• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Deformation of multicomponent lipid vesicles and lipid sorting

Research Project

Project/Area Number 21H01891
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Takiue Takanori  九州大学, 基幹教育院, 教授 (40271100)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 濱田 勉  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (40432140)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Keywordsリピッドソーティング / 脂質ベシクル / 線張力 / 膜曲率 / 臨界充填パラメーター / ベシクル変形・崩壊 / 負曲率 / ストーク構造 / ベシクル融合・崩壊 / 両親媒性ペプチド / SAXS法 / 曲げ弾性 / ベシクル変形と崩壊 / 出芽形成 / ドメイン形成
Outline of Research at the Start

本研究では多成分脂質ベシクルを対象に、リピッドソーティングが誘起する膜の不均一性とベシクル変形挙動との因果関係を明らかにする。液体秩序(Lo)/液体無秩序(Ld)ドメインが共存する不均一なベシクルの様々な変形モードを対象に、蛍光および共焦点顕微鏡、FRET蛍光消光法、蛍光退色回復法、SAXS・SANS法を駆使し、線張力、曲げ弾性、膜内分子拡散・組成分布の評価を行う。これらを基に「膜の不均一性」と「リピッドソーティング」を結び付けた観点からベシクルの変形挙動を統一的に解釈することを目指した研究である。

Outline of Final Research Achievements

The objective of this study is to clarify the relationship between lipid sorting induced lipid bilayer heterogeneity and vesicle deformation behavior for multicomponent lipid vesicles. The morphological changes of vesicles are discussed in terms of changes in the molecular distribution within the bilayer for the heterogeneous state in which the liquid ordered (Lo)/liquid disordered (Ld) phase coexists. Addition of lipids with critical packing parameters (cpp) smaller than 1 promoted Lo/Ld phase separation and induced budding formation. On the other hand, addition of inverted cone lipids with cpp less than 1 induced adhesion and fusion between vesicles and necklace-like morphological changes. These were attributed to the unbalanced distribution of lipid molecules in the bilayer and coupling of membrane curvature.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた研究成果は、生命機能に深く関与する生体膜の変形挙動を脂質分子の幾何学的形状との関連から明らかにし、生体膜での物質透過・輸送のメカニズムと膜の微細構造との相関の解明という生物科学分野での主要命題の解決にも波及する。さらにベシクルの形態を緻密に制御可能となり、医療・食品・化粧品等の分野で実用化されている材料の高度化・高機能化が進むとともに、不均一な膜構造と膜曲率を利用した機能性タンパク質やペプチドの結合・集積による人工チャネルの構築や自己再生産機能を有する人工細胞の創製へと展開が可能となる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (52 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (43 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 8 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Recent progress in application of surface X-ray scattering techniques to soft interfacial films2024

    • Author(s)
      Takiue Takanori、Aratono Makoto
    • Journal Title

      Advances in Colloid and Interface Science

      Volume: 325 Pages: 103108-103108

    • DOI

      10.1016/j.cis.2024.103108

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of line tension on domain formation of fluorinated compounds at alkane/water interface2023

    • Author(s)
      Takiue Takanori、Takayose Shunichi、Hotta Tetsuya、Kamikido Nobuyoshi、Saiki Kosuke、Shirai Chikara、Mitsuda Runa、Ina Toshiaki、Nitta Kiyofumi、Tanida Hajime、Uruga Tomoya、Ikeda Norihiro
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      Volume: 676 Pages: 132318-132318

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2023.132318

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Physical Concept to Explain the Regulation of Lipid Membrane Phase Separation under Isothermal Conditions2023

    • Author(s)
      Shimokawa Naofumi、Hamada Tsutomu
    • Journal Title

      Life

      Volume: 13 Issue: 5 Pages: 1105-1105

    • DOI

      10.3390/life13051105

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Heterogeneity and deformation behavior of lipid vesicles2022

    • Author(s)
      Takiue Takanori
    • Journal Title

      Current Opinion in Colloid and Interface Science

      Volume: 62 Pages: 101646-101646

    • DOI

      10.1016/j.cocis.2022.101646

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Domain dynamics of phase-separated lipid membranes under shear flow2022

    • Author(s)
      Tsutomu Hamada, Shino Mizuno and Hiroyuki Kitahata
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 18 Issue: 47 Pages: 9069-9075

    • DOI

      10.1039/d2sm00825d

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 脂質2分子膜の力学応答-浸透圧膨張ストレスと相分離挙動-2022

    • Author(s)
      濱田 勉
    • Journal Title

      C&I Commun

      Volume: 47 Pages: 20-21

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ずり流動下で生じる脂質2分子膜界面の非平衡パターン2024

