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分子夾雑下における生体分子検出法の構築

Publicly Offered Research

Project AreaChemical Approaches for Miscellaneous / Crowding Live Systems
Project/Area Number 20H04692
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

神谷 厚輝  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (70612315)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsナノポアタンパク質 / 人工細胞膜 / パッチクランプ / βバレル / リポソーム / 膜タンパク質 / マイクロデバイス / パッチクランプ法
Outline of Research at the Start

本研究では、膜タンパク質を合成生物学的手法により改変させることで、分子夾雑下での目的分子の検出を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

OmpGのβストランド数を変えることで、OmpGナノポア直径を変えられるかを検討した。βストランドを4本削除した変異体、βストランドを4本挿入した変異体等を作製し、その変異体を大腸菌で発現させ精製した。そして、これらのOmpGのイオン透過を人工細胞膜パッチクランプにて検討した。また、様々な分子量のポリエチレングリコールでOmpGナノポア内を閉塞することで、イオン透過の阻害からOmpGナノポア直径を検討した。βストランド数を減らすとナノポア直径が小さくなり、βストランド数を増やすとナノポア直径が大きくなることが分かった。例えば、かさ高い側鎖をもったアミノ基が増加すると、βストランド数を増やしてもイオン透過が減少した。したがって、βストランド数の本数だけではなく、ポア表面のアミノ酸の側鎖の状態も大きくイオン透過に関与することが分かった。また、リポソーム膜内にOmpLAを再構成し、OmpLAのホスホリパーゼ活性を活用すると、膜の曲率が変化してリポソームが分裂する様子が観察された。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Formation and function of OmpG or OmpA-incorporated liposomes using an in vitro translation system2022

    • Author(s)
      Kamiya Koki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 2376-2376

    • DOI

      10.1038/s41598-022-06314-4

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Formation of Giant Lipid Vesicle Containing Dual Functions Facilitates Outer Membrane Phospholipase2021

    • Author(s)
      Ohnishi Seren、Kamiya Koki
    • Journal Title

      ACS Synthetic Biology

      Volume: 10 Issue: 8 Pages: 1837-1846

    • DOI

      10.1021/acssynbio.0c00468

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] "Preparation and function of mutant outer membrane protein toward biomolecule detection under multimolecular crowding "2022

    • Author(s)
      Koki Kamiya Toshiyuki Tosaka
    • Organizer
      CMCB2022
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] INVESTIGATION OF ION PERMEABILITY OF MUTANT NANOPORE-FORMING PROTEIN FOR BIOLOGICAL SENSING USING A PATCH CLAMP METHOD OF THE ARTIFICIAL LIPID BILAYER2021

    • Author(s)
      Toshiyuki Tosaka, Koki Kamiya
    • Organizer
      The 25th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 様々な大きさの生体分子検出を目指した改変型βバレルナノポアタンパク質の物質透過性の検討2021

    • Author(s)
      登坂俊行、神谷厚輝
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第43回研究会(CHEMINAS 43)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of pore diameter conversion of β-barrel nanopore-forming protein by changing number of β-strands2021

    • Author(s)
      登坂俊行、神谷厚輝
    • Organizer
      第59回生物物理学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] βストランド数変化によるβバレルナノポアタンパク質のポアサイズ変換と生体分子の検出2021

    • Author(s)
      登坂俊行、神谷厚輝
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Control of outer membrane phospholipase A (OmpLA) functions on an artificial lipid bilayer membrane2021

    • Author(s)
      Seren Ohnishi, Koki Kamiya
    • Organizer
      65th Biophysical Society Annual Meeting
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] INVESTIGATION OF SUBSTANCE PERMEABILITY OF MUTANT BETA-BARREL NANOPORE-FORMING PROTEIN2021

    • Author(s)
      Toshiyuki Tosaka, Koki Kamiya
    • Organizer
      65th Biophysical Society Annual Meeting
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] βバレルナノポア形成タンパク質のβストランド数変化によるポアサイズ変換の検討2021

    • Author(s)
      登坂俊行、神谷厚輝
    • Organizer
      日本化学会 第101春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 平面二重膜の組成の違いによるOmpGの膜への挿入の違いについて2020

    • Author(s)
      登坂俊行、神谷厚輝
    • Organizer
      第58回日本生物物理学会 年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Outer membrane phospholipaseA (OmpLA)を用いた細胞モデルの構築2020

    • Author(s)
      大西瀬蓮、神谷厚輝
    • Organizer
      第58回日本生物物理学会 年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 2つの機能をもつ人工細胞モデルの構築2020

    • Author(s)
      大西瀬蓮、神谷厚輝
    • Organizer
      細胞を創る研究会13.0
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 複雑な生命現象の理解に向けた高次な人工細胞膜の創成2020

    • Author(s)
      神谷厚輝
    • Organizer
      細胞を創る研究会13.0
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 変異型ナノポア形成タンパク質のナノポア形成の検討2020

    • Author(s)
      登坂俊行、神谷厚輝
    • Organizer
      細胞を創る研究会13.0
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 群馬大学 大学院理工学府 分子科学部門 神谷研究室

    • URL

      http://kamiya.chem-bio.st.gunma-u.ac.jp/index2.html

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

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