リン脂質非対称膜リポソームを基盤とした人工トランスロコンの創出

• 研究課題/領域番号: 15H05493
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所 (2017); 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー (2015-2016)
• 研究代表者: 神谷 厚輝 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 人工細胞膜システムグループ, 研究員(任期有) (70612315)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円); 2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2015年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
• キーワード: リポソーム / リン脂質非対称膜 / 膜タンパク質 / マイクロ流体デバイス / 人工細胞モデル / 人工細胞 / マイクロデバイス / ベシクル / 無細胞タンパク質合成系

研究成果の概要

本研究では、真核細胞の細胞膜のリン脂質組成非対称膜リポソーム膜上でのペプチドや膜タンパク質等の生体分子の相互作用観察を通して、リン脂質非対称膜の重要性の検討を目的とした。本研究課題では、大きく分け３つの成果を挙げた。１つ目は、あるリン脂質非対称膜組成であると、膜タンパク質の再構成量が増大した。２つ目は、１つのデバイスで逐次的に様々なリン脂質を持った非対称膜リポソームが作製可能なデバイスを構築した。３つ目は、リポソームの経時観察時は、ブラウン運動を抑制するためにリポソームを固定化する必要があり、静水圧で細胞やリポソームを所望の形状・順番で固定化するデバイスを開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Well-Controlled Cell-Trapping Systems for Investigating Heterogeneous Cell-Cell Interactions (2018)
  • 著者名/発表者名: Kamiya Koki、Abe Yuta、Inoue Kosuke、Osaki Toshihisa、Kawano Ryuji、Miki Norihisa、Takeuchi Shoji
  • 雑誌名: Advanced Healthcare Materials 巻: 7 号: 6 ページ: 1701208-1701208
  • DOI: 10.1002/adhm.201701208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential generation of asymmetric lipid vesicles using a pulsed-jetting method in rotational wells (2018)
  • 著者名/発表者名: Gotanda Masahide、Kamiya Koki、Osaki Toshihisa、Fujii Satoshi、Misawa Nobuo、Miki Norihisa、Takeuchi Shoji
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: 261 ページ: 392-397
  • DOI: 10.1016/j.snb.2018.01.149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant liposome formation toward the synthesis of well-defined artificial cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Kamiya Koki、Takeuchi Shoji
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry B 巻: 5 号: 30 ページ: 5911-5923
  • DOI: 10.1039/c7tb01322a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-sized asymmetric lipid vesicles facilitate the investigation of asymmetric membranes (2016)
  • 著者名/発表者名: Koki Kamiya, Ryuji Kawano, Toshihisa Osaki, Kazunari Akiyoshi, and Shoji Takeuchi
  • 雑誌名: Nature Chemistry 巻: 8 号: 9 ページ: 881-889
  • DOI: 10.1038/nchem.2537
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] NANO-SIZED ASYMMETRIC LIPID VESICLES FOR DRUG CARRIER APPLICATIONS (2018)
  • 著者名/発表者名: Koki Kamiya, Toshihisa Osaki, Satoshi Fujii, Nobuo Misawa,and Shoji Takeuchi
  • 学会等名: MEMS 2018
  • 国際学会
• [学会発表] マイクロデバイスを用いたリポソーム作製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 神谷厚輝、大崎寿久、藤井聡志、三澤宣雄、竹内昌治
  • 学会等名: 第１回分子ロボティクス年次大会
• [学会発表] 人工細胞膜内の生体分子運動を観察可能とする非対称膜リポソームの連続的作製法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 五反田真秀、神谷厚輝、大崎寿久、藤井聡志、三澤宣雄、三木則尚、竹内昌治
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会 2017
• [学会発表] 細胞膜相互作用観察可能なジェット水流印加によるリン脂質非対称膜リポソームの作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神谷厚輝、大崎寿久、川野竜司、竹内昌治
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第35回研究会
• [学会発表] 脂質膜組成交換デバイスによる非対称人工細胞膜間の分子運動観察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 五反田真秀、神谷厚輝、大崎寿久、藤井聡志、三澤宣雄、三木則尚、竹内昌治
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第35回研究会
• [学会発表] Artificial Cell Assembly Using Bottom-Up Approach (2017)
  • 著者名/発表者名: Koki Kamiya
