Shape change of vesicle induced by the development of softmatter function

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15K05247
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Biological physics/Chemical physics/Soft matter physics
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: Urakami Naohito 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (50314795)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ベシクルの形状変化 / ベシクル分裂 / 包接化合物形成 / 分子シミュレーション

Outline of Final Research Achievements

I studied the shape change of vesicle induced by the ordered structural change of soft matter inside the vesicle in order to understand the basic mechanism of cell movement and division. In this study, I focused on the following subjects; (1) shape change of vesicle without any guest molecules, (2) shape change of vesicle induced by structural change of polymer chains, and (3) formation of inclusion complex of modified cyclodextrins. I reproduced various shapes of vesicles and elucidated the mechanism of vesicle division. In addition, I investigated the reversible shape change of vesicles induced by polymer chains. For the formation of the inclusion complexes of modified cyclodextrins, we found out that the dimer-oligomer transition occurs by the change of the bond angle between the modified part and cyclodextrin.

Free Research Field

ソフトマターの物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生命現象を理解する上で細胞分裂や運動の基本原理を理解することは重要である。細胞運動は細胞内部の分子(タンパク質)で構成される周期的な秩序構造変化で行われており、細胞分裂についても細胞内部の分子が重要な役割を担っていると考えられている。これらの研究はこれまで実際の細胞を用いたトップダウンの研究が主であったが、近年、人工生命や分子ロボットの研究で、細胞分裂や運動を制御するための必要要素を理解するために、ボトムアップからの研究が進められている。本研究では、単純なシミュレーションモデルを用いることで、細胞分裂や運動の基本原理をボトムアップの観点から理解することを目指したものである。