Steadily self-reproducing vesicles oriented to an evolvable chemical system

面向可进化化学系统的稳定自我复制的囊泡

基本信息

批准号：
18J22004
负责人：
杉山博紀
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ジャイアントベシクル（GV）の自己再生産動態を定常化するうえで，内水相への連続的な基質送達が課題であった．前年度までに開発してきた，マイクロ流体デバイスを基軸とする自動計測システムを用いて発見された，脂質二分子膜を介した濃度勾配に逆らって分子が濃縮される新奇の輸送動態はこの課題の根本的解決につながりうる．この輸送動態がいかなる機構で生じるのかを明らかにすることで，本現象の適用範囲や応用可能性を見定めることができる．本年度はまず，分子濃縮の機構解明を目的として研究を進めた．GVを定常的な流れ環境下にさらすことで生じる膜揺動が本質的な役割を果たすことが分かった．この成果は2020年7月，同年9月，同年11月にそれぞれ開催されたMolecular origin of life，第58回日本生物物理学会年会，細胞を創る研究会13.0にて発表した．これまでGVの流れ環境下での様態を報告した例はあるものの，具体的なGVの機能との連関を議論した報告は限定的であり，これらの成果報告は大きな注目を集め，特に日本生物物理学会年会では，学生発表賞を受賞した．さらに現在，国際誌に原著論文として投稿中である．また，本成果に関連する研究内容について，報告者を連名発表者として，国際学会で招待講演を受けた．また，開発した自動計測システムの適用範囲を広げる試みとして，前年度から継続してデバイスの表面修飾法の検討を進めていた．結果として，内包効率に優れる油中水滴エマルション遠心沈降法で作成されたリポソームをデバイス内部で計測可能となった．本成果は，2020年7月にACS Omegaにて採択・公開された．これらの一連の研究成果は国内の関連分野の研究者の注目を集め，複数の共同研究へと発展している．

为了稳定巨囊泡（GV）的自我复制动态，将底物连续输送到内部水相一直是一个挑战。使用基于我们去年开发的微流体装置的自动测量系统发现的新颖的传输动力学，其中分子沿着脂质双层膜的浓度梯度进行浓缩，将帮助我们解决这个问题。根本解决办法。通过阐明这种传输动力学发生的机制，可以确定这种现象的范围和潜在应用。今年，我们首先进行了研究，目的是阐明分子浓度的机制。研究发现，将 GV 暴露在稳定流动环境中引起的膜波动起着至关重要的作用。这些结果分别在2020年7月、9月和11月举行的生命分子起源、日本生物物理学会第58届年会和细胞创造研究组13.0上公布。尽管已有关于GV在流动环境中的行为的报道，但讨论与特定GV功能的关系的报道却很有限，而这些结果引起了很多关注，特别是在日本物理学会年会上日本的，我获得了学生展示奖。此外，该论文目前正在作为原始论文提交给国际期刊。此外，报告人还受邀在国际学术会议上作为联合报告人就该成果的相关研究进行报告。此外，为了扩大所开发的自动测量系统的应用范围，我们从去年开始继续研究器件表面改性方法。结果，可以在装置内测量通过油包水乳液离心沉降法产生的脂质体，该方法具有优异的封装效率。该结果于2020年7月被ACS Omega采纳并发表。这一系列研究成果引起了日本相关领域研究人员的关注，并发展成为多个联合研究项目。