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脂質2分子膜相分離構造の側方圧依存性とラフト形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19031009
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

濱田 勉  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (40432140)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
9,600千円 (直接経費: 9,600千円)
2008年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2007年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワードリポソーム / 生体膜 / 相分離 / 形態変化 / ベシクル / 脂質ラフト / エンドサイトーシス
研究概要

ソフトマターとしての細胞膜は、環境に応じた様々な形状や、融合・分裂等の膜変形、膜面上でのドメイン構造形成などの多様な現象を生じる。我々は、細胞膜の物性および組織化メカニズムを理解するため、脂質膜ベシクルを用いた膜構造ダイナミクスの実験的研究を行った。結果、液滴法による非対称2層膜ベシクルの構築、および相分離ドメイン構造の観察に成功した。細胞膜モデルとして幅広く利用されている巨大ベシクルは、その多くが水和法により作製され、対称な二層膜構造をとっている。これに対し、実際の細胞膜は内外層で異なった脂質組成をもち、二層膜の非対称性を再現したベシクルの構築はこれまで困難であった。我々は、液滴法による非対称巨大ベシクルの構築およびキャラクタリゼーションを行った。液滴法とは、脂質でおおわれた油中液滴を油水界面単分子膜を介して水相に移行させて、非対称2層膜を形成させる方法である。溶液の比重を調整することで、数μmから数十μmの細胞サイズの非対称ベシクルを選択的に得ることに成功した。そして、外膜に単一脂質、内膜に多成分脂質を使用した非対称ベシクルを構築し、蛍光顕微鏡観察より内膜のみに相分離ドメイン構造の形成を確認した。さらに、片方の単層膜の脂質組成を変化させることで、もう片方の単層膜上ドメイン構造が影響を受けることを発見した。対称分布膜では内外層の組成が等しいためドメイン構造は内層と外層でカップルして安定に存在していたが、内外層の異なる組成で形成されたドメインは2分子膜内での相互作用により不安定化することが分かった。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (41件)

  • [雑誌論文] Reversible Control of Exo- and Endo-Budding Transitions in a Photosen sitive Lipid Membrane2009

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Ishii, Tsutomu Hamada, Masaomi Hatakeyama, Ryoko Sugimoto, Takeshi Nagasaki, Masahiro Takagi
    • 雑誌名

      Chem Bio Chem 10

      ページ: 251-256

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Artificial-cellular computing2008

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro M. Nomura, Tsutomu Hamada
    • 雑誌名

      International Journal of Unconventional Computing 5

      ページ: 87-102

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The conjugation of diphtheria toxin T domain to poly(ethylenimine)based vectors for enhanced endosomal escape during gene transfection2008

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kakimoto, Tsutomu Hamada, Yuuki Komatsu, Masahiro Takagi, Toshizumi Tanabe, Hideki Azuma, Seiji Shinkai, and Takeshi Nagasaki
    • 雑誌名

      Biomaterials 30

      ページ: 402-408

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of asymmetric cell-sized lipid vesicles from lipid-coated water-in-oil micro-droplets2008

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Hamada, Yoko Miura, Yuuki Komatsu, Yuko Kishimoto, Mun'delanji Vestergaard, Masahiro Takagi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 112

      ページ: 14678-14681

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of Alzheimer's amyloid beta aggregation by capturing molecular trails of individual assemblies2008

    • 著者名/発表者名
      Mun'delanji Vestergaard, Tsutomu Hamada, Masato Saito, Yoshifumi Yajima, Motonori Kudou, Eiichi Tamiya, Masahiro Takagi
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun 377

      ページ: 725-728

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Phospholipids on conformational structure of bovine pancreatic trypsin inhibitor (BPTI) and its thermolabile mutants2008

    • 著者名/発表者名
      IZUMIKAWA, Naoshige ; NISHIKORI, Shingo ; VESTERGAARD, Mun'delanji ; HAMADA, Tsutomu ; HAGIHARA, Yoshihisa ; YUMOTO, Noboru ; SHIRAKI, Kentaro ; TAKAGI, Masahiro
    • 雑誌名

      Biopolymers 89

      ページ: 873-880

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Using Model Membranes for the Study of Amyloid beta:Lipid Interactions and Neurotoxicity2008

    • 著者名/発表者名
      M. Vestergaard, T. Hamada, M. Takagi
    • 雑誌名

      Biotechnology and Bioengineering 99

      ページ: 753-763

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Processes in Endocytic Transformation of a Raft-Exhibiting Giant Liposome2007

    • 著者名/発表者名
      T. Hamada, Y. Miura, K. Ishii, S. Araki, K. Yoshikawa, M. Vestergaard, M. Takagi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 111

