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2017 年度 実施状況報告書

膜内化学反応と膜ダイナミクスが協同した人工細胞システムの創製と機能創出

研究課題

研究課題/領域番号 16K21034
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

森田 雅宗  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (90708504)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードリポソーム / ドロップレット / 人工細胞システム / DNAナノテクノロジー / DNAゲル
研究実績の概要

本研究の目的は,生体システムに見られるような化学反応とダイナミクスの様な機能が協同するシステムを人工的に構築することである.昨年度から引き続き,DNAマイクロ構造体にRNA転写機能を付与した系の構築に成功した.さらに,DNAゲルで裏打ちされたリポソーム(人工細胞)の作製に共同研究として参画し,作製に成功,国際誌に共著者として掲載された.また,本年度は,ダイナミクスの一つである膜の変形についても評価した.本研究では界面透過法と呼ばれる方法でリポソーム(人工細胞)を作製しているが,従来の水和法と異なるのでダイナミクスへの影響が不明であったので,脂質膜に対して外的刺激を加えて,水和法によるリポソームのダイナミクスとの違いを考察した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ドロップレット内でのDNAマイクロ構造体形成では,幾何学的に複雑な構造にRNA転写という機能を付与することができた.さらに,DNAで裏打ちされた人工細胞の作製にも成功した.同時に,今後のダイナミクス機能の発現に向けて,リポソームの評価系を構築した.一部で遅れはあるが,概ね順調に進展している.

今後の研究の推進方策

リポソームの評価系をさらに,実際の細胞膜が有する構造に近づけた系での実証および化学反応とダイナミクス機能が協同するシステムの構築を行う

次年度使用額が生じた理由

当初購入予定であった機器は前年度,他の助成によって購入できたので,別の機器を選定した.研究遂行上,実験の特性で3次元情報が必要であり,3次元構造を構築するために,顕微鏡にZ軸情報を取得するための機器を設置した.また,適宜,消耗品として試薬・材料を購入した.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] DNA cytoskeleton for stabilizing artificial cells2017

    • 著者名/発表者名
      C. Kurokawa, K. Fujiwara, M. Morita, I. Kawamata, Y. Kawagishi, A. Sakai, Y. Murayama, S. M. Nomura, S. Murata, M. Takinoue, M. Yanagisawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)

      巻: 114 ページ: 7228-7233

    • DOI

      https://doi.org/10.1073/pnas.1702208114

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of DNA micro-skeleton structures in water-in-oil microdroplets2017

    • 著者名/発表者名
      M. Morita, S. M. Nomura, S. Murata, M. Yanagisawa, M. Takinoue
    • 雑誌名

      Proc. microTAS

      巻: 3C1-4 ページ: 159-160

    • 査読あり
  • [学会発表] Formation of DNA micro-skeleton structures in water-in-oil microdroplets2017

    • 著者名/発表者名
      M. Morita, S. M. Nomura, S. Murata, M. Yanagisawa, M. Takinoue
    • 学会等名
      microTAS2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of complex self-assembled DNA microstructures inside water-in-oil microdroplets2017

    • 著者名/発表者名
      M. Morita, S. M. Nomura, S. Murata, M. Yanagisawa, M. Takinoue
    • 学会等名
      19th IUPAB congress and 11th EBSA congress
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ液滴界面を利用したRNA転写可能なDNAマイクロ構造体の構築2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉理佐 , 森田雅宗, 柳澤実穂 , 瀧ノ上正浩
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会 10.0
  • [学会発表] Construction of artificial cell nuclei with RNA transcription capability using a microdroplet interface2017

    • 著者名/発表者名
      R. Watanabe, M. Morita, M. Yanagisawa, M. Takinoue
    • 学会等名
      第55 回日本生物物理学会

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公開日: 2018-12-17  

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