Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
(背景・目的)生体膜の主成分であるリン脂質は、親水基の頭部と疎水部の尾部を持つ両親媒性分子であり、水溶液中で自己集合しミセルや二分子膜構造を自発的に形成する。リポソームは、生体膜に類似した組成・構造を備えており、生体モデル膜として研究に用いられてきた。我々は、細胞サイズの巨大リポソームを扱い、その挙動(ダイナミクス)の物理化学的解析を通して、細胞で起きている現象の本質を明らかにする研究を行っている。膜を構成する不飽和脂質は分子の自由度が高く流動性も高い無秩序相(Ld)相を形成する。飽和脂質は分子が密に充填され流動性が低い固体秩序相 (So) 相を形成する。コレステロールは、飽和脂質に対して流動性を高め、液体秩序相 (Lo) 相を形成する。生細胞の膜に関しては、ラフトと呼ばれるスフィンゴ脂質とコレステロールに富むラフト領域の存在が着目されており、これはLo相とSo相の区別ができていない状況とも言える。本研究では、細胞サイズモデル膜系での膜ミクロドメインの多様性とそのドメインと相互作用する物質の局在について紹介しつつ、生細胞での知見との比較を交えながら考察した。(ナノ・マイクロ微粒子の膜局在)ナノ・マイクロサイズの微粒子は、比表面積が極めて大きく、量子サイズ効果などによって特有の物性を示す。微粒子の生体系への影響については未知の部分が多い。液体秩序相 (Lo相)と液体無秩序相(Ld相)で構成されたリポソームでは、200nmを境界にして、直径200nm以下の微粒子はLo相に、200nm以上の微粒子はLd相へ局在した。一方、固体秩序相(So相)と液体無秩序相(Ld相)で構成されたリポソームの場合は、サイズに関係なく全ての粒子はSo相に局在した。同じ物質であってもサイズによって膜の組成(つまりはドメインの種類)に応じて、相互作用メカニズムに違いがあると考えられた。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Biochim. Biophys. Acta Biomembr.
Volume: 1828 Issue: 4 Pages: 1341-1321
10.1016/j.bbamem.2013.01.015
J. Am. Chem. Soc.
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Volume: 134 Issue: 48 Pages: 19788-19794
10.1021/ja308342g
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Volume: 47 Issue: 8 Pages: 813-820
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http://www.jaist.ac.jp/ms/labs/takagi/