田島 健次 (タジマ ケンジ)

工学研究院 応用化学部門 生物工学分野准教授
Last Updated :2026/02/04

■研究者基本情報

学位

  • 博士(工学), 北海道大学

Researchmap個人ページ

研究者番号

  • 00271643

Researcher ID

  • B-1379-2012

研究キーワード

  • ナノセルロース
  • セルロース
  • 甜菜
  • 多糖
  • 再生可能資源
  • 生分解性ポリマー
  • 環境循環型高分子材料
  • バイオマス
  • 高分子
  • バイオポリマー
  • 微生物
  • 発酵工学
  • 生合成機構
  • 酢酸菌
  • ナノマテリアル
  • 遺伝子工学
  • 分子生物学

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
  • ライフサイエンス, 分子生物学
  • ナノテク・材料, 高分子化学

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2010年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授
  • 2007年04月 - 2010年03月
    北海道大学, 大学院工学研究科, 准教授
  • 2002年10月 - 2007年03月
    北海道大学, 大学院工学研究科, 助教授
  • 1997年04月 - 2002年09月
    北海道大学, 大学院工学研究科, 助手
  • 1995年04月 - 1997年03月
    北海道大学, 工学部, 助手
  • 1993年04月 - 1995年03月
    日本学術振興会, 特別研究員DC1

学歴

  • 1993年04月 - 1995年03月, 北海道大学, 大学院工学研究科, 応用化学専攻 博士後期課程
  • 1991年04月 - 1993年03月, 北海道大学, 工学研究科, 応用化学専攻 修士課程, 日本国
  • 1988年04月 - 1991年03月, 北海道大学, 工学部, 応用化学科, 日本国
  • 1983年04月 - 1988年03月, 沼津工業高等専門学校, 工業化学科

委員歴

  • 2019年07月 - 現在
    セルロース学会, 理事, 学協会
  • 1995年04月 - 現在
    セルロース学会, 北海道・東北支部編集委員, 学協会
  • 2021年07月 - 2023年06月
    日本生物工学会, 北日本支部庶務, 学協会
  • 2009年07月 - 2011年06月
    日本生物工学会, 代議員, 学協会
  • 2003年07月 - 2008年06月
    日本生物工学会, 北日本支部編集委員, 学協会
  • 2003年07月 - 2005年06月
    日本生物工学会, 北日本支部庶務, 学協会

■研究活動情報

受賞

  • 2024年07月, セルロース学会, セルロース学会賞               
    田島健次
  • 2015年05月, 製糖技術研究会, 第112回製糖技術研究会賞               
    田島健次、他
  • 2010年07月, セルロース学会, 林治助賞               
    日本国
  • 2004年08月, International Symposium on Bio Polyesters 2004, Poster award               
    TAJIMA Kenji
  • 2002年09月, 高分子化学奨励賞<平成14年度>               
    日本国

論文

その他活動・業績

書籍等出版物

  • セルロースナノファイバー : 研究と実用化の最前線
    田島健次, 松島得雄, 小瀬亮太, 藤田彩華, 甲野裕之, 安藤英紀:石田竜弘, ナノフィブリル化バクテリアセルロースの生産とその応用
    エヌ・ティー・エス, 2021年11月, 9784860437510, 5, 15, 832, 15p, 図版22p, 日本語, [分担執筆]
  • セルロースナノファイバー製造・利用の最新動向               
    田島 健次, 発酵ナノセルロースの大量生産とその応用
    シエムシー出版, 2019年, [分担執筆]
  • セルロースナノファイバーの均一分散と複合化               
    田島 健次, 酢酸菌におけるセルロース合成機構と通気撹拌培養によるナノフィブリル化バクテリアセルロース(NFBC)の合成
    サイエンス&テクノロジー, 2018年, [分担執筆]
  • セルロースナノファイバーの調製、分散・複合化と製品応用               
    田島 健次, 酢酸菌におけるセルロース合成機構と通気撹拌培養によるナノフィブリル化バクテリアセルロース(NFBC)の合成
    技術情報協会, 2015年, [分担執筆]
  • バイオマス分解酵素の最前線-セルラーゼ・ヘミセルラーゼを中心として-               
    田島 健次, セルロース合成における分解酵素の役割
    シエムシー出版, 2012年, [分担執筆]
  • Cell Technology for Cell Products               
    Nobuhiro Nagai, Shunji Yunoki, Takeshi Suzuki, Yasuharu Satoh, Kenji Tajima, Masanobu Munekata, Preparation of Salmon Atelocollagen Fibrillar Gel and Its Application to the Cell Culture
    Springer, 2007年, 9781402054761, 321-323, 英語, 学術書, [分担執筆]
  • 木質科学実験マニュアル 日本木材学会編               
    田島 健次, タンパク質の分離,精製,定量
    文永堂出版, 2000年04月, [分担執筆]
  • セルロースの事典<セルロース学会>               
    田島 健次, セルロースの高次構造
    朝倉書店, 2000年, [分担執筆]

