2015 Fiscal Year Annual Research Report
複合化ベシクルによる非平衡細胞モデル系
Publicly Offered Research
| Project Area | Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems |
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| Project/Area Number |
26103516
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
濱田 勉 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 准教授 (40432140)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生物物理 / メゾスコピック系 / 脂質 / 物性実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞システムの物理学的本質を理解するため、ゲスト分子を含む複合化ベシクルを設計し、非平衡環境下で機能する細胞モデル系の実験的研究を行った。既に、ベシクル内部のDNA分子の振る舞いを決定する物理パラメータとして、小胞空間サイズが重要であることを発見している。膜のダイナミクスをカップルさせた膜-DNA複合体へとシステムを発展させるために、ベシクル空間の時間発展（膜融合システム）の設計を行った。膜融合は、細胞内の物質輸送や受精・ウィルス感染など多くの生体現象に関わる重要なプロセスであり、様々なタンパク質の援助によって起こる。ここでは、融合を人工的に制御するため、光応答性界面活性剤を利用した。光照射により膜張力の増減をコントロールすることで、融合システムの構築に成功した。マイクロマニピュレーター実験から、光照射によるリポソームの面積減少率を測定し、張力変化を見積もった。そして、膜の自由エネルギーにより、融合の中間体（融合ポア）の安定性について説明した。
また、原始的な細胞運動モデルとして、生体エネルギー（ATP分子）を利用する分子モーター・細胞骨格システムとベシクルとの複合化実験を進めた。先ず、脂質膜で被覆した油滴上を走る微小管の運動解析を行った。Cholesterolにより膜面の流動性を増減させると、微小管の運動特性が変化することを見出した。また、２つの微小管が衝突すると、運動の向きが揃う現象が観察された。これらの結果は、曲率を持ち流動性のある場における微小管の集団運動を初めて明らかにしたものである。今後、微小管の集団運動による膜への力学的フィードバックの機構を解明し、原始的な細胞動態機能を創発させる。
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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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[Journal Article] Bringing macromolecules into cells and evading endosomes by oxidized carbon nanoparticles2015
Author(s)
Sunatda Arayachukeat,Jiraporn Seemork,porntip Pan-In,Kittima Amornwachirabodee,Naunpun Sangphech,Titiporn Sansureerungsikul,Kamonluck Sathornsantikun,Chotima Vilaivan,Kazuki Shigyou,Prompong Pienpinijtham,Tirayut Vilaivan,Tanapat Palaga,Wijit Banlunara,Tsutomu Hamada,Supason Pattanaargson Wanichwecharungruang
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Journal Title
Nano Lett
Volume: 15
Pages: 3370-3376
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 光で融合するリポソーム2015
Author(s)
鈴木由衣、執行航希、永井健、濵田勉
Organizer
細胞を創る研究会8.0
Place of Presentation
大阪大学 吹田キャンパス（大阪府吹田市）
Year and Date
2015-11-12 – 2015-11-13
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