_生体膜干渉_とその応用に関する研究

_生物膜干扰_及其应用研究

• 批准号: 11J04355
• 负责人: 菅 恵嗣
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J04355/
• 关键词: 生体膜干渉; 分子認識; 自己組織系; ナノドメイン; RNA; リポソーム; 無細胞タンパク質合成; 緑色蛍光タンパク質(GFP)

本研究では,モデル生体膜であるリボソーム膜を「場」とする分子の振舞いに着目し,脂質膜上における生体高分子十本鎖RAA,ポリペプチド,他)の認識機構ならびに高次構造・機能制御について取り組んだ.特に,リボソーム膜は一本鎖RNA分子と選択的に相互作用する事を明らかにし,モデル生体膜が直接的にRNA機能を制御する"生体膜干渉"という概念を見出した(cf.RNA干渉).まず,生体高分子を認識するための「場」のデザインとして,種々のリン脂質およびコレステロールより構成されるリボソーム膜を調製し,その物理化学的な膜特性解析を行った.各種分光解析(蛍光分光,赤外分光,ラマン分光)により,脂質膜の相状態およびミクロ相分離挙動について検討を行い,粒径100nmのリボソーム膜上に10-30Åのナノドメインが形成されることを明らかにした.以上の結果は投稿論文2報に掲載済みである(Langmuir,29(15),4830-4838(2013);Solv.Extr.Res.Dev.Jpn.,20,1-13(2013).また,これら知見について各学会にて発表を行い,専門家らとの意見交換を行った(国内学会計3件).次に,表層デザインリポソーム膜を利用して生体高分子の認識機構について検討を行った結果,ナノドメイン性リボソーム膜は複数の相互作用(静電相互作用,疎水性相互作用,水素結合,表層環境の変化(脱水和),表面構造の合致)により一本鎖RNA分子を高選択的に膜表層へ誘導する事を明らかにした.さらにバルク環境とは異なる膜表層環境において,anA分子の高次構造が制御され,RNA機能(mRNA翻訳,Hammerhead Ribozyme自己切断)が制御可能である事を明らかにした.1RNA分子の表面特性および高次構造の解析手法を確立(円二色性分光,ラマン分光)し,脂質膜が生体高分子認識のための「場」として活用できる事を明らかにした.以上の結果は投稿論文に掲載済みである(Int'l.J.Bio1.Sci.,8(8),1188-1196(2012);Langmuir,29(6),1899-1907(2013);膜,37(6),264-269(2012).また,これら知見について各学会にて発表を行い,専門家らとの意見交換を行った(国内学会計5件).

This study で は, モ デ ル raw body membrane で あ る リ ボ ソ ー ム membrane を "field" と す る molecular vibration の dance い に mesh し, lipid membrane に お け る raw polymer ten this lock RAA, ポ リ ペ プ チ ド, he) の know institutions な ら び に higher order structure, function suppression に つ い て group take り ん だ. に, リ ボ ソ ー ム membrane は lock an RNA molecule と sentaku に interactions す る matter を Ming ら か に し, モ デ ル living body membrane が direct に RNA function を suppression す る "born body dry membrane involved" と い う concept を shows し た (cf. RNA dry involved). ま ず, living body polymer を know す る た め の "field" の デ ザ イ ン と し て, kind of 々 の リ ン fat Qualitative お よ び コ レ ス テ ロ ー ル よ り constitute さ れ る リ ボ ソ ー を modulation し ム membrane, そ の な membrane properties of physical and chemical analytical line を っ た. Various spectral resolution (蛍 light light, red light, ラ マ ン spectral) に よ り, lipid membrane の phase state お よ び ミ ク ロ phase separation 挙 dynamic に つ い て 検 for line を い, particle size of 100 nm の リ ボ ソ ー ム membrane に 10 to 30 a の ナ ノ ド メ イ ン が form さ れ る こ と を Ming ら か に し た. Above の results contribute は paper 2 to に first white jasmines load 済 み で あ る (Langmuir, 29 (15), 4830-4838 (2013); Solr. Extr. Res. Dev. Jpn., 20, 1 to 13 (2013). ま た, こ れ ら knowledge に つ い て institutes に て 発 table を い, 専 door home ら と の exchange line を っ た (domestic learning accounting. 3). Time に, surface デ ザ イ ン リ ポ ソ ー ム membrane を using し て raw body polymer の know institutions に つ い て 検 line for を っ た results, ナ ノ ド メ イ ン sex リ ボ ソ ー ム membrane は plural の interaction (electrostatic interaction, 疎 water-based interaction, water element combination, surface environment の variations (dehydration and), surface structure の to) に よ り lock an RNA molecule を high 択 に membrane surface へ induced す る matter を Ming ら か に し た. さ ら に バ ル ク environment と は different な る membrane surface environment に お い て, anA molecular の high secondary tectonic が suppression さ れ, function of RNA (mRNA 訳, Hammerhead Ribozyme oneself cut) が suppression may で あ る matter を Ming ら か に し た. の RNA molecule surface features お よ び high secondary tectonic analytical technique を の established (has drifted back towards ¥ dichroism spectral, ラ マ ン spectral) し, polymer lipid membrane が raw body know の た め の "field" と し て use で き る matter を Ming ら か に し た. Above の results contribute は paper に first white jasmines load 済 み で あ る (Int 'L.J.B io1. Sci., eight (8), 1188-1196 (2012); Langmuir,29(6),1899-1907(2013); Membrane, 37 (6), 264-269 (2012). ま た, こ れ ら knowledge に つ い て institutes に て 発 table を い, 専 door home ら と の exchange line を っ た (domestic accounting 5 pieces).

项目成果

正電荷リポソームとmRNAの相互作用メカニズムの解析および遺伝子発現抑制

带正电脂质体与mRNA相互作用机制分析及抑制基因表达

• 发表时间: 2012
• 作者: Yasuo Niida;Yasunori Watanabe;菅恵嗣
• 通讯作者: 菅恵嗣

水性二相分配法を用いたRNAの表面特性解析～生体膜干渉～

使用水相两相分配分析 RNA 的表面性质 ~生物膜干扰 ~

• 发表时间: 2011
• 作者: 菅恵嗣;富田響;島内寿徳;馬越大
• 通讯作者: 馬越大

mRNAの構造変化およびin vitro翻訳活性におよぼす不均一性正電荷リポソーム膜の役割

异质带正电脂质体膜对 mRNA 结构变化和体外翻译活性的作用

• 发表时间: 2012
• 作者: Watanabe;Y.;Mitobe Y.;Saruwatari A.;Yamada T.;Niida Y.;菅恵嗣
• 通讯作者: 菅恵嗣

脂質膜界面のデザインによる生体分子認識機構の解明

通过设计脂质膜界面阐明生物分子识别机制

• 发表时间: 2012
• 作者: Watanabe;Y.;Mitobe Y.;Saruwatari A.;Yamada T.;Niida Y.;菅恵嗣;菅恵嗣
• 通讯作者: 菅恵嗣

Characterization of Surface Properties of DNA and RNA Using Aqueous Two-Phase System

使用水性两相系统表征 DNA 和 RNA 的表面性质

• 发表时间: 2011
• 期刊: Proceedings of ICSST11
• 作者: Keishi Suga;H.Tomita;S.Tanaka;T.Shimanouchi;H.Umakoshi
• 通讯作者: H.Umakoshi