講演・口頭発表等

  • 微生物由来セルロースナノファイバー の特長と応用               
    田島 健次
    第1 回 北大工学研究院-阪大接合研 交流会, 2025年10月29日, 日本語, シンポジウム・ワークショップパネル(公募)
    [招待講演]
  • Production of cellulose nanofibers using bacteria and their properties and applications               
    Kenji Tajima
    The 9th EPNOE (The European Polysaccharide Network of Excellence) International Conference, 2025年08月27日, 英語, 口頭発表(基調)
    2025年08月25日 - 2025年08月28日, [招待講演]
  • バクテリアセルロースの最新研究と産業利用について               
    田島 健次
    鹿児島県工業技術センター第2回CNF(セルロースナノファイバー)利用技術研究会, 2025年02月18日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    2025年02月18日 - 2025年02月18日, [招待講演]
  • てん菜由来の糖蜜から作られる微生物セルロースナノファイバーの特長とその応用               
    日本化学会北海道支部 旭川地区化学講演会, 2024年12月03日, 日本語, 口頭発表(招待・特別)
    2024年12月03日 - 2024年12月03日, [招待講演]
  • 微生物由来セルロースナノファイバーの構造・物性特性               
    田島 健次
    大塚電子主催のWebセミナー, 2024年11月20日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    2024年11月20日 - 2024年11月20日, [招待講演]
  • てん菜から微生物によって作られる新素材“発酵ナノセルロース               
    田島 健次
    ホイスコーレ札幌第30期講演会, 2024年11月06日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    2024年11月06日 - 2024年11月06日, [招待講演]
  • 微生物由来セルロースナノファイバーの構造・物性特性とその応用               
    田島 健次
    産業技術連携推進会議ナノテクノロジー・材料部会第62回高分子分科会, 2024年10月31日, 日本語, 口頭発表(基調)
    2024年10月31日 - 2024年10月31日, [招待講演]
  • Production and Applications of Bacterial Cellulose Nanofibers (BCNFs)               
    Kenji Tajima
    2nd Workshop ASPIRE, Hokkaido University Grenoble Alpes University – CNRS- CERMAV, 2024年10月14日, 英語, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    2024年10月14日 - 2024年10月15日, [招待講演]
  • Production and Applications of Bacterial Cellulose Nanofibers (BCNFs)               
    Kenji Tajima
    Fujihara International Symposium on Nanocellulose 2024, 2024年10月03日, 英語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    2024年09月30日 - 2024年10月03日, [招待講演]
  • Production and Applications of Bacterial Cellulose Nanofibers (BCNFs)               
    Kenji Tajima
    Green Inovation from Agriculture Field and Sustainable Life in Vietnam, 2024年09月19日, 英語, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    2024年09月19日 - 2024年09月19日, [招待講演]
  • てん菜から作られる微⽣物セルロースナノファイバーの特⻑とその応⽤               
    田島 健次
    令和6 年度 てん菜多用途利用に関するセミナー, 2024年08月26日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    2024年08月26日 - 2024年08月26日, [招待講演]
  • Characteristics Applications of Bacterial Cellulose Nanofibers (BCNFs)               
    Kenji Tajima
    Hokkaido University - National Central University Joint Symposium on Materials Chemistry and Physics 2024, 2024年08月23日, 英語, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    2024年08月23日 - 2024年08月23日, [招待講演]
  • 微生物を用いた機能性新素材の開発 ~人と環境にやさしい発酵ナノセルロースとは~               
    田島 健次
    北海道大学オープンキャンパス2024, 2024年08月05日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    2024年08月05日 - 2024年08月05日, [招待講演]
  • バクテリアを用いたセルロースナノファイバーの 合成とそのキャラクタリゼーションおよび用途開発               
    田島 健次
    第31回セルロース学会年次大会, 2024年07月11日, 日本語, 口頭発表(招待・特別)
    2024年07月11日 - 2024年07月11日, [招待講演]
  • 新たな機能素材を生み出す微生物~環境に優しい発酵ナノセルロースとは?~               
    田島健次
    さっぽろ市民カレッジ2024冬期/ちえりあ学習ボランティア企画講座, 2024年03月22日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • 微生物ナノセルロースを用いた 高強度環境循環型高分子材料の開発               
    田島 健次
    ロバスト最終報告会, 2024年03月21日, 日本語, その他
    2024年03月21日 - 2024年03月21日, [招待講演]
  • 寒冷地輪作とてん菜由来の糖蜜から作られる微生物セルロースナノファイバーが世界を変える               
    田島健次
    令和5年度JAつべつ管内における各種実証・研究報告会, 2024年01月19日, 日本語, 口頭発表(基調)
    2024年01月19日 - 2024年01月19日, [招待講演]
  • Development of Bacterial Cellulose Nano-Fiber;BCNF;and collaboration with companies               
    Kenji Tajima
    OPEN INNOVATION DAY - TECHTRAVERSE 2023, 2023年10月26日, 英語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • 繊維長の異なるセルロースナノファイバーを用いた高強度複合材料の創製               
    田島 健次
    JST新技術説明会, 2023年10月05日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • 宇宙における微生物を用いたバイオ有機素材(セルロース)合成の試み               
    田島 健次
    セルロース学会第30 回年次大会, 2023年09月29日, 日本語, 口頭発表(一般)
  • 寒地畑輪作の基幹作物であるテンサイと微生物が作るナノセルロースが 世界を変える               
    田島 健次
    アグリシーズセミナー「未来を拓く植物由来の北海道発新素材~シーズ開発から事業化へ」, 2023年09月12日, 英語, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    [招待講演]
  • 北海道発の新素材「微生物ナノセルロース(NFBC)」               
    田島 健次
    第15回ロバスト農林水産工学「科学技術先導技術研究会」, 2023年08月30日, 日本語, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    [招待講演]
  • テンサイを利用した完全リサイクル可能な新素材(微生物産生セルロースナノファイバー)の開発と利用               
    田島 健次
    グリーンテクノバンク てん菜研究会 第21回技術研究発表会, 2023年07月19日, 日本語, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    [招待講演]
  • バクテリア由来セルロースナノファイバー の構造・物性とその応用例               
    田島 健次
    アカデミックフォーラム@ファーマラボEXPO, 2023年07月07日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
  • 北海道発の新素材 微生物産生セルロースナノファイバー (NFBC=ファイブナノ®)の特長とその応用
    田島健次
    第7回農水産業支援技術展沖縄技術説明会, 2022年12月07日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    2022年12月06日 - 2022年12月07日, 34286926, [招待講演]
  • Production and Applications of NanofibrillatedBacterial Cellulose (NFBC)
    Kenji Tajima
    Association of Bio-based Material Industry (ABbI) Webinar, 2022年10月11日, 英語, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    2022年10月11日 - 2022年10月11日, 34286926, [招待講演]
  • High-yield Production of Nanofibrillated Bacterial Cellulose (NFBC) in Aerated and Stirred Bioreactors
    Ryo Takahama, Masato Uenishi, Tokuo Matsushima, Takuya Isono, Toshifumi Satoh, Chiaki Ogino, Kenji Tajima
    5th INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON BACTERIAL CELLULOSE, 2022年09月22日, 英語, 口頭発表(一般)
    2022年09月22日 - 2022年09月23日, 34286926
  • Production and applications of nanofibrillated bacterial cellulose
    Kenji Tajima
    5th INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON BACTERIAL CELLULOSE, 2022年09月22日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    2022年09月22日 - 2022年09月23日, 34012611, [招待講演]
  • 北海道発の新素材微生物産生セルロースナノファイバーNFBC(Fibnano®)の特長とその応用
    田島健次
    ナノセルロースジャパンが開催するナノセルロース塾第五期(2022年度), 2022年09月17日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    34286926, [招待講演]
  • 高アスペクト比を有する微生物由来セルロースナノファイバーを用いた 生分解性プラスチックの物性改良
    Hamidah binti Hashim, Nur Aisyah Adlin, binti Emran, 勝原哲, 二之湯寛子, 辻崎晴人, 夏小超, 細川真明, 瀬野修一郎, 可児浩, 磯野拓也, 山本拓矢, 佐藤敏文, 折原宏, 田島健次
    第71回高分子討論会, 2022年09月06日, 日本語, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    2022年09月05日 - 2022年09月07日, 34012607
  • Production and applications of nanofibrillated bacterial cellulose
    Kenji Tajima
    ICRI-BioM (International Centre for Research on Innovative Bio-based Materials) seminor, 2022年07月01日, 英語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    34012607, [招待講演]
  • 酢酸菌セルロース合成酵素複合体の構造と機能(シンポジウム:酢酸菌ナノセルロース研究の最前線:合成の分子メカニズムと応用)               
    田島健次
    第73回日本生物工学会大会, 2021年10月29日, 日本語, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    [招待講演]
  • 北海道発の新素材微生物産生セルロー スナノファイバーFibnano®の特⾧とその応用               
    田島 健次
    北海道経済連合会 2020年度 環境・エネルギーセミナー, 2021年01月18日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • 北海道発の新素材微生物産生セルロースナノファイバー Fibnano(R)の特長と食品応用               
    田島 健次
    CNF実用化事例紹介セミナー CNFによる機能付与の可能性および実現例, 2020年11月05日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    2020年11月05日, [招待講演]
  • セルロース合成菌を用いたナノセルロースの大量調製とその構造を活かした応用               
    田島 健次
    2019 年度微粒子工学講演会, 2019年11月28日, 日本語, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    [招待講演], [国内会議]
  • In vitro cellulose synthesis using a recombinant cellulose synthase               
    Kenji Tajima
    4th International Symposium on Bacterial NanoCellulose, 2019年10月03日, 英語, 口頭発表(一般)
    [国際会議]
  • Production of nanocellulose using a bacterium and its application               
    田島 健次
    2nd Asian-Franch Workshop on Polymer Science, 2019年07月20日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演], [国際会議]
  • Production of nanocellulose using a bacterium and its features               
    田島 健次
    Sci-Mix in Kanazawa 2019, Green Innovative Chemistry, 2019年06月07日, 英語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 酢酸菌におけるセルロース合成メカニズムの解明と産業応用に向けた取り組み               
    田島 健次
    フジッコ株式会社社内講演会, 2019年03月20日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • バクテリアを用いたナノセルロースの調製とその利用               
    田島 健次
    日本化学会ATP(Advanced Technology Program), 2019年03月19日, 日本語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演], [国内会議]
  • ボトムアップで創るナノセルロースの特長とその特徴を活かした応用               
    田島 健次
    とくしま高機能素材活用促進フォーラム, 2018年10月31日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • バクテリアを用いたナノセルロースの大量生産とその応用               
    田島 健次
    高分子学会エコマテリアル研究会「バイオベースマテリアルをつくろう・つかおう」, 2018年07月20日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • セルロース合成菌を用いたナノセルロースのボトムアップ合成とその応用               
    田島 健次
    セルロースナノファイバー in 東北, 2018年07月18日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • バクテリアを用いた両親媒ナノセルロースの合成とその応用               
    田島 健次
    セルロース学会第25回年次大会, 2018年07月06日, 英語, 口頭発表(一般)
    [国内会議]
  • セルロース合成菌を用いたナノセルロースのボトムアップ合成とその応用               
    田島 健次
    島津製作所社内セミナー「セルロースナノファイバーの分析技術セミナー」, 2018年07月04日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • セルロース合成菌を用いたナノフィブリル化セルロースの大量生産とその応用               
    田島 健次
    nano tech 2018 【特別シンポジウム】ナノセルロースの技術開発最前線, 2018年02月15日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • One-step production of amphiphilic nano-fibrillated cellulose using a cellulose-producing bacterium               
    田島 健次
    3rd International Symposium on Bacterial NanoCellulose, 2017年10月16日, 英語, 口頭発表(一般)
    [国際会議]
  • ナノフィブリル化バクテリアセルロースの大量生産とその応用               
    田島 健次
    セルロース学会第24回年次大会, 2017年07月13日, 日本語, 口頭発表(一般)
    [国内会議]
  • バクテリアを用いたナノセルロースのボトムアップ生産               
    田島 健次
    第10回ナノセルロースフォーラム技術セミナー・意見交換会, 2017年07月06日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 発酵ナノセルロース(NFBC)の事業化について               
    田島 健次
    セルロースナノファイバーサミット in 北海道, 2017年03月17日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 低分子バイオマスを原料としたナノフィブリル化バクテリアセルロースの大量生産               
    田島 健次
    2016年度生物工学会北日本支部札幌シンポジウム「低炭素化社会に資する最先端バイオリファイナリー研究」, 2016年09月02日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 酢酸菌セルロースの生合成機構と応用               
    田島 健次
    酢酸菌研究会, 2015年10月10日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • Production and application of nano-fibrillated bacterial cellulose (NFBC)               
    田島 健次
    2nd International Symposium on Bacterial NanoCellulose, 2015年09月10日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演], [国際会議]
  • ナノフィブリル化バクテリアセルロースの合成と応用               
    田島 健次
    日本木材学会バイオマス変換研究会夏季講演会「バイオマス変換の研究最前線」, 2015年07月11日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 酢酸菌によるセルロース合成と発酵ナノセルロース(NFBC)の大量生産               
    田島 健次
    バイオインダストリー協会JBAバイオセミナーシリーズ”未来へのバイオ技術”勉強会, 2014年03月14日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 酢酸菌によるセルロース合成と発酵ナノセルロース(NFBC)の大量生産               
    田島 健次
    新化学技術推進協会(JACI)エネルギー・資源技術部会バイオマス分科会講演会, 2014年03月13日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 函館マリンバイオフォーラム&フェスタ2012 函館               
    田島 健次
    函館マリンバイオフォーラム&フェスタ2012 函館, 2012年07月24日, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • バクテリアを用いた高分子材料の合成               
    田島 健次
    函館工業高等専門学校 物質工学科 学科講演会, 2012年, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • バクテリアを用いた非可食バイオマスからの高分子材料の合成               
    田島 健次
    道央バイオ研究交流会講演会, 2012年, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • バクテリアによるバイオポリマーの合成と新規材料創製               
    田島 健次
    バイオ産業クラスター・フォーラム・シーズ公開会, 2010年, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 微生物を使って砂糖からプラスチックや紙を作る               
    田島 健次
    日本化学会体験入学講演会, 2010年, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 微生物を用いて再生可能資源からプラスチックや紙を作る               
    田島 健次
    リコー第4回材料フォーラム, 2008年, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国際会議]
  • 生体を用いた機能性高分子材料の合成               
    田島 健次
    新事業創出に係る技術講演会, 2008年, 日本語
    [招待講演], [国内会議]
  • 生体を用いた機能性高分子材料の合成               
    田島 健次
    日本化学会北海道支部講演会, 2006年, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 生体を用いた機能性高分子材料の合成               
    田島 健次
    高分子学会北海道支部高分子若手研究会, 2005年, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 2段階バイオリアクター用いた生分解性プラスチックの連続合成               
    田島 健次
    平成11年度ノーステック財団研究開発支援事業成果発表会, 2002年, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 固定化菌体・酵素を用いた生分解性プラスチックの連続合成               
    田島 健次
    平成8年度ホクサイテック財団研究開発支援事業成果発表会, 1999年, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 道内石油・天然ガス採掘土壌からの環境浄化に寄与する菌分離と利用               
    田島 健次
    平成5年度ホクサイテック財団研究開発支援事業成果発表会, 1996年, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]
  • 微生物が作る複合材料               
    田島 健次
    高分子学会北海道高分子若手研究会, 1995年09月, 日本語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演], [国内会議]

