Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
本研究は、脂質膜中にナノメートルサイズの細孔(ポア)を自発形成する人工分子を開発し、膜透過を利用した人工細胞間の情報伝達システムを構築することを目的とする。細胞や小器官においては、膜中に組み込まれたポアやチャネルが、生化学反応や情報伝達に不可欠な分子輸送を担っている。ここでは、天然の抗菌性ペプチドの構造をヒントに、合成ポリマーを骨格としたナノポア形成分子をデザインし、膜透過を自在に制御できる方法論を確立する。
本研究は、脂質膜中にナノメートルサイズの細孔(ポア)を自発形成する人工分子を開発し、膜透過を利用した人工細胞間の情報伝達システムを構築することを目的としている。細胞や小器官においては、膜中に組み込まれたポアやチャネルが、生化学反応や情報伝達に不可欠な分子輸送を担っている。ここでは、天然の抗菌性ペプチドの構造をヒントに、合成ポリマーを骨格としたナノポア形成分子をデザインし、膜透過を自在に制御できる方法論を確立する。脂質膜中にナノポアを自発形成するポリマーを設計し、それを活用した人工細胞間の情報伝達システムを段階的に構築するために、本年度は(1)ナノポア形成ポリマーの精密合成および(2)ポリマーが形成するナノポアの評価を実施した。 (1)に関しては、脂質二分子膜と結合することで、ナノポア構造を自発形成する両親媒性ポリマーを種々合成した。具体的には、ポリメタクリレート誘導体を基本骨格とし、種々の親水性および疎水性側鎖を導入したポリマーをラジカル重合によって得た。また、多くの異なる側鎖を有するポリマーによって構成される分子ライブラリを網羅的に合成できる手法の開発にも着手した。(2)に関しては、蛍光色素封入リポソームを用いた内包分子の漏れ出し評価ならびに、細胞サイズのジャイアントベシクルを顕微鏡観察することで膜破壊・漏出挙動の可視化を行った。これらの検討結果から、脂質膜中にナノポアを自発形成するポリマーの設計指針を得ることができた。
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
当初予定していた検討項目を概ね完了することができ、ナノポアを形成する分子の設計指針を明らかにすることができたため。
脂質膜中にナノポアを自発形成するポリマーを設計し、それを活用した人工細胞間の情報伝達システムを段階的に構築するために、次年度は、(1)ナノポアを組み込んだリポソームに対する反応系の導入および(2)リポソーム集積化による人工多細胞システムの構築を重点的に実施するとともに、本年度実施項目であるナノポア形成ポリマーの精密合成およびポリマーが形成するナノポアの評価についても必要に応じて実施する。
All 2024 2023 Other
All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 6 results, Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)
Chemical Communications
Volume: 60 Issue: 16 Pages: 2168-2171
10.1039/d3cc05167f
RSC Advances
Volume: 14 Issue: 9 Pages: 6127-6134
10.1039/d3ra07481a
Biochemistry
Volume: 63 Pages: 441-451
10.1021/acs.biochem.3c00645
Applied Sciences
Volume: 13 Issue: 12 Pages: 6893-6893
10.3390/app13126893
Chemistry - A European Journal
Volume: 29 Issue: 72
10.1002/chem.202302486
高分子
Volume: 72 Pages: 327-330
