| 研究領域 | 分子サイバネティクス ー化学の力によるミニマル人工脳の構築 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05872
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅳ)
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
佐藤 浩平 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (40825197)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 生体膜 / 両親媒性分子 / 脂質リポソーム / ポリアミン / 超分子化学 / 細胞膜 / 細胞表面受容体 / 有機化学 / シグナル伝達 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々の身体を構成する細胞の表面では、受容体タンパク質が細胞外のシグナルを受信し、細胞内部へと別のシグナルを送信することで、環境に応じたダイナミックな細胞活動の変化を実現している。本研究では、このような天然の細胞表面受容体タンパク質の洗練された構造と機能から着想を得て、酵素連結型受容体並びにGタンパク質共役型受容体を模倣した人工分子トランスデューサーの開発を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本年度は，前年度合成に成功した人工分子トランスデューサーの生体膜内部における物性評価を行った．既に人工分子トランスデューサーが膜の内部に導入されることは明らかになっていたため，この状態に対して外部からカルシウムイオンやポリアミンを添加することで，人工分子トランスデューサーのリン酸基を介した非共有結合性の分子間架橋によって自己集合することを期待した．しかし各種分光測定の結果，いずれの実験条件においても人工分子トランスデューサーの自己集合を示唆するようなスペクトル変化を観察することはできなかった．一方で，前年度に合成していた人工分子トランスデューサーのオクタエチレングリコール部位をコレステロールに置き換えた両親媒性分子を別途合成し，リン脂質からなるリポソーム（人工細胞モデル）へと導入するとともに，その外部刺激応答性を同様に検討したところ，驚くべきことにポリアミンの添加に伴ってリポソーム同士が凝集し，多細胞集合体のような物体の形成が観察された．その際，個々のリポソームは破裂することなくその形状を保っていた．一方で，ポリアミンのモノマーに相当する分子を添加してもリポソームの凝集は確認されなかったことから，複数の両親媒性分子とポリアミンが多価相互作用によって分子間架橋することでリポソームの凝集が促進されていることが示唆された．今後は，このリポソーム凝集現象の可逆性を検証するとともに，リポソーム間の物質輸送の可能性についても検討していく予定である．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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