鳥取大学松浦教授・北海道大学角五准教授らの論文がChemistry A European Journal 誌の表紙に選ばれました

鳥取大学の稲葉助教、松浦教授の論文が”Chemistry A European Journal”誌のカバーで採用されました。北大の角五准教授らとの共同研究です。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/chem.201804321

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/chem.201802617

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/toc/10.1002/%28ISSN%291521-3765.hottopic-gold

 

鳥取大学松浦教授・北海道大学角五准教授らの論文がChem. Eur. J. にオンライン掲載されました

【ポイント】
・タンパク質ナノチューブである微小管の「内部」に結合するペプチドの開発に成功した。
・このペプチドを用いることで、微小管の内部に金ナノ粒子を詰めることに成功した。
・様々な分子を微小管に内包することで、微小管の構造・運動制御や生理活性制御への応用が期待される。

【概要】
鳥取大学学術研究院工学系部門の稲葉央助教、松浦和則教授らの研究グループは、北海道大学大学院理学研究院の角五彰准教授、佐田和己教授らの研究グループとの共同研究により、細胞骨格の一種であるタンパク質ナノチューブ状集合体「微小管」の中に、分子を内包する手法の開発に世界で初めて成功しました(図1)。これは、「ちくわ」(微小管)の穴にチーズ(分子)を詰めて「チーズちくわ」を創るようなものです。

本研究では、微小管結合タンパク質の一種であるTauタンパク質 *1のうち、微小管内部に結合すると推定される部位を「微小管結合ペプチド」として設計・合成しました(図2)。4種類のペプチドを合成して微小管への結合を評価したところ、そのうちの1つが微小管内部に結合することが明らかとなりました。さらに、このペプチドを金ナノ粒子に修飾することで、微小管に金ナノ粒子を内包させることに成功しました。本手法を利用することで、様々なナノメートルサイズの分子を微小管に内包させることが可能となり、微小管を用いたナノマテリアルの新たな展開が期待されます。


本研究成果は、文部科学省 科研費 若手研究(B)の支援により得られたもので、2018年8月8日にドイツの国際科学雑誌「Chemistry – A European Journal」オンライン版に掲載されました。
また、日本の研究.comでも紹介されています。

大阪大学多田隈助教、京都大学遠藤特定准教授らが、集積型転写ナノチップを創成

大阪大学・蛋白質研究所・多田隈尚史助教、東京大学大学院新領域創成科学研究 科上田卓也教授、増渕岳也大学院生(現:東京大学定量研究所・プロジェクト研究員)、京都大学・理学部化学科・遠藤政幸特定准教授らは、遺伝子回路の集積化に世界で初めて成功しました。
この成果は、2018年4月23日(英国時間)に国際科学雑誌「Nature Nanotechnology」オンライン版に掲載されました。
大阪大学プレスリリース
日刊工業新聞(2018.7.24 34面)

【論文情報】
タイトル: Construction of integrated gene logic-chip.
著者名: Masubuchi T, *Endo M, Iizuka R, Iguchi A, Yoon DH, Sekiguchi, T Qi H, Iinuma R, Miyazono Y, Shoji S, Funatsu T, *Sugiyama H, Harada Y, *Ueda T, *Tadakuma H.
掲載誌: Nature Nanotechnology
Published online 23 July 2018
doi: 10.1038/s41565-018-0202-3

東京農工大川野研と甲南大臼井研との膜透過ペプチドに関する共同研究成果がAnalystに掲載されInside front coverに採用されました

東京農工大学川野研と甲南大学臼井研との共同研究で、脂質二分子膜に孔を開ける、または膜を透過するペプチドに関し、膜電流計測からそれぞれの機構について観測する手法を開発しました。今後リポソーム型分子ロボットから特定の物質を自発的に分泌するペプチドシステムの構築につなげたいと考えています。

論文情報
タイトル:Channel current analysis estimates the pore-formation and the penetration of transmembrane peptides
著 者:Yusuke Sekiya, Shungo Sakashita, Keisuke Shimizu, Kenji Usui and Ryuji Kawano​
​掲載誌:Analyst


