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2020 年度 実績報告書

膜タンパク質を搭載したエンベロープ型人工ウイルスの創製と細胞機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18H02089
研究機関鳥取大学

研究代表者

松浦 和則  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (60283389)

研究分担者 佐々木 善浩  京都大学, 工学研究科, 准教授 (90314541)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード人工ウイルスキャプシド / エンベロープ / 自己集合 / 膜タンパク質
研究実績の概要

昨年度までに、β-annulus-EEペプチドの自己集合によるアニオン性の人工ウイルスキャプシドにカチオン性脂質(DOTAP)と両性イオン脂質(DOPC)を覆うことにより、エンベロープ型人工ウイルスキャプシドを構築し、TEM、ζ電位、FRET、フローサイトメトリーにより特性解析し、Chemical Communications誌に報告した。
今年度は、無細胞発現系によりエンベロープ型人工ウイルスキャプシド表面上への膜タンパク質Connexin-43を搭載し、蛍光ラベル抗体を用いた蛍光相関分光法や、金ナノ粒子標識二次抗体を用いたTEM観察により、Connexinの搭載を確認した。興味深いことに、Connexin搭載エンベロープ型人工ウイルスキャプシド同士がギャップジャンクション構造を形成したTEM像も確認できた。
また、脂質をNBD、β-annulus-EEペプチドをTAMRAで蛍光標識したエンベロープ型人工ウイルスキャプシドのHepG2細胞内導入過程を共焦点レーザー蛍光顕微鏡(CLSM)観察した。その結果、細胞膜とエンベロープ膜が膜融合した後、キャプシド部分のみが細胞内に効率的に導入され、細胞質のみならず核内にまで移行することが明らかとなった。
カチオン性のエンベロープ型人工ウイルスキャプシドへの膜タンパク質再構成について、モデル系としてのリポソームを用いて詳細な検討を行った。その結果、カチオン性脂質の量が少ないカチオン性リポソームにおいては、Connexin-43のカチオン性リポソームへの再構成と、活性ヘミチャネルの高次構造の形成の両方に対して、シャペロン効果を示すことが明らかになった。また人工ウイルスキャプシドのさらなる機能化へ向け、免疫チェックポイント関連タンパク質を搭載した膜ナノ微粒子やポリマーによる脂質膜の機能化などについて予備的な検討を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

Chem. Commun., 56, 7092–7095 (2020) に関して、同雑誌のInside Back Coverに採択された。また、この研究成果が日本海新聞(2020年5月31日26面)にて報道された。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A Photoresponsive Artificial Viral Capsid Self-Assembled from an Azobenzene-Containing β-Annulus Peptide2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Kazunori、Fujita Seiya
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 4028~4028

    • DOI

      10.3390/ijms22084028

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dressing up artificial viral capsids self-assembled from C-terminal-modified β-annulus peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Kazunori
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 52 ページ: 1035~1041

    • DOI

      10.1038/s41428-020-0355-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enveloped artificial viral capsids self-assembled from anionic β-annulus peptide and cationic lipid bilayer2020

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Hiroto、Inaba Hiroshi、Inoue Fumihito、Sasaki Yoshihiro、Akiyoshi Kazunari、Matsuura Kazunori
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 ページ: 7092~7095

    • DOI

      10.1039/D0CC02622K

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Horseradish Peroxidase-Decorated Artificial Viral Capsid Constructed from β-Annulus Peptide via Interaction between His-Tag and Ni-NTA2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Kazunori、Shiomi Yuriko、Mizuta Toshihumi、Inaba Hiroshi
    • 雑誌名

      Processes

      巻: 8 ページ: 1455~1455

    • DOI

      10.3390/pr8111455

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Encapsulation of mRNA into Artificial Viral Capsids via Hybridization of a β-Annulus-dT20 Conjugate and the Poly(A) Tail of mRNA2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Yoko、Sato Yuki、Inaba Hiroshi、Iwasaki Takashi、Matsuura Kazunori
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 10 ページ: 8004~8004

    • DOI

      10.3390/app10228004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of cationic proteoliposomes using cell-free membrane protein synthesis: the chaperoning effect of cationic liposomes2020

    • 著者名/発表者名
      Ando Mitsuru、Sasaki Yoshihiro、Akiyoshi Kazunari
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 10 ページ: 28741~28745

