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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Artificial synapse formation by molecular bottom-up technology

Research Project

Project/Area Number 15H03541
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

河西 奈保子  首都大学東京, 大学教育センター, 教授 (50393749)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 湊元 幹太  三重大学, 工学研究科, 准教授 (80362359)
住友 弘二  兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (30393747)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords人工シナプス / 出芽ベシクル / 神経成長制御 / ナノバイオ / シナプス接着タンパク
Outline of Annual Research Achievements

シナプス関連因子のうち、ラットのカドヘリン2、ならびに、細胞接着分子1について得ていた組換えバキュロウイルスを感染させたSf9細胞の検鏡をさらに進め、両者の間で細胞レベルでの感染後の分裂途中において接着挙動に起因すると考えられる、形態的に明瞭な差異が認められることを確認したことを発表した。並行して、提示される組換え膜タンパク質の機能維持のための、ウイルス保存・融合条件の検討も進めた.
一方,マイクロウエル構造の機能化に関しては,タンパク質再構成,タンパク質機能化を制御することを目的として,マイクロウエルを架橋する自立膜におけるラフト様のドメイン構造形成とその安定化を検討した.架橋膜においてはより流動性の高い無秩序相の方が安定に存在する.無秩序相を形成する不飽和脂質の量を制限する事で,架橋膜におけるドメイン構造の形成と安定化を実証した.
シナプス接着因子を強制発現した出芽ベシクルを用いて細胞接着分子の出芽ウイルス粒子の脂質支持膜への融合挙動について脂質や溶液の条件を変え検討を行い,AFMによる観察を行った.また,組換え体ウイルス粒子の脂質膜ならびに基板への融合について検討し、ウイルス粒子の基板へのパターニングを行った。さらに,神経細胞成長への影響についても検討したところ,金パターン上に接着したウイルス粒子に沿って細胞のパターニングができることが確認された。出芽ウイルス由来の膜タンパク質を基板上に配置,パターニングすることで,神経細胞の成長制御に有用な基板を形成することが可能であることが示された.本技術について,NTT,三重大学,兵庫県立大学で,応用物理学会で報告した.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 「静電相互作用によって促進される人工脂質二分子膜へのベシクル融合」2019

    • Author(s)
      大嶋梓,住友弘二
    • Journal Title

      分析化学

      Volume: 68 Pages: 23-32

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.68.23

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] “Control of Phase Separation in Freestanding Lipid Bilayer over Microwells”2019

    • Author(s)
      Yuto Nakatani, Kano Kawahara, Koki Harada, Azusa Oshima, Hiroshi Nakashima, Koji Sumitomo
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: Accepted Pages: 未定

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 「マイクロウエルを架橋する脂質膜の側方拡散と相分離」2018

    • Author(s)
      住友弘二,大嶋梓,中島寛,原田幸輝,中谷悠人
    • Journal Title

      応用物理学会 有機バイオエレクトロニクス分科会 会誌

      Volume: 28 Pages: 52-55

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 「人工脂質膜で覆われた微小井戸におけるイオン拡散メカニズムの検討」2018

    • Author(s)
      樫村吉晃,住友弘二,中島寛
    • Journal Title

      応用物理学会 有機バイオエレクトロニクス分科会 会誌

      Volume: 28 Pages: 72-75

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シナプス接着因子を発現した BV システムによる神経細胞の制御の試み2019

    • Author(s)
      河西 奈保子, Brockman Elizabeth, 大嶋 梓, 手島 哲彦, 湊元 幹太, 住友 弘二, 中島 寛
    • Organizer
      第66回 応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] “Observation of phase separation at freestanding bilayer lipid membrane under osmotic pressure”2019

    • Author(s)
      Azusa Oshima, Hiroshi Nakashima, Koji Sumitomo
    • Organizer
      10th International Symposium on Organic Molecular Electronics (ISOME2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] “Control of raft-like domain in freestanding lipid membrane suspended over microwells”2019

    • Author(s)
      Yuto Nakatani, Kano Kawahara, Koki Harada, Azusa Oshima, Hiroshi Nakashima, Koji Sumitomo
    • Organizer
      The Second International Workshop by the 174th Committee JSPS“Symbiosis of Biology and Nanodevices”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] “Raft-like Domain in Freestanding Membrane Suspended over Microwells”2019