北海道大学角五准教授、関西大学葛谷教授らの成果が「月刊化学」の表紙に掲載されました

月刊化学2018年6月号に、2月の「群のように振る舞う分子ロボット」論文に関する解説記事が掲載されました。

表紙も飾っています。

名古屋大学瀧口講師らの研究成果がChemBioChem誌の表紙に掲載されました

名古屋大学大学院理学研究科の 田中 駿介 博士前期課程2 年、林 真人 研究員、瀧口 金吾 講師、同志社大学生命医科学部の 中谷 真規 大学院生、作田 浩輝 大学院生、吉川 研一教授、三重大学大学院工学研究科の 湊元 幹太 准教授らの共同研究グループは、数種類の高分子が混雑する溶液の中で、高分子同士が分離を起こして細胞サイズの微小な液滴を形成する条件の下、2 つの異なる天然の高分子(ポリマー)であるDNA とアクチン線維が液滴の内部に自発的に局在化し、細胞内の構造に似た区画化が起きることを明らかにしました。
その成果をまとめた論文が、国際科学雑誌ChemBioChem 誌のオンライン版に2018 年4 月19 日付けで公開されましたが、この度、Very Important Paper の1 つに選ばれ、研究内容を紹介するイラストがChemBioChem 誌の2018 年19 巻13 号の表紙に掲載されます。

雑誌名:
ChemBioChem 2018, 19 (13), 1370-1374.
論文タイトル:
“Specific Spatial Localization of Actin and DNA in a Water/Water
Microdroplet: Self-Emergence of a Cell-Like Structure.”
著者:
Naoki Nakatani, Hiroki Sakuta, Masahito Hayashi, Shunsuke Tanaka, Kingo
Takiguchi, Kanta Tsumoto, Kenichi Yoshikawa.
論文本文DOI:10.1002/cbic.201800066
雑誌表紙DOI:10.1002/cbic.201800297

論文の詳細:
・数種類の高分子が混雑する溶液の中で、高分子同士が分離を起こして細胞サイズの微小な液滴を形成する条件の下、DNAとアクチン線維が液滴の内部に自発的に局在化し、細胞内の構造に似た重層的な区画化を起こすことが見出されました。
・この発見によって、水溶液内で微小で重層的な区画化構造が形成され、維持されていく機構、即ち、細胞内における細胞内小器官の形成や膜によって隔てられていない構造が生み出される仕組みの起源の一旦が明らかになりました。
・細胞内の高度な組織化がどのような機構で行われているのかは不明でしたが、本研究結果は、細胞内の混雑環境が細胞内小器官を含む細胞の自己組織化を創り出す要因となっていることを示しました。
・ DNAもアクチン線維も、分子ロボットの構築に利用される天然生体高分子です。従って、今回見出された液液相分離系を介した高度な高分子の局在化が、分子ロボティクスの発展に貢献することが期待されます。
・ 特に、本研究で用いられたどの高分子、PEGやDEX、DNA、アクチン線維も、特異的な相互作用を互いに示さないことが挙げられます。このことは、生化学的な結合を想定するこれまでの仮説には無い特徴であり、非常に重要です。
これらの知見は、濃厚環境での生体高分子の在り様、細胞内に観察されるような重層的に区画された領域の形成や細胞内小器官の形成、特に膜によって隔てられていない構造の起源の一旦を明らかにした成果です。

名古屋大学の記事はこちら

名大瀧口先生グループの論文が公開されました

Tanaka S, Takiguchi K, Hayashi M,
Repetitive stretching of giant liposomes utilizing the nematic alignment of confined actin,
Communications Physics, 1, Article number: 18, 2018.
DOI: 10.1038/s42005-018-0019-2

