2002 Fiscal Year Annual Research Report
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12131206
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宝谷 紘一 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80025444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石島 秋彦 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80301216)
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| Keywords | リポソーム / 人工細胞 / 暗視野顕微鏡 / 光ピンセット / ナノメーター計測 / ナノマシン / 細胞骨格 / 1分子操作 |
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| Research Abstract |
細胞モデルを用いた膜突起形成過程の力学的測定と自動化による超薄液晶膜の特性解析。
生細胞はその機能を遂行するために、多くの状況で膜突起を形成させる。細胞は細胞骨格を伸張することによって膜突起を形成させているが、その力学的メカニズムを探求するためにリポソームを用いたモデル系を開発した。
リポソーム膜の本質的な特性はわずか5nmの厚さの液晶相であることに由来する。脂質分子の協同作用から生じるメカトロニクス特性を解明することが肝要である。リポソームの形態変化は連続的変化が蓄積して、臨界状態では著しい協同的なトポロジー変化を示すので2次元流体の協同作用を研究する最適の材料である。
当課題で新しく開発したダブルビームのレーザーツイーザーシステムによって、リポソーム内部の張力によってリポソームはまずレモン型に変型し、次いで管状の突起が楕円球上に非連続的に形成されることが判った。突出時に最大力が必要であり、その後の伸長時に必要な力が減少することを、我々は理論的に予測している。それは、3次元結晶の転位現象に相当する2次元液晶の形態転位であるといえる。ピコニュートン張力発生の自動化と張力増加速度を定量的に制御により、この現象の基本特性の測定に成功した。
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[Publications] F.Nomura: "Capabilities of liposomes for topological transformation"Proc.Natl.Acad.Sci. USA. 98. 2340-2345 (2001)
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[Publications] K.Ichihara: "Visualization of the Stop of Microtubule Depolymerization at the Cluster of Microtubule-Associated Protein 2 (MAP2)"J.Mol.Biol.. 312. 107-118 (2001)
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[Publications] F.Nomura: "Dynamic transformation of liposomes revealed by dark-field microscopy"Studies in Surface Science and Catalysis. 132. 495-500 (2001)
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[Publications] F.Nomura: "Morphological and Topological Transformation of Membrane Vesicles"J.Biol.phys.. 28. 225-235 (2002)
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[Publications] K.Takiguchi: "Liposomes Possess Drastic Capabilities for Topological Transformation"Eur.J. of ChemPhys.Chem.. 3. 571-574 (2002)
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[Publications] 宝谷紘一: "細胞モデル形成"化学工業. 53,#5. 54-59 (2002)
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[Publications] H.Hotani et al.: "New Approaches to Structural Mechanics, Shells and Biological Structures"Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands. 446 (2002)
