2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17034043
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
菊池 純一 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (90153056)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 善浩 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (90314541)
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| Keywords | 自己組織化 / 超薄膜 / 表面・界面物性 / ナノ材料 / 人工多細胞システム / セラソーム |
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| Research Abstract |
本研究では、ベシクル型コロイドナノ粒子を階層的に集積した人工多細胞システムを固液界面に構築し、人工細胞間の反応ダイナミクスを空間的ならびに時間的に解析することを目的とした。具体的には、ベシクル型コロイドナノ粒子として、われわれが独自に開発した有機-無機ナノハイブリッド「セラソーム」をはじめとする二分子膜ベシクルを用いて人工多細胞組織体を自己組織的に作製し、この極微空間における反応ダイナミクスを解析することで、生体関連コロイドナノ粒子界面の反応場特性について検討した。本年度に得られた成果は、以下のとおりである。
1.固液界面における人工多細胞システムの構築
光や熱などの外界からの刺激に応答して分子認識能を変化させる分子スイッチとしてのジェミニペプチド脂質を開発し、この脂質を人工細胞としての二分子膜ベシクルに組み込むことで、ベシクルの集積が自在に制御できる人工多細胞系を水中ならびに固体基板上で構築できることを明らかにした。このような人工多細胞系は、セラソームを用いても構築可能であることがわかった。
2.人工多細胞システムの空間的階層性
空間的階層性をもった人工多細胞系を構築するには、従来のリポソーム形成脂質よりも構造安定性の高いセラソームが優れていることを明らかにした。このセラソームの構造的特徴を利用することで、セラソームを利用した有効な遺伝子導入システムも構築できることを示した。
3.人工多細胞システムの時間的階層性
細胞の情報伝達に関わる階層的な反応システムを意識して、人工受容体と酵素を固定化した脂質二分子膜ベシクルを構成した。この人工細胞表層の固液界面においては、人工受容体と酵素による分子認識のシンクロナイゼーションが有効に起こり、両者の分子間コミュニケーションにもとづいた人工情報伝達系が構築できることを示し、その時間的階層性を定量的に評価した。
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