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リポソーム融合の光マニピュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 20034021
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) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2009年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2008年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードリポソーム / 生体膜 / 光操作
研究概要

生体システムの興味深い特性として、ナノスケールでの分子デザインがメゾスケール構造変化を誘起することがあげられる。我々はこれまでに、リン脂質に光感受性アゾ脂質を混合した2成分リポソーム系において、アゾ脂質の光異性化反応により、リポソーム形態を可逆的に光制御することに成功している。今回、同アゾ脂質を用いて、膜孔形成に代表されるリポソームのトポロジー変化を光制御することに成功した。Trans体のアゾ脂質から成る膜はdisc型の「開いた」膜構造をとり、cis体への異性化によりsphere型の「閉じた」膜構造に変化する。膜の縁ゆらぎの画像解析により、光異性化反応に伴いline tensionが一桁変化することが分かった。すなわち、リポソームの光誘起開閉メカニズムは、line tensionの光スイッチである。また、この膜システムを用いて、リポソーム内へのコロイドの包摂・放出制御にも成功した。このリポソームのトポロジー変化は、膜融合に必須のプロセスであり、融合制御系に向けた基礎的技術を得ることが出来た。
また、膜融合が可能な新規の細胞モデル系として、W/O液滴の構築を行った。リン脂質コートW/O液滴界面において、相分離構造(ラフト様ドメイン)を形成することに成功した。様々なオイル種におけるドメイン形成率を測定し、安定な相分離ドメイン構造を有するW/O液滴システムを構築した。また、界面における分子吸着測定として、アミロイドβペプチドの膜局在を観察した。結果、アミロイドβペプチドが秩序液体相(Ld相)に選択的に吸着することが分かった。本成果は、タンパク質-膜間相互作用を検出する新規のシステムとして発展が期待できる。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (39件) 図書 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Real-time observation of model-membrane dynamics induced by Alzheimer's amyloid beta2010

    • 著者名/発表者名
      Masamune Morita, Mun'delanji Vestergaard, Tsutomu Hamada, Masahiro Takagi
    • 雑誌名

      Biophysical Chemistry 147

      ページ: 81-86

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomimetic microdroplet membrane interface : detection of the lateral loc alization of amyloid beta peptides2010

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

      J.Phys.Chem.Lett. 1

      ページ: 170-173

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cholesterol, Lipids, Amyloid Beta, and Alzheimer's2010

    • 著者名/発表者名
      Mun'delanji Vestergaard, Tsutomu Hamada, Masamune Morita, Masahiro Takagi
    • 雑誌名

      Current Alzheimer Research 7

      ページ: 262-270

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhythmic pore dynamics in a shrinking lipid vesicle2009

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Hamada, Yuichi Hirabayashi, Takao Ohta, Masahiro Takagi
    • 雑誌名

      Physical Review E 80

      ページ: 51921-51921

    • NAID

      120002260320

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic behaviors of giant liposomes in desired osmotic pressures2009

    • 著者名/発表者名
      Masae Ohno, Tsutomu Hamada, Kingo Takiguchi, Michio Homma
    • 雑誌名

      Langmuir 25

      ページ: 11680-11685

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [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, Noboriu ; 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
  • [学会発表] 細胞モデル膜小胞におけるアミロイドβペプチドの膜局在検出2010

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗、濱田勉、岸本裕子、小松佑規、Mun'delanji Vestergarrd、高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学東大阪キャンパス
    • 年月日
      2010-03-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 3TA3-06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2010

    • 著者名/発表者名
      依田毅・Vestergaad Mun'delanji濱田勉・小川陽子・吉田康一・高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学東大阪キャンパス
    • 年月日
      2010-03-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 相分離リボソームの側方圧誘起構造転移2010

    • 著者名/発表者名
      濱田勉、岸本祐子、高木昌宏
    • 学会等名
      日本物理学会・第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 細胞サイズ膜小胞の構造形成と制御2010

    • 著者名/発表者名
      濱田勉
    • 学会等名
      バイオ操作・第8回公開シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2010-03-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] リボソーム膜構造の光スイッチング2010

    • 著者名/発表者名
      濱田勉、石井健一、杉本涼子、畠山剛臣、長崎健、高木昌宏
    • 学会等名
      バイオ操作・第8回公開シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2010-03-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 酸化ストレスによる細胞モデル膜小胞の動的形態変化2009

    • 著者名/発表者名
      依田毅, Mun'delaji Vestergaad濱田勉, 小川陽子, 吉田康一, 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会北陸地区研究発表会
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2009-11-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 脂質膜構造形成における静電効果2009

