2023 Fiscal Year Annual Research Report
Bottom-up creation of an artificial cell-based biofilm
Publicly Offered Research
Project Area | Bottom-up creation of cell-free molecular systems: surpassing nature |
Project/Area Number |
22H05414
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Research Institution | Nagahama Institute of Bio-Science and Technology |
Principal Investigator |
石川 聖人 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (70750602)
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Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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Keywords | ナノファイバータンパク質 / 人工細胞 / リポソーム / バイオフィルム / ナノボディ |
Outline of Annual Research Achievements |
申請時の計画に従い、細菌性ナノファイバータンパク質AtaAの両末端にSNAPタグを融合したタンパク質を設計し、大腸菌質内で発現させて精製した。ベンジルグアニン(BG)基で修飾された脂質を含むリポソームをこれと反応させた。BG基脂質を有するリポソーム(BGリポソーム)への効率的な修飾が確認されたものの、BG基脂質を含まないリポソームもわずかに修飾されてしまうという、反応特異性についての課題を残した。 申請時には計画していなかった構想ではあるが、抗Akt3ナノボディとAkt3のN末端部をSNAPタグに融合した組換えタンパク質を構築し、BGリポソームをこれらで特異性高く修飾することに成功した。これらを混ぜると抗原抗体反応によりリポソーム同士が結合する。SNAPタグ融合の抗Akt3ナノボディとSNAPタグ融合のAkt3は大腸菌で発現させると封入体を形成してしまうが、リフォールディングによりSNAPタグと抗体抗原反応の両活性を回復させる条件を見出した。SNAPタグ融合の抗Akt3ナノボディとSNAPタグ融合のAkt3を、それぞれ用いて修飾したBGリポソームどうしを混ぜあわせ、共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、天然バイオフィルムのような大きな構造体を形成していることが確認できた。役立つ機能を有する人工細胞を高密度に集合化させ、高効率化させる基盤となると期待している。また、同学術変革領域に参画する研究者らとの共同研究を開始することができ、自然拡散によるリポソーム同士の集合だけでなく、光ピンセットによる集合体デザインの実現可能性が示唆された。集合させたリポソームに協奏的な化学反応をさせることを計画していたが、研究期間中に十分な検討はすることができなかった。ただし、領域参画研究者とは反応系についての議論をし、考えを深化できたので継続して取組む予定である。
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Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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