| 研究課題/領域番号 |
26249116
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
馬越 大 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20311772)
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| 研究分担者 |
菅 恵嗣 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00709800)
岡本 行広 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50503918)
中村 秀美 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (70198232)
塩盛 弘一郎 宮崎大学, 工学部, 准教授 (80235506)
島内 寿徳 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (10335383)
林 啓太 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 講師 (10710783)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | Membranome / 自己組織化膜 / ナノドメイン / 分子認識 / 光学分割 / LIPOzyme / ゲル / リポソーム |
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| 研究実績の概要 |
本年度はStep ② Membrane-on-Membrane（MoM） シートの基礎物性の解析を実施した。具体的に以下の3つである。（１）各種LIPOzyme シートの調製とバルク物性の解析：これまでの研究を継続しつつ，バルク物性の解析を進めた。具体的には、温度応答性ポリマーpoly(N-isopropyl acrylamide)内にリポソームを包括したクライオゲルを調整し、リポソーム機能を維持した担体を開発した。ポリマーのみのゲルとリポソームを包括するゲルの類似性ならびに相違点を明らかとするため、各種クライオゲル担体に対するアミノ酸の工学分割を試みた。その結果、poly(N-isopropyl acrylamide)内に固定化したリポソームを用いてアミノ酸のキラル分離に成功した。（２）MoMシートのナノ物性の解析：非侵襲性解析手法である 誘電分散解析法を用いて，MoM シートの表層物性を解析し、蛍光プローブ法も組み合わせながら，ポリマーマトリックスに囲まれた状態におけるリポソーム表層の物性値(流動性，表面電位，水和状態)，不均一性(ミクロドメイン性)などを明らかとし，特に，環境変動(状態変化，第三物質添加)条件下におけるMoM シートのナノ物性値の変動(ダイナミクス)を明らかとした．さらには，ストレス状態の変化履歴が，シート物性に与える影響について検討した。(3)プロセス選定のための第2 次ケーススタディ:高難易度のケーススタディを設定して，前年度に引き続き，ケーススタディ研究を行った。リン脂質を用いるリポソームではスケールアップに伴うコスト増大が懸念される。そのため、特に本年度は人工界面活性剤（AOT、DDAB、Span、Tween）を用いた集合体の設計ならびに特性評価に重点を置き、これらの分子集合体（ベシクル系）とリン脂質から成るリポソームとの特性を比較した。将来的には、これら人工ベシクル系をゲル材料に組み込みMoMシート開発を進めていく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
H28年度は投稿論文14報(in press含む)，国際会議12件の成果報告を行っている。リポソームを始めとする自己組織化膜の特性解析についての体系的な方法論が確立され，目的に応じた膜場のデザインが可能となりつつある．また各グループとの共同研究も成果を得て、共同で論文出版を行うなど当初の計画以上の進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
Step ③ 【活用】MoM シートの応用に関して研究を推進する。具体的にはLIPOzyme ライブラリーに基づいて，ストレス応答型MoM シートを開発する．ケーススタディ研究を中心に，設計手法を体系化する．● Case Study ①：多段物質生産プロセスシート。エネルギー生産LIPOzyme/タンパク質合成LIPOzyme/抗酸化LIPOzyme をカクテル化した溶液から，LIPOzyme シートを重層化し，片面から反応基質が浸透し，反対から生産物が生成するプロセス生産型シートを作製する．● Case Study ②：組織賦活化LIPOzyme シート(次世代型人工臓器)(a) 正常細胞に対して高い適合性，(b) ガン性細胞に対して高い毒性，(c) ストレス負荷細胞を賦活化する能力，(d) 抗ストレス機能を兼備したLIPOzyme をカクテル化したLIPOzyme シートを作製し，動物細胞組織あるいは動物細胞に対する毒性を評価する．最終的に既存のポリマー材料シートとの比較を行い，LIPOzymeシートの有効性を示す．上記の知見に基づいて，LIPOzyme シートの基盤・基礎・応用に関する知見を総括し，それらを調製し活用するための方法論を体系化する
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