2015 Fiscal Year Annual Research Report
人工分子針の細胞膜貫通制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
26102513
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
上野 隆史 東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (70332179)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | タンパク質 / 膜透過 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
成果1：バクテリオファージT4から再構築された三本鎖βヘリックス針蛋白質の細胞膜貫通反応細胞は細胞膜によって外界から隔てられており、ウイルスのような天然の分子機械は、高効率かつ直接的に細胞膜を透過する。T4ファージは、gp5と呼ばれる三重鎖βヘリックス針蛋白質を用いて大腸菌の外膜に穴を開ける。近年他のファージの尾部にもβヘリックスが確認されており（図4）、細胞膜貫通反応に重要な役割を果たすと推定されているものの、実験的に細胞への取り込みを解析した例はなかった。本研究では、βヘリックスからなる人工蛋白質針β-PNが（1）エンドサイトーシスを経ない直接的な機構で赤血球に取り込まれること、（2）その取り込みに表面電荷が寄与していることを見出した。この結果は、βヘリックスの細胞膜透過反応を実験的に示した初めての例である。β-PNは細胞内分子輸送に応用可能であり、既にβ-PNによる外来物質の細胞内輸送を実現にも成功した。さらにHSAFMなどによる詳細な解析から、一分子レベルで膜透過メカニズムの検証に成功した
成果2：金属―蛋白質針複合体を用いた効率的な細胞内一酸化炭素輸送によるNF-κB活性化
一酸化炭素（CO）は細胞保護作用、抗炎症作用等を担うシグナル分子として機能することが報告されている。細胞内にCOを輸送するために、主に金属カルボニルからなるCO輸送分子（CORM）が用いられてきた。しかしながら、細胞内への取り込み効率の低さ、安定性の低さ等が問題視されており、COを用いたシグナル伝達制御のために、より効率的な細胞内輸送法の確立が求められている。本研究では、β-PN-Ru(CO)2複合体を用いた細胞内へのCO輸送法を確立し、転写因子であるnuclear factor-kappaB（NF-κB）の活性化に成功した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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