura M, Mie M, Kobatake E. Construction of a functional IgG-binding luciferase fusion protein for the rapid detection of specific bacterial strains. Analyst. 2011;136:71-2.
  • [17] Mie M, Sugita R, Endoh T, Kobatake E. Evaluation of small ligand-protein interactions by using T7 RNA polymerase with DNA-modified ligand. Anal Biochem. 2010;405:109-13.
  • [18] Nakamura M, Yamaguchi K, Mie M, Nakamura M, Akita K, Kobatake E. Promotion of Angiogenesis by an Artificial Extracellular Matrix Protein Containing the Laminin-1-Derived IKVAV Sequence. Bioconjugate Chem. 2009;20:1759-64.
  • [19] Fujita Y, Mie M, Kobatake E. Construction of nanoscale protein particle using temperature-sensitive elastin-like peptide and polyaspartic acid chain. Biomaterials. 2009;30:3450-7.
  • [20] Nakamura M, Mie M, Mihara H, Nakamura M, Kobatake E. Construction of multi-functional extracellular matrix proteins that promote tube formation of endothelial cells. Biomaterials. 2008;29:2977-86.

教員紹介

小畠英理 教授 工学博士

1984年 京都大学 工学部高分子化学科 卒業
1986年 京都大学 大学院工学研究科 修士課程修了
1990年 東京工業大学 大学院理工学研究科 後期博士課程修了 工学博士を取得
1986 - 1987年 三菱化成株式会社
1990年 東京工業大学工学 助手
1994年 東京工業大学 講師
1997年 東京工業大学 助教授
2013年より 現職

三重正和 准教授 博士(工学)

1995年 東京工業大学 生命理工学部生物工学科 卒業
1997年 東京工業大学 大学院生命理工学研究科 修士課程修了
2000年 東京工業大学 大学院生命理工学研究科 博士課程修了 工学博士を取得
1999 - 2001年 日本学術振興会 特別研究員
2001 - 2007年 東京工業大学 大学院生命理工学研究科 助手
2007 - 2013年 東京工業大学 大学院生命理工学研究科 助教
2013 - 2016年 東京工業大学 大学院総合理工学研究科 准教授
2016年より 現職
所属学会
日本化学会、日本バイオマテリアル学会、電気化学会

お問い合わせ先

教授 小畠英理
すずかけ台キャンパス G1棟 314号室
E-mail : kobatake.e.aa@m.titech.ac.jp

准教授 三重正和
すずかけ台キャンパス G1棟 316号室
E-mail : mie.m.aa@m.titech.ac.jp

※この内容は掲載日時点の情報です。最新の研究内容については研究室サイト別窓をご覧ください。

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