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森垣 憲一バイオシグナル総合研究センター教授
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研究活動情報
■ 受賞- 2023年11月 16th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2023), 最優秀ポスター賞, Model Membrane Arrays Prepared by Self-Spreading of Lipid Bilayers in Preformed Polymeric Lipid Bilayer Channels日本国国際学会・会議・シンポジウム等の賞
- 2023年11月 第61回日本生物物理学会, 日本生物物理学会学生発表賞, 人工膜とナノ空間を用いた膜結合分子の動的挙動の計測日本国国内学会・会議・シンポジウム等の賞
- 2021年01月 電気学会, 電気学会・技術委員会奨励賞, パターン化人工膜への膜タンパク質の再構成日本国国内学会・会議・シンポジウム等の賞
- 2018年05月 第9回日本光合成学会年会, 優秀研究賞, パターン化人工生体膜を用いた光合成機構の再構成国内学会・会議・シンポジウム等の賞
- 2009年10月 第82回日本生化学会大会, 優秀プレゼンテーション賞, ケージド化合物を用いたP450酵素活性の光制御国内学会・会議・シンポジウム等の賞
- Springer Science and Business Media LLC, 2025年03月, Scientific Reports, 15(1) (1)研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2024年09月, Biophysical Journal, 123(18) (18), 3242 - 3256, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- American Chemical Society (ACS), 2024年01月, Nano Letters, 24(6) (6), 1825 - 1834[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2024年01月, Neuroscience Letters, 821, 137623 - 137623, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- American Chemical Society (ACS), 2023年02月, The Journal of Physical Chemistry B, 127(8) (8), 1715 - 1727, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The biological membrane is a complex two-dimensional fluid, in which various molecular interactions regulate the lateral diffusion of membrane-associated molecules. Pinning of membrane proteins or lipids by extra-membrane proteins impedes the diffusion. In addition, coupling between two monolayer leaflets within a phospholipid bilayer via interdigitation plays important roles, though this effect remains elusive. Here, we fabricate a substrate-supported model membrane with patterned bilayer/monolayer regions to explore the influences of interleaflet coupling. A patterned monolayer of polymerized diacetylene phospholipid, 1,2-bis(10,12-tricosadiynoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine (DiynePC), was lithographically generated and used to form patterned lipid bilayers and monolayers. A phospholipid monolayer was formed on top of the polymerized monolayer. The bilayer/monolayer hybrid membrane was continuous and fluid, but lateral diffusion in the monolayer region was significantly retarded, suggesting the influences of interleaflet coupling. We reconstituted photoreceptor rhodopsin (Rh) and G-protein transducin (Gt) as model transmembrane and peripheral proteins. Rh diffused laterally only in the bilayer region, whereas Gt diffused in both bilayer and monolayer regions. The patterned hybrid bilayer/monolayer membrane reproduces the retarded diffusion and confinement of membrane-bound molecules in a controlled manner and provides insight into the physicochemical and functional roles of semipermeable corrals in the cell membrane.2023年01月, The journal of physical chemistry. B, 127(2) (2), 520 - 527, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2022年12月, Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 237, 112585 - 112585, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Membrane proteins play essential roles in the cell, and they constitute one of the most important targets of drugs. Studying membrane proteins in a controlled model membrane environment can provide unambiguous, quantitative information on their molecular properties and functions. However, reconstituting membrane proteins in a model system poses formidable technological challenges. Here, we developed a novel model membrane platform for highly sensitive observation of membrane proteins by combining a micropatterned lipid membrane and a nanofluidic channel. A micropatterned model membrane was generated by lithographically integrating a polymerized lipid bilayer and a natural (fluid) lipid bilayer. A nanofluidic channel having a defined thickness was formed between the fluid bilayer and a polydimethylsiloxane (PDMS) slab by attaching the polymeric bilayer and PDMS slab using an adhesion layer composed of silica nanoparticles that are coated with a biocompatible polymer brush. As we reconstituted rhodopsin (Rh), a G-protein-coupled receptor (GPCR), from a detergent-solubilized state into the fluid bilayer, only successfully reconstituted Rh molecules diffused laterally in the lipid bilayer and migrated into the nanogap junction, where they could be observed with a vastly improved signal-to-background ratio. The nanogap junction effectively separates the sites of reconstitution and observation and provides a novel platform for studying the molecular properties and functions of membrane proteins at the single-molecular level.American Chemical Society (ACS), 2022年06月, Langmuir, 38(23) (23), 7234 - 7243, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Dopamine D2 receptor (D2R), a G-protein-coupled receptor (GPCR), plays critical roles in neural functions and represents the target for a wide variety of drugs used to treat neurological diseases. However, its fundamental physicochemical properties, such as dimerization and affinity to different lipid environments, remain unknown. Here, reconstitution and characterization of D2R in a supported model membrane in nanometric confinement are reported. D2R is expressed in Chinese hamster ovary (CHO) cells and transferred into the supported model membrane as cell membrane blebs. D2R molecules are reconstituted with an elevated density in the cleft between the substrate and poly(dimethylsiloxane) (PDMS) elastomer. Reconstituted D2R retains the physiological functions, as evaluated from its binding to an antagonist and dimerization lifetime. The transient dimer formation of D2R, similar to the live cell, suggests that it is an innate property that does not depend on the cellular structures such as actin filaments. Although the mechanism of this unique reconstitution process is currently not fully understood, the finding points to a new possibility of using a nanometric space (<100 nm thick) as a platform for reconstituting and studying membrane proteins under the quasi-physiological conditions, which are difficult to be created by other methods.2021年12月, Adv. Biology, 5(12) (12), 2100636, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 一般社団法人 電気学会, 2021年12月, 電気学会論文誌Ｃ, 141(12) (12), 1340 - 1343, 日本語
Model biological membranes are a useful tool to study the molecular properties and functions of membrane proteins. We develop a strategy to directly reconstitute mammalian membrane proteins from the cell membrane into a model biological membrane to bypass the technically challenging solubilization and purification processes. We expressed dopamine D2 receptor (D2R), a G-protein coupled receptor (GPCR), in Chinese hamster ovary (CHO) cells and produced cell membrane blebs by chemical induction. By introducing blebs into a patterned framework of lithographically-polymerized lipid bilayer on the substrate surface, we could form a planar bilayer and observe single molecules of D2R. Interestingly, a much higher density of D2R molecules were reconstituted in a nanometric cleft between the substrate and a poly-dimethylsiloxane (PDMS) elastomer sheet. This methodology should enable to evaluate the physicochemical properties and functions of a wide range of mammalian membrane proteins.
[査読有り][招待有り]研究論文（学術雑誌） - Wiley, 2021年04月, Small, 17(14) (14), 2006608 - 2006608, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Biophysical Society of Japan, 2020年09月, Biophysics and Physicobiology, 17(0) (0), 125 - 129, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2020年09月, Neuroscience Letters, 736, 135288 - 135288, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Thylakoid membranes in the chloroplast of plants, algae, and cyanobacteria are the powerhouse of photosynthesis, capturing solar energy and converting it into chemical energy. Although their structures and functions have been extensively studied, the intrinsically heterogeneous and dynamic nature of the membrane structures is still not fully understood. Investigating native thylakoid membranes in vivo is difficult due to their small size and limited external access to the chloroplast interior, while the bottom-up approaches based on model systems have been hampered by the sheer complexity of the native membrane. Here, we try to fill the gap by reconstituting the whole thylakoid membrane into a patterned substrate-supported planer bilayer. A mixture of thylakoid membrane purified from spinach leaves and synthetic phospholipid 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) vesicles spontaneously formed a laterally continuous and fluid two-dimensional (2D) membrane in the scaffold of the patterned polymeric bilayer. Chlorophyll fluorescence arising from photosystem II (PSII) recovered after photobleaching, suggesting that the membrane components are laterally mobile. The reversible changes of chlorophyll fluorescence in the presence of the electron acceptors and/or inhibitors indicated that the electron transfer activity of PSII was retained. Furthermore, we confirmed the electron transfer activity of photosystem I (PSI) by observing the generation of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) in the presence of water-soluble ferredoxin and ferredoxin-NADP+ reductase. The lateral mobility of membrane-bound molecules and the functional reconstitution of major photosystems provide evidence that our hybrid thylakoid membranes could be an excellent experimental platform to study the 2D molecular organization and machinery of photosynthesis.American Chemical Society (ACS), 2020年06月, Langmuir, 36(21) (21), 5863 - 5871, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The visual photopigment protein rhodopsin (Rh) is a typical G protein-coupled receptor (GPCR) that initiates the phototransduction cascade in retinal disk membrane of rod-photoreceptor cells. Rh molecule has a tendency to form dimer, and the dimer tends to form rows, which is suggested to heighten phototransduction efficiency in single-photon regime. In addition, the dimerization confers Rh an affinity for lipid raft, i.e. raftophilicity. However, the mechanism by which Rh-dimer raftophilicity contributes to the organization of the higher order structure remains unknown. In this study, we performed coarse-grained molecular dynamics simulations of a disk membrane model containing unsaturated lipids, saturated lipids with cholesterol, and Rh-dimers. We described the Rh-dimers by two-dimensional particle populations where the palmitoyl moieties of each Rh exhibits raftophilicity. We simulated the structuring of Rh in a disk for two types of Rh-dimer, i.e., the most and second most stable Rh dimers, which exposes the raftophilic regions at the dimerization-interface (H1/H8 dimer) and two edges away from the interface (H4/H5 dimer), respectively. Our simulations revealed that only the H1/H8 dimer could form a row structure. A small number of raftophilic lipids recruited to and intercalated in a narrow space between H1/H8 dimers stabilize the side-by-side interaction between dimers in a row. Our results implicate that the nano-sized lipid raft domains act as a "glue" to organize the long row structures of Rh-dimers.Public Library of Science (PLoS), 2020年02月, PLOS ONE, 15(2) (2), e0226123 - e0226123, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Phospholipid bilayers spontaneously spread on a hydrophilic substrate such as glass in aqueous solution due to the energetic gain of surface wetting. This process (self-spreading) was utilized to form a patterned model biological membrane containing reconstituted membrane proteins. A mechanically stable framework of a polymerized lipid bilayer was first generated by the lithographic polymerization of a diacetylene phospholipid. Then, natural lipid membranes (fluid bilayers) were introduced into the channels between polymeric bilayers by the self-spreading from a phospholipid reservoir. The spreading velocity could be fitted into a slope of -0.5 in a double logarithmic plot versus time due to the balance between the spreading force and resistive drag. The preformed polymeric bilayer accelerated the spreading by the energetic gain of covering hydrophobic edges with a lipid bilayer. At the same time, the domains of the polymeric bilayer obstructed spreading, and the spreading velocity linearly decreased with their fractional coverage. Above the critical coverage of ca. 50%, self-spreading was completely blocked (percolation threshold) and the fluid bilayer was confined in the polymer-free regions. Nonspecific adsorption of lipids onto the surface of polymeric bilayers was negligible, which enabled a heightened signal-to-background ratio in the reconstitution and observation of membrane proteins. Self-spread bilayers had a higher density of lipids than those formed by the spontaneous rupture of vesicles (vesicle fusion), presumably due to the continual supply of lipid molecules from the reservoir. These features give the self-spreading important advantages for preparing patterned model membranes with reconstituted membrane proteins.American Chemical Society (ACS), 2019年11月, Langmuir, 35(45) (45), 14696 - 14703, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Rhodopsin is a G protein-coupled receptor (GPCR) that initiates the phototransduction cascade in retinal disc membrane. Recent studies have suggested that rhodopsin forms highly ordered rows of dimers responsible for single-photon detection by rod photoreceptors. Dimerization is also known to confer to rhodopsin a high affinity for ordered lipids (raftophilicity). However, the role of rhodopsin organization and its raftophilicity in phototransduction remains obscure, owing to the lack of direct observation of rhodopsin dynamics and distribution in native discs. Here, we explore the single-molecule and semi-multimolecule behaviour of rhodopsin in native discs. Rhodopsin forms transient meso-scale clusters, even in darkness, which are loosely confined to the disc centre. Cognate G protein transducin co-distributes with rhodopsin, and exhibits lateral translocation to the disc periphery upon activation. We demonstrate that rhodopsin offers inherently distributed and stochastic platforms for G protein signalling by self-organizing raftophilic clusters, which continually repeat generation/extinction in the disc membrane.2019年, Communications Biology, In press, 209 - 209, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2019年, Biophys. J., In press(1) (1), 99 - 110, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年10月, Small, 14(49) (49), 1802804, 英語Nanofluidic biosensor created by bonding patterned model cell membrane and silicone elastomer with silica nanoparticles[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 脂質の挙動をありのままに再現する蛍光プローブでラフトの形成機構を解明. 京都大学プレスリリース. 2017-03-28.Sphingomyelin (SM) has been proposed to form cholesterol-dependent raft domains and sphingolipid domains in the plasma membrane (PM). How SM contributes to the formation and function of these domains remains unknown, primarily because of the scarcity of suitable fluorescent SM analogs. We developed new fluorescent SM analogs by conjugating a hydrophilic fluorophore to the SM choline headgroup without eliminating its positive charge, via a hydrophilic nonaethylene glycol linker. The new analogs behaved similarly to the native SM in terms of their partitioning behaviors in artificial liquid order-disorder phase-separated membranes and detergent-resistant PM preparations. Single fluorescent molecule tracking in the live-cell PM revealed that they indirectly interact with each other in cholesterol- and sphingosine backbone{textendash}dependent manners, and that, for ~{}10{textendash}50 ms, they undergo transient colocalization-codiffusion with a glycosylphosphatidylinositol (GPI)-anchored protein, CD59 (in monomers, transient-dimer rafts, and clusters), in CD59-oligomer size{textendash}, cholesterol-, and GPI anchoring{textendash}dependent manners. These results suggest that SM continually and rapidly exchanges between CD59-associated raft domains and the bulk PM.Rockefeller University Press, 2017年03月, J. Cell Biol., 168, 1183 - 1204, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年, Abstracts of Papers of the American Chemical Society, 253Hybrid model membrane combining micropatterned lipid bilayer and hydrophilic polymer brush[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年, Langmuir, 33(23) (23), 5752 - 5759, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Prod1 is a protein that regulates limb regeneration in salamanders by determining the direction of limb growth. Prod1 is attached to the membrane by a glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor, but the role of membrane anchoring in the limb regeneration process is poorly understood. In this study, we investigated the functional role of the anchoring of Prod1 to the membrane by using its synthetic mimics in combination with solid-state NMR spectroscopy and fluorescent microscopy techniques. Anchoring did not affect the three-dimensional structure of Prod1 but did induce aggregation by aligning the molecules and drastically reducing the molecular motion on the two-dimensional membrane surface. Interestingly, aggregated Prod1 interacted with Prod1 molecules tethered on the surface of opposing membranes, inducing membrane adhesion. Our results strongly suggest that anchoring of the salamander-specific protein Prod1 assists cell adhesion in the limb regeneration process.WILEY-V C H VERLAG GMBH, 2017年01月, ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, 56(1) (1), 270 - 274, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The biological membrane is a natural biosensing platform that can detect specific molecules with extremely high sensitivity. We developed a biosensing methodology by combining a model biological membrane and a nanometer-sized gap structure on a glass substrate. The model membrane comprised lithographically patterned polymeric and fluid lipid bilayers. The polymeric bilayer was bonded to a poly(dimethylsiloxane) (PDMS) sheet by using an adhesion layer with a defined thickness (lipid vesicles). Extruded lipid vesicles having a biotin moiety on the surface were used as the adhesion layer in conjunction with the biotin streptavidin linkage. A gap structure was formed between the fluid bilayer and PDMS (nanogap junction). The thickness of the gap structure was several tens of nanometers, as determined by the thickness of the adhesion layer. The nanogap junction acted as a sensitive biosensing platform. From a mixture of proteins (cholera toxin and albumin), the target protein (cholera toxin) was selectively transported into the gap by the specific binding to a glycolipid (GMI) in the fluid bilayer and lateral diffusion. The target protein molecules were then detected with an elevated signal-to-noise ratio due to the reduced background noise in the nanometric gap. The combination of selective transport and reduced background noise drastically enhanced the sensitivity toward the target protein. The nanogap junction should have broad biomedical applications by realizing highly selective and sensitive biosensing in samples having diverse coexisting molecules.AMER CHEMICAL SOC, 2016年08月, LANGMUIR, 32(31) (31), 7958 - 7964, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Lipid rafts in the cell membrane are believed to affect various membrane functions, including the signaling by G-protein coupled receptors (GPCRs). However, the regulatory roles of lipid rafts on GPCRs' functions are still poorly understood, partially owing to the lack of the methods to quantitatively evaluate the affinity of membrane proteins to lipid raft (raftophilicity). Here, we describe a methodology to gauge the raftophilicity of a representative GPCR in vertebrate photoreceptor, i.e., rhodopsin (Rh), and its cognate G protein transducin (G(t)) by using a patterned model membrane. We generated a substrate-supported planar lipid bilayer that has patterned regions of liquid-ordered (L-0) and liquid-disordered (L-d) membrane domains. We reconstituted Rh and Gt into the patterned membrane and observed their lateral distribution and diffusion. Mobile and functional Rh molecules could be reconstituted through the rapid dilution of solubilized Rh, by optimizing the reconstitution conditions including the chamber design, protein/detergent concentrations, and solution mixing. We determined the partition and diffusion coefficients of Rh and Gt in the L-0-rich and L-d-rich regions. Both Rh and G(t) were predominantly localized in the L-d phase, suggesting their low affinity to lipid rafts. Patterned model membrane offers a robust and scalable platform for systematically and quantitatively studying the functional roles of lipid rafts in biological membranes including retinal disk membranes.CELL PRESS, 2015年12月, BIOPHYSICAL JOURNAL, 109(11) (11), 2307 - 2316, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Amyloid aggregation and deposition of amyloid beta-peptide (A beta) are pathologic characteristics of Alzheimer's disease (AD). Recent reports have shown that the association of A beta with membranes containing ganglioside GM1 (GM 1) plays a pivotal role in amyloid deposition and the pathogenesis of AD. However, the molecular interactions responsible for membrane damage associated with A beta deposition are not fully understood. In this study, we microscopically observed amyloid aggregation of A beta in the presence of lipid vesicles and on a substrate-supported planar membrane containing raft components and GM1. The experimental system enabled us to observe lipid-associated aggregation of A beta, uptake of the raft components into A beta aggregates, and relevant membrane damage. The results indicate that uptake of raft components from the membrane into A beta deposits induces macroscopic heterogeneity of the membrane structure. (C) 2015 Elsevier Inc. All rights reserved.ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE, 2015年07月, ANALYTICAL BIOCHEMISTRY, 481(1) (1), 18 - 26, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 生物は多様な夾雑分子が存在する環境でも標的分子を超高感度で検出できる。この能力には、生体膜の特性（流動性、非特異的吸着の抑制）が重要な役割を果たしている。我々は、高濃度に夾雑分子が存在する溶液から標的分子のみを選択的かつ高感度に計測できる技術を創出するため、ガラス基板表面にポリマー脂質膜と流動性脂質膜をパターン化形成し、厚さ数十ナノメートルのナノ空間を組み合わせた新規人工生体膜を開発した。公益社団法人 日本表面科学会, 2015年, 表面科学学術講演会要旨集, 35, 22 - 22
- 2015年, Rsc Advances, 5(58) (58), 46686 - 46693, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The localization of lipids and proteins in microdomains (lipid rafts) is believed to play important functional roles in the biological membrane. Herein, we report on a micropatterned model membrane that mimics lipid rafts by quantitatively controlling the spatial distribution of lipid phases. We generated a composite membrane of polymeric and fluid lipid bilayers by lithographic polymerization of diacetylene phospholipid(1,2-bis(10,12-tricosadiynoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine: DiynePC). The composite membrane comprised polymer free-region (R-0), partially polymerized region (R-1), and fully polymerized region (R-2). As a ternary mixture of saturated lipid, unsaturated lipid, and cholesterol was introduced into the voids between polymeric bilayers, liquid-ordered (L-o) and liquid-disordered (L-d) lipid phases were accumulated in R-0 and R-1, respectively. Local enrichment of L-d phase in R-1 (and L-o phase in R-0) was enhanced with a heightened coverage of polymeric bilayer in R-1, supporting the premise that polymeric bilayer domains are inducing the phase separation. The pattern geometry (the area fractions of R-0 and R-1) also affected the enrichment due to the balance of gross L-o/L-d area fractions. Therefore, we could control the local L-o/L-d ratios by modulating the pattern geometry and polymer coverage in R-1. Micropatterned model membrane with quantitatively controlled distribution of L-o/L-d phases offers a new tool to study the functional roles of lipid rafts by enabling to separate membrane-bound molecules according to their affinities to L-o and L-d phases.ROYAL SOC CHEMISTRY, 2015年, RSC ADVANCES, 5(2) (2), 1507 - 1513, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Amyloid deposition of human islet amyloid polypeptide (hIAPP) within the islets of Langerhans is a pathological feature of type 2 diabetes mellitus. Substantial evidence indicates that the membrane-mediated aggregation and subsequent deposition of hIAPP are linked to dysfunction and death of pancreatic -cells, but the molecular processes of hIAPP deposition are poorly understood. In this study, we examined the membrane-mediated aggregation and deposition of hIAPP at supported planar lipid bilayers with and without raft components (i.e. cholesterol and sphingomyelin) to provide insight into hIAPP-induced membrane dysfunction. The adsorption of hIAPP onto the bilayers was studied using a quartz crystal microbalance with dissipation monitoring, which showed enhanced accumulation of the peptide onto the bilayer containing raft components. Microscope observations demonstrated the growth of the aggregates formed from the membrane-adsorbed hIAPP. The examination of the membrane interfaces revealed that hIAPP aggregates retained the ability to associate with the membranes during the aggregation process, resulting in insertion of the aggregates into the bilayers. We also report the inhibitory effect of insulin on the hIAPP deposition. These findings demonstrate the aggregation of hIAPP at the membrane interfaces leading to amyloid deposits associated with the membrane and suggest a role for insulin in hIAPP deposition. A presumed mechanism regulating hIAPP deposition at the membrane interfaces is discussed.WILEY-BLACKWELL, 2014年06月, FEBS JOURNAL, 281(11) (11), 2597 - 2612, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The encapsulation of fluorescent organic molecules into crystalline calcium carbonate was examined using calcium carbonate microcapsule, whose crystalline phase is vaterite as a metastable phase of calcium carbonate. A calcium carbonate microcapsule with impregnated pyrene that is a water insoluble fluorescent molecule was soaked into suitable aqueous solutions to promote the phase transition of vaterite toward calcite as the stable phase of calcium carbonate. When 0.2 M calcium chloride solution was used, the largest amount of pyrene (approximately 0.06 wt%) was encapsulated into the calcite particle. Pyrene thus included was not eliminated even after thorough washing with THF. The calcite particle thus prepared produced the excimer emission of pyrene by UV irradiation. Rhodamine B was also introduced into calcium carbonate by the immersion of the microcapsule into the aqueous solutions of Rhodamine B. The fluorescence of rhodamine B was observed from the calcium carbonate particles by visible light irradiation. Acetaminophen, a common drug poorly soluble in water, was also included in the calcium carbonate particle by the same procedures as the pyrene encapsulation. As acetaminophen thus encapsulated was released by the dissolution of the calcium carbonate particle in acidic solution, the particle is expected to be applied for a dissolution-triggered drug delivery. (C) 2014 The Society of Powder Technology Japan. Published by Elsevier B.V. and The Society of Powder Technology Japan. All rights reserved.ELSEVIER SCIENCE BV, 2014年05月, ADVANCED POWDER TECHNOLOGY, 25(3) (3), 1147 - 1154, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2014年, 生物物理, 54(1) (1), S119, 英語
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2014年, 生物物理, 54(1) (1), S229, 英語
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2014年, 生物物理, 54(1) (1), S232, 英語
