機能性膜を自動生成する人工細胞モデルの構成と評価

自动生成功能膜的人工细胞模型的构建和评估

• 批准号: 20034016
• 负责人: 野村 慎一郎
• 金额: $ 5.06万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20034016/
• 关键词: リポソーム; 膜タンパク質; 人工細胞モデル; 人工分子シャペロン; 無細胞発現

本研究は,機能性膜を自動生成する人工細胞モデルの構成と評価を目的に掲げた.具体的には,細胞サイズのリポソームを用い,その場で機能的な膜タンパク質を遺伝情報に従って無細胞的に合成・提示する系の構築手法と評価系の確立を行った.本研究では特に,膜タンパク質の1)発現(無細胞合成),2)局在(膜への挿入),3)配向,4)活性(機能)と,5)構成されたプロテオリポソームの特性の評価を通じて,機能性膜を自動生成する人工細胞モデルの標準的な調製法の提示を目指した.細胞間の物質輸送を司る4回膜貫通型タンパク質コネキシンについて,リポソーム環境における無細胞発現を行い,直接構成と機能化の測定を行った.その結果,リポソームから培養細胞への物質輸送が確認された(Biomaterials, 2009).さらにリポソームを構成する脂質組成による発現および挿入効率の違いを求め,サイズおよび膜に対する発現場所の違いによる配向性を示した.現在論文投稿中である.評価に関しては,細胞サイズリポソームを流路中で安定に捕捉し,直接観察を可能にするデバイスを構築した.これを利用した細胞サイズリポソームの抗体染色手法を開発し学会発表を行った.現在,論文投稿中である.これらの知見は,多種多様な生命現象は生体分子の集合体からいかにして構成されうるのか,という問いに答えるため,実験的に人工細胞モデル構築する研究において重要な進展であると考えられる.(加えて,研究グループとして新生タンパク質の安定保持を可能とする新奇材料である疎水化多糖ナノゲルを用いた薬剤輸送システムを開発し,査読つき論文として報告を行った.さらにMEMS技術を用いた培養細胞の局所制御システムの構築についても報告している.)

This study aims to reveal the structure and evaluation of artificial cells with functional membranes automatically generated. Specific information on the construction of cell-free systems and evaluation of systems is provided by the following methods: In this study, the characteristics of membrane formation (1) development (cell-free synthesis),(2) localization (membrane incorporation),(3) alignment,(4) activity (function), and (5) evaluation of the characteristics of the composition of the membrane formation, and the automatic generation of functional membranes, were pointed out. Intercellular substance transport is a 4-loop membrane-penetrating type of substance transport, which can be carried out in a cell-free environment, directly constituted and functionalized. As a result, substance transport in cultured cells was confirmed (Biomaterials, 2009). The composition of the lipid matrix is determined by the alignment of the lipid matrix. Now in the paper submission. The evaluation is related to the stability of the cell in the flow path, and the direct observation of the cell in the construction. The method of antibody staining was developed by using the cell culture system. Now, paper submission in. This knowledge is important for the development of a wide variety of biological phenomena, including molecular assemblages of living organisms. (In addition, research on the possibility of maintaining the stability of the new material, the development of a novel material for the use of hydrated polysaccharides, and the investigation of the paper.) Today, MEMS technology is used in the construction of a system for the control of cultured cells.

项目成果

酵素安定化剤としてのナノゲル機能

纳米凝胶作为酶稳定剂

• 发表时间: 2008
• 作者: 福田憲二郎;中村芳明;甘利彰悟;市川昌和;澤田晋一
• 通讯作者: 澤田晋一

細胞機能の実空間モデリング

细胞功能的真实空间建模

• 发表时间: 2008
• 期刊: 生物物理 48
• 作者: 野村M.慎一郎;山田彩子;吉川研一
• 通讯作者: 吉川研一

Giant liposome sorting/collection device : for individual analysis of artificial cell-models

巨型脂质体分选/收集装置：用于人工细胞模型的个体分析

• 发表时间: 2009
• 作者: S.-i.M.Nomura;L Liu;Y.Chen;H.Maruyama;F.Arai
• 通讯作者: F.Arai

膜タンパク質の直接無細胞合成による細胞モデルの多機能化

通过膜蛋白的直接无细胞合成实现细胞模型的多功能化

• 发表时间: 2009
• 作者: S.-i.M.Nomura;L Liu;Y.Chen;H.Maruyama;F.Arai;野村M.慎一郎
• 通讯作者: 野村M.慎一郎

Interaction of self-assembled cationic nanogels with oligo-DNA and function as artificial nucleic acid chaperone

自组装阳离子纳米凝胶与寡DNA的相互作用及其作为人工核酸伴侣的功能

• 发表时间: 2009
• 期刊: Chem.Lett. 38
• 作者: N.Morimoto;J.Tamada;S.Sawada;N.Shimada;A.Kano;A.Maruyama;K.Akiyoshi
• 通讯作者: K.Akiyoshi