担当経験のある科目_授業

  • 生物資源化学特論               
    北海道大学 大学院 総合化学院
  • 生命分子化学特論               
    北海道大学 大学院 総合化学院
  • 応用化学学生実験Ⅲ               
    北海道大学 工学部
  • 物質変換工学               
    北海道大学 工学部
  • 生物化学工学               
    北海道大学 工学部
  • 生物学Ⅰ               
    北海道大学 高等教育推進機構 総合教育部

所属学協会

  • 2020年06月 - 現在
    ナノセルロースジャパン               
  • 日本生物工学会               
  • 日本農芸化学会               
  • セルロース学会               
  • 高分子学会               
  • 日本化学会               

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • セルロース合成酵素のもつ高分子構造制御機構の構成的理解
    科学研究費助成事業
    2025年04月01日 - 2029年03月31日
    今井 友也, 田島 健次, 三木 卓幸, 宇都 卓也
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 京都大学, 25H00943
  • 糖質系高分子のナノレベル多相構造制御による物性・機能開拓
    科学研究費助成事業
    2025年04月01日 - 2028年03月31日
    磯野 拓也, 田島 健次, LI FENG, 佐藤 敏文
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 25K01823
  • 糖鎖導入を鍵とする高機能バイオベース高分子材料の開発
    科学研究費助成事業
    2021年10月 - 2025年03月
    磯野拓也, 佐藤敏文, 田島健次
    本研究は、日仏台の3か国共同体制によって、糖鎖をバイオベース原料ならびに機能発現部位として活用することで、高強度・高靭性バイオベース高分子材料を創出することを目的としている。本年度は下記について主に検討を行った。
    ①相溶化剤としての応用:昨年度までの検討により、ABAやA2BA2型(Aブロック=アセチルセルロースオリゴ糖、Bブロック=ポリカプロラクトン(PCL))が酢酸セルロース(CTA)/PCLブレンド系に対して優れた相溶可剤となることを見出していた。引張試験から、相溶化剤を添加したブレンドは高いヤング率を示すという興味深い結果を得た。熱分析とX線回折を行ったところ、相溶化剤の添加によってCTAとPCL両方の結晶化度が向上することがわかり、その結果としてヤング率が向上したと考えられる。また、ブレンドのモルフォロジーを評価したところ、予想に反して、相溶化剤の添加はPCLドメインの微分散化にほとんど寄与しないことがわかった。したがって、力学特性が向上した要因はPCLドメインの微分散化ではなく、界面の接着性向上が大きく寄与していると考えられる。
    ②PCLの物性改善への応用:PCLとオリゴ糖からなるブロック共重合体をPCLへ添加することで、力学強度に劣るPCLを強靭化する試みを行った。PCL/ブロック共重合体の二元系ブレンドを調製し、引張試験を行ったところ、オリゴ糖の重量分率がわずか1~2%程度にもかかわらず、PCL単体に比較してヤング率や降伏応力が向上することが判明した。
    以上に加えて、海外共同研究者であるBorsali(フランス)、Chen(台湾)およびChiu(台湾)らそれぞれとオンラインまたは対面でミーティングを開催した。また、Chiuらのグループに学生を派遣し、関連実験を行った。さらに、Borsaliが所属する研究機関に博士課程学生とともに滞在し、関連の実験を行った。
    文部科学省, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 北海道大学, 研究分担者, 21KK0096
  • 乳化界面におけるセルロースナノファイバー集積機構の解明とナノバルーン合成への応用
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2021年04月01日 - 2024年03月31日
    甲野 裕之, 田島 健次
    酢酸菌が作るナノフィブリル化バクテリアセルロース(NFBC)は均一な繊維幅で繊維長が15 μm以上の超高アスペクト比な繊維としての特長を持つ。現在、医薬や生体へ応用可能なCNFとして注目される一方、さらなる機能化のための配向制御や構造体を構築する技術の欠如が課題として残っている。そこで申請者はNFBCを用いたピッカリング乳化が発現可能となれば、乳化剤としてだけでなく、球状の液液界面に沿ったNFBCの三次元組織化が達成できると考えた。そこで本申NFBCによるピッカリング乳化機構の解明と乳化現象を活用した新しい概念に基づく新規中空ナノ粒子の合成を目的とした。
    本申請ではエマルジョン形成に伴うNFBC集合状態、ミセル粒径と安定化制御に関する新知見を取得し、中空ナノ粒子の構造設計にフィードバックすることで構造最適化を図る。製剤・樹脂との複合化による特性評価を通じ、その有用性を実証し、ナノ繊維ネットワークが作る多孔性ナノ粒子を創製する。
    初年度は乳化技術の構築とそのメカニズムの解明について検討を行った。ホモジナイザーを用いてNFBC水分散液と中鎖脂肪酸トリグリセリドを用いてピッカリングエマルジョンを形成させ、油/水比、NFBC濃度、ホモジナイザー出力/照射時間等をパラメータとして安定な乳化条件とその油滴粒径制御を検討した。現時点では数日安定なピッカエマルジョンが得られておらず、NEBC表層の疎水性制御を実施した。主にシランカップリング剤を用いてナノ繊維構造を有する表層化学修飾法を構築することが可能となった。次年度はこれら表層化学修飾NFBCライブラリーを使用して、ピッカリング乳化技術の達成を目指す。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 苫小牧工業高等専門学校, 21K05175
  • 再生可能多糖類植物由来プラスチックによる資源循環社会共創拠点
    共創の場形成支援プログラム
    2021年11月 - 2024年03月
    金沢大学, 北海道大学, 東海国立大学機構, 神戸大学, 三井住友信託銀行株式会社, 株式会社ダイセル, 草野作工株式会社, DSP五協フードケミカル株式会社, 日本乳化剤株式会社, マルハニチロ株式会社, 日東電工株式会社
    本拠点では多糖類農業廃棄物を資源として捉え、プラスチックごみを生み出さないバイオプラスチック製品を用途に合わせてリデザインする。適切な量だけ生産し、使用後に回収して再生することで無駄なく使い続ける、バイオプラスチック循環プラットフォームを構築する。そのプラットフォームが、様々な世界地域へ、樹木の年輪のように拡大成長し、大量生産、大量廃棄による暗黒の未来を防ぐ。本プラットフォームの運用のため、多糖類農作物を持続的に生産可能な技術を社会実装し、プラスチック生産、消費、リサイクルに関するサプライチェーンを構築し、絶対的デカップリングを達成する。このような社会システム転換の実現のため、インパクトファイナンスを実践する金融機関が協力する。拠点の循環型プラスチック製品の社会実装により、企業と使用者の価値観が変わるイノベーションサイクルを回して、様々な問題解決につながるモデルを示す。これら5つのサイクルを、まるで協奏(共創)曲のように奏でることで、ポストコロナ社会を見据えた資源循環共創社会と「価値観のイノベーション」を実現し、人々を幸せにするSDGs目標達成に、スピード感を持って貢献する。
    国立研究開発法人科学技術振興機構, 金沢大学, 研究分担者
  • 微生物ナノセルロースを用いた高強度環境循環型高分子材料の開発
    未来社会創造事業
    2021年10月 - 2024年03月
    田島健次, 折原宏, 甲野裕之, 小瀬亮太, 瀬野修一郎
    国立研究開発法人科学技術振興機構, 北海道大学, 研究代表者
  • バイオ有機素材の宇宙リサイクルシステム開発
    宇宙航空科学技術推進委託費
    2021年10月 - 2024年03月
    五十嵐圭日子, 田島健次, 今井友也, 田仲 広明
    文部科学省, 東京大学, 研究分担者
  • 酵素による高分子構造制御-セルロース合成酵素の構造-機能相関
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2019年04月01日 - 2023年03月31日
    今井 友也, 田島 健次, 姚 閔
    酢酸菌のセルロース合成酵素複合体の主要構成サブユニットのうち、ABCDの4サブユニットが一つの複合体中に存在することを支持する生化学的データを得ることに成功した。またその複合体の中で、AB複合体とDタンパク質が直接相互作用している場合と、合成されたセルロース分子を介して間接的に相互作用している場合があることを実験的に証明した。以上から、これら二つの相互作用モードを使い分けることで酵素複合体の状態制御を行っている可能性を示した。さらにこのタンパク質複合体精製実験を進め、クライオ電子顕微鏡法による三次元構造解析への道筋をつけた。具体的には組換え大腸菌および酢酸菌の二つの系を用いて、His-tagあるいはStrep-tagを用いたアフィニティークロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーによる精製条件検討を進めた。
    Cサブユニットは、全長タンパク質の取り扱いが難しいことから、C末のβバレル型チャネル部分のタンパク質結晶化を進め、結晶化条件について目途をつけつつある。また、Mass Photometry法により、この部分構造が会合体を形成することを確認した。さらにCタンパク質の機能解析を進めるために、Cサブユニットの遺伝子欠損酢酸菌株を使った実験の条件最適化を進めた。
    また機能解析を効率的に進めるために、A遺伝子の機能欠損酢酸菌株の作出を進めた。具体的にはCRISPR-Cas9システムを用いるために新たなプラスミドを構築した。現在このプラスミドにターゲット配列を導入し、ノックインによるA遺伝子欠損株の作出を進めている。さらにセルロース合成に関与している新たな遺伝子を探索するためにランダム変異実験を行い、候補となる遺伝子をいくつか特定することが出来た。これらについて機能解析を行うため、CRISPR-Cas9システムを用いた欠損株の作製を現在行っている。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 京都大学, 19H00950
  • 微生物産生ナノフィブリル化セルロースの精密構造解析と新規用途開発
    コンソーシアム形成型 ロバスト農林水産工学研究プログラム
    2021年06月 - 2022年04月
    田島健次, 折原宏, 瀬野修一郎, 細川真明
    北海道大学 持続可能社会の実現に向けた 世界トップレベル研究推進・社会実装 「ロバスト農林水産工学国際連携研究教育拠点構想」, 研究代表者
  • 超高アスペクト比ナノセルロースのネットワーク構造を活用した抗がん剤の効率的な送達
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2019年04月01日 - 2022年03月31日
    田島 健次, 石田 竜弘, 安藤 英紀, 佐藤 敏文, 磯野 拓也, 甲野 裕之, 藤田 彩華
    10Lジャーファーメンターに排ガス分析計を溶存酸素計とともにプロセスコントローラーに接続し、得られるデータをもとに酸素移動容量係数(kLa)を決定した。非加圧下と加圧下(0.03 MPa)で、回転数を種々変化させてkLaの測定を行った。非加圧下には、回転数の増加とともにkLaの値も増加する傾向が見られたのに対し、加圧下には回転数に依存せず、kLaが高い値を維持していた。この結果を踏まえ、加圧しながらの培養を行った。非加圧下に比べ菌体の増殖速度が速く、ナノフィブリル化バクテリアセルロース(NFBC)の生産速度、収量ともに増加した。加圧下における生産速度は、2.0g/L/dとなり、非加圧下の2倍に増加させることに成功した。
    NFBCの表面の水酸基やカルボキシメチル基を反応点として、塩化グリシジルトリメチルアンモニウムによるカチオン基の導入、アミノプロピルトリメトキシシリルによるアミノプロピルシリル基の導入、εカプロラクトンの開環重合によるグラフト化による表面修飾を行った。それぞれの方法において置換基の導入が確認され、NFBCの表面修飾に成功した。
    Paclitaxel(PTX)は胃がん腹膜播種などの腹腔内投与に用いられる抗がん剤である。PTXの腹腔内滞留性向上による治療効果増強と副作用低減を目的に、物理化学的性質の異なる2つのNFBCを用いた新規PTX製剤(PTX/NFBC)の開発を行い、その治療効果を比較検討した。PTX/CM-NFBCおよびPTX/HP-NFBCは、胃がん腹膜播種に対して高い治療効果を示し、PTXの副作用を顕著に低減しうることを明らかにした。その中でも、PTX/CM-NFBCは高い抗腫瘍効果を示すのに対し、PTX/HP-NFBCは毒性を顕著に軽減するということを示し、NFBCの物理化学的性質の違いにより異なる性質を有するPTX製剤の開発に成功した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 19H02549
  • カーボンニュートラルを目指した オール多糖ガス分離膜の開発               
    社会還元加速プログラム(SCORE)大学推進型(拠点都市環境整備型)
    2021年08月 - 2022年03月
    沼田ゆかり、田島健次、甲野裕之
    JST, 研究分担者
  • 道産ナノセルロースの表層化学改質と超高強度材料への応用展開
    研究開発助成事業 イノベーション創出研究支援事業発展・橋渡し研究補助金
    2019年07月 - 2020年03月
    甲野裕之, 田島健次, 沼田ゆかり, 松島得雄
    ノーステック財団, 競争的資金
  • 酸素移動容量係数の解析に基づく糖質からのナノセルロース生産の効率化
    ロバスト農林水産工学研究プログラム
    2018年07月 - 2020年03月
    田島健次, 佐藤信一郎
    北海道大学, 研究代表者, 競争的資金
  • 発酵セルロースナノファイバーの表層化学修飾と複合材料への展開
    研究開発助成事業イノベーション創出研究支援事業スタートアップ研究補助金
    2018年07月 - 2019年03月
    甲野裕之, 田島健次, 沼田ゆかり, 松島得雄
    ノーステック財団, 競争的資金
  • セルロースナノファイバー表層への分子認識機能付与とその作用機序
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2016年04月 - 2019年03月
    甲野裕之, 田島健次, 沼田ゆかり, 松島得雄
    セルロースナノファイバー(CNF)は繊維径が4~100 nmな高アスペクト比のセルロース繊維を指す。優れた特性を示すため、樹脂との複合化における優れたフィラーとしての応用が期待されている。CNFと樹脂の複合化を達成するには、CNF表層水酸基を他の疎水性置換基に置き換える工夫が必要となる。本研究では水系溶媒下におけるCNF表層シランカップリング改質とその構造評価法について検討を行なった。メチルメトキシシランを用いて反応の最適化をを行い、表層選択的に疎水化可能な条件を決定した。得られた疎水化CNFは反応前後において繊維形態を維持し、クロロホルムに分散可能であることが明らかになった。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 苫小牧工業高等専門学校, 16K05802
  • 発酵ナノセルロース(NFBC)の効率的培養方法と分離精製技術の確立による量産化
    戦略的基盤技術高度化支援事業
    2016年08月 - 2018年03月
    松島得雄, 田島健次
    経済産業省, 競争的資金
  • バクテリアを用いたボトムアップ法による機能性ナノセルロースの創製
    平成26年度 単年度研究助成
    2014年04月 - 2015年12月
    田島 健次
    公益財団法人 池谷科学技術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 函館マリンバイオクラスター~UMI(Universal Marine Industry)のグリーンイノベーション               
    地域イノベーション戦略支援プログラム
    2009年04月 - 2014年03月
    高橋 はるみ
    文部科学省, 競争的資金
  • 遺伝子工学およびバイオプロセス工学の応用による微細化バクテリアセ ルロースの大量生産と微細ネットワーク構造を利用した新規表示デバイスの開発
    先導的産業技術創出事業(若手グラント)
    2011年10月 - 2013年09月
    田島 健次
    国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO), 研究代表者, 競争的資金
  • 北海道産非可食原料(糖蜜)からのポリL‐乳酸改質に対応した高品質発酵D‐乳酸の量産技術の開発               
    戦略的基盤技術高度化支援事業
    2009年08月 - 2011年03月
    松島 得雄
    経済産業省, 競争的資金
  • 生物工学的手法によるバイオポリマーの精密構造制御と化学修飾による機能化
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2009年 - 2011年
    田島 健次, 佐藤 敏文, 佐藤 康治, 堺井 亮介
