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モデル生体膜の物質封入における1分子性の物理化学的基盤の解明

Publicly Offered Research

Project AreaSpying minority in biological phenomena -Toward bridging dynamics between individual and ensemble processes-
Project/Area Number 24115514
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionChuo University (2013)
Osaka University (2012)

Principal Investigator

鈴木 宏明  中央大学, 理工学部, 准教授 (20372427)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords細胞膜分裂 / ゲノム / 分配 / 細胞膜モデル / 分裂 / DNA
Research Abstract

細胞は細胞質成分を含む膜の袋であり、ゲノムに代表される内封少数物質がその細胞の表現型を決定する。そのためには、細胞分裂時にゲノムの1分子性が保たれている必要がある。本研究では、人工のモデル細胞膜を用い、有糸分裂にみられるタンパク質の高度な制御がなくともゲノムと同程度のサイズの物質の等分配が起こり得るという仮説の検証を行った。モデル細胞膜の分裂変形を誘起するために、浸透圧法とPEG修飾脂質の添加する方法の2種類を試した。その結果、後者で高効率の分裂様変形が観察されたので、この方法を採用した。24年度は、ゲノムのモデル物質として、直径が1~3マイクロメートルのポリスチレンビーズの分配を統計的に検証し、ビーズの大きさがリポソームの大きさに近づくと等分配確率が有意に上昇することを確認した。25年度は、実際の巨大DNAであるラムダファージDNAを用い、この仮説を検証した。ラムダファージDNAはその回転半径が約1マイクロメートルであるが、その分配確率は直径1マイクロメートルのポリスチレンビーズとほぼ同様の値を示し、モデル膜の大きさが内封物質の大きさに近いほど等分配となる確率が上昇することを示した。この成果により、細胞分裂時のゲノム分配制御機構がない非常に原始的な細胞においても、ゲノムの分子が大きい(すなわち細胞膜のサイズに近い)ことでゲノムの1分子性が担保され得ることが確認された。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2013 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Statistical analysis of discrete encapsulation of nanomaterials in colloidal capsules2012

    • Author(s)
      坂倉達也
    • Journal Title

      Analytical Methods

      Volume: 4 Issue: 6 Pages: 1648-1655

    • DOI

      10.1039/c2ay25105a

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 細胞機能の再構築を目指すマイクロ技術2013

    • Author(s)
      鈴木宏明
    • Organizer
      第86回日本生化学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] バイオチップにおけるマイクロ三次元加工技術への期待2013

    • Author(s)
      鈴木宏明
    • Organizer
      日本材料学会関東支部会
    • Place of Presentation
      中央大学後楽園キャンパス
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 細胞膜モデルを用いた少数分子の内封と分配機構の評価2012

    • Author(s)
      坂倉達也
    • Organizer
      細胞を創る研究会5.0
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-11-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] On the relation between membrane dynamics and encapsulated large molecules in the model cell system2012

    • Author(s)
      鈴木宏明
    • Organizer
      2012 Paradigm Innovation in Biology: Novel Strategy and Thinking
    • Place of Presentation
      台湾,Academia Sinica
    • Year and Date
      2012-10-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Statistical analysis of the discrete encapsulation of nanomaterials in colloidal capsules2012

    • Author(s)
      坂倉達也
    • Organizer
      ACS 244th National Meeting
    • Place of Presentation
      アメリカ,フィラデルフィア
    • Year and Date
      2012-08-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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