| 研究課題/領域番号 |
19H04201
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鈴木 勇輝 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50636066)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | DNAナノ構造 / DNAオリガミ / エンドサイトーシス / 原子間力顕微鏡 / 相関イメージング |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，核酸ナノ構造体と多数の構成要素からなる生細胞表層との相互作用を，蛍光顕微鏡一体型のライブセル観察用高速原子間力顕微鏡を用いて可視化解析する．核酸ナノ構造体の局在と動態，生細胞表層の形態化，そして，関連タンパク質の局在を同空間・同時間軸上で統合的に解析することで，人工物である核酸ナノ構造体と生きた細胞膜との機能的・構造的相互作用を分子レベルで明らかにすることを目的としている．
2020年度は，前年度に引き続き，サイズ，形状，物理的性質をシステマティックに設計したDNAオリガミナノ構造について，EGFP融合型クラスリンを発現させた培養細胞上での相関イメージングによる解析を進めた．各種溶液環境・温度環境下におけるDNAナノ構造の安定性については，生化学的な解析と原子間力顕微鏡による1分子イメージングによって評価を行い，37℃，DMEM培地下においては，ナノ構造の分解が認められないことを支持する結果を得た．蛍光顕微鏡像と高速原子間力顕微鏡像との相関イメージングによって，作製した一部のDNAナノ構造について，細胞膜直下のクラスリン被覆小胞と蛍光シグナルが共局在する結果が得られた．一方，ナノ構造の形状・表面積によっては，共局在を示さないものもあり，それらの要因が内在化の可否および経路に影響する可能性が示唆された．この点の検討を進めるべく，同一分子量で形状が異なるDNAオリガミナノ構造を新規に設計・構築し，それぞれについての構造解析，安定性評価を完了した．
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| 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
本年度の計画は概ね順調に進展している．特に，DNAナノ構造試料作製において技術的進展があり，同一分子量で形状が異なるナノ構造をシステマティックに構築する技術を確立できた．
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| 今後の研究の推進方策 |
クラスリン以外にカベオリンなど他のエンドサイトーシス関連のタンパク質についても蛍光タンパク質融合型タンパク質を培養細胞内に発現させ，原子間力顕微鏡像で観察される細胞表層の孔形成がどの経路のものなのか特定できるようにする．この状態で，一連の DNAナノ構造の取り込みを直接可視化し，それぞれの経路に特徴的な細胞表層の形態・構造変化を解析・描出する．さらに，光刺激などの外部刺激に応答して形状が変化するナノ構造体を作製し，その変化によって内在化の経路が変更されるのかについても検証する．
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