    • Author(s)
      Yuto Nakatani, Kano Kawahara, Koki Harada, Azusa Oshima, Hiroshi Nakashima, Koji Sumitomo
    • Organizer
      The 7th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer,
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cell-Sized Lipid Vesicles as Microcompartments for Mimicking Cells: Rapid Prepartion and Installation of Recombinant Proteins2018

    • Author(s)
      Kanta Tsumoto, Kohei Nakanishi, Yuki Hayashi, Masahiro Tomita
    • Organizer
      The 6th Japan-China Symposimu on Nanomedicine
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Reconstitution of membrane proteins on spherically supported bilayer memrbranes (SS-BLMs) using a recombinant baculovirus expression system2018

    • Author(s)
      Kohei Nakanishi, Masahiro Tomita, Kanta Tsumoto
    • Organizer
      The 6th Japan-China Symposimu on Nanomedicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Monitoring of Calcium Ion Permeation Using Single GUVs Prepared with the Droplet Transfer Method2018

    • Author(s)
      Y. Uno, M. Nishigami, M. Tomita, K. Tsumoto
    • Organizer
      12th International Symposium on Nanomedicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] バキュロウイルス懸濁液におけるトレハロースの凍結保護効果:膜融合・感染能・形態の比較から2018

    • Author(s)
      中西 航平, 冨田 昌弘, 湊元 幹太
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
  • [Presentation] Prepartion of ProteoSS-BLMs Using the Membrane Fusion between Recombinant Baculovirus and SS-BLMs2018

    • Author(s)
      K. Nakanishi, M. Tomita and K. Tsumoto
    • Organizer
      12th International Symposium on Nanomedicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 球状支持二重膜(SS-BLM)への組換えバキュロウイルスを用いた膜タンパク質の再構成及び評価2018

    • Author(s)
      中西航平,冨田昌弘,湊元幹太
    • Organizer
      第82回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
  • [Presentation] 界面通過法により作製したGUVによるカルシウムイオン膜透過性評価の試み2018

    • Author(s)
      宇野勇気,西上美佐子,冨田昌弘,湊元幹太
    • Organizer
      第82回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
  • [Presentation] 感染Sf9細胞を用いる組換え接着膜タンパク質Cadm1の機能検討2018

    • Author(s)
      瀬戸 裕之,田中 雅人,冨田 昌弘,河西 奈保子,湊元 幹太
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] “Analysis of fluorescence recovery after photobleaching for freestanding lipid membrane over SiO2 microwells”2018

    • Author(s)
      Azusa Oshima, Hiroshi Nakashima, Koji Sumitomo
    • Organizer
      256th ACS National Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] “Control of Phase Separation in Freestanding Lipid Bilayer over Microwells”2018

    • Author(s)
      Yuto Nakatani, Kano Kawahara, Koki Harada, Azusa Oshima, Hiroshi Nakashima, Koji Sumitomo
    • Organizer
      14th International Conference of Atomically Controlled Surfaces, Interfaces, and Nanostructures (ACSIN-14)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 「Si加工基板に形成した脂質二分子膜の光退色後蛍光回復法による流動性評価」2018

    • Author(s)
      大嶋梓,住友弘二,中島寛
    • Organizer
      第78回分析化学討論会
  • [Presentation] 「マイクロウエルを架橋する脂質膜の側方拡散と相分離」2018

    • Author(s)
      住友弘二,大嶋梓,中島寛,原田幸輝,中谷悠人
    • Organizer
      応用物理学会 有機バイオエレクトロニクス分科会 研究会
  • [Presentation] 「人工脂質膜で覆われた微小井戸におけるイオン拡散メカニズムの検討」2018

    • Author(s)
      樫村吉晃,住友弘二,中島寛
    • Organizer
      応用物理学会 有機バイオエレクトロニクス分科会 研究会
  • [Presentation] 「マイクロウエルを架橋する膜における相分離の制御」2018

    • Author(s)
      中谷悠人,川原香乃,原田幸輝,大嶋梓,中島寛,住友弘二
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 「ナノピラーの化学修飾による神経細胞の制御の試み2018

    • Author(s)
      河西奈保子、田中あや、手島哲彦、住友弘二、中島 寛
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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