2026/04/28 更新

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オオコウチ　ミナ
大河内　美奈
OKOCHI MINA
所属
物質理工学院 教授
職名
教授
ホームページ
http://www.chemeng.titech.ac.jp/~lab-okochi/index.html
外部リンク

News & Topics

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / バイオ機能応用、バイオプロセス工学

学歴

  • 日本学術振興会特別研究員（東京農工大学）

    - 1998年

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  • 東京農工大学   大学院工学研究科 物質生物工学専攻

    - 1998年

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  • 東京農工大学   大学院工学研究科   物質生物工学専攻

    - 1996年

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    国名： 日本国

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  • 東京農工大学   工学部   物質生物工学科

    - 1993年

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経歴

  • 東京工業大学大学院   理工学研究科（改組により2016年から物質理工学院に所属）   教授

    2014年4月 - 現在

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  • 名古屋大学大学院   工学研究科 化学生物工学専攻   准教授

    2004年10月 - 2014年3月

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  • 東京農工大学   工学部 生命工学科   助手

    1999年9月 - 2004年9月

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論文

  • Exploration and analytical techniques for membrane curvature-sensing proteins in bacteria. 国際誌

    Takumi Komikawa, Mina Okochi, Masayoshi Tanaka

    Journal of bacteriology   207 ( 4 )   e0048224   2025年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    The mechanism by which cells regulate protein localization is an important topic in the field of bacterial biology. In certain instances, the morphology of the biological membrane has been demonstrated to function as a spatial cue for the subcellular localization of proteins. These proteins are capable of sensing membrane curvature and are involved in a number of physiological functions such as cytokinesis and the formation of membrane-bound organelles. This review presents recent advances in the in vitro evaluation of curvature-sensing properties using artificially controlled membranes and purified proteins, as well as microscopic live cell assays. However, these evaluation methodologies often require sophisticated experiments, and the number of identified curvature sensors remains limited. Thus, we present a comprehensive exploration of recently reported curvature-sensing proteins. Subsequently, we summarize the known curvature-sensing proteins in bacteria, in conjunction with the analytical methodologies employed in this field. Finally, future prospects and further requirements in the study of curvature-sensing proteins are discussed.

    DOI： 10.1128/jb.00482-24

    PubMed

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  • Synthesis of atom-precise supported metal clusters via solid-phase peptide synthesis. 国際誌

    Takane Imaoka, Nanami Antoku, Yusuke Narita, Kazuki Nishiyama, Kenji Takada, Shogo Saito, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi, Miftakhul Huda, Makoto Tanabe, Wang-Jae Chun, Kimihisa Yamamoto

    Chemical science   15 ( 36 )   14931 - 7   2024年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    While the utility of supported metal and alloy clusters as catalytic materials is widely recognized, their precise synthesis remains a challenge. Here, we demonstrate the precise synthesis of these clusters via metallopeptides. This technique is characterized by its ability to be automated using Merrifield's solid-phase peptide synthesis (SPPS). Metallopeptides with iron and platinum complexes in their side chains have been prepared using this SPPS. These metallopeptides were successfully transformed into the corresponding supported metal clusters by heating in a hydrogen atmosphere.

    DOI： 10.1039/d4sc04400b

    PubMed

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  • Peptide array screening with anti-GLP-1 monoclonal antibody: Discovery of cysteine-containing DPP-IV inhibitory peptides 査読

    Masaki Kurimoto, Naoki Yuda, Masayoshi Tanaka, Miyuki Tanaka, Mina Okochi

    Journal of Bioscience and Bioengineering   2024年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2024.07.001

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  • Small Au Nanoparticles Synthesized by Peptide-Based Biomineralization for Catalytic Applications

    Masayoshi Tanaka, Yuka Kiriki, Nozomi Kiyohara, Mirei Hayashi, Abiral Tamang, Tomonori Nakamura, Martin Vacha, Yonghyun Choi, Jonghoon Choi, Wataru Yoshida, Kevin Critchley, Stephen D. Evans, Mina Okochi

    ACS Applied Nano Materials   2024年5月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acsanm.4c00780

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  • Enantioselective Detection of Gaseous Odorants with Peptide–Graphene Sensors Operating in Humid Environments 査読

    Yui Yamazaki, Tatsuru Hitomi, Chishu Homma, Tharatorn Rungreungthanapol, Masayoshi Tanaka, Kou Yamada, Hiroshi Hamasaki, Yoshiaki Sugizaki, Atsunobu Isobayashi, Hideyuki Tomizawa, Mina Okochi, Yuhei Hayamizu

    ACS Applied Materials & Interfaces   2024年4月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acsami.4c01177

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  • Osmotic stress induces the formation of migrasome-like vesicles. 国際誌

    Koki Yoshikawa, Shogo Saito, Tetsuya Kadonosono, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi

    FEBS letters   2024年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Migrasomes are extracellular vesicles that form on the retraction fibers of migrating cells. In this study, we report the formation of migrasome-like vesicles enriched in tetraspanin 4 and containing cytoplasmic components in response to hypoosmotic stress. When migrating cells were subjected to hypoosmotic stress, vesicles with a size distribution of 0.5 to 2 μm formed on the retraction fibers, and vanished in a few minutes. The vesicles are rich in cholesterol, and their number was reduced when cells were pretreated with lipoprotein-deficient serum. The formation of migrasome-like vesicles upon hypoosmotic stress may provide biophysical cues regarding the cellular response to this external stimulus in cells and tissues.

    DOI： 10.1002/1873-3468.14816

    PubMed

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  • Screening of novel DPP-IV inhibitory peptides derived from bovine milk proteins using a peptide array platform 査読

    Sayuri Arai, Masaki Kurimoto, Hajime Nakada, Masayoshi Tanaka, Hiroshi Ochi, Miyuki Tanaka, Mina Okochi

    Journal of Bioscience and Bioengineering   2024年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2023.11.007

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  • Screening of EWI-2-Derived Peptides for Targeting Tetraspanin CD81 and Their Effect on Cancer Cell Migration 査読

    Thanawat Suwatthanarak, Kei Usuba, Kotomi Kuroha, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi

    Biomolecules   2023年3月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3390/biom13030510

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  • Designable peptides on graphene field-effect transistors for selective detection of odor molecules

    Chishu Homma, Mirano Tsukiiwa, Hironaga Noguchi, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi, Hideyuki Tomizawa, Yoshiaki Sugizaki, Atsunobu Isobayashi, Yuhei Hayamizu

    Biosensors and Bioelectronics   224   115047 - 115047   2023年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier {BV}  

    DOI： 10.1016/j.bios.2022.115047

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  • Volatile Organic Compound Detection by Graphene Field-Effect Transistors Functionalized with Fly Olfactory Receptor Mimetic Peptides 査読

    Tharatorn Rungreungthanapol, Chishu Homma, Ken-ichi Akagi, Masayoshi Tanaka, Jun Kikuchi, Hideyuki Tomizawa, Yoshiaki Sugizaki, Atsunobu Isobayashi, Yuhei Hayamizu, Mina Okochi

    Analytical Chemistry   2023年2月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acs.analchem.3c00052

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  • A peptide binding to the tetraspanin CD9 reduces cancer metastasis 査読 国際誌

    Thanawat Suwatthanarak, Kazuma Ito, Masayoshi Tanaka, Kei Sugiura, Ayuko Hoshino, Yoshitaka Miyamoto, Kenji Miyado, Mina Okochi

    Biomaterials Advances   146   213283 - 213283   2023年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    As an organizer of multi-molecular membrane complexes, the tetraspanin CD9 has been implicated in a number of biological processes, including cancer metastasis, and is a candidate therapeutic target. Here, we evaluated the suppressive effects of an eight-mer CD9-binding peptide (CD9-BP) on cancer cell metastasis and its mechanisms of action. CD9-BP impaired CD9-related functions by adversely affecting the formation of tetraspanin webs-networks composed of CD9 and its partner proteins. The anti-cancer metastasis effect of CD9-BP was evidenced by the in vitro inhibition of cancer cell migration and invasion as well as exosome secretion and uptake, which are essential processes during metastasis. Finally, using a mouse model, we showed that CD9-BP reduced lung metastasis in vivo. These findings provide insight into the mechanism by which CD9-BP inhibits CD9-dependent functions and highlight its potential application as an alternative therapeutic nano-biomaterial for metastatic cancers.

    DOI： 10.1016/j.bioadv.2023.213283

    PubMed

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  • A GFET Nitrile Sensor Using a Graphene‐Binding Fusion Protein

    Abubaker Mohamed, Hironaga Noguchi, Mirano Tsukiiwa, Chen Chen, Rachel Heath, M. Qadri E. Mubarak, Takumi Komikawa, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi, Sam de Visser, Yuhei Hayamizu, Christopher Blanford

    Advanced Functional Materials   32 ( 46 )   2207669 - 2207669   2022年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Wiley  

    DOI： 10.1002/adfm.202207669

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  • Non-competitive fluorescence polarization immunosensing for CD9 detection using a peptide as a tracer. 国際誌

    Kazuki Takahashi, Shunsuke Chida, Thanawat Suwatthanarak, Mikiko Iida, Min Zhang, Mao Fukuyama, Masatoshi Maeki, Akihiko Ishida, Hirofumi Tani, Takao Yasui, Yoshinobu Baba, Akihide Hibara, Mina Okochi, Manabu Tokeshi

    Lab on a chip   22 ( 16 )   2971 - 2977   2022年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    This paper is the first report of a non-competitive fluorescence polarization immunoassay (NC-FPIA) using a peptide as a tracer. The NC-FPIA can easily and quickly quantify the target after simply mixing them together. This feature is desirable for point-of-need applications such as clinical diagnostics, infectious disease screening, on-site analysis for food safety, etc. In this study, the NC-FPIA was applied to detect CD9, which is one of the exosome markers. We succeeded in detecting not only CD9 but also CD9 expressing exosomes derived from HeLa cells. This method can be applied to various targets if a tracer for the target can be prepared, and expectations are high for its future uses.

    DOI： 10.1039/d2lc00224h

    PubMed

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  • Sensitive and specific capture of polystyrene and polypropylene microplastics using engineered peptide biosensors. 国際誌

    Hyunjeong Woo, Seung Hyun Kang, Yejin Kwon, Yonghyun Choi, Jiwon Kim, Don-Hyung Ha, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi, Jin Su Kim, Han Koo Kim, Jonghoon Choi

    RSC advances   12 ( 13 )   7680 - 7688   2022年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Owing to increased environmental pollution, active research regarding microplastics circulating in the ocean has attracted significant interest in recent times. Microplastics accumulate in the bodies of living organisms and adversely affect them. In this study, a new method for the rapid detection of microplastics using peptides was proposed. Among the various types of plastics distributed in the ocean, polystyrene and polypropylene were selected. The binding affinity of the hydrophobic peptides suitable for each type of plastic was evaluated. The binding affinities of peptides were confirmed in unoxidized plastics and plasma-oxidized plastics in deionised or 3.5% saline water. Also, the detection of microplastics in small animals' intestine extracts were possible with the reported peptide biosensors. We expect plastic-binding peptides to be used in sensors to increase the detection efficiency of microplastics and potentially help separate microplastics from seawater.

