| 研究課題/領域番号 |
20K14425
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
渡邊 千穂 広島大学, 統合生命科学研究科(総), 准教授 (50838076)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
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| キーワード | 高分子 / 相分離 / 脂質 / 水 / 蒸発 / 乾燥 / パターン / 蛍光顕微鏡 / パターン形成 / 濡れ / 液滴 / 高分子溶液 / 濃度 / ソフトマター / 表面・界面物性 / 高分子混雑 |
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| 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。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、固着液滴(sessile droplet)を用い、蒸発過程でダイナミックに形成される相分離に対する生体膜成分の効果解明を目指しました。まず、二種類の高分子を含む水溶液からなる固着液滴を作成しその蒸発過程を顕微鏡観察したところ、高分子の組成や初期濃度に依存して異なる相分離パターンを示すことを見出しました。これらの溶液に、生体膜の成分をなす脂質を添加したところ、添加が無い場合とは異なるパターンを形成することを見出しました。それぞれの高分子および脂質の分布は蛍光修飾分子を用いて蛍光顕微鏡観察による可視化を行いました。これにより、各成分の分布やより詳細な相分離過程の観察が可能になりました。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、近年生物学分野でも着目されている相分離現象について、古典的かつ単純な系である固着液滴を用いて、細胞の必須構成分子である脂質の相分離に対する効果を明らかにしようとした。実験から、脂質の添加は、脂質無しの場合に比べ、蒸発にともなう相分離パターンが大きく変化しうることが見出された。これらの結果は、細胞内で起こる相分離現象に対しても脂質分子が関わりうることを間接的に示唆すると考える。それゆえ、物質の側面からの生物現象の理解に対する一つの視点を提供しうるという意義があると考えている。
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