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2013 年度 実績報告書

ラフトダイナミクスの解析と制御

研究課題

研究課題/領域番号 23360366
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

高木 昌宏  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (00183434)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードリポソーム / ダイナミクス / 相分離
研究概要

(背景)生体膜中には飽和脂質とコレステロール(Chol)が豊富な相分離構造(ラフトドメイン)の存在が示唆されており、シグナル伝達などの機能発現の場として働いていると考えられている。モデル膜系において、ラフトドメインを模した膜相分離構造は不飽和脂質、飽和脂質及びCholの混合系で再現できる。重要な膜構成成分であるCholは酸化されると7-ketocholesterol(7keto)、7β-hydroxycholesterol(7β)といった酸化コレステロールを生じる。我々は特に、酸化コレステロールの親水性置換基に注目し、相分離構造や脂質分子間相互作用について調べることを目的とした。
(方法)不飽和リン脂質 (DOPC)と飽和リン脂質 (DPPC)のモル分率を1:1で固定し、ステロールとしてChol, 7keto, 7βを含む系において、相分離構造を観察した。
(結果・考察)相分離構造を比較した結果、ステロールが低濃度域(<10%)において、Cholを含む系ではステロールを含まない系で形成される縞状の相分離構造が、 7keto、7βを含む系では歪な相分離構造が多く観察された。また、ステロールの濃度上昇に伴い7ketoを含む系ではCholとほぼ同じ濃度域(15~40%)で、Chol:7keto=1:1を含む系ではCholより低濃度域(10%~30%)で円形の相分離構造が観察された。しかし、一方で7β, Chol:7β=1:1含有膜では相分離構造が観察できなかった。つまりCholのみや7ketoのみに比べ、Cholと7ketoの両方が存在する場合の方が相分離構造形成がより促進された。また7βが含まれている場合、相分離構造形成が阻害された。以上の結果から、脂質間の疎水性相互作用だけでなく、Chol, 7keto間の親水性相互作用が関与した相分離構造形成のメカニズムの存在が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (31件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Endo- and Exocytic Budding Transformation of Slow-Diffusing Membrane Domains Induced by Alzheimer’s Amyloid Beta2014

    • 著者名/発表者名
      M.Morita, T.Hamada, M. C. Vestergaard, M. Takagi
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 16 ページ: 8773-8777

    • DOI

      10.1039/C4CP00434E

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical formation of lipid bilayer vesicles from lipid-coated droplets across a planar monolayer at an oil/water interface2014

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, T. Yamanaka, S. Kato, T. Hamada, M. Takagi, M. Ichikawa
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 9 ページ: 9539-9547

    • DOI

      10.1039/C3SM51766G

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of oxysterols on the interaction of Alzheimer's amyloid beta with model membranes2013

    • 著者名/発表者名
      H. T. T. Phan, T. Hata, M. Morita, T. Yoda, T. Hamada, M. C. Vestergaard, M. Takagi
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta, Biomembr.

      巻: 1828 ページ: 2487-2495

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic morphological changes induced by GM1 and protein interactions on the surface of cell-sized liposomes2013

    • 著者名/発表者名
      S. Dhingra, M. Morita, T. Yoda, M. C. Vestergaard, T. Hamada, M. Takagi
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 6 ページ: 2522-2533

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antimicrobial activity and mechanism of action of a novel cationic α-helical dodecapeptide, a partial sequence of cyanate lyase from rice2013

    • 著者名/発表者名
      N. Takei, N. Takahashi, T. Takayanagi, A. Ikeda, M. Takagi, T. Hamada, E. Saitoh, A. Ochiai, T. Tanaka, M. Taniguchi
    • 雑誌名

      Peptides

      巻: 42 ページ: 55-62

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Membrane fusion and vesicular transformation induced by Alzheimer's Amyloid beta2013

    • 著者名/発表者名
      M. C. Vestergaard, M. Morita, T. Hamada, M. Takagi
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta, Biomembr.