    DOI： 10.1039/d1ra08701k

    PubMed

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  • Surface glycan targeting for cancer nano-immunotherapy

    Yonghyun Choi, Jiwon Kim, Jayoung Chae, Joohye Hong, Jongjun Park, Eunseo Jeong, Hayoung Kim, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi, Jonghoon Choi

    JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE   342   321 - 336   2022年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.jconrel.2022.01.004

    Web of Science

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  • Peptide-modified substrate enhances cell migration and migrasome formation. 国際誌

    Shogo Saito, Masayoshi Tanaka, Soichiro Tatematsu, Mina Okochi

    Materials science & engineering. C, Materials for biological applications   131   112495 - 112495   2021年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Extracellular vesicles (EVs) are cell-to-cell communication tools. Migrasomes are recently discovered microscale EVs formed at the rear ends of migrating cells, and thus are suggested to be involved in communicating with neighboring cells. In cell culture, peptide scaffolds on substrates have been used to demonstrate cellular function for regenerative medicine. In this study, we evaluated peptide scaffolds, including cell penetrating, virus fusion, and integrin-binding peptides, for their potential to enable the formation of migrasome-like vesicles. Through structural and functional analyses, we confirmed that the EVs formed on these peptide-modified substrates were migrasomes. We further noted that the peptide interface comprising cell-penetrating peptides (pVEC and R9) and virus fusion peptide (SIV) have superior properties for enabling cell migration and migrasome formation than fibronectin protein, integrin-binding peptide (RGD), or bare substrate. This is the first report of migrasome formation on peptide-modified substrates. Additionally, the combination of 95% RGD and 5% pVEC peptides provided a functional interface for effective migrasome formation and desorption of cells from the substrate via a simple ethylenediaminetetraacetic acid treatment. These results provide a functional substrate for the enhancement of migrasome formation and functional analysis.

    DOI： 10.1016/j.msec.2021.112495

    PubMed

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  • Enrichment of membrane curvature-sensing proteins from Escherichia coli using spherical supported lipid bilayers.

    Masayoshi Tanaka, Yu Ueno, Takahiro Miyake, Takahiro Sakuma, Mina Okochi

    Journal of bioscience and bioengineering   133 ( 2 )   98 - 104   2021年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Bacteria display dynamically organized curved membrane structures, especially during cell division. The importance of membrane curvature-sensing (MCS) proteins for the recognition and regulation of biological membrane morphologies has predominately been investigated in eukaryotic cells. Recently, a technique for screening MCS proteins from solutions that contain peripheral membrane proteins was developed, and MCS protein candidates were identified from mammalian cells. The technique uses differently sized spherical supported lipid bilayers (SSLBs), which consist of spherical SiO2 particles covered with a lipid bilayer. To discriminate between proteins possessing the MCS property, SSLBs with the same surface area were used in a comparative sedimentation assay with shotgun proteome analysis. In this study, to prove that the technique could be applied to other samples, MCS proteins in Escherichia coli were investigated. Through a comparative proteomic study, 35 and 47 proteins were enriched as candidate MCS proteins preferentially bound to SSLBs of 100 nm and 1000 nm, respectively. Among the identified MCS candidate proteins, FtsZ and SecA were further examined for their MCS properties using the two SSLB sizes, which revealed a high binding affinity for the low membrane curvature (large SSLB). This is the first study to explore MCS proteins in prokaryotic cells and the MCS property of the SecA protein. The results demonstrate a method to enrich MCS proteins that could be utilized to better elucidate membrane dynamics and protein function expression on curved membrane structures in prokaryotic cells.

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2021.10.003

    PubMed

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  • Synthesis of near-infrared absorbing triangular Au nanoplates using biomineralisation peptides. 国際誌

    Masayoshi Tanaka, Mirei Hayashi, Lucien Roach, Yuka Kiriki, Tetsuya Kadonosono, Takahiro Nomoto, Nobuhiro Nishiyama, Jonghoon Choi, Kevin Critchley, Stephen D Evans, Mina Okochi

    Acta biomaterialia   131   519 - 531   2021年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Triangular Au nanoplates (TrAuNPls) possessing strong plasmonic properties can be used as photothermal agents in cancer therapy. However, the preparation of such controlled morphologies typically requires harsh synthetic conditions. Biomolecules offer an alternative route to developing biocompatible synthetic protocols. In particular, peptides offer a novel route for inorganic synthesis under ambient conditions. Herein, using the previously isolated peptide, ASHQWAWKWE, for Au nanoparticle (AuNP) synthesis, the conditions for preparing TrAuNPls via a one-pot synthetic process of mixing HAuCl4 and peptides at room temperature were investigated to effectively obtain particles possessing near-infrared absorbance for non-invasive optical diagnosis and phototherapy. By adjusting the peptide concentration, the size and property of TrAuNPls were controlled under neutral pH conditions. The synthesised particles showed potential as photothermal therapeutic agents in vitro. In addition, peptide characterisation using B3 derivatives revealed the importance of the third amino acid histidine in morphological regulation and potential circular Au nanoplates (AuNPl) synthesis with ASEQWAWKWE and ASAQWAWKWE peptides. These findings provide not only an easy and green synthetic method for TrAuNPls and circular AuNPls, but also some insight to help elucidate the regulation of peptide-based nanoparticle synthesis for use in cancer therapy. STATEMENT OF SIGNIFICANCE: : Biological molecules have received increasing attention as a vehicle to synthesise inorganic materials with specific properties under ambient conditions; particularly, short peptides have the potential to control the synthesis of nanoscale materials with tailored functions. Here, the application of a previously isolated peptide was assessed in synthesising Au nanoparticles containing decahedral and triangular nanoplates with near-infrared absorbance. The size and absorbance peaks of the triangular nanoplates observed were peptide concentration-dependent. In addition, these fine-tuned triangular nanoplates exhibited potential as a phototherapeutic agent. Moreover, the peptide derivatives indicated the possibility of synthesising circular nanoplates. These findings may offer insight into development of new techniques for synthesising functional nanoparticles having biological applications using non-toxic molecules under mild conditions. stituted in the original B3 peptide is underlined.

    DOI： 10.1016/j.actbio.2021.06.010

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  • Assemblies of bi-functional peptides on pyrolytic graphite for cell adhesion

    Soichiro Tatematsu, Tomoko Ohnishi, Shogo Saito, Masayoshi Tanaka, Yuhei Hayamizu, Mina Okochi

    Biochemical Engineering Journal   170   107988 - 107988   2021年6月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.bej.2021.107988

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  • Inhibition of cancer-cell migration by tetraspanin CD9-binding peptide. 国際誌

    Thanawat Suwatthanarak, Masayoshi Tanaka, Yoshitaka Miyamoto, Kenji Miyado, Mina Okochi

    Chemical communications (Cambridge, England)   57 ( 40 )   4906 - 4909   2021年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    A CD9-binding peptide (RSHRLRLH), screened from EWI-2, was characterized, and its effect on cellular migration and invasion was evaluated. As CD9 protein is overexpressed in cancer cells and plays an important role in cellular migration, the CD9-binding peptide preferentially inhibited the migration of cancer cells. Unlike conventional antiproliferative drugs, this CD9-binding peptide is promising as a novel precision antimigratory agent for cancer therapeutics.

    DOI： 10.1039/d1cc01295a

    PubMed

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  • Microfluidic-based capture and release of cancer-derived exosomes via peptide-nanowire hybrid interface. 国際誌

    Thanawat Suwatthanarak, Ivan Adiyasa Thiodorus, Masayoshi Tanaka, Taisuke Shimada, Daiki Takeshita, Takao Yasui, Yoshinobu Baba, Mina Okochi

    Lab on a chip   21 ( 3 )   597 - 607   2021年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Cancer-derived circulating exosomes or nanoscale extracellular vesicles are emerging biomarkers for disease detection and treatment because of their cell-specific constituents and unique intercellular pathways. For efficient exosome isolation from bio-fluids, the design of high-affinity nanointerfaces is of great importance in the development of miniaturized systems for the collection of exosomes. Herein, we report peptide-functionalized nanowires as a biorecognition interface for the capture and release of cancer-derived exosomes within a microfluidic channel. Based on the amino-acid sequence of EWI-2 protein, a partial peptide that bound to the CD9 exosome marker and thus targeted cancer exosomes was screened. Linkage of the exosome-targeting peptide with a ZnO-binding sequence allowed one-step and reagent-free peptide modification of the ZnO nanowire array. As a result of peptide functionalization, the exosome-capturing ability of ZnO nanowires was significantly improved. Furthermore, the captured exosomes could be subsequently released from the nanowires under a neutral salt condition for downstream applications. This engineered surface that enhances the nanowires' efficiency in selective and controllable collection of cancer-derived exosomes provides an alternative foundation for developing microfluidic platforms for exosome-based diagnostics and therapeutics.

    DOI： 10.1039/d0lc00899k

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  • Proteomic Exploration of Membrane Curvature Sensors Using a Series of Spherical Supported Lipid Bilayers. 国際誌

    Masayoshi Tanaka, Takumi Komikawa, Kentaro Yanai, Mina Okochi

    Analytical chemistry   92 ( 24 )   16197 - 16203   2020年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Membrane curvature-sensing (MCS) proteins recognize and regulate the morphologies of biological membranes. As these proteins lack characteristic sequence motifs in their primary structure, they are not instantly recognizable by genomic databases. Overcoming this technological challenge toward the agile identification of new proteins can promote the elucidation of membrane morphological regulation. Here, for the selective identification of MCS proteins, comparative proteomic analysis was performed using different sizes of the spherical supported lipid bilayer (SSLB), which consists of spherical SiO2 particles covered with a lipid bilayer. Because of the presence of SiO2 core, the curvature of the surrounding membrane is well-controlled and stable even on a micron scale. To prove this concept, known membrane curvature-sensing protein domains, Bin/Amphiphysin/Rvs (BAR) and Epsin N-terminal homology (ENTH), were evaluated by performing a binding assay using SSLBs, and the preferential binding to the highly curved membrane was confirmed. Peripheral membrane proteins obtained from normal human dermal fibroblast (NHDF) and human breast cancer (MDA-MB-231) cells were used in shotgun proteomic analysis, and 786 and 949 proteins were identified from SSLBs as lipid membrane binders, respectively. Statistical quantitative analyses of proteins detected from each SSLB with a different size revealed 118 candidate proteins, including 23 proteins unique to MDA-MB-231 cells, as membrane curvature sensors, including some previously reported curvature sensors. Functional clustering analysis based on the KEGG orthology database revealed that the protein-binding property to specific high or low membrane curvature correlated with their functions. Further investigation of candidate proteins will lead to the identification of new MCS proteins as well as cancer biomarkers.