- Assaying the activities of cytochrome P450 (P450) is important for evaluating the toxicity of chemicals in drugs, food, and the environment. We developed a methodology to immobilize multiple P450 isoforms with a heightened density and assay their activities in parallel. Inkjet printing technology was applied for the deposition of P450 onto a plastic substrate (cycloolefin polymer: COP) having arrayed microwells (diameter: 50 mu m, depth: 60 mu m). P450 was printed into each microwell and immobilized by gelation of co-printed agarose. Activities of printed P450 isoforms were measured by introducing a substrate solution into the microwells and sealing it with an elastomer sheet, isolating individual wells. In order to avoid uncontrolled initiation of the reaction, we photo-regulated the P450 catalysis by using caged glucose-6-phosphate. The combination of inkjet printing, immobilization in microwells, and photo-regulated initiation of the enzymatic reaction enabled us to assay multiple P450 isoforms on a chip with an unprecedented density. We demonstrate the parallel assay of single nucleotide polymorphs of P450, which play important roles in different drug efficacies in individuals.ROYAL SOC CHEMISTRY, 2014年, ANALYTICAL METHODS, 6(7) (7), 2117 - 2124, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We report an efficient and reproducible method to generate a microarray of model biological membranes on a solid substrate by applying the inkjet printing technology. Although inkjet printing is currently widely used for industrial fabrication processes, including biological materials, printing lipid membranes remains technically challenging due to the hydrophobic nature of droplets and instability of the lipid bilayer structure against dehydration. In the present study, we printed lipids onto a glass substrate covered with a micropatterned membrane of a polymeric phospholipid bilayer. Polymeric bilayers were formed by the lithographic photopolymerization of a diacetylene-containing phospholipid, 1,2-bis(10,12-tricosadiynoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine (DiynePC). After removal of nonpolymerized DiynePC with a detergent solution, natural lipid membranes were incorporated into the polymer-free regions (corrals) by using an electric-field-based inkjet printing device that can eject subfemtoliter volume droplets. To avoid rapid dehydration and destabilization, we preprinted an aqueous solution containing agarose and trehalose onto the corrals and subsequently printed lipid suspensions ("two-step-printing method"). After rinsing, stable lipid bilayer membranes were formed in the corrals. The bilayers were continuous and fluid as confirmed by fluorescence recovery after photobleaching. We could introduce multiple bilayer patches having different lipid compositions into the neighboring corrals. The present results demonstrate that the combination of a patterned polymeric bilayer and inkjet printing technology enables efficient, reliable, and scalable generation of the model membrane microarrays having varied compositions. © 2013 American Chemical Society.2013年05月, Langmuir, 29(21) (21), 6404 - 6408, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We describe a stable and functional model biological membrane based on a polymerized lipid bilayer with a chemically modified surface. A polymerized lipid bilayer was formed from a mixture of two diacetylene-containing phospholipids, 1,2-bis(10,12-tricosadiynoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine (DiynePC) and 1,2-bis(10,12-tricosadiynoyl)-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DiynePE). DiynePC formed a stable bilayer structure, whereas the ethanolamine headgroup of DiynePE enabled functional molecules to be grafted onto the membrane surface. Copolymerization of DiynePC and DiynePE resulted in a robust bilayer. Functionalization of the polymeric bilayer provided a route to a robust and biomimetic surface that can be linked with biomolecules, cells, and three-dimensional (3D) microstructures. Biotin and peptides were grafted onto the polymeric bilayer for attaching streptavidin and cultured mammalian cells by molecular recognition, respectively. Nonspecific adsorption of proteins and cells on polymeric bilayers was minimum. DiynePE was also used to attach a microstructure made of an elastomer (polydimethylsiloxan: PDMS) onto the membrane, forming a confined aqueous solution between the two surfaces. The microcompartment enabled us to assay the activity of a membrane-bound enzyme (cyochrome P450). Natural (fluid) lipid bilayers were incorporated together with membrane-bound proteins by lithographically polymerizing DiynePC/DiynePE bilayers. The hybrid membrane of functionalized polymeric bilayers and fluid bilayers offers a novel platform for a wide range of biomedical applications including biosensor, bioassay, cell culture, and cell-based assay.AMER CHEMICAL SOC, 2013年02月, LANGMUIR, 29(8) (8), 2722 - 2730, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2013年, 生物物理, 53(1) (1), S140, 英語
- Alzheimer's disease (AD) is the most prevalent age-dependent form of dementia, characterized by extracellular amyloid deposits comprising amyloid beta-peptide (A beta) in the cerebral cortex. Increasing evidence has indicated that ganglioside GM1 (GM1) in lipid rafts plays a pivotal role in amyloid deposition of A beta and the related cytotoxicity in AD. Despite recent efforts to characterize A beta-lipid interactions, the effect of A beta aggregation on dynamic properties and organization of lipid membranes is poorly understood. In this study, we examined the aggregation of A beta on supported lipid bilayers containing raft components (i.e., cholesterol, sphingomyelin, and GM1) and its effects on the membrane properties. We showed that the lateral fluidity of membranes was significantly affected by membrane binding and subsequent aggregation of A beta. Microscopic observations of the membrane surfaces demonstrated an enhancement in phase separation of lipids as a result of interactions between A beta and GM1 during induced aggregation of A beta. The uptake of GM1 into A beta aggregates and the attendant membrane damage were also observed under a microscope when the membrane-anchored aggregates were formed. On the basis of these observations, we propose that A beta aggregates formed in the presence of lipid membranes have a latent ability to trigger the uptake of raft components accompanied by phase separation of lipids.ROYAL SOC CHEMISTRY, 2013年, PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS, 15(23) (23), 8929 - 8939, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We propose scanning localized surface plasmon microscopy of mixed lipid bilayers with submicron domain structures. Our observation technique, which employs localized surface plasmons excited on a flat metal surface as a sensing probe, provides non-label and non-contact imaging with the spatial resolution of similar to 170 nm. We experimentally show that submicron domain structures of mixed lipid bilayers can be observed. A detailed analysis finds that the domains are classified into two groups. (c) 2012 Optical Society of AmericaOPTICAL SOC AMER, 2012年09月, BIOMEDICAL OPTICS EXPRESS, 3(9) (9), 2012 - 2020, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Amyloid deposition of human islet amyloid polypeptide (hIAPP) in the islets of Langerhans is closely associated with the pathogenesis of type II diabetes mellitus. Despite substantial evidence linking amyloidogenic hIAPP to loss of beta-cell mass and decreased pancreatic function, the molecular mechanism of hIAPP cytotoxicity is poorly understood. We here investigated the binding of hIAPP and nonamyloidogenic rat LAPP to substrate-supported planar bilayers and examined the membrane-mediated amyloid aggregation. The membrane binding of IAPP in soluble and fibrillar states was characterized using quartz crystal microbalance with dissipation monitoring, revealing significant differences in the binding abilities among different species and conformational states of IAPP. Patterned model membranes composed of polymerized and fluid lipid bilayer domains were used to microscopically observe the amyloid aggregation of hIAPP in its membrane-bound state. The results have important implications for lipid-mediated aggregation following the penetration of hIAPP into fluid membranes. Using the fluorescence recovery after photobleaching method, we show that the processes of membrane binding and subsequent amyloid aggregation are accompanied by substantial changes in membrane fluidity and morphology. Additionally, we show that the fibrillar hIAPP has a potential ability to perturb the membrane structure in experiments of the fibril-mediated aggregation of lipid vesicles. The results obtained in this study using model membranes reveal that membrane-bound hIAPP species display a pronounced membrane perturbation ability and suggest the potential involvement of the oligomeic forms of hAPP in membrane dysfunction.AMER CHEMICAL SOC, 2012年09月, BIOCHEMISTRY, 51(35) (35), 6908 - 6919, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- A microarray chip containing human P450 isoforms was constructed for the parallel assay of their metabolic activities. The chip had microwells that contained vertically integrated P450 and oxygen sensing layers. The oxygen sensing film was made of an organically modified silica film (ORMOSIL) doped with tris(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) ruthenium dichloride (Ru(dpp)(3)Cl-2). Human P450s (23 types) expressed in E. coli and purified as membrane fractions were immobilized in agarose matrixes on the oxygen sensing layer. The activities of P450s were determined by evaluating the fluorescence intensity enhancement of the oxygen sensor due to the oxygen consumption by the metabolic reaction. By normalizing the responses with the amounts of oxygen sensor and P450 enzymes in microwells, we could obtain fluorescence enhancement patterns that were characteristic to the combination of P450 isoforms and substrate material. The patterns obtained from two psoralen derivatives resembled each other, whereas a structurally different substrate (capsaicin) resulted in a distinct pattern. These results suggest the potential of the microarray to analyze the activities of diverse P450 isoforms in a high-throughput fashion. Furthermore, mechanism-based inactivation (MBI) of P450 could be detected by successively incubating a chip with different substrate solutions and measuring the residual activities.AMER CHEMICAL SOC, 2012年06月, ANALYTICAL CHEMISTRY, 84(12) (12), 5292 - 5297, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We studied the formation of substrate-supported planar phospholipid bilayers (SPBs) on glass and silica from mixtures of long- and short-chain phospholipids to assess the effects of detergent additives on SPB formation. 1,2-Hexyanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DHPC-C6) and 1,2-heptanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DHPC-C7) were chosen as short-chain phospholipids. 1-Palmitoyl-2-oleol-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC) was used as a model long-chain phospholipid. Kinetic studies by quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D) showed that the presence of short-chain phospholipids significantly accelerated the formation of SPBs. Rapid rinsing with a buffer solution did not change the adsorbed mass on the surface if POPC/DHPC-C6 mixtures were used below the critical micelle concentration (cmc) of DHPC-C6, indicating that an SPB composed of POPC molecules remained on the surface. Fluorescence microscopy observation showed homogeneous SPBs, and the fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) measurements gave a diffusion coefficient comparable to that for SPBs formed from POPC vesicles. However, mixtures of POPC/DHPC-C7 resulted in a smaller mass of lipid adsorption on the substrate. FRAP measurements also yielded significantly smaller diffusion coefficients, suggesting the presence of defects. The different behaviors for DHPC-C6 and DHPC-C7 point to the dual roles of detergents to enhance the formation of SPBs and to destabilize them, depending on their structures and aggregation properties.AMER CHEMICAL SOC, 2012年06月, LANGMUIR, 28(25) (25), 9649 - 9655, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- AMER CHEMICAL SOC, 2012年03月, ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 243, 英語Surface functionalization of polymeric lipid bilayers for coupling a model membrane with molecules, cells, and 3D objects[査読有り]
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2012年, 生物物理, 52, S168 - S169, 英語
- Cytochrome P450 (P450) species play an important role in the metabolism of xenobiotics, and assaying the activities of P450 is important for evaluating the toxicity of chemicals in drugs and food. However, the lag time caused by the introduction and mixing of sample solutions can become sources of error as the throughput is heightened by increasing the sample number and decreasing the sample volume. To amend this technological obstacle, we developed a methodology to photoregulate the activity of P450 by using photoprotected (caged) compounds. We synthesized caged molecules of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP(+)) and glucose 6-phosphate (G6P), which are involved in the generation of NADPH (cofactor of P450). The use of caged-G6P completely blocked the P450 catalysis before the UV illumination, whereas caged-NADP+ resulted in a little background reaction. Upon UV illumination, more than 90% of the enzymatic activity could be restored. The use of caged-G6P enabled assays in isolated microchambers (width, 50 mu m; height, 50 mu m) by encapsulating necessary ingredients in advance and initiating the reaction by UV illumination. The initiation of enzymatic reaction could be observed in a single microchamber. Minimizing uncertainties caused by the introduction and mixing of solutions led to significantly reduced errors of obtained kinetic constants.AMER CHEMICAL SOC, 2012年01月, ANALYTICAL CHEMISTRY, 84(1) (1), 155 - 160, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Inhomogeneous line broadening due to conformational distributions of molecules is one of the troublesome problems in solid-state NMR spectroscopy. The best possible way to avoid it is to crystallize the sample. Here, we present a highly resolved C-13 cross-polarization (CP) magic angle spinning (MAS) NMR spectrum of the highly ordered crystalline 1,2-dimyrystoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC) and completely assigned it using two-dimensional (2D) solid-state NMR spectra, dipolar heteronuclear correlation (HETCOR) spectra, scalar heteronuclear J coupling based chemical shift correlation (MAS-J-HMQC) spectra, and Dipolar Assisted Rotational Resonance (DARR) spectra. A comparison between assigned chemical shift values by solid-state NMR in this study and the calculated chemical shift values for X-ray crystal DMPC structures shows good agreement, indicating that the two isomers in the crystalline DMPC take the same conformation as the X-ray crystal structure. The phase diagram of the low hydration level of DMPC (3 <= n(w) <= 12) determined by H-1 and C-13 NMR spectra indicates that DMPC takes a crystalline state only in a very narrow region around n(w) = 4 and T < 313 K. These findings provide us with conformational information on crystalline DMPC and the physical properties of DMPC at a low hydration level and can possibly help us obtain a highly resolved solid-state NMR spectrum of microcrystalline membrane-associated protein samples.AMER CHEMICAL SOC, 2011年12月, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, 115(50) (50), 14991 - 15001, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We studied the peptide-induced membrane fusion process between small unilamellar vesicles (SUVs) and supported planar bilayers (SPBs) with the aim of developing a method for incorporating membrane components into SPBs. As fusogenic peptides, two analogues of the N-terminal region of an influenza membrane fusion protein hemaggulutinin, anionic E5 and cationic K5, were synthesized, and the membrane fusion was investigated using SPB and SUVs composed of phosphatidylcholine from egg yolk (EggPC). We directly visualized the process of lipid transfer from SUVs to SPB by total internal reflection fluorescence (TIRE) microscopy. The transfer of fluorescent lipids was effectively induced only by the combination of two peptides. The TIRE microscopy observations of single SUV fusion events also revealed that lipid membranes from SUV could completely fuse into the SPB. However, the presence of single peptide (either E5 or K5) rather inhibited the lipid transfer, presumably due to the electrostatic repulsion between SUVs and SPB. The opposite effects induced by the peptides indicate the possibility for a designed application of two peptides as a means to control the membrane fusion spatially and temporally.AMER CHEMICAL SOC, 2011年10月, LANGMUIR, 27(20) (20), 12515 - 12520, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Grating-coupled surface plasmon-field enhanced fluorescence (GC-SPF) was applied to biosensing. Although the greatest enhancement of GC-SPF on our plasmonic chips compared with that on a glass slide was found to be 40 times, this was due to the enhanced excitation field. Therefore, grating-coupled fluorescence using a reverse coupling mode is here explored to achieve further 4-5 times enhancement. As a result of using both the excitation field enhanced by grating-coupled surface plasmon resonance and the directional emission enhanced by reverse coupling mode, an increase in fluorescence of more than 110 times compared with that on the glass slide was recorded. The reverse coupling mode was also applied to the sensitive fluorescence microscopic imaging of Cy5-streptavidin (Cy5-SA) in microfluidic channels on a two dimensional nanohole array substrate. We performed a Cy5-SA concentration series analysis in which the plasmonic substrate demonstrated 26.3x enhancement of sensitivity and a limit of detection (LOD) of ca. 100 pM, which is at least one order of magnitude lower than in glass slides with identical surface chemistry. This plasmonic nanostructure will be invaluable for colorimetric detection in applications such as microfluidic enzyme-linked immune-sorbent assay (ELISA) device, and portable microarray biosensing, because the optical setup can be simplified. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.ELSEVIER SCIENCE SA, 2011年06月, JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY, 221(2-3) (2-3), 261 - 267, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- An assaying method of cytochrome P450 (P450 or CYP) monooxygenase activities for toxicological evaluation of drugs and environmental pollutants was developed by immobilizing P450 on an oxygen sensoring layer. Membrane fractions from E. coli expressing human P450 were entrapped in agarose or silica-based gels and immobilized on 96-well microarrays having an oxygen sensing film at the bottom. The oxygen sensing film was made of an organically modified silica film (ORMOSIL) doped with Tris(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) ruthenium dichloride (Ru(dpp)(3)Cl(2)). P450 activity toward the substrates was monitored through the fluorescence intensity enhancement due to the oxygen consumption by the metabolic reactions. For the metabolism of chlortoluron, a selective herbicide used to control grass weeds, CYP1A1 immobilized in agarose gel showed a higher activity and stability compared with those in silica gels and free suspensions. The luminescence changing rate evaluated by the dynamic transient method (DTM) could be correlated with the substrate concentration. We also compared the metabolic responses of human P450s (CYP1A1, CYP2C8, CYP2E1, CYP3A4) toward various substances. The use of immobilized P450 on an oxygen sensing layer provides a versatile assaying platform owing to the following features. First, the oxygen sensor can detect metabolic reactions of any P450 species, in contrast with assays using fluorogenic substrates. Second, vertical integration of the oxygen sensor and immobilized P450 enhanced the sensitivity because of the effective depletion of oxygen in the vicinity of the oxygen sensing layer. Third, immobilization enables repeated use of P450 by replacing the substrate solutions using a flow cell. Furthermore, the activity of immobilized P450 was retained at least for 3 weeks at 4 degrees C, suggesting its long-term stability, which is an additional attractive feature.AMER CHEMICAL SOC, 2011年04月, ANALYTICAL CHEMISTRY, 83(8) (8), 2956 - 2963, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- A number of studies have demonstrated that cytochrome P450 (P450) converts furanocoumarin derivatives into reactive molecules, which form covalent bonds to biomolecules. 5-Methoxypsoralen (5-MOP) is a natural furanocoumarin from apiaceous plants. In this study, we examined the effect on 5-MOP metabolism of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in CYP2A13. We used Escherichia coli-generated recombinant enzymes of wild-type CYP2A13(star)1 and five variants, CYP2A13(star)4 (R101Q), CYP2A13(star)5 (F453Y), CYP2A13(star)6 (R494C), CYP2A13(star)8 (D158E), and CYP2A13(star)9 (V323L). In high-performance liquid chromatography analyses of 5-MOP metabolic products, CYP2A13(star)1 converted 5-MOP into 5-MOP dihydrodiol; K(m) and V(max) values of the reaction were 1.44 +/- 0.17 mu M and 4.23 +/- 0.36 nmol/(min . nmol P450), respectively. The generation of a dihydrodiol from 5-MOP implies that conversion by CYP2A13 causes toxicity due to the formation of covalent bonds with DNA or proteins. Most of the CYP2A13 variants could metabolize 5-MOP; K(m) values for CYP2A13(star)5, (star)6, (star)8, and (star)9 were 1.63 +/- 0.12, 1.36 +/- 0.10, 0.85 +/- 0.09, and 0.58 +/- 0.06 mu M, respectively, and V(max) values were 3.20 +/- 0.13, 4.69 +/- 0.13, 2.34 +/- 0.07, and 1.84 +/- 0.09 nmol/(min . nmol P450), respectively. However, the processing of 5-MOP by CYP2A13(star)4 was not detectable. Based on this data, we hypothesize that SNPs within the CYP2A13 gene affect metabolism of 5-MOP in humans.AMER SOC PHARMACOLOGY EXPERIMENTAL THERAPEUTICS, 2010年12月, DRUG METABOLISM AND DISPOSITION, 38(12) (12), 2110 - 2116, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- A parallel microscopic imaging technique, surface plasmon microscopy (SPM)-surface plasmon fluorescence microscopy (SPFM), is introduced as a versatile analytical tool to monitor biochips. In spite of the fact that the fluorescence excited by surface plasmon is 1-2 order stronger compared with the total internal reflection fluorescence microscopy, SPFM has not fully utilized its advantages because fluorescence from fluorophores near the gold surface is almost entirely quenched due to the Forster energy transfer. In this study, SiO(2) layer sputtered on the gold substrate suppressed the quenching of fluorescence and enabled a parallel measurement of SPM and SPFM. As a model system, micropatterned membranes composed of polymeric and fluid phospholipid bilayers were employed. The difference of film thickness could be detected by SPM, and SPFM provided information on the composition and structure of membranes, enabling the distinction between polymeric and fluid phospholipid bilayers. These results suggest the general applicability of SPM-SPFM for various formats of biochips. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.ELSEVIER SCIENCE BV, 2010年12月, COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES, 81(2) (2), 447 - 451, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Optical biosensor arrays for rapidly determining the glucose concentrations in a large number of beverage and blood samples were developed by immobilizing glucose oxidase (GOD) on oxygen sensor layer Glucose oxidase was first encapsulated in silica based gels through sol-gel approach and then immobilized on 96-well microarrays integrated with oxygen sensing film at the bottom The oxygen sensing film was made of an organically modified silica film (ORMOSIL) doped with tris(4 7-diphenyl-1 10-phenanthroline) ruthenium dichloride (Ru(dpp)(3)Cl(2)) The oxidation reaction of glucose by glucose oxidase could be monitored through fluorescence intensity enhancement due to the oxygen consumption in the reaction The luminescence changing rate evaluated by the dynamic transient method (DIM) was correlated with the glucose concentration with the wide linear range from 0 1 to 50mM (Y = 13 28X-0 128 R = 0 9968) and low detection limit (0 06 mM) The effects of pH and coexisting ions were systemically studied The results showed that the optical biosensor arrays worked under a wide range of pH value and normal interfering species such as Na(+) K(+) Cl(-) PO(4)(3-) and ascorbic acid did not cause apparent interference on the measurement The activity of glucose oxidase was mostly retained even after 2-month storage indicating their long-term stability (C) 2010 Elsevier B V All rights reservedELSEVIER SCIENCE BV, 2010年11月, TALANTA, 83(1) (1), 61 - 65, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Phase transition from vaterite to calcite is a general behavior of CaCO3 materials. The interfacial reaction method using water-in-oil-in-water (W/O/W) emulsion we reported before is an effective method to produce hollow CaCO3 particles (microcapsules) with vaterite crystalline structure. These vaterite CaCO3 microcapsules underwent the phase transition to calcite in various aqueous solutions. When some proteins were mixed in the solution used for the phase transition, their encapsulations were achieved satisfactorily at room temperature regardless of their molecular weight. Insulin, lysozyme, bovine serum albumin, and chicken IgY were successfully encapsulated into the phase transition CaCO3 particles, while the encapsulation of lysozyme was unsuccessful by the interfacial reaction method. Protein included in the phase transition CaCO3 particle was not discharged by simple water washing but by the dissolution of the CaCO3 matrix in an acid solution, being advantageous to a responsive protein delivery technology. The recycle uses of the insulin solution used for the encapsulation improved the utilization efficiency of insulin. It was ascertained that the phase transition of vaterite CaCO3 microcapsule to calcite is a simple, general, and convenient method to encapsulate proteins into CaCO3 small particles under very mild conditions.AMER CHEMICAL SOC, 2010年09月, CRYSTAL GROWTH & DESIGN, 10(9) (9), 4030 - 4037, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We developed a micropatterned model biological membrane on a solid substrate that can induce phase separation of lipid microdomains in a designed geometry. Micropatterned lipid bilayers were generated by the photolithographic polymerization of a diacetylene phospholipid, 1,2-bis(10,12-tricosadiynoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine(DiynePC). By changing the UV dose for the photopolymerization, we could modulate the coverage of the surface by the polymeric bilayer domains. After removing nonpolymerized DiynePC, natural phoshoplipid membranes were incorporated into the micropatterned polymeric bilayer matrix by a self-assembly process (vesicle fusion). As we incorporated a ternary lipid mixture of 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC), sphingomyelin (SM), and cholesterol (Chol) (1:1:1), liquid ordered domains (Lo: rich in SM and Chol) were accumulated in the polymer free regions, whereas liquid disordered domains (Ld: rich in DOPC) preferentially participated into the partially polymeric bilayer regions. It was postulated that Ld domains preferentially came in contact with the polymeric bilayer boundaries because of their lower elastic moduli and a smaller thickness mismatch at the boundary. The effect of polymeric bilayer matrix to hinder the size growth of Lo domains should also be playing an important role. The controlled phase separation should open new possibilities to locally concentrate membrane proteins and other nanometer-sized materials on the substrate by associating them with the lipid microdomains.AMER CHEMICAL SOC, 2010年03月, LANGMUIR, 26(6) (6), 4126 - 4129, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We report on microscopic imaging of phospholipid membranes. To achieve nonlabel, noncontact, and high spatial resolution imaging of the membranes, we use optically excited localized surface plasmons as a virtual measurement probe to obtain the local refractive index. This enables significantly higher lateral resolution of similar to 170 nm. We reveal that the developed microscope has the capability of observing lipid bilayers with thickness of 3.0 nm deposited into the gaps in a patterned lipid bilayer with thickness of 4.6 nm. We find that the thickness resolution against the deposited lipid bilayer is similar to 0.33 nm. (C) 2010 Optical Society of AmericaOPTICAL SOC AMER, 2010年02月, APPLIED OPTICS, 49(5) (5), 887 - 891, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2010年, Abstracts of Papers of the American Chemical Society, 240Specific protein binding on phospholipid bilayer array corralled by nonfouling polymer brushes[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2010年, BRAIN TECHNO NEWS, 142, 21-25, 日本語食品の安全性評価へのバイオセンサーの利用[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2010年, Soft Matter, 6(23) (23), 5937 - 5943, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2009年, 生物物理, 49, S181, 英語