      ページ: 10853-10857

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体モデル膜ラフトドメインの動的構造2007

    • 著者名/発表者名
      濱田勉、高木昌宏
    • 雑誌名

      化学と生物 45

      ページ: 436-438

    • NAID

      130004808831

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 酸化ストレスによる細胞サイズリポソームの動的構造変化2009

    • 著者名/発表者名
      依田毅, Mundelanji Vestergaard, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第89回春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβペプチドとの相互作用による細胞モデル膜の動的形態変化2009

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, Vestergaard Mundelanji, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第89回春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 液滴法による非対称巨大リポソームの構築2009

    • 著者名/発表者名
      岸本裕子, 小松佑規, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第89回春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 光による脂質膜形態の可逆的コントロール2009

    • 著者名/発表者名
      石井健一, 濱田勉, 畠山剛臣, 杉本涼子, 長崎健, 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第89回春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβによって誘起される膜ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, Vestergaard Mumdelanli, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      特定領域研究「バイオ操作」第7回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京エレクトロンホール宮城
    • 年月日
      2009-03-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ラフト含有リポソームのエンドサイトーシスと2分子膜非対称性効果2009

    • 著者名/発表者名
      濱田勉, 三浦陽子, 小松佑規, 高木昌宏
    • 学会等名
      特定領域研究「バイオ操作」第7回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京エレクトロンホール宮城
    • 年月日
      2009-03-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Shape transition of cell-sized liposomes : Osmotic stress and oxidatine stress2008

    • 著者名/発表者名
      依田毅, 濱田勉, Mundelamji Vbstergaard, 高木昌宏
    • 学会等名
      Evolution of Complex systems
    • 発表場所
      沖縄OISTシーサイドハウス
    • 年月日
      2008-12-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Budding dynamics in multi-component giant liposomes2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hamada, K. Ishii M. Takagi
    • 学会等名
      Julich Soft Matter Days 2008
    • 発表場所
      ドイツポンGustav-Stresemann Iustitut
    • 年月日
      2008-11-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Shape transition of cell-sized liposomes : Osmotic stress and oxidatine stress2008

    • 著者名/発表者名
      依田毅, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      JAIST Nano Technology 2008
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学ハイテク交流センター
    • 年月日
      2008-10-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドβタンパク質の凝集と生体模倣モデル膜中の脂質との相互作用2008

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗, Vestergaard Mundelanji, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス
    • 年月日
      2008-09-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ラフト含有巨大リポソームによるタンパク質非依存型エンドサイトーシス2008

    • 著者名/発表者名
      濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス
    • 年月日
      2008-09-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Domain-Mediated Endocytic Budding in a Raft-Exhibiting Giant Liposome2008

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Hamada Masahiro Takagi
    • 学会等名
      3^<rd> International Workshop on Approaches to Sing-Cell Analysis
    • 発表場所
      ETH Center Main Building(HG) Zurich Switzerland
    • 年月日
      2008-09-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 人工細胞膜の非線形現象2008

    • 著者名/発表者名
      濱田勉
    • 学会等名
      HMC研究会「現象と数理解析」
    • 発表場所
      金沢大学サテライトプラザ
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非対称2分子膜リポソームの構築2008

    • 著者名/発表者名
      小松佑規, 三浦陽子, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      第60回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      東北学院大学土樋キャンパス
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] リン脂質の構造に依存した膜小胞形態変化のダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      石井健一, 川口耕平, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      第60回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      東北学院大学土樋キャンパス
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 脂質ラフトドメインの動的構造と安定性2008

    • 著者名/発表者名
      山口健太郎, 鈴木えり子, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      第66回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      東北学院大学土樋キャンパス
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Endo-and exocytic vesiculation of lipid membranes upon photoirradiation2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ishii T. Hamada M. Hatakeyama T. Nagasaki M. Takagi
    • 学会等名
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
    • 発表場所
      京都大学芝蘭会館
    • 年月日
      2008-06-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 光感受性リボソームの動的形態変化2008

    • 著者名/発表者名
      石井健一, 濱田勉, 畠山剛臣, 長崎健, 高木昌宏
    • 学会等名
      日本膜学会第30年会
    • 発表場所
      東京理科大学森戸記念館
    • 年月日
      2008-05-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Experimental study of an artificial biomembrane : morphological transition and oscillatory motion2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hamada
    • 学会等名
      Workshop on NonlinearDynamics and Applications
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2008-04-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非対称2分子膜リポソームの構築2008

    • 著者名/発表者名
      小松 佑規 三浦 陽子 濱田 勉 高木 昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      立教大学池袋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] リン脂質の構造に依存した膜小胞動態2008

    • 著者名/発表者名
      川口 耕平 石井 健一 濱田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      立教大学池袋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜脂質ラフトドメインの安定性の評価2008