    DOI： 10.1021/acs.analchem.0c04039

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  • Peptide array-based inhibition ELISA for evaluating antigenicity in infant formulas.

    Chisato Kubo, Masaki Kurimoto, Masayoshi Tanaka, Hiroshi Ochi, Fumiaki Abe, Mina Okochi

    Journal of bioscience and bioengineering   130 ( 4 )   374 - 381   2020年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    With increased awareness among consumers regarding food safety and security, food allergen control has become an indispensable requirement in the food industry. Although several methods for detecting allergens in food products are available, highly sensitive techniques are required. In this study, we developed a technique named as peptide array-based inhibition enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), Pep-iEIA, for evaluating antigenicity and detecting cow's milk antigen in infant formula products, using a peptide array consisting of a series of overlapping peptides found in allergenic milk proteins. Pep-iEIA was used to examine five cow's milk-based infant formulas with different degrees of hydrolyzation, and the assay offered both more sensitive detection and detailed analysis of remaining antigenic peptides in allergen compared to conventional ELISA. The antigenicity level of the allergenic peptides identified using Pep-iEIA was confirmed by surface plasmon resonance assay. We believe that Pep-iEIA will be highly useful for antigenicity evaluation of dairy products consumed by infants and patients with cow's milk allergy.

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2020.06.010

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  • Machine learning-driven electronic identifications of single pathogenic bacteria. 国際誌

    Shota Hattori, Rintaro Sekido, Iat Wai Leong, Makusu Tsutsui, Akihide Arima, Masayoshi Tanaka, Kazumichi Yokota, Takashi Washio, Tomoji Kawai, Mina Okochi

    Scientific reports   10 ( 1 )   15525 - 15525   2020年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    A rapid method for screening pathogens can revolutionize health care by enabling infection control through medication before symptom. Here we report on label-free single-cell identifications of clinically-important pathogenic bacteria by using a polymer-integrated low thickness-to-diameter aspect ratio pore and machine learning-driven resistive pulse analyses. A high-spatiotemporal resolution of this electrical sensor enabled to observe galvanotactic response intrinsic to the microbes during their translocation. We demonstrated discrimination of the cellular motility via signal pattern classifications in a high-dimensional feature space. As the detection-to-decision can be completed within milliseconds, the present technique may be used for real-time screening of pathogenic bacteria for environmental and medical applications.

    DOI： 10.1038/s41598-020-72508-3

    PubMed

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  • Systematic Screening and Deep Analysis of CoPt Binding Peptides Leads to Enhanced CoPt Nanoparticles Using Designed Peptides. 国際誌

    Rosie M Jarrald, Aw W Liang Alvin, Andrea E Rawlings, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi, Sarah S Staniland

    Bioconjugate chemistry   31 ( 8 )   1981 - 1994   2020年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Using protein and peptide additives to direct the crystallization of inorganic materials is a very attractive and environmentally friendly strategy to access complex and sometimes inaccessible mineral phases. CoPt is a very desirable high-magnetoanisotropic material in its L10 phase, but this is acquired by annealing at high temperatures which is incompatible with delicate nanomaterial assembly. Previous studies identified one peptide with high affinity to CoPt and four peptides with high affinity to FePt L10 phase nanoparticles (NPs) through phage display biopanning selection. While synthesis mediated by these peptides offered a small degree of L10 character to the NPs, they do not have the magnetoanistropy required for applications. In this study, we improve the activity of peptide directed crystallization by designing second generation peptides. We use the five literature sequences (LS) to probe the binding affinity deeper through dissection (alanine scanning), reduction (truncations), and substitution of the LS to find key amino acids and motifs. This is performed using a SPOT peptide array, importantly probing interactions at three stages of NP formation: with precursor, during synthesis, and with NPs. We found four universal features: 1) the importance of basic residues, particularly lysine flanking both ends of the sequence; 2) the importance of methionine; 3) shorter sequences show higher affinity than longer ones; and 4) acidic residues have a negative impact on binding with aspartic acid less favorable than glutamic acid. However, an acidic amino acid benefits, presumably to balance charge. The short motif KSLS had high affinity in all assays. Three sequences were selected from the screening, and three sequences were designed from the rules above. These were used to mediate a green synthesis of CoPt nanoparticles. The screened peptides mediated the formation of NPs with improved coercivity (90-110 Oe) compared to the LS (30-80 Oe), while the designed peptides facilitated formation of CoPt NPs with the highest coercivity (109 to 132 Oe), representing a massive improvement on L10 character. This result along with deeper insight this methodology brings offers vast potential for the future.

    DOI： 10.1021/acs.bioconjchem.0c00348

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  • Peptide-Functionalized Quantum Dots for Rapid Label-Free Sensing of 2,4,6-Trinitrotoluene. 査読 国際誌

    Takumi Komikawa, Masayoshi Tanaka, Abiral Tamang, Stephen D Evans, Kevin Critchley, Mina Okochi

    Bioconjugate chemistry   31 ( 5 )   1400 - 1407   2020年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Explosive compounds, such as 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), pose a great concern in terms of both global public security and environmental protection. There are estimated to be hundreds of TNT contaminated sites all over the world, which will affect the health of humans, wildlife, and the ecosystem. Clearly, the ability to detect TNT in soils, water supplies, and wastewater is important for environmental studies but also important for security, such as in ports and boarders. However, conventional spectroscopic detection is not practical for on-site sensing because it requires sophisticated equipment and trained personnel. We report a rapid and simple chemical sensor for TNT by using TNT binding peptides which are conjugated to fluorescent CdTe/CdS quantum dots (QDs). QDs were synthesized in the aqueous phase, and the peptide was attached directly to the surface of the QDs by using thiol groups. The fluorescent emission from the QDs was quenched in response to the addition of TNT. The response could even be observed by the naked eye. The limit of detection from fluorescence spectroscopic measurement was estimated to be approximately 375 nM. In addition to the rapid response (within a few seconds), selective detection was demonstrated. We believe this label-free chemical sensor contributes to progress for the on-site explosive sensing.

    DOI： 10.1021/acs.bioconjchem.0c00117

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  • A bioinspired peptide matrix for the detection of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT). 査読 国際誌

    Takumi Komikawa, Masayoshi Tanaka, Kentaro Yanai, Benjamin R G Johnson, Kevin Critchley, Takeshi Onodera, Stephen D Evans, Kiyoshi Toko, Mina Okochi

    Biosensors & bioelectronics   153   112030 - 112030   2020年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.bios.2020.112030

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  • In situ bioimaging of Lactobacillus by photoluminescence of MoS2 査読

    Tezuka, Sayaka, Seki, Takakazu, Ohnishi, Tomoko, Noguchi, Hironaga, Tanaka, Masayoshi, Okochi, Mina, Hayamizu, Yuhei

    2D MATERIALS   7 ( 2 )   2020年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1088/2053-1583/ab602b

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  • Array-Based Screening of Silver Nanoparticle Mineralization Peptides. 査読 国際誌

    Masayoshi Tanaka, Shogo Saito, Reo Kita, Jaehee Jang, Yonghyun Choi, Jonghoon Choi, Mina Okochi

    International journal of molecular sciences   21 ( 7 )   2020年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    The use of biomolecules in nanomaterial synthesis has received increasing attention, because they can function as a medium to produce inorganic materials in ambient conditions. Short peptides are putative ligands that interact with metallic surfaces, as they have the potential to control the synthesis of nanoscale materials. Silver nanoparticle (AgNP) mineralization using peptides has been investigated; however, further comprehensive analysis must be carried out, because the design of peptide mediated-AgNP properties is still highly challenging. Herein, we employed an array comprising 200 spot synthesis-based peptides, which were previously isolated as gold nanoparticle (AuNP)-binding and/or mineralization peptides, and the AgNP mineralization activity of each peptide was broadly evaluated. Among 10 peptides showing the highest AgNP-synthesis activity (TOP10), nine showed the presence of EE and E[X]E (E: glutamic acid, and X: any amino acid), whereas none of these motifs were found in the WORST25 (25 peptides showing the lowest AgNP synthesis activity) peptides. The size and morphology of the particles synthesized by TOP3 peptides were dependent on their sequences. These results suggested not only that array-based techniques are effective for the peptide screening of AgNP mineralization, but also that AgNP mineralization regulated by peptides has the potential for the synthesis of AgNPs, with controlled morphology in environmentally friendly conditions.

    DOI： 10.3390/ijms21072377

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  • Screening and characterisation of CdTe/CdS quantum dot-binding peptides for material surface functionalisation. 国際誌

    Thanawat Suwatthanarak, Masayoshi Tanaka, Taisuke Minamide, Andrew J Harvie, Abiral Tamang, Kevin Critchley, Stephen D Evans, Mina Okochi

    RSC advances   10 ( 14 )   8218 - 8223   2020年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Quantum dots (QDs) are promising nanomaterials due to their unique photophysical properties. For them to be useful in biological applications, the particle surface generally needs to be conjugated to biological molecules, such as antibodies. In this study, we screened CdTe/CdS QD-binding peptides from a phage display library as linkers for simple and bio-friendly QD modification. Among five QD-binding peptide candidates, a series of truncated peptides designed from two high-affinity peptides were subjected to an array-based binding assay with QDs to assess their functional core sequences and characteristics. Linking these isolated, shortened peptides (PWSLNR and SGVYK) with an antibody-binding peptide (NKFRGKYK) created dual-functional peptides that are capable of QD surface functionalisation by antibodies. Consequently, the dual-functional peptides could mediate anti-CD9 antibody functionalisation onto CdTe/CdS QD surface; CD9 protein imaging of cancer cells was also demonstrated. Our proposed peptides offer an effective vehicle for QD surface functionalisation in biological applications.

    DOI： 10.1039/d0ra00460j

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  • Quartz Crystal Microbalance Sensor Based on Peptide Anchored Single-Walled Carbon Nanotubes for Highly Selective TNT Explosive Detection

    Jin Wang, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi

    2020 IEEE SENSORS   2020年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Peptide-modified microelectrode-based potentiometric device for 2, 4, 6-trinitrotoluene molecule detection. 査読

    Jin Wang, Rui Yatabe, Takeshi Onodera, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi, Kiyoshi Toko

    Sensors and Materials   31 ( 3 )   2609 - 2617   2019年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.18494/SAM.2019.2385

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  • Rational screening of biomineralisation peptides for colour-selected one-pot gold nanoparticle syntheses 査読

    M. Tanaka, Y. Takahashi, L. Roach, K. Critchley, S. D. Evans, M. Okochi

    Nanoscale Advances   1 ( 1 )   71 - 75   2019年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Royal Society of Chemistry ({RSC})  

    DOI： 10.1039/c8na00075a

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  • Peptide screening from a phage display library for benzaldehyde recognition 査読

    Masayoshi Tanaka, Taisuke Minamide, Yuta Takahashi, Yosuke Hanai, Takeshi Yanagida, Mina Okochi

    Chemistry Letters   48 ( 8 )   978 - 981   2019年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1246/cl.190318

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  • Analyzing peptide adsorption states via nanowire-employed infrared spectrometry

    Hiroki Naito, Takao Yasui, Taisuke Shimada, Nobutaka Shioya, Takafumi Shimoaka, Masayoshi Tanaka, Kazuki Nagasima, Mina Okochi, Takeshi Yanagida, Takeshi Hasegawa, Yoshinobu Baba

    23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2019   1206 - 1207   2019年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Enhanced Tubulation of Liposome Containing Cardiolipin by MamY Protein from Magnetotactic Bacteria. 査読 国際誌

    Masayoshi Tanaka, Thanawat Suwatthanarak, Atsushi Arakaki, Benjamin R G Johnson, Stephen D Evans, Mina Okochi, Sarah S Staniland, Tadashi Matsunaga

    Biotechnology journal   13 ( 12 )   e1800087   2018年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/biot.201800087

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  • Identification of Individual Bacterial Cells through the Intermolecular Interactions with Peptide-Functionalized Solid-State Pores. 査読 国際誌

    Makusu Tsutsui, Masayoshi Tanaka, Takahiro Marui, Kazumichi Yokota, Takeshi Yoshida, Akihide Arima, Wataru Tonomura, Masateru Taniguchi, Takashi Washio, Mina Okochi, Tomoji Kawai

    Analytical chemistry   90 ( 3 )   1511 - 1515   2018年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Bioinspired pore sensing for selective detection of flagellated bacteria was investigated. The Au micropore wall surface was modified with a synthetic peptide designed from toll-like receptor 5 (TLR5) to mimic the pathogen-recognition capability. We found that intermolecular interactions between the TLR5-derived recognition peptides and flagella induce ligand-specific perturbations in the translocation dynamics of Escherichia coli, which facilitated the discrimination between the wild-type and flagellin-deletion mutant (ΔfliC) by the resistive pulse patterns thereby demonstrating the sensing of bacteria at a single-cell level. These results provide a novel concept of utilizing weak intermolecular interactions as a recognition probes for single-cell microbial identification.

    DOI： 10.1021/acs.analchem.7b04950

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  • Multimodal resistive pulse analysis using a low-aspect-ratio nanopore

    Makusu Tsutsui, Takeshi Yoshida, Masayoshi Tanaka, Kazumichi Yokota, Akihide Arima, Wataru Tonomura, Masateru Taniguchi, Mina Okochi, Takashi Washio, Tomoji Kawai

    22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2018   2   754 - 757   2018年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • An SPR Sensor Chip Based on Peptide-Modified Single-Walled Carbon Nanotubes with Enhanced Sensitivity and Selectivity in the Detection of 2, 4, 6-Trinitrotoluene Explosives. 査読 国際誌

    Jin Wang 0016, Sanyang Du, Takeshi Onodera, Rui Yatabe, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi, Kiyoshi Toko

    Sensors   18 ( 12 )   4461 - 4461   2018年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3390/s18124461

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  • Identifying Single Viruses Using Biorecognition Solid-State Nanopores 査読 国際誌

    Arima, A., Harlisa, I.H., Yoshida, T., Tsutsui, M., Tanaka, M., Yokota, K., Tonomura, W., Yasuda, J., Taniguchi, M., Washio, T., Okochi, M., Kawai, T.

    Journal of the American Chemical Society   140 ( 48 )   16834 - 16841   2018年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/jacs.8b10854

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  • Selective detections of single-viruses using solid-state nanopores 査読

    Arima, A., Tsutsui, M., Harlisa, I.H., Yoshida, T., Tanaka, M., Yokota, K., Tonomura, W., Taniguchi, M., Okochi, M., Washio, T., Kawai, T.

    Scientific Reports   8 ( 1 )   16305   2018年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/s41598-018-34665-4

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  • Screening of bacteria-binding peptides and one-pot ZnO surface modification for bacterial cell entrapment 査読 国際誌

    Tanaka Masayoshi, Harlisa Ilva Hanun, Takahashi Yuta, Ikhsan Natasha Agustin, Okochi Mina

    RSC ADVANCES   8 ( 16 )   8795 - 8799   2018年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/c7ra12302g

    Web of Science

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  • Highly Selective Rational Design of Peptide-Based Surface Plasmon Resonance Sensor for Direct Determination of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) Explosive 査読

    Wang Jin, Muto Masaki, Yatabe Rui, Tahara Yusuke, Onodera Takeshi, Tanaka Masayoshi, Okochi Mina, Toko Kiyoshi

    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL   264   279 - 284   2018年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.snb.2018.02.075

    Web of Science

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  • Screening of peptide probe binding to particulate matter with a high metal content 査読 国際誌

    Tanaka Masayoshi, Alvin Aw Wei Liang, Okochi Mina

    RSC ADVANCES   8 ( 11 )   5953 - 5959   2018年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/c7ra13290e

    Web of Science

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  • Screening of peptides associated with adhesion and aggregation of Lactobacillus rhamnosus GG in vitro 査読

    Mina Okochi, Tomoya Sugita, Yuji Asai, Masayoshi Tanaka, Hiroyuki Honda

    BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL   128   178 - 185   2017年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.bej.2017.10.004

    Web of Science

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  • Array-Based Rational Design of Short Peptide Probe-Derived from an Anti-TNT Monoclonal Antibody 査読 国際誌

    Mina Okochi, Masaki Muto, Kentaro Yanai, Masayoshi Tanaka, Takeshi Onodera, Jin Wang, Hiroshi Ueda, Kiyoshi Toko

    ACS COMBINATORIAL SCIENCE   19 ( 10 )   625 - 632   2017年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acscombsci.7b00035

    Web of Science

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  • Detection of Her2-overexpressing cancer cells using keyhole shaped chamber array employing a magnetic droplet-handling system. 査読 国際誌

    Mina Okochi, Shinji Koike, Masayoshi Tanaka, Hiroyuki Honda

    Biosensors & bioelectronics   93   32 - 39   2017年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.bios.2016.11.013

    Web of Science

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  • Characterization of particulate matter binding peptides screened from phage display. 査読

    Aw Wei Liang Alvin, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi

    Journal of bioscience and bioengineering   123 ( 5 )   621 - 624   2017年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2016.12.014

    Web of Science

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  • Array-based functional peptide screening and characterization of gold nanoparticle synthesis. 査読 国際誌

    Masayoshi Tanaka, Shun Hikiba, Kiyoto Yamashita, Masaki Muto, Mina Okochi

    Acta biomaterialia   49   495 - 506   2017年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.actbio.2016.11.037

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  • Rational Design of Peptide-Functionalized Surface Plasmon Resonance Sensor for Specific Detection of TNT Explosive. 査読 国際誌

    Jin Wang 0016, Masaki Muto, Rui Yatabe, Takeshi Onodera, Masayoshi Tanaka, Mina Okochi, Kiyoshi Toko

    Sensors   17 ( 10 )   2249 - 2249   2017年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3390/s17102249

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  • Development of a tactical screening method to investigate the characteristics of functional peptides 査読

    Akiko Kume, Mina Okochi, Kazunori Shimizu, Yasuko Yoshida, Hiroyuki Honda

    BIOTECHNOLOGY AND BIOPROCESS ENGINEERING   21 ( 1 )   119 - 127   2016年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/s12257-015-0523-0

    Web of Science

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  • A single cell culture system using lectin-conjugated magnetite nanoparticles and magnetic force to screen mutant cyanobacteria 査読

    Sayuri Arai, Mina Okochi, Kazunori Shimizu, Taizo Hanai, Hiroyuki Honda

    BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING   113 ( 1 )   112 - 119   2016年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/bit.25707

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  • 1Rapid colorimetric antibody detection using a dual-function peptide probe for silver nanoparticle aggregation and antibody recognition 査読

    Mina Okochi, Tomohiro Kamiya, Takeshi Omasa, Masayoshi Tanaka, Hiroyuki Honda

    Analytical Sciences   32 ( 1 )   93 - 97   2016年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Efficient capturing of circulating tumor cells using a magnetic capture column and a size-selective filter 査読

    Shuhei Yamamoto, Jiahui Fei, Mina Okochi, Kazunori Shimizu, Akiko Yusa, Naoto Kondo, Hiroji Iwata, Hayao Nakanishi, Hiroyuki Honda

    BIOPROCESS AND BIOSYSTEMS ENGINEERING   38 ( 9 )   1693 - 1704   2015年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/s00449-015-1412-9

    Web of Science

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  • Design of a dual-function peptide probe as a binder of angiotensin II and an inducer of silver nanoparticle aggregation for use in label-free colorimetric assays 査読

    Mina Okochi, Masashi Kuboyama, Masayoshi Tanaka, Hiroyuki Honda

    TALANTA   142   235 - 239   2015年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.talanta.2015.04.054

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  • Effects of the properties of short peptides conjugated with cell-penetrating peptides on their internalization into cells 査読

    Ryo Matsumoto, Mina Okochi, Kazunori Shimizu, Kei Kanie, Ryuji Kato, Hiroyuki Honda

    SCIENTIFIC REPORTS   5   2015年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/srep12884

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  • A molecular peptide beacon for IgG detection 査読

    M. Okochi, T. Sugita, M. Tanaka, H. Honda

    RSC ADVANCES   5 ( 112 )   91988 - 91992   2015年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/c5ra15174k

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  • Effect of Vascular Formed Endothelial Cell Network on the Invasive Capacity of Melanoma Using the In Vitro 3D Co-Culture Patterning Model 査読

    Shuhei Yamamoto, Michael Masakuni Hotta, Mina Okochi, Hiroyuki Honda

    PLOS ONE   9 ( 7 )   e103502   2014年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1371/journal.pone.0103502

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  • Development of a New Rapid Isolation Device for Circulating Tumor Cells (CTCs) Using 3D Palladium Filter and Its Application for Genetic Analysis 査読

    Akiko Yusa, Makoto Toneri, Taisuke Masuda, Seiji Ito, Shuhei Yamamoto, Mina Okochi, Naoto Kondo, Hiroji Iwata, Yasushi Yatabe, Yoshiyuki Ichinosawa, Seichin Kinuta, Eisaku Kondo, Hiroyuki Honda, Fumihito Arai, Hayao Nakanishi

    PLOS ONE   9 ( 2 )   e88821   2014年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1371/journal.pone.0088821

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  • Magnetic force-based cell patterning for evaluation of the effect of stromal fibroblasts on invasive capacity in 3D cultures 査読

    Mina Okochi, Taku Matsumura, Hiroyuki Honda

    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS   42   300 - 307   2013年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.bios.2012.09.067

