• 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

細胞結合ネットワークの構築による人工細胞モデルの組織化と集団動態発現

研究課題

研究課題/領域番号 19K06540
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43030:機能生物化学関連
研究機関三重大学

研究代表者

湊元 幹太  三重大学, 工学研究科, 教授 (80362359)

研究分担者 瀧口 金吾  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (20262842)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード人工細胞 / リポソーム / GUV / 細胞骨格 / 細胞接着 / バキュロウイルス / 脂質二分子膜 / マイクロコンパートメント / 細胞モデル / 再構成
研究開始時の研究の概要

細胞サイズ(10~20 µm)のリン脂質二分子膜ベシクル(Giant Unilamellar Vesicles; GUVs)を単一の人工細胞に見立ててこれらの細胞モデルを集団とした場合にどんな機能や挙動が現れるかを調べることで、細胞組織のモデル化が可能かを検討する。私たちがこれまでに開発してきた、GUV大量調製技術、組換えバキュロウイルスによる膜タンパク質再構成技術、そして細胞骨格再構成技術の3つを組み合わせることにより、GUVに対して、細胞外の認識・結合を行う細胞接着膜受容体の導入や、受容体へ連絡する細胞骨格の導入などを試みる。膜を挟み内外相互作用する機能を持ったGUVの相互作用を実現する。

研究成果の概要

本研究の遂行のため基本技術の改良として1)逆相遠心法で大量調製したGUVへのバキュロウイルス出芽粒子(BV)の膜融合をレーザー共焦点顕微鏡で観察し融合効率が向上する溶媒選択、脂質組成を検討し、特にPEが補助因子として働くことを見出し、球状固体粒子(シリカビーズ)膜担持形成で得た球状支持調製への組換えタンパク質導入を解析した。2)細胞接着関連タンパク質を膜へ導入に資するため、BV保存法の解析、組換えFERMタンパク質(RDX)のBVとの挙動を解析した。3)細胞接着タンパク質によるGUV集積機能の発現を確認した。最後に4)水性二相系微小液滴に細胞骨格(アクチン)等の取込(分配)挙動を検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞はとてもよくできたシステムであるが、設計者はいない。生命の起源からあと、自然に出来てきたものである。現代の細胞、その集まりがもつ仕組みに学んで、何とか、それに近い構造機能の一部でも実現した「人工細胞」が作れないか、という研究は、細胞の持つ生命機能を切り取り際立たせるという意味では、メディカルライフサイエンスに資する発明の基礎にもなりうる。本研究では、細胞接着分子や細胞骨格を導入し、巨大リポソーム(Giant Unilamellar Vesicles; GUVs)等をベースに人工細胞モデル構築を試みた。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 6件、 招待講演 8件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] 液液相分離が見せる細胞骨格と核酸と脂質の離合集散2023

    • 著者名/発表者名
      Kingo TAKIGUCHI, Hiroki SAKUTA, Masahito HAYASHI, Tatsuyuki WAIZUMI, Kanta TSUMOTO, Kenichi YOSHIKAWA
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 63 号: 1 ページ: 5-11

    • DOI

      10.2142/biophys.63.5

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 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] Polymerization/depolymerization of actin cooperates with the morphology and stability of cell-sized droplets generated in a polymer solution under a depletion effect2021

    • 著者名/発表者名
      Waizumi Tatsuyuki、Sakuta Hiroki、Hayashi Masahito、Tsumoto Kanta、Takiguchi Kingo、Yoshikawa Kenichi
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 155 号: 7 ページ: 075101-075101

    • DOI

      10.1063/5.0055460

    • 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] Self‐Emergent Protocells Generated in an Aqueous Solution with Binary Macromolecules through Liquid‐Liquid Phase Separation2020

    • 著者名/発表者名
      Sakuta Hiroki, Fujita Fumika, Hamada Tsutomu, Hayashi Masahito, Takiguchi Kingo, Tsumoto Kanta, Yoshikawa Kenichi
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 21 号: 23 ページ: 3323-3328

    • DOI

      10.1002/cbic.202000344

    • NAID

      120006940266

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 水性ミクロ相分離:バイオケミカルリアクターへの利用2020

    • 著者名/発表者名
      湊元幹太
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 71(4) ページ: 242-246

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Membrane fusion and infection abilities of baculovirus virions are preserved during freezing and thawing in the presence of trehalose2019

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Kohei、Tomita Masahiro、Tsumoto Kanta
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 84 号: 4 ページ: 686-694

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1704396

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] なぜ「相」は選ばれているのか? ~モデル実験の意味について~2023

    • 著者名/発表者名
      湊元幹太
    • 学会等名
      コロイド先端技術講座2022ソフトマターの「液液」相分離
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウイルス膜融合補助因子としてのホスファチジルエタノールアミン2022

    • 著者名/発表者名
      関真由子、川勝響、伊藤諒、湊元幹太
    • 学会等名
      第53回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質を捕捉する水性微小液滴の形態安定性とその制御2022

    • 著者名/発表者名
      前田悠佑、林夢乃、鈴木勇輝、湊元幹太
    • 学会等名
      第86回 日本生化学会 中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 水性2相系を用いたγ-globulinによるシェル型液滴形成の条件検討2022

    • 著者名/発表者名
      林夢乃、藤瀬優介、鈴木勇輝、湊元幹太
    • 学会等名
      第73回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 人工脂質2分子膜を担持したマイクロビーズへのシグナル伝達タンパク質導入2022

    • 著者名/発表者名
      岩田京樹、鈴木勇輝、湊元幹太
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞-細胞会合操作のためのリガンド細胞表面修飾とその溶媒検討2022

