研究課題
本研究は脂質二重膜小胞（リポソーム）内部でタンパク質合成などの細胞様の生命現象を封入した人工細胞の構築を目指している。このような人工細胞の再構築研究は、生命の根本理解のみならず、生命現象を産業利用する基礎技術として注目されている。これまでに、高次な複合体を形成するタンパク質の合成やそれをコードする遺伝子の複製反応など、一過的な生命現象の再構築例はあるものの、永続的に代謝を続ける人工細胞の構築例はない。その理由の一つが、内部の栄養が枯渇することにある。そこで、本研究では人工細胞に捕食能を付与し、代謝反応が恒常的に発現する人工細胞の構築を目指す基盤技術の確立を目的としている。はじめにリポソーム同士を結合する様式を再構築した。人工細胞同士の融合には、前段階として「結合」の段階がある。「融合」と「結合」を区別するために、フローサイトメーターで3種の蛍光色素と、人工的に作成した2種タンパク質を用いた新たな検出系を確立した。天然には存在しないキメラ膜タンパク質を人工的に設計し、リポソーム同士がリポソーム内部の生化学反応に依存してお互いに結合することが確認された。結合様式は、ランダムではなく異種リポソーム間を特異的に結合させることにも成功し、人工細胞の組織化様式をデザインする一例を初めて示した。次に、融合反応の再構築に取り組んだ。重金属イオンは、リン脂質の親水基領域と相互作用し、濃度によっては不安定化することが知られている。本作用を利用し、人工細胞の捕食能を再現する時の環境溶液条件を検討した。本検出系により、10万個の人工細胞が結合、融合する頻度を金属イオンの種類ごとに解析し、融合に3価のランタンイオンが効果的であることを確認した。これらの結果は、人工細胞モデルが恒常的に栄養を捕食し、代謝を永続的に続ける「生命の恒常性」を再構築する基盤技術となる。
すべて 2017 2016
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Proc. MEMS 2017
巻: - ページ: 406-407
Proc. MicroTAS 2016
巻: - ページ: 112-113