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  • Cell behavior observation and gene expression analysis of melanoma associated with stromal fibroblasts in a three-dimensional magnetic cell culture array 査読

    Mina Okochi, Taku Matsumura, Shuhei Yamamoto, Eiichi Nakayama, Kowichi Jimbow, Hiroyuki Honda

    BIOTECHNOLOGY PROGRESS   29 ( 1 )   135 - 142   2013年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/btpr.1642

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  • Personalized assessment of oxidative cellular damages associated with diabetes using erythrocytes adhesion assay 査読

    Mina Okochi, Yuki Sakai, Yayoi Isaji, Hiroshi Nagasaki, Yoji Hamada, Hiroyuki Honda

    JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING   112 ( 6 )   635 - 637   2011年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2011.08.003

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  • Screening of peptides with a high affinity for ZnO using spot-synthesized peptide arrays and computational analysis 査読

    Mina Okochi, Masafumi Ogawa, Chiaki Kaga, Tomoya Sugita, Yasuyuki Tomita, Ryuji Kato, Hiroyuki Honda

    ACTA BIOMATERIALIA   6 ( 6 )   2301 - 2306   2010年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.actbio.2009.12.025

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  • On-chip type cation-exchange chromatography with ferrocene-labeled anti-hemoglobin antibody and electrochemical detector for determination of hemoglobin A(1c) level 査読

    Tsuyoshi Tanaka, Kojiro Izawa, Mina Okochi, Tae-Kyu Lim, Shugo Watanabe, Manabu Harada, Tadashi Matsunaga

    ANALYTICA CHIMICA ACTA   638 ( 2 )   186 - 190   2009年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.aca.2009.02.016

    Web of Science

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  • Development of peptide arrays for detection of IgE-binding epitopes in cow's milk allergens 査読

    Naoki Matsumoto, Mina Okochi, Miyoko Matsushima, Akiko Ogawa, Tomokazu Takase, Yasuko Yoshida, Mitsuo Kawase, Ken-ichi Isobe, Tsutomu Kawabe, Hiroyuki Honda

    JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING   107 ( 3 )   324 - 330   2009年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2008.10.014

    Web of Science

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  • 医療機器被覆のための機能性ペプチドの探索

    蟹江 慧, 加藤 竜司, 趙 瑛梓, 成田 裕司, 大河内 美奈, 本多 裕之

    化学工学会 研究発表講演要旨集   2009   1036 - 1036   2009年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 化学工学会  

    DOI： 10.11491/scej.2009f.0.1036.0

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  • A Motif Detection and Classification Method for Peptide Sequences Using Genetic Programming 査読

    Yasuyuki Tomita, Ryuji Kato, Mina Okochi, Hiroyuki Honda

    JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING   106 ( 2 )   154 - 161   2008年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1263/jbb.106.154

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  • Peptide array-based screening of human mesenchymal stem cell-adhesive peptides derived from fibronectin type III domain 査読

    Mina Okochi, Shigeyuki Nomura, Chiaki Kaga, Hiroyuki Honda

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   371 ( 1 )   85 - 89   2008年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.bbrc.2008.04.019

    Web of Science

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  • Effect of global transcriptional regulators related to carbohydrate metabolism on organic solvent tolerance in Escherichia coli 査読

    Mina Okochi, Masaki Kurimoto, Kazunori Shimizu, Hiroyuki Honda

    JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING   105 ( 4 )   389 - 394   2008年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1263/jbb.105.389

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  • Identification of HLA-A24-restricted epitopes with high affinities to Hsp70 using peptide arrays 査読

    Mina Okochi, Hiroki Hayashi, Akira Ito, Ryuji Kato, Yasuaki Tamura, Noriyuki Sato, Hiroyuki Honda

    JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING   105 ( 3 )   198 - 203   2008年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1263/jbb.105.198

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  • Electrochemical detection of HbA(1c), a maker for diabetes, using a flow immunoassay system 査読

    Tsuyoshi Tanaka, Shoko Tsukube, Kojiro Izawa, Mina Okochi, Tae-Kyu Lim, Shugo Watanabe, Manabu Harada, Tadashi Matsunaga

    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS   22 ( 9-10 )   2051 - 2056   2007年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.bios.2006.09.008

    Web of Science

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  • Enhanced activity of 3 alpha-hydroxysteroid dehydrogenase by addition of the co-solvent 1-butyl-3-methylimidazolium (L)-lactate in aqueous phase of biphasic systems for reductive production of steroids 査読

    Mina Okochi, Izumi Nakagawa, Takeshi Kobayashi, Shuhei Hayashi, Shintaro Furusaki, Hiroyuki Honda

    JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY   128 ( 2 )   376 - 382   2007年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.jbiotec.2006.10.001

    Web of Science

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  • Increase of organic solvent tolerance by overexpression of manXYZ in Escherichia coli 査読

    Mina Okochi, Masaki Kurimoto, Kazunori Shimizu, Hiroyuki Honda

    APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY   73 ( 6 )   1394 - 1399   2007年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/s00253-006-0624-y

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  • Development of an electrochemical antifouling system for seawater cooling pipelines of power plants using titanium 査読

    Hitoshi Wake, Hiromichi Takahashi, Toshihiro Takimoto, Hirokazu Takayanagi, Kinichi Ozawa, Hideo Kadoi, Mina Okochi, Tadashi Matsunaga

    BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING   95 ( 3 )   468 - 473   2006年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/bit.21022

    Web of Science

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  • Application of bioinformatic prediction for supporting high-throughput experiments in proteome 査読

    Ryuji Kato, Yasuyuki Tomita, Mina Okochi, Hiroyuki Honda

    PROGRESS ON POST-GENOME TECHNOLOGIES   26 - 29   2006年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Disinfection of microorganisms by use of electrochemically regenerated periodate 査読

    M Okochi, H Yokokawa, TK Lim, T Taguchi, H Takahashi, H Yokouchi, T Kaiho, A Sakuma, T Matsunaga

    APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY   71 ( 10 )   6410 - 6413   2005年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1128/AEM.71.10.6410-6413.2005

    Web of Science

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  • Electrochemical probe for on-chip type flow immunoassay: Immunoglobulin G labeled with ferrocenecarboaldehyde 査読

    M Okochi, H Ohta, T Tanaka, T Matsunaga

    BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING   90 ( 1 )   14 - 19   2005年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/bit.20313

    Web of Science

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  • Development of an automated water toxicity biosensor using Thiobacillus ferrooxidans for monitoring cyanides in natural water for a water filtering plant 査読

    M Okochi, K Mima, M Miyata, Y Shinozaki, S Haraguchi, M Fujisawa, M Kaneko, T Masukata, T Matsunaga

    BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING   87 ( 7 )   905 - 911   2004年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/bit.20193

    Web of Science

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  • Kinetics and binding sites for interaction of the prefoldin with a group II chaperonin - Contiguous non-native substrate and chaperonin binding sites in the archaeal prefoldin 査読

    M Okochi, T Nomura, T Zako, T Arakawa, R Iizuka, H Ueda, T Funatsu, M Leroux, M Yohda

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   279 ( 30 )   31788 - 31795   2004年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1074/jbc.M402889200

    Web of Science

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  • Chaperonin-mediated stabilization and ATP-triggered release of semiconductor nanoparticles. 査読 国際誌

    Daisuke Ishii, Kazushi Kinbara, Yasuhiro Ishida, Noriyuki Ishii, Mina Okochi, Masafumi Yohda, Takuzo Aida

    Nature   423 ( 6940 )   628 - 32   2003年6月

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    記述言語：英語  

    Various properties of semiconductor nanoparticles, including photoluminescence and catalytic activity, make these materials attractive for a range of applications. As nanoparticles readily coagulate and so lose their size-dependent properties, shape-persistent three-dimensional stabilizers that enfold nanoparticles have been exploited. However, such wrapping approaches also make the nanoparticles insensitive to external stimuli, and so may limit their application. The chaperonin proteins GroEL (from Escherichia coli) and T.th ('T.th cpn', from Thermus thermophilus HB8) encapsulate denatured proteins inside a cylindrical cavity; after refolding, the encapsulated proteins are released by the action of ATP inducing a conformational change of the cavity. Here we report that GroEL and T.th cpn can also enfold CdS semiconductor nanoparticles, giving them high thermal and chemical stability in aqueous media. Analogous to the biological function of the chaperonins, the nanoparticles can be readily released from the protein cavities by the action of ATP. We expect that integration of such biological mechanisms into materials science will open a door to conceptually new bioresponsive devices.

    DOI： 10.1038/nature01663

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  • Pyrococcus prefoldin stabilizes protein-folding intermediates and transfers them to chaperonins for correct folding 査読

    M Okochi, T Yoshida, T Maruyama, Y Kawarabayasi, H Kikuchi, M Yohda

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   291 ( 4 )   769 - 774   2002年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1006/bbrc.2002.6523

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  • 1L1515 古細菌由来プレフォルディンと、基質タンパク質、シャペロニンとの相互作用について(1.蛋白質(D)機能,一般演題,日本生物物理学会第40回年会)

    座古 保, 飯塚 怜, 大河内 美奈, 上野 太郎, 養王田 正文, 船津 高志

    生物物理   42 ( 2 )   S71   2002年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI： 10.2142/biophys.42.S71_2

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  • 3SMB2 古細菌の分子シャペロンシステム

    養王田 正文, 吉田 尊雄, 大河内 美奈, 碓井 啓資, 丸山 正

    生物物理   40   S159   2000年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI： 10.2142/biophys.40.S159_4

    CiNii Books

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MISC

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産業財産権

  • 細胞特異的ペプチド及びその用途

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 蟹江 慧, 趙 瑛梓, 成田 裕司

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：特願2014-241948  出願日：2014年11月

    公開番号：特開2015-044057  公開日：2015年3月

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  • 蛍光プローブ及び検出方法

    本多 裕之, 大河内 美奈, 杉田 智哉

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：特願2013-239263  出願日：2013年11月

    公開番号：特開2015-098457  公開日：2015年5月

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  • 乳酸菌の付着性を誘導するペプチド及びその用途

    本多 裕之, 大河内 美奈, 杉田 智哉

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：JP2010063478  出願日：2010年8月

    公開番号：WO2011-021524  公開日：2011年2月

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  • 酸化ストレス評価法及びその用途

    本多 裕之, 大河内 美奈, 伊佐治 弥生, 濱田 洋司, 長崎 弘

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：JP2010060347  出願日：2010年6月

    公開番号：WO2010-147206  公開日：2010年12月

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  • アレルギー疾患を診断するための方法

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 松本 直樹, 川部 勤, 松島 充代子, 吉田 安子, 高瀬 智和, 吉良 茂樹

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    出願人：国立大学法人名古屋大学, 倉敷紡績株式会社

