• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

形と流動性の再現から読み解く生命システムの秩序原理

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0081
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 構成的システム生物学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

藤原 慶  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20580989)

研究分担者 柳澤 実穂  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (50555802)
研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード合成生物学 / ソフトマター / 細胞再構成 / 人工細胞 / 反応拡散 / 細胞変形 / 高分子混雑 / システム生物学 / 流動性 / 生命システム / 自己組織化
研究成果の概要

本研究では、人工的に構成した細胞(人工細胞)に,生命で機能する部品のグループを導入することで生じる物理的・化学的な変化を、「流動性・生命機能・空間形状」という3つのキーワードを軸に追求しました。結果、細胞が示す空間形状が内部の物質の移動や生命機能に与える影響や、流動性が生命機能の発現を変化させる仕組み、流動性が空間形状変化を制御する可能性など、通常の生命科学ではアクセスしづらい現象の発見やメカニズムの解明に至りました。また、生命機能の模倣による形状の安定化や、硬い生体適合ゲル合成など、研究成果が材料科学にも結び付くことを実証しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、細胞膜や細胞サイズ空間が示す物理的・化学的な特徴は生化学反応モデルに導入されていないことが大半でした。この理由は、定式化の難しさだけではなく、どのような物理的・化学的な効果が存在しているかが明確でないことに由来します。本研究の成果により、細胞膜や細胞サイズ空間が生命機能とどのようにリンクしているかの描像が見えてきました。こうした描像は細胞生理の深い理解につながり、将来的には生命とは何か、といった問いかけに対する答えや、新しい医学・薬学の視点提供につながることが期待されます。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

(30件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Sol-Gel Coexisting Phase of Polymer Microgels Triggers Spontaneous Buckling2019

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi Keisuke、Kudo Kazue、Yanagisawa Miho
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 ページ: 2283-2288

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b03751

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell-size confinement effect on protein diffusion in crowded poly(ethylene)glycol solution2018

    • 著者名/発表者名
      C Watanabe、M Yanagisawa
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 ページ: 8842-8847

    • DOI

      10.1039/c7cp08199e

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increasing Elasticity through Changes in the Secondary Structure of Gelatin by Gelation in a Microsized Lipid Space2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Atsushi、Murayama Yoshihiro、Fujiwara Kei、Fujisawa Takahiro、Sasaki Saori、Kidoaki Satoru、Yanagisawa Miho
    • 雑誌名

      ACS Central Science

      巻: 印刷中 ページ: 477-483

    • DOI

      10.1021/acscentsci.7b00625

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Single Micrometer-Sized Gels: Unique Mechanics and Characters for Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Miho Yanagisawa、Chiho Watanabe、Kei Fujiwara
    • 雑誌名

      Gels

      巻: 4(2) ページ: 29-29

    • DOI

      10.3390/gels4020029

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Liposomal internal viscosity affects the fate of membrane deformation induced by hypertonic treatment2017

    • 著者名/発表者名
      K Fujiwara、M Yanagisawa
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 13 ページ: 9192-9198

    • DOI

      10.1039/c7sm01421j

    • NAID

      130007648205

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA cytoskeleton for stabilizing artificial cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa Chikako、Fujiwara Kei、Morita Masamune、Kawamata Ibuki、Kawagishi Yui、Sakai Atsushi、Murayama Yoshihiro、Nomura Shin-ichiro M.、Murata Satoshi、Takinoue Masahiro、Yanagisawa Miho
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 114 ページ: 7228-7233

    • DOI

      10.1073/pnas.1702208114

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 人工細胞内におけるMin 波の発生条件の解明と転写翻訳反応に依存したMin 波の再構成2018

    • 著者名/発表者名
      光山隼史、吉田葵、土居信英、藤原慶
    • 学会等名
      第13回無細胞生命科学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞を創る:細胞分裂面決定機構の人工細胞内再構成2018

    • 著者名/発表者名
      藤原慶
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞を壊し、細胞を創る:創ることによる生命の理解2018

