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人工生体膜におけるラフト構造膜内輸送制御システムの提案

研究課題

研究課題/領域番号 18059013
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関名古屋大学

研究代表者

宇治原 徹  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60312641)

研究分担者 手老 龍吾  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 助教 (40390679)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
2007年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2006年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード脂質二重膜 / 相分離構造 / 膜タンパク質 / ラフト構造 / バイオデバイス / 半導体デバイス
研究概要

生体膜は数種類の脂質からなる多元系で、体内の環境に応じて「相分離」し、ドメイン構造を形成する。最近の研究で、このドメイン構造が膜タンパク質の凝集場所としての役割を果たしていることが明らかになっている。本研究では、この体内現象を模倣し、半導体デバイス上に展開した生体膜において、様々な外的刺激を印加することで相分離を誘起し、ドメイン構造の形成・移動の制御を行うことを目的とした。
昨年度までの研究において、光により脂質膜を局所的に温度変化させることで、相分離現象が促進されることを見いだし、さらに、それが局所的な脂質組成の分配によることを示した。本年度はさらにそれを発展させ、以下のことを行った。
1.脂質膜全体の温度制御と、局所的な光照射を組み合わせることで、任意の位置に相分離構造を形成、移動させることに成功した。このことは、実際の生体膜における位置選択的な相分離構造形成を模倣した結果であると考えている。
2.実際の生体膜においては、ラフト構造と呼ばれるコレステロールを含む相分離ドメインが重要であり、本研究においても、人工的にラフト構造を再現し、それに光照射を行ったところ、ゲル相ドメインと同様に位置選択的な形成に成功した。
3.膜タンパク質を導入した脂質膜を形成し、これらの現象を膜タンパク質の制御に応用する準備を整えた。
4.さらに、電気的刺激による相分離構造の凝集制御にも成功した。このことは、電荷が相分離構造の局所形成に寄与していることを示す結果である。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 固体表面物性がサポーティツドメンブレンの形成過程と構造に及ぼす影響2008

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • 雑誌名

      表面 (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supported lipid bilayer membranes on SiO_2 and TiO_2: substrate effects on membrane formation and shape transformation2007

    • 著者名/発表者名
      R.Tero, T. Ujihara, and T. Urisu
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 6769

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immobilization of protein molecules on step-controlled sapphire surfaces2007

    • 著者名/発表者名
      R. Aoki, T. Arakawa, N. Misawa, R. Tero, et. al.
    • 雑誌名

      Surface Science 601

      ページ: 4915-4921

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電圧印加による人工脂質膜相分離ドメインのアクティブ制御2008

    • 著者名/発表者名
      山内庸詞、鈴木翔也、宇治原徹、手老龍吾、竹田美和
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会(日大)
    • 発表場所
      船橋・日大理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] SiO2/Si基板上PSM-DOPC-Cholesterol系脂質二重膜における相分離ドメインの観察と制御2008

    • 著者名/発表者名
      鈴木翔也、山内庸詞、宇治原徹、手老龍吾、竹田美和
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会(日大)
    • 発表場所
      船橋・日大理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] シングルステップTiO_2表面上でのリン脂質吸着ベシクルから平面二重膜への形状変化2008

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      東京・立教大池袋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Supported lipid bilayer membranes on SiO_2 and TiO_2: Effects of substrate Surface chemical species and atomic structures (Invited)2007

    • 著者名/発表者名
      Ryugo Tero, Toru Ujihara
    • 学会等名
      SPIE Optic East 2007
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高濃度Ca2+緩衝液を用いたベシクル展開法による平面状脂質二重膜の形成2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木翔也、山内庸詞、宇治原徹、手老龍吾、竹田美和
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌・北工大
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Supported planar lipid bilayerのドメイン形状への基板表面構造の影響2007

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌・北工大
    • 年月日
      2007-09-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Supported planar lipid bilayers on step-and-terrace TiO_2 surfaces2007

    • 著者名/発表者名
      Ryugo Tero, Tom Ujihara
    • 学会等名
      The 234rd American Chemical Society National Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2007-08-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] シングルステップTiO_2表面上に形成した平面脂質二重膜の形状と相分離構造2007

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • 学会等名
      ナノ学会第5回大会
    • 発表場所
      つくば・つくば国際会議場
    • 年月日
      2007-05-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of DMPC-DOPC Lipid Binary Bilayers Supported on SiO2/Al/Si Substrate for Electrical Control of Phase-Separated structure2007

    • 著者名/発表者名
      Yoji Yamauchi, Shoya Suzuki, Toru Ujihara, Ryugo Tero
    • 学会等名
      18th MRS-J Symposium
    • 発表場所
      東京・日大理工学部
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://mercury.numse.nagoya-u.ac.jp/f6/Ujihara/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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