| 研究課題/領域番号 |
18GS0421
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
吉川 研一 京都大学, 大学院理学研究科, 教授 (80110823)
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| 研究分担者 |
今中 忠行 京都大学, 大学院理学研究科, 教授 (30029219)
秋吉 一成 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (90201285)
瀬戸 秀紀 京都大学, 大学院理学研究科, 助教授 (60216546)
北畑 裕之 京都大学, 大学院理学研究科, 助手 (20378532)
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| キーワード | リポソーム / 人工細胞モデル / 物性基礎論 / 生物物理 / 化学物理 / メソスコピック系 / 自己組織化 |
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| 研究概要 |
生命の時空間の自己組織化という謎に迫るために、統計物理・非平衡物理・非線形科学などの物理科学方法論や手法を発展的に適用しながら、エネルギーや物質の流れのなかでの自律的システムとして生命を捉えることを目的として研究を進めている。具体的には次の3つの視点から研究を進めてきた。1)DNAの高次構造転移による遺伝子群の活性のon/offスイッチングを実空間上の実験を通して実証し、細胞内での自律的な遺伝子制御のメカニズムの解明を目指す。2)リン脂質多重層から自発的に細胞サイズの小胞が生成する機構を明らかにするとともに、小胞内での転写・発現反応の加速のメカニズムを解明する。3)長鎖DNAの高次構造転移と生化学反応のネットワークからなる、生命現象の階層的システムとしての特質を究明する。
その結果、次にあげるような成果が得られた。
・油中の細胞サイズ液滴中でアクチンの重合反応を行うことに成功した。アクチン繊維の太さによって、液滴の界面に分布する場合と、液滴内部に剛直に存在する場合があることを見出し、そのメカニズムに関して解析した。
・油中の微小水滴をレーザー場、あるいは、重力により油水界面を通過させることによってリポソームを形成する、また、逆に水溶液中のリポソームを油水界面を通過させることによって、微小液滴(エマルジョン)を形成することを見出した。
・長鎖DNAは多価カチオンにより凝縮構造をとることが知られている。さらに多価のカチオンの場合にどうなるのかという問題意識のもと、ポリ-L-リシンを用いてDNAの凝縮に対する影響を調べた。その結果、重合度が大きくなるにつれ、転移が連続的になることが明らかになった。
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