    • 著者名/発表者名
      藤原慶
    • 学会等名
      第58回 生物物理若手の会 夏の学校
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞サイズの微小液滴表面におけるMinタンパク質波の特異的な振る舞い2018

    • 著者名/発表者名
      藤原慶
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] FtsZ-mtsの添加により誘起される人工細胞内におけるMin反応拡散波のパターン変化2018

    • 著者名/発表者名
      光山隼史、義永那津人、栁澤実穂、土居信英、藤原慶
    • 学会等名
      細胞を創る研究会11.0
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PURE systemを用いたMinシステムの再構成2018

    • 著者名/発表者名
      吉田葵、光山隼史、土居信英、藤原慶
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光相関分光法を用いた多糖類溶液中の分子拡散及び濃度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      春澤香苗, 渡邊千穂, 柳澤実穂
    • 学会等名
      第17回 関東ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 不均一構造を備える高分子ミクロ液滴のbuckling現象2018

    • 著者名/発表者名
      小柳佳介, 工藤和恵, 柳澤実穂
    • 学会等名
      第17回 関東ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ゲル弾性と界面張力のバランスによる高分子液滴のbuckling現象2018

    • 著者名/発表者名
      小柳佳介, 工藤和恵, 柳澤実穂
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 不均一なミクロ弾性体の自発的座屈とその原理2018

    • 著者名/発表者名
      小柳佳介, 工藤和恵, 柳澤実穂
    • 学会等名
      第5回サイボウニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内混雑環境の再現から異常拡散の解明に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      春澤香苗, Johanna Muliany, 渡邊千穂, 柳澤実穂
    • 学会等名
      第5回サイボウニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Buckling of polymer blend microgels via phase separation and gelation2018

    • 著者名/発表者名
      小柳佳介, 工藤和恵, 柳澤実穂
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 微生物学・分子生物学と人工細胞研究の接点2017

    • 著者名/発表者名
      藤原慶
    • 学会等名
      第14回21世紀大腸菌研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロサイズ空間により変化するMin反応拡散波の発生条件2017

    • 著者名/発表者名
      光山隼史、義永那津人、栁澤実穂、土居信英、藤原慶
    • 学会等名
      関東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] 生命のように振る舞う人工細胞を創る・使うための基盤研究2017

    • 著者名/発表者名
      藤原慶
    • 学会等名
      細胞を創る研究会10.0
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 無細胞タンパク質合成システムを用いた Min システムの挙動解析2017

    • 著者名/発表者名
      吉田葵、光山隼史、土居信英、藤原慶
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体模倣で細胞再構成に迫る2017

    • 著者名/発表者名
      藤原慶
    • 学会等名
      第12回無細胞生命科学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] PURE systemを用いたMinシステムの人工細胞内発現2017

    • 著者名/発表者名
      吉田葵、光山隼史、土居信英、藤原慶
    • 学会等名
      第12回無細胞生命科学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 自律的な細胞分裂機構の再現に向けた大腸菌型人工細胞の構築2016

    • 著者名/発表者名
      光山隼史、土居信英、藤原慶
    • 学会等名
      第3回サイボウニクス研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(神奈川県,横浜市)
    • 年月日
      2016-12-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞サイズ液滴内における高分子溶液の拡散とその空間閉じ込めの影響2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊千穂、柳澤実穂
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県、つくば市)
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Artificial biomembrane with skeleton network of designed DNA gel2016

    • 著者名/発表者名
      C. Kurokawa、 K. Fujiwara、 M. Morita、 S. Murata、 M. Takinoue、 & M. Yanagisawa
    • 学会等名
      4th International Soft Matter Conference
    • 発表場所
      grenoble, France
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Membrane deformation determined by intracellular viscosity2015

    • 著者名/発表者名
      藤原慶、栁澤実穂
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] ゼリーは小さく作るほど硬くなる? 細胞の様な鋳型に入れるとゼリーの硬さが変化する現象を発見

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2018/3/16/28-43078/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 骨格で支えられた人工細胞の形成に成功 薬用カプセルや化粧品などの応用に耐える補強が実現

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2017/6/27/28-21726/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-07-14   更新日: 2020-03-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi