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2015 Fiscal Year Annual Research Report

放射線によるゲノムDNA二重鎖切断の定量的解析技術の開発と数理モデルの構築

Research Project

Project/Area Number 13J01270
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

下林 俊典  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords相分離 / DNA / リポソーム
Outline of Annual Research Achievements

本年度は以下の二つに関して研究を進めた。

(1) 細胞サイズの脂質二重膜小胞にDNAを内包する新規な手法に関する実験を昨年度に引き続き行った。2014年度に国際学術論文として発表した蛍光顕微鏡観察に加えて、ナノスケールでのメカニズムを明らかにする為、X線小角散乱実験を昨年度に引き続き行った。結果、脂質膜の水和ダイナミクスが、乾燥脂質膜に添加されたDNAとイオンによって促進されることが明らかとなった。これらの成果は現在学術論文として纏めており、近々投稿予定である。

(2) 研究遂行過程において発見した脂質二重膜小胞における相分離転移現象の研究を発展させた。マクロ相分離状態からミクロ相分離状態への相分離構造の転移ダイナミクスを実験的に明らかにし、数値計算においてもおよそこの転移現象を確認した。これらの転移現象は、二重膜において脂質組成が非対称である事に起因する自発曲率によって駆動されることが示唆された。更に上記の結果から期待した通りに、脂質組成が非対称になるほどドメインサイズが小さくなることを実験的に明らかにした。これは多成分脂質二重膜における相分離ドメインのサイズが脂質組成が非対称である事に起因する自発曲率によって制御されることを強く示唆している。以上の成果は、生体膜と再構成膜におけるラフトと呼ばれるドメインのサイズ不一致問題を解決する上での重要な知見といえる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Direct observations of transition dynamics from macro- to micro-phase separation in asymmetric lipid bilayers induced by externally added glycolipids2016

    • Author(s)
      S. F. Shimobayashi, M. Ichikawa, and T. Taniguchi
    • Journal Title

      EPL

      Volume: 113 Pages: 56005

    • DOI

      10.1209/0295-5075/113/56005

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct measurement of DNA-mediated adhesion between lipid bilayers2015

    • Author(s)
      S. F. Shimobayashi, B. M. Mognetti, L. Parolini, D. Orsi, P. Cicuta, and L. D. Michelle
    • Journal Title

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      Volume: 17 Pages: 15615-15628

    • DOI

      10.1039/C5CP01340B

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Molecular behavior of DNA in a cell-sized small compartment2015

    • Author(s)
      T. Hamada, R. Fujimoto, S. F. Shimobayashi, M. Ichikawa and M. Takagi
    • Journal Title

      Phy. Rev. E

      Volume: 91 Pages: 062717

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.91.062717

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Transition dynamics from macro- to micro-phase separation in asymmetric lipid bilayers2016

    • Author(s)
      S. F. Shimobayashi, M. Ichikawa, and T. Taniguchi
    • Organizer
      APS March meeting 2016
    • Place of Presentation
      Baltimore, USA
    • Year and Date
      2016-03-14 – 2016-03-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Emergence of DNA-encapsulating liposomes from a DNA-lipid blend film2016

    • Author(s)
      S. F. Shimobayashi, T. Kurimura, M. Ichikawa, and M. Hishida
    • Organizer
      APS March meeting 2016
    • Place of Presentation
      Baltimore, USA
    • Year and Date
      2016-03-14 – 2016-03-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Transition dynamics from macro- to micro-phase separation in asymmetric lipid bilayers2015

    • Author(s)
      S. F. Shimobayashi, M. Ichikawa, and T. Taniguchi
    • Organizer
      Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2015-09-23 – 2015-09-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脂質二重膜の非対称な組成に起因する相分離転移現象2015

    • Author(s)
      下林俊典、市川正敏、谷口貴志
    • Organizer
      日本物理学会2015年度秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] Emergence of nanometer-sized raft-like domains in asymmetric lipid vesicles2015

    • Author(s)
      S. F. Shimobayashi
    • Organizer
      Intefnaional Workshop on Challenge to Synthesizing Life
    • Place of Presentation
      Kanagawa
    • Year and Date
      2015-08-25 – 2015-08-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Phase separation transitions in asymmetric lipid bilayers2015

    • Author(s)
      S. F. Shimobayashi, M. Ichikawa, and T. Taniguchi
    • Organizer
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2015-08-20 – 2015-08-23
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-12-27  

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