機能性膜を自動生成する人工細胞モデルの構成と評価

自动生成功能膜的人工细胞模型的构建和评估

• 批准号: 20034016
• 负责人: 野村 慎一郎
• 金额: $ 5.06万
• 依托单位: Kyoto 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20034016/
• 关键词: リポソーム; 膜タンパク質; 人工細胞モデル; 人工分子シャペロン; 無細胞発現

本研究は,機能性膜を自動生成する人工細胞モデルの構成と評価を目的に掲げた.具体的には,細胞サイズのリポソームを用い,その場で機能的な膜タンパク質を遺伝情報に従って無細胞的に合成・提示する系の構築手法と評価系の確立を行った.本研究では特に,膜タンパク質の1)発現(無細胞合成),2)局在(膜への挿入),3)配向,4)活性(機能)と,5)構成されたプロテオリポソームの特性の評価を通じて,機能性膜を自動生成する人工細胞モデルの標準的な調製法の提示を目指した.細胞間の物質輸送を司る4回膜貫通型タンパク質コネキシンについて,リポソーム環境における無細胞発現を行い,直接構成と機能化の測定を行った.その結果,リポソームから培養細胞への物質輸送が確認された(Biomaterials, 2009).さらにリポソームを構成する脂質組成による発現および挿入効率の違いを求め,サイズおよび膜に対する発現場所の違いによる配向性を示した.現在論文投稿中である.評価に関しては,細胞サイズリポソームを流路中で安定に捕捉し,直接観察を可能にするデバイスを構築した.これを利用した細胞サイズリポソームの抗体染色手法を開発し学会発表を行った.現在,論文投稿中である.これらの知見は,多種多様な生命現象は生体分子の集合体からいかにして構成されうるのか,という問いに答えるため,実験的に人工細胞モデル構築する研究において重要な進展であると考えられる.(加えて,研究グループとして新生タンパク質の安定保持を可能とする新奇材料である疎水化多糖ナノゲルを用いた薬剤輸送システムを開発し,査読つき論文として報告を行った.さらにMEMS技術を用いた培養細胞の局所制御システムの構築についても報告している.)

本研究的目的是构建和评估自动生成功能性膜的人工细胞模型。具体来说，我们已经建立了根据遗传信息，使用细胞大小的脂质体以无细胞方式现场生成功能性膜蛋白。一种构建和评估膜蛋白合成和展示系统的方法。在这项研究中，我们重点关注 1) 表达（无细胞合成）、2) 定位（插入膜中）和 3) 膜的方向蛋白质。,4) 活性（功能）和,5) 结构。通过评估所产生的蛋白脂质体的特性，我们旨在提出一种自动生成功能性膜的人工细胞模型的标准制备方法，我们在环境中进行了无细胞表达，并直接测量了材料的组成和功能化结果。从脂质体运输到培养细胞（生物材料，此外，我们还研究了根据构成脂质体的脂质成分的表达和插入效率的差异，并显示了由于相对于膜的大小和表达位置的差异而导致的方向。我们目前正在提交一篇论文。我们构建了一种能够在流道中稳定捕获细胞大小的脂质体并能够直接观察的装置。利用该装置，我们开发了一种细胞大小的脂质体的抗体染色方法，并在学术会议上进行了演示。目前，一篇论文正在发表这些发现适用于各种各样的生活现象。这被认为是通过实验构建人工细胞模型的研究的一个重要进展，以回答如何从生物分子聚集体构建细胞的问题。我们开发了一种使用疏水性多糖纳米凝胶的药物输送系统，这种新型材料能够实现。细胞的稳定保留，并在同行评审的论文中进行了报道。我们还讨论了使用 MEMS 技术构建培养细胞的本地控制系统（已报道）。

项目成果

酵素安定化剤としてのナノゲル機能

纳米凝胶作为酶稳定剂

• 发表时间: 2008
• 作者: 福田憲二郎;中村芳明;甘利彰悟;市川昌和;澤田晋一
• 通讯作者: 澤田晋一

細胞機能の実空間モデリング

细胞功能的真实空间建模

• 发表时间: 2008
• 期刊: 生物物理 48
• 作者: 野村M.慎一郎;山田彩子;吉川研一
• 通讯作者: 吉川研一

A micro-channel-well system for culture and differentiation of embryonic stem cells on different types of substrate

用于在不同类型基质上培养和分化胚胎干细胞的微通道-孔系统

• DOI: 10.1007/s10544-010-9407-4
• 发表时间: 2010-06-01
• 期刊: BIOMEDICAL MICRODEVICES
• 影响因子: 2.8
• 作者: Liu, Li;Luo, Chunxiong;Chen, Yong
• 通讯作者: Chen, Yong

無細胞タンパク質合成系におけるナノゲルの分子シャペロン機能

纳米凝胶在无细胞蛋白质合成系统中的分子伴侣功能

• 发表时间: 2008
• 作者: 朝山和喜子;秋吉一成
• 通讯作者: 秋吉一成

Giant liposome sorting/collection device : for individual analysis of artificial cell-models

巨型脂质体分选/收集装置：用于人工细胞模型的个体分析

• 发表时间: 2009
• 作者: S.-i.M.Nomura;L Liu;Y.Chen;H.Maruyama;F.Arai
• 通讯作者: F.Arai