    出願番号：特願2011-506158  出願日：2010年3月

    特許番号/登録番号：特許第5728678号  発行日：2015年4月

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  • アレルギー疾患の診断方法

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 松本 直樹, 川部 勤, 松島 充代子, 吉田 安子, 高瀬 智和, 吉良 茂樹

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    出願人：国立大学法人名古屋大学, 日本碍子株式会社

    出願番号：JP2010055456  出願日：2010年3月

    公開番号：WO2010-110454  公開日：2010年9月

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  • アレルゲンのエピトープ又はその候補の検出方法及びその利用

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 松本 直樹, 川部 勤, 松島 充代子, 吉田 安子, 高瀬 智和

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    出願人：国立大学法人名古屋大学, 日本碍子株式会社

    出願番号：JP2009005997  出願日：2009年11月

    公開番号：WO2010-052939  公開日：2010年5月

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  • 細胞特異的ペプチド及びその用途

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 蟹江 慧, 趙 瑛梓, 成田 裕司

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：特願2009-195728  出願日：2009年8月

    公開番号：特開2011-046637  公開日：2011年3月

    特許番号/登録番号：特許第5664992号  発行日：2014年12月

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  • 細胞特異的ペプチド及びその用途

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 蟹江 慧, 趙 瑛梓, 成田 裕司

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：特願2009-195728  出願日：2009年8月

    公開番号：特開2011-046637  公開日：2011年3月

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  • 機能性ペプチドを表すルールの抽出法、機能性ペプチドの設計法及び調製法、ポリペプチド又はポリペプチド含有組成物の評価法、並びに機能性ペプチド

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 加賀 千晶, 蟹江 慧, 長岡 利

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：特願2009-071498  出願日：2009年3月

    公開番号：特開2010-222300  公開日：2010年10月

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  • がん細胞挙動評価モデル及びその用途

    本多 裕之, 大河内 美奈, 千賀 威, 高野 翔

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：特願2008-286173  出願日：2008年11月

    公開番号：特開2010-110272  公開日：2010年5月

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  • 酸化ストレス評価法及びその用途

    本多 裕之, 大河内 美奈, 伊佐治 弥生

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：特願2007-332529  出願日：2007年12月

    公開番号：特開2009-156624  公開日：2009年7月

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  • 高親和性ペプチドの設計法及び調製法、並びに高親和性ペプチド

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加賀 千晶, 冨田 康之, 加藤 竜司

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：特願2006-243883  出願日：2006年9月

    公開番号：特開2008-063285  公開日：2008年3月

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  • 細胞死誘導ペプチド、MAP化細胞死誘導ペプチド、細胞死誘導剤及び抗癌剤

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 中西 麻里

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：特願2006-048016  出願日：2006年2月

    公開番号：特開2007-223958  公開日：2007年9月

    特許番号/登録番号：特許第5034005号  発行日：2012年7月

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  • 細胞死誘導ペプチド、MAP化細胞死誘導ペプチド、細胞死誘導剤及び抗癌剤

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 中西 麻里

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    出願人：国立大学法人名古屋大学

    出願番号：特願2006-048016  出願日：2006年2月

    公開番号：特開2007-223958  公開日：2007年9月

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  • 水生生物の電気化学的制御方法及び防汚方法

    和気 仁志, 中山 鶴雄, 松永 是, 大河内 美奈, 高橋 美奈子, 中村 徳幸

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    出願人：ぺんてる株式会社, 松永 是

    出願番号：特願2004-322818  出願日：2004年11月

    公開番号：特開2005-088007  公開日：2005年4月

    特許番号/登録番号：特許第3668976号  発行日：2005年4月

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  • 水生生物の電気化学的制御方法及び防汚方法

    和気 仁志, 中山 鶴雄, 松永 是, 大河内 美奈, 高橋 美奈子, 中村 徳幸

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    出願人：松永 是

    出願番号：特願2004-322818  出願日：2004年11月

    公開番号：特開2005-088007  公開日：2005年4月

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  • 水生生物の電気化学的制御方法及び防汚方法

    和気 仁志, 中山 鶴雄, 松永 是, 大河内 美奈, 高橋 美奈子, 中村 徳幸

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    出願人：ぺんてる株式会社, 松永 是

    出願番号：特願平8-083123  出願日：1996年3月

    公開番号：特開平9-248554  公開日：1997年9月

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受賞

  • 第30回生物工学技術賞

    2021年   日本生物工学会   「ペプチドアレイ」を基盤とする低抗原性生理活性ペプチドの製造

    栗本昌樹, 久保智里, 越智浩, 本多裕之, 大河内美奈

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  • 女性賞

    2016年   化学工学会  

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  • 生物工学会奨励賞（斉藤賞）

    2012年   日本生物工学会   ナノ磁性粒子を用いたテクノロジーの開発と応用

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    受賞国：日本国

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  • 第４３回東海化学工業会賞

    2008年  

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    受賞国：日本国

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  • 化学素材研究開発振興財団記念基金グラント

    2006年   一般財団法人バイオインダストリー協会   超高熱性子最近由来プレフォルディン導入による微生物の有機溶媒耐性機構の解析

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 細胞遊走により形成される生体膜小胞ミグラソームを介した炎症反応の誘導

    研究課題/領域番号：24K01266  2024年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    大河内 美奈, 齊藤 彰吾

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    配分額：18590000円 （ 直接経費：14300000円 、 間接経費：4290000円 ）

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  • テトラスパニン制御ペプチドの設計によるがん浸潤・転移抑制

    研究課題/領域番号：22K19913  2022年6月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    大河内 美奈

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    配分額：6500000円 （ 直接経費：5000000円 、 間接経費：1500000円 ）

    がん細胞では、浸潤・転移に象徴されるように細胞が高い運動性を獲得することが知られており、それらを抑える治療法の開発が課題である。本研究では、テトラスパニンCD9と相互作用する制御分子EWI-2のアミノ酸配列を基にCD9結合性ペプチドを設計した。また、CD9結合性ペプチドを用いたがん細胞におけるCD9を介したTetraspanin web形成阻害、エクソソームの分泌および取込みの抑制、細胞遊走および浸潤を抑制する機能を有することが示唆された。これより、テトラスパニンCD9の機能を制御するペプチドを設計することにより、細胞運動性の制御への関与が可能であることが示唆された。

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  • バイオアクティブペプチド界面を利用したミグラソームの機能解析

    研究課題/領域番号：21H01726  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    大河内 美奈, 田中 祐圭

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    配分額：17420000円 （ 直接経費：13400000円 、 間接経費：4020000円 ）

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  • 曲面生体膜材料を利活用した曲率認識タンパク質の機能解析

    研究課題/領域番号：21H01725  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    田中 祐圭, 大河内 美奈

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    配分額：17550000円 （ 直接経費：13500000円 、 間接経費：4050000円 ）

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  • 細胞が遊走地点に残すミグラソームの機能解析に向けたペプチド界面の設計

    研究課題/領域番号：18K18970  2018年6月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    大河内 美奈, 田中 祐圭

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    配分額：6240000円 （ 直接経費：4800000円 、 間接経費：1440000円 ）

    ミグラソームは、細胞が遊走後に接着底面に形成する大きさ約1μmの生体膜小胞である。本研究では、スポット合成により多様なペプチド配列を並列に合成できるペプチドアレイを用いることにより、様々な生体膜結合性ペプチドからミグラソームを安定に捕捉できるペプチドを探索した。ここで特定されたペプチドを用いた細胞培養界面は、細胞の接着、遊走、増殖および小胞の形成活性に影響がなく、従来足場タンパク質として利用してきたフィブロネクチンと比較しても安定にミグラソームを捕捉できることが示された。この機能性界面を用いることで細胞のミグラソーム形成過程およびその機能を明らかにできることが期待される。

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  • 自己組織化ペプチドによる細胞－エレクトロニクス材料界面の構築

    研究課題/領域番号：18H01795  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    大河内 美奈, 田中 祐圭

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    配分額：17160000円 （ 直接経費：13200000円 、 間接経費：3960000円 ）

    二次元原子薄膜材料は、高速かつ高感度にシグナルを取得できる次世代エレクトロニクス材料として注目され、材料特性を損なわないバイオ界面の構築が課題となっている。本研究では、自己組織化ペプチドによる細胞－バイオデバイス界面の設計を目的として、細胞およびエレクトロニクス材料に対して親和性を発揮するペプチドを探索した。それらの複合ペプチドを作製してその溶液を滴下するだけで、特定の材料表面に自己組織的に細胞認識界面を構築した。このペプチド界面は様々な細胞種に利用でき、イメージングや検出が可能である他、標的対象に合わせてペプチド配列を変えることで、多様な検出ターゲットの捕捉に利用できることが示唆された。

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  • 生体膜構造制御タンパク質を利用した感染能を指標としたウイルスセンシング

    研究課題/領域番号：16K14488  2016年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    田中 祐圭, 大河内 美奈, 早水 裕平

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    配分額：3640000円 （ 直接経費：2800000円 、 間接経費：840000円 ）

    細胞膜を模倣した生体膜で導電性素子を被覆することで、ウイルスの感染を指標とする新たな電気化学的ウイルスセンサの開発について研究を行った。当初の研究計画の通り、機能性ペプチド（センサ素子認識ペプチド、生体膜認識ペプチド、ウイルス認識ペプチド）をそれぞれ同定し、これらを統合的に利用したポアセンサデバイスにより、1インフルエンザウイルスを検出できることが示されるとともにウイルス種を判別できる可能性が示唆された。今後、活性をもつウイルスと不活化したウイルスとの比較解析を詳細に実施することで、偽陽性検出の問題を解決できる新たなデバイスが創出できると期待される。

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  • ペプチドとナノ材料によるバイオアクティブ細胞界面の創製

    研究課題/領域番号：15H04192  2015年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    大河内 美奈, 田中 祐圭, 早水 裕平

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    配分額：17680000円 （ 直接経費：13600000円 、 間接経費：4080000円 ）

    グラフェンなどの2次元ナノ材料は、高速かつ高感度にシグナルを取得できる次世代エレクトロニクス材料として注目されている。本研究では、2次元ナノ材料における界面形成分子としてペプチドに注目し、ナノ材料および細胞に親和性を示す二機能性ペプチドによる細胞界面の創製を目的とした。グラフェンと同様の表面構造をもつ薄層パイロリティックグラファイトを用いて解析した結果、ペプチドの自己組織化により細胞親和性の高いペプチド界面を構築できた。

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  • ペプチドアレイ解析技術を用いた免疫寛容誘導ペプチドの設計

    研究課題/領域番号：15K14230  2015年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    大河内 美奈, 本多 裕之

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    ペプチドマイクロアレイは、多数のペプチドに対する相互作用解析を一度に実施できることから、抗体エピトープ解析等を行う上で有用である。本研究では、カゼイン免疫によりミルクアレルギーマウスモデルを作製し、血清中のIgE抗体エピトープをミルクタンパク質全6種類のアミノ酸配列に基づいて合成したミルクペプチドマイクロアレイを用いて解析することで、アレルギー応答を抑制する短鎖エピトープペプチドを設計した。本ペプチドを経口免疫療法における補助剤として添加し、アレルギー応答を抑制しながら円滑に治療を行う可能性について検討した。

