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非天然由来の合成高分子からなる新規な人工細胞の創製

研究課題

研究課題/領域番号 18K04863
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

吉田 絵里  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60263175)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード人工細胞モデル / 高分子ジャイアントベシクル / 生体膜 / 自己組織化 / 両親媒性ジブロック共重合体 / 光精密リビングラジカル重合 / 重合誘導型自己組織化 / 人工生命 / 人工細胞膜モデル / 赤血球 / 感熱応答挙動 / 形態変化 / オートファジー融離膜 / 高分子ベシクル / 出芽 / 神経細胞 / 両親媒性ブロック共重合体 / 精密リビングラジカル重合 / ジャイアントベシクル / ベシクル膜 / 反応性結合部位 / 人工核膜モデル / 有窓ベシクル / 出芽分離 / 形態安定性 / ベシクル輸送 / 増殖 / 合成高分子 / 臨界充填形 / 人工細胞 / 分子集合体
研究成果の概要

本研究は、天然には存在しない化合物から人工的に生命をつくり出せる可能性を実験的に示すこと目的として、細胞の生体膜の形態や動的挙動を、細胞と類似の構造をもつ、合成高分子の集合体に発現させることに成功した。生体膜の1形態である、多数の貫通した細孔を持つ核膜の形態や、神経細胞の軸索や樹状突起構造、ヒト赤血球の温度による形態変化、オートファジーに関与するカップ状単離膜の形成過程等を、両親媒性ジブロック共重合体の設計とその自己組織化を通して、共重合体を構成単位とする高分子ジャイアントベシクルでつくり出し、非天然の合成高分子から人工生命を創製できる可能性を実験的に証明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、生物学をはじめ、高分子化学や有機合成化学、コロイド化学、超分子科学など、幅広い分野に人工生命創製の手がかりを与えるものであり、学術的研究の進歩と発展を促す。また、生命誕生の起源の解明を助ける。一方、単細胞生物であるバクテリアの人工モデルとして、その生産活動を利用したバイオ燃料開発への応用や、極限環境条件下で増殖する古細菌のモデルとして、極限環境に生息するバクテリアの工業的な利用にも役立つことから、産業の発展にも寄与する。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Polymer nanoarchitectonics for synthetic vesicles with human erythrocyte-like morphology transformation2022

    • 著者名/発表者名
      Eri Yoshida
    • 雑誌名

      Colloid Polym. Sci.

      巻: 300 号: 5 ページ: 497-508

    • DOI

      10.1007/s00396-022-04958-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanisms of cup-shaped vesicle formation using amphiphilic diblock copolymer2022

    • 著者名/発表者名
      Eri Yoshida
    • 雑誌名

      OJPolym. Chem.

      巻: 12 号: 02 ページ: 43-54

    • DOI

      10.4236/ojpchem.2022.122003

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neuron-like tubule extension of giant polymer vesicles2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eri
    • 雑誌名

      Chemical Reports

      巻: 3 号: 1 ページ: 195-202

    • DOI

      10.25082/cr.2021.01.004

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Giant vesicles of amphiphilic diblock copolymer with branched side chains2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eri
    • 雑誌名

      Colloid and Surface Science

      巻: 6(1) 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.11648/j.css.20210601.11

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of giant vesicles supporting hindered amine on their shells through photo living radical polymerization-induced self-assembly2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eri
    • 雑誌名

      Journal of Dispersion Science and Technology

      巻: 41 号: 5 ページ: 763-770

    • DOI

      10.1080/01932691.2019.1617163

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermo-responsiveness of giant vesicles supporting hindered amines as reactive sites2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eri
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science

      巻: 298 号: 9 ページ: 1205-1214

    • DOI

      10.1007/s00396-020-04697-2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perforated vesicles composed of amphiphilic diblock copolymer: new artificial biomembrane model of nuclear envelope2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eri
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 15 号: 48 ページ: 9849-9857

    • DOI

      10.1039/c9sm01832h

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphological stability of worm-like vesicles consisting of amphiphilic diblock copolymer against external stress2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eri
    • 雑誌名

      Chemical Reports

      巻: 1 号: 2 ページ: 102-107

    • DOI

      10.25082/cr.2019.02.006

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CO2-responsive behavior of polymer giant vesicles supporting hindered amine2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eri
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science

      巻: 297 号: 4 ページ: 661-666

    • DOI

      10.1007/s00396-019-04484-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of giant vesicles containing quaternary ammonium salt of 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate through photo nitroxide-mediated controlled/living radical polymerization-induced self-assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Eri Yoshida
    • 雑誌名

      J. Polym. Res.

      巻: 25(5), 109 号: 5 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1007/s10965-018-1509-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photo nitroxide-mediated living radical polymerization of hindered amine-supported methacrylate2018

    • 著者名/発表者名
      Eri Yoshida
    • 雑誌名

      J. Res. Update Polym. Sci.

      巻: 7(2) 号: 2 ページ: 21-28

    • DOI

      10.6000/1929-5995.2018.07.02.1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Polymer giant vesicles as artificial models for dynamic biomembranes2023

    • 著者名/発表者名
      Eri Yoshida
    • 学会等名
      ACS Spring 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 安定ラジカルによる光制御リビングラジカル重合と高分子設計2022

    • 著者名/発表者名
      Eri Yoshida
    • 学会等名
      フォトポリマー懇話会 249回講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Polymer giant vesicles as artificial models of biomembrane2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eri
    • 学会等名
      Annual Congress on Smart Materials 2019 (Prague, Czech Republic)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial biomembrane models using giant vesicles prepared by photo NMP-induced self-assembly2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eri
    • 学会等名
      The Polymerization-Induced Nanostructural Transitions symposium at the 258th American Chemical Society Fall National Meeting (San Diego, USA)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial biomembrane models using polymer giant vesicles consisting of amphiphilic diblock copolymers2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eri
    • 学会等名
      Global Biopolymers & Polymer Chemistry Congress (Las Vegas, USA)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Worm-like vesicles prepared by photo nitroxide-mediated controlled/living radical polymerization-induced self-assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Eri Yoshida
    • 学会等名
      4th International Conference on Polymer Chemistry (Stockholm, Sweden)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ワーム状ベシクルの形成と刺激に対する構造安定性2018

    • 著者名/発表者名
      吉田絵里
    • 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 実施状況報告書
  • [図書] ラジカル重合を中心としたポリマー・微粒子・コーティング材の合成,応用,トラブル対策2020

    • 著者名/発表者名
      共著
    • 総ページ数
      658
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047763
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 光機能性有機・高分子材料における新たな息吹2019

    • 著者名/発表者名
      市村國宏 監修(共著)
    • 総ページ数
      333
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314143
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] リビングラジカル重合―機能性高分子の合成と応用展開―(第II編 第11章 光精密ラジカル重合を用いる高分子の設計と合成)2018

    • 著者名/発表者名
      松本章一監修(共著)
    • 総ページ数
      328
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313368
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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