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2020 Fiscal Year Annual Research Report

曲率とリン脂質非対称性による膜タンパク質機能の理解

Research Project

Project/Area Number 18H02092
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

神谷 厚輝  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (70612315)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsリポソーム / 人工細胞モデル / マイクロデバイス / リン脂質非対称膜 / ガングリオシド
Outline of Annual Research Achievements

今年度は、真核細胞の細胞膜環境の模倣について重点的に行った。形質膜の外膜には、リン脂質の他に糖脂質も存在している。糖脂質を外膜のみに細胞膜と同様の濃度で非対称に存在するリポソームの作製を試みた。方法としては、糖脂質のガングリオシドGM1を含むナノサイズリポソームを作製した。平面リン脂質二重膜作製デバイスの片側のウェルだけに、このGM1含有ナノサイズリポソームを加えて、平面リン脂質二重膜に融合させた。そして、この平面リン脂質二重膜にジェット水流を印加することで、細胞サイズのリポソームが作製される。コレラトキシンBサブユニットは、GM1と特異的に結合することが知られている。そこで、コレラトキシンBサブユニットをリポソームの外液に加えて、GM1の非対称膜リポソームが形成の有無を検証した。その結果、リポソームの外膜に相当するウェルにGM1ナノサイズリポソームを加えて形成したリポソームのみにコレラトキシンBサブユニット由来の蛍光が観察された。このように平面リン脂質二重膜にナノサイズリポソームを融合させることで、非対称膜を形成できることが分かった。また、この作製法で形成されたリポソームのGM1の量は、細胞膜に存在するガングリオシド量と同等であることが分かった。したがって、細胞膜環境の模倣に成功した。これらの結果を英語原著論文にまとめ発表した。昨年度、行っていたナノサイズのリン脂質非対称膜リポソーム作製についても英語原著論文にまとめた。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Formation of nano-sized lipid vesicles with asymmetric lipid components using a pulsed-jet flow method2021

    • Author(s)
      Kamiya Koki、Osaki Toshihisa、Takeuchi Shoji
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B: Chemical

      Volume: 327 Pages: 128917~128917

    • DOI

      10.1016/j.snb.2020.128917

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of Fusion between Nanosized Lipid Vesicles and a Lipid Monolayer Toward Formation of Giant Lipid Vesicles with Various Kinds of Biomolecules2021

    • Author(s)
      Kamiya Koki、Arisaka Chika、Suzuki Masato
    • Journal Title

      Micromachines

      Volume: 12 Pages: 133~133

    • DOI

      10.3390/mi12020133

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of Artificial Cell Models Using Microfluidic Technology and Synthetic Biology2020

    • Author(s)
      Kamiya Koki
    • Journal Title

      Micromachines

      Volume: 11 Pages: 559~559

    • DOI

      10.3390/mi11060559

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Observation of GM1 flip-flop on cell-sized asymmetric GM1 liposomes prepared by nano-sized liposome fusion method2021

    • Author(s)
      Msato Suzuki, Koki Kamiya
    • Organizer
      65th Biophysical Society Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 両親媒性タンパク質を用いたリン脂質-タンパク質小胞の構築2021

    • Author(s)
      鈴木允人、神谷厚輝
    • Organizer
      日本化学会 第101春季年会
  • [Presentation] ナノサイズリポソーム融合による細胞サイズGM1非対称膜リポソームの構築2020

    • Author(s)
      鈴木允人、神谷厚輝
    • Organizer
      第58回日本生物物理学会 年会
  • [Presentation] ナノサイズリポソーム融合により作製したGM1非対称膜リポソームにおけるフリップ・フロップの観察2020

    • Author(s)
      鈴木允人、神谷厚輝
    • Organizer
      細胞を創る研究会13.0
  • [Presentation] 複雑な生命現象の理解に向けた高次な人工細胞膜の創成2020

    • Author(s)
      神谷厚輝
    • Organizer
      細胞を創る研究会13.0
    • Invited
  • [Remarks] 群馬大学 大学院理工学府 分子科学部門 神谷研究室

    • URL

      http://kamiya.chem-bio.st.gunma-u.ac.jp/index2.html

URL: 

Published: 2021-12-27  

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