• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

ナノ空間に閉じ込めた人工膜の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K14489
研究機関神戸大学

研究代表者

森垣 憲一  神戸大学, バイオシグナル総合研究センター, 准教授 (10358179)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード生体膜 / 膜タンパク質 / 1分子計測
研究実績の概要

膜タンパク質の機能を1分子で定量的に評価することは、重要かつ困難な課題である。本研究は、膜タンパク質機能を計測する新しい方法論を創出することを目的として、ガラス基板と高分子エラストマー(ポリジメチルシロキサン:PDMS)にはさまれた厚さ10~100 nmのナノ空間にパターン化人工膜を形成し、膜タンパク質を超高感度(1分子)で解析する技術を開発する。平成29年度には、人工膜とナノ空間を一体化したバイオチップ作製および膜タンパク質1分子観察技術を開発した。
人工膜とナノ空間を一体化したバイオチップ作製では、光重合性リン脂質を用いて、ポリマー脂質膜、流動性膜を含んだパターン化人工膜を作製した。そして、厚さの制御された接着層として高密度な親水性高分子鎖(高分子ブラシ)を被覆したシリカ微粒子を用い、人工膜とPDMSを結合することで流動性脂質膜部位の膜とPDMSの間に厚さ10~100 nmのナノ空間が形成した。これまでの検討では接着層に脂質ベシクルや脂質被覆シリカ微粒子、高分子ブラシなどを用いてきたが、今回、高分子ブラシ被覆シリカ微粒子を用いることで、(1)ナノ空間の厚さを厳密に制御、(2)脂溶性分子の非特異的吸着の抑制、(3)安定性の向上(ナノ空間を1週間以上保持できる)、などを実現した。そして、モデルタンパク質として、ウシガエル視細胞由来のロドプシンおよびトランスデューシンを用いて、ナノ空間内部で膜タンパク質を1分子蛍光観察することに成功した。
以上の結果の一部は、Langmuir誌に掲載され(Nishimura, Langmuir 33, 5752 (2017))、国内外での学会でも発表した。また、現在、論文執筆中である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件、 招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Evolution and development of model membranes for physicochemical and functional studies of the membrane lateral heterogeneity2018

    • 著者名/発表者名
      Morigaki Kenichi、Tanimoto Yasushi
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

      巻: 114 ページ: In press

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.bbamem.2018.03.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid Model Membrane Combining Micropatterned Lipid Bilayer and Hydrophilic Polymer Brush2017

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Toshiki、Tamura Fuyuko、Kobayashi Sawako、Tanimoto Yasushi、Hayashi Fumio、Sudo Yuki、Iwasaki Yasuhiko、Morigaki Kenichi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33 ページ: 5752~5759

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b00463

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Role of the Prod1 Membrane Anchor in Newt Limb Regeneration2017

    • 著者名/発表者名
      Nomura Kaoru、Tanimoto Yasushi、Hayashi Fumio、Harada Erisa、Shan Xiao-Yuan、Shionyu Masafumi、Hijikata Atsushi、Shirai Tsuyoshi、Morigaki Kenichi、Shimamoto Keiko
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 56 ページ: 270~274

    • DOI

      doi.org/10.1002/anie.201609703

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raft-based sphingomyelin interactions revealed by new fluorescent sphingomyelin analogs2017

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Masanao、Suzuki Kenichi G.N.、Matsumori Nobuaki、Takada Misa、Ano Hikaru、Morigaki Kenichi、Abe Mitsuhiro、Makino Asami、Kobayashi Toshihide、Hirosawa Koichiro M.、Fujiwara Takahiro K.、Kusumi Akihiro、Murata Michio
    • 雑誌名

      The Journal of Cell Biology

      巻: 216 ページ: 1183~1204

    • DOI

      10.1083/jcb.201607086

    • 査読あり
  • [学会発表] Patterned model biological membrane on the solid substrate2018

    • 著者名/発表者名
      Morigaki, K.
    • 学会等名
      9th International Workshop on Nanostructures and Nanoelectronics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanometric gap structure for selective biosensing created with patterned lipid bilayer, silicone elastomer, and silica nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Morigaki, K., Tanabe, M., Komatsu, R., Ando, K.
    • 学会等名
      255th American Chemical Society National Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hybrid model membrane combining micropatterned lipid bilayer and hydrophilic polymer brush2017

    • 著者名/発表者名
      Morigaki, K., Nishimura, T., Tamura, F., Kobayashi, S., Tanimoto, Y., Sudo, Y., Hayashi, F., Iwasaki, K.
    • 学会等名
      253rd American Chemical Society National Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 人工膜を用いた膜シグナル伝達機構の再構成と定量的解析2017

    • 著者名/発表者名
      森垣憲一
    • 学会等名
      理研シンポジウム「細胞システムの動態と論理 IX」
    • 招待講演
  • [学会発表] Micropatterned model membrane to elucidate the functional roles of lipid micro-domains in the signal transduction cascade2017

    • 著者名/発表者名
      Morigaki, K.
    • 学会等名
      Tethmem 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Model membrane on a solid substrate: Crawling to grow from 2D into 3D structures2017

    • 著者名/発表者名
      Morigaki, K.
    • 学会等名
      BioNano summer school 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Model membrane on the solid substrates with increased complexity and functions2017

    • 著者名/発表者名
      Morigaki, K.
    • 学会等名
      International Symposium on Science and Technology of Molecular Assemblies for Biomaterials Innovation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Patterned lipid bilayer on solid substrate as a versatile model system of biological membrane2017

    • 著者名/発表者名
      Morigaki, K.
    • 学会等名
      3rd International Conference on Bioinspired and Zwitterionic Materials
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reconstitution and quantitative analyses of membrane signal transduction by using micropatterned model system2017

    • 著者名/発表者名
      Morigaki, K., Tanimoto, Y., Kojima, S., Awazu, A., Hayashi, F.
    • 学会等名
      ConBio 2017
    • 招待講演
  • [備考] 神戸大学 環境物質科学

    • URL

      http://www.research.kobe-u.ac.jp/rceg-nowstone/index.html

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi