放射線によるゲノムＤＮＡ二重鎖切断の定量的解析技術の開発と数理モデルの構築

辐射引起的基因组DNA双链断裂定量分析技术的开发和数学模型的构建

• 批准号: 13J01270
• 负责人: 下林 俊典
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01270/
• 关键词: 相分離; ＤＮＡ; リポソーム; DNA; ミクロ相分離

本年度は以下の二つに関して研究を進めた。(1) 細胞サイズの脂質二重膜小胞にDNAを内包する新規な手法に関する実験を昨年度に引き続き行った。2014年度に国際学術論文として発表した蛍光顕微鏡観察に加えて、ナノスケールでのメカニズムを明らかにする為、X線小角散乱実験を昨年度に引き続き行った。結果、脂質膜の水和ダイナミクスが、乾燥脂質膜に添加されたDNAとイオンによって促進されることが明らかとなった。これらの成果は現在学術論文として纏めており、近々投稿予定である。(2) 研究遂行過程において発見した脂質二重膜小胞における相分離転移現象の研究を発展させた。マクロ相分離状態からミクロ相分離状態への相分離構造の転移ダイナミクスを実験的に明らかにし、数値計算においてもおよそこの転移現象を確認した。これらの転移現象は、二重膜において脂質組成が非対称である事に起因する自発曲率によって駆動されることが示唆された。更に上記の結果から期待した通りに、脂質組成が非対称になるほどドメインサイズが小さくなることを実験的に明らかにした。これは多成分脂質二重膜における相分離ドメインのサイズが脂質組成が非対称である事に起因する自発曲率によって制御されることを強く示唆している。以上の成果は、生体膜と再構成膜におけるラフトと呼ばれるドメインのサイズ不一致問題を解決する上での重要な知見といえる。

For the current year, the following て two に に related て research を will be conducted in めた. (1) cell サ イ ズ の double membrane lipid vesicular に DNA を insourcing す る new rules な gimmick に masato す る be 験 を yesterday annual に lead き 続 き line っ た. 2014 annual に international academic papers と し て 発 table し た 蛍 light 顕 micromirror 観 examine に plus え て, ナ ノ ス ケ ー ル で の メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る for small Angle by X-ray and scattered be 験 を yesterday annual に lead き 続 き line っ た. Results, lipid membrane の water and ダ イ ナ ミ ク ス が, dry lipid membrane に add さ れ た DNA と イ オ ン に よ っ て promote さ れ る こ と が Ming ら か と な っ た. The achievements of れら れら are currently in academic papers と て て and めてお, and have been recently submitted to 々 for publication. (2) Study the process of にお にお て occurrence of た lipid dimembrane cells における phase separation 転 migration phenomenon にお study of を occurrence of させた. マ ク ロ separate state か ら ミ ク ロ separate state へ の の phase separation structure planning move ダ イ ナ ミ ク ス を be 験 に Ming ら か に し, the numerical calculation に お い て も お よ そ こ の planning shift を confirm し た. こ れ ら の planning shift は, double membrane に お い て lipid composition が non said seaborne で あ に る things cause す る since 発 curvature に よ っ て 駆 dynamic さ れ る こ と が in stopping さ れ た. Results more に written の か ら expect し た tong り に, lipid composition が said seaborne に な る ほ ど ド メ イ ン サ イ ズ が small さ く な る こ と を be 験 に Ming ら か に し た. こ れ は multicomponent lipid double membrane に お け る phase separation ド メ イ ン の サ イ ズ が lipid composition が non said seaborne で あ に る things cause す る since 発 curvature に よ っ て suppression さ れ る こ と を く and shown strong sucking し て い る. All above の は, body film と to form film に お け る ラ フ ト と shout ば れ る ド メ イ ン の サ イ ズ inconsistent problems を す る on で の important な knowledge と い え る.

项目成果

Micro phase separation of a lipid-DNA binary mixture in a dried film

干膜中脂质-DNA 二元混合物的微相分离

• 发表时间: 2014
• 作者: Sanemtcni takahashi;Shu-intro Inutsuka;Kentaro Tohma;Shunsuke F Shimobayashi
• 通讯作者: Shunsuke F Shimobayashi

組成非対称な相分離膜面上における相分離転移現象：実験と数値計算

成分不对称相分离膜表面的相分离转变现象：实验和数值计算

• 发表时间: 2015
• 作者: S. Komura;T. Tanimori;H. Kubo;A. Takada;J. Parker;T. Mizumoto;Y. Mizumura;S. Sonoda;D. Tomono;T. Sawano;K. Naka mura;Y. Matsuoka;Y. Sato;S. Nakamura;K. Miuchi;S. Kabuki;Y. Kishimoto;S. Kurosawa;S. Iwaki;M. Tanaka;M. Ikeno and T. Uchida;福居直哉，保原麗，高山あかり，秋山了太，長谷川修司;下林俊典
• 通讯作者: 下林俊典

Emergence of DNA-encapsulating liposome from DNA-lipid blend film

DNA-脂质混合膜中包裹 DNA 的脂质体的出现

• 发表时间: 2014
• 作者: N. Fukui;T. Hirahara;and S. Hasegawa;Shunsuke F Shimobayashi
• 通讯作者: Shunsuke F Shimobayashi

Direct observations of transition dynamics from macro- to micro-phase separation in asymmetric lipid bilayers induced by externally added glycolipids

直接观察外部添加糖脂诱导的不对称脂质双层中从宏观相分离到微观相分离的转变动力学

• DOI: 10.1209/0295-5075/113/56005
• 发表时间: 2016
• 期刊: Europhysics Letters
• 作者: Shunsuke F. Shimobayashi;Masatoshi Ichikawa and Takashi Taniguchi
• 通讯作者: Masatoshi Ichikawa and Takashi Taniguchi

組成非対称な脂質二重膜面上における相分離転移現象:実験と数値計算

成分不对称脂质双层表面的相分离和转变现象：实验和数值计算

• 发表时间: 2014
• 作者: Tohma K;Saito M;Demetria CS;Manalo DL;Quiambao BP;Kamigaki T;and Oshitani H;石原大嵩，福居直哉，保原麗，高山あかり，秋山了太，平原徹，長谷川修司;下林俊典
• 通讯作者: 下林俊典