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アミロイドβの膜局在・膜挙動による毒性メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 11J10735
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

森田 雅宗  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, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードアミロイドβペプチド / 細胞サイズリポソーム / 相分離構造 / ドメインダイナミクス / 膜局在 / 膜ダイナミクス / 固体秩序相
研究概要

研究の目的は、アルツハイマー病原因ペプチドのアミロイドβ(Aβ)の膜局在・膜挙動を解析し、Aβの毒性機構を探ることである。前年度に膜面上におけるAβの局在観察を行った、今年度はAβの膜ダイナミクス観察として、膜物性変化測定を報告する。
細胞膜に見られるドメイン構造(ラフト)を細胞サイズリポソーム膜上に再現し、重合度の異なるAβが膜吸着した際における膜の物性変化と膜ダイナミクスを解析した。脂質には、不飽和脂質DOPC,飽和脂質DPPC,コレステロール(Chol)の3種類を用いた。混合比率をDOPC/DPPC/Chol=40/40/20の割合で調整し、DOPCからなる無秩序液体相(Ld相)、DPPC,Cholからなる秩序液体相(Lo相)と2相からなるLo/Ld相分離ベシクルを作成した。Aβは膜局在(M.Morita,et al.Soft Matter 2012)の結果を基に、モノマーおよびオリゴマーを使用した。膜局在の結果では、モノマーおよびオリゴマーはLd相へ局在することが明らかになっている。そこで、初めに、ドメイン(Lo相)のブラウン運動を追跡、ドメインの拡散係数を導出することで、モノマーおよびオリゴマーがLd相の粘性にどの程度の影響を与えたか解析した。膜の粘性は通常0.1[Ns/m^2]であるが、モノマーでは0.2~0.4[Ns/m^2]、オリゴマーでは04~1.6[Ns/m^2]まで増加させることを明らかにした。さらに、膜ダイナミクスにおいて、オリゴマーは、膜面全体の揺らぎとドメインの曲率に依存しない出芽現象という浸透圧などの刺激とは異なるAβ特有の膜ダイナミクスを誘起した。これは、AβがLd相の粘性を増加し、ドメイン界面に働く線長力を低下させることで引き起こされた現象であることを考察した。本結果は、膜物性の観点から、Aβが膜に及ぼす毒性の効果を明らかにした成果である。
本成果は、現在、国際誌への投稿論文準備中である。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (11件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Membrane fusion and vesicular transformation induced by Alzheimer's amyloid beta2013

    • 著者名/発表者名
      M. C. Vestergaard, M. Morita. T. Hamada, M.Takagi.
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta Biomembr.

      巻: 1828 号: 4 ページ: 1341-1321

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2013.01.015

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-Dependent Partitioning of Nano/Microparticles Mediated by Membrane Lateral Heterogeneity2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hamada, M. Morita, M. Miyakawa, R. Sugimoto, A. Hatanaka, M. C. Vestergaard, M. Takagi.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 134 号: 34 ページ: 13990-13996

    • DOI

      10.1021/ja301264v

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion Permeation by a Folded Multiblock Amphiphilic Oligomer Achieved by Hierarchical Construction of Self-Assembled Nanopores.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Muraoka, T. Shima, T. Hamada, M. Morita, M. Takagi, K. V. Tabata, H. Noji, K. Kinbara.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 134 号: 48 ページ: 19788-19794

    • DOI

      10.1021/ja308342g

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective localization of Alzheimer's amyloid beta in membrane lateral compartments2012

    • 著者名/発表者名
      M.Morita、T.Hamada, Y.Tendo, T.Hata, M.C.Vestergaard, M.Takagi
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 8 号: 10 ページ: 2816-2819

    • DOI

      10.1039/c2sm07185a

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physicochemical Profiling of Surfactant-Induced Membrane Dynamics in a Cell-Sized Liposome2012

    • 著者名/発表者名
      T.Hamada, H.Hagihara, M.Morita, M.C.Vestergaard, Y.Tsujino, M.Takagi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 3 号: 3 ページ: 430-435

    • DOI

      10.1021/jz2016044

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mimicking multipass transmembrane proteins : synthesis, assembly and folding of alternating amphiphilic multiblock molecules in liposomal membranes2011

    • 著者名/発表者名
      T.Muraoka, T.Shima, T.Hamada, M.Morita, M.Takagi, K.Kinbara
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 47 号: 1 ページ: 194-196

    • DOI

      10.1039/c0cc02420a

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アミロイドβが誘起する膜物性変化2013

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, Mun'delanji Vestergaard, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀)
    • 年月日
      2013-03-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 細胞モデル膜を用いたアミロイドβの膜局在・膜ダイナミクス解析2012

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, Mun'delanji Vestergaard, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫)
    • 年月日
      2012-10-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβが誘起する相分離膜ダイナミクス2012

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, Mun'delanji Vestergaard, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川)
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 細胞サイズリポソームにおけるアミロイドβペプチドの膜局在・膜挙動解析2012

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, Mun'delanji Vestergaard, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      日本生物工学会中部支部例会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 年月日
      2012-08-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Selective Localization of Amyloid Beta Peptides in Phase-separated Membrane2012

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, 濱田勉, 天童裕衣子, Mun'delanji Vestergaard, 高木昌宏
    • 学会等名
      International Association of Colloid and Interface Scientists 2012
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城)
    • 年月日
      2012-05-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 相分離膜面におけるアミロイドβの膜局在と膜挙動2012

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗、Mun'delanji Vestergaard、濱田勉、高木昌宏
    • 学会等名
      日本物理学会・第67回年次大会・春季大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫)
    • 年月日
      2012-03-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Localization of Amyloid Beta Peptides in Phase-Separated Membranes2012

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, 濱田勉, 天童裕衣子, Mun'delanji Vestergaard, 高木昌宏
    • 学会等名
      Phase Transition Dynamics in Soft Matter : Bridging Microscale and Mesoscale
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2012-02-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロな脂質膜界面におけるアミロイドβペプチドの選択的局在2012

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, 濱田勉, 天童裕衣子, Mun'delanji Vestergaard, 高木昌宏
    • 学会等名
      神戸大学先端融合科学シンポジウムタンパク質アセンブリ-会合、超分子化、凝集-
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2012-01-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Selective localization of Alzheimer's amyloid beta and peptide-induced membrane dynamics2012

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, Mun'delanji Vestergaard, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      The First International Symposium on Biofunctional chemistry
    • 発表場所
      東工大蔵前会館(東京)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβによるベシクル膜挙動2011

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗、Mun'delanji Vestergaard、濱田勉、高木昌宏
    • 学会等名
      第1回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都)
    • 年月日
      2011-08-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] モデル細胞膜におけるアミロイドβペプチドの膜局在・膜挙動解析2011

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗、Mun'delanji Vestergaard、濱田勉、高木昌宏
    • 学会等名
      日本生物工学会・若手会夏のセミナー
    • 発表場所
      春日居びゅーホテル(山梨)
    • 年月日
      2011-07-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/~s1040016/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/ms/labs/takagi/index

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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