      巻: 1828 ページ: 1314-1321

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2013.01.015

    • 査読あり
  • [学会発表] Membrane dynamics and cell signal transduction2013

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takagi
    • 学会等名
      Asian Congress on Biotechnology
    • 発表場所
      India Habitat Centre, India
    • 年月日
      20131215-20131219
    • 招待講演
  • [学会発表] Interaction of Alzheimer’s amyloid beta with oxysterol-containing membranes2013

    • 著者名/発表者名
      Huong T.T Phan, Masamune Morita, Tsuyoshi Yoda, Naofumi Shimokawa, Mun’delanji Vestergaard, and Masahiro Takagi
    • 学会等名
      International Symposium of the German Society for Biochemstry and Molecular Biology: Molecular Life Sciences
    • 発表場所
      Goethe University, Frankfurt, Germany
    • 年月日
      20131004-20131005
  • [学会発表] 塩の添加による荷電脂質膜の相分離

    • 著者名/発表者名
      斉田拓巳,姫野泰輝,下川直史
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
  • [学会発表] ベシクル系における荷電脂質が引き起こす相分離構造

    • 著者名/発表者名
      姫野泰輝、下川直史、濵田勉
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
  • [学会発表] ハイブリッド脂質を含むリン脂質二重膜でのドメイン形成

    • 著者名/発表者名
      下川 直史、長田 真理子
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
  • [学会発表] 局所麻酔薬の生体模倣膜相互作用とダイナミクス

    • 著者名/発表者名
      菅原 恒・依田 毅・下川 直史
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
  • [学会発表] Phase separation of biomimetic membranes under oxidative stress

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi YODA, Wataru INUI, Huong Thi Than PHAN, Naofumi SHIMOKAWA Mun‘delanji C. VESTERGAARD, Tsutomu HAMADA and Masahiro TAKAGI
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
  • [学会発表] T細胞における冷感剤メントールの膜流動性への影響と信号伝達

    • 著者名/発表者名
      薮内里実・遠藤智史・白京玉・星の邦秀・辻野義雄・下川直史・高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
  • [学会発表] アミノ酸系界面活性剤による生体模倣膜ダイナミクスと皮膚刺激

    • 著者名/発表者名
      竹村 征樹・依田 毅・下川 直史・辻野義雄・高木昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
  • [学会発表] 酸化コレステロールを含む生体モデル膜のドメイン形成と分子間相互作用

    • 著者名/発表者名
      乾 航、依田 毅、Phan Huong Thi Thanh、下川 直史、Vestergaard Mun'delanji C.. 濱田 勉、高木 昌宏
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
  • [学会発表] 荷電脂質が支配するリン脂質二重膜での相挙動

    • 著者名/発表者名
      下川 直史、姫野 泰輝、斉田 拓巳濱田 勉、高木 昌宏
    • 学会等名
      新学術領域研究「ゆらぎと構造の協奏」第1回領域研究会
    • 発表場所
      KKRホテル熱海
  • [学会発表] ハイブリッド脂質を含むリン脂質二重膜での相分離構造

    • 著者名/発表者名
      下川 直史、長田 真理子、高木 昌宏
    • 学会等名
      第3回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      首都大学東京
  • [学会発表] 脂質酸化物含有細胞サイズリポソ-ムの相分離構造

    • 著者名/発表者名
      依 田 毅, 乾 航, Phan Huong T. T., 下 川 直史, Vestergaard C. Mun'delanjii, 濱田 勉, 高木 昌宏
    • 学会等名
      平成25年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      石川県ハイテク交流センター
  • [学会発表] Localization of Alzheimer’s amyloid beta (Aβ_42) in membrane domains: role of cholesterol and its oxidation

    • 著者名/発表者名
      Huong Thi Thanh Phan, Masamune Morita, Tsuyoshi Yoda, Naofumi Shimokawa, Mun’delanji Vestergaard, and Masahiro Takagi
    • 学会等名
      平成25年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      石川県ハイテク交流センター
  • [学会発表] 生体モデル膜におけるドメイン形成と酸化コレステロール

    • 著者名/発表者名
      乾 航、Phan Huong Thi Thanh、依田 毅、下川 直史、Vestergaard Mun'delanji C.、濱田 勉、高木 昌宏
    • 学会等名
      平成25年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      石川県ハイテク交流センター
  • [学会発表] 局所 麻酔薬を含む生体模倣膜のダイナミクス

    • 著者名/発表者名
      菅原 恒・依田 毅・下川 直史・高木 昌宏
    • 学会等名
      平成25年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      石川県ハイテク交流センター
  • [学会発表] T細胞における細胞膜の流動性と信号伝達

    • 著者名/発表者名
      薮内里実・遠藤智史・白京玉・星野邦秀・辻野義雄・下川直史・高木昌宏
    • 学会等名
      平成25年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      石川県ハイテク交流センター
  • [学会発表] モデル細胞膜での非対称リン脂質が形成するミクロ相分離構造

