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酸化コレステロール含有生体膜およびコレステリック液晶の温度応答ダイナミクス

Research Project

Project/Area Number 12J10297
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biofunction/Bioprocess
Research InstitutionJapan Advanced Institute of Science and Technology

Principal Investigator

依田 毅  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsリポソーム / コレステロール / 酸化コレステロール / コレステロール誘導体 / ドメイン構造 / 脂質ラフト / 酸化ストレス / 酸化脂質
Research Abstract

細胞膜表面には相分離による、飽和脂質やコレステロール(Chol)に富む膜ドメイン領域が存在すると考えられ、信号を外部から内部へ伝えるなど重要な機能を担うとされている。生体膜中のCholは、酸化ストレスを受け酸化コレステロールを生じる。一方、不飽和脂質Dioleoylphosphatidylcholine (DOPC)は、酸化ストレスを受け脂質酸化物であるOx1-DOPC、Ox2-DOPCや匂い物質であるNonanalなどを生じる。生体モデル膜において、蛍光観察中の活性酸素による脂質酸化によって相分離による膜ドメイン構造が出現することが報告されているが、脂質酸化物が膜の相分離構造に与える影響はよく調べられていない。そこで、本研究課題においてNonana1が膜の相分離構造に与える影響を調べることにした。
飽和脂質Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)、不飽和脂質DOPC、Cholからなる3成分系の生体モデル膜系で相分離構造が観察されることが分かっている。Cholの一部を酸化コレステロールに置き換えると相分離構造の観察ができなくなる組成が存在する。そこへNonanalを膜へ添加したところ相分離構造が観察できた。さらに、膜の相分離ドメインの消失温度をそれぞれ比較した。結果、Nonana1を加えた場合には酸化コレステロール含有膜の相分離ドメインの消失温度が上昇し、Cho1含有膜では下降した。結果から、従来の疎水性相互作用に加え、親水性相互作用を考慮した膜の相分離構造を考察した。酸化生成物で有り匂い物質としての機能を持つNonana1が信号伝達に関わる膜相分離構造の状態を酸化物が含まない状態と同様の方向へ戻すような作用が観察され意義深い。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (42 results)

All 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (36 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Dynamic Morphological Changes Induced By GM1 and Protein Interactions on the Surface of Cell—Sized Liposomes2013

    • Author(s)
      Shruti Dhingra, Masamune Morita, Tsuyoshi Yoda, Mun' delanji Vestergaard, Tsutomu Hamada, Masahiro Takagi
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 6 Issue: 6 Pages: 2522-2533

    • DOI

      10.3390/ma6062522

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  • [Journal Article] The effect of oxysterols on the interaction of Alzheimer's amyloid beta with model membranes2013

    • Author(s)
      Huong Thi Thanh Phan, Takahiro Hata, Masamune Morita, Tsuyoshi Yoda, Tsutomu Hamada, Mun'delanji C. Vestergaard, Masahiro Takagi
    • Journal Title

      Biochim. Biophys. Acta, Biomembr.

      Volume: 1828 Issue: 11 Pages: 2487-2495

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2013.06.021

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  • [Journal Article] Thermo-induced vesicular dynamics of membranes containing cholesterol derivatives2012

    • Author(s)
      Tsuyoshi Yoda
    • Journal Title

      Lipids

      Volume: 47 Issue: 8 Pages: 813-820

    • DOI

      10.1007/s11745-012-3695-9

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Thermo-induced dynamics of membranes and liquid crystals containing cholesterol derivatives2012

    • Author(s)
      Tsuyoshi Yoda
    • Journal Title

      IEEE Conference Proceedings of Micro-Nano Mechatronics and Human Science

      Pages: 87-92

    • DOI

      10.1109/mhs.2012.6492459

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    • Author(s)
      Bindu Chahal
    • Journal Title