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  • 化学集積回路の創成と医療機器への展開

    研究課題/領域番号：25220906  2013年5月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    中里 和郎, 宇野 重康, 新津 葵一, 大河内 美奈

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    配分額：171210000円 （ 直接経費：131700000円 、 間接経費：39510000円 ）

    化学反応の検出・制御，物質の効率的な輸送を半導体集積回路上で行うことにより様々な化学反応をチップ上に集積した化学集積回路の研究を推進した．化学反応の検出に適したCMOS集積回路方式として，電流モードの新しい低消費電力・高精度のアナログ集積回路を提案した．これにより電位・電流・インピーダンス・光計測を統合したマルチモーダル型64x64センサアレイを設計し試作によりその機能を実証した．また，化学反応の制御，物質の効率的な輸送を行うためメムス・プロセスとの統合を行った．スタンドアローンの小型可搬型装置を作製し，誘電泳動とインピーダンス計測を用いて１個の細菌検出に成功した．

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  • 細胞アレイ評価法を用いた細胞内機能性ペプチド探索技術の確立

    研究課題/領域番号：25289292  2013年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    本多 裕之, 加藤 竜司, 大河内 美奈

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    配分額：17420000円 （ 直接経費：13400000円 、 間接経費：4020000円 ）

    細胞膜透過性ペプチド（CPP）を連結したペプチドライブラリーを作製し、ミトコンドリア標的細胞死ペプチドを、ヒト乳腺がんMCF-7細胞を使って探索した。5残基目のSをWに置換した配列置換体、LNLIWKLFでは元ペプチドと比較して細胞死活性が約4倍向上し、F,V,Yなど疎水性アミノ酸に置換した置換体でも高活性を示した。細胞周期停止で細胞死を誘導するペプチドに関しても活性の高い配列置換ペプチドの探索に成功した。また、アミノ酸を4グループに群分けし、4残基ライブラリーで機能性ペプチド探索する手法を開発した。得られた高活性ルールを用いて8残基ペプチドの探索が可能であることがわかった。

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  • 磁気細胞パターニングによる1細胞機能解析法の確立

    研究課題/領域番号：21360400  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 式田 光宏

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    配分額：17680000円 （ 直接経費：13600000円 、 間接経費：4080000円 ）

    細胞組織や異種細胞との相互作用に基づく1細胞解析を目標に、磁気細胞パターニング法を用いた細胞の形態・運動などの表現型変化の検出、イメージングと顕微鏡観測等による1細胞分析方法の基盤技術の確立のため、1)簡便な磁気ラベル化法を開発し、2)ペプチドアレイ上での少細胞機能解析の確立、3)画像解析を用いた細胞機能解析法の開発、4)細胞機能解析法の具体例としてがん細胞の機能解析などの研究を行った。

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  • 赤血球を用いた酸化ストレス簡易モニタリングデバイスの開発

    研究課題/領域番号：21656214  2009年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    大河内 美奈

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    配分額：3200000円 （ 直接経費：3200000円 ）

    酸化ストレスは糖尿病合併症をはじめ多くの疾患の発症に関与している.糖尿病合併症のうち動脈硬化,心筋梗塞,脳梗塞等の大血管症の発症には,持続的な高血糖や代謝異常に由来する酸化ストレスの亢進が関与するため,血糖値管理のみでは十分に予防できない.本研究では,酸化ストレスに起因する血管障害を反映する新規指標として赤血球の表面電荷の変化に着目し,微量血液により簡便で日常的に測定できるPoint of Care Testing(POCT)の開発を目指した.簡易血糖値センサを利用し,赤血球の表面電荷の変化に伴う電極への付着量を電気化学的に検出した.正電位印加後の電極を赤血球懸濁液中に浸漬した後,電子メディエータ溶液中でサイクリックボルタンメトリーを行った.酸化剤としてt-butyl hydroperoxide処理した赤血球を測定した結果,酸化剤濃度や処理時間に伴い電流応答が変化した.また,高グルコース負荷を行った赤血球においても,電流応答が変化した.これより,in vitro試験において酸化ストレスを受けた赤血球の影響を電気化学的に測定できることが示唆された.そこで,糖尿病患者から静脈血をヘパリン採血して測定した結果,健常者群と比較して患者群では電流値の上昇がみられ,得られた電流密度は長期的な血糖コントロールを反映するHbA1cと相関する傾向が得られた.以上のことから,赤血球を用いて簡便に酸化ストレスによる血管障害リスクを測定できることが示唆された.

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  • 磁力を利用した液滴ハンドリングによる一細胞デジタルPCRの開発

    研究課題/領域番号：20360371  2008年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    大河内 美奈, 本多 裕之, 加藤 竜司, 式田 光宏, 水谷 孝

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    配分額：18460000円 （ 直接経費：14200000円 、 間接経費：4260000円 ）

    磁力を駆動力として用いた液滴搬送システム(MAG-LOC;Magnetic force-based Lab-on-a-Chip)により、一細胞レベルで細胞群の挙動を計測する解析システムを開発した。磁性粒子を液滴内に懸濁して液滴間の合一反応の搬送子として用いてオイル相中で磁力制御により操作することで、一細胞の分離・細胞溶解・逆転写・PCR増幅といった各単位操作を一枚のアレイ上に集積化し、がん細胞の検出などに適用した。

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  • ペプチドインフォマティクス〜機能性ペプチドの探索・設計手法の開発〜

    研究課題/領域番号：17206082  2005年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    本多 裕之, 大河内 美奈, 加藤 竜司, 井藤 彰

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    配分額：49920000円 （ 直接経費：38400000円 、 間接経費：11520000円 ）

    ペプチドのバリエーションは6-merでも6400万種類に達するほど大きく、新規機能性ペプチドの探索は困難である。われわれは、生物情報を解析し因果関係のルールを抽出する知識工学的手法を使い、ペプチド探索研究に、本手法を組み合わせる新概念"ペプチドインフォマティクス"の確立と実証を行った。
    1)マウス線維芽細胞を用いて、643種類のランダムな5-merペプチドライブラリーで細胞接着を評価しペプチドインフォマティクス解析した結果、N末端アミノ酸(P1)のサイズ、2残基目(P2)の電荷、4残基目(P4)のサイズが重要との解析結果を得た。ルールに合致する50ペプチドを合成して評価した結果、活性の高い配列は84%含まれることがわかり、ランダムライブラリーで得られた結果(19.6%)と比較して十分に高く、線維芽細胞の接着に重要なルールであることが実証できた。一方、フィブロネクチン、ラミニン由来のペプチドを使って、多分化能をもつ間葉系幹細胞に対する接着促進可能なペプチドを探索した。その結果、NLLPG,ALNGR,VRYYR,などの新しい細胞認識ペプチドが探索でき、脂肪細胞や骨芽細胞への分化が促進されるという新規な知見が得られた。
    2)酸化亜鉛ナノ粒子を認識するペプチドの網羅的探索と認識ルールの抽出を行った。6残基のランダムペプチド422種類をスポット合成し、ペプチドインフォマティクス解析した結果、N末端1残基目のサイズが大きく、4残基目の電荷が大きいとき、酸化亜鉛粒子に接着しやすいというZnO粒子認識ルールを得ることができた。実際にこのルールに合致するペプチドではランダムペプチドに比べ1.7倍以上酸化亜鉛ナノ粒子にしやすいことがわかった。
    3)ペプチドアレイデータを解析し配列の特徴を、正確にルールとして抽出するため、Dynamic Programingを用いた配列のマルチプルアライメントの新手法を開発した。
    4)胆汁酸結合ペプチドの探索を実施したところ、強い結合強度を示す配列が数個見つかった。

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  • 分子シャペロンを利用した大腸菌の有機溶媒耐性能の獲得

    研究課題/領域番号：17560688  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    大河内 美奈, 本多 裕之, 井藤 彰

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    配分額：3500000円 （ 直接経費：3500000円 ）

    微生物の有機溶媒耐性機構は、微生物を利用した水-有機溶媒二相系における有用物質生産への産業利用の点から注目されている。本研究では、分子シャペロンに着目し有機溶媒耐性株の作製とそのキャラクタリゼーションを行った。
    (1)超好熱性古細菌由来プレフォルディン導入による有機溶媒耐性の向上
    極限環境で生育する古細菌のタンパク質は熱安定性が高いばかりでなく有機溶媒に対する耐性が高いことが示唆されている。超好熱性古細菌Pyrococcus horikoshii OT3由来プレフォルディンを大腸菌で発現させた結果、有機溶媒耐性が向上することが示された。プレフォルディン導入株は、オクタン、ヘキサン混合溶媒で増殖でき、細胞内の溶媒取込量は、コントロール株に比べ低く抑えられた。古細菌プレフォルディンは、2種類のサブユニットからなるα_2β_4の構成でクラゲ様の構造をとるが、シャペロン機能が低下したN末およびC末の残基欠損体においては有機溶媒耐性の向上がみられなくなった。これより、プレフォルディンのシャペロン活性により有機溶媒耐性が上昇することが示された。
    (2)大腸菌変異株作製による有機溶媒耐性の向上
    有機溶媒添加後の大腸菌のDNAマイクロアレイ解析により高発現が確認されたmanXYZを大腸菌JA300株に導入した結果、有機溶媒耐性が向上してシクロヘキサン:ヘキサン混合溶媒を10%添加した培地でも増殖した。本株は細胞膜疎水性が向上しており、疎水性基質を利用した有用物質生産において有効な生産株となることが示唆された。代謝制御因子に着目した解析においてはCRP欠損株において有機溶媒耐性が上昇することが示された。CRP欠損株においては、有機溶媒添加後の遺伝子発現解析においてシャペロン関連遺伝子が野生株と比較して高発現しており、分子シャペロンの発現挙動が有機溶媒耐性に関与していることが示唆された。

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  • 海洋共生コンソーシアムからの有用性体分子のナノビーズスクリーニング及び解析

    研究課題/領域番号：15360437  2003年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    竹山 春子, 田中 剛, 新垣 篤史, 丸山 正, 大河内 美奈, 大森 信, 谷口 洋基

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    配分額：14900000円 （ 直接経費：14900000円 ）