発表内容の要点、研究成果の意義
・細胞骨格の1種の微小管と分子モーターのキネシンとの組合わせに、更に様々な工夫を加えることによって、動く分子ロボットの構築に成功した先行研究はあったものの、別のやはり有力な細胞骨格であるアクチン線維を利用した画期的な成功例は、今までなかった。今回、そのアクチン線維の利用によって、変形する細胞サイズの人工脂質膜小胞(巨大リポソーム)の作製に成功した。
「アクチン線維の様な、可変長の繊維状高分子、の応用の有効性」

・生きている細胞の内部と同程度の高い濃度で巨大リポソームに封じ込めると、アクチン線維だけを封じ込めただけで、即ち、分子モーターであるミオシンが無くても、封じ込められたアクチン線維のネマティック液晶化によって、巨大リポソームが球形から紡錘形に変形した。
「分子モーターの不在条件下での成功例、液晶化の様な物理化学的な現象の有用性」

・外液の浸透圧変化によって内部のアクチン線維の濃度を変化させる事や、蛍光標識されたアクチンへの励起光照射によって引き起こされるアクチン線維の切断と、光照射の終了後に起きるアクチン線維の自発的修復を利用する事によって、紡錘形になった巨大リポソームの形態を更に、繰り返し、可逆的に変形させる事に成功した。
「繰り返し運動する分子ロボットの先駆け」

・球形と紡錘形との間を巨大リポソームが繰り返し変形する際、糸状突起の伸長現象、あるいは先体反応が起きた時の突起伸長に良く似た、膜突起の伸長と短縮も観察された。
「生細胞が見せる運動形態変化能との類似性」

鳥取大学松浦教授らが光刺激によるペプチドナノファイバー形成を駆動力として運動するシステムの開発に成功

光刺激で動く運動システムを構築―細菌のファイバー形成による運動を模倣―
鳥取大学大学院工学研究科の稲葉央助教、松浦和則教授らの研究グループは、徳島大学大学院医歯薬学研究部の重永章講師、大高章教授らの研究グループとの共同で、光刺激によるペプチドナノファイバー形成を利用した運動システムの構築に成功しました。この成果は、2018年4月19日(英国時間)に国際科学雑誌「Scientific Reports」オンライン版に掲載されました。

鳥取大学プレスリリース

【論文情報】
タイトル:Light-induced propulsion of a giant liposome driven by peptide nanofibre growth
著者名:Hiroshi Inaba*, Akihito Uemura, Kazushi Morishita, Taiki Kohiki, Akira Shigenaga, Akira Otaka and Kazunori Matsuura*
掲載誌:Scientific Reports
doi:10.1038/s41598-018-24675-7

平成29年度科研費新学術領域事後評価結果A+となりました

平成29年度科学研究費助成事業(新学術領域研究(研究領域提案型))に係る中間・事後評価結果が発表され、「感覚と知能を備えた分子ロボットの創成」はA+と評価されました。22ある研究領域のうち、A+を獲得したのは3領域でした。
皆様のご協力の賜物です。
ありがとうございました。

文科省「科研費」のページ

『平成29年度「新学術領域研究(研究領域提案型)」中間・事後評価に係る 領域代表者からの報告・科学研究費補助金審査部会における所見』より「分子ロボ」評価ページ

世界初の”分子”群ロボットを報告する論文が Nature Communications 誌に掲載されました。

本領域の名古屋大学浅沼教授のアゾベンゼン光センサ、関西大学葛谷准教授のDNAプロセッサ、および北海道大学角五准教授の微小管-キネシンアクチュエータをボトムアップ手法で統合することにより実現した、世界初の”分子”群(ぐん)ロボットを報告する論文が Nature Communications 誌に掲載されました。

Jakia Jannat Keya, Ryuhei Suzuki, Arif Md. Rashedul Kabir, Daisuke Inoue, Hiroyuki Asanuma, Kazuki Sada, Henry Hess, Akinori Kuzuya,* and Akira Kakugo,* “DNA-assisted swarm control in a biomolecular motor system”, Nature Commun., 2018, 9, 453 (DOI: 10.1038/s41467-017-02778-5).

関西大学機能性高分子研究室DNA班の関連ツイッター記事はこちら

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