リン脂質非対称膜リポソームを基盤とした人工トランスロコンの創出

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05493
• 研究機関: 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所
• 研究代表者: 神谷 厚輝 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 人工細胞膜システムグループ, 研究員(任期有) (70612315)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: リン脂質非対称膜 / リポソーム / 膜タンパク質 / 人工細胞 / マイクロデバイス

研究実績の概要

昨年度は、１つのデバイスで複数組成のリン脂質非対称膜リポソーム作製デバイスの作製を開発した。今年度は、このデバイスの性能についての評価を行った。デバイスの構造は、６つのウェルを持った回転テーブルとジェット水流ノズルが存在する１つの固定ウェルからなる。各回転テーブルのウェルにリン脂質のDOPCをベースとして、Rhodamine-DOPEやBODIPY-DHPEを含んだ単分子膜を作製した。そして、回転デーブルを回転させることにより、平面リン脂質非対称膜をさせ、ジェット水流を印加し、リポソームを形成させた。例えば、Rhodamineの蛍光を持つウェルからは、Rhodamineの蛍光を持つリポソームが形成された。また、Rhodamine, BODIPY両方の蛍光を持たないウェルからは、RhodamineとBODIPY両方の蛍光が観察されないリポソームが作製された。この結果より、ウェルの回転によるリン脂質の混和が起きずにリン脂質非対称膜リポソームが形成されることが示された。これらの結果を学会及び雑誌論文で発表した。
また、昨年度から引続きリン脂質非対称膜への膜タンパク質の取込み及び機能観察を行っている。今年は、様々な膜貫通数をもつタンパク質の再構成にも成功している。
経時観察や細胞間相互作用を観察するためには、細胞やリポソームを同一平面上に固定化する必要がある。そこで、細胞やリポソームを任意の順番や形状で配列させることが可能なマイクロ流体デバイスを雑誌論文に発表した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Well-Controlled Cell-Trapping Systems for Investigating Heterogeneous Cell-Cell Interactions (2018)
  • 著者名/発表者名: Kamiya Koki、Abe Yuta、Inoue Kosuke、Osaki Toshihisa、Kawano Ryuji、Miki Norihisa、Takeuchi Shoji
  • 雑誌名: Advanced Healthcare Materials 巻: 7 ページ: 1701208～1701208
  • DOI: 10.1002/adhm.201701208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential generation of asymmetric lipid vesicles using a pulsed-jetting method in rotational wells (2018)
  • 著者名/発表者名: Gotanda Masahide、Kamiya Koki、Osaki Toshihisa、Fujii Satoshi、Misawa Nobuo、Miki Norihisa、Takeuchi Shoji
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: 261 ページ: 392～397
  • DOI: 10.1016/j.snb.2018.01.149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant liposome formation toward the synthesis of well-defined artificial cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Kamiya Koki、Takeuchi Shoji
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry B 巻: 5 ページ: 5911～5923
  • DOI: 10.1039/C7TB01322A
  • 査読あり
• [学会発表] NANO-SIZED ASYMMETRIC LIPID VESICLES FOR DRUG CARRIER APPLICATIONS (2018)
  • 著者名/発表者名: Koki Kamiya, Toshihisa Osaki, Satoshi Fujii, Nobuo Misawa,and Shoji Takeuchi
  • 学会等名: MEMS 2018
  • 国際学会
• [学会発表] マイクロデバイスを用いたリポソーム作製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 神谷厚輝、大崎寿久、藤井聡志、三澤宣雄、竹内昌治
  • 学会等名: 第１回分子ロボティクス年次大会
• [学会発表] 人工細胞膜内の生体分子運動を観察可能とする非対称膜リポソームの連続的作製法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 五反田真秀、神谷厚輝、大崎寿久、藤井聡志、三澤宣雄、三木則尚、竹内昌治
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会 2017
• [学会発表] 細胞膜相互作用観察可能なジェット水流印加によるリン脂質非対称膜リポソームの作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神谷厚輝、大崎寿久、川野竜司、竹内昌治
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第35回研究会
• [学会発表] 脂質膜組成交換デバイスによる非対称人工細胞膜間の分子運動観察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 五反田真秀、神谷厚輝、大崎寿久、藤井聡志、三澤宣雄、三木則尚、竹内昌治
  • 学会等名: 化学とマイクロ・ナノシステム学会第35回研究会
• [学会発表] Artificial Cell Assembly Using Bottom-Up Approach (2017)
  • 著者名/発表者名: Koki Kamiya
  • 学会等名: 23rd iCeMS International Symposium“Emerging Science for Unlocking Cell's Secrets”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SEQUENTIAL PRODUCTION OF VARIOUS TYPES OF ASYMMETRIC LIPID VESICLES USING PULSE JET FLOW (2017)
  • 著者名/発表者名: Masahide Gotanda, Koki Kamiya, Toshihisa Osaki, Satoshi Fujii, Nobuo Misawa, Norihisa Miki and Shoji Takeuchi
  • 学会等名: TRANSDUCERS 2017
• [学会発表] Reconstitution amount of membrane proteins was controlled by components of asymmetric lipid vesicles (2017)
  • 著者名/発表者名: Koki Kamiya, Toshihisa Osaki, Ryuji Kawano, Shoji Takeuchi
  • 学会等名: 第55回日本生物物理学会年会
• [学会発表] FORMATION OF A GIANT LIPID VESICLE CONTAINING TWO TYPES OF LIQUID SOLUTIONS USING A THETA-GLASS CAPILLARY (2017)
  • 著者名/発表者名: Koki Kamiya, Toshihisa Osaki, Satoshi Fujii, Nobuo Misawa, and Shoji Takeuchi
  • 学会等名: MicroTAS 2017
• [学会発表] 非対称人工細胞膜間における生体分子の拡散運動観察ため手法開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 五反田真秀、神谷厚輝、大崎寿久、藤井聡志、三澤宣雄、三木則尚、竹内昌治
  • 学会等名: 第8回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
• [備考] 神奈川県立産業技術総合研究所 人工細胞膜システムグループ
  • URL: https://www.kanagawa-iri.jp/r_and_d/project_res/labo_intro/takeuchi_project/
• [備考] 竹内昌治研究室
  • URL: http://www.hybrid.iis.u-tokyo.ac.jp