2015 Fiscal Year Research-status Report
細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明
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26650044
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (20580989)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 合成生物学 / 細胞再構成 / リポソーム / 人工細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
物質と細胞の間にある根本的なギャップを明確にし、埋めていくことによって、生体物質群から増殖可能な細胞を再構成するために必要とされる条件を解明できる可能性がある。本研究は、申請者らがごく最近開発した生細胞と同等の濃度成分を持つ人工細胞(L-MAC)をスタート物質とし、膜タンパク質やゲノムDNA、時空間制御機構などの要素を付加し、生細胞に漸近させ、物質と細胞のギャップを明確にすることを目的としている。
本年度、大腸菌の膜タンパク質群が再構築されたリポソームの形成条件を追求した。大腸菌の中には千種以上の膜タンパク質が存在するため、1つ1つ膜タンパク質を精製して導入する方法は現実的ではない。そこで、リゾチーム処理と浸透圧ショックを併用し、内膜成分からなるナノスケール小胞として膜タンパク質群を調製した。その後、凍結融解時における脂質膜の融合現象を利用し、リポソームと融合させた。ナノスケール小胞に導入したGFP融合膜タンパク質や、Rhodamine標識された脂質からなるリポソームと、内部領域の指標としてのBFPを用いたところ、大腸菌の内膜タンパク質群を保持していると判断されるリポソームを構築できた。
また、当初予期していなかったことであるが、細胞内の動的因子が内部状態に与える影響を解析する過程で、平面膜では機能する動的な化学反応と物質拡散に依存した波(Minシステム)が人工細胞内ではほとんど動的な性質を示さないことを発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
目標として掲げていた膜タンパク質群を保持したリポソームの作製まで到達した。また、想定以上の結果として、昨年からの課題であった、人工細胞内におけるMin波の出現頻度をほぼ100%とする条件を見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
導入した膜タンパク質群が機能的であることを栄養取り込みとそれに伴うタンパク質合成能を指標に解析する。また、ゲノムDNAが人工細胞内環境の物理化学的な性質に与える影響を解析する。
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