    • 著者名/発表者名
      下川 直史、長田 真理子、高木 昌宏
    • 学会等名
      平成25年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      石川県ハイテク交流センター
  • [学会発表] Effect of Menthol on Thermo-Induced Cell Membrane Dynamics

    • 著者名/発表者名
      Pooja Gusain,依田 毅, 下川 直史,高木 昌宏
    • 学会等名
      The 2nd. Life Sciences and Biological Engineering
    • 発表場所
      RIHGA Royal hotel Osaka
  • [学会発表] Effect of Capsaicin on Thermally Induced Lipid Bilayers

    • 著者名/発表者名
      Neha Sharma, 依田 毅, 下川 直史,高木 昌宏
    • 学会等名
      The 2nd. Life Sciences and Biological Engineering
    • 発表場所
      RIHGA Royal hotel Osaka
  • [学会発表] Effect of cholesterol and 7-ketocholesterol on localization of Alzheimer’s amyloid beta (Aβ_42) in membrane domains

    • 著者名/発表者名
      Huong T.T Phan, Masamune Morita, Tsuyoshi Yoda, Naofumi Shimokawa, Mun’delanji Vestergaard, and Masahiro Takagi
    • 学会等名
      第51回生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館
  • [学会発表] 脂質酸化物 による生体模倣膜のドメイン形成

    • 著者名/発表者名
      依田毅, 乾 航、Phan Huong T. T.、下川直史、Mun’delanjii Vestergaard, 濱田勉、高木昌宏
    • 学会等名
      第51回生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館
  • [学会発表] Dynamic Response of Menthol on Thermo-Induced Cell Membrane:More than Receptors

    • 著者名/発表者名
      Pooja Gusain, Neha Sharma, Naofumi Shimokawa, Masahiro Takagi
    • 学会等名
      第51回生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館
  • [学会発表] Interaction of Warm-Sensing Chemical Capsaicin with the Biomimetic membranes.

    • 著者名/発表者名
      Neha Sharma, PoojaGusain,依田 毅, 下川 直史, 高木 昌宏
    • 学会等名
      第51回生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館
  • [学会発表] 酸化コレステロール含有生体模倣膜のドメイン形成

    • 著者名/発表者名
      乾 航、Phan Huong Thi Thanh、依田 毅、下川 直史、Vestergaard Mun'delanji C.、濱田 勉、高木 昌宏
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス 豊田講堂・野依学術交流館
  • [学会発表] 生体モデル膜のドメイン構造安定性における脂質酸化の影響

    • 著者名/発表者名
      依田 毅・ 乾航、Phan Huong T. T.、下川直史、Mun’delanjii Vestergaard、高木昌宏
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス 豊田講堂・野依学術交流館
  • [学会発表] ハイブリッド脂質を含む脂質二重膜でのミクロ相分離構造

    • 著者名/発表者名
      下川 直史、長田 真理子、高木 昌宏
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
  • [学会発表] 膜相分離構造に及ぼす酸化コレステロールの影響

    • 著者名/発表者名
      乾 航、Phan Huong Thi Thanh、依田 毅、下川 直史、Mun'delanji C. Vestergaard 、濱田 勉、高木 昌宏
    • 学会等名
      第65回 日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
  • [学会発表] 生体モデル膜における脂質酸化と相分離構造

    • 著者名/発表者名
      依田毅, 乾 航、Phan Huong T. T.、下川直史、Mun’delanjii Vestergaard、濱田勉、高木昌宏
    • 学会等名
      第65回 日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
  • [学会発表] 冷感剤メントールの膜流動性への影響と信号伝達

    • 著者名/発表者名
      薮内里実・遠藤智史・白京玉・星野邦秀・辻野義雄・下川直史・高木昌宏
    • 学会等名
      第65回 日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場
  • [学会発表] Phase separation in charged lipid membranes with and without addition of salt

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Shimokawa, Hiroki Himeno, Tsutomu Hamada, Masahiro Takagi
    • 学会等名
      International Soft Matter Conference 2013
    • 発表場所
      Sapienza Universita’ di Roma, Italy
  • [備考] 北陸先端科学技術大学院大学・マテリアルサイエンス研究科 高木研究室

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/ms/labs/takagi/

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公開日: 2015-05-28  

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