2012 Fiscal Year Annual Research Report
人工細胞を用いた反応場サイズと内部反応の関係性の解明
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23700361
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松浦 友亮 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50362653)
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| Keywords | 細胞サイズ / 区画化 / 細胞内反応 / 微小反応場 |
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| Research Abstract |
細胞のサイズは内部の反応にどのような影響を与えているのだろうか？特定のシグナルカスケードを稼働させるのに、細胞サイズが寄与していること、もしくは、細胞には生育に適したサイズが存在しうることが議論されている。一方で、細胞のサイズ変化のみが内部反応に与える影響を実験により解明する試みはほとんどない。本研究では、oil層にwater層が分散しているw/o emulsionを用い、その内部に完全再構成無細胞翻訳系（PURE system）を封入する。これにより、サイズの異なる反応場に蛋白質合成反応を内包した、既知の成分のみからなる「人工細胞」を再構成し、これを用いて内部反応に反応場サイズが与える影響を調べることを目指した。
２３年度はw/o emulsion内蛋白質合成系を確立した。具体的には、レポータ蛋白質であるβ-グルクロニダーゼ（GUS）とβ-ガラクトシダーゼ（GAL）を用いた合成反応の検出系を構築した。さらに、それらの反応がDNA濃度が高いところでは、emulsionの液的のサイズに依存しない条件を見いだした。これにより、サイズの異なるemulsion内でのGUS, GAL合成反応のリアルタイム検出が可能となった。
２４年度は、サイズの異なる区画にサイズの異なる微小反応場におけるGUSとGAL合成反応のダイナミクス解析を行った。GUS合成反応は４量体形成が反応律速になっているため、反応場サイズが小さいほど４量体の会合反応が加速され、一方で、GALではそのようなサイズ依存性は見られなかった。この結果は、GUS、GAL合成反応の速度論モデル（理論）と合致していた。このように、反応場サイズと内部反応ダイナミクスの関係性を定量的に明らかにすることに成功した。
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