Safe and quick control of cell structure/function by using subcellularly localized nano-heaters
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme |
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| Project/Area Number |
18H04700
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
村上 達也 富山県立大学, 工学部, 教授 (90410737)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 脂質膜物理 / 表面化学 / 生物化学 / コレステロール輸送 / 光線温熱効果 / ナノバイオサイエンス / ドラッグデリバリーシステム / 金ナノ粒子 / リポタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光線温熱材料である金ナノロッド(AuNR)と生体内でコレステロール輸送を担う高密度リポタンパク質(HDL)を組み合わせて、細胞局所を安全に加熱することができるナノヒーターを作製する。細胞膜加熱型ナノヒーター(pm-AuNR)を用いると、細胞膜を壊すことなく、熱感受性イオンチャネルTRPV1を光活性化できることをすでに見出している。最終年度では、原著論文として研究成果をまとめることに注力した。
昨年度までに、HDL変異体で被覆されたAuNR (plasma membrane-targeted AuNR, pm-AuNR)が、細胞サイズリポソーム(giant unilamellar vesicle, GUV)の流動性の高い液体秩序(Lo)相ドメイン（生きた細胞の脂質ラフトのモデル）に特異的に接着し、固体秩序(So)相への相転移を引き起こすことを明らかにしていた。今年度、生きた細胞の細胞膜において、脂質ラフトに局在することが知られているガングリオシドを用いて、その局在の変化を調べた。岐阜大学の安藤博士から提供された蛍光ラベルガングリオシド(ATTO-GM3)を含むGUVを作製し、pm-AuNRを作用させた。ATTO-GM3蛍光はGUV内でLo相に特徴的な円状構造を示し、pm-AuNR蛍光は最初その円状ドメインから検出された。その後、円状ドメイン構造は崩壊し、So相ドメインに特徴的な非円状ドメイン（線状パターン）に変化した。すなわち、pm-AuNRによるLo-to-So相転移は、ラフト局在性分子を使った場合でも、証明された。ここまでの研究成果を原著論文としてアメリカ化学会のLangmuir誌に投稿し、現在、minor revision中である。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
