化学物質の伝達に基づき自律駆動する人工細胞ネットワークの構築

基于化学转移的自主细胞网络的构建

• 批准号: 18048014
• 负责人: 野村 慎一郎
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18048014/
• 关键词: 細胞サイズリポソーム; ネットワーク; 膜タンパク質; 無細胞タンパク質合成; 人工細胞モデル; Cytochrome b5; マイクロ反応容器; 脂質ナノチューブ; リポソーム・ネットワーク; 物質交換; 無細胞タンパク発現

本研究は,細胞と部分的に接合して得たエネルギーを駆動力とする人工細胞ネットワークの構成を目的としたものである.具体的には,1)細胞との間に物質交換チャネルを形成する膜タンパク質を提示させるリポソームを構築し,2)細胞接着因子を導入してゲル内でリポソームネットワークを固定化した構造を構築する.3)1)と2)を組み合わせることにより,リポソームネットワークが培養細胞群の表面に接着して個々にチャネルを形成し,化学物質の交換を実現する研究を順次おこなってきた.1)について,基礎的な成果を論文(J. Biotechnol. 2008)および国際会議論文(ICBP2007, MHS2007)にて発表し,さらに細胞との物質交換チャネルを形成する膜タンパク質のリポソームへの導入について論文投稿中である.2)について,細胞接着因子(ペプチド融合脂質)を導入したリポソームネットワークをゲル中にて構築し,培養細胞との相互作用確認を行った.接着因子の有無およびネットワーク形成の有無によって,ゲル表面への細胞接着能の制御が確認された(論文作成中).また,3)について,リポソームと細胞との間での親水性蛍光色素分子の交換を確認(ICBP2007)している.これらの知見より,細胞からリポソームネットワーク側に流入したATP等の小分子を利用してリポソーム内に封入された反応系の持続的な進行が実現できると考えられる.自律的に駆動する人工細胞ネットワークは,培養細胞の化学情報の直接処理および利用を可能とする新規ツールとして働くと期待出来る.

本研究的目的是构建一个人工细胞网络，利用与细胞部分结合所获得的能量作为驱动力。具体来说，1）在细胞之间形成物质交换通道；2）引入细胞粘附因子并将脂质体注射到细胞内。凝胶。构建具有固定体细胞网络的结构。3）通过结合1）和2），脂质体网络粘附在培养细胞群的表面并单独形成通道，实现化学物质的交换的研究。 ，我们已经在论文中发表了基本结果（J. Biotechnol. 2008）和国际会议论文（ICBP2007， MHS 2007），我们目前正在提交一篇关于将与细胞形成物质交换通道的膜蛋白引入脂质体的论文。关于2），我们已经创建了一个脂质体网络，其中细胞粘附因子（肽融合脂质）已被引入。已证实细胞对凝胶表面的粘附能力是通过粘附因子的存在或不存在以及网络形成的存在或不存在来控制的（论文正在进行中）。对此，脂质体和细胞之间的亲水性荧光染料分子的交换已得到证实（ICBP2007）。根据这些发现，从细胞流入脂质体网络的小分子（例如ATP）被用来促进脂质体内亲水性荧光染料分子的交换人们认为，可以实现封装在细胞内的反应系统的持续进展。自主驱动的人工细胞网络有望​​成为一种新工具，能够直接处理和利用培养细胞的化学信息。

项目成果

無細胞合成された膜タンパク質のリポソーム上への集積制御

控制脂质体上无细胞合成膜蛋白的积累

• 发表时间: 2007
• 作者: 野村M.慎一郎;森谷優貴;朝山和喜子;秋吉一成
• 通讯作者: 秋吉一成

Self-organized tubular-linked liposome network

自组织管状连接脂质体网络

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc. of 2006 Int. Symp. Micro-Nanomechatronics ＆ Human Science (MHS2006). (Online)
• 作者: S.-i.M.Nomura;K.Akiyoshi
• 通讯作者: K.Akiyoshi

無細胞合成された膜タンパク質の相分離リポソーム膜上への局在

无细胞合成膜蛋白在相分离脂质体膜上的定位

• 发表时间: 2007
• 作者: 野村M.慎一郎;秋吉一成
• 通讯作者: 秋吉一成

ナノチューブ-リポソームネットワーク"ナノチューブ状物質の最新技術と応用展開

纳米管-脂质体网络：纳米管材料最新技术及应用进展

• 发表时间: 2008
• 作者: 野村 M.慎一郎;秋吉 一成
• 通讯作者: 秋吉 一成

Direct preparation of giant proteo-liposomes by in vitro membrane protein synthesis

• DOI: 10.1016/j.jbiotec.2007.08.023
• 发表时间: 2008-01-20
• 期刊: JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY
• 影响因子: 4.1
• 作者: Nomura, Shin-ichiro M.;Kondoh, Satoshi;Akiyoshi, Kazunari
• 通讯作者: Akiyoshi, Kazunari