- Substrate Supported planar lipid bilayers (SPBs) are versatile models of the biological membrane in biophysical studies and biomedical applications. We previously developed a methodology for generating SPBs composed of polymeric and fluid phospholipid bilayers by using a photopolymerizable diacetylene phospholipid (DiynePC). Polymeric bilayers could be generated with micropatterns by conventional photolithography, and the degree of polymerization could be controlled by modulating UV irradiation doses. After removing nonreacted monomers, fluid lipid membranes could be integrated with polymeric bilayers. Herein, we report on a quantitative study of the morphology of polymeric bilayer domains and their obstruction toward lateral diffusion of membrane-associated Molecules. Atomic force microscopy (AFM) observations revealed that polymerized DiynePC bilayers were formed as nanometer-sized domains. The ratio of polymeric and fluid bilayers could be modulated quantitatively by changing the UV irradiation dose for photopolymerization. Lateral diffusion coefficients of lipid molecules in fluid bilayers were measured by fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) and correlated with the amount of polymeric bilayer domains on the substrate. Controlled domain structures, lipid compositions, and lateral mobility in the model membranes should allow us to fabricate model membranes that mimic complex features of biological membranes with well-defined structures and physicochemical properties.AMER CHEMICAL SOC, 2009年01月, LANGMUIR, 25(1) (1), 345 - 351, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Lipopolysaccharide (LPS), which constitutes the outermost layer of Gram-negative bacterial cells as a typical component essential for their life, induces the first line defense system of innate immunity of higher animals. To understand the basic mode of interaction between bacterial LPS and phospholipid cell membranes, distribution patterns were studied by various physical methods of deep rough mutant LPS (ReLPS) of Escherichia coli incorporated in phospholipid bilayers as simple models of cell membranes. Solid-state P-31-NMR spectroscopic analysis suggested that a substantial part of ReLPS is incorporated into 1,1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine lipid bilayers when multilamellar vesicles were prepared from mixtures of these. In egg L-a-phosphatidylcholine (egg-PC)-rich membranes, ReLPS undergoes micellization. In phosphatidylethanolamine-rich membranes, however, micellization was not observed. We studied by microscopic techniques the location of ReLPS in membranes of ReLPS/egg-PC (1:10 M/M) and ReLPS/egg-PC/1 -palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoglycerol (POPG) (1:9:1 M/M/M). The influence of ReLPS on the physicochemical properties of the membranes was studied as well. Microscopic images of both giant unilamellar vesicles and supported planar lipid bilayers showed that LPS was uniformly incorporated in the egg-PC lipid bilayers. In the egg-PC/POPG (9:1 M/M) lipid bilayers, however, ReLPS is only partially incorporated and becomes a part of the membrane in a form of aggregates (or as mixed aggregates with the lipids) on the bilayer surface. The lipid lateral diffusion coefficient measurements at various molar ratios of ReLPS/egg-PC/POPG indicated that the incorporated ReLPS reduces the diffusion coefficients of the phospholipids in the membrane. The retardation of diffusion became more significant with increasing POPG concentrations in the membrane at high ReLPS/phospholipid ratios. This work demonstrated that the phospholipid composition has critical influence on the distribution of added ReLPS in the respective lipid membranes and also on the morphology and physicochemical property of the resulting membranes. A putative major factor causing these phenomena is reasoned to be the miscibility between ReLPS and individual phospholipid compositions.BIOPHYSICAL SOC, 2008年08月, BIOPHYSICAL JOURNAL, 95(3) (3), 1226 - 1238, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We describe a technique to form a biotin-containing phospholipid vesicle layer on a self-assembled monolayer (SAM) deposited on a gold surface to immobilize biotinylated receptor proteins for a surface plasmon resonance (SPR) biosensor. The adsorption of vesicle of 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) was examined by SPR on the SAMs of dithiobis(1-deoxy-glucitol-1-carbamoyl pentane) (DDGP), 11-mercaptoundecanoic acid, 11-mercaptoundecanol, 11-amino-1-undecanethiol, and 12-mercaptododecane, and it was found that the DOPC vesicle rapidly adsorbed on the DDGP SAM to achieve the highest coverage of the surface. By quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D), the DOPC layer formed on the DDGP SAM was shown to be a vesicle layer, in which intact DOPC vesicles physisorbed on the SAM surface. To immobilize a biotinylated receptor protein, one of three biotinylated phospholipids, 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-(biotinyl) (biotin-DOPE), N-((6-(biotinoyl)amino)hexanoyl)-1,2-dihexadecanoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (biotin-X-DHPE) and N-(biotinoyl)-1,2-dihexadecanoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (biotin-DHPE), was mixed with DOPC to form a biotin-containing vesicle layer on the DDGP SAM. A comparative binding study of NeutrAvidin and the biotin-containing vesicle layers showed that the use of biotin-X-DHPE achieved the most rapid immobilization of NeutrAvidin on the vesicle layer at the highest surface density. Furthermore, biotinylated protein A, as a receptor protein, could be immobilized through NeutrAvidin on the vesicle layer containing DOPC and biotin-X-DHPE, and its reaction with immunoglobulin G, as an analyte, was successfully observed by SPR. The results demonstrate that the biotin-containing vesicle layer on the DDGP SAM must be a useful component for SPR biosensor surfaces.SOC BIOSCIENCE BIOENGINEERING JAPAN, 2008年05月, JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING, 105(5) (5), 527 - 535, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We reported before that inorganic reaction occurring at the interface of W/O/W emulsion is advantageous to produce hollow spheres (microcapsules) of inorganic matrices such as silica. This process enables us to include various materials into inorganic matrices directly. Calcium phosphates were also produced from NH4H2PO4 and Ca(OH)(2) by this interfacial reaction method. Various biomaterials are directly incorporated into crystalline calcium phosphate matrices, when the biomaterials are added to the inner water phase of the W/O/W emulsion. ZrO2 and Al2O3 powders were effectively encapsulated in calcium phosphates such as hydroxyapatite (HAp). The images of backscattered electron of FE-SEM observations indicated that ZrO2 particles were included in HAp, while they adhered to the surface of HAp in the case of a simple precipitation method. Biomacromolecules such as BSA and duplex DNA were also included in HAp using the inner water phases dissolving them. Fluorescent microscopy observations revealed that biomacromolecules incorporated in HAp localized in some domains of the HAp matrices. Biomacromolecules thus included were scarcely liberated into deionized water, indicating their strong encapsulation in HAp. This general and simple methodology will provide various composite materials of calcium phosphates, which are applicable to regenerative medicine, DDS, GDS and more. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.ELSEVIER SCIENCE BV, 2008年03月, MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING C-BIOMIMETIC AND SUPRAMOLECULAR SYSTEMS, 28(2) (2), 280 - 288, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Deposition of amyloid beta (A beta) fibrils has been suggested to play a central role in Alzheimer's disease. In clarifying the mechanism by which fibrils form and moreover in developing new treatments for amyloidosis, direct observation is important. Focusing on the interactions with surfaces at the early stages, we studied the spontaneous formation of A beta(1-40) fibrils on quartz slices, monitored by total internal reflection fluorescence microscopy combined with thioflavin T, an amyloid-specific fluorescence dye. Self-assembly of A beta(1-40), accelerated by a low concentration of sodium dodecyl sulfate, produced various remarkable amyloid assemblies. Densely packed spherulitic structures with radial fibril growth were typically observed. When the packing of fibrils was coarse, extremely long fibrils often protruded from the spherulitic cores. In other cases, a large number of wormlike fibrils were formed. Transmission electron microscopy and atomic force microscopy revealed relatively short and straight fibrillar blocks associated laterally without tight interaction, leading to random-walk-like fibril growth. These results suggest that, during spontaneous fibrillation, the nucleation occurring in contact with surfaces is easily affected by environmental factors, creating various types of nuclei, and hence variations in amyloid morphology. A taxonomy of amyloid supramolecular assemblies will be useful in clarifying the structure-function relationship of amyloid fibrils.AMER CHEMICAL SOC, 2007年12月, BIOCHEMISTRY, 46(51) (51), 15009 - 15017, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Micropatterned phospholipid bilayers on solid substrates offer an attractive platform for various applications, such as high throughput drug screening. We have previously developed a photopolymerization-based methodology for generating micropatterned bilayers composed of polymerized and fluid lipid bilayers. Lithographic photopolymerization of a diacetylene-containing phospholipid (DiynePC) allowed facile fabrication of compartmentalized arrays of fluid lipid membranes. Herein, we report on a key experimental parameter that significantly influences the homogeneity and quality of the fabricated polymeric bilayers, namely the temperature at which monolayers of monomeric DiynePC were formed on the water surface and transferred onto solid substrates by the Langmuir-Blodgett/Langmuir-Schaefer (LB/LS) technique. Using fluorescence microscopy and atomic force microscopy, it was found that polymerized bilayers were homogeneous, if bilayers of DiynePC were prepared below the triple point temperature (ca. 20 degrees C) of the monolayer, where a direct transition from the gaseous state to the liquid condensed state occurred. Bilayers prepared above this temperature had a markedly increased number of crack-like line defects. The differences were attributed to the domain structures in the monolayer that were transferred from the water surface to the substrate. Domain size, rather than the molecular packing in each domain, was concluded to play a critical role in the formation of defects. The spontaneous curvature and area changes of bilayers were postulated to cause destabilization and detachment of the films from the substrate upon polymerization. Our present results highlight the importance of controlling the domain structures for the homogeneity of polymerized bilayers required in technological applications.AMER CHEMICAL SOC, 2007年11月, LANGMUIR, 23(24) (24), 12254 - 12260, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We report on a methodology for immobilizing cytochrome P450 on the surface of micropatterned lipid bilayer membranes and measuring the enzymatic activity. The patterned bilayer comprised a matrix of polymeric lipid bilayers and embedded fluid lipid bilayers. The polymeric lipid bilayer domains act as a barrier to confine fluid lipid bilayers in defined areas and as a framework to stabilize embedded membranes. The fluid bilayer domains, on the other hand, can contain lipid compositions that facilitate the fusion between lipid membranes, and are intended to be used as the binding agent of microsomes containing rat CYP1A1 By optimizing the membrane compositions of the fluid bilayers, we could selectively immobilize microsomal membranes on these domains. The enzymatic activity was significantly higher on lipid bilayer substrates compared with direct adsorption on glass. Furthermore, competitive assay experiment between two fluorogenic substrates demonstrated the feasibility of bioassays based on immobilized P450s. (c) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE, 2007年04月, BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS, 355(4) (4), 926 - 931, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We reported before that silica hollow spheres (microcapsules) are prepared by interfacial reaction method that W/O emulsion with the aqueous solution of sodium silicate and n-hexane solution of Tween 80 and Span 80 is combined with another aqueous solution of silica precipitant such as NH4HCO3 and NH4CI. This procedure using W/O/W emulsion fabricates the hollow structures of silica particles directly, and additional steps such as the removal of core parts, that are often essential for the preparation of hollow particles via core-shell materials, are not required. When biomacromolecules such as protein and nucleic acid are mixed in the aqueous solution of sodium silicate, these macromolecules can be encapsulated into the microcapsules. We succeeded the direct encapsulation of bovine serum albumin (BSA) and duplex DNA. Most of encapsulated BSA and DNA cannot be released from the microcapsules without the destruction of microcapsule shell. These microcapsule materials encapsulating biomacromolecules will be applied to biotechnologies such as immobilized enzyme and so on. (c) 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res 81A: 103-112, 2007.WILEY-LISS, 2007年04月, JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART A, 81A(1) (1), 103 - 112, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2007年, 生物物理, 47, S178, 英語
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2007年, 生物物理, 47, S177, 英語
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2007年, 生物物理, 47, S178, 英語
- BIOPHYSICAL SOCIETY, 2007年01月, BIOPHYSICAL JOURNAL, 577A - 577A, 英語Effects of fusogenic peptides on substrate supported planar lipid bilayers.[査読有り]
- In dilute aqueous solution and at room temperature, cis-4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic acid (DHA) self-assembles into vesicles (self-closed bilayers), if the molar ratio of the neutral form of DHA to anionic DHA is kept between 1: 1 and 1:3 (corresponding to a bulk pH between 8.5 and 9.2 for a system with 10 mM DHA). By using polycarbonate membrane extrusion, stable unilamellar DHA vesicles with an average diameter of 80 nm can be prepared at pH 8.8. Cryo-transmission electron microscopy indicates that the width of the DHA bilayers in the vesicles is clearly below twice the length of an extended DHA molecule, indicating a high conformational flexibility of DHA within the vesicle bilayer. These DHA bilayers have a similar thickness like bilayers of vesicles prepared at pH 8.5 from oleic acid (cis-9-octadecenoic acid). Using calcein as fluorescent reference compound, it is shown that water-soluble molecules can be encapsulated inside DHA vesicles which may make them interesting for medical or food applications. (C) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.ELSEVIER SCIENCE BV, 2007年01月, COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES, 54(1) (1), 118 - 123, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- In Alzheimer disease, amyloid beta, a 39-43-residue peptide produced by cleavage from a large amyloid precursor protein, undergoes conformational change to form amyloid fibrils and deposits as senile amyloid plaques in the extracellular cerebral cortices of the brain. However, the mechanism of how the intrinsically linear amyloid fibrils form spherical senile plaques is unknown. With total internal reflection fluorescence microscopy combined with the use of thioflavin T, an amyloid-specific fluorescence dye, we succeeded in observing the formation of the senile plaque-like spherulitic structures with diameters of around 15 mu m on the chemically modified quartz surface. Real-time observation at a single fibrillar level revealed that, in the absence of tight contact with the surface, the cooperative and radial growth of amyloid fibrils from the core leads to a huge spherulitic structure. The results suggest the underlying physicochemical mechanism of senile plaque formation, essential for obtaining insight into prevention of Alzheimer disease.AMER SOC BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY INC, 2006年11月, JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 281(44) (44), 33677 - 33683, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2005年, 生物物理, 45, S138, 日本語
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2005年, 生物物理, 45, S263, 日本語
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2005年, 生物物理, 45, S263, 日本語
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2004年, 生物物理, 44, S82, 日本語
- 一般社団法人 日本生物物理学会, 2002年, 生物物理, 42(2) (2), S35, 日本語
- Abstract The biological membrane is a dynamic supramolecular architecture that plays vital roles in the cell. However, understanding the physicochemical properties and functions of the membrane supramolecular system is difficult. We have developed an integrated model system of the biological membrane comprising patterned polymeric and natural lipid bilayers. The polymeric bilayer acts as a framework to support embedded natural membranes. The embedded natural membranes retain important characteristics of the biological membrane such as fluidity, and reproduces the physical states and functions of the biological membrane. Membrane proteins can be reconstituted into the model membrane for analyzing their functions in a controlled lipid membrane environment. Three-dimensional structures can be constructed by attaching micro-/nano-fabricated structures to the polymeric bilayer framework. The integrated model membrane realizes a versatile platform to study membrane functions, and should open new opportunities in fundamental biological sciences as well as biomedical/analytical applications.IOP Publishing, 2024年04月01日, Japanese Journal of Applied Physics, 63(4) (4), 040801 - 040801, 英語[査読有り][招待有り]記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- 2021年02月, 膜, 46, 65 - 40, 日本語光重合性リン脂質と天然リン脂質を組み合わせたパターン化人工膜による生体膜機能の再構成と応用[査読有り][招待有り]記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- 2021年01月, Analytical Sciences, 37, 英語Substrate-supported model membrane as a versatile analytical/ biosensing platform[査読有り][招待有り]記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- 2019年07月, 生物物理, 59(4) (4), 188 - 191, 日本語パターン化人工膜を用いた生体膜機能の解析[査読有り][招待有り]記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- One of the main questions in the membrane biology is the functional roles of membrane heterogeneity and molecular localization. Although segregation and local enrichment of protein/lipid components (rafts) have been extensively studied, the presence and functions of such membrane domains still remain elusive. Along with biochemical, cell observation, and simulation studies, model membranes are emerging as an important tool for understanding the biological membrane, providing quantitative information on the physicochemical properties of membrane proteins and lipids. Segregation of fluid lipid bilayer into liquid-ordered (Lo) and liquid-disordered (Ld) phases has been studied as a simplified model of raft in model membranes, including giant unilamellar vesicles (GUVs), giant plasma membrane vesicles (GPMVs), and supported lipid bilayers (SLB). Partition coefficients of membrane proteins between Lo and Ld phases were measured to gauze their affinities to lipid rafts (raftophilicity). One important development in model membrane is patterned SLB based on the microfabrication technology. Patterned Lo/Ld phases have been applied to study the partition and function of membrane-bound molecules. Quantitative information of individual molecular species attained by model membranes is critical for elucidating the molecular functions in the complex web of molecular interactions. The present review gives a short account of the model membranes developed for studying the lateral heterogeneity, especially focusing on patterned model membranes on solid substrates.2018年10月, Biochim. Biophys. Acta - Biomembranes, 1860(10) (10), 2012 - 2017, 英語, 国際誌[査読有り]記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- 2015年10月, 高分子, 64(10) (10), 653 - 654, 日本語光重合性脂質を用いたパターン化モデル生体膜の創製[招待有り]記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- Substrate supported phospholipid bilayers are model systems of the biological membrane that offer possibilities for integration (micro-patterning) and sensitive analyses. We developed hybrid membranes composed of polymerized and fluid bilayers. Since the polymeric bilayer provides a robust framework for incorporating various types of lipid membranes, it can be applied to study the functions of membrane-bound proteins and peptides. Amyloid fibril formation has been studied using micro-patterned supported membrane. Since the hybrid membranes are both stable and functional, they should provide a new avenue for generating robust model systems for the basic study of membrane functions as well as biomedical applications.THE MEMBRANE SOCIETY OF JAPAN, 2012年11月, Membrane, 37(6) (6), 276 - 281, 日本語[査読有り]記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- 日本表面科学会, 2009年04月10日, 表面科学 : hyomen kagaku = Journal of the Surface Science Society of Japan, 30(4) (4), 207 - 218, 日本語
- Micropatterned phospholipid bilayers on solid substrates offer an attractive platform for various applications, such as high-throughput drug screening. The authors have developed a photopolymerization-based methodology for generating micropatterned bilayers composed of polymerized and fluid lipid bilayers. Lithographic photopolymerization of a diacetylene-containing phospholipid (DiynePC) allowed facile fabrication of compartmentalized arrays of fluid lipid membranes. Herein, the authors report on the present state of research and discuss on the prospective application of the model membranes.AVS, 2008年06月, BIOINTERPHASES, 3(2) (2), FA85 - FA89, 英語[査読有り]記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- (一社)日本生物物理学会, 2007年11月, 生物物理, 47(Suppl.1) (Suppl.1), S178 - S178, 英語膜融合ペプチドにより引き起こされるリポソームと脂質平面膜の相互作用の全反射蛍光顕微鏡観察(The effect of membrane fusion peptides on interactions between liposomes and supported planar lipid bilayers: TIRF observations)
- (一社)日本生物物理学会, 2007年11月, 生物物理, 47(Suppl.1) (Suppl.1), S178 - S178, 英語流動性脂質およびポリマー脂質からなる基板支持型コンポジット二分子膜(Composite membranes of fluid and polymerized phospholipid bilayers on solid substrate)
- Results obtained from recent studies on the preparation and application of fatty acid vesicles are reviewed, focusing on some of the particular properties of fatty acid vesicles in comparison with conventional phospholipid vesicles (liposomes): (i) pH dependency which allows reversible transformations from non-vesicular to vesicular aggregates, and (ii) dynamic features that place fatty acid vesicles in between conventional vesicles formed from double-chain amphiphiles and micelles formed from single-chain surfactants. There are two main research areas in which fatty acid vesicles have been studied actively during the last years: (i) basic physico-chemical properties, and (ii) applications as protocell models. Applications of fatty acid vesicles in the fields of food additives and drug delivery are largely unexplored, which is at least partially due to concerns regarding the colloidal stability of fatty acid vesicles (pH- and divalent cation-sensitivity). Recently, fatty acid vesicles were prepared from highly unsaturated fatty acids (docosahexaenoic acid) and the pH range of vesicle formation could be extended to high or low pH values by preparing mixed vesicles through addition of a second type of single-chain amphiphile that stabilizes the vesicle bilayer but itself is not a fatty acid. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.ELSEVIER SCIENCE LONDON, 2007年04月, CURRENT OPINION IN COLLOID & INTERFACE SCIENCE, 12(2) (2), 75 - 80, 英語[査読有り]書評論文,書評,文献紹介等
- BIOPHYSICAL SOCIETY, 2007年01月, BIOPHYSICAL JOURNAL, 422A - 422A, 英語Surfactant assisted formation of substrate supported planar lipid bilayers研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
- その他, 技術情報協会, 2014年07月, 日本語, 固体基板表面に形成された人工生体膜の特性と応用展開生物模倣技術と新材料･新製品開発への応用学術書
- その他, Pan Stanford Publishing, 2012年05月, 英語, Micropatterned model biological membranes on a solid surfaceHandbook of Biofunctional Surfaces学術書
- その他, 農研機構 生研センター, 2010年, 日本語, 食品の安全性評価へのバイオセンサーの利用BRAIN TECHNO NEWS 142学術書
- その他, Elsevier 9, 2009年, 英語, Micropatterned lipid bilayer membranes on solid substratesAdvances in Planar Lipid Bilayers andLiposomes学術書
- American chemical society spring 2025（ACS Spring 2025）, 2025年03月, 英語, 国際会議Model membrane arrays generated by self-spreading of lipid bilayers in a polymerized lipid bilayer framework口頭発表（一般）
- American chemical society spring 2025（ACS Spring 2025）, 2025年03月, 英語, 国際会議Reconstitution of rhodopsin photoreceptor into a supported lipid bilayer using peptide nanodisc口頭発表（一般）
- American chemical society spring 2025（ACS Spring 2025）, 2025年03月, 英語, 国際会議Biomimetic membrane system composed of patterned lipid bilayers and nanometer-sized fluidic channels[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- Biophysical Society2025(BPS2025), 2025年02月, 英語, 国際会議RECONSTITUTION AND ANALYSIS OF MEMBRANE PROTEINS IN A MICRO-PATTERNED MODEL MEMBRANE[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- First International Core-to-Core Symposium on BiomembraneMolecular Machinery, 2024年12月, 英語, 国際会議New studies on biomembranemolecular machinery[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第59回分子ロボティクス研究会, 2024年12月, 日本語, 国内会議生体膜の2次元液体と微小空間を再現する集積化人工膜の開発[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- Symposium on “Engineering Science of Membranes and Particles, 2024年10月, 英語, 国際会議Spontaneous formation of supported lipid membranes for generating a model biological membrane array[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- PRiME 2024, 2024年10月, 英語, 国際会議Integrated Model System of the Biological Membrane on Solid Surface[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 岐阜大学・神戸大学・国立がん研究センター 生体膜研究交流会, 2024年09月, 日本語, 国内会議拠点形成事業「生体膜の分子機構を理解し活用するための国際研究拠点形成」の紹介[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 2nd Asia-Oceania International Congress on Photosynthesis (2nd AOICP), 2024年09月, 英語, 国際会議Reconstitution of thylakoid membrane in a patterned polymeric lipid bilayer scaffold口頭発表（一般）
- Glyco-core Symposium 2024, 2024年07月, 英語, 国際会議Membrane binding and regulation of a secreted glycoprotein Wnt studied using a micro-patterned model membraneポスター発表
- 日本光合成学会, 2024年06月, 日本語, 国内会議基板表⾯におけるチラコイド膜の再構成ポスター発表
- 日本光合成学会, 2024年06月, 日本語, 国内会議光重合性脂質(Diyne-PC)を光収穫層とするエネルギー移動系の構築ポスター発表
- IUPAB2024, 2024年06月, 英語, 国際会議Reconstituting G protein-coupled receptors into a supported lipid bilayer using meta-stable peptide nanodiscsポスター発表
- IUPAB2024, 2024年06月, 英語, 国際会議Integrated model membrane arrays generated by self-spreading of lipid bilayersポスター発表
- IUPAB2024, 2024年06月, 英語, 国際会議Nanofluidic model cell membrane platform for molecular analysis of membrane-bound proteinsポスター発表
- 化学とマイクロ・ナノシステム学会 第49回研究会（CHEMINAS 49）, 2024年06月, 日本語, 国内会議人工生体膜とナノ空間を利用した一分子計測技術の開発ポスター発表
- ACS Spring 2024, 2024年03月, 英語, 国際会議Model biological membrane composed of patterned lipid bilayer and nanometer-sized confinement[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 若手フロンティア研究会2023, 2023年12月, 日本語, 国内会議Nanofluidic supported model cell membrane for single molecular analysis of membrane-bound proteinsポスター発表
- 若手フロンティア研究会2023, 2023年12月, 日本語, 国内会議支持脂質二分子膜にGPCR を配向性を制御して組み込むポスター発表
- 若手フロンティア研究会2023, 2023年12月, 日本語, 国内会議Model Membrane Arrays Prepared by Self-Spreading of Lipid Bilayers in Preformed Polymeric Lipid Bilayer Channelsポスター発表
- 16th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2023), 2023年11月, 英語, 国際会議Model Membrane Arrays Prepared by Self-Spreading of Lipid Bilayers in Preformed Polymeric Lipid Bilayer Channelsポスター発表
- 16th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2023), 2023年11月, 英語, 国際会議Surface Modification of PDMS with Amphiphilic Random Copolymer for Nanofluidic Devicesポスター発表
- 36th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2023), 2023年11月, 英語, 国際会議Lipid Membrane Micro and Nanotechnology[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第61回日本生物物理学会年会, 2023年11月, 英語, 国内会議ポリマー脂質膜のチャネルにおける脂質膜の自発展開ポスター発表
- 第61回日本生物物理学会年会, 2023年11月, 英語, 国内会議人工膜を用いた脂質膜表面における分子認識の研究ポスター発表
- 第61回日本生物物理学会年会, 2023年11月, 英語, 国内会議2 次元パターン化ポリマー膜を支持体とした人工チラコイド膜の極低温顕微分光性能観察ポスター発表
- 第61回日本生物物理学会年会, 2023年11月, 英語, 国内会議ロドプシンダイマー列上におけるG 蛋白質トランスデューシンの1 分子拡散過程ポスター発表
- 第61回日本生物物理学会年会, 2023年11月, 英語, 国内会議支持脂質二層膜に GPCR を方向性を制御して組み込む [I] 共役するG タンパク質を使ってポスター発表
- 第61回日本生物物理学会年会, 2023年11月, 英語, 国内会議支持脂質二層膜にGPCR を方向性を制御して組込む [II] GPCR のC 末特異性Fab´を使って口頭発表（一般）
- 第61回日本生物物理学会年会, 2023年11月, 英語, 国内会議人工膜とナノ空間を用いた膜結合分子の動的挙動の計測口頭発表（一般）
- 第61回日本生物物理学会年会, 2023年11月, 英語, 国内会議膜タンパク質の一分子解析のためのナノフルイディクス基板支持モデル細胞膜口頭発表（一般）
- First International STIMULUS Conference(9/28.29), 2023年09月, 英語, 国際会議SELF-SPREADING OF LIPID BILAYERS IN PREFORMED POLYMERIC LIPID BILAYER CHANNELSポスター発表
- First International STIMULUS Conference, 2023年09月, 英語, 国際会議Surface Modification of PDMS with Amphiphilic Random Copolymer for Nanofluidic Devicesポスター発表
- 13th International Congress on Membranes and Membrane Processes (ICOM2023), 2023年07月, 英語, 国際会議Self-spreading lipid bilayers in preformed polymeric lipid bilayer channelsポスター発表
- 13th International Congress on Membranes and Membrane Processes (ICOM2023), 2023年07月, 英語, 国際会議Model biological membrane combining patterned lipid bilayer and nanometer-sized confinement口頭発表（一般）
- 生体膜デザインコンファレンス, 2022年12月, 日本語, 国内会議パターン化脂質膜とナノ空間を融合したモデル生体膜[招待有り]口頭発表（基調）
- 第95回日本生化学会大会, 2022年11月, 英語, 国内会議パターン化モデル生体膜を用いた膜タンパク質[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第60回日本生物物理学会年会, 2022年09月, 英語, 国内会議ポリマー化脂質膜と天然脂質膜からなるパターン化人工膜[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第60回日本生物物理学会年会, 2022年09月, 英語, 国内会議光重合性脂質を用いた単分子/二分子のハイブリッド膜ポスター発表
- 第60回日本生物物理学会年会, 2022年09月, 英語, 国内会議ロドプシンクラスター上におけるG 蛋白質トランスデューシンの高速AFM による1 分子動態観察ポスター発表
- 第60回日本生物物理学会年会, 2022年09月, 英語, 国内会議ペプチドナノディスクを用いた光受容体ロドプシンのパターン化モデル生体膜への再構成ポスター発表
- 第60回日本生物物理学会年会, 2022年09月, 英語, 国内会議パターン化人工膜へのエクソソーム導入技術の開発ポスター発表
- 第60回日本生物物理学会年会, 2022年09月, 英語, 国内会議パターン化モデル生体膜上でのアクチンのネットワーク形成ポスター発表
- ACS spring 2022, 2022年03月, 英語Hybrid membrane of reconstituted thylakoid membrane and patterned polymeric lipid bilayer scaffold[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第59回日本生物物理学会年会, 2021年11月, 英語, 国内会議パターン化人工膜におけるチラコイド膜再構築技術の開発口頭発表（一般）
- 第59回日本生物物理学会年会, 2021年11月, 英語, 国内会議パターン化モデル膜とナノ空間を用いたドーパミン受容体の再構成と機能解析口頭発表（一般）
- 第59回日本生物物理学会年会, 2021年11月, 英語, 国内会議両親媒性ペプチドから成るナノディスクを用いたロドプシンのパターン化モデル生体膜への再構成口頭発表（一般）
- ACS spring 2021 Web開催, 2021年04月, 英語, 国際会議Functional reconstitution of dopamine D2 receptor into a supported model membrane in a nanometric confinementポスター発表
- ACS spring 2021 Web開催, 2021年04月, 英語, 国際会議Model biological membrane reconstituted in a nanometric space[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 日本化学会 第101春季年会 Web開催, 2021年03月, 日本語人工膜とナノ空間を用いた細胞膜構造の再構成と機能解析[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第58回日本生物物理学会年会 Web開催, 2020年09月, 英語, 日本国, 国内会議脂質二分子膜に働く光捕捉力の検証ポスター発表
- 第58回日本生物物理学会年会 Web開催, 2020年09月, 英語, 日本国, 国内会議基準振動解析を用いたロドプシンの動態予測と機能の連関ポスター発表
- 第58回日本生物物理学会年会 Web開催, 2020年09月, 英語高速AFMによるロドプシンクラスター上トランスデューシン動的過程の観察ポスター発表
- 第58回日本生物物理学会年会 Web開催, 2020年09月, 英語, 日本国, 国内会議アミロイド線維形成とリン脂質二分子膜破壊との関係性の解明ポスター発表
- ACS National meeting ＆ Expo WEB開催, 2020年03月, 英語, Pennsylvania Convention Center, 国際会議Hybrid photosynthetic system of natural plant thylakoids and synthetic lipids reconstituted into a supported microscale membrane array口頭発表（招待・特別）
- 光・量子デバイス研究会, 2020年01月, 日本語, 姫路・西はりま地場産業センター, 国内会議パターン化人工膜への膜タンパク質の再構成口頭発表（一般）
- Okinawa Colloids 2019, 2019年11月, 英語, 沖縄 万国津梁館, 国際会議Patterned model biological membrane on the solid substrate:Potenti als foｒ biophysical studies and biomedical applications[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- シンポジウム「理論と実験」2019, 2019年10月, 日本語, 広島大学, 国内会議Phosphorylatedion of rhodopsin photoreceptor and arrestin binding studied in a patterned model membrane.ポスター発表
- 日米二国間セミナー, 2019年10月, 英語, 京都国際交流会館, 国際会議Reconstitution of a photosynthetic system into a two-dimensional patterned model membraneポスター発表
- 第57回日本生物物理学会年会, 2019年09月, 英語, 宮崎県・シーガイヤコンベンションセンター, 国内会議パターン化モデル膜を用いたロドプシンリン酸化とアレスチン結合の解析ポスター発表
- 第57回日本生物物理学会年会, 2019年09月, 英語, 宮崎県・シーガイヤコンベンションセンター, 国内会議細胞膜断片ブレブを用いたモデル生体膜への膜タンパク質再構成ポスター発表
- 第57回日本生物物理学会年会, 2019年09月, 英語, 宮崎県・シーガイヤコンベンションセンター, 国内会議リン酸化ロドプシン･アレスチン複合体は視細胞円板膜切れ込み部に集まるポスター発表
- 第57回日本生物物理学会年会, 2019年09月, 英語, 宮崎県・シーガイヤコンベンションセンター, 国内会議ロドプシンクラスター上におけるトランスデューシンの動的過程の高速AFM観察ポスター発表
- 第57回日本生物物理学会年会, 2019年09月, 英語, 宮崎県・シーガイヤコンベンションセンター, 国内会議インクジェット塗布を用いたパターン化人工生体膜の開発ポスター発表
- 第57回日本生物物理学会年会, 2019年09月, 英語, 宮崎県・シーガイヤコンベンションセンター, 国内会議網膜桿体細胞内円盤膜上での脂質-光受容タンパク質秩序形成の数理モデルポスター発表
- 第57回日本生物物理学会年会, 2019年09月, 英語, 宮崎県・シーガイヤコンベンションセンター, 国内会議ガラス基板表面におけるチラコイド膜の再構成と光合成機能解析ポスター発表
- Bio-Nano-Summer school 2019, 2019年08月, 英語, Darmstädter Haus, Hirschegg, 国際会議Micropatterned model biological membrane: Potentials for biophysicalstudies and biomedical applications口頭発表（基調）
- MNP Reserch Seminar, 2019年07月, 英語, リーズ大学(イギリス), 国際会議Micropatterned model biological membrane: Potentials for biophysicalstudies and biomedical applications公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 第10回日本光合成学会年会およびシンポジウム, 2019年05月, 日本語, 京都産業大学 むすびわざ館, 国内会議パターン化人工生体膜を用いた光合成機能評価技術の開発ポスター発表
- ACS Spring 2019 National Meeting & Exposition, 2019年04月, 英語, Orange Convention Cente, 国際会議Self-spreading of a phospholipid bilayer in the scaffold of polymerized lipid bilayer[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 10th International Workshop on Nanostructures and Nanoelectronics, 2019年03月, 英語, 東北大学 電気通信研究所, 国際会議Patterned lipid bilayer combined with a nanometric gap structure as a versatilemodel of the biological membrane[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- Seminar, 2019年03月, 英語, コーネル大学化学生物工学科, 国際会議Model Biological Membranes on a Solid Substrate:Potential for Biophysical Studies and Biomedical Applications[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- the department of Biochemistry and Cell & Developmental Biology Seminar Series, 2019年03月, 英語, コーネル大学医学部, 国際会議Model Biological Membranes on a Solid Substrate:Potential for Biophysical Studies and Biomedical Applications[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- Ulm Meeting on “Biophysics of Amyloid Formation”, 2019年02月, 英語, Ulm University, Germany, 国際会議Enhanced membrane disruption by Aβ1-40 under weak acidic conditionsポスター発表
- 日本生物物理学会第56回年会, 2018年09月, 英語, 岡山大学 津島キャンパス, 国内会議Substrate-supported model biological membrane with controlled two-dimensional and three-dimensional structuresポスター発表
- 日本生物物理学会第56回年会, 2018年09月, 英語, 岡山大学 津島キャンパス, 国内会議Single molecule observation of membrane proteins in a model biological membrane integrated with a nanometric gap structure口頭発表（一般）
- 日本生物物理学会第56回年会, 2018年09月, 英語, 岡山大学 津島キャンパス, 国内会議Reconstitution and functional analysis of thylakoid membrane on a glass substrate口頭発表（一般）
- 日本生物物理学会第56回年会, 2018年09月, 英語, 岡山大学 津島キャンパス, 国内会議Raftophilicity and aggregation of membrane proteins in the photo-transduction[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 日本生物物理学会第56回年会, 2018年09月, 英語, 岡山大学 津島キャンパス, 国内会議Observing the interaction between rhodopsin cluster and transducin by high-speed AFMポスター発表
- 日本生物物理学会第56回年会, 2018年09月, 英語, 岡山大学 津島キャンパス, 国内会議Direct reconstitution of membrane proteins from cell membrane blebs into a model biological membraneポスター発表
- International Symposium on Science and Technology of MolecularAssemblies, 2018年09月, 英語, 愛媛大学, 国際会議Development of complex and functional model membranes on solid substrate[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 日本生物物理学会第56回年会, 2018年09月, 英語, 岡山大学 津島キャンパス, 国内会議A mathematical model of pattern formation of lipid-photoreceptor proteins on disk membranes of retinal cells.ポスター発表
- 第18回日本蛋白質科学会, 2018年06月, 日本語, 朱鷺メッセ, 国内会議弱酸性条件におけるAβ1-40のアミロイド線維形成と脂質膜破壊ポスター発表
- Proteins in Artificial Membranes, 2018年05月, 英語, Austrian Institute of Technology, 国際会議Reconstituting Membrane Proteins in a Patterned Model Membrane[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- BIOELECTROCHEMISTRY AND MORE………2018, 2018年05月, 英語, CEST, 国際会議Patterned Model Biological Membrane on the Solid Substrate[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 255th ACS National Meeting, 2018年03月, 英語, Ernest N. Morial Convention Center、 New Orleans、 LA, 国際会議Single molecule detection of biomarker in the a nanometric gap- structure combined with fluid membranejunction口頭発表（一般）
- 255th ACS National Meeting, 2018年03月, 英語, Ernest N. Morial Convention Center、 New Orleans、 LA, 国際会議Raftophilicity of membrane proteins involved in phototransduction evaluated with by using a micropatterned model membrane口頭発表（一般）
- 9th International Workshop on Nanostructures andNanoelectronics, 2018年03月, 英語, 東北大学 電気通信研究所, 国際会議Patterned model biological membrane on the solid substrate[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 255th ACS National Meeting, 2018年03月, 英語, Ernest N. Morial Convention Center、 New Orleans、 LA, 国際会議Nanometric gap structure for selective biosensing created with patterned lipid bilayer, silicone elastomer, and silica nanoparticles[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 2017年度生命科学系学会合同年次大会(第40回日本分子生物学会), 2017年12月, 日本語, 神戸ポートピアホテル, 国内会議パターン化人工膜を用いた膜シグナル伝達機構の再構成と定量的解析[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 化学とマイクロ･ナノシステム学会 第36回研究会, 2017年10月, 日本語, 桐生市市民文化会館 スカイホール, 国内会議人工生体膜とポリマー材料を用いたナノ空間の創成ポスター発表
- 化学とマイクロ･ナノシステム学会 第36回研究会, 2017年10月, 日本語, 桐生市市民文化会館 スカイホール, 国内会議ナノ空間と人工生体膜を組み合わせた1分子計測技術の開発ポスター発表
- ICBZM2017, 2017年10月, 英語, 東京大学本郷キャンパス, 国際会議Patterned lipid bilayer on solid substrate as a versatile model system of the biiological membrane[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- ICBZM2017, 2017年10月, 英語, 東京大学本郷キャンパス, 国際会議Controlling the distance between a patterned model membrane andthe substrate with polymer brushesポスター発表
- 日本生物物理学会第55回年会, 2017年09月, 英語, 熊本大学, 国内会議パターン化人工膜を利用したＮＡＰ－２２の膜結合と凝集挙動解析ポスター発表
- 日本生物物理学会第55回年会, 2017年09月, 英語, 熊本大学, 国内会議パターン化人工膜を用いた光シグナル伝達中における脂質ラフトの機能解析ポスター発表
- TETHMEM 2017, 2017年08月, 英語, Schloß Schönbrunn Meetings & Events(オーストリア), 国際会議Single-molecule immunoassay in the nanogap-junction with a fluid lipid bilayerポスター発表
- TETHMEM 2017, 2017年08月, 英語, Schloß Schönbrunn Meetings & Events(オーストリア), 国際会議Roles of lipid rafts in phototransduction studied with a micropatterned model membraneポスター発表
- BioNano Summer-School, 2017年08月, 英語, Darmstädter Haus(ドイツ), 国際会議Roles of lipid rafts in phototransduction studied with a micropatterned model membrane口頭発表（一般）
- BioNano Summer-School, 2017年08月, 英語, Darmstädter Haus(ドイツ), 国際会議Model membrane on a solid substrate:Crawling to grow from 2D into 3D structures[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- TETHMEM 2017, 2017年08月, 英語, Schloß Schönbrunn Meetings & Events(オーストリア), 国際会議Micropatterned model membrane to elucidate the funcitonal roles of lipid micro-domains in the signal transduction cascade[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- TETHMEM 2017, 2017年08月, 英語, Schloß Schönbrunn Meetings & Events(オーストリア), 国際会議Membrane binding and aggregation of neuronal acidic protein of 22kDa (NAP-22) studied with a patterned model membraneポスター発表
- TETHMEM 2017, 2017年08月, 英語, Schloß Schönbrunn Meetings & Events(オーストリア), 国際会議Fabricating a nanometric gap junction by attaching a patterned lipid bilayer with PDMS via polymeric materialsポスター発表
- BioNano Summer-School, 2017年08月, 英語, Darmstädter Haus(ドイツ), 国際会議Fabricating a nanometric gap junction by attaching a patterned lipid bilayer with PDMS via polymeric materials口頭発表（一般）
- TETHMEM 2017, 2017年08月, 英語, Schloß Schönbrunn Meetings & Events(オーストリア), 国際会議Development of model biological membranes for the functional reconstitution of membrane proteinsポスター発表
- BioNano Summer-School, 2017年08月, 英語, Darmstädter Haus(ドイツ), 国際会議Development of model biological membranes for the functional reconstitution of membrane proteins口頭発表（一般）
- TETHMEM 2017, 2017年08月, 英語, Schloß Schönbrunn Meetings & Events(オーストリア), 国際会議Controlling the distance between a patterned model membrane and the substrate with polymer brushesポスター発表
- BioNano Summer-School, 2017年08月, 英語, Darmstädter Haus(ドイツ), 国際会議Controlling the distance between a patterned model membrane and the substrate with polymer brushes口頭発表（一般）
- 「理研シンポジウム」細胞システムの動態と論理VIII, 2017年04月, 日本語, 理化学研究所, 国内会議人工膜を用いた膜シグナル伝達機構の再構成と定量的解析[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 253st ACS National Meeting and Exposition, 2017年04月, 英語, San Francisco Convention Center, 国際会議Single-molecule detection of biomarker molecules in a nanometric gapstructure with a fluid lipid membrane口頭発表（一般）
- 253st ACS National Meeting and Exposition, 2017年04月, 英語, San Francisco Convention Center, 国際会議Hybrid model membrane combining micropatterned lipid bilayer and hydrophilic polymer brush[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 253st ACS National Meeting and Exposition, 2017年04月, 英語, San Francisco Convention Center, 国際会議Evaluating the interactions of lipid raft and proteins involved inphototransduction by using a micropatterned model membrane口頭発表（一般）
- 講演会, 2017年03月, 英語, Sandia National Laboratories, 国際会議Patterned lipid bilayer on solid substrate as a versatile model systemof the biological membrane[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 8th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics, 2017年03月, 英語, 東北大学, 国際会議Nanogap-junction with a fluid lipid bilayer for selective biosensing[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第54回日本生物物理学会, 2016年11月, 英語, つくば国際会議場, 国内会議人工生体膜とナノ空間を利用した1分子計測技術の開発ポスター発表
- 第54回日本生物物理学会, 2016年11月, 英語, つくば国際会議場, 国内会議親水性高分子により基板との距離を制御した人工膜への膜タンパク質再構成ポスター発表
- 第54回日本生物物理学会, 2016年11月, 英語, つくば国際会議場, 国内会議視細胞円板膜上のロドプシン多量対クラスターが作る一過性メゾ領域[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第54回日本生物物理学会, 2016年11月, 英語, つくば国際会議場, 国内会議パターン化人工膜を利用したNAP-22 の膜結合と凝集挙動解析ポスター発表
- 第54回日本生物物理学会, 2016年11月, 英語, つくば国際会議場, 国内会議パターン化人工膜を用いて脂質ラフトによる光シグナル伝達の制御機構を解明するポスター発表
- the 251st ACS National Meeting & Exposition, 2016年03月, 英語, San Diego Convention Center, 国際会議Evaluating the raftophilicity of rhodopsin in a patterned model membrane[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 2015年真空・表面科学合同講演会, 2015年12月, 日本語, つくば国際会議場, 国内会議ﾊﾟﾀｰﾝ化脂質膜とナノ空間を融合した新規人口生体膜の創出[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- Pacifichem 2015, 2015年12月, 英語, ハワイコンベンションセンター, 国際会議Solid-state NMR and microscopic studies of synthetic mimic of GPI-anchored proteinsポスター発表
- Pacifichem 2015, 2015年12月, 英語, ハワイコンベンションセンター, 国際会議Nanometic gap structure for the selective transport and detection of biological moleculesポスター発表
- Pacifichem 2015, 2015年12月, 英語, ハワイコンベンションセンター, 国際会議Evaluating the raftophilicity of rhodopsin in a patterned model membraneポスター発表
- 国際シンポジウム「TethMem 2015」, 2015年11月, 英語, Nanyang Technological University （ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ）, 国際会議Mocro-/Nano-Compartments Between Substrate-Sopported Model Membrane and Silisone Elastomer[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 国際シンポジウム「TethMem 2015」, 2015年11月, 英語, Nanyang Technological University （ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ）, 国際会議Hybrid model membrane combining micropatterned lipid bilayer andpolymer brushesポスター発表
- 第53回日本生物物理学会年会, 2015年09月, 英語, 金沢大学 角間キャンパス, 国内会議ﾊﾟﾀｰﾝ化モデル生体膜を用いた、光シグナル伝達に関わる膜タンパク質の脂質ラフト親和性解析口頭発表（一般）
- 第53回日本生物物理学会年会, 2015年09月, 英語, 金沢大学 角間キャンパス, 国内会議ロドプシンはラフト親和性の短寿命ナノドメインを形成しながら拡散しているポスター発表
- 第53回日本生物物理学会年会, 2015年09月, 英語, 金沢大学 角間キャンパス, 国内会議1分子観察によるガングリオシドのダイマー形成機構の解明ポスター発表
- 第14回ライフサイエンスワールド, 2015年05月, 日本語, 東京ビッグサイト, 国内会議人工生体膜を利用した高感度生体分子計測技術シンポジウム・ワークショップパネル（公募）
- 249th American Chemical Society National Exposition, 2015年03月, 英語, Denver, CO, 国際会議Nanometric gap structure between substrate-supported model membrane and silicone elastomer[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- The Joint Symposium of 9th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics,and6th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics, 2015年03月, 英語, 東北大学電気通信研究所, 国際会議Micro-nano-compartments between substrate-supported model membrane andsilicone elastomer[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- メディカルジャパン2015, 2015年02月, 日本語, インテックス大阪, 国内会議人工生体膜を利用した高感度生体分子計測技術公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 日本生物物理学会 第52回年会, 2014年09月, 英語, 札幌コンベンションセンター, 国内会議脂質二分子膜と高分子材料を融合したハイブリッド型人工膜の創製ポスター発表
- 日本生物物理学会 第52回年会, 2014年09月, 英語, 札幌コンベンションセンター, 国内会議モデル生体膜を用いたロドプシン光受容体の脂質ラフト親和性解析ポスター発表
- 日本生物物理学会 第52回年会, 2014年09月, 英語, 札幌コンベンションセンター, 国内会議パターン化人工膜を用いた膜タンパク質のラフト親和性解析[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 247th American Chemical Society National Exposition, 2014年03月, 英語, Dallas Convention Center, 国際会議Controlled distribution of lipids and proteins in a micropatterned model menbrane[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第51回日本生物物理学会年会, 2013年10月, 日本語, 国立京都国際会館, 国内会議マイクロパターン化モデル生体膜における脂質ドメインの空間的制御ポスター発表
- 第51回日本生物物理学会年会, 2013年10月, 日本語, 国立京都国際会館, 国内会議パターン化モデル生体膜へのロドプシンの再構成ポスター発表
- ソフトインターフェースの分子科学第10回公開ｼﾝﾎﾟｼﾞｳﾑ, 2013年07月, 日本語, 東京大学大学院数理科学研究科, 国内会議パターン化モデル生体膜と微小構造体を接合したナノ界面における分子認識と分子輸送ポスター発表
- 日本生物物理学会 第5回中国四国支部大会, 2013年05月, 日本語, ベネッセハウス・パークホール, 国内会議固体基板表面にモデル生体膜を集積化する技術の開発口頭発表（一般）
- 第60回応用物理学会学術講演会, 2013年03月, 日本語, 神奈川工科大学, 国内会議インクジェット塗布技術を用いた人工生体膜の作製口頭発表（一般）
- ソフトインターフェースの分子科学第9回公開ｼﾝﾎﾟｼﾞｳﾑ, 2013年01月, 日本語, タワーホテル船堀, 国内会議パターン化モデル生体膜と微小構造体を接合したナノ界面における分子認識と分子輸送口頭発表（一般）
- 第50回日本生物物理学会年会, 2012年09月, 日本語, 名古屋大学 東山キャンパス, 国内会議微細パターン化モデル生体膜における膜結合タンパク質の濃縮の空間的制御口頭発表（一般）
- 第50回日本生物物理学会年会, 2012年09月, 日本語, 名古屋大学 東山キャンパス, 国内会議パターン化モデル生体膜へのロドプシンの再構成ポスター発表
- Engineering Lipid Bilayers 2012, 2012年09月, 英語, Weetwood Hall, 国際会議Stable and functional model biological membrane composed of polymericand fluid lipid bilayers[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 文部科学省科学研究費補助金・新学術領域研究「ソフトインターフェースの分子科学」（略称・ソフト界面）第８回領域会議, 2012年07月, 日本語, 伝国の杜・置賜文化ホール, 国内会議ﾊﾟﾀｰﾝ化ﾓﾃﾞﾙ生体膜と微小構造体を接合したﾅﾉ界面における分子認識と分子輸送口頭発表（一般）
- International Association of Colloid and Interface Scientists,Conference, 2012年05月, 英語, 仙台国際センター, 国際会議Coupling model cellular membranes with molecules, cells, and 3D objects口頭発表（一般）
- 日本農芸学会2012年度大会, 2012年03月, 日本語, 京都女子大学, 国内会議食品の安全性評価用バイオセンシングシステムの開発[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 243 Meeting of the American Chemical Society, 2012年03月, 英語, Sun diego convention center, 国際会議Surface functionalization of polymeric lipid bilayers for coupling with molecules, cells, and 3D objects[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 243 Meeting of the American Chemical Society, 2012年03月, 英語, Sun diego convention center, 国際会議P450 microarrays fabricated in microwells by the inkjet printing口頭発表（一般）
- 第34回日本分子生物学会, 2011年12月, 日本語, パシフィコ横浜, 国内会議ヒトP450発現大腸菌による食品化合物の網羅的な代謝試験口頭発表（一般）
- 第49回日本生物物理学会年会, 2011年09月, 日本語, 兵庫県立大学姫路書写キャンパス, 国内会議ﾊﾟﾀｰﾝ化脂質二分子膜へのロドプシンの再構成口頭発表（一般）
- 第60回高分子討論会, 2011年09月, 日本語, 岡山大学津島キャンパス, 国内会議ポリマー脂質二分子膜を基盤とした生体膜機能界面の創製[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第84回日本生化学会大会, 2011年09月, 日本語, 国立京都国際会館, 国内会議シトクロムＰ450と酵素センサーを積層化したＰ450マイクロアレイの開発ポスター発表
- 第84回日本生化学会大会, 2011年09月, 日本語, 国立京都国際会館, 国内会議インクジェット技術によるＰ４５０マイクロアレイ作製とケージド補酵素を用いた活性測定ポスター発表
- 日本農芸学会2011年度大会, 2011年03月, 日本語, 日本農芸学会, 京都女子大, 国内会議クロルピリホス代謝に見られるヒトCYP2B6遺伝子多型の影響ポスター発表
- 241st Meeting of the American Chemical Society, 2011年03月, 英語, Anaheim Convention Center, 国際会議Model biological membranes composed of polymerized and fluid lipid bilayers[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- BMB2010（第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会）, 2010年12月, 日本語, 神戸国際展示場, 国内会議微細加工チップを用いたシトクロムP450代謝活性測定技術ポスター発表
- BMB2010（第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会）, 2010年12月, 日本語, 神戸国際展示場, 国内会議ヒトシトクロムP450 2A13 および2B6 によるフラノクマリン類の代謝ポスター発表
- BMB2010（第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会）, 2010年12月, 日本語, 神戸国際展示場, 国内会議ヒトP450 を組込んだ新規薬物動態評価用バイオセンサーの開発[招待有り]シンポジウム・ワークショップパネル（指名）
- 第36回 日本生体エネルギー研究会＆特定領域研究「革新的ナノバイオ」合同シンポジウム, 2010年11月, 日本語, 大阪大学吹田キャンパス銀杏会館, 国内会議パターン化モデル生体膜を利用した膜タンパク質再構成技術の開発ポスター発表
- 日本薬物動態学会第25回年会, 2010年10月, 英語, 大宮ソニックシティー, 国内会議Metabolic Activation of 5-Methoxypsoralen by Human CYP2A13 Variants Representing Single Nucleotiedポスター発表
- 日本生物物理学会第48回年会, 2010年09月, 英語, 日本生物物理学会, 東北大学川内北キャンパス, 国内会議Immobilization of cytochrome P450 on the solid surfaceポスター発表
- 日本生物物理学会第48回年会, 2010年09月, 英語, 日本生物物理学会, 東北大学川内北キャンパス, 国内会議Formation of substrate supported planar phospholipid bilayers in the presence of detergentsポスター発表
- Soft Matter Physics 2010, 2010年08月, 英語, 東京大学柏キャンパス, 国内会議Composite membranes of polymeric and fluid lipid bilayers[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 本特定領域研究の第5回班会議「膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス」, 2010年06月, 日本語, 学習院大学創立百周年記念館, 国内会議パターン化モデル生体膜を利用した膜タンパク質再構成技術の開発口頭発表（一般）
- Biophysical Society 54th Annual Meeting, 2010年02月, 英語, San FranciscoThe Moscone Center, 国際会議Micropatterned model membranes composed of polymerized and fluid lipid bilayersポスター発表
- 第１４回情報バイオトロニクス研究会, 2010年01月, 日本語, 東北大学, 国内会議固体基板表面におけるパターン化モデル生体膜の開発[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 生物物理学会第４７回年会, 2009年11月, 英語, 徳島文理大学, 国内会議固体基板上でパターン化された脂質膜におけるリン脂質膜の収縮ポスター発表
- 生物物理学会第４７回年会, 2009年11月, 英語, 徳島文理大学, 国内会議界面活性剤を用いたリン脂質膜の固体基板への固定化手法口頭発表（一般）
- 薬物動態学会第２４回年会, 2009年11月, 英語, 国立京都国際会議場, 国内会議High-throughput Assay of Human P450 Activities by Using Immobilized Microsomes on Oxygen Sensor口頭発表（一般）
- 第８２回日本生化学会大会, 2009年10月, 日本語, 神戸ポートアイランド, 国内会議ヒトCYP2A13による食物由来成分の代謝における遺伝子多型の影響口頭発表（一般）
- 第８２回日本生化学会大会, 2009年10月, 日本語, 神戸ポートアイランド, 国内会議シトクロムP450遺伝子多型CYP2C9*2とCYP2C9*3が食品酸化に与える影響口頭発表（一般）
- 第８２回日本生化学会大会, 2009年10月, 日本語, 神戸国際展示場, 国内会議ケージド化合物を用いたP450酵素活性の光制御ポスター発表
- 第８２回日本生化学会大会, 2009年10月, 日本語, 神戸ポートアイランド, 国内会議CYP1A1の遺伝子多型による食品成分の代謝活性変化口頭発表（一般）
- アドバンスセミナー 生物機能とナノテクノロジー メルシャン株式会社生物資源研究所, 2009年08月, 日本語, メルシャン株式会社生物資源研究所, 国内会議High-throughput Assay of Human P450 Activities by Using Immobilized Microsomes on Oxygen Sensorポスター発表
- American Chemical Society 237th National Meeting, 2009年03月, 英語, (Salt Lake City), 国際会議Induction of phase separation in micropatterned composite membranes of polymerized and fluid lipid bilayers[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- ナノテク2009, 2009年02月, 日本語, 東京ビッグサイト, 国内会議集積型人工生体膜ポスター発表
- 日本農芸化学会関西支部例会（第４５８回講演会）, 2009年02月, 日本語, 京大会館, 国内会議ヒト薬物代謝酵素シトクロムP450を基板表面に固定化したバイオセンサーの開発口頭発表（一般）
- Asian Core Symposium-Nano and Biomedical Molecular Science, 2009年02月, 日本語, (岡崎), 国内会議Micropatterned phospholipid membranes on solid substrate as a platform for biotechnological and biomedical applications[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- The 3rd Workshop on Biological Applications of Plasma/Photon Processing, 2009年01月, 日本語, Institute of Laser Engineering, Osaka University, 国内会議Model biological membranes on solid substrates[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 日本農芸化学会関西支部例会（第４５７回講演会）, 2008年12月, 日本語, 国内会議ヒトP450分子種、CYP2C18を発現した大腸菌による食品成分の代謝分析口頭発表（一般）
- 第３１回日本分子生物学会年会・第８１回日本生化学会大会合同大会 ＢＭＢ２００８ 2008.12.9-12, 2008年12月, 日本語, 神戸国際展示場, 国内会議ヒトP450酵素発現大腸菌を用いた食品成分の代謝分析ポスター発表
- 日本農芸化学会関西支部例会（第４５７回講演会）, 2008年12月, 日本語, 国内会議ヒトCYP2C9 およびCYP2C19の遺伝子多型による薬物代謝活性変化の解析口頭発表（一般）
- 第３１回日本分子生物学会年会・第８１回日本生化学会大会合同大会 ＢＭＢ２００８ 2008.12.9-12, 2008年12月, 日本語, 神戸国際展示場, 国内会議ヒトCYP2C19およびCYP3A5の遺伝子多型による薬物代謝活性変化の解析ポスター発表
- 第３１回日本分子生物学会年会・第８１回日本生化学会大会合同大会 ＢＭＢ２００８ 2008.12.9-12, 2008年12月, 日本語, 神戸国際展示場, 国内会議ヒトCYP2C18酵素タンパク質の大腸菌内安定発現とその酵素化学的性質ポスター発表
- 第8回産学官連携フェア, 2008年10月, 日本語, 北九州国際会議場, 国内会議固体基板上における人工生体膜の作製ポスター発表
- JSPS-SNSF International Seminar on Membranomics, 2008年09月, 日本語, 大阪大学 Σホール, 国内会議Integrated model biological membranes at the solid/ liquid interfaces[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- American Chemical Society 236th National Meeting, 2008年08月, 英語, (Philadelphia), 国際会議Micropatterned model biological membranes composed of polymerized and fluid lipid bilayers[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第３０回日本分子生物学会・第８０回日本生化学会大会 合同大会, 2007年12月, 日本語, パシフィコ横浜, 国内会議パターン化脂質膜に固定されたチトクロムＰ４５０を用いた酵素活性アッセイ法ポスター発表
- 日本生物物理学会第４５回年会, 2007年12月, 英語, パシフィコ横浜, 国内会議Immobilization of cytochrome P450 on micropatterned lipid bilayer substrates for the parallel assay of their activitiesポスター発表
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 神戸大学, 2024年04月01日 - 2027年03月31日パターン化人工膜とナノ空間を用いた細胞外小胞膜の再構成と膜タンパク質の解析
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 神戸大学, 2022年04月01日 - 2025年03月31日人工膜へのGタンパク質共役型受容体再構成法の確立
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 神戸大学, 2021年10月07日 - 2025年03月31日パターン化人工膜とナノ計測・ナノ操作を用いた光合成分子機構の研究植物の光合成初期反応の場であるチラコイド膜は、多様な膜タンパク質群が2次元膜に配置された超分子系である。2次元膜における動的な分子分布や超分子形成は、光合成機能の調節に本質的に重要でありながら解析が困難であり充分には理解されていない。本研究は、世界的にも研究代表者のみが持つチラコイド膜のパターン化作製技術とリーズ大学の持つナノ計測・ナノ操作技術を組み合わせて、パターン化人工膜に再構成された光合成関連分子の膜内分布、エネルギー移動、電子伝達機能をナノメートルスケールで制御、定量評価する技術を開発することを目指している。初年度には、リーズ大学のDr. Peter G. Adams、Dr. Stephen D. Evansらと日本研究グループとの間でオンライン形式でのミニシンポジウムを開催し、お互いの技術を紹介するとともに今後の共同研究の進め方を詳細に議論した。また、神戸大学グループよりリーズ大学にパターン化ポリマー脂質膜およびチラコイド膜を送付して、チラコイド・脂質ハイブリッド膜の導入および電気泳動の予備実験を行った。日本国内においても、研究代表者と研究分担者（出羽、高木）の打合せおよび予備実験（導電性ガラス基板表面におけるパターン化ポリマー膜の作製）を行った。これらの検討により今後、リーズ大学と共同でチラコイド膜の動的な2次元分子分布による光合成機能調節を、人工膜を用いて再現しナノメートルスケールで詳細に解析する新規手法論を検討する準備が整った。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 神戸大学, 2020年04月01日 - 2023年03月31日人工膜とナノ空間を用いて細胞膜の微小環境を再現し膜タンパク質分子物性を計測する細胞膜の微小ドメイン構造（ラフト）は、膜タンパク質の機能調節に重要な役割を果たすと考えられている。研究代表者は、ラフト領域と非ラフト領域が明確に分かれているパターン化人工膜を用いて、膜タンパク質のラフト親和性を定量する手法を開発した。本研究は、人工膜と接する厚さ100nm以下のナノ空間に、細胞内のような高濃度のタンパク質やリガンドが存在する微小環境を再現し、それらと膜タンパク質との結合・解離を1分子蛍光観察で定量的に評価することを目的とする。2021年度には、①人工膜とナノ空間を一体化したバイオチップ作製、②パターン化人工膜への膜タンパク質の再構成、に関する技術開発を行った。 ①人工膜とナノ空間を一体化したバイオチップ作製：人工膜としては、光重合性リン脂質を光リソグラフィー技術でUV重合することでポリマー脂質膜を作製した。ナノ空間は、厚さの制御された接着層（高密度な親水性高分子鎖（高分子ブラシ）を被覆したシリカ微粒子）を用いて人工膜とPDMSを結合することで作製した。粒径100nmのナノ粒子を用いることで、流動性脂質膜部位の膜とPDMSの間に同程度の厚さを持つナノ空間が形成された。 ②パターン化人工膜への膜タンパク質の再構成：細胞由来の膜断片（blebs）を用いて、哺乳類細胞の膜タンパク質を人工膜に直接導入する技術を開発した。精神疾患に関わる重要なGPCRであるドーパミン受容体（D2R）をCHO細胞に発現し薬剤処理で膜断片を形成した。PDMSとパターン化膜との隙間（クレフト）において、区画内に高密度のD2Rが導入され、分子が2次元拡散していることを確認した。また、D2Rが生理的な活性を持つことを二量体形成寿命、アンタゴニストの結合などで示すことができた。今後、細胞小胞（エクソソーム）についてもクレフトにおける平面膜形成を検討して、膜タンパク質を1分子計測できる系を確立したい。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 大阪大学, 2020年04月01日 - 2023年03月31日光受容体タンパク質が形成する超分子構造とシグナル伝達の分子動態機構の解明本研究では、光受容体ロドプシン(Rh)の光照射に伴う1分子レベルでの構造変化やRhとシグナル伝達分子であるG蛋白質トランスデューシン(Gt)との相互作用動態を高速原子間力顕微鏡(高速AFM)で捉えることを目指しており、昨年度、そのためのAFM赤外光てこ光学系や暗室AFM装置環境の構築を行い、また比較的規模の大きな2量体列構造を持つRhの試料