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ソフトマターの機能発現によるベシクルの形状変化:単細胞生物の運動理解へ

研究課題

研究課題/領域番号 15K05247
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関山口大学

研究代表者

浦上 直人  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (50314795)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードベシクルの形状変化 / ベシクル分裂 / 包接化合物形成 / 分子シミュレーション / ソフトマターの物理 / ベシクル / 分子動力学法 / 秩序構造形成 / 計算物理 / 生物物理 / 高分子構造・物性 / 脂質膜 / 超分子科学 / 分子認識
研究成果の概要

膜に包まれたソフトマターの秩序構造変化によって膜自体(ベシクル)の形状変化過程を調べることは、細胞運動や細胞分裂などの基本的な原理を理解する上で重要となる。そこで本研究では、(1)ベシクルのみの系における形状変化、(2)ベシクル内部の高分子鎖の構造変化によるベシクルの形状変化、(3)モデルタンパク質として修飾シクロデキストリンを用い、会合体の形成に関する研究を行った。その結果、様々なベシクルの形状やベシクル分裂のメカニズムを明らかにし、高分子鎖による可逆的な形状変化についても明らかにした。また、修飾シクロデキストリンについては、包接化合物のダイマーからオリゴマーの変化を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生命現象を理解する上で細胞分裂や運動の基本原理を理解することは重要である。細胞運動は細胞内部の分子(タンパク質)で構成される周期的な秩序構造変化で行われており、細胞分裂についても細胞内部の分子が重要な役割を担っていると考えられている。これらの研究はこれまで実際の細胞を用いたトップダウンの研究が主であったが、近年、人工生命や分子ロボットの研究で、細胞分裂や運動を制御するための必要要素を理解するために、ボトムアップからの研究が進められている。本研究では、単純なシミュレーションモデルを用いることで、細胞分裂や運動の基本原理をボトムアップの観点から理解することを目指したものである。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Molecular mechanism of vesicle division induced by coupling between lipid geometry and membrane curvatures2018

    • 著者名/発表者名
      Urakami Naohito、Jimbo Takehiro、Sakuma Yuka、Imai Masayuki
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 14 号: 16 ページ: 3018-3027

    • DOI

      10.1039/c7sm02188g

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Shape change and division of vesicles induced by flip-flop of lipids2020

    • 著者名/発表者名
      Naohito Urakami, Yuka Sakuma, Masayui Imai
    • 学会等名
      Grand Views of Soft and Liquid Matter Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベシクル分裂のメカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      浦上直人、神保岳大、佐久間由香、今井正幸
    • 学会等名
      第68回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゲスト分子の剛直性によるベシクルの可逆的な形状変化2019

    • 著者名/発表者名
      片岡祐希、浦上直人
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高分子鎖の秩序構造形成とベシクルの形状変化2019

    • 著者名/発表者名
      片岡祐希、浦上直人
    • 学会等名
      第34回中国四国地区高分子若手研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 粗視化シミュレーションによるソフトマターの秩序構造形成と変化2019

    • 著者名/発表者名
      浦上直人
    • 学会等名
      九州地区高分子若手研究会・冬の講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質分子のフリップフロップとベシクル分裂2019

    • 著者名/発表者名
      浦上直人、佐久間由香、今井正幸
    • 学会等名
      第9回ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ベシクル分裂におけるフリップフロップの影響2019

    • 著者名/発表者名
      浦上直人、佐久間由香、今井正幸
    • 学会等名
      第33回分子シミュレーション討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高分子鎖の剛直性によるベシクルの形状変化2018

    • 著者名/発表者名
      片岡祐希、浦上直人
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子鎖の影響によるベシクルの形状変化2018

    • 著者名/発表者名
      片岡祐希、浦上直人
    • 学会等名
      第33回中国四国地区高分子若手研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation of vesicle division2018

    • 著者名/発表者名
      Naohito Urakami, Takehiro Jimbo, Yuka Sakuma, Masayuki Imai
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 疎水性鎖状分子を修飾したシクロデキストリンが形成する分子デイジーチェーン構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      下枡晴菜、浦上直人、山本隆
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 修飾シクロデキストリンによる分子デイジーチェーンの構造形成メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      下枡晴菜、浦上直人
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 2分子内外における逆コーン型脂質の不均一性とベシクル分裂2017

    • 著者名/発表者名
      浦上直人、 神保岳大、佐久間由香、今井正幸
    • 学会等名
      第7回ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 修飾シクロデキストリンによる分子内・分子間包接化合物の安定性2017

    • 著者名/発表者名
      下枡晴菜、浦上直人
    • 学会等名
      第32回中国四国地区高分子若手研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子デイジーチェーン構造の形成メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      下枡晴菜、浦上直人
    • 学会等名
      第31回分子シミュレーション討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 修飾シクロデキストリンが形成する包接化合物の構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      下枡晴菜、浦上直人、山本隆
    • 学会等名
      第30回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      大阪大学・大阪府豊中市
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子鎖によって誘起されるベシクルの形状変化2016

    • 著者名/発表者名
      大下雅人、浦上直人、山本隆
    • 学会等名
      第31回中国四国地区高分子若手研究会
    • 発表場所
      とりぎん文化会館・鳥取県鳥取市
    • 年月日
      2016-11-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 修飾シクロデキストリンによる包接化合物形成シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      下枡晴菜、浦上直人、山本隆
    • 学会等名
      第31回中国四国地区高分子若手研究会
    • 発表場所
      とりぎん文化会館・鳥取県鳥取市
    • 年月日
      2016-11-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ベシクルの分裂メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      浦上直人、 神保岳大、佐久間由香、今井正幸
    • 学会等名
      第6回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      北海道大学・北海道札幌市
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 修飾シクロデキストリンが形成する包接化合物の構造とサイズ2016

    • 著者名/発表者名
      下枡晴菜、浦上直人、山本隆
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学・神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ベシクルの分裂シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      浦上直人
    • 学会等名
      第6回高分子物理学研究会
    • 発表場所
      山口大学・山口県山口市
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 修飾シクロデキストリンの包接化合物形成2016

    • 著者名/発表者名
      下枡晴菜、浦上直人、山本隆
    • 学会等名
      第6回高分子物理学研究会
    • 発表場所
      山口大学・山口県山口市
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 修飾シクロデキストリンによる多様な包接化合物の形成2016

    • 著者名/発表者名
      下枡晴菜、浦上直人、山本隆
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場・兵庫県神戸市
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ベシクルの分裂シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      浦上直人、今井正幸
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学・宮城県仙台市
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ベシクルの分裂に関する分子動力学シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      浦上直人、今井正幸
    • 学会等名
      第5回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      東北大学・宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular simulations of shape changes of vesicles2015

    • 著者名/発表者名
      Naohito Urakami
    • 学会等名
      International Workshop on Challenge to Synthesizing Life
    • 発表場所
      ホテル花月園・神奈川県足柄下郡箱根町
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベシクルの多様な形状変化過程とメカニズムの解析2015

    • 著者名/発表者名
      大藤義之、浦上直人、今井正幸、山本隆
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター・北海道札幌市
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~urakami/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~urakami/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] http://www.mms.sci.yamaguchi-u.ac.jp/~urakami/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] http://www.mms.sci.yamaguchi-u.ac.jp/~urakami/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2021-02-19  

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