    近年,海洋共生系は微生物の多様性,抗ガン剤・抗菌物質の新規性から新たなスクリーニング対象として注目されている。そこで,海洋共生系としてサンゴ,海綿に焦点を当て,少量のサンゴ,海綿サンプルからの単一細胞分離システムの確立および共生コンソーシアムの多様性解析,培養微生物の分子同定と単一細胞からの全ゲノム情報の確保,さらには微量スクリーニングシステムの確立に関して検討を行った。
    (1)単一細胞分離システムの確立および共生コンソーシアムの多様性解析
    フローサイトメーターを用いた共在バクテリアの分離,回収を行い,さらに16S rDNAに基づいて評価した。この結果,分画したサンプルのDGGEでは,分画前では検出されなかったバンドが認められ,多様性も増加していた。これにより,細胞分離を行うことでゲノムライブラリーの構築が可能となると考えられた。
    (2)難培養微生物の分子同定と単一細胞からの全ゲノム情報の確保
    MDA法により,Synechocystis sp.PCC6803の10^5 cellsからライブラリー構築が可能な約20μgのDNAが得られた。さらに増幅産物をクローニングし,シークエンスしたところインサートの導入が確認され,MDA法によりライブラリーを構築できることが示された。
    また,アミノ基修飾磁気粒子を用いて高分子DNAを回収することも可能であった。
    (3)超微量スクリーニングシステムの確立
    マイクロデバイスを作製し,表面処理することによって,非特異吸着を抑制することが可能であった。細胞の回収を試みたところ,90%以上の孔に細胞が捕捉されることが確認された。
    マイクロキャピラリーを配したマイクロデバイスを構築し,真菌胞子を導入したところ,簡便に胞子の特定が可能であった。また,蛍光物質を本デバイスに導入したところ,蛍光強度の勾配が観察され,標的物質を濃度依存的にスクリーニングすることが可能であることが示された。

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  • マイクロ・ナノシステムによる遺伝子解析のための核酸濃縮技術の開発

    研究課題/領域番号：15760585  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    大河内 美奈

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    配分額：2700000円 （ 直接経費：2700000円 ）

    本研究は、マクロからミクロへのインターフェースとして電気泳動の原理を利用し核酸を濃縮する方法の開発を目的とした。具体的には、mLおよびサブmLオーダーのサンプル量から核酸を電気泳動により微少な透析膜上へ補修する技術の開発を行った。具体的には、サンプルを入れる容器に透析膜を被覆した微少スポットに、電気泳動の原理を利用して核酸を濃縮することを検討した。平成15年度において検討した核酸の濃縮条件を踏まえて96穴プレート用および電気泳動チップ用の装置を設計し、電気泳動により透析膜上に核酸を濃縮するシステムを試作した。核酸濃縮に用いた電気泳動システムを用いて、電気泳動の指標として用いられる色素であるキシレンシアノール、オレンジG、ブロモフェノールブルーなどを用いて濃縮条件を検討した。次に、濃縮用核酸ターゲットとして各種長さのssDNA、dsDNAをモデルターゲットとして電圧制御で核酸の濃縮条件を検討し、蛍光色素染色による評価を行った。試作した装置において、電解液や電解条件などの濃縮条件や核酸濃縮に用いることが可能な核酸の量や濃度などの条件を求め、試作した装置において核酸濃縮が可能であることが示された。また、電流制御においても同様に核酸の濃縮が可能であった。
    以上のことから、電気泳動の原理を利用し、微少な透析膜上に核酸を捕集・濃縮することが可能であると示された。これより、感染症の特定遺伝子やmRNA等、サンプル中に微量に存在する核酸を濃縮して解析することが可能となると考えられる。

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  • プレフォルディンとII型シャペロニンによるタンパク質フォールディング機構の解明

    研究課題/領域番号：14037216  2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    養王田 正文, 大河内 美奈

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    配分額：4000000円 （ 直接経費：4000000円 ）

    我々はII型シャペロニンとそのCo-chaperoneであるプレフォルディンによるタンパク質フォールディング機構の解明を目標に研究を進めている。具体的には超好熱性古細菌Pyrococcus horikoshii由来シャペロニン(PhCPN)及びプレフォルディン(PhPFD)を組み換え体として大腸菌で生産し、in vitroで機能解析を行っている。本年度はプレフォルディンの基質及びシャペロニン結合部位の同定、シャペロニンとの協調機構に関する研究を行った。
    メタン生成古細菌由来プレフォルディンのX線結晶構造から各サブユニットのN及びC末端が変性タンパク質の結合に関与していることが示唆されている。そこで、PhPFDの各サブユニットの末端を除去し変異体を作成し、機能への寄与を解析した。PhPFDβC末8残基欠損体で基質タンパク質結合能力が低下し、5残基欠損体では低下が見られなかった事から、PhPFDβのC末6-8残基部分の存在が、基質タンパク質をアレストする認識に、重要であることが示された。また、βのN末欠損体でも基質タンパク質結合能力が低下した。PhPFDαは、末端部分欠損体では基質タンパク質結合能力が低下しないが、コイル構造部分まで深く欠失させた変異体(tc24tn17α)で結合能が失われていた。また、αC末8残基欠損、βC末5残基欠損したPhPFDは、基質タンパク質結合能の低下に影響がみられなかったがシャペロニンへの結合能が低下した。
    PhCPNとPhPFDとの協調機構を変性IPMDH(Thermus thermophilus由来イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素)のリフォールディングにより解析したところ、PhCPN単独よりもPhPFDが共存した場合に高い効率でリフォールディングしたことから、PhPFDとPhCPNが協調してタンパク質フォールディングを行っていることが証明された。

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  • Group II型シャペロニン及びその補因子プレフォルディンの構造解析

    研究課題/領域番号：13033008  2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    養王田 正文, 大河内 美奈

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    配分額：3600000円 （ 直接経費：3600000円 ）

    我々は、超好熱性古細菌由来Group II型シャペロニン、プレフォルディンを用いて、構造学的にGroup II型シャペロニンのBuild-in Lid開閉機構及びシャペロニンとプレフォルディンの協調機構の解明を目的に研究を行っている。
    様々なヌクレオチド存在下で、野生型αシャペロニンにproteinase Kを作用させたところ、ATP, AMP-PNP存在下では分解が妨げられた。また、アピカルドメインの先端にTrp残基を導入した変異体を作成し、構造変化をその蛍光特性から追跡した。その結果、ATP, AMP-PNPと結合したシャペロニンにおいて蛍光の増大が観測された。これらの結果は、ATPとの結合に伴い、Built-in Lidが閉じることを示唆するものだと思われる。一方、リフォールディング活性を示さない変異体αシャペロニンを用いた際には、この構造変化を示す結果は得られなかった。Built-in LidのDeletion Mutantを作成したところ、変性タンパク質結合能は有していたが、タンパク質フォールディング活性は失われていた。このDeletion Mutantの結晶を得ることに成功した。
    プレフォルディンはWild型の結晶から良いDiffractionが得られないことから、βサブユニットのC末8残基欠失体の結晶化を試み20%PEG 4000、0.1M HEPES(pH7.7)の条件で結晶が得られた。しかし、この結晶からも構造解析に使える反射を得ることは出来なかった。シャペロニンとの共結晶の作成を試みたが結晶は得られていない。
    また、酵母由来プレフォルディンの各サブユニットの発現系を作成し、全てのサブユニットを組み込んだ同時生産系を構築した。

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  • 特異的DNA配列を用いた非好熱性古細菌の探索

    研究課題/領域番号：13750731  2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    大河内 美奈

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    配分額：800000円 （ 直接経費：800000円 ）

    本研究は、特殊環境に生育しない古細菌の探索を目的とした。古細菌はこれまで高温、高塩濃度、高酸、高アルカリなどの極限環境中から単離され、その代表的な種において全ゲノム解析がなされている。古細菌が極限環境で生息するための機構について生化学的な解析が進められている他、産業上安定性の高い有用酵素の分離源といった面から注目されている。しかし極限環境ではない環境中に生息する古細菌についての知見は少ない。そこで、古細菌に特異的な16S rRNAの塩基配列をプローブとし、環境中に生息する古細菌の探索を行った。まず、プローブの有効性を確認するため、温泉(鹿児島県霧島温泉および長野県渋温泉)やその周辺の水、土壌について探索を行った。採取した水および土壌サンプルのゲノム抽出を行った後、古細菌およびバクテリアに特異的な16S rRNAプローブによりPCRを行った結果、半数以上の温泉サンプルについて増幅が認められたほか、水や土壌サンプルについても一部増幅が確認された。霧島温泉および渋温泉の温泉源は95℃以上の高温のものが多いことから、超好熱性および好熱性古細菌を中心として古細菌が生息していることが示唆された。次に、地下水や湧水について同様に検討を行った。関東および関西から入手した地下水3サンプル、東京都国分寺市の真姿の池湧水群において古細菌特異的プローブによる増幅がみられた。これより、16S rDNAシークエンス解析を進めている。以上のことから、古細菌が極限環境だけではなく身近な環境中に存在していることが示唆された。

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  • 磁気微粒子を用いた自動遺伝子解析システムの開発

    研究課題/領域番号：12019216  2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究(A)

    養王田 正文, 細川 和生, 大河内 美奈

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    配分額：2000000円 （ 直接経費：2000000円 ）

    磁気微粒子を用いたDNAの分離精製機能を有する遺伝子組換え用ワークステーションはすでに市販されており,遺伝子組換えの様々な操作の自動化が可能である.しかし,電気泳動によるDNAの分離・精製を行うことができないため遺伝子解析や遺伝子組換えの全自動化は不可能であった.そこで,アガロースゲルによるDNAの分離・精製の自動化を実現するためにシステムの改造を行った.具体的には,電気泳動装置,CCDカメラを用いたゲル撮影装置,自動サンプル注入装置及びゲル回収装置の開発とそれらに伴うソフトの開発を行った.作製した装置(SX-8G plus)は,コンピューター上からのコマンドにより装置内を3次元的に自由に移動できる8連のノズルを有し,デスクトップには,マイクロタイタープレート,チップラック,試薬コンテナーの他に,自動開閉蓋式サーマルサイクラー,試薬をストックするための冷却ブロック,アガロースゲル電気泳動槽が配置されている.また,電気泳動用電源,ゲルの染色と脱色を自動で行うためのポンプ,ゲルを撮影するためのトランスイルミネーターとCCDカメラも本体に組み込まれている.SX-8G plusは,これまで困難とされていたアガロースゲル電気泳動,遺伝子断片の検出とゲルからの切り出しの自動化を可能とした.一般的に,XYZロボットはアガロースゲルのウエルの位置を合わせるのに十分な精度を有している.ロボットによるサンプルのアガロースゲルへのローディングが困難なのは,使用するチップやゲルの位置などの精度が低いためである.SX-8G plusでは,特別な二重になったコームを使用することで,チップやゲルの精度の低さによるローディングの失敗を防いでいる.ゲルの写真はCCDカメラで撮影されコンピューターに取りこまれる.目的のDNA断片をディスプレイ上でカーソルを用いて指定することにより,自動的に切り出すことが可能である.ゲルの切り出しはノズルにゲルカッターを装着しておこない,切り出したゲルはマイクロタイタープレートなの任意の位置に排出される.現在,この装置の性能評価を行っている.

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