    • Author(s)
      濵田勉、水野志野 、北畑裕之
    • Organizer
      2023年度日本生物物理学会中部支部討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ベシクル膜の外部刺激応答に対する高分子グラフト効果2024

    • Author(s)
      山崎隼佑、福石航大、濵田勉
    • Organizer
      2023年度日本生物物理学会中部支部討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Phase Diagram of Ternary Lipid Vesicle including Ceramide2023

    • Author(s)
      Shun Ota, Takanori Takiue
    • Organizer
      The 7th International Soft Matter Conference ISMC2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Line Tension and Domain Morphology in Adsorbed Monolayer and Lipid Bilayer2023

    • Author(s)
      Takanori Takiue, Ayaka Matsushima, Yuka Hotta, Ryoa Kanda, Saki Otobe, Taku Ogura
    • Organizer
      The 7th International Soft Matter Conference ISMC2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 中性および荷電性リン脂質からなるベシクルとアラメチシンとの相互作用2023

    • Author(s)
      手島優希、瀧上世奈、松島彩夏、瀧上隆智
    • Organizer
      第60回 化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質ベシクルに及ぼすドデシルトリメチルアンモニウムブロミドの効果2023

    • Author(s)
      奥迫茉優、堀切奈々、瀧上隆智
    • Organizer
      第60回 化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 一本鎖リン脂質と双性イオン性界面活性剤混合水溶液の 表面吸着膜とミセルにおける分子混和性2023

    • Author(s)
      立岡千恵、堀切奈々、瀧上隆智
    • Organizer
      第74回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] コーン型脂質により誘起される脂質ベシクルの変形挙動2023

    • Author(s)
      山中美佳、瀧上世奈、松島彩夏、瀧上隆智
    • Organizer
      第74回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] セラミドを含む3成分ベシクル系の相図と膜構造評価2023

    • Author(s)
      大田舜、丸山初之助、神田涼亜、瀧上隆智
    • Organizer
      第74回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 中性及び荷電性リン脂質からなるベシクルとアラメチシンとの相互作用2023

    • Author(s)
      手島優希、瀧上世奈、松島彩夏、瀧上隆智
    • Organizer
      第74回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質ベシクルに及ぼすドデシルトリメチルアンモニウムブロミドの効果2023

    • Author(s)
      奥迫茉優、堀切奈々、瀧上隆智
    • Organizer
      第74回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] フルオロカーボンを含むソフト界面膜の不均一構造と線張力2023

    • Author(s)
      瀧上隆智
    • Organizer
      第74回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 多成分脂質ベシクルの不均一性と線張力2023

    • Author(s)
      瀧上隆智
    • Organizer
      第72回 高分子討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Membrane phase separation in response to mechanical stimuli2023

    • Author(s)
      Tsutomu Hamada
    • Organizer
      The 7th International Soft Matter Conference ISMC2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 流動が誘起する多成分脂質ベシクルの非平衡パターン2023

    • Author(s)
      濵田勉、水野志野 、北畑裕之
    • Organizer
      第11回ソフトマター研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工細胞モデルから探る膜界面の力学応答メカニズム2023

    • Author(s)
      濵田勉
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] せん断流れ場が誘起する脂質ベシクルの相分離パターン2023

    • Author(s)
      濱田勉、水野志野、北畑裕之
    • Organizer
      日本物理学会 2023年春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ドデシルホスホコリンとドデシルスルホベタインの表面吸着膜とミセルにおける相互作用と混和性2022

    • Author(s)
      立岡千恵、堀切奈々、瀧上隆智
    • Organizer
      第59回 化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] コーン型脂質の混合により誘起される脂質ベシクルの変形挙動2022

    • Author(s)
      山中美佳、瀧上世奈、松島彩夏、瀧上隆智
    • Organizer
      第59回 化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] コーン型短鎖リン脂質の表面吸着と会合体形成に及ぼす添加塩の効果2022

    • Author(s)
      堀切奈々、堀田徹耶、瀧上隆智
    • Organizer
      第73回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 4成分脂質ベシクルにおけるドメイン形態と線張力2022

    • Author(s)
      松島 彩夏、上田 友香、瀧上 隆智
    • Organizer
      第73回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ドデシルホスホコリンとドデシルスルホベタインの表面吸着膜とミセルにおける分子混和性2022

    • Author(s)
      立岡千恵、堀切奈々、瀧上隆智
    • Organizer
      第73回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] コーン型脂質の混合により誘起される多成分脂質ベシクルの変形挙動2022

    • Author(s)
      山中美佳、瀧上世奈、松島彩夏、瀧上隆智
    • Organizer
      第73回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 互いに逆向きの頭部電荷をもつ双性イオン性両親媒性物質混合系の吸着膜及び ミセルでの静電相互作用2022

