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NIMS一般公開2024

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研究内容

Keywords

生物物理、ソフトマター、細胞膜、シグナル伝達、イメージング

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

所属学会

日本生物物理学会, 日本生化学会

高分子・バイオ材料研究センター
タイトル

細胞膜の界面物理化学と生命情報

キーワード

生物物理,細胞生物学,膜タンパク質,イメージング

概要

生体材料開発では材料と相互作用する生体側の表面についての理解が重要である。そこで細胞レベルで外部と界面を構成する細胞膜について、接触する材料表面による制御や合成分子による直接的修飾などの技術開発を進めてきた。これらの基盤的技術・知見を基に、細胞の分子多様性と複雑性を考慮した機能性材料の開発に資するべく実験とデータ科学に基づく複合的な細胞膜とその制御機構の解析技術の開発を進めている。

新規性・独創性

材料科学と生化学・生命情報科学の融合
高分子による細胞結合、細胞へのウイルス感染の制御・抑制技術
In situにおけるnmスケールでの細胞膜分子反応・構造解析の技術
多様な細胞膜タンパク質に対する網羅的・統計的な解析

内容

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細胞膜の科学としてウイルスの細胞への感染、細胞膜タンパク質の相分離、細胞間界面での分子相互作用についての研究を進め、材料応用の可能性を探る。細胞膜タンパク質の生化学・高分子科学を細胞膜の界面科学と連動して理解しながら、界面への合成材料の導入法を開発する。特に細胞膜結合性の合成高分子で細胞間・細胞ーウイルスの界面を制御する手法については基盤的な原理から理解を進めており、細胞膜の糖タンパク質が行うウイルス感染抑制反応を材料によって模倣することが可能となった。
また第2の方向性として生命情報に立脚した技術開発を行う。これまでの開発では平均的な細胞の物性を想定し、また特定分子の生化学反応に限定して着目する場合が大半であったが、実際の細胞は多様な遺伝子が混在し大きなばらつきが存在する。そこで生体分子レベルでの多様性が細胞膜界面と材料開発に与える影響について生命情報科学の技術も活用して調べる。例として、細胞膜タンパク質の多様な糖鎖修飾がウイルス感染に与える影響の解析を行っている。

まとめ

本研究は細胞膜ー材料の界面について多角的に解析する研究基盤の構築を目指すものであり、高分子〜ナノ物質の材料開発における計測・評価等への応用展開が想定される。

この機能は所内限定です。
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