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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10119/16736

Title: 細胞模倣膜ダイナミクス制御の物理・数学・化学
Other Titles: Physics, Mathematics and chemistry about control of dynamics in biomimetic and cell-mimetic membrane
Authors: 高木, 昌宏
Authors(alternative): Takagi, Masahiro
Keywords: 人工細胞膜
膜ダイナミクス
生理活性物質
分子間相互作用
数理モデル
シミュレーション
薬物送達
Issue Date: 26-May-2020
Abstract: 本研究で我々は、各種生理活性物質(コレステロール、ビタミン、界面活性剤等)と生体モデル膜(細胞サイズリポソーム)との相互作用を解析し、その2次元(膜相分離構造)、3次元(膜構造)ダイナミクスを画像解析などの手法により詳細に解析し、生理応答と分子レベルでの膜相互作用について、考察を行ってきた。また、結果をもとに、数理モデルを作成し、さらには類似の機能を有する物質を化学合成する研究に取り組んできた。より具体的には、(1)コレステロール、さらにはその老化モデルである参加コレステロールの膜ダイナミクスへの影響、(2)親水部と疎水部の分子量を系統的に変化させた場合のダイナミクスへの影響等が挙げられる。研究成果の学術的意義や社会的意義: 人工的なモデル膜は、組成が単純であり、相分離変化や構造変化を観察するのに有利である。さらに相分離や構造変化と言った、2次元、3次元ダイナミクス変化における、分子間の相互作用を、親水性の相互作用と疎水性の相互作用に分けて考察し、それらの相互関係について数理モデルを構築し、シミュレーションへと発展させるのに有利である。今回の研究成果を通して、膜に挿入される分子の、親水基、疎水基の構造と、膜中での挙動の関係について、分子間での微視的な動きと、全体の相分離構造や構造変化と言う巨視的な動きの間を、綱くことができた意義は大きく、今後、化学合成による分子デザインや、薬物送達などの分野の発展に貢献した。: In this study, we analyzed the interactions between various physiologically active substances (cholesterol, vitamins, surfactants, etc.) and biological model membranes (cell-sized liposomes), and investigated their two-dimensional (membrane phase separation structure) and three-dimensional (morphological structure) dynamics have been analyzed in detail by methods such as image analysis. Relationship between physiological responses and membrane interaction at the molecular level have been discussed. In addition, based on the results, we have made mathematical models and have been engaged in research on chemical synthesis of substances with functions similar to that of membrane receptors and channels. More specifically, (1) the effect of cholesterol, and also the aging model of oxidized cholesterol, on the membrane dynamics, (2) the effect on the dynamics when the molecular weights of the hydrophilic and hydrophobic parts are systematically changed.
Description: 基盤研究(B)(一般)
研究期間:2017~2019
課題番号:17H03467
研究者番号:00183434
研究分野:バイオテクノロジー
Language: jpn
URI: http://hdl.handle.net/10119/16736
Appears in Collections:2019年度 (FY 2019)

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