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化学場がもたらすベシクルの新しい変形ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 25800233
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関東北大学

研究代表者

佐久間 由香  東北大学, 理学研究科, 助教 (40630801)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードベシクル / 化学刺激 / 膜変形 / 分子形状 / 国際情報交換 / フランス
研究成果の概要

細胞の変形などのダイナミクスをソフトマター物理の観点から理解する為には、化学的な刺激に対するソフトマターメソ構造体の応答を理解することが不可欠である。本研究では化学刺激により膜分子の幾何学的形状が変化することを基盤とした膜変形ダイナミクスの解明を試みた。その結果、アニオン性脂質を含むモデル生態膜に水酸化物イオンを含む化学刺激を与えると、膜面上での孔開閉を制御できることが分かった。さらにこの孔形成はアニオン性脂質と水酸化物イオンの相互作用による膜面積収縮に起因することを明らかにした。これは、生命機能の制御機構を化学場によるソフトマターの非平衡構造形成という観点から明らかにする為の第一歩である。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 図書 (2件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Migration of phospholipid vesicles in response to OH2016

    • 著者名/発表者名
      Atsuji Kodama, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Yutaka Oya, Toshihiro Kawakatsu, Nicolas Puff and Miglena I. Angelova
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 12 号: 11 ページ: 2877-2886

    • DOI

      10.1039/c5sm02220g

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of Inverse-Cone-Shape Lipids in Temperature-Controlled Self-Reproduction of Binary Vesicles2016

    • 著者名/発表者名
      T. Jimbo, Y. Sakuma, N. Urakami, P. Ziherl, and M. Imai
    • 雑誌名

      Biophys. J.

      巻: 110 号: 7 ページ: 1551-1562

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2016.02.028

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamics of fatty acid vesicles in response to pH stimuli2015

    • 著者名/発表者名
      Keita Ikari, Yuka Sakuma, Takehiro Jimbo, Atsuji Kodama, Masayuki Imai, Pierre-Alain Monnard and Steen Rasmussen
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 11 号: 31 ページ: 6327-6334

    • DOI

      10.1039/c5sm01248a

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tubular membrane formation of binary giant unilamellar vesicles composed of cylinder and inverse-cone shaped lipids2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakuma, T. Taniguchi, T. Kawakatsu M. Imai
    • 雑誌名

      The Biophysical Journal

      巻: 105 号: 9 ページ: 2074-2081

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2013.09.021

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脂質膜から探る生命の起源 -分子集合体はどのようにして生命へと進化したのか?-2017

    • 著者名/発表者名
      佐久間由香
    • 学会等名
      第2回Keio Astrobiology Camp 2017
    • 発表場所
      山形県鶴岡市
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学刺激による脂質ベシクル膜面上での孔開閉の制御2017

    • 著者名/発表者名
      佐久間由香,兒玉篤治,今井正幸
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪府豊中市
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 金属イオンにより駆動されるリン脂質ベシクルの拡散泳動2017

    • 著者名/発表者名
      兒玉篤治,佐久間由香,今井正幸,川勝年洋,Nicolas Puff,Miglena I. Angelova
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪府豊中市
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 自己生産するベシクルの機構2017

    • 著者名/発表者名
      神保岳大,佐久間由香,今井正幸,浦上直人,Primoz Ziherl,菅原正
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪府豊中市
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 膜状での鋳型高分子合成が誘起するベシクルダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      青木春隆,今井正幸,佐久間由香,Peter Walde
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪府豊中市
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] MECHANISM OF SELF-REPRODUCING VESICLES2017

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Jimbo, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Naohito Urakami, Primoz Ziherl
    • 学会等名
      Biophysical Society 61st Annual Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, U.S.A.
    • 年月日
      2017-02-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属イオンにより駆動されるリン脂質ベシクルの拡散泳動2016

    • 著者名/発表者名
      兒玉篤治、佐久間由香、今井正幸、川勝年洋、Nicolas Puff、Miglena I. Angelova
    • 学会等名
      第6回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Pore Formation in Vesicle Membranes Induced by Chemical Stimuli2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakuma, A. Kodama and M. Imai
    • 学会等名
      新学術領域「ゆらぎと構造の協奏」第3回領域研究会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2016-06-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Morphology of Multi-Cellular Model2016