    • 著者名/発表者名
      網野雅人, 杉本涼子, 濱田勉, 高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会北陸地区研究発表会
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2009-11-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドbペプチドによる脂質膜ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗、Mun'delanji Vestergarrd、濱田勉、高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会北陸地区研究発表会
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2009-11-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ベシクル膜孔形成の振動現象2009

    • 著者名/発表者名
      濱田勉、平林祐一、太田隆夫、高木昌宏
    • 学会等名
      ソフトマター物理・第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-11-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Photochemical control on morphologies of a cell-sized synthetic vesicle2009

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Hamada, Ken-ichi Ishii, Ryoko Sugimoto, Takeshi Nagasaki, Masahiro Takagi
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-NanoMehatronics and Human Science (MHS2009)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-11-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Model-membrane Morphological Transformations Induced by Different Amyloid Molecular Assemblies.2009

    • 著者名/発表者名
      森田雅宗、Mun'delanji Vestergaard、濱田勉、高木昌宏
    • 学会等名
      2009 International Symposium on Micro-Nano Mechat ronics and Human Science
    • 発表場所
      名古屋大学・豊田講堂
    • 年月日
      2009-11-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 3TA3-06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・Vbstergaad Mun'delanji・濱田勉・小川陽子・吉田康一・高木昌宏
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島文理大学徳島キャンパス
    • 年月日
      2009-11-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Real-time observation of model-membrane morphological transformations Induced by different amyloid beta molecular assemblies2009

    • 著者名/発表者名
      Vestergaad Mun'delanji・森田雅宗・濱田勉・高木昌宏
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島文理大学徳島キャンパス
    • 年月日
      2009-10-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] リン脂質ベシクルのリズム膜孔形成2009

    • 著者名/発表者名
      濱田勉、平林祐一、太田隆夫、高木昌宏
    • 学会等名
      日本物理学会・2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] T細胞における脂質ラフトの動的構造変化と活性化2009

    • 著者名/発表者名
      山口健太郎・白京玉.杉田恵美・濱田勉・高木昌宏
    • 学会等名
      生物工学会平成21年度大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2009 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・Vestergaad Mun'delanji・濱田勉・小川陽子・吉田康一・高木昌宏
    • 学会等名
      生物工学会平成21年度大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2009-09-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] アミロイドbペプチドによって誘起され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、Mun'delanji Vestergaard、濱田勉、高木昌宏
    • 学会等名
      第24回生体機能関連化学・第12回バイオテクノロジーシンポジウム
    • 発表場所
      九州大学医系キャンパス・百年記念講堂
    • 年月日
      2009-09-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 光応答性リボソームの構造制御と転移ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      濱田勉、石井健一、杉本涼子、長崎健、高木昌宏
    • 学会等名
      第24回生体機能関運化学シンポジウム,第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 余剰膜面積制御によるベシクル転移ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      濱田勉
    • 学会等名
      ソフトマター物理・第4回領域研究会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-07-01
    • 関連する報告書
      2009 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、Mun'delanji Vestergaard濱田勉、高木昌宏
    • 学会等名
      特定領域バイオ操作 第四回若手研究者ワークショップ
    • 発表場所
      新さっぽろアークシティホテル
    • 年月日
      2009-06-12
    • 関連する報告書
      2009 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, Mumdelamji 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ボソームの構築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 Mundelanji, 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] ラフト含有リボ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, Mundelanji Vestergaard, 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
      ドイツボン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
      山口健太朗, 鈴木えり子, 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] 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] 光感受性リポ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, 晶山剛臣, 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
      Workshon 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
  • [図書] シングルセル解析の最前線、第3章-3、細胞模倣非対称2分子膜リボソームの構築2009

    • 著者名/発表者名
      濱田勉, 小松佑規, 高木昌宏
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 生物物理、Vol.49、細胞サイズリポソームの新しい作成法とその応用2009

    • 著者名/発表者名
      濱田勉, 小松佑規, 高木昌宏
    • 出版者
      日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 光応答性リボソーム及び光応答性リボソームを利用した物質の運搬方法2010

    • 発明者名
      濱田勉、高木昌宏、長崎健
    • 権利者名
      国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学
    • 産業財産権番号
      2010-042688
    • 出願年月日
      2010-02-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] マイクロ液滴の作製方法2009

    • 発明者名
      濱田勉、高木昌宏、小松佑規
    • 権利者名
      国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学
    • 産業財産権番号
      2009-234643
    • 出願年月日
      2009-10-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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