| 研究課題/領域番号 |
20K14425
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
|
|---|
| 研究機関 | 広島大学 |
|---|
研究代表者 |
渡邊 千穂 広島大学, 統合生命科学研究科(総), 助教 (50838076)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
|
|---|
| キーワード | 高分子 / 乾燥 / 液滴 / 相分離 / パターン / 脂質 / 高分子溶液 / 蛍光顕微鏡 / パターン形成 / 濃度 / ソフトマター / 表面・界面物性 / 高分子混雑 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
近年、細胞中で特定のタンパク質やRNA同士が集まる「細胞内相分離」とよばれるダイナミックな不均一構造が見出され、これまでの生体膜によって仕切られた場とは異なる機能発現場として急速に着目されている。一方でこれらの細胞内相分離形成に対する生体膜の役割はほとんど未解明であった。そこで本研究は、ソフトマター物理や高分子材料工学において広く用いられてきている高分子溶液からなる液滴をモデルとして用い、細胞内相分離に対する生体膜成分の効果解明を目指す。
|
| 研究実績の概要 |
本研究は高分子固着液滴（sessile droplet）の乾燥過程にともなう相分離構造形成における、(i)高分子濃度、(ii)脂質分子の添加の有無に着目して実験を進めている。2022年度は、前年度の(i)高分子濃度に着目して行った、ポリエチレングリコール（PEG）、デキストラン（Dex）希薄溶液からなる固着液滴のガラス基板表面における筋状の特徴的な乾燥パターン形成（Life 2022, 12(3), 373; https://doi.org/10.3390/life12030373 ）の成果に基づき、(ii)脂質添加の有無による相分離過程と相分離構造の相違についての実験を進めた。そこでまずは、一般的な構造脂質であるホスファチジルコリンを添加した場合のPEG-Dex水溶液の相分離にともなう乾燥パターン形成について調査・実験を行った。その結果、脂質添加がない場合と同じPEG/Dex組成、濃度条件であっても、脂質添加の有無により、固着液滴の乾燥パターンが著しく変化することを見出した。蛍光修飾したPEGおよびDex、さらに、蛍光脂質を添加し、乾燥過程を観察したところ、脂質添加の有無により、乾燥にともなって生じる相分離構造に違いがあることが分かった。合わせて、脂質添加の有無により、乾燥初期の接触角にも差があることを見出した。また、液滴の乾燥過程の可視化についても取り組んだ。具体的にはある種の蛍光分子を高分子溶液中に混合、固着液滴を作成し、蒸発・乾燥する過程を観察したところ、乾燥過程を可視化できる可能性を見出した。これらの研究成果についてまとめ、学会等において発表を行った。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度の成果をもとに、脂質を添加した場合の相分離構造形成の変化を見出しているため。加えて、乾燥過程の可視化に用いることができる可能性のある蛍光脂質を見出し、実験を進められているため。
|
| 今後の研究の推進方策 |
今後は、脂質添加による相分離構造形成について、より詳細に実験を行っていく。今年度は一種類の脂質（ホスファチジルコリン）についてのみ実験、検討を行ったが、界面特性に着目するうえでは、高分子溶液に添加する脂質膜組成を変化させることが重要であると考える。それゆえ、異なる界面特性を持つと期待される脂質を用いた実験を行う予定である。合わせて、乾燥過程の可視化についてもこれまでに見出している蛍光分子等を用いて引き続き進めていきたい。
|
