宇宙に生きる宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解

重力感応細胞質モデル- 公募研究 2018－2019

1. A01 小椋
2. A01 高橋（秀）
3. A01 高橋（智）
4. A01 道上
5. A01 檜井
6. A01 湊元
7. A01 二川
8. A01 茶谷
9. A01 川上
10. A01 秋山
11. A01 冨田

1. A02 篠原
2. A02 三枝
3. A02 前川
4. A02 安部
5. A02 大神
6. A02 河野
7. A02 高野

1. A03 鈴木
2. A03 中村
3. A03 原田
4. A03 小林
5. A03 宮本
6. A03 舟山
7. A03 柿沼

1. B01 ラザルス
2. B01 加藤
3. B01 國枝
4. B01 北宅
5. B01 沢野

研究課題名	重力感応細胞質モデル
研究代表者	湊元 幹太 三重大学 大学院工学研究科 分子素材工学専攻 （分子生物工学研究室）・准教授 Website http://www.bio.chem.mie-u.ac.jp/
研究協力者	奥村 克純 三重大学 大学院生物資源学研究科・教授 瀧口 金吾 名古屋大学 大学院理学研究科・講師 吉川 研一 同志社大学 生命医科学部・教授 剣持 貴弘 同志社大学 生命医科学部・教授

生体分子(1-10 nm)と細胞(1-10 µm)のスケールをつなぐ位置にある、LLPS構造(Liquid-Liquid Phase Separation：液液相分離)、とくに、異種の水溶性高分子溶液同士が非相溶となる現象によって、細胞サイズの水/水液滴である、ミクロ相分離構造を生成し、細胞に基本的なin vitro生化学反応（DNA複製、転写・翻訳、アクチン重合など）の封入を行う。この、ミクロコンパートメントを生じるミクロ相分離の状態は、密度差が生じるため、１Gでも、ある時間経過すると、ふつう、合一する。この分離構造を、細胞の不均一構造に見立て、捕捉した分子やプロセスが、構造に与える影響を、調べたい。

本来は、重力によってマクロに分離が促進したりすると思われる細胞の内部空間（そこには、濃厚な核酸、タンパク質、糖質、脂質があり、構造は不均質である）は、ミクロのLLPS構造として保持されている、とも見ることができる。古典的に確立された分離技術であり、近年、細胞や小器官のモデル系としても再び注目を集めている、PEG (ポリエチレングリコール) /DEX（デキストラン、dextran）などからなる水性二相分離系(Aqueous Two Phase System, ATPS)で形成される、水/水ミクロ液滴を用いて、重力下でも、これが比較的安定に維持されうる条件を見出したうえで、その内部に捕捉した、生体分子やプロセスが、液滴の安定性や形態の変化に与える影響を、共焦点顕微観察や分子コーミング技術（奥村教授）など、各条件に適した評価法と組み合わせて、調べる。そして見出される新奇現象を、重力との関係から考察できる、モデル実験を提案する。