    PHAは、微生物によって再生可能資源から作られるバイオポリマーである。これまでに、様々な構造・物性のPHAが作り出されてきているが、PHAに更なる機能性を付与するためには、新しい構造を有するモノマーユニットを導入する必要がある。本研究では、微生物を用いてまず反応点(官能性置換基)を導入し、その反応点を利用してモノマー構造を変化させ機能性PHAを合成する。研究としては、ベースとなる反応点を有するPHAの微生物合成とクリック反応によるPHAへの化学修飾・機能化と解析の2つに大きく分けることがきる。田島、佐藤康治に関してはPHAの微生物合成を、佐藤敏文、堺井については化学修飾・機能化およびその解析を担当する。平成21年度は、以下のことを行った。
    (1) ポロヒドロキシアルカン酸(PHA)の微生物合成:PHA合成を欠失させた微生物(Ralstonia entropha PHB-4、Pseudomonas GPp104)にBacillus由来のPHA合成酵素遺伝子を導入した。ファーメンターを用い、基質をウンデシレン酸にすることによって側鎖に二重結合を有する短鎖長(scl-)PHAの合成に成功した。PHA中における二重結合の導入率は約5mol%程度であった。
    (2) 側鎖に二重結合を有する中鎖長(mcl-)PHAに、クリック反応によってメルカプトプロピオン酸を導入した。NMR、FT-IR、GPC等の解析の結果から、ほぼ定量的に二重結合にメルカプトプロピオン酸が導入されていることが確認された。また、カルボキシル基の導入によって、ポリマーの溶解性が変化した。これらの結果から二重結合を有するPHAに対する分子団の導入においてクリック反応が有効であることが確認できた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21310060
  • セルロース合成酵素複合体の立体構造および機能の解析               
    研究助成
    2008年10月 - 2010年03月
    田島 健次
    サッポロ生物科学振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 無細胞バイオポリエステル合成を可能とするモノマー供給酵素の開発
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2009年 - 2010年
    佐藤 康治, 田島 健次, 韓 雪容
    石油由来プラチックを代替でき、再生可能なマテリアル・ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)の新しい発想に基づく生産プロセス開発が望まれている。そこで糖を原料とした無細胞PHA合成法を考案、本研究ではその合成法に適したモノマー供給酵素(R)体特異的NADH依存型還元酵素の開発を行った。(S)体特異的NADH依存型還元酵素の立体選択性の改変、(R)体特異的NADH依存型還元酵素の探索により目的の活性を有する酵素を発見することができた。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 21760632
  • バイオディーゼル燃料(BDF)製造残渣を原料とする生分解性農業用マルチフィルムの開発試作               
    イノベーション創出研究支援事業 重点研究・モデル化研究補助金
    2008年07月 - 2009年03月
    吉田 美樹
    ノーステック財団, 競争的資金
  • 酵素進化工学を基軸とした資源循環型グリーンプラスチックの生産システム
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2005年 - 2007年
    田口 精一, 田島 健次, 岩田 忠久, 島田 浩章
    資源循環型バイオプラスチック生合成酵素の進化工学的改変により、バイオポリエステルの生産性・物性を積極的に改善する研究を展開してきた。最終年度は、ポリマーの共重合化におけるモノマー分率制御を精密に行ない、かつ分子量変化がダイナミックに実現する進化酵素を多数創出することを目的として、所期の水準に十分達した成果が得られた。
    人工進化システムから得られた複数の優良変異部位4箇所(130,325,477,481)のうち、130番目と325番目は酵素活性そのもののに関与し、477番目と481番目は基質特異性に関与することが明らかとなった。この知見に基づき、組換え大腸菌(b酸化系変異株LS5218使用し、C4からCl2までのモノマー基質を供給できる酵素遺伝子(phaA_B_J_)を補強した状態)によって生成されるポリマーの解析から、優良変異の組み合わせから共重合体中の3HB分率が14%から93%の幅で制御できる進化酵素群を取り揃えることができた。さらに、これら優良部位における網羅的アミノ酸置換により、多くの相乗効果をもたらす組み合わせが同定でき、本手法の有効性が実証された。
    以上の結果は、側鎖のサイズを系統的に変えたCoA体脂肪酸モノマーを化学合成し、インビトロでの活性試験をした結果とよく符合し、生成ポリマーの解析結果とよい相関を示すことがわかった。これらの結果は、立体構造情報が無くてもPHA重合酵素の機能マッピングができることを始めて示すことができた。
    さらに、代表的な進化酵素遺伝子をシロイヌナズナにモノマー供給酵素遺伝子群とともにアグロバクテリウム感染法で導入し、作出されたトランスジェニック植物を野生型酵素遺伝子株と比較したところ、期待どおりポリマー蓄積率が向上する成果を収めつつある。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 17360392
  • バイオポリエステルの効率的生産系の開発と高機能化               
    産業技術研究助成事
    2003年10月 - 2006年09月
    田島 健次
    国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO), 研究代表者, 競争的資金
  • バイオプラスチックの微生物から植物への高効率生産系開発               
    基盤的研究開発育成事業 研究開発シーズ育成補助金
    2005年07月 - 2006年03月
    田口 精一
    ノーステック財団, 競争的資金
  • 皮コラーゲンを用いた人工歯根膜・ゲル培養歯根膜の開発               
    産業創造技術研究開発支援事業 産業創造技術研究開発補助金
    2004年07月 - 2006年03月
    棟方 正信
    ノーステック財団, 競争的資金
  • バイオポリマーの合成機構解明と遺伝子工学的手法を用いた新規機能性高分子の合成               
    科学研究費補助金 若手研究(B)
    2002年04月 - 2005年03月
    田島 健次
    日本学術振興会, 研究代表者, 競争的資金
  • 歯プレセメント質の歯周組織自己再生促進効果を利用した歯周院治療薬の開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2002年 - 2005年
    棟方 正信, 田島 健次, 佐藤 康治, 西村 和晃
    1.歯周組織再生における理想的な再生療法は,歯周靭帯と歯槽骨の再生がほぼ同時におこることである。従来GTR法などの実際の治療では骨再生が優先し,靭帯の再生はなかなか起こらないのが現状である。我々は,歯プレセメント質に歯周靭帯と歯槽骨をほぼ同時に再生する効果のあることを発見しその有効成分を単離した。DEAE吸着画分をBSA除去後SDS-PAGEにて分離,バンドを切り出し,TOF-MASS分析をおこなった結果トランスフェリン(69kDa)とαプロコラーゲンと同定された。市販品のトランスフェリンを用いてヒト歯周靭帯細胞(hPDL)の走化活性を調べたところアポ体が活性を示した。歯肉線維芽細胞に対してはアポ,ホロ両方に対して走化活性を示したが増殖活性はなかった。
    2.γ線照射セメント質による骨性癒着の原因は,hPDL細胞が未照射に高い走化活性を示すのに対し骨芽細胞はγ照射セメント質に高い走化活性を示すことが一因であった。また骨芽細胞のOPG発現抑制を消失することも骨形成バランスを崩し骨再生が優先する原因であると推定された。
    3.歯周組織再生因子の徐放化担体,細胞の増殖分化の足場,また手術の際にできた空間のスペース代わりとして,ウシ皮由来ゼラチンスポンジを使用してきたが,BSE問題で使用不可となった。代替物として人獣感染症の報告がない鮭皮コラーゲンの利用について検討を行った。鮭皮コラーゲンは変性温度が19℃と低く,ヒト体温ではゼラチンとなり再生治療用バイオマテリアルとして使用できないが,線維化と化学架橋を同時に行う方法を開発し,架橋後の架橋剤の成分が残らないEDCを用いて変性温度55℃のコラーゲン線維を作成することに成功した。本線維は牛,豚由来のコラーゲン線維に比べ平均太さ70nmと極細で均一であり,さらに強度は豚コラーゲン線維ゲルの5倍あった。歯周組織再生に関与する歯周靭帯細胞,歯槽骨細胞,線維芽細胞すべてに対して豚コラーゲンの1.5倍の増殖性と分化促進活性を有していた。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 14208099
  • ナノポア制御による歯周組織再生能力を有する人工歯根膜の開発               
