ＷＴＴ教員（農芸化学コース）

生物による鉱物形成（バイオミネラリゼーション）機構の解明とその応用

教員

特任助教：根本理子　 Dr. NEMOTO Michiko
E-mail： mnemoto＠（@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。）
専門分野：微生物学・遺伝子工学
生物による無機結晶形成（バイオミネラリゼーション）機構の解明

主な研究テーマ

生物が形成する鉱物はバイオミネラルと呼ばれます。バイオミネラルは、人工合成困難な構造、組成を持ち、様々な優れた性質を示す機能性材料です。バイオミネラルの形成機構解明は、材料科学およびナノテクノロジー分野の発展に貢献することが期待されます。私たちは遺伝子・タンパク質の網羅的解析手法をベースに、バイオミネラル形成機構の解明を目指した研究を行っています。

珪藻のシリカ被殻形成機構の解明

　珪藻のシリカ被殻が持つ美しい幾何学模様は、昔から多くの人を魅了してきました。近年の研究から、珪藻の被殻が持つナノ微細構造が様々な優れた性質（フォトニック結晶特性、多孔質性）を示すことが明らかにされ、ナノテクノロジー分野へ応用可能な材料としても注目されています。珪藻の被殻形成機構を明らかにすると共に、ナノテクノロジー分野への応用を目指しています。

ヒザラガイが形成する「磁鉄鉱の歯」の形成機構解明

　ヒザラガイは歯舌と呼ばれる歯を持ち、その歯冠部に磁鉄鉱を沈着させます。ヒザラガイによる磁鉄鉱形成の仕組みを明らかにすることができれば、磁気メモリの材料や核磁気共鳴画像（MRI）等に用いられている磁鉄鉱を穏和な条件下で合成する新しい方法を開発できる可能性があります。私たちは世界で初めてヒザラガイの歯組織の大規模な発現遺伝子カタログを作製し、さらに、磁鉄鉱の歯に含まれ、その形成に関わると考えられるタンパク質群を同定することに成功しました。現在、様々な遺伝子工学的手法を用いて、同定したタンパク質の機能解析を進めています。

研究業績リスト

・Nemoto, M., Ren D., Herrera S., Pan S., Tamura T., Inagaki K. and Kisailus D.: Integrated transcriptomic and proteomic analyses of a molecular mechanism of radular teeth biomineralization in Cryptochiton stelleri. Scientific reports, 9, 856 (2019)
・Nemoto, M., Hattori, H., Maeda, N., Akita, N., Muramatsu, H., Moritani, S., Kawasaki, T., Maejima, M., Ode, H., Hachiya, A., Sugiura, W., Yokomaku, Y., Horibe, K. and Iwatani, Y.: Compound heterozygous TYK2 mutations underlie primary immunodeficiency with T-cell lymphopenia. Scientific reports, 8, 6956 (2018)
・Kisailus, D. and Nemoto, M.: Structural and proteomic analyses of iron oxide biomineralization in chiton teeth. Biological Magnetic Materials and Applications, Springer Singapore, Chapter 3, 2018
・Nemoto, M., Maeda, Y., Muto, M., Tanaka, M., Yoshino, T., Mayama, S. and Tanaka, T.: Identification of a frustule-associated protein of the marine pennate diatom Fistulifera sp. strain JPCC DA0580. Marine genomics, 16, 39-44 (2014)
・Wang, Q.*, Nemoto, M.*, Li, D., Weaver, J. C., Weden, B., Stegemeier, J., Bozhilov, K. N., Wood, L. R., Milliron, G. W., Kim, C. S., DiMasi, E. and Kisailus D.: Phase Transformations and Structural Developments in the Radular Teeth of Cryptochiton Stelleri. Advanced Functional Materials, 23, 2908-2917 (2013) (*Equal contribution )
・Nemoto, M., Wang, Q., Li, D., Pan, S., Matsunaga, T. and Kisailus, D.: A Proteomic Analysis from the Mineralized Radular Teeth of the Giant Pacific Chiton, Cryptochiton stelleri (Mollusca). Proteomics, 12(18), 2890-2894 (2012)
・Matsunaga, T., Nemoto, M., Arakaki, A. and Tanaka, M.: Proteomic Analysis of Irregular Bullet-Shaped Magnetosomes in the Sulfate-Reducing Bacterium Desulfovibrio magneticus RS-1. Proteomics, 9(12), 3341-3352 (2009)