| 研究課題/領域番号 |
19H04201
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
鈴木 勇輝 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50636066)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
|
|---|
| キーワード | DNAナノテクノロジー / DNAオリガミ / 細胞膜 / 原子間力顕微鏡 / ライブセルイメージング / エンドサイトーシス / 核酸 / 相関イメージング / DNAナノ構造 / RNAナノ構造 / 核酸ナノ構造体 / DNA / RNA / イメージング / ライブイメージング |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
ライブセル観察用高速原子間力顕微鏡と高分解能蛍光顕微鏡とを組み合わせた相関イメージング技術により，核酸ナノ構造体の細胞内在化に伴う一連のタンパク質の集積・解離と細胞膜の形状変化との関係を統合的に解析する．これにより，人工的な形状へとナノ構造化された核酸分子が生きた細胞とどのように相互作用し，どのような運命をたどるのかについて，分子機構レベルで明らかにする．
|
| 研究成果の概要 |
人工的なナノ形状へと折りたたまれた核酸分子と生きた細胞表層との相互作用を，蛍光顕微鏡一体型のライブセル観察用高速原子間力顕微鏡(ライブセル高速AFM)を用いて可視化する手法を確立した。蛍光修飾したDNAオリガミ構造体や蛍光タンパク質融合型クラスリン分子の局在・動態情報を，高速AFMにより得られた細胞表層の連続画像と同一空間・同一時間軸上で相関させることによって，DNAオリガミ構造体がクラスリン依存的エンドサイトーシスによって細胞に取り込まれ，その内部に移行していく様子を捉えることに成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
核酸分子を素材とした分子デバイスの開発研究が進展し，それらを細胞機能制御などへ応用しようとする動きが活性化している。しかし，人工的な形状へと折りたたまれた核酸分子が生きた細胞とどのように相互作用するのか，その原理や機構に関する研究は未だ開拓期にある。本研究課題で確立した手法では，細胞表層におけるDNAナノ構造体の局在と挙動を細胞膜そのものの微細構造変化と重ね合わせて可視化できるだけでなく，特定のタンパク質の動態とも相関させることが可能である。これによって，人工的な核酸ナノ構造体と生細胞膜との相互作用の分子機構の解明が進めば，核酸ナノテクノロジーの医学応用・薬学応用が加速されるものと期待される。
|