    基盤的研究開発育成事業 研究開発シーズ育成補助金
    2003年07月 - 2004年03月
    棟方 正信
    ノーステック財団, 競争的資金
  • セルロース合成に関与しているセルラーゼの立体構造解析とその機能解明               
    奨励助成金
    2003年04月 - 2004年03月
    田島 健次
    秋山記念生命科学振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • バクテリアセルロース生産性向上のためのセルロース生合成代謝経路の解析
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2003年 - 2004年
    藤原 政司, 高井 光男, 棟方 正信, 惠良田 知樹, 田島 健次
    酢酸菌の一種は培地中に菌体外多糖類としてセルロースを産生する。これはバクテリアセルロースと呼ばれ、高純度・高強度・高生分解性であることから、新規な工業素材として有望であるが、生産性の改善が不可欠である。セルロース収量の大幅な改善を達成するには、原料グルコースの代謝経路の詳細を知る必要がある。そこで、原料にラベル化グルコースを用いて、そのラベルがセルロース中のどの炭素原子に残っているかをNMR法で調べ、グルコースがセルロースに達するまでに通過した代謝経路の割合を調べた。その結果は、直接重合経路が16%、Embden Meyerhof経路が0%、Entner-Doudoroff経路が41%、Pentose phosphate cycle経路が35%、グルコース新生経路が8%であった。次に、エタノールを培地中に1%添加してセルロース収量が1.5倍になったときに代謝経路の割合がどのくらい変化しているかを同様な方法で調べた。その結果、直接重合経路とグルコース新生経路の割合が増えていることがわかった。そのため、エタノールがエネルギー源として菌の増殖に用いられ、その分グルコースが直接セルロース生産に振り向けられるので、セルロース収量が増えたと考えられた。また、培地中の酵母エキスを増量してセルロース収量が2倍になった時の代謝経路について同様に調べた。その結果から、酵母エキスの成分がTCAサイクルを活性化することにより、グルコースがエネルギー源としてではなく、直接セルロース原料として用いられる割合が多くなったと考えられた。また、リグニンスルホン酸を添加してセルロース収量が1.8倍になったときの代謝経路について同様に調べたが、直接重合経路が増えていないので、他とは違う経路が予想できた。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 15550178
  • バイオポリマーの合成機構解明と遺伝子工学的手法を用いた新規機能性高分子の合成
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2002年 - 2004年
    田島 健次
    セルロース生産菌Acetobacterxylinum由来のセルロース合成に関与するセルラーゼCMCaxの構造解析を目的として、酵素の単離精製、結晶化、および結晶構造解析を行った.この酵素は糖加水分解酵素のファミリー8(GH-8)に分類されており,すでに解析されていたGH-8に所属するセルラーゼCelA(Clostridium thermocellum由来)と相同な立体構造((α/α)6バレル構造)を形成していることが明らかになった.一方,糖鎖認識部はCelAにおいては6箇所の糖認識サブサイトを持つのに対して,CMCaxはひとつのチロシン残基が欠失していることからサブサイト+3が完全に消えており,この場所で認識クレフトが大きく開いていることが明らかになった.セルロース合成に関わる植物もしくは他のバクテリア由来のセルラーゼは,膜貫通ドメインをN末端側に持っており,膜にアンカーされた状態で細胞表面に存在すると考えられている.一方,CMCaxはN末端にシグナルペプチドを持つ細胞外分泌タンパク質であり,膜貫通ドメインは見られない.ところが,免疫染色法を用いた解析の結果,CMCaxも他のセルラーゼ同様に細胞表面に局在していることが明らかになった.これらの結果から,CMCaxは細胞表面において,合成され細胞から排出されるグルカン鎖と相互作用している可能性が示唆された.
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 14750688
  • 遺伝子組換えによる高機能性セルロース誘導体のin vivo合成               
    北海道大学クラーク記念財団助成事業 事業化研究助成
    2002年04月 - 2003年03月
    田島 健次
    北海道大学クラーク記念財団, 研究代表者, 競争的資金
  • ポリリン酸を用いた歯周病治療用人工歯根膜の開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2000年 - 2003年
    山岡 稔, 高橋 悦治, 柴 肇一, 柴 肇一, 田中 仁, 上松 隆司, 恵良田 知樹, 山岡 稔, 田島 健次, 高井 光男, 高橋 悦治, 棟方 正信, 西村 和晃
    人工歯根膜開発の基礎研究としてポリリン酸ナトリウムの骨芽細胞に対する作用についてMC3T3-E1細胞を用いて検討した.ポリリン酸による各種骨芽細胞分化マーカー遺伝子の発現誘導では,ポリリン酸処理した細胞ではオステオポンチン,オステオカルシン両遺伝子の発現が誘導され,その発現量は処理後12日目,25日目でそれぞれ最大となった.この結果より,ポリリン酸がこれらの骨芽細胞分化マーカーの発現に関与していることがわかった.アリザリンレッド染色及びvon Kossa染色による細胞石灰化と石灰化結節の観察では,ポリリン酸処理を行わなかった細胞及びリン酸処理した細胞では染色像が観察されなかったのに対し,ポリリン酸処理した細胞では顕著なアリザリンレッド染色像が観察され,染色の程度はβ-グリセロフォスフェート(β-GP)とアスコルビン酸(AA)で処理を行った細胞と比較しても強かった,またvon Kossa染色でもポリリン酸処理を行った細胞で石灰化結節が観察され,ポリリン酸により細胞石灰化が誘導されていることが確認できた.ポリリン酸によるアルカリホスファターゼ活性の誘導では,ポリリン酸処理した細胞ではアルカリホスファターゼ活性が誘導された.β-GPとAAで処理を行った場合と比較するとその活性は若干低くなったが,このことからポリリン酸処理を行った細胞ではアルカリホスファターゼ活性に依存したリン酸供給経路の他に別のリン酸供給経路を持つ可能性が考えられた。以上の結果より、ポリリン酸がMC3T3-E1細胞の石灰化に大きく関わっているということが明らかとなった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 12558099
  • 2段階バイオリアクターを用いた生分解性プラスチックの連続合成               
    基盤的研究開発育成事業 研究開発シーズ育成補助金
    2001年07月 - 2002年03月
    田島 健次
    ノーステック財団, 研究代表者, 競争的資金
  • セルロース合成に関与しているセルラーゼの立体構造解析とその機能解明               
    北海道大学クラーク記念財団助成事業 独創的研究助成
    2001年04月 - 2002年03月
    田島 健次
    北海道大学クラーク記念財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 固定化菌体・酵素を用いた生分解性プラスチックの連続合成               
    基盤的研究開発育成事業 研究開発シーズ育成補助金
    1999年07月 - 2000年03月
    田島 健次
    ノーステック財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 遺伝子組換えによる高機能性セルロース誘導体のin vivo合成               
    研究助成
    1999年04月 - 2000年03月
    田島 健次
    ゼネラル石油研究医奨励財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 歯プレセメント質由来糖タンパク質の構造と機能の解明               
    科学研究費補助金 萌芽研究
    1997年04月 - 1999年03月
    棟方 正信
    日本学術振興会, 競争的資金
  • 固定化菌体を用いた生分解性プラスチックの連続合成               
    産業化研究開発支援事業 研究開発産業化促進補助金
    1997年04月 - 1999年03月
    田島 健次
    ノーステック財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 鮭皮コラーゲンとイカ甲キチンを利用した高性能代用皮膚の開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    1997年 - 1999年
