膜タンパク質超集積化のための無細胞固相合成システムの開発

膜蛋白超整合无细胞固相合成系统的开发

• 批准号: 21K18324
• 负责人: 佐々木 善浩
• 金额: $ 16.56万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18324/
• 关键词: 膜タンパク質; 無細胞蛋白質合成; 固相合成法; 人工細胞

全タンパク質の半数以上を占める膜タンパク質の人工合成法の開発は、基礎生物学、医学、薬学において極めて重要であるが、膜タンパク質の簡便な合成は未だ 不可能である。本研究では、この膜タンパク質を固相システムにより大量合成する未踏科学技術に挑戦する。従来、膜タンパク質は、大腸菌などで過剰発現さ せ、界面活性剤により可溶化したのち、膜に再構成して得られる。この手法は、活性保持が困難、時間・コスト等が非効率、バイオハザードの危険、など多くの問題が残されている。この問題の解決に向け、本研究では、微粒子表面に担持した脂質膜（脂質膜コート微粒子）に対し、無細胞合成法により発現した膜タンパク質の直接組み込みを行うことを目的に研究を行った。研究遂行にあたり、以下の3点に焦点をあてて研究を遂行する。 1) 脂質膜コート微粒子の作製と評価2) 無細胞膜タンパク質合成と膜への組み込み、3) 膜タンパク質ハイブリッド微粒子の機能評価とバイオ応用。研究の2年目にあたる2022年度は当初の計画に従い、ひきつづき上記の項目1)および2）について重点的に研究を行った。前年度までに、コロイド安定性の低い小さいリポソームとシリカ微粒子を混合し、膜融合を誘起することで、微粒子表面への脂質二分子膜を効率的に担持できることを明らかにしてきたが、このような微粒子を効率的に作成する手法を見出した。具体的には、新たに開発した脂質膜透過法を用い、脂質膜を効率的にコア微粒子に被覆する手法を見出した。また、磁性ナノ粒子を脂質膜と複合化する手法も開発した。さらに、複数の膜タンパク質を単一の微粒子に搭載するための手法の開発を目的として、固相合成法により脂質膜被覆微粒子に対して複数の膜タンパク質を簡便に搭載することが可能であることを予備的に明らかにした。

All タ ン パ ク quality accounts for more than half of の を め る membrane タ ン パ ク qualitative の artificial synthesis の open 発 は, basic biology, medicine, 薬 に お い て extremely め て important で あ る が, membrane タ ン パ ク qualitative easy の な synthetic は not だ impossible で あ る. In this study, the large-scale synthesis of で で, <s:1>, <s:1>, タ, パ, パ, を, solid phase, システムによ, and <s:1> of the particle has not yet reached the scientific and technological challenge of に and する. 従 to, membrane タ ン パ ク は, coliform な ど で through turning 発 now さ せ, interfacial active tonic に よ り solubilization し た の ち, membrane に reconstitution し て must ら れ る. こ の technique は, active maintain が difficult, time コ ス ト が non working rate, such as バ イ オ ハ ザ ー ド の dangerous 険, な ど more く の problem が residual さ れ て い る. こ の の solve に け, this study で は particles surface に bear hold し た lipid membrane (lipid membrane コ ー ト particles) に し seaborne, no cell synthesis に よ り 発 now し た membrane タ ン パ ク qualitative の group directly み 込 み を line う こ と を purpose に を line っ た. To study the implementation of にあた にあた, the following are the に three focuses of をあてて to study the implementation of を. 1) lipid membrane コ ー ト particles の cropping と review 価 2) without cell membrane タ ン パ ク quality synthetic と membrane へ の group み 込 み, 3) membrane タ ン パ ク qualitative ハ イ ブ リ ッ ド particles の function evaluation 価 と バ イ オ 応 use. Research の 2 years に あ た る 2022 は の original plan に 従 い, ひ き つ づ き written の project 1) お よ び 2) に つ い て key に research line を っ た. Before the annual ま で に, コ ロ イ ド stability の low い small さ い リ ポ ソ ー ム と シ リ カ particles を し, membrane blends を induced す る こ と で, micro particle surface へ の lipid second molecular membrane を sharper rate に bear hold で き る こ と を Ming ら か に し て き た が, こ の よ う な particles を に sharper rates made す る way to を see a し た. Specific に は, new た に open 発 し た lipid membrane through the method of を い, lipid membrane を sharper rate に コ ア に coating particles す る way to を see a し た. The また, magnetic ナノ particle を lipid film と complexation する technique is developed to <s:1> た. さ ら に, plural の membrane タ ン パ ク qualitative を 単 a の に particles carrying す る た め の gimmick の open 発 を purpose と し て in, solid diagnosis に よ り lipid membrane coating particles に し seaborne て plural の membrane タ ン パ ク qualitative easy を に carry す る こ と が may で あ る こ と を reserve に Ming ら か に し た.

项目成果

ギャップジャンクション形成膜タンパク質 を 搭載 した ウイルスレプリカ を用いた リポソーム ・ 細胞への分子輸送

使用装载有间隙连接形成膜蛋白的病毒复制品进行脂质体和分子运输至细胞

• 发表时间: 2022
• 作者: Ishii Tatsuma;Matsubara Shogo;Tamiaki Hitoshi;古川寛人，稲葉央，佐々木善浩，秋吉一成，松浦和則
• 通讯作者: 古川寛人，稲葉央，佐々木善浩，秋吉一成，松浦和則

コネキシン搭載ウイルスレプリカを用いたリポソーム・細胞への分子輸送

使用连接蛋白负载的病毒复制品将分子转运至脂质体和细胞

• 发表时间: 2022
• 作者: 古川 寛人，石川 唯也，稲葉 央，佐々木 善浩，秋吉 一成，松浦 和則

Development of Magnetically Driven Exosome Delivery System for Biomedical Applications

用于生物医学应用的磁驱动外泌体递送系统的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshihiro Sasaki;Ryosuke Mizuta;Kiyofumi Katagiri;Kazunari Akiyoshi
• 通讯作者: Kazunari Akiyoshi

機能性膜タンパク質を搭載したエンベロープ型ウイルスレプリカの創製

创建装载功能性膜蛋白的包膜病毒复制品

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上 雄翔;松本 大亮;岸 果苗;松木 依理奈;濁川 清美;野村 渉;古川寛人，宮田健伸，中村圭吾，稲葉央，佐々木善浩，秋吉一成，松浦和則
• 通讯作者: 古川寛人，宮田健伸，中村圭吾，稲葉央，佐々木善浩，秋吉一成，松浦和則

Molecular Transport from Enveloped Viral Replica Embedded with connexin into Liposomes and Cells

从嵌入连接蛋白的包膜病毒复制品到脂质体和细胞的分子运输

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroto Furukawa;Hiroshi Inaba;Yoshihiro Sasaki;Kazunari Akiyoshi;Kazunori Matsuura
• 通讯作者: Kazunori Matsuura