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脂質膜の過渡的相分離過程における構造・物性とその機構

公募研究

研究領域揺らぎが機能を決める生命分子の科学
研究課題/領域番号 21107530
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関豊橋技術科学大学 (2010)
分子科学研究所 (2009)

研究代表者

手老 龍吾  豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 特任助教 (40390679)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2010年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2009年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード脂質 / 細胞膜 / AFM / 蛍光顕微鏡 / 1分子計測
研究概要

脂質二重膜は細胞膜の基本骨格であり、「ラフト」に代表される脂質膜内でのドメインの形成と解消を通して細胞膜反応の反応場を提供している。ガングリオシドGM1(GM1),スフィンゴミエリン(SM),コレステロール(chol)からなる支持平面脂質二重膜(SPLB)では基板材料に依存した特異的な相分離構造が観察され、マイカ上では基板表面周期構造を反映した三角形ドメインが形成される。GM1はアルツハイマー病発症の要因であるアミロイドβ(Aβ)繊維伸張反応の種として働くことが報告されており、我々はGM1+SM+chol(20:40:40)-SPLB上でのAβ繊維伸張反応活性がマイカとSiO_2/Si表面上で大きく異なることを見出している。これら二種類の基板表面における、サブミクロン領域におけるGM1の分子拡散挙動・凝集状態と反応活性の関連を明らかにするため、平成22年度はマイカ表面上SPLBにおける一分子蛍光追跡(SMT)法を試みた。一般的に用いられる天然マイカでSMT計測を行うことが困難であったため、合成マイカ基板を用いた上で水中劈開して蛍光汚染を防ぐことで、斜入射照明法によるSMT計測を十分なS/N比で行うことができるようになった。また、フォスファチジルコリン(PC)+chol-SPLBを用いて、最大2000fpsの高速観察を行うことにより、50nm-数μmの空間スケールにおいて脂質分子拡散係数の時間・空間スケール依存性を可視化するための実験系を確立した。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 酸化物基板表面上の支持平面脂質二重膜内でのドメイン形成と分子拡散挙動のその場観察2011

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾
    • 雑誌名

      膜

      巻: 36 ページ: 16-23

    • NAID

      10029601592

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface-induced phase separation of a sphingomyelin/cholesterol/ganglioside GM1-planar bilayer on mica surfaces and microdomain molecular conformation that accelerates Aβ oligomerization2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Mao, Z.Shang, Y.Imai, T.Hoshino, R.Tero, M.Tanaka, N.Yamamoto, K.Yanagisawa, T.Urisu
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta

      巻: 1798 ページ: 1090-1099

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clustering effects of GM1 and formation mechanisms of interdigitated liquid disordered domains in GM1/SM/CHOL-supported planar bilayers on mica surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      Z.Shang, Y.Mao, R.Tero, X.Liu, T.Hoshino, M.Tanaka, T.Urisu
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett.

      巻: 497 ページ: 108-114

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 酸化物表面上での脂質二重膜の形状変化・相分離への表面力と光照射の影響2010

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 30 ページ: 63-68

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface-induced phase separation of a sphingomyetin/cholesterol/ganglioside GM1-planar bilayer on mica surfaces and microdomain molecular conformation that accelerates Aβ oligomerization2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Mao, Z.Shang, Y.Imai, T.Hoshino, R.Tero, M.Tanaka, N.Yamamoto, K.Yanagisawa, T.Urisu
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape transformation of adsorbed vesicles on oxide surfaces : Effect of substrate material and photo-irradiation2009

    • 著者名/発表者名
      R.Tero, T.Ujihara, T.Urisu
    • 雑誌名

      Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. 34

      ページ: 183-188

    • NAID

      130005003953

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local Condensation of Artificial Raft Domains under Light Irradiation in Supported Lipid Bilayer of PSM-DOPC-Cholesterol System2009

    • 著者名/発表者名
      T.Ujihara, S.Suzuki, Y.Yamauchi, R.Tero, Y.Takeda
    • 雑誌名

      Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. 34

      ページ: 179-182

    • NAID

      130005003952

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Applied Voltage on the Size of Phase-Separated Domains in DMPS-DOPC Lipid Binary Bilayers Supported on SiO_2/Si Substrates2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamauchi, T.Ujihara, R.Tero, Y.Takeda
    • 雑誌名

      Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. 34

      ページ: 217-220

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 支持膜~固体表面に支持した脂質二重膜~2009

    • 著者名/発表者名
      古川一暁, 並河英紀, 村越敬, 森垣憲一, 手老龍吾
    • 雑誌名

      表面科学 30

      ページ: 207-218

    • NAID

      10024945521

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フォスファチジルイノシトール含有支持平面脂質二重膜の作製と構造観察2011

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • 年月日
      2011-03-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Single Molecule Tracking in Supported Lipid Bilayers on Oxide Surfaces : Effect of Substrate Nanostructures on Lipid Diffusion2011

    • 著者名/発表者名
      R.Tero, G.Sazaki, T.Ujihara, T.Urisu
    • 学会等名
      6th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県)(Poster)
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Hierarchic Lipid Diffusion in Supported Lipid Bilayers on Oxide Surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      R.Tero, G.Sazaki, T.Ujihara, T.Urisu
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifi Chem2010)
    • 発表場所
      シェラトンワイキキ(米国ハワイ州)(Oral)
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物表面ナノ構造が誘起する支持平面脂質二重膜内での異常拡散2010

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾
    • 学会等名
      第二回光塾
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-12-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物基板表面上の平面支持脂質二重膜内での分子拡散挙動のその場観察2010

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾
    • 学会等名
      膜シンポジウム2010
    • 発表場所
      京都大学(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Two Dimensional Model Lipid Membranes on Solid Device Surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      R.Tero, G.Sazaki, T.Ujihara, T.Urisu
    • 学会等名
      International Symposium on Electronics-Inspired Interdisciplinary Research
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学(愛知県)(Poster)
    • 年月日
      2010-11-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 表面原子スケール構造が誘起する支持平面脂質二重膜内の異常拡散2010

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾, 佐崎元, 宇治原徹, 宇理須恒雄
    • 学会等名
      第30回表面科学学術講演会(真空・表面科学合同講演会)
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-11-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 支持脂質二重膜内での微小構造の形成と分子拡散挙動への影響2010

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Anomalous Diffusion in Supported Lipid Bilayers Induced by Nanostructures on Substrate Surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      R.Tero, G.Sazaki, T.Ujihara, T.Urisu
    • 学会等名
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter 2010
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県)(Poster)
    • 年月日
      2010-08-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物基板表面上の平面支持脂質二重膜中での分子拡散挙動のその場観察2010

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾, 佐崎元, 宇治原徹, 宇理須恒雄
    • 学会等名
      日本膜学会第32年会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京都)
    • 年月日
      2010-05-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 一分子蛍光追跡法による脂質二重膜中の幅広い時間・空間スケールでの分子拡散挙動のその場観察2010

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾, 佐崎元, 宇治原徹, 宇理須恒雄
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-03-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 脂質二重膜内の階層的な分子拡散挙動その場観察のための蛍光顕微鏡2010

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾, 佐崎元, 宇治原徹, 宇理須恒雄
    • 学会等名
      57回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈州県)
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 支持脂質二重膜の相分離と一分子観察2009

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾
    • 学会等名
      第31回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都府民総合交流プラザ(京都府)
    • 年月日
      2009-11-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光1分子追跡法による酸化物表面上支持脂質二重膜内での分子拡散挙動のその場観察2009

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾, 佐崎元, 宇治原徹, 宇理須恒雄
    • 学会等名
      第29回表面科学講演大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2009-10-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 平面脂質二重膜の構造・物性への表面力場および光照射の影響2009

    • 著者名/発表者名
      手老龍吾
    • 学会等名
      第62回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      岡山理科大学(岡山県)
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tut.ac.jp/teach/main.php?mode=detail&article=684

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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