    • 著者名/発表者名
      森口夏愛、冨田昌弘、湊元幹太
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞区画の模倣:リポソームと水性相分離2021

    • 著者名/発表者名
      湊元幹太
    • 学会等名
      2021年度日本生物工学会中部支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組換えバキュロウイルス出芽粒子を膜タンパク質デリバリ担体として用いる組換え膜タンパク質再構成膜の形成2021

    • 著者名/発表者名
      湊元幹太
    • 学会等名
      第5回黒潮カンファレンス
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Baculovirus budded virions: protein delivery carriers and model enveloped viruses2021

    • 著者名/発表者名
      K. Tsumoto, R. Ito, S. Nishio, Y. Uno, H. Kawakatsu
    • 学会等名
      14th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Aqueous Microdroplets Stably Serve as Dynamic Biomicrocapsules2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Fujise, Kanta Tsumoto
    • 学会等名
      14th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遺伝子組換えバキュロウイルスを用いた酵素担持粒子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      岩田 典也, 冨田 昌弘, 湊元 幹太
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] リポソームモデル膜融合によるエンベロープウイルス感染能阻害条件の検討2021

    • 著者名/発表者名
      川勝 響, 伊藤 諒, 湊元 幹太
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Membraneless test tubes: microcompartmentalization for model wet experiments using aqueous micro phase-separation2021

    • 著者名/発表者名
      Kanta Tsumoto
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロビーズ担持脂質2分子膜を場とする抗原抗体反応の画像解析2020

    • 著者名/発表者名
      倉本大樹,西尾征和,冨田昌弘,湊元幹太
    • 学会等名
      第84回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロビーズ担持リポソームに再構成した組換え膜タンパク質の評価2020

    • 著者名/発表者名
      西尾征和,倉本大樹,冨田昌弘,湊元幹太
    • 学会等名
      第84回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ミクロバイオケミカルリアクターをめざした水性ミクロ相分離の分散安定性の検討2020

    • 著者名/発表者名
      藤瀬優介,冨田昌弘,湊元幹太
    • 学会等名
      第84回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 組換え膜受容体を提示するマイクロビーズ担持プロテオリポソーム2020

    • 著者名/発表者名
      西尾征和,倉本大樹,冨田昌弘,湊元幹太
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 組換えバキュロウイルス出芽粒子-リポソーム膜融合によるプロテオGUV形成はホスファチジルエタノールアミンが促進する2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤諒,中西航平,冨田昌弘,湊元幹太
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] On how to prepare and use GUVs: From an experimental aspect2020

    • 著者名/発表者名
      Kanta Tsumoto
    • 学会等名
      International Workshop on “Water Mediated Low-Dimensional Coulomb Systems” for Bilateral Joint Research Projects between JAPAN & SLOVENIA respectively supported by JSPS (Japan) and MESS (Slovenia)
    • 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 membranes presenting membrane proteins delivered by recombinant baculovirus particles2019

    • 著者名/発表者名
      Kanta Tsumoto, Kohei Nakanishi, Seiwa Nishio, Masahiro Tomita
    • 学会等名
      The 7th China-Japan Symposium on Nanomedicine
    • 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] 膜受容体を提示するマイクロビーズ担持プロテオリポソームの開発2019

    • 著者名/発表者名
      西尾征和,中西航平,冨田昌弘,湊元幹太
    • 学会等名
      第83回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 組換えバキュロウイルス膜融合によるプロテオGUV形成の効率化2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤諒,中西航平,冨田昌弘,湊元幹太
    • 学会等名
      第83回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 膜タンパク質を提示するマイクロビーズ担持プロテオリポソームの作製2019

    • 著者名/発表者名
      西尾征和, 中西航平, 磯崎勇志, 冨田昌弘, 湊元幹太
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 組換えバキュロウイルス膜融合によるプロテオGUV形成の効率化と膜機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤諒, 中西航平, 冨田昌弘, 湊元幹太
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of microbead-supported proteoliposomes with recombinant membrane receptors using a baculovirus gene expression system2019

    • 著者名/発表者名
      Seiwa Nishio, Kohei Nakanishi, Yushi Isozaki, Masahiro Tomita, Kanta Tsumoto
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Baculovirus particles for displaying/delivering recombinant membrane proteins onto artificial lipid bilayers2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tsumoto, S. Nishio, H. Seto, K. Nakanishi, M. Tomita
    • 学会等名
      13th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2019)
    • 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] リン脂質とアクチンとビーズの互いに結合しないもの同士によるリポソームの形態形成2019

    • 著者名/発表者名
      児島涼太、渋谷朋、住野豊、田中駿介、林真人、瀧口金吾
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] リン脂質とアクチンとビーズの互いに結合しないもの同士の協働によるリポソームの形態形成2019

    • 著者名/発表者名
      児島涼太、伊藤萌香、田中駿介、瀧口金吾、渋谷朋、住野豊、林真人
    • 学会等名
      第9回ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 42 細胞様構造と相分離:モデル実験によるアプローチ In:相分離生物学の全貌(現代化学増刊46) 白木賢太郎 編2020

    • 著者名/発表者名
      湊元幹太、ジンチェンコ アナトーリ
    • 総ページ数
      402
    • 出版者
      東京化学同人
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 分子生物工学研究室(三重大学工学研究科)

    • URL

      https://www.bio.chem.mie-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] Google Scholar Citations

    • URL

      https://scholar.google.com/citations?user=HesLhbwAAAAJ&hl=ja

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 分子生物工学研究室(三重大学 工学研究科)

    • URL

      https://www.bio.chem.mie-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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