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2008 Fiscal Year Annual Research Report

脂質2分子膜相分離構造の側方圧依存性とラフト形成機構の解明

Research Project

Project/Area Number 19031009
Research InstitutionJapan Advanced Institute of Science and Technology

Principal Investigator

濱田 勉  Japan Advanced Institute of Science and Technology, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (40432140)

Keywordsリポソーム / 生体膜 / 相分離
Research Abstract

ソフトマターとしての細胞膜は、環境に応じた様々な形状や、融合・分裂等の膜変形、膜面上でのドメイン構造形成などの多様な現象を生じる。我々は、細胞膜の物性および組織化メカニズムを理解するため、脂質膜ベシクルを用いた膜構造ダイナミクスの実験的研究を行った。結果、液滴法による非対称2層膜ベシクルの構築、および相分離ドメイン構造の観察に成功した。細胞膜モデルとして幅広く利用されている巨大ベシクルは、その多くが水和法により作製され、対称な二層膜構造をとっている。これに対し、実際の細胞膜は内外層で異なった脂質組成をもち、二層膜の非対称性を再現したベシクルの構築はこれまで困難であった。我々は、液滴法による非対称巨大ベシクルの構築およびキャラクタリゼーションを行った。液滴法とは、脂質でおおわれた油中液滴を油水界面単分子膜を介して水相に移行させて、非対称2層膜を形成させる方法である。溶液の比重を調整することで、数μmから数十μmの細胞サイズの非対称ベシクルを選択的に得ることに成功した。そして、外膜に単一脂質、内膜に多成分脂質を使用した非対称ベシクルを構築し、蛍光顕微鏡観察より内膜のみに相分離ドメイン構造の形成を確認した。さらに、片方の単層膜の脂質組成を変化させることで、もう片方の単層膜上ドメイン構造が影響を受けることを発見した。対称分布膜では内外層の組成が等しいためドメイン構造は内層と外層でカップルして安定に存在していたが、内外層の異なる組成で形成されたドメインは2分子膜内での相互作用により不安定化することが分かった。

  • Research Products

    (25 results)

All 2009 2008

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (19 results)

  • [Journal Article] Reversible Control of Exo- and Endo-Budding Transitions in a Photosen sitive Lipid Membrane2009

    • Author(s)
      Ken-ichi Ishii, Tsutomu Hamada, Masaomi Hatakeyama, Ryoko Sugimoto, Takeshi Nagasaki, Masahiro Takagi
    • Journal Title

      Chem Bio Chem 10

      Pages: 251-256

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Artificial-cellular computing2008

    • Author(s)
      Shin-ichiro M. Nomura, Tsutomu Hamada
    • Journal Title

      International Journal of Unconventional Computing 5

      Pages: 87-102

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The conjugation of diphtheria toxin T domain to poly(ethylenimine)based vectors for enhanced endosomal escape during gene transfection2008

    • Author(s)
      Shinji Kakimoto, Tsutomu Hamada, Yuuki Komatsu, Masahiro Takagi, Toshizumi Tanabe, Hideki Azuma, Seiji Shinkai, and Takeshi Nagasaki
    • Journal Title

      Biomaterials 30

      Pages: 402-408

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction of asymmetric cell-sized lipid vesicles from lipid-coated water-in-oil micro-droplets2008

    • Author(s)
      Tsutomu Hamada, Yoko Miura, Yuuki Komatsu, Yuko Kishimoto, Mun'delanji Vestergaard, Masahiro Takagi
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B 112

      Pages: 14678-14681

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of Alzheimer's amyloid beta aggregation by capturing molecular trails of individual assemblies2008

    • Author(s)
      Mun'delanji Vestergaard, Tsutomu Hamada, Masato Saito, Yoshifumi Yajima, Motonori Kudou, Eiichi Tamiya, Masahiro Takagi
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun 377

      Pages: 725-728

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Phospholipids on conformational structure of bovine pancreatic trypsin inhibitor (BPTI) and its thermolabile mutants2008

    • Author(s)
      IZUMIKAWA, Naoshige ; NISHIKORI, Shingo ; VESTERGAARD, Mun'delanji ; HAMADA, Tsutomu ; HAGIHARA, Yoshihisa ; YUMOTO, Noboru ; SHIRAKI, Kentaro ; TAKAGI, Masahiro
    • Journal Title

      Biopolymers 89

      Pages: 873-880

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酸化ストレスによる細胞サイズリポソームの動的構造変化2009

    • Author(s)
      依田毅, Mundelanji Vestergaard, 濱田勉, 高木昌宏
    • Organizer
      日本化学会第89回春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] アミロイドβペプチドとの相互作用による細胞モデル膜の動的形態変化2009

    • Author(s)
      森田雅宗, Vestergaard Mundelanji, 濱田勉, 高木昌宏
    • Organizer
      日本化学会第89回春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] 液滴法による非対称巨大リポソームの構築2009

    • Author(s)
      岸本裕子, 小松佑規, 濱田勉, 高木昌宏
    • Organizer
      日本化学会第89回春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      2009-03-28
  • [Presentation] 光による脂質膜形態の可逆的コントロール2009

    • Author(s)
      石井健一, 濱田勉, 畠山剛臣, 杉本涼子, 長崎健, 高木昌宏
    • Organizer
      日本化学会第89回春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      2009-03-28
  • [Presentation] アミロイドβによって誘起される膜ダイナミクス2009

    • Author(s)
      森田雅宗, Vestergaard Mumdelanli, 濱田勉, 高木昌宏
    • Organizer
      特定領域研究「バイオ操作」第7回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京エレクトロンホール宮城
    • Year and Date
      2009-03-06
  • [Presentation] ラフト含有リポソームのエンドサイトーシスと2分子膜非対称性効果2009

    • Author(s)
      濱田勉, 三浦陽子, 小松佑規, 高木昌宏
    • Organizer
      特定領域研究「バイオ操作」第7回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京エレクトロンホール宮城
    • Year and Date
      2009-03-06
  • [Presentation] Shape transition of cell-sized liposomes : Osmotic stress and oxidatine stress2008

    • Author(s)
      依田毅, 濱田勉, Mundelamji Vbstergaard, 高木昌宏
    • Organizer
      Evolution of Complex systems
    • Place of Presentation
      沖縄OISTシーサイドハウス
    • Year and Date
      2008-12-13
  • [Presentation] Budding dynamics in multi-component giant liposomes2008

    • Author(s)
      T. Hamada, K. Ishii M. Takagi
    • Organizer
      Julich Soft Matter Days 2008
    • Place of Presentation
      ドイツポンGustav-Stresemann Iustitut
    • Year and Date
      2008-11-12
  • [Presentation] Shape transition of cell-sized liposomes : Osmotic stress and oxidatine stress2008

    • Author(s)
      依田毅, 濱田勉, 高木昌宏
    • Organizer
      JAIST Nano Technology 2008
    • Place of Presentation
      北陸先端科学技術大学院大学ハイテク交流センター
    • Year and Date
      2008-10-24
  • [Presentation] アミロイドβタンパク質の凝集と生体模倣モデル膜中の脂質との相互作用2008

    • Author(s)
      森田雅宗, Vestergaard Mundelanji, 濱田勉, 高木昌宏
    • Organizer
      第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学すずかけ台キャンパス
    • Year and Date
      2008-09-18
  • [Presentation] ラフト含有巨大リポソームによるタンパク質非依存型エンドサイトーシス2008

    • Author(s)
      濱田勉, 高木昌宏
    • Organizer
      第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学すずかけ台キャンパス
    • Year and Date
      2008-09-18
  • [Presentation] Domain-Mediated Endocytic Budding in a Raft-Exhibiting Giant Liposome2008

    • Author(s)
      Tsutomu Hamada Masahiro Takagi
    • Organizer
      3^<rd> International Workshop on Approaches to Sing-Cell Analysis
    • Place of Presentation
      ETH Center Main Building(HG) Zurich Switzerland
    • Year and Date
      2008-09-11
  • [Presentation] 人工細胞膜の非線形現象2008

    • Author(s)
      濱田勉
    • Organizer
      HMC研究会「現象と数理解析」
    • Place of Presentation
      金沢大学サテライトプラザ
    • Year and Date
      2008-08-28
  • [Presentation] 非対称2分子膜リポソームの構築2008

    • Author(s)
      小松佑規, 三浦陽子, 濱田勉, 高木昌宏
    • Organizer
      第60回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学土樋キャンパス
    • Year and Date
      2008-08-28
  • [Presentation] リン脂質の構造に依存した膜小胞形態変化のダイナミクス2008

    • Author(s)
      石井健一, 川口耕平, 濱田勉, 高木昌宏
    • Organizer
      第60回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学土樋キャンパス
    • Year and Date
      2008-08-28
  • [Presentation] 脂質ラフトドメインの動的構造と安定性2008

    • Author(s)
      山口健太郎, 鈴木えり子, 濱田勉, 高木昌宏
    • Organizer
      第66回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学土樋キャンパス
    • Year and Date
      2008-08-28
  • [Presentation] Endo-and exocytic vesiculation of lipid membranes upon photoirradiation2008

    • Author(s)
      K. Ishii T. Hamada M. Hatakeyama T. Nagasaki M. Takagi
    • Organizer
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
    • Place of Presentation
      京都大学芝蘭会館
    • Year and Date
      2008-06-03
  • [Presentation] 光感受性リボソームの動的形態変化2008

    • Author(s)
      石井健一, 濱田勉, 畠山剛臣, 長崎健, 高木昌宏
    • Organizer
      日本膜学会第30年会
    • Place of Presentation
      東京理科大学森戸記念館
    • Year and Date
      2008-05-16
  • [Presentation] Experimental study of an artificial biomembrane : morphological transition and oscillatory motion2008

    • Author(s)
      T. Hamada
    • Organizer
      Workshop on NonlinearDynamics and Applications
    • Place of Presentation
      北陸先端科学技術大学院大学
    • Year and Date
      2008-04-30

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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