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放射線によるゲノムDNA二重鎖切断の定量的解析技術の開発と数理モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 13J01270
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 放射線・化学物質影響科学
研究機関京都大学

研究代表者

下林 俊典  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード相分離 / DNA / リポソーム / DNA / ミクロ相分離
研究実績の概要

本年度は以下の二つに関して研究を進めた。

(1) 細胞サイズの脂質二重膜小胞にDNAを内包する新規な手法に関する実験を昨年度に引き続き行った。2014年度に国際学術論文として発表した蛍光顕微鏡観察に加えて、ナノスケールでのメカニズムを明らかにする為、X線小角散乱実験を昨年度に引き続き行った。結果、脂質膜の水和ダイナミクスが、乾燥脂質膜に添加されたDNAとイオンによって促進されることが明らかとなった。これらの成果は現在学術論文として纏めており、近々投稿予定である。

(2) 研究遂行過程において発見した脂質二重膜小胞における相分離転移現象の研究を発展させた。マクロ相分離状態からミクロ相分離状態への相分離構造の転移ダイナミクスを実験的に明らかにし、数値計算においてもおよそこの転移現象を確認した。これらの転移現象は、二重膜において脂質組成が非対称である事に起因する自発曲率によって駆動されることが示唆された。更に上記の結果から期待した通りに、脂質組成が非対称になるほどドメインサイズが小さくなることを実験的に明らかにした。これは多成分脂質二重膜における相分離ドメインのサイズが脂質組成が非対称である事に起因する自発曲率によって制御されることを強く示唆している。以上の成果は、生体膜と再構成膜におけるラフトと呼ばれるドメインのサイズ不一致問題を解決する上での重要な知見といえる。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Direct observations of transition dynamics from macro- to micro-phase separation in asymmetric lipid bilayers induced by externally added glycolipids2016

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke F. Shimobayashi, Masatoshi Ichikawa and Takashi Taniguchi
    • 雑誌名

      Europhysics Letters

      巻: 113 号: 5 ページ: 56005-56005

    • DOI

      10.1209/0295-5075/113/56005

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct measurement of DNA-mediated adhesion between lipid bilayers2015

    • 著者名/発表者名
      S. F. Shimobayashi, B. M. Mognetti, L. Parolini, D. Orsi, P. Cicuta, and L. D. Michelle
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 17 号: 24 ページ: 15615-15628

    • DOI

      10.1039/c5cp01340b

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Molecular behavior of DNA in a cell-sized compartment coated by lipids2015

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Hamada, Rie Fujimoto, Shunsuke F. Shimobayashi, Masatoshi Ichikawa, Masahiro Takagi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 91 号: 6 ページ: 62717-62717

    • DOI

      10.1103/physreve.91.062717

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emergence of DNA-Encapsulating Liposomes from a DNA-Lipid Blend Film2014

    • 著者名/発表者名
      S. F. Shimobayashi and M. Ichikawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B

      巻: 118 号: 36 ページ: 10688-10694

    • DOI

      10.1021/jp506096h

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Transition dynamics from macro- to micro-phase separation in asymmetric lipid bilayers2016

    • 著者名/発表者名
      S. F. Shimobayashi, M. Ichikawa, and T. Taniguchi
    • 学会等名
      APS March meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore, USA
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Emergence of DNA-encapsulating liposomes from a DNA-lipid blend film2016

    • 著者名/発表者名
      S. F. Shimobayashi, T. Kurimura, M. Ichikawa, and M. Hishida
    • 学会等名
      APS March meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore, USA
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transition dynamics from macro- to micro-phase separation in asymmetric lipid bilayers2015

    • 著者名/発表者名
      S. F. Shimobayashi, M. Ichikawa, and T. Taniguchi
    • 学会等名
      Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脂質二重膜の非対称な組成に起因する相分離転移現象2015

    • 著者名/発表者名
      下林俊典、市川正敏、谷口貴志
    • 学会等名
      日本物理学会2015年度秋季大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Emergence of nanometer-sized raft-like domains in asymmetric lipid vesicles2015

    • 著者名/発表者名
      S. F. Shimobayashi
    • 学会等名
      Intefnaional Workshop on Challenge to Synthesizing Life
    • 発表場所
      Kanagawa
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase separation transitions in asymmetric lipid bilayers2015

    • 著者名/発表者名
      S. F. Shimobayashi, M. Ichikawa, and T. Taniguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 組成非対称な相分離膜面上における相分離転移現象:実験と数値計算2015

    • 著者名/発表者名
      下林俊典
    • 学会等名
      日本物理学会2015年度春季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 組成非対称な脂質二重膜面上における相分離転移現象:実験と数値計算2014

    • 著者名/発表者名
      下林俊典
    • 学会等名
      首都大学バイオ・ソフトマターセミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質二重膜面上における相分離転移2014

    • 著者名/発表者名
      下林俊典
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年度秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Micro phase separation of a lipid-DNA binary mixture in a dried film2014

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke F Shimobayashi
    • 学会等名
      9th Liquid Matter Conference
    • 発表場所
      Lisbon, Protgul
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Phase separation transitions in a lipid bilayer system2014

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke F Shimobayashi
    • 学会等名
      Breaking Barriers, from Physics to Biology
    • 発表場所
      Xian
    • 年月日
      2014-07-14 – 2014-07-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Emergence of DNA-encapsulating liposome from DNA-lipid blend film2014

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke F Shimobayashi
    • 学会等名
      Open Questions on the Origin of Life
    • 発表場所
      Nara
    • 年月日
      2014-07-12 – 2014-07-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 相分離パターン制御による高分子内包リポソームの効率的作製2014

    • 著者名/発表者名
      下林俊典
    • 学会等名
      第69回日本物理学会春季大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2014-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 基板フィルムのミクロ相分離構造に基づいた高分子内包リポソームの効率的作製畑2014

    • 著者名/発表者名
      下林俊典
    • 学会等名
      京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-03-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] DNAを内包した細胞サイズリポソームの作成2013

    • 著者名/発表者名
      下林俊典
    • 学会等名
      細胞を創る研究会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2013-11-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 脂質二重膜面上におけるマクロ-ミクロ相分離の転移ダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      下林俊典
    • 学会等名
      第68回日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2013-09-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 脂質二重膜面上におけるマクロ-ミクロ相分離の転移ダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      下林俊典
    • 学会等名
      コロイド界面化学討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2013-09-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 脂質二重膜面上におけるマクロ-ミクロ相分離転移ダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      下林俊典
    • 学会等名
      西日本非平衡シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2013-06-01
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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