2001 年度実績報告書

人工細胞構築のための光学的制御技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号	12131206
研究種目	特定領域研究(B)
研究機関	名古屋大学
研究代表者	宝谷紘一名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80025444)
研究分担者	石島秋彦名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80301216)
キーワード	リポソーム / 人工細胞 / 暗視野光学顕微鏡 / レーザートウイザー / ナノメーター計測 / ナノマシンシステム / 細胞骨格 / 一分子操作
研究概要	細胞は多種類のコンパートメント(生体膜小胞)から成るミクロのコンビナートである。この構築機構を探るために、人工膜小胞(リポソーム)の内部に細胞骨格ネットワークを再構築させて、膜系に基づくナノマシンシステム(人工細胞)を創製することは、バイオ工学にとって魅力的かつ緊急の課題である。その際に不可欠な、ミクロな膜小胞の形態制御とトポロジー変換の技術を確立することを目的として研究を進めている。そのために、細胞骨格や生体膜を、溶液中で同時に直視できる実験系を高輝度暗視野光顕を利用することも試みている。細胞モデルを用いた膜突起形成過程の力学的測定生細胞はその機能を遂行するために、多くの状況で膜突起を形成させる。細胞は細胞骨格を伸張することによって膜突起を形成させているが、その力学的メカニズムを探求するためにリポソームを用いたモデル系を開発した。まず、リポソームにラテックスビーズ(直径=1μm)を取り込ませる方法を確立し、ビーズを2個取り込んだリポソームを選び、新しく構築したダブルビームのレーザーツイーザーシステムを用いて片方のビーズに機械的張力を加え、その形態応答を可視化・制御した。張力によってリポソームはまずレモン型に変型し、さらに力を大きくすると管状の突起が形成されることが判った。その結果・膜管形成開始期に最大力が要り、伸長期に減少することが判った。そして力の減少率は理論予測値よりも大きかった。構築した測定システムでは張力増加を手動ダイヤルを用いて行っているので、力の時間的変化データーが取得出来ない。この系を用いて、理論の定性的な立証は出来たが、液晶膜転移現象の詳しい分子メカニズムにせまるためには、張力増加速度を定量的に制御する必要があり、装置の改良が求められる。

研究成果

(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] H.Hotani: "Giant lipsomes : From memberane dynamics to cell morphogesesis"Current Opinion in Colloid and Interface Science. 4. 358-368 (2000)
[文献書誌] H.Kitazawa: "Ser787 in Proline-Rich of Human MAP4 is a Critical Phosphorylation Site that Reduces its Activity to Promote Tubulin Polymerization"Cell Structure and Function. 25. 33-39 (2000)
[文献書誌] F.Nomura: "Capabilities of liposomes for topologic toransformation"Proc. Natl. Sci. USA. 98(5). 2340-2345 (2001)
[文献書誌] K.Ichihara: "Visualization of the Stop of Microtubule Depolymerization at the Cluster of Microtubule-Associated Protein 2(MAP2)"J. Mol. Biol.. 312. 107-118 (2001)
[文献書誌] F.Nomura: "Morphological and Topological Transformation of Membrane Vesicles"J. Biol. phys.. (in press). (2002)
[文献書誌] K.Takiguchi: "Liposomes Possess Drastic Capabilities for Topological Transfomation"Eur. J. of Chemphys. Chem.. (in press). (2002)
[文献書誌] F.Nomura, et al.: "Studies in Surface Science and Catalysis"Elsevier Science B.V., Amsterdam, The Nether lnads. 495-500 (2001)

2001 年度 実績報告書

人工細胞構築のための光学的制御技術の確立

研究代表者

宝谷 紘一 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80025444)

研究成果

[文献書誌] H.Hotani: "Giant lipsomes : From memberane dynamics to cell morphogesesis"Current Opinion in Colloid and Interface Science. 4. 358-368 (2000)

[文献書誌] H.Kitazawa: "Ser787 in Proline-Rich of Human MAP4 is a Critical Phosphorylation Site that Reduces its Activity to Promote Tubulin Polymerization"Cell Structure and Function. 25. 33-39 (2000)

[文献書誌] F.Nomura: "Capabilities of liposomes for topologic toransformation"Proc. Natl. Sci. USA. 98(5). 2340-2345 (2001)

[文献書誌] K.Ichihara: "Visualization of the Stop of Microtubule Depolymerization at the Cluster of Microtubule-Associated Protein 2(MAP2)"J. Mol. Biol.. 312. 107-118 (2001)

[文献書誌] F.Nomura: "Morphological and Topological Transformation of Membrane Vesicles"J. Biol. phys.. (in press). (2002)

[文献書誌] K.Takiguchi: "Liposomes Possess Drastic Capabilities for Topological Transfomation"Eur. J. of Chemphys. Chem.. (in press). (2002)

[文献書誌] F.Nomura, et al.: "Studies in Surface Science and Catalysis"Elsevier Science B.V., Amsterdam, The Nether lnads. 495-500 (2001)

2001 年度実績報告書

宝谷紘一名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80025444)