ラフトダイナミクスの解析と制御

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360366
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 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)
• 連携研究者: 濱田 勉 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, 准教授 (40432140)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 細胞模倣膜 / ラフト / リポソーム / ダイナミクス

研究概要

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)の存在が示唆され、人工的に再現可能である。Cholは酸化されると7-keto-cholesterol(7keto)、7β-hydroxycholesterol(7β)といった酸化コレステロールを生じることから、相分離構造への影響を調べた。Chol:7keto=1:1を含む系ではCholより低濃度(10%~30%)でラフト様の相分離構造が観察され、動的光散乱（DLS）からChol:7keto=1:1では小さな構造体が確認できた。Chol, 7keto間親水性相互作用が関与した相分離構造形成の新たなメカニズムを提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Endo- and Exocytic Budding Transformation of Slow-Diffusing Membrane Domains Induced by Alzheimer's Amyloid Beta (2014)
  • 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
  • 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 interface (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, T. Yamanaka, S. Kato, T. Hamada, M. Takagi, M. Ichikawa, K. Yoshikawa
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 9 ページ: 9539-9547
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of oxysterols on the interaction of Alzheimer's amyloid beta with model membranes (2013)
  • 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 liposomes (2013)
  • 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 rice (2013)
  • 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 trans- formation induced by Alzheimer's Amyloid beta (2013)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size-dependent partitioning of nano/micro -particles mediated by membrane lateral heterogeneity (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hamada, M. Morita, M. Miyakawa, R. Sugimoto, M.C. Vestergaard, M. Takagi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 ページ: 13990-13996
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion Permeation by a Folded Multiblock Amphiphilic Oligomer Achieved by hierarchical construction of self-assembled nanopores (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Muraoka, T. Shima, T. Hamada, M. Morita, M. Takagi, K.V. Tabata, H. Noji, K. Kinbara
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 ページ: 19788-19794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermo-induced vesicular dynamics of membranes containing cholesterol derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yoda, M. C. Vestergaard, T. Hamada, L.P.T. Minh, M. Takagi
  • 雑誌名: Lipids 巻: 47 ページ: 813-820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective localization of Alzheimer's amyloid beta in membrane lateral compartments (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Morita, T. Hamada, Y. Tendo, T. Hata, M.C.Vestergaard, M. Takagi
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 ページ: 2816-2819
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physicochemical profiling of surfactant- induced membrane dynamics in a cell-sized liposome (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hamada, H. Hagihara, M. Morita, M.C. Vestergaard, Y. Tsujino, M. Takagi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 3 ページ: 430-435
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lateral phase separation in tense membranes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hamada, Y. Kishimoto, T. Nagasaki, M. Takagi
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 7 ページ: 9061-9068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemical control of membrane raft organization (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hamada, R. Sugimoto, T. Nagasaki, M. Takagi
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 7 ページ: 220-224
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Effect of oxycholesterols on thermo-sensitivity of lipid vesicles (2011)
  • 著者名/発表者名: M.C. Vestergaard, T. Yoda, T. Hamada, Y. Akazawa-Ogawa, Y. Yoshida, M. Takagi
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 巻: 1808 ページ: 2245-2251
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mimicking multipass transmembrane proteins : Synthesis, assembly and folding of alternating amphiphilic multiblock molecules in liposomal membranes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Muraoka, T. Shima, T. Hamada, M. Morita, M. Takagi, K. Kinbara
  • 雑誌名: Chem. Comm. 巻: 47 ページ: 194-196
  • 査読あり
• [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 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下川直史, 長田真理子, 高木昌宏
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-30
• [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 (2014)
  • 著者名/発表者名: 姫野泰輝,下川直史,濵田勉,高木昌宏
  • 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
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] 塩の添加による荷電脂質膜の相分離 (2014)
  • 著者名/発表者名: 斉田拓巳, 姫野泰輝, 下川直史, 高木昌宏
  • 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
  • 年月日: 2014-03-30
• [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 (2014)
  • 著者名/発表者名: 乾 航, 依田 毅, Phan Huong Thi Thanh,下川 直史, M.C.Vestergaard., 濱田勉, 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
  • 年月日: 2014-03-27
• [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を信号伝達 (2014)
