| 研究課題/領域番号 |
25247070
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
今井 正幸 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60251485)
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| 研究分担者 |
佐久間 由香 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40630801)
浦上 直人 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (50314795)
鈴木 健太郎 神奈川大学, 理学部, 外部資金雇用研究者 (60512324)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | プロトセル / ベシクル / 化学刺激 / 膜分子合成 / 分子シミュレーション |
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| 研究実績の概要 |
本基盤研究では、分子集合体（ベシクル）がプロトセルと呼ばれる最小限の生命機能を有するシステムへと発展する機構の解明を、１）ベシクルの機能発現を化学的に制御する機構、２）ベシクルの自己生産過程のシミュレーション、３）膜分子合成系と結合したベシクルの自己生産系の開発、を中心に研究を進めた。
１）リン脂質ベシクルにpH刺激を与えると、リン脂質膜が加水分解をおこし、それによりベシクル表面に界面張力の勾配が生じてベシクルが駆動することを実験的に明らかにした。これは、化学刺激によって誘起される化学反応（化学エネルギー）が運動エネルギーに変換されて駆動を引き起こす現象の例として注目される。さらに、この研究の中から金属イオンがリン脂質分子に結合してその分子断面積を変調させることにより変形を引き起こすことを見出し、その３次元解析と膜弾性理論を利用して定量的に評価することに成功した。
２）シリンダー型と逆コーン型の2種類の脂質モデルで作成したベシクルの分裂過程を再現することに成功した。ベシクルを構成する2分子膜の外側と内側の脂質分子数差ΔNを大きくすると、ベシクルの形状は、ピーナッツ、分裂、stalkでつながったダンベル型となる。このことから、分裂を観察するためには、適切なΔNの領域が存在することを明らかにした。
３）昨年度までに合成にした、親水基にホスホコリン基を有し、末端にさまざまな化学反応に利用可能なホルミル基を持つ長鎖アルキル基を疎水基として持つ、ベシクル形成可能な化学反応性リン脂質に対し、この前駆体となる親水性分子の合成を行った。種々の合成条件を検討した結果、両親水基末端に加水分解により脱離可能な親水基が導入された双頭極性型両親媒性分子を、高純度で得ることに成功した。これにより、膜分子としてリン脂質誘導体を用いた新しいベシクル自己生産系の構築が可能となった
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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