    • 著者名/発表者名
      山口 健太朗 鈴木 えり子 濱田 勉 高木 昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      立教大学池袋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 脂質膜相分離ドメインの内胞ダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      濱田 勉 高木昌宏 三浦陽子
    • 学会等名
      日本物理学会 第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Domain-Mediated Endocytic Buddingin a Raft Model Membrane2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hamada Y. Miura S. Araki K. Yoshikawa M. Takagi
    • 学会等名
      International Workshop on "Physical Phenomena in Multi-Component Membranes"
    • 発表場所
      首都東京大学
    • 年月日
      2008-03-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic movement of raft-exhibiting giant liposome2008

    • 著者名/発表者名
      Takagi M, Hamada T
    • 学会等名
      Swedish-Japanese workshop in Biotechnology
    • 発表場所
      Alba Nova University Center, Royal Institute of Technology, Stockholm
    • 年月日
      2008-02-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 脂質膜ラフトドメインのエンドサイトーシス機構2008

    • 著者名/発表者名
      濱田 勉 高木昌宏 三浦陽子
    • 学会等名
      ソフトマター物理・第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-01-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 生体モデル膜ラフトドメインのエンドサイトーシス2007

    • 著者名/発表者名
      濱田 勉 高木昌宏 三浦陽子
    • 学会等名
      日本生物物理学会第45回年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 生体模倣非対称モデル膜におけるドメイン構造形成2007

    • 著者名/発表者名
      三浦陽子 小松佑規 濱田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      日本生物物理学会第45回年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 光による脂質二分子膜小胞の形態転移2007

    • 著者名/発表者名
      石井健一 長崎 健 濱田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      日本生物物理学会第45回年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 光による脂質二分子膜小胞形態のコントロール2007

    • 著者名/発表者名
      石井健一 畠山剛臣 長崎 健 浜田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      第一回サポーティラドメンブレンワークショップ
    • 発表場所
      蒲郡温泉
    • 年月日
      2007-11-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜ラフトドメインの動的構造と安定性2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木えり子 山口健太郎 濱田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会近畿支部北陸地区研究発表会
    • 発表場所
      金沢大学(角間キャンパス)自然科学本館
    • 年月日
      2007-11-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 可溶化過程における脂質二分子膜の膜揺動2007

    • 著者名/発表者名
      平林 祐一 浜田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会近畿支部北陸地区研究発表会
    • 発表場所
      金沢大学(角間キャンパス)自然科学本館
    • 年月日
      2007-11-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 脂質ラフトミクロドメインとAβの相互作用2007

    • 著者名/発表者名
      谷川晋一 Munde Vestagaard 浜田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会近畿支部北陸地区研究発表会
    • 発表場所
      金沢大学(角間キャンパス)自然科学本館
    • 年月日
      2007-11-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 生体模倣モデル膜におけるドメイン構造形成2007

    • 著者名/発表者名
      三浦陽子 小松佑規 濱田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会近畿支部北陸地区研究発表会
    • 発表場所
      金沢大学(角間キャンパス)自然科学本館
    • 年月日
      2007-11-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Photo-induced transformation in cell-sized lipid vesicles2007

    • 著者名/発表者名
      石井健一 長崎 健 濱田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      1st International Symposium on Ultimate Stability of Nano-structured Polymers and Composites
    • 発表場所
      石川ハイテク交流センター国際会議場
    • 年月日
      2007-10-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 脂質二分子膜可熔化プロセスにおける摸揺動ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      平林 祐一 濱田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-09-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 脂質二分子膜形態の光制御2007

    • 著者名/発表者名
      石井健一 長崎 健 濱田 勉 高木昌宏
    • 学会等名
      日本生物工学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-09-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 脂質2分子膜小胞の光による形態のスイッチング2007

    • 著者名/発表者名
      濱田 勉 石井健一 長崎 健 高木昌宏
    • 学会等名
      第10回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 巨大リポソーム上ラフトドメインの出芽ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      濱田 勉
    • 学会等名
      第1回ソフトマター物理若手勉強会
    • 発表場所
      宮島ホテル まこと
    • 年月日
      2007-08-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 生体モデル膜ドメインの出芽ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      濱田 勉 高木昌宏 三浦陽子
    • 学会等名
      ソフトマター物理・第2回領域研究会
    • 発表場所
      米沢市 伝国の杜
    • 年月日
      2007-06-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] リポソーム形態の光スイッチング2007

    • 著者名/発表者名
      濱田 勉 石井健一 長崎 健 高木昌宏
    • 学会等名
      日本膜学会第29年会
    • 発表場所
      東京理科大
    • 年月日
      2007-05-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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