• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

膜穿孔タンパク質と熱応答磁性ナノ粒子による環境感応型リポソーム駆動システムの構築

公募研究

研究領域感覚と知能を備えた分子ロボットの創成
研究課題/領域番号 15H00797
研究機関埼玉大学

研究代表者

根本 直人  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60509727)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードリポソーム / ペプチド / 進化工学 / チャネル / 分子ロボティクス / 磁性体ゲル / 界面化学 / ソフトマター
研究実績の概要

ゲル修飾磁性 ナノ粒子が温度、イオン、ペプチド、タンパク質に応答し凝集することで外部磁場 に駆動される性質を利用して、これをリポソーム内に封入した後、リポソームにポア形成させ ることで、リポソーム外液(タンパク質等を含む)からの物質流入により、リポソームが磁場 により駆動される他律ロボット型リポソーム運動システムを構築することを目標としている。ゲル修飾磁性 ナノ粒子はある特定の温度や塩濃度によって凝集する性質があり、このことによりそれまで分散状態で磁場によって影響を受けない直径100 nmのビーズが凝集することにより500 nm以上に凝集する。このため、熱的なブラウン運動に打ち勝ち重力を含む外場(磁場)により運動するようになる。今回、この温度感受性ゲル磁性ナノビーズをリポソームに封入し、温度依存的環境下でリポソームの運動を観察した。東京大学の豊田太郎准教授との共同研究で特定のリポソームのみをYAGレーザーにより顕微鏡下で照射することで温度変化させてその運動変化を観察した。これにより、リポソームを静置させるスライドガラスの温度調整と勾配制御が課題になることが判明した。
この結果を踏まえ、転移温度以上(25℃)と転移温度以下(4℃)で一定磁場の下で比較した結果、明らかに移動速度に違いが生じることを見出した。これによりゲル修飾磁性ナノ粒子のリポソーム封入の最適化と温度によるリポソーム駆動条件の検討は終了した。
また、リポソーム結合ペプチドLB-1に関して、東京農工大の川野准教授との共同研究により、膜穿孔能力の評価を行った。この結果、興味深いことに、DOPCを用いたリポソーム膜の外液側、内液側にLB-1を加えた際に、数ナノメートル径の穴が開くだけではなく、外液中のみにLB-1を加えたときにも穴が開くことが分かった。これはフリップフロップ的な挙動をLB-1がしている可能性を示唆している。

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

分子ロボティクスの班を超えた共同研究のおかげで、複数の研究室との交流が盛んにおこなわれた。その結果、当初予想された以上の新たな展開が生じ、新たな発見も複数あった。

今後の研究の推進方策

複数の新たな発見、具体的には、1)LB-1等のリポソームへのポア形成能、2)温度感受性ゲル磁性体ビーズのイオン強度による逆転現象 3)セルソーター(FACS)を利用したリポソーム結合ペプチドの淘汰システムの有効性、などが挙げられる。また、温度感受性ゲル磁性体ビーズをリポソームに封入した際に、温度変化により速度が異なることを見出したため、さらにイオン濃度によっても運動を変化させることを考え、実験を進める方針である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Functional Analysis of Liposome Anchoring Peptide Selected by Complementary DNA display (cDNA display)2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Nemoto, Yuki Yoshikawa, Toshiki Miyajima, and Shota Kobayashi
    • 雑誌名

      Peptide Science 2014 (Edited by Akira Otaka)

      巻: 51 ページ: 71-72

    • DOI

      ISSN 1344-7661

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A versatile puromycin-linker using cnvK for high-throughput in vitro selection by cDNA display2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Mochizuki, Takeru Suzuki, Kenzo Fujimoto, Naoto Nemoto
    • 雑誌名

      Journal of Biotechnology

      巻: 212 ページ: 174-180

    • DOI

      doi:10.1016/j.jbiotec.2015.08.020

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ゆらぎ・進化・生体高分子― 実験室内進化実験から見た生体高分子 -2016

    • 著者名/発表者名
      根本直人
    • 学会等名
      第2回若手勉強会「ソフトマター若手勉強会」
    • 発表場所
      東京大学検見川セミナーハウス、千葉県千葉市花見川区
    • 年月日
      2016-03-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工脂質二重膜結合ペプチドの試験管内淘汰とその応用2015

    • 著者名/発表者名
      根本 直人, 大川 僚也, 吉川 祐紀, 宮嶋 俊樹, 小林 省太
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸国際会議場、兵庫県神戸市
    • 年月日
      2015-12-02
  • [学会発表] In Vitro Selection of Liposome Anchoring Peptide by cDNA display2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Nemoto, Ryouya Okawa, Yuki Yoshikawa, Toshiki Miyajima, Shota Kobayasi
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学、石川県金沢市
    • 年月日
      2015-09-24
  • [学会発表] In Vitro Selection of Liposome Anchoring Peptide by cDNA display2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Nemoto, Ryoya Okawa, Yuki Yoshikawa, Toshiki Miyajima, , Shota Kobayashi
    • 学会等名
      The 29th Annual Symposium of The Protein Society
    • 発表場所
      Barcelona (Spain)
    • 年月日
      2015-07-22 – 2015-07-24
    • 国際学会
  • [学会発表] リポソームに穴を開けよう: ペプチドによる進化的アプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      根本直人
    • 学会等名
      新学術「ゆらぎと構造」+「分子ロボティクス」合同研究会
    • 発表場所
      東京大学(本郷キャンパス)東京都文京区
    • 年月日
      2015-06-25
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi