Platform for analysis of biological vesicle contents by fusion with membranes suspended over microwells

通过与悬浮在微孔上的膜融合来分析生物囊泡内容物的平台

• 批准号: 22H01920
• 负责人: 住友 弘二
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01920/
• 关键词: 人工生体膜; 膜融合; 表面増強ラマン散乱; エンベロープウイルス; ベシクル融合; 膜電位; イオン透過

「架橋膜の機能化とベシクル融合の評価」として，架橋膜にビオチン化脂質で修飾をすることで，ビオチン/アビジン結合を用いたベシクルの結合を行った．架橋膜にベシクルをつなぎとめることで，高効率な融合を目指した．溶液中にCa2+イオンを追加することで融合のトリガーとして働くことを明らかにした．また，過剰なビオチン/アビジン結合が融合阻害に働くことも発見し，ビオチン/アビジン結合濃度の最適化を行った．「ベシクル内容物のマイクロウエル内への移動」として，高濃度の蛍光色素（カルセイン）内包ベシクルをマイクロウエル架橋膜につなぎ止め，その融合制御することでカルセインのマイクロウエル内への移動を計測した．一部，蛍光色素の移動の可能性は示せたものの，その効率は十分ではなく，内容物解析のためにはさらなる融合促進が必要であることが分かった．「金ナノ粒子のマイクロウエル内封入」に関しては，封入した金ナノ粒子の凝集を制御することを試みた．まずは，巨大ベシクル（GUV）を反応場として用いるべく，その内部への金ナノ粒子の封入を行った．油水界面通過法でGUVを形成することで，内部への金ナノコロイドの封入を確認した．GUVに，1価のカチオンを透過させるグラミシジンを導入し，GUV内イオン濃度の制御を試みた．また，プロトンの脂質膜透過も定量的に評価し，膜電位の発生も確認した．上記の成果については，国際会議IVC-22，応用物理学会2022年秋季後援会，応用物理学会2023年春季後援会で発表した．

作为“交联膜和囊泡融合功能化评估”的一部分，使用生物素/抗生物素键通过与生物素化的脂质修饰交联的膜，使用生物素/阿维丁蛋白键进行囊泡结合。通过将囊泡连接到交联膜，我们旨在进行高效的融合。据揭示，将Ca2+离子添加到溶液中是融合的触发因素。我们还发现，过度生物素/抗原素结合作用于抑制融合，并优化了生物素/抗原蛋白结合浓度。作为“将囊泡含量转移到微孔中”的量度，我们连接了高浓度的荧光染料（钙调蛋白）囊化的囊泡到微孔交联的膜，并使用融合控制来测量钙调蛋白的运动。尽管结果表明荧光染料转移的可能性是可能的，但其效率还不够，并且需要进一步促进含量分析。关于“将金纳米颗粒封装在微孔中”，我们试图控制封装的金纳米颗粒的聚集。首先，将金纳米颗粒封装在巨囊中（GUV）中，以用作反应场。通过使用油水界面通过方法形成GUV，确认了内部金纳米胶体的封装。引入了gramicidin，可以将单价阳离子传播到GUV中，以控制GUV中离子的浓度。此外，定量评估了质子的脂质膜渗透，还确认了膜电位的产生。上述结果在国际会议IVC-22，2022年秋季应用物理学协会和2023年春季应用物理学会上介绍。

项目成果

脂質二分子膜のプロトン透過の評価

质子通过脂质双层膜的渗透性评估

• 发表时间: 2023
• 作者: 吉馴 悠人;吉水 寛人;乾 徳夫;大嶋 梓;山口 真澄;部家 彰;住友 弘二
• 通讯作者: 住友 弘二

Biotin-Streptavidin相互作用を用いた人工脂質二重膜への物質導入

利用生物素-链霉亲和素相互作用将物质引入人工脂质双层膜

• 发表时间: 2022
• 作者: 大槻朋子;杉野史弥 ;山本健 ;川﨑 英也;大槻朋子,Nichayanan Manyuan,川﨑英也;門林 大矢，大嶋 梓，山口 真澄，部家 彰，住友 弘二
• 通讯作者: 門林 大矢，大嶋 梓，山口 真澄，部家 彰，住友 弘二

Lateral Diffusion in Supported Lipid Bilayers Affected by Interaction with the Substrate

受与底物相互作用影响的支撑脂质双层中的横向扩散

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroto Yoshimizu;Hibiki Doi;Daiya Mombayashi;Azusa Oshima;Masumi Yamaguchi;Akira Heya;Koji Sumitomo
• 通讯作者: Koji Sumitomo

脂質二分子膜/基板界面水層におけるCa2＋イオンの拡散挙動の解析

脂质双层/基质界面水层中 Ca2+ 离子扩散行为分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Masashi Kobayashi;Takashiro Akitsu;Masahiro Furuya;Tetsushi Sekiguchi;Shuichi Shoji;Takashi Tanii and Daiki Tanaka;吉水 寛人，大嶋 梓，山口 真澄，部家 彰，住友 弘二
• 通讯作者: 吉水 寛人，大嶋 梓，山口 真澄，部家 彰，住友 弘二

Co2+ イオンによる消光作用を用いた脂質分子の拡散評価

利用 Co2+ 离子的猝灭效应评估脂质分子的扩散

• 发表时间: 2023
• 作者: 吉水 寛人;大嶋 梓;山口 真澄;部家 彰,住友 弘二
• 通讯作者: 部家 彰,住友 弘二