Coupling between Deformations of Vesicle and Chemical Stimuli: Approach from Soft Matter toward Cellular Life

囊泡变形与化学刺激之间的耦合：从软物质到细胞生命的方法

• 批准号: 22244053
• 负责人: MASAYUKI Imai
• 金额: $ 21.55万
• 依托单位: Tohoku University (2012-2013)Ochanomizu University (2010-2011)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010-05-31 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22244053/
• 关键词: 生命現象の物理; ミニマルセル; ベシクル変形; 自己生産; 化学刺激; ３次元計測; 自己駆動; 人工細胞; 3次元形態観察; 膜弾性エネルギー; チューブ形成; DNAの自己複製; Minimal Cell; ベシクル; 自発曲率; 相分離; 分裂; ドメインダイナミクズ; シミュレーション

We have investigated vesicle deformations triggered by chemical stimuli to reveal the pathway from vesicles (molecular assemblies of lipids) to cellular life. First we established an experimental technique to examine vesicle deformation triggered by the chemical stimuli and then revealed a mechanism of a tubular membrane formation induced by pH gradient. In addition we found that chemical stimuli drive vesicles toward the chemical source, so-called chemophoresis. These observations clearly show that the chemical stimuli play important roles to develop cellular life from vesicle. In addition we succeeded to reproduce a self-production of vesicle using binary vesicles, which shed light on the pathway toward the protopcell.

我们研究了化学刺激引发的囊泡变形，以揭示从囊泡（脂质分子组装体）到细胞生命的途径。首先，我们建立了一种实验技术来检查化学刺激引发的囊泡变形，然后揭示了 pH 梯度诱导的管状膜形成的机制。此外，我们发现化学刺激会驱动囊泡朝向化学源，即所谓的化学泳动。这些观察结果清楚地表明化学刺激在囊泡发育细胞生命方面发挥着重要作用。此外，我们成功地使用二元囊泡复制了囊泡的自我生产，这揭示了通向原生细胞的途径。

项目成果

Pore formation in a binary giant vesicle induced by cone-shaped lipids.

锥形脂质诱导的二元巨型囊泡中的孔形成。

• DOI: 10.1016/j.bpj.2010.03.064
• 发表时间: 2010
• 期刊: Biophysical journal
• 影响因子: 3.4
• 作者: Y. Sakuma;T. Taniguchi;M. Imai
• 通讯作者: M. Imai

Morphology Transitions of Surfactant Assemblies Induced by Confinement of Colloids

胶体约束引起的表面活性剂组装体的形态转变

• 发表时间: 2010
• 作者: M. Imai;Y. Suganuma;Y. Natsume
• 通讯作者: Y. Natsume

Dynamics of Heterogeneity in Fluid Membranes

流体膜异质性动力学

• 发表时间: 2012
• 期刊: Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes
• 作者: Shigeyuki Komura;Sanoop Ramachandran;Kazuhiko Seki,and Masayuki Imai
• 通讯作者: Kazuhiko Seki,and Masayuki Imai

Asymmetric distribution of cone-shaped lipids in a highly curved bilayer revealed by a small angle neutron scattering technique

小角中子散射技术揭示了高度弯曲双层中锥形脂质的不对称分布

• DOI: 10.1088/0953-8984/23/28/284104
• 发表时间: 2011
• 期刊: J. Phys. Cond. Matt
• 作者: Y. Sakuma;N. Urakami;T. Taniguchi;and M. Imai
• 通讯作者: and M. Imai

Cascade Birthing Dynamics of Vesicles

囊泡级联诞生动力学

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Sakuma;M.Imai
• 通讯作者: M.Imai