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人工生体膜におけるラフト構造膜内輸送制御システムの提案

Research Project

Project/Area Number 18059013
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

宇治原 徹  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 准教授 (60312641)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 手老 龍吾  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 助教 (40390679)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥5,400,000 (Direct Cost: ¥5,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords脂質二重膜 / 相分離構造 / 膜タンパク質 / ラフト構造 / バイオデバイス / 半導体デバイス
Research Abstract

生体膜は数種類の脂質からなる多元系で、体内の環境に応じて「相分離」し、ドメイン構造を形成する。最近の研究で、このドメイン構造が膜タンパク質の凝集場所としての役割を果たしていることが明らかになっている。本研究では、この体内現象を模倣し、半導体デバイス上に展開した生体膜において、様々な外的刺激を印加することで相分離を誘起し、ドメイン構造の形成・移動の制御を行うことを目的とした。
昨年度までの研究において、光により脂質膜を局所的に温度変化させることで、相分離現象が促進されることを見いだし、さらに、それが局所的な脂質組成の分配によることを示した。本年度はさらにそれを発展させ、以下のことを行った。
1.脂質膜全体の温度制御と、局所的な光照射を組み合わせることで、任意の位置に相分離構造を形成、移動させることに成功した。このことは、実際の生体膜における位置選択的な相分離構造形成を模倣した結果であると考えている。
2.実際の生体膜においては、ラフト構造と呼ばれるコレステロールを含む相分離ドメインが重要であり、本研究においても、人工的にラフト構造を再現し、それに光照射を行ったところ、ゲル相ドメインと同様に位置選択的な形成に成功した。
3.膜タンパク質を導入した脂質膜を形成し、これらの現象を膜タンパク質の制御に応用する準備を整えた。
4.さらに、電気的刺激による相分離構造の凝集制御にも成功した。このことは、電荷が相分離構造の局所形成に寄与していることを示す結果である。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 固体表面物性がサポーティツドメンブレンの形成過程と構造に及ぼす影響2008

    • Author(s)
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • Journal Title

      表面 (印刷中)

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  • [Journal Article] Supported lipid bilayer membranes on SiO_2 and TiO_2: substrate effects on membrane formation and shape transformation2007

    • Author(s)
      R.Tero, T. Ujihara, and T. Urisu
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE 6769

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immobilization of protein molecules on step-controlled sapphire surfaces2007

    • Author(s)
      R. Aoki, T. Arakawa, N. Misawa, R. Tero, et. al.
    • Journal Title

      Surface Science 601

      Pages: 4915-4921

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  • [Presentation] 電圧印加による人工脂質膜相分離ドメインのアクティブ制御2008

    • Author(s)
      山内庸詞、鈴木翔也、宇治原徹、手老龍吾、竹田美和
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会(日大)
    • Place of Presentation
      船橋・日大理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-29
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] SiO2/Si基板上PSM-DOPC-Cholesterol系脂質二重膜における相分離ドメインの観察と制御2008

    • Author(s)
      鈴木翔也、山内庸詞、宇治原徹、手老龍吾、竹田美和
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会(日大)
    • Place of Presentation
      船橋・日大理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] シングルステップTiO_2表面上でのリン脂質吸着ベシクルから平面二重膜への形状変化2008

    • Author(s)
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • Organizer
      日本化学会第88春季年会
    • Place of Presentation
      東京・立教大池袋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Supported lipid bilayer membranes on SiO_2 and TiO_2: Effects of substrate Surface chemical species and atomic structures (Invited)2007

    • Author(s)
      Ryugo Tero, Toru Ujihara
    • Organizer
      SPIE Optic East 2007
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2007-09-12
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 高濃度Ca2+緩衝液を用いたベシクル展開法による平面状脂質二重膜の形成2007

    • Author(s)
      鈴木翔也、山内庸詞、宇治原徹、手老龍吾、竹田美和
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌・北工大
    • Year and Date
      2007-09-05
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Supported planar lipid bilayerのドメイン形状への基板表面構造の影響2007

    • Author(s)
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌・北工大
    • Year and Date
      2007-09-04
    • Related Report
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  • [Presentation] Supported planar lipid bilayers on step-and-terrace TiO_2 surfaces2007

    • Author(s)
      Ryugo Tero, Tom Ujihara
    • Organizer
      The 234rd American Chemical Society National Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2007-08-20
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  • [Presentation] シングルステップTiO_2表面上に形成した平面脂質二重膜の形状と相分離構造2007

    • Author(s)
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • Organizer
      ナノ学会第5回大会
    • Place of Presentation
      つくば・つくば国際会議場
    • Year and Date
      2007-05-22
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of DMPC-DOPC Lipid Binary Bilayers Supported on SiO2/Al/Si Substrate for Electrical Control of Phase-Separated structure2007

    • Author(s)
      Yoji Yamauchi, Shoya Suzuki, Toru Ujihara, Ryugo Tero
    • Organizer
      18th MRS-J Symposium
    • Place of Presentation
      東京・日大理工学部
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://mercury.numse.nagoya-u.ac.jp/f6/Ujihara/

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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