  • 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: 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
  • 年月日: 2014-03-27
• [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 (2014)
  • 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
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] Phase separation of biomimetic membranes under oxidative stress (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yoda, W.Inui, H.T.T.Phan, N. Shimokawa M.C. Vestergaard, T. Hamada, M. 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
  • 年月日: 2014-03-27
• [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 (2014)
  • 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: 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
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] Interaction of Alzheimer's amyloid beta with oxysterol-c ontaining membranes (2013)
  • 著者名/発表者名: H. T.T Phan, M. Morita, T. Yoda, N. Shimokawa,M.C.Vestergaard,. 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: 20131004-05
• [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 (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-12-25
• [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 (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-12-14
• [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 (2013)
  • 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
  • 発表場所: 石川県ハイテク交流センター
  • 年月日: 2013-11-22
• [学会発表] T 細胞における細胞膜の流動性と信号伝達 (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-11-22
• [学会発表] 局所麻酔薬を含む生体模倣膜のダイナミクス (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-11-22
• [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 (2013)
  • 著者名/発表者名: 乾 航, H.T.T..Phan, 依田 毅, 下川直史, M.C.Vestergaard, 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
  • 年月日: 2013-11-22
• [学会発表] Localization of Alzheimer's amyloid beta (Aβ_42) in membrane domains : role of cholesterol and its oxidation (2013)
  • 著者名/発表者名: H.T.T.Phan, M.Morita, T.Yoda, N.Shimokawa, M.C.Vestergaard, M.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
  • 年月日: 2013-11-22
• [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 (2013)
  • 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: 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
  • 年月日: 2013-11-22
• [学会発表] Effect of Capsaicin on Thermally Induced Lipid Bilayers (2013)
  • 著者名/発表者名: N. 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
  • 年月日: 2013-11-08
• [学会発表] Effect of Menthol on Thermo-Induced Cell Membrane (2013)
  • 著者名/発表者名: P.Gusain, N.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
  • 年月日: 2013-11-08
• [学会発表] 脂質酸化物 による生体模倣膜のドメイン形成 (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] Effect of cholesterol and 7-ketocholesterol on localization of Alzheimer's amyloid beta (Aβ_42) in membrane domains (2013)
  • 著者名/発表者名: H.T.T Phan, M. Morita, T. Yoda, N.Shimokawa, M.C.Vestergaard, M.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
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] Interaction of Warm-Sensing Chemical Capsaicin with the Biomimetic membranes (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Sharma, P. Gusain, 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
  • 年月日: 2013-10-28
• [学会発表] Dynamic Response of Menthol on Thermo-Induced Cell Membrane : More than Receptors (2013)
  • 著者名/発表者名: P.Gusain, N. Sharma, 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
  • 年月日: 2013-10-28
• [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 (2013)
  • 著者名/発表者名: 乾 航, Phan Huong Thi Thanh ,依田 毅, 下川 直史, M.C.Vestergaard , 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
  • 年月日: 2013-09-29
• [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 (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-09-27
• [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 (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-09-26
• [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 (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] 生体モデル膜における脂質酸化と相分離構造 (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-09-20
• [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 (2013)
  • 著者名/発表者名: 乾 航, Phan Huong Thi Thanh, 依田 毅, 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
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] Phase separation in charged lipid membranes with and without addition of salt (2013)
  • 著者名/発表者名: N.Shimokawa, H.Himeno, T.Hamada, M.Takagi
  • 学会等名: International Soft Matter Conference 2013
  • 発表場所: SapienzaUniversita'di Rome Italy
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] Thermo-responsive dynamics of membranes and liquid crystals containing cholesterol derivatives (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yoda, H.P.T.Thanh, M.C. Vestergaard,T. Hamada , M.Takagi
  • 学会等名: IGER International Symposium
  • 発表場所: Nagoya Univ
  • 年月日: 2013-09-02
• [学会発表] Effects of lipid oxidation products on phase separation of biomimetic membrane. Soft Condensed Matter Physics (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yoda, W. Inui, H.T.T.Phan, N. Shimokawa, M.C. Vestergaard, T. Hamada, M. Takagi
  • 学会等名: Gordon Research Seminar : Complexity in Soft Matter
  • 発表場所: Colby-Sawyer College New London, NH USA
  • 年月日: 2013-08-18
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.jaist.ac.jp/ms/labs/takagi/