    高井 光男, 柴 肇一, 惠良田 知樹, 棟方 正信, 田島 健次, 藤原 政司
    水中離解した精製イカ甲キチンホモジネートから減圧下で均質なイカキチンシートを調製し、代用皮膚材料のべースとした。これにアテロ化した鮭皮コラーゲンをラミネートすることにより代用皮膚試料を調製し、ヒト真皮由来の細胞接着数及び増殖数の測定を行った。キチンシート単体に比べ、鮭皮コラーゲン、仔牛皮コラーゲンをラミネートした試料の接着数が明らかに多いことが確認された。また、増殖能は鮭皮コラーゲンをラミネートしたものは、細胞播種から8日後仔牛皮コラーゲンの1.3倍、イカキチン単体の1.5倍も増殖を活性化した。これは、鮭皮コラーゲンの変性温度が低いため、仔牛皮コラーゲンのような37℃の生理的条件下での繊維化高次構造による細胞増殖の抑制が起こらないためと考えられる。増殖細胞のDNAラベリングインデックスを測定した結果、キチンシート単体、鮭皮コラーゲンおよび仔牛皮コラーゲンをラミネートした試料のいずれも正常ヒト真皮細胞のDNAラベリングインデックスと同様の値であることから、各試料上の皮膚細胞はガン化によって増殖が活性化されているのではなく正常な増殖である事を確認した。従って、鮭皮コラーゲンは、イカ甲キチンシートにラミネート(最適量0.1g/cm^2)することにより細胞接着力、増殖力に優れた高性能代用皮膚材料として利用できる。
    更に、本研究では均質な代用皮膚を大量に製造する装置の開発も行った。平成3年度〜4年度科学研究費補助金(試験研究(B)(1))で試作した連続抄紙機を改良した。代用皮膚の通気性を向上させるための穿孔部分と温度制御可能な鮭皮ラミネート部分を具備した構成となっている。本抄紙機の性能は抄紙速度50cm/min,抄紙幅16cm,抄紙長30mで巻き取りボビンでの平均湿度は40%以下である。また、マウス、ラット、兎を使った安全性試験(急性毒性、発熱性、溶血性、皮内反応、移植、抗原性)はいずれも高い適合性を示した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 09555294
  • 歯プレセメント質由来糖タンパク質の構造と機能の解明
    科学研究費助成事業 萌芽的研究
    1997年 - 1998年
    棟方 正信, 田島 健次, 柴 肇一
    本年度は,昨年度報告したヒト歯肉線維芽細胞を走化させるウシ歯根表面プレセメント質由来66KDaタンパクを,HPLCゲル濾過,HPLC陰イオン交換,HPLCハイドロキシアパタイト,HPLC-逆相,SDS-PAGE等にて多量に単離精製し,その走化活性及び増殖活性について既知物質との相違を検討した。歯周組織に存在する歯周靭帯細胞及び歯肉線維芽細胞に対し細胞走化活性がすでに報告されているPDGF-BB,AB,AA等に比べ,66kDaタンパクは約1/100の濃度で歯肉線維芽細胞に対し細胞走化活性を示したが,細胞増殖活性はPDGF-BB,AB,AA等の約10倍濃度を必要とした。すなわち66kDaタンパクは細胞走化活性に特異性がある物質と考えられた。またPDGF-BBとの併用では走化活性の相加効果が認められ,すでに前臨床での効果が報告されているPDGF-BBとIGF-Iの組み合わせより高い走化活性を示し,臨床応用が期待できる結果を得た。
    γ線照射したウシ歯セメント質粒子をゼラチン多孔性膜に包埋し,歯肉剥離掻爬手術(in vivo:サル)に用いた場合,歯周靭帯形成がなされず歯槽骨再生のみが進行し,歯槽骨が歯根面に接着する,いわゆるアンキロージスが認められた。γ線照射したウシ歯セメント質粒子のPBS(-)抽出物のHPLCゲル濾過では,全体に抽出物の低分子化認められた。またSDS-PAGEでは,66kDaタンパクは認められなかったことから,66kDaタンパクは歯周靭帯形成(分化)にも関与している可能性が示唆された。
    日本学術振興会, 萌芽的研究, 北海道大学, 09875238
  • バクテリアセルロースの合成と機能化に関する研究
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    1996年 - 1997年
    高井 光男, 田島 健次, 藤原 政司, 柴 肇一, 惠良田 知樹, 棟方 正信
    本研究では高い機械的強度と生分解性を合わせ持った新規の機能性バクテリアセルロース(BC)の合成を目的として、種々の水溶性高分子(WSP)を含む培地中で酢酸菌を培養した。メチルセルロース(MC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリエチレングリコール(PEG)を含む培地中で酢酸菌を培養することによってこれらを含んだBC、すなわちBCコンポジット(BCC)を合成した。
    MCを添加した場合のBCC収量は最大でコントロール(NBC)の約1.5倍、CMCのBCCについては約1.8倍、PEGについてはNBCとほぼ同じであった。元素分析におけるC%から算出した水溶性多糖の含有率はCMCのBCCで約45wt%、MCのそれではCMCの約半分(約20wt%)であった。BCC中におけるCMCの含有量は培養時間とともに増加し、培養5日目以降で一定値となった。通常、BCの合成は気液の界面で起こり、新しいBCは既に生成したBCの上に作られる。つまりCMC分子が新しくできたセルロースと結合するためには既に合成されたBCCの中を拡散して行かなければならず、培養時間の経過と共にCMCの含有量が一定値となったと考えられる。
    BCCの生分解性試験をセルラーゼ酵素標品と土壌埋め込みにより行った。7日間培養BCCのセルラーゼによる分解性試験の結果、BCC(CMC)は6時間で完全に分解され、BCC(MC)は48時間でも20-30%の分解性しか示さなかった。これはCMCとMCのセルラーゼに対する基質特異性によるものと考えられる。また、土壌分解試験の結果、NBC、BCC(CMC)両者とも4週間で完全に分解され、BCC(MC)は僅かに形態を留めていた。この様に分解性の異なる水溶性高分子でBCを複合化することにより生分解性の異なるBCCの調製が可能である。
    回転円板型反応器によるBC合成の実験結果をまとめて検討した結果、以下の結論に達した。1)BCを効率的に得るための最適培養条件は、10rpm,2/min、円板枚数10枚であった。2)動的ヤング率の大きいセルロースを得るための最適培養条件は、30rpm,2/minであった。3)pHコントロールは行わない方が良かった。4)液体培地に脱イオン水から蒸留水を用いるとセルロース収量、動的ヤング率共に増加した。5)酵母エキス添加時はグルコースを別滅菌することが望ましく、この時にもセルロース収量、動的ヤング率共に増加した。6)セルラーゼ(Onozuka R-10)添加時には、セルロース収量、動的ヤング率共に最も著しく増大した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 08455445
  • バイオセルロースの工業的生産を目標としたリアクターの試作
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    1995年 - 1996年
    高井 光男, 田島 健次, 藤原 政司, 柴 肇一, 惠良田 知樹, 棟方 正信
    本研究では色々な形状の培養器を用いて効率の良いバイオセルロース(BC)の培養方法について検討し、それに基ずき回転円板型バイオリアクターを試作した。これは横置き円筒型で円筒部分は長さ20cm、直径15cmのガラス製、側面はステンレス製である。モーター駆動部側面には分注及び通気を兼ねた開口部が1箇所、反対側の側面にはpH電極と酸素電極の差し込み口が2箇所とコック付き通気口とドレーンが2箇所備わっている。培養容器下部に温水循環ジャケットを置き、さらに全体をアクリル製カバーで覆い液体培地の温度制御を行った。pHコントロールは1%NaOH水溶液でコントローラーを用いて行った。エアレーションはエア-コンプレッサーからの空気をフィルターに通した後、気相のみに行った。液体培地量はガラス円筒の回転中心部までの1800mlとした。菌体サポーターの形態は円板型(直径14.4cm、アルミ板、ステンレス製金網、6,8,10,12,14,16mesh)で行った。プレカルチャー60mlを植菌し、円板を2〜50rpmで回転させ28℃、6日間培養(通気量2000ml/min)でBC合成を行った。全部で9回の培養実験を行い、円板形態、円板回転速度、メッシュの大きさ、円板枚数、pHコントロール、エアレーション等によるBC収量に与える影響を調べた。その結果、円板形態はステンレス製金網円板が最も効果的であった。円板回転速度については30rpmと50rpmではBC収量に差はほとんど見られなかったが、50rpmでは回転速度があまりにも大き過ぎるため生成セルロースが円板に付かないで培地中で飛散する傾向が見られた。このリアクターは金網円板上に菌体を保持させ円板上でBC合成を行うのが目的であるため、最適回転速度を30rpmとした。メッシュの大きさは14mesh金網円板が最も効果的であった。エアレーションの効果はBCの収量増大と膜質の向上が認められた。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 07555674

