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2017 年度 実績報告書

膜とDNAが協同して増幅する人工細胞の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0153
研究機関中央大学

研究代表者

鈴木 宏明  中央大学, 理工学部, 教授 (20372427)

研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2018-03-31
キーワード人工細胞 / ジャイアントリポソーム / 細胞分裂 / ゲノムDNA / 膜変形
研究実績の概要

現代の細胞では,多様な特殊化したタンパク質が複雑巧妙に働き細胞分裂が達成される.しかし,生命誕生初期の原始細胞が増殖するためには,情報分子(核酸)の複製と膜構造の複製が原始的な原理により同時に進行する必要がある.申請者らが発見した,脂質膜小胞が成長して自発的に分裂する効果(排除体積効果)は,小胞内に存在する高分子のサイズや濃度に依存して起こるため,小胞内でDNAが増幅し,より大きなDNAを内封するものが分裂・増殖し,生存に有利であったというシナリオが描ける.本研究では,DNAの等温増幅と膜の成長・分裂が協同して進行し,膜と核酸のみから構成される原始的な細胞モデルでも増殖可能であることを,実験的に示すことを目的とした.
平成29年度においては,平成28年度の後半に達成した成果(巨大DNAは低重量濃度でも排除体積効果による分裂様膜変形を起こすことを証明し,かつDNAの増幅反応を経たリポソームでも同様の分裂様変形を起こることのデモンストレーション)に関し,論文の執筆・投稿作業を行った.いくつかの雑誌への再投稿作業を経て,タンパク質により混雑環境の影響に関する追加実験も行い,最終的にACS Synthetic Biology (IF 5.382)に掲載された.また,29年度は,以前より得られていた,分子混雑環境中において巨大DNAが脂質二重膜に自発的に包みこまれるという実験結果に対して,画像解析法による定量評価を行った.研究期間を終えた現在,この研究結果について,論文執筆作業を行っている.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Deformation Modes of Giant Unilamellar Vesicles Encapsulating Biopolymers2018

    • 著者名/発表者名
      Okano Taiji、Inoue Koya、Koseki Kaoru、Suzuki Hiroaki
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 7 ページ: 739~747

    • DOI

      10.1021/acssynbio.7b00460

    • 査読あり
  • [学会発表] Unique deformation modes and material encapsulation of giant unilamellar vesicles encapsulating biomacromolecules2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Suzuki
    • 学会等名
      Int. Symp. Artificial Cell Reactor Science and Technology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Repeated substrate supply to biochemical reactions encapsulated in giant unilamellar vesicles2018

    • 著者名/発表者名
      T. Okano, H. Suzuki
    • 学会等名
      Int. Symp. Artificial Cell Reactor Science and Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Reagent Handling and Delivery System Using Cell-Sized Liposomes2018

    • 著者名/発表者名
      S. Katsuta, T. Okano, H. Suzuki
    • 学会等名
      IEEE NEMS 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Shape Study of Giant Liposomes Containing Macromolecules as an Artificial Cell Mimic2018

    • 著者名/発表者名
      T. Okano, K. Inoue, H. Suzuki
    • 学会等名
      IEEE NEMS 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工脂質膜小胞内 RT-PCR 法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      津金麻実子,鈴木宏明
    • 学会等名
      第 35 回化学とマイクロナノシステム学会
  • [学会発表] Engineering cell mimetic dynamic microreactor system based on liposomes2017

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Okano, M. Tsugane, F. Sunaga
    • 学会等名
      Flow17 Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオリアクターへの繰り返し基質供給2017

    • 著者名/発表者名
      岡野太治,鈴木宏明
    • 学会等名
      第 36 回化学とマイクロナノシステム学会
  • [学会発表] 高分子を内封した巨大脂質ベシクルの変形2017

    • 著者名/発表者名
      古関薫,井上洸也,岡野太治,鈴木宏明
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会 10.0
  • [学会発表] Microfluidic device for selective manipulation of giant liposomes2017

    • 著者名/発表者名
      T. Okano, H. Suzuki
    • 学会等名
      microTAS 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Liposome-based RNA detection system2017

    • 著者名/発表者名
      M. Tsugane, H. Suzuki
    • 学会等名
      microTAS 2017
  • [学会発表] 細胞サイズのリポソームを用いた試薬操作・徐放システム2017

    • 著者名/発表者名
      勝田翔太,岡野太治,鈴木宏明
    • 学会等名
      第 8 回マイクロ・ ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 人工細胞モデルへの低侵襲的な繰り返し基質供給のためのマイクロ流体デバイス2017

    • 著者名/発表者名
      岡野太治,鈴木宏明
    • 学会等名
      第 8 回マイクロ・ ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 人工細胞モデルの膜挙動2017

    • 著者名/発表者名
      岡野,井上,鈴木
    • 学会等名
      膜シンポジウム 2017
  • [学会発表] 高分子を内封したリポソームの変形2017

    • 著者名/発表者名
      古関薫,井上洸也,岡野太治,鈴木宏明
    • 学会等名
      精密工学会 2018 年度春季大会

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公開日: 2018-12-17  

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