  • 学会等名: 23rd iCeMS International Symposium“Emerging Science for Unlocking Cell's Secrets”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SEQUENTIAL PRODUCTION OF VARIOUS TYPES OF ASYMMETRIC LIPID VESICLES USING PULSE JET FLOW (2017)
  • 著者名/発表者名: Masahide Gotanda, Koki Kamiya, Toshihisa Osaki, Satoshi Fujii, Nobuo Misawa, Norihisa Miki and Shoji Takeuchi
  • 学会等名: TRANSDUCERS 2017
• [学会発表] Reconstitution amount of membrane proteins was controlled by components of asymmetric lipid vesicles (2017)
  • 著者名/発表者名: Koki Kamiya, Toshihisa Osaki, Ryuji Kawano, Shoji Takeuchi
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会年会
• [学会発表] FORMATION OF A GIANT LIPID VESICLE CONTAINING TWO TYPES OF LIQUID SOLUTIONS USING A THETA-GLASS CAPILLARY (2017)
  • 著者名/発表者名: Koki Kamiya, Toshihisa Osaki, Satoshi Fujii, Nobuo Misawa, and Shoji Takeuchi
  • 学会等名: MicroTAS 2017
• [学会発表] 非対称人工細胞膜間における生体分子の拡散運動観察ため手法開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 五反田真秀、神谷厚輝、大崎寿久、藤井聡志、三澤宣雄、三木則尚、竹内昌治
  • 学会等名: 第8回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
• [学会発表] 細胞膜を模倣したリン脂質非対称膜と生体分子の相互作用観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神谷厚輝、大崎寿久、竹内昌治
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] リン脂質非対称膜リポソームによる膜タンパク質の取り込み挙動の観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神谷厚輝、大崎寿久、竹内昌治
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会9.0
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都新宿区)
  • 年月日: 2016-11-21
• [学会発表] 多種類の非対称膜組成リポソームの連続作製法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 五反田真秀、神谷厚輝、大崎寿久、藤井聡志、三澤宣雄、三木則尚、竹内昌治
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会9.0
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都新宿区)
  • 年月日: 2016-11-21
• [学会発表] リン脂質非対称膜リポソームへの無細胞発現系で発現させた膜タンパク質の再構成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神谷厚輝、大崎寿久、竹内昌治
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 膜タンパク質やリン脂質非対称膜を再構成した人工細胞膜の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神谷厚輝、竹内昌治
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会 8.0
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2015-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] OBSERVATION OF LIPID MOTION IN ASYMMETRIC GIANT VESICLES (2015)
  • 著者名/発表者名: Koki Kamiya, Toshihisa Osaki and Shoji Takeuchi
  • 学会等名: Micro TAS2015
  • 発表場所: 韓国慶州
  • 年月日: 2015-10-25
  • 国際学会
• [学会発表] Preparation of artificial cell models by bottom-up approach (2015)
  • 著者名/発表者名: 神谷厚輝
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学(石川県金沢市)
  • 年月日: 2015-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] リン脂質非対称膜リポソームによる生体分子の挙動観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神谷厚輝、大崎寿久、川野竜司、竹内昌治
  • 学会等名: 第25回バイオ・高分子シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都目黒区)
  • 年月日: 2015-07-23
• [図書] 人工細胞とその応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田昭太郎、神谷厚輝、竹内昌治
  • 総ページ数: 215
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 現代化学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤井聡志、神谷厚輝、竹内昌治
  • 出版者: 東京化学同人
• [備考] 神奈川県立産業技術総合研究所 人工細胞膜システムグループ
  • URL: https://www.kanagawa-iri.jp/r_and_d/project_res/labo_intro/takeuchi_project/
• [備考] 竹内昌治研究室
  • URL: http://www.hybrid.iis.u-tokyo.ac.jp
• [備考] 神奈川県立産業技術総合研究所
  • URL: https://www.kanagawa-iri.jp/
• [備考] 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー
  • URL: https://www.newkast.or.jp/
• [備考] 東京大学竹内研究室
  • URL: http://www.hybrid.iis.u-tokyo.ac.jp/