ジェミニ型脂質による人工細胞膜モルフォロジー制御

使用 Gemini 型脂质控制人工细胞膜形态

基本信息

批准号：
15750145
负责人：
佐々木善浩
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、アミノ酸残基を含む脂質がスペーサーを介して二分子連結された特徴的なジェミニ型構造を有する人工脂質を用いて、多細胞膜モデルなどの多彩な人工細胞膜モルフォロジーの制御を行うことを目的として研究を推進し、今年度は以下の研究成果を得た。基板上へのベシクルの集積溶液中において、ジェミニ型脂質を含む脂質二分子膜ベシクルの集積挙動を、ジェミニ型脂質のイオン認識挙動により制御できることを見出してきた。この系を基板上に展開し、詳細な検討を行った。具体的には、交互積層法により作製した高分子電解質膜上にジェミニ型脂質を含む平面二分子膜を作製し、この膜上に金属イオン添加をトリガーとしてベシクルを集積した。水晶発振子法および蛍光ラベルしたベシクルが集積した基板の蛍光測定および蛍光顕微鏡観察から、外部刺激をトリガーとして、ベシクルが基板に集積されていることが示された。様々な外部刺激をトリガーとする基板上へのベシクル集積の制御これまでに、様々なジェミニ型脂質を用いることで、異種の金属イオン(銅イオン、カルシウムイオンなど)をトリガーとして溶液中および基板上へのベシクルの集積挙動を制御できることを見出してきた。そこでこの系を用い、異なる種類のイオン認識能を持つジェミニ型脂質を含むベシクルを数種類混合した溶液から、あるイオン種を添加することで、選択的に目的とするベシクルを基板上に集積できる系を構築できることを見出した。脂質膜の相転移がベシクル集積に与える効果脂質集合体としてのベシクルは特徴的な相転移挙動を示すことが知られている。この相転移挙動を利用することで、ジェミニ型脂質へのイオン認識挙動を制御した。さらにこの挙動を利用し、温度によるベシクル集積挙動を制御できることを見出した。

在这项研究中，我们的目标是使用具有特征性双子型结构的人工脂质来控制各种人工细胞膜形态，例如多细胞膜模型，其中两个含有氨基酸残基的脂质分子通过间隔基连接。以此为目的，今年取得了以下研究成果。囊泡在基质上的积累我们发现溶液中含有双子型脂质的脂质双层膜囊泡的积累行为可以通过双子型脂质的离子识别行为来控制。我们在基板上开发了这个系统并进行了详细的研究。具体而言，在通过层层法制造的聚合物电解质膜上制造含有双子型脂质的平面双层膜，并使用添加金属离子作为触发物在该膜上积累囊泡。对积累有荧光标记囊泡的基质进行石英晶体振荡器法和荧光测量和荧光显微镜检查表明，在外部刺激的作用下，囊泡在基质上积累。使用各种外部刺激作为触发物控制囊泡在基质上的积累迄今为止，各种双子型脂质已被用来控制溶液中和使用不同金属离子（铜离子、钙离子等）作为触发物的基质上的囊泡积累。发现可以控制囊泡的积累行为。因此，通过使用该系统，我们可以通过将某种离子种类添加到含有具有不同类型离子识别能力的双子型脂质的几种囊泡的溶液中来选择性地在基质上积累所需的囊泡。构造脂质膜相变对囊泡积累的影响已知囊泡作为脂质聚集体表现出特征性相变行为。通过利用这种相变行为，我们控制了双子型脂质的离子识别行为。此外，我们发现这种行为可用于控制取决于温度的囊泡积累行为。