      IEEE Conference Proceedings of Micro-Nano Mechatronics and Human Science

      Pages: 106-110

    • DOI

      10.1109/mhs.2012.6492463

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      Tsuyoshi YODA, Wataru INUI, Huong Thi Than PHAN, Naofumi SHIMOKAWA, Mun'delanji C. VESTERGAARD , Tsutomu HAMADA, Masahiro TAKAGI
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      日本化学会第94春季年会
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      名古屋大学東山キャンパス、名古屋市
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      日本化学会第94春季年会
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      名古屋大学東山キャンパス、名古屋市
    • Year and Date
      2014-03-27
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      竹村征樹、依田毅、下川直史、辻野義雄、高木昌宏
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      日本化学会第94春季年会
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      名古屋大学東山キャンパス、名古屋市
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      2014-03-27
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      菅原恒、依田毅、下川直史、高木昌宏
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      日本化学会第94春季年会
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      名古屋大学東山キャンパス、名古屋市
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      2014-03-27
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      Neha Sharma, Tsuyoshi Yoda, Naofumi Shimokawa, Masahiro Takagi
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      北陸日本化学会
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      石川ハイテク交流センター、石川県能美市
    • Year and Date
      2013-11-22
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      菅原恒、依田毅、下川直史, 高木昌宏
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      北陸日本化学会
    • Place of Presentation
      石川ハイテク交流センター、石川県能美市
    • Year and Date
      2013-11-22
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      Pooja Gusain, Tsuyoshi Yoda, Naofumi Shimokawa, Masahiro Takagi
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      北陸日本化学会
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      石川ハイテク交流センター、石川県能美市
    • Year and Date
      2013-11-22
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  • [Presentation] 脂質酸化物含有サイズリポソームの相分離構造2013

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      依田毅、乾航、Phan Huong T. T. 、下川直史、Vestergaard C. Mun'delanjii、濱田勉、高木昌宏
    • Organizer
      北陸日本化学会
    • Place of Presentation
      石川ハイテク交流センター、石川県能美市
    • Year and Date
      2013-11-22
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  • [Presentation] Effect of Menthol on Thermo-induced cell membrane2013

    • Author(s)
      Pooja Gusain、Tsuyoshi Yoda、Naofumi Shimokawa、Masahiro Takagi
    • Organizer
      International Conference on Life Science & Biological Engineering
    • Place of Presentation
      Toshi Center Hotel, Osaka Japan
    • Year and Date
      2013-11-08
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  • [Presentation] Effect of Capsaicin on Thermally induced Lipid Bilayer2013

    • Author(s)
      Neha Sharma、Tsuyoshi Yoda、Naofumi Shimokawa、Masahiro Takagi
    • Organizer
      International Conference on Life Science & Biological Engineering
    • Place of Presentation
      Toshi Center Hotel, Osaka Japan
    • Year and Date
      2013-11-08
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  • [Presentation] 脂質酸化物による生体模倣膜のドメイン形成2013

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      依田毅、乾航、Phan Huong T. T. 、下川直史、Mun'delanjii Vestergaard、濱田勉、高木昌宏
    • Organizer
      第51回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会館、京都市
    • Year and Date
      2013-10-30
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  • [Presentation] Effect of cholesterol and 7-ketocholesterol on localization of Alzheimer' s amyloid beta (Aβ_42) in membrane domains2013

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      Huong Phan, Masamune Morita, Tsuyoshi Yoda, Naofumi Shimokawa, Mun' delanji Vestergaard, Masahiro Takagi
    • Organizer
      第51回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会館、京都市
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      2013-10-30
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  • [Presentation] Dynamic Response of Menthol on Thermo-Induced Cell Membrane : More than Receptors2013

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      Pooja GUSAIN, Neha SHARMA, Tsuyoshi YODA, Masahiro TAKAGI
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      第51回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会館、京都市
    • Year and Date
      2013-10-28
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  • [Presentation] Interaction Of Warm-Sensing Chemical Capsaicin with the Biomimetic Membranes2013

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      Neha Sharma, Gusain Pooja, Tsuvoshi Yoda, Masahiro Takagi
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      第51回生物物理学会年会
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      京都国際会館、京都市
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      2013-10-28
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  • [Presentation] 酸化コレステロール含有生体模倣膜のドメイン形成2013

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      乾航、Phan Huong Thi Thanh、依田毅、下川直史、Vestergaard Mun'delanji C. 濱田勉、高木昌宏
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      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス、名古屋市
    • Year and Date
      2013-09-29
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  • [Presentation] 生体モデル膜のドメイン構造安定性における脂質酸化の影響2013

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      依田毅、乾航、Phan Huong T. T. 、下川直史、Mun' delanjii Vestergaard、濱田勉、高木昌宏
    • Organizer
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス、名古屋市
    • Year and Date
      2013-09-27
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  • [Presentation] 生体モデル膜における脂質酸化と相分離構造2013

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      依田毅、乾航、Phan HuongT. T. 、下川直史、Mun'delanjii Vestergaard、濱田勉、高木昌宏
    • Organizer
      第65回日本生物工学会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場、広島市
    • Year and Date
      2013-09-20
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  • [Presentation] 膜相分離構造に及ぼす酸化コレステロールの影響2013