    • DOI

      10.1039/D0RA05825D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of engineered extracellular vesicles with full-length functional PD-1 membrane proteins by baculovirus expression system2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Raga、Yoshida Shosuke、Sawada Shin-ichi、Sasaki Yoshihiro、Akiyoshi Kazunari
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 526 ページ: 967~972

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.03.187

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanogel hybrid assembly for exosome intracellular delivery: effects on endocytosis and fusion by exosome surface polymer engineering2020

    • 著者名/発表者名
      Sawada Shin-ichi、Sato Yuko T.、Kawasaki Riku、Yasuoka Jun-ichi、Mizuta Ryosuke、Sasaki Yoshihiro、Akiyoshi Kazunari
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 8 ページ: 619~630

    • DOI

      10.1039/c9bm01232j

    • 査読あり
  • [学会発表] 分子設計ペプチドでナノ構造を創る・制御する2021

    • 著者名/発表者名
      松浦和則
    • 学会等名
      岐阜大学 生命化学コース セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Encapsulation of Proteins and Nanoparticles using Tau-derived Peptide into Microtubules2021

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Matsuura
    • 学会等名
      The 18th AKABORI Conference 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 膜タンパク質搭載エンベロープ型人工ウイルスレプリカの構築と機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      古川 寛人・稲葉 央・佐々木 善治・秋吉 一成・松浦 和則
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] DNAアプタマー修飾人工ウイルスキャプシドの構築2021

    • 著者名/発表者名
      内山晃輔・稲葉 央・松浦和則
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 再構成によるリボヌクレアーゼS修飾人工ウイルスキャプシドの構築2021

    • 著者名/発表者名
      梁 応冰・太田純平・稲葉 央・松浦和則
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 酵素を内包した人工ウイルスキャプシドの創製2021

    • 著者名/発表者名
      中津あおい・稲葉 央・松浦和則
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 磁場応答性ナノキャリアを基盤とする人工生体膜ハイブリッドの構築2021

    • 著者名/発表者名
      水田 涼介・河崎 陸・澤田 晋一・佐々木 善浩・秋吉 一成
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 膜タンパク質を搭載したエンベロープ型人工ウイルスキャプシドの創製2020

    • 著者名/発表者名
      古川 寛人・稲葉 央・佐々木 善治・秋吉 一成・松浦 和則
    • 学会等名
      第30回バイオ・高分子シンポジウム
  • [学会発表] 表面に緑色蛍光タンパク質を修飾した人工ウイルスキャプシドの創製2020

    • 著者名/発表者名
      下村 和輝・稲葉 央・岩﨑 崇・松浦 和則
    • 学会等名
      第30回バイオ・高分子シンポジウム
  • [学会発表] 磁気誘導ナノゲルを用いたエクソソーム デリバリーシステムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      水田 涼介・河崎 陸・澤田 晋一・佐々木 善浩・秋吉 一成
    • 学会等名
      第30回バイオ・高分子シンポジウム
  • [学会発表] エンベロープ型人工ウイルスキャプシドの創製と膜タンパク質搭載2020

    • 著者名/発表者名
      松浦 和則・古川 寛人・稲葉 央・佐々木 善治・秋吉 一成
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] エンベロープ型ウイルスを模倣したウイルスレプリカの創製2020

    • 著者名/発表者名
      古川 寛人・稲葉 央・佐々木 善治・秋吉 一成・松浦 和則
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
  • [学会発表] エンベロープ型ウイルスを模倣した膜タンパク質搭載人工ウイルスレプリカの構築2020

    • 著者名/発表者名
      古川 寛人・稲葉 央・佐々木 善治・秋吉 一成・松浦 和則
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
  • [学会発表] Construction of enveloped virus replica equipped with membrane proteins2020

    • 著者名/発表者名
      古川 寛人・稲葉 央・佐々木 善治・秋吉 一成・松浦 和則
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
  • [学会発表] Construction of artificial viral capsid decorated with green fluorescent protein on the surface2020

    • 著者名/発表者名
      下村 和輝・稲葉 央・岩﨑 崇・松浦 和則
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
  • [学会発表] Construction of artificial viral capsid bearing fusogenic peptide2020

    • 著者名/発表者名
      木村 優菜・稲葉 央・岩﨑 崇・松浦 和則
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
  • [図書] Polypeptide Materials. Methods in Molecular Biology vol. 22082021

    • 著者名/発表者名
      Max. Ryadnov (Ed.)(Chapter 7を松浦が執筆担当)
    • 総ページ数
      264
    • 出版者
      Humana Press
    • ISBN
      978-1071609279

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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