2016 Fiscal Year Annual Research Report
Synergy between ordering of several kinds of colloidal particles and membrane deformation in vesicles
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15H06653
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
夏目 ゆうの 日本女子大学, 理学部, 助教 (10706831)
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2015-08-28 – 2017-03-31
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| Keywords | ソフトマターの物理 / 生物物理 / ベシクル / コロイド粒子 / 排除体積効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞には生体高分子や細胞小器官などが高密に内包されており、それらのこみあい効果が内包物の秩序形成や細胞膜の変形などに関与していることが明らかになりつつある。こみあい効果の一つとして、エントロピックな引力を生じる「排除体積効果」がある。
本研究は、大きさの異なる複数種のコロイド粒子を様々な体積分率で内包した袋状脂質2分子膜（ベシクル）を用いて、内部粒子の秩序形成及び膜変形を観測、解析し、それらの協同現象の機構を明らかにすることを目的とする。
本系は、内包物を有するベシクルを調製することに利点のある油中水滴遠心沈降法を用いて調製した。本年度は、ナノメートルサイズの蛍光分子、サブマイクロメートル、マイクロメートルサイズのポリスチレンビーズを内包したベシクルを同一のプロトコルで作成することに成功した。これを論文（J Vis Exp誌）に報告した。
内部粒子の秩序形成として、平成27年度に、大きさの異なる2種の粒子を内包したベシクルにおいて、より小さな粒子が膜近傍に自発的に偏在する現象を見出した。本年度は、この現象に対するエントロピックな効果を検証するため、小粒子偏在相と大・小粒子分散相の2相が平衡状態にあるとする浸透圧平衡モデルをたてた。蛍光顕微鏡像から、大・小粒子の配置及び分布を定量的に解析し、浸透圧平衡となる条件を算出、モデルと比較した。得られた結果について物理学会や生物物理学会で学会発表し議論を重ねた。
この2種粒子内包型ベシクルに膜分子前駆体を添加し、膜変形を誘起した。大粒子のみ及び小粒子のみを内包したベシクルについても同様に膜変形を誘起し、これらの変形を比較した。内部粒子の体積分率や種数に依存して、頻出する膜変形が異なり、内包物の状態と膜変形の協同を強く示唆する結果を得た。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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