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脂質ナノ膜場電気泳動法によるナノドメインとの弱い相互作用解析法に関する研究

公募研究

研究領域マテリアルシンバイオシスための生命物理化学
研究課題/領域番号 23H04075
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
研究機関大阪大学

研究代表者

岡本 行広  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (50503918)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード相互作用 / 相互作用解析法 / 電気泳動 / 脂質膜 / 基板上脂質膜 / 粘度 / 弱い相互作用解析 / ナノドメイン
研究開始時の研究の概要

細胞膜は,分子同士が弱い相互作用で形成されており,しかも分子が秩序配向性を持ち,限定された二次元平面に凝縮されている.この様な,溶液とは異なる環境での側方間の弱い分子間相互作用を定量的に解析可能な手法の確立を目的としている.

研究実績の概要

細胞膜は不均一な分子分布を示し,相分離(ラフト)を呈している.このラフトは,毒素/ウィルスとの結合による疾患やシグナル伝達をはじめ,多くの生命現象に関与していると報告されている.この事から,ラフトとの親和性の違いを定量的に解析可能な手法が重要となる.そこで,ラフトとの定量的な相互作用の解析法の確立を目的とする.このため,本年度は脂質膜の物性解析法に関して研究を実施した.特に,膜の流動性(粘性)や相状態(相転移現象)は,相互作用に大きく影響する物性であるために,その解析法は重要である.また,本提案では,懸濁サンプルではなく,基板上の脂質膜を対象としている.このため基板上の脂質膜の流動性(粘性)や相状態を解析する手法を確立する必要があり,この解析法に関する研究を実施した.その結果,脂質膜を平面基板上に固定化することに成功するとともに,基板上脂質膜の粘度の解析法に成功した.また,この手法を用いて,懸濁液サンプルと基板上脂質膜の粘性の温度依存性を比較した結果,ほぼ同様の挙動を示すことを明らかにした.この結果より,平均として膜の流動性を維持して基板に固定化可能であることを見出した.また,温度と流動性の相関関係より相転移温度に関して評価した結果,懸濁サンプルと基板サンプルの相転移はほぼ同様であることを明らかとした.また,次年度以降の計画実現のため,平面膜解析用のデバイス設計を行うとともに,わずか数分子の検出を実現するために二光子顕微システムおよびSHG顕微システムを解析デバイスに組み込み,これらが使用可能であることを実証した.

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

当初の想定どおりに基板上脂質膜の膜特性解析に成功しつつある.そのうえ,平面膜の分子間の相互作用解析を可能なデバイスの設計および構築,さらに顕微システムとの融合を行い,この解析システムが使用可能であることを実証している.このため,概ね,順調に進んでいると判断している.

今後の研究の推進方策

相分離した平面膜での電気泳動移動度の測定ならびにモデル式の有効性の実証に取り組む.このため,昨年度までに作り上げた解析デバイスに関して,モデル膜にて検証後,想定している相分離膜の解析へと応用していく計画である.

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Exploring the Influence of Morphology on the Bipolaron and Polaron Ratios and Conductivity in Polypyrrole in the presence of surfactants2024

    • 著者名/発表者名
      Thaneeya Samwang, Nozomi Morishita Watanabe, Yukihiro Okamoto, Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: in press 号: 6 ページ: 1197-1197

    • DOI

      10.3390/molecules29061197

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 温故知新:キャピラリー電気泳動法による医薬品とタンパク質との相互作用解析2024

    • 著者名/発表者名
      岡本行広
    • 雑誌名

      ぶんせき

      巻: 4 ページ: 138-138

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of Hydrophobic Monolithic Supermacroporous Cryogel Particles for the Separation of Stabilized Oil-in-Water Emulsion2023

    • 著者名/発表者名
      Takase Hayato、Watanabe Nozomi、Shiomori Koichiro、Okamoto Yukihiro、Ciptawati Endang、Matsune Hideki、Umakoshi Hiroshi
    • 雑誌名

      Colloids and Interfaces

      巻: 7 号: 1 ページ: 9-9

    • DOI

      10.3390/colloids7010009

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiplicity of Solvent Environments in Lipid Bilayer Revealed by DAS Deconvolution of Twin Probes: Comparative Method of Laurdan and Prodan2023

    • 著者名/発表者名
      Natsuumi Ito, Nozomi Morishita Watanabe, Yukihiro Okamoto, Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 122 号: 23 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2023.11.004

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞膜固定化材料の作製とその同定2024

    • 著者名/発表者名
      岡本行広、Xuehui Rui、渡邊 望美、馬越 大
    • 学会等名
      2024年日本化学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 脂質ナノ粒子と細胞膜との相互作用により誘起される 膜特性の解析に関する研究2024

    • 著者名/発表者名
      岡本行広、Xuehui Rui、渡邊 望美、馬越 大
    • 学会等名
      第84回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 固定化脂質膜の特性解析法2023

    • 著者名/発表者名
      岡本行広
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 子ベシクルの産生メカニズムおよびその膜特性の in situ解析法2023

    • 著者名/発表者名
      岡本行広、Zach Nicolella、蓮沼陽一郎、吉岡信幸、渡邊望美、馬越大
    • 学会等名
      日本分析化学会第72年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 交流電場による脂質ソーティング法に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      岡本行広、吉岡信幸
    • 学会等名
      第43キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Characterization of Cell Membrane Coated Materials2023

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Okamoto
    • 学会等名
      16th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] キャピラリー電気泳動法・イオンクロマトグラフィーの分析テクニック2024

    • 著者名/発表者名
      岡本行広
    • 総ページ数
      492
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861049934
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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