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      乾航、Phan Huong Thi Thanh、依田毅、下川直史、濱田勉、高木昌宏
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      第65回 日本生物工学会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場、広島市
    • Year and Date
      2013-09-20
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  • [Presentation] Thermo-responsive Dynamics of Membranes and Liquid Crystals Containing Cholesterol Derivatives2013

    • Author(s)
      Tsuyoshi Yoda, Huong Phan Thi Thanh, Mun'delanji C. Vestergaard, Tsutomu Hamada, Masahiro Takagi
    • Organizer
      IGER International Symposium on Cell Surface Structures and Functions
    • Place of Presentation
      Nagoya Univ. Nagoya, Japan
    • Year and Date
      2013-09-02
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  • [Presentation] Effects of lipid oxidation products on phase separation of biomimetic membrane2013

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      Tsuyoshi Yoda, Wataru Inui, Huong T. T. Phan, Naofumi Shimokawa, Mun' delanji C. Vestergaard, Tsutomu Hamada, Masahiro Takagi
    • Organizer
      Soft Condensed Matter Physics Gordon Research Conference. Bio-Soft Matter : Dynamical and Structural Complexity
    • Place of Presentation
      Colby-Sawyer College New London, NH USA
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      2013-08-21
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      Tsuyoshi Yoda, Wataru Inui, Huong T. T. Phan, Naofumi Shimokawa, Mun' delanji C. Vestergaard, Tsutomu Hamada, Masahiro Takagi.
    • Organizer
      Soft Condensed Matter PhysicsGordon Research Seminar : Complexity in Soft Matter
    • Place of Presentation
      Colby-Sawyer College New London, NH USA
    • Year and Date
      2013-08-18
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    • Author(s)
      加藤翔
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
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      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
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      2013-03-25
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      依田毅
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      日本化学会第93春季年会
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      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • Year and Date
      2013-03-25
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  • [Presentation] 酸化コレステロール含有細胞モデル膜および液晶のダイナミクス2013

    • Author(s)
      依田毅
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      第10回JAIST応用科学研究会
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      北陸先端科学技術大学院大学(招待講演)
    • Year and Date
      2013-02-27
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      Huong T. T. Phan, Takahiro Hata, Masamune Morita, Tsuyoshi Yoda, Tsutomu Hamada, Mun'delanji C. Vestergaard, Masahiro Takagi
    • Organizer
      International Symposium of the German Society for Biochemstry and Molecular Biology : Molecular Life Sciences
    • Place of Presentation
      Frankfurt, Germany
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    • Author(s)
      加藤翔
    • Organizer
      第1回日本バイオマテリアル学会北陸若手研究発表会
    • Place of Presentation
      金沢しいのき迎賓館
    • Year and Date
      2012-12-25
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      依田毅
    • Organizer
      第1回日本バイオマテリアル学会北陸若手研究発表会
    • Place of Presentation
      金沢しいのき迎賓館
    • Year and Date
      2012-12-25
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  • [Presentation] 細胞サイズリポソームの膜二層構造におけるコレステロールの役割2012

    • Author(s)
      加藤翔
    • Organizer
      平成24年度日本化学会北陸地区研究発表会
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2012-11-17
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  • [Presentation] 酸化コレステロール含有液晶の温度応答ダイナミクス2012

    • Author(s)
      依田毅
    • Organizer
      平成24年度日本化学会北陸地区研究発表会
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2012-11-17
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  • [Presentation] Structure-Dependent Membrane Interaction and bioactivity of Flavonoid with Lipid Bilayers2012

    • Author(s)
      Bindu Chahal
    • Organizer
      International Symposium on Micro-NanoMehatronics and Human Science 2012
    • Place of Presentation
      Nagoya Univ. Nagoya, Japan
    • Year and Date
      2012-11-06
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    • Author(s)
      Tsuyoshi Yoda
    • Organizer
      International Symposium on Micro-NanoMehatronics and Human Science 2012
    • Place of Presentation
      Nagoya Univ. Nagoya, Japan
    • Year and Date
      2012-11-06
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  • [Presentation] コレステロール誘導体含有リポソームとコレステロール液晶の温度応答ダイナミクス2012

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      依田毅
    • Organizer
      第64回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
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      2012-10-26
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    • Year and Date
      2012-09-08
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      依田毅
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      名古屋大学
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    • Author(s)
      Bindu Chahal
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      Tokyo
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      The First International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2012)
    • Place of Presentation
      Tokyo
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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/^s1040018/sample.html/index.html

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      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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