産業財産権

社会貢献活動

  • 公益財団法人草野河畔林トラスト財団評議委員               
    2016年05月 - 現在
    助言・指導
    その他
    財団法人草野河畔林トラスト財団

学術貢献活動

  • セルロース学会第32回年次大会               
    2025年07月10日 - 2025年07月11日
    企画立案・運営等
    大会・シンポジウム等
    セルロース学会
  • 第5回国際セルロース学会               
    2023年09月26日 - 2023年09月28日
    企画立案・運営等
    大会・シンポジウム等
    セルロース学会
  • 第71回高分子討論会               
    2022年09月05日 - 2022年09月07日
    企画立案・運営等
    大会・シンポジウム等
    高分子学会
  • セルロース学会第22回年次大会               
    2015年07月09日 - 2015年07月10日
    企画立案・運営等
    大会・シンポジウム等
    セルロース学会
  • 第64回高分子学会年次大会               
    2015年05月27日 - 2015年05月29日
    企画立案・運営等
    大会・シンポジウム等
  • 第66回日本生物工学会大会               
    2014年09月09日 - 2014年09月11日
    企画立案・運営等
    大会・シンポジウム等
    日本生物工学会
  • 第3回国際セルロース学会               
    2012年10月10日 - 2012年10月12日
    企画立案・運営等
    学会・研究会等
    セルロース学会
  • セルロース学会第16回年次大会               
    2009年07月02日 - 2009年07月03日
    企画立案・運営等
    大会・シンポジウム等
    セルロース学会
  • セルロース学会第11回年次大会               
    2004年07月15日 - 2004年07月16日
    企画立案・運営等
    大会・シンポジウム等
    セルロース学会
  • セルロース学会第6回年次大会               
    1999年06月15日 - 1999年06月16日
    企画立案・運営等
    大会・シンポジウム等
    セルロース学会

その他

  • 2025年04月 - 現在
    帝人株式会社
  • 2024年04月 - 現在
    日本甜菜製糖株式会社
  • 2018年 - 現在
    イムラ・ジャパン株式会社(旧株式会社アイシンコスモス研究所)
  • 草野作工株式会社

主な担当授業

  • 大学院共通授業科目(一般科目):自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 生命分子化学特論, 2024年, 修士課程, 総合化学院
  • 生命分子化学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 大学院共通授業科目(一般科目):自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 生物資源化学特論, 2024年, 修士課程, 総合化学院
  • 生命分子化学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 応用化学学生実験Ⅲ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 生物工学概論, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 物質変換工学, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 生物化学工学, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 生物学Ⅰ, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 英語演習, 2024年, 学士課程, 全学教育