    • 著者名/発表者名
      R. Ebihara, T. Kono, Y. Sakuma, M. Imai and P.Ziherl
    • 学会等名
      新学術領域「ゆらぎと構造の協奏」第3回領域研究会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2016-06-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 化学刺激によるベシクル膜面上での孔形成2016

    • 著者名/発表者名
      佐久間由香,兒玉篤治,今井正幸
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城,仙台)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 接着したベシクルの形態形成2016

    • 著者名/発表者名
      河野拓馬,海老原隆太,佐久間由香,今井正幸,Primoz Ziherl
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城,仙台)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 二価の陽イオンによるリン脂質ベシクルの駆動2015

    • 著者名/発表者名
      兒玉篤治,佐久間由香,今井正幸,川勝年洋,Nicolas Puff, Miglena I. Angelova
    • 学会等名
      第5回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城,仙台)
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己生産ベシクルにおけるPE脂質の役割について2015

    • 著者名/発表者名
      神保岳大,佐久間由香,今井正幸,浦上直人,Primoz Ziherl
    • 学会等名
      第5回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城,仙台)
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 多細胞モデルの形態形成2015

    • 著者名/発表者名
      河野拓馬,海老原隆太,佐久間由香,今井正幸,Primoz Ziherl
    • 学会等名
      第5回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城,仙台)
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学刺激によるリン脂質ベシクルの駆動2015

    • 著者名/発表者名
      兒玉篤治,佐久間由香,今井正幸,大矢豊大,川勝年洋,Nicolas Puff, Miglena I. Angelova
    • 学会等名
      日本物理学会第2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪,吹田)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 二成分脂質ベシクルで探る生命と分子集合体の境界2015

    • 著者名/発表者名
      佐久間由香
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川,金沢)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Approach to Minimal Cell based on Membrane Physics2015

    • 著者名/発表者名
      Yuka Sakuma
    • 学会等名
      International Workshop on Challenge to Synthesizing Life
    • 発表場所
      Kagetsuen (Hakone, Japan)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physics of Self-reproduction of Vesicle Reveal by 3D Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Jimbo, Yuka Sakuma, Primoz Ziherl, Masayuki Imai
    • 学会等名
      International Workshop on Challenge to Synthesizing Life
    • 発表場所
      Kagetsuen (Hakone, Japan)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Migration of Phospholipid Vesicles in Response to Chemical Stimuli2015

    • 著者名/発表者名
      Atsuji Kodama, Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Yutaka Oya, Toshihiro Kawakatsu, Nicolas Puff and Miglena Angelova
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • 発表場所
      Shiran-kaikan (Kyoto, Japan)
    • 年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Key for self-reproduction of vesicles2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Jimbo, Yuka Sakuma, Primoz Ziherl and Masayuki Imai
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • 発表場所
      Shiran-kaikan (Kyoto, Japan)
    • 年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Binary Vesicles Having Functions of Protocell2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakuma, T. Jimbo and M. Imai
    • 学会等名
      International Workshop “From Soft Matter to Protocell”
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自発曲率と相分離の結合によるチューブ構造形成

    • 著者名/発表者名
      佐久間由香,谷口貴志,川勝年洋,今井正幸
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Encyclopedia of Polymeric Nanomaterials2015

    • 著者名/発表者名
      Yuka Sakuma and Masayuki Imai
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 生体膜の分子機構ーリピッドワールドが先導する生命科学2014

    • 著者名/発表者名
      佐久間由香,今井正幸
    • 総ページ数
      35
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学 ソフトマター・生物物理研究室 研究業績

    • URL

      http://www.bio.phys.tohoku.ac.jp/achieve_soft.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] ソフトマター・生物物理研究室(所属研究室)

    • URL

      http://www.bio.phys.tohoku.ac.jp/achieve_soft.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学研究者紹介

    • URL

      http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/7eb1319e82f89a1e3f5070fb5ee1a2eb.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学 ソフトマター・生物物理研究室

    • URL

      http://www.bio.phys.tohoku.ac.jp/protocell.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学 ソフトマター・生物物理研究室

    • URL

      http://www.bio.phys.tohoku.ac.jp/achieve_soft.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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