カチオン性脂質とDNAが形成する高次構造と機能の相関

阳离子脂质与DNA形成的高阶结构与功能的相关性

• 批准号: 10J10006
• 负责人: 西村 智貴
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The University of Kitakyushu
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J10006/
• 关键词: 脂質/DNA複合体; X線散乱法; 構造解析; カチオン性脂質; DNA; 遺伝子導入伝

カチオン性脂質/DNA複合体は多彩な高次構造を形成し、その構造は遺伝子導入効率に影響を与える要因の1つと考えられるようになった。これまでTEM観察、X線小角散乱などを用いて複合体の構造解析が行われているが、脂質とDNAの複合化の熱力学やダイナミクスの理解が進んでいないことがわかっている。そこで本年度は、(1)カチオン性脂質/DNA複合体の高次構造とその形成過程を時分割X線散乱法を用いて調べた。カチオン性脂質/DNA複合体形成の初期過程を観測するために0～15度の低温条件下で測定を行った。時分割X線散乱測定の結果、ジアミン脂質/DNA複合体の形成は、混合後73msという非常に早い時間から複合体のラメラ由来のピークが観察できた。このピークの強度は20～30秒ほどで変化が収束することが判明した。現在、この脂質に中性脂質を添加した際の影響について研究を進めている。又、研究結果は、論文投稿準備中である。さらに本年度は、ジアミン系脂質の誘導体の1つとしてヒスチジンを頭部に有するカチオン性脂質を合成した。この脂質は、多層チューブを形成することがわかった。Au3^+の添加で脂質中のヒスチジンと錯形成し、多層チューブから単層チューブへと変化することがわかった。このチューブ上の金イオンを還元することで、粒径の揃った直径1.7nmの金コロイドを作成することができる事がわかった。このコロイドは1週間後でも凝集は観察されなかった。直径数nmの金コロイドは容易に凝集してしまうが、この系では金コロイドと脂質分子間の強い相互作用のために凝集を防いだと考えられる。この研究結果は英国化学会の物理化学誌であるPCCPに掲載された。また今年度は英国Bath大学Tony James教授らと共同でボロン酸付加型の両親媒性分子の開発を行った。この両親媒性化合物は水-ジクロロメタンの液-液抽出での検出限界が約0.2ppmであり従来のフッ素イオンセンサーを凌ぐ性質を持つことが判明した。この結果は米国化学会のJACSに投稿中である。

The formation of polychromatic lipid/DNA complexes and the effect of polychromatic structure on the efficiency of gene introduction are important factors. TEM observation, X-ray small angle scattering, structural analysis of complex, thermodynamic analysis of lipid and DNA recombination, and progress in understanding. This year,(1) the formation process of high-order structure of lipid/DNA complex was modulated by time-division X-ray scattering method. The initial process of lipid/DNA complex formation was measured at 0~15 ℃. The results of time-division X-ray scatter measurement show that the formation of lipid/DNA complex is 73ms after mixing, and the origin of complex formation is 73ms after mixing. The intensity of the light is 20~30 seconds. Now, the lipid neutral lipid is added and the effect is studied. Also, research results, paper submission preparation. This year, the first batch of lipid inducers was synthesized in the head. This is the first time I've ever seen this. Au3 + is added to the lipid matrix to form a multilayer matrix. The diameter of the particle is 1.7 nm. After 1 week, the aggregation was observed. A few nm in diameter, gold particles are easy to aggregate, and this system prevents aggregation and strong interaction between lipid molecules. The results were published in the Journal of Physical Chemistry of the British Chemical Society. This year, Professor Tony James of the University of Bath, UK, co-authored the development of an acid-binding molecule. The detection limit of this kind of chemotropic compound was about 0.2 ppm. The results of the JACS submission are as follows:

项目成果

Cation-specific transition from vesicle to lamella for an aromatic diamine lipid in aqueous solutions

水溶液中芳香族二胺脂质从囊泡到片层的阳离子特异性转变

• 发表时间: 2010
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Tomoki Nishimura;Hiroyasu Masunaga;Hiroki Ogawa;Isamu Akiba;Kazuo Sakurai
• 通讯作者: Kazuo Sakurai

Quaternary-ammonium-bearing Aromatic Surfactants : Effect of the Alkyl Chain Positions on Their Micelle and DNA-complex Structures

含季铵的芳香族表面活性剂: 烷基链位置对其胶束和 DNA 复合物结构的影响

• DOI: 10.1246/cl.2011.1340
• 发表时间: 2011
• 期刊: Chemistry letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Takuma Matsuo;Shota Fujii;Yumi Kamikawa;Tomoki Nishimura;Yusuke Sanada;Shinichi Mochizuki;Kazuo Sakurai
• 通讯作者: Kazuo Sakurai

ヒスチジン含有脂質と金属イオンの錯形成による分子集合体の構造転移

由于含组氨酸脂质和金属离子的复合物形成而导致分子组装体的结构转变

• 发表时间: 2010
• 作者: 西村智貴;櫻井和朗
• 通讯作者: 櫻井和朗

金属配位によるカチオン性両親媒性化合物集合体の高次構造転移

金属配位引起的阳离子两亲性化合物聚集体的高阶结构转变

• 发表时间: 2010
• 作者: 西村智貴;櫻井和朗
• 通讯作者: 櫻井和朗

Metal cation-specific transition from vesicle to lamella for an aromatic diamine lipid in aqueous solutions

水溶液中芳香族二胺脂质从囊泡到片层的金属阳离子特异性转变

• 发表时间: 2010
• 作者: 西村智貴;櫻井和朗
• 通讯作者: 櫻井和朗