Challenge toward development an artificial tool for cellular liquid-liquid phase separation by using optical condensation

开发利用光凝聚进行细胞液-液相分离的人工工具的挑战

• 批准号: 22K20512
• 负责人: 豊内 秀一
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20512/
• 关键词: 細胞内液液相分離; 光圧; 光濃縮; タンパク質; 液液相分離; 光ピンセット; 細胞

細胞内液液相分離(LLPS)によって形成される非膜オルガネラが様々な生体現象に関わっていることが示され大きな注目を集めている。一方で、人工的にLLPSを高い時空間分解能で確実に捉える方法は確立されているとは言えない。そこで本研究課題では、光圧によるタンパク質の局所的光濃縮を利用し、細胞内LLPSを「狙った位置」かつ「狙った時間」に引き起こす新しい人工LLPSツールの開拓を目指している。リゾチーム（LYZ）をモデルタンパク質とし、光圧によってLYZのLLPS誘起が可能か検証した結果、光照射下でLYZが高濃度に濃縮され、過渡的な高濃度ドメインが形成される事が明らかになった。この高濃度ドメインの境界部分では、タンパク質の濃度差が観測されないなど、濃度や温度の変化によって誘起される通常のLLPSとは異なる、光濃縮下に特異的なLLPSである事を明らかとし報告した（S. Toyouchi et al. APEX 2023）。この光濃縮下特異的なLLPSをより詳細に調べるために、LYZ集合体について顕微偏光ラマン散乱法を用いてタンパク質配向について調べた。また、クラウディング剤として知られるポリエチレングリコール（PEG）を添加し、光濃縮誘起LLPSにおける分子クラウディングの効果を調べた。その結果、光濃縮下でPEGが「つなぎ」のような役割を果たすことでLYZのLLPSを促進する事が明らかになった。また、異種微粒子と生体分子の混合系における光圧誘起のによる動力学制御にも取組み、細胞内人口液液相分離の目標達成に向けて別のアプローチから新規知見を得た。

Intracellular liquid-liquid separation (LLPS) was used to form a non-membrane liquid phase separation (ICL) system. One-party and manual LLPS high-speed space-time decomposition can ensure that the method is accurate and accurate. The purpose of this study is to introduce the development of new artificial LLPS equipment by using the optical equipment of the research project, the optical equipment of the laboratory, and the location of the LLPS in the cell. The effect of light exposure (LYZ) on the results of LYZ test results, the high temperature of LYZ under light exposure, and the high temperature of transit are known to be sensitive to light exposure. In terms of the temperature, the temperature APEX 2023). Under the light source, the LLPS collection, the micro-polarizer, the scatter method, and the LYZ collection are used to orient the light. Please tell me that you have to add a LLPS (PEG) so that you can get some information about the molecular structure of the molecule. According to the results of the test, the results show that the results show that the results of the PEG test, the operation of the LYZ, the results of the test, the results of the results, the results and the results. The mixed system of microparticles, microparticles and molecules is used to determine the components of the dynamic control system, and the liquid-liquid phase separation of the population in the cell is necessary to gain knowledge of new laws and regulations.

项目成果

異種プローブの光濃縮による迅速・高感度なDNA定量分析法の開発

开发利用异质探针光浓缩的快速、高灵敏度DNA定量分析方法

• 发表时间: 2023
• 作者: 豊内 秀一;大間知 誠也;林 康太;高木 裕美子;田村 守;床波 志保;飯田 琢也
• 通讯作者: 飯田 琢也

Two-stage optical trapping and assembling of protein at air/solution interface

空气/溶液界面蛋白质的两级光学捕获和组装

• DOI: 10.35848/1882-0786/acb3ab
• 发表时间: 2023
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Yi Po-Wei;Chiu Wei-Hsiang;Toyouchi Shuichi*;Bresoli-Obach Roger*;Hofkens Johan;Chatani Eri;Hosokawa Yoichiroh*;Sugiyama Teruki*;Masuhara Hiroshi*
• 通讯作者: Masuhara Hiroshi*

非線形フォトクロミック反応を用いた 銀ナノワイヤープラズモニック導波路効果の可逆的制御

利用非线性光致变色反应可逆控制银纳米线等离子体波导效应

• 发表时间: 2022
• 作者: Yi Po-Wei;Chiu Wei-Hsiang;Toyouchi Shuichi*;Bresoli-Obach Roger*;Hofkens Johan;Chatani Eri;Hosokawa Yoichiroh*;Sugiyama Teruki*;Masuhara Hiroshi*;豊内 秀一;豊内 秀一;杉岡潤，WANG SENTONG，舩戸徹郎;Hiroshi Masuhara;WANG SENTONG，長谷和徳，舩戸徹郎;豊内 秀一
• 通讯作者: 豊内 秀一

Optically Reconfigurable Random Laser using Optically Evolved Assembling of Polystyrene Microparticles

利用聚苯乙烯微粒光学演化组装的光学可重构随机激光器

• 发表时间: 2022
• 作者: Yi Po-Wei;Chiu Wei-Hsiang;Toyouchi Shuichi*;Bresoli-Obach Roger*;Hofkens Johan;Chatani Eri;Hosokawa Yoichiroh*;Sugiyama Teruki*;Masuhara Hiroshi*;豊内 秀一;豊内 秀一;杉岡潤，WANG SENTONG，舩戸徹郎;Hiroshi Masuhara;WANG SENTONG，長谷和徳，舩戸徹郎;豊内 秀一;Shuichi Toyouchi
• 通讯作者: Shuichi Toyouchi

国立陽明交通大学(その他の国・地域 Taiwan)

国立阳明交通大学（台湾其他国家/地区）