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2014 Fiscal Year Annual Research Report

細胞小器官の組み込みによる人工細胞模型の構築

Research Project

Project/Area Number 25610117
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

野村 慎一郎  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50372446)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords人工細胞モデル / リポソーム
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,単離した細胞内小器官を細胞サイズリポソーム(GUV)内に導入する手法を基盤として,新規な人工細胞モデルシステムの創出を目的としている.「GUV-細胞電気融合法」によって,細胞の内部空間にさまざまな人工物質を送り込めることが明らかになり,特許申請を行い,論文に報告した(PLoS ONE誌).交流電場によって整列させたGUVと細胞に対して,パルス電場を印加することによって細胞膜とリポソーム膜を一時的に融合し,形成される孔を介して人工物が導入される.蛍光ビーズとHeLa細胞を用いて,導入される物質のサイズ依存性をレーザー共焦点顕微鏡,フローサイトメータを用いて調べ,直径1マイクロメートルまでならば細胞内部に導入されることがわかった.またサイズが合えば磁気ビーズやプラスミド,DNAオリガミ,およびこれらの混合液もまとめて導入されうることも明らかになった.本法の利点として,人工物質を,ペプチドタグや正電荷脂質などの化学的なモディファイなしにそのまま細胞内(サイトゾル)に導入できる点,外膜突破やエンドソーム脱出の経路を考えなくてもよい点,等が挙げられる.本件は他の生理活性物質の導入について試験を進めており, PCT出願を準備中である.この成果は,遺伝子導入を伴わない細胞の機能改変や,細胞の機能再構成に大きく貢献するものと考えている.

  • Research Products

    (23 results)

All 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Polymorphic Ring-Shaped Molecular Clusters Made of Shape-Variable Building Blocks2015

    • Author(s)
      Keitel Cervantes-Salguero, Shogo Hamada, Shin-ichiro M. Nomura, Satoshi Murata
    • Journal Title

      Nanomaterials

      Volume: 5 Pages: 208-217

    • DOI

      10.3390/nano5010208

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Trading polymeric microspheres: Exchanging DNA molecules via microsphere interaction.2015

    • Author(s)
      Morimoto, N., Muramatsu, K., Nomura, S.-I. M., & Suzuki, M.
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces B-Biointerfaces

      Volume: 128C Pages: 95-99

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2015.02.014.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DNAナノテクノロジーのためのアウトリーチツールの開発と評価2014

    • Author(s)
      吉澤 慧,藤原 慶,野村 M. 慎一郎,村田 智
    • Journal Title

      形の科学会誌

      Volume: 29(2) Pages: 87-96

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Introducing Micrometer-Sized Artificial Objects into Live Cells:A Method for Cell-Giant Unilamellar Vesicle Electrofusion2014

    • Author(s)
      Akira C. Saito, Toshihiko Ogura, Kei Fujiwara, Satoshi Murata, Shin-ichiro M. Nomura
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 9(9) Pages: e106853

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0106853

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reconstitution of intracellular environments in vitro and in artificial cells2014

    • Author(s)
      Kei Fujiwara, Miho Yanagisawa and Shin-ichiro M. Nomura
    • Journal Title

      BIOPHYSICS

      Volume: 10 Pages: 43-48

    • DOI

      10.2142/biophysics.10.43

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] dipalmitoylglyceryl poly(N-isopropylacryla- mides) vesicles : real-time morphology observation in aqueous suspension and in the presence of giant liposomes2014

    • Author(s)
      Nobuyuki Morimoto, Yu Sasaki, Kouki Mitsunushi, Evgeniya Korchagina, Tetsuichi Wazawa, Xing-Ping Qiu, Shin-ichiro M. Nomura, Makoto Suzuki, Françoise M. Winnik
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 50 Pages: 8350-8352

    • DOI

      10.1039/C4CC03199G

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 細胞のメカノトランスダクション研究の新技法提案:リポソームから細胞内への「巨大」人工物導入法2014

    • Author(s)
      齋藤 C. 明,野村 M. 慎一郎
    • Journal Title

      細胞工学

      Volume: 33(9) Pages: 928-933

  • [Presentation] 人工細胞工学と分子ロボティクス2015

    • Author(s)
      野村 M. 慎一郎
    • Organizer
      平成26 年度 高分子学会東北地区先端高分子セミナー
    • Place of Presentation
      岩沼屋,仙台市
    • Year and Date
      2015-03-09
    • Invited
  • [Presentation] Designing an Artificial Ion Channel From DNA origami2014

    • Author(s)
      Kazuki Hirahara, Ibuki Kawamata, Satoshi Murata, Shin-ichiro M. Nomura
    • Organizer
      CBI学会2014年大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀,東京
    • Year and Date
      2014-11-28 – 2014-11-30
  • [Presentation] Single-molecular Activity Measurement of Enzymes Attached to DNA origami2014

    • Author(s)
      Ban Okabayashi, Ibuki Kawamata, Shin-ichiro M. Nomura, Satoshi Murata
    • Organizer
      CBI学会2014年大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀,東京
    • Year and Date
      2014-11-28 – 2014-11-30
  • [Presentation] Introduction of DNA nanostructures and multiple µm-sized objects into live cells by a novel cell-GUV electrofusion method2014

    • Author(s)
      Akira C. Saito,Toshihiko Ogura, Satoshi Murata, and Shin-ichiro M. Nomura
    • Organizer
      CBI学会2014年大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀,東京
    • Year and Date
      2014-11-28 – 2014-11-30
  • [Presentation] 律移動型人工アメーバの構築2014

    • Author(s)
      田中 義明,平塚 祐一,野村 M. 慎一郎
    • Organizer
      細胞を創る研究会7.0
    • Place of Presentation
      東京大学弥生会館,東京
    • Year and Date
      2014-11-13 – 2014-11-14
  • [Presentation] 分子アメーバの構築に向けて2014

    • Author(s)
      野村 慎一郎, 田中 義明,平塚 祐一,藤原 慶,村田 智
    • Organizer
      第6回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ、島根県
    • Year and Date
      2014-10-21
  • [Presentation] 細胞―GUV電気融合法による複数種マイクロメートルサイズ人工物の同時導入2014

    • Author(s)
      齋藤 明,小椋 利彦, 野村 慎一郎
    • Organizer
      第3回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2014)
    • Place of Presentation
      仙台国際会議場,仙台
    • Year and Date
      2014-10-02 – 2014-10-04
  • [Presentation] Introducing micro-meter size objects into live cells mediated by cell-GUV electro fusion2014

    • Author(s)
      齋藤 明,小椋 利彦, 藤原 慶, 村田 智, 野村 M. 慎一郎
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター,札幌
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] Toward creating an autonomous mobile artificial amoeba2014

    • Author(s)
      田中 義明, 平塚 祐一, 藤原 慶, 村田 智, 野村 M. 慎一郎
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター,札幌
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] 自律移動型人工アメーバの構築に向けて2014

    • Author(s)
      野村 M. 慎一郎, 田中 義明,平塚 祐一,藤原 慶,村田 智
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学,長崎
    • Year and Date
      2014-09-24
  • [Presentation] 細胞-GUV電気融合法による巨大人工物導入について2014

    • Author(s)
      齋藤 明,小椋 利彦, 藤原 慶, 村田 智, 野村 M. 慎一郎
    • Organizer
      第54回生物物理若手の会
    • Place of Presentation
      西浦温泉ホテルたつき,名古屋
    • Year and Date
      2014-08-08 – 2014-08-11
  • [Presentation] Simultaneous and efficient introduction of multiple micrometer-sized objects into live cells by a novel cell-GUV electrofusion technique2014

    • Author(s)
      Akira C. Saito, Toshihiko Ogura, Kei Fujiwara, Satoshi Murata, Shin-ichiro M. Nomura
    • Organizer
      IUPAB 2014 International Biophysics Congress
    • Place of Presentation
      Brisbane, Australia
    • Year and Date
      2014-08-03 – 2014-08-07
  • [Presentation] Molecular Robotics: Toward Creating an Autonomous Artificial Amoeba2014

    • Author(s)
      NOMURA M. Shin-ichiro
    • Organizer
      ALIFE14
    • Place of Presentation
      NY, USA
    • Year and Date
      2014-07-30
  • [Presentation] RNA membrane vesicle: micro compartment structure made by designed RNA molecules2014

    • Author(s)
      Shin-ichiro M. NOMURA, Hirohide SAITO, Masahiro TAKINOUE, Kei FUJIWARA, Hirohisa OHNO
    • Organizer
      Open Questions on the Origin of Life
    • Place of Presentation
      IIAS, Kyoto
    • Year and Date
      2014-07-12 – 2014-07-13
  • [Presentation] Introducing Large DNA Nanostructures Into Livnig Cells mediated by Cell-GUV Electrofusion2014

    • Author(s)
      A.C. Saito, T. Ogura, S. Murata, S.-i. M. NOMURA
    • Organizer
      FNANO14
    • Place of Presentation
      Snowbird, USA
    • Year and Date
      2014-04-14 – 2014-04-17
  • [Presentation] Cellcrawler: Giant Magnetoliposome Controlled by External Rotating Magnetic Field2014

    • Author(s)
      D. Komatsu, A.C. Saito, K. Fujiwara, S. Murata, S.-i. M. NOMURA
    • Organizer
      FNANO14
    • Place of Presentation
      Snowbird, USA
    • Year and Date
      2014-04-14 – 2014-04-17

URL: 

Published: 2016-06-01  

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