    • Author(s)
      立岡千恵、堀切奈々、瀧上隆智
    • Organizer
      第36回 九州コロイドコロキウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] コーン型脂質の混合が脂質ベシクルに及ぼす変形効果2022

    • Author(s)
      山中美佳、瀧上世奈、松島彩夏、瀧上隆智
    • Organizer
      第36回 九州コロイドコロキウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 短鎖リン脂質が形成する吸着膜と会合体に及ぼす添加塩の効果2022

    • Author(s)
      堀切奈々、堀田徹耶、瀧上隆智
    • Organizer
      第36回 九州コロイドコロキウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 4 成分脂質混合ベシクルにおけるドメイン形態と線張力2022

    • Author(s)
      松島 彩夏、上田 友香、瀧上 隆智
    • Organizer
      第36回 九州コロイドコロキウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Line Tension and Heterogeneity in Adsorbed Monolayer and Lipid Bilayer2022

    • Author(s)
      Takanori Takiue
    • Organizer
      17th Conference of the International Association of Colloid and Interface Scientists
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 両親媒性ペプチドAlamethicinによる脂質ベシクルの変形・崩壊2022

    • Author(s)
      瀧上隆智
    • Organizer
      第3回 非線形相律研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ソフト界面膜の不均一性と形態変化2022

    • Author(s)
      瀧上隆智
    • Organizer
      第54回 洗浄に関するシンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] DSPC/DOPC/Cholesterol 3成分混合ベシクルにおけるドメイン形態と線張力2021

    • Author(s)
      松島彩夏、上田友香、神田涼亜、山川あゆみ、今井洋輔、瀧上隆智
    • Organizer
      第58回 化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 短鎖リン脂質混合系における表面吸着と会合体形成に及ぼす添加塩の効果2021

    • Author(s)
      堀切奈々、堀田徹耶、今井洋輔、瀧上隆智
    • Organizer
      第58回 化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] DPPC/DOPC/Cholesterol系ベシクルと両親媒性ペプチドとの相互作用2021

    • Author(s)
      瀧上世奈、神田涼亜、瀧上隆智
    • Organizer
      日本膜学会第43年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] DSPC/DOPC/Cholesterol 3成分混合ベシクルにおけるドメイン形態と線張力2021

    • Author(s)
      松島彩夏、上田友香、今井洋輔、瀧上隆智
    • Organizer
      第72回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 短鎖リン脂質混合系における表面吸着と会合体形成に及ぼす添加塩の効果2021

    • Author(s)
      堀切奈々、堀田徹耶、今井洋輔、瀧上隆智
    • Organizer
      第72回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 自発曲率の異なるリン脂質混合ベシクルの形態制御2021

    • Author(s)
      神 優樹、堀田友香、神田涼亜、今井洋輔、瀧上隆智
    • Organizer
      第72回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] DPPC/DOPC/cholesterol系ベシクルと両親媒性ペプチドとの相互作用2021

    • Author(s)
      瀧上世奈、神田涼亜、瀧上隆智
    • Organizer
      第72回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] スフィンゴミエリンを含むベシクルでの液体様ドメインの形態と線張力2021

    • Author(s)
      上田友香、神田涼亜、山川あゆみ、今井洋輔、瀧上隆智
    • Organizer
      第72回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Interaction of DPPC/DOPC/Cholesterol system vesicle with amphiphilic peptide2021

    • Author(s)
      Sena Takiue, Ryoa Kanda, Takanori Takiue
    • Organizer
      35th European Colloid & Interface Society Conference
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Morphology of Fluid Domain and Line Tension in Lipid Vesicle Containing Sphingomyelin2021

    • Author(s)
      Yuka Ueda, Ryoa Kanda, Ayumi Yamakawa, Yosuke Imai, Takanori Takiue
    • Organizer
      35th European Colloid & Interface Society Conference
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of hybrid lipid on line tension and domain morphology of lipid vesicle2021

    • Author(s)
      Takanori Takiue, Ryoa Kanda, Haruna Hayase, Shinya Hiraki, Ayumi Yamakawa
    • Organizer
      35th European Colloid & Interface Society Conference
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 脂質ベシクルの不均一性と形態変化2021

    • Author(s)
      瀧上隆智
    • Organizer
      第1回 非線形相律研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Heterogeneity of soft interfacial films and line tension2021

    • Author(s)
      Takanori Takiue
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 高圧力の科学と技術 4.界面吸着膜とミセル2022

    • Author(s)
      瀧上隆智
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      朝倉書店
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Book] 化学便覧・基礎編 改訂第6版 第8章界面とコロイド2021

    • Author(s)
      瀧上隆智
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      丸善出版
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] ソフト界面化学研究室HP

    • URL

      http://www.artsci.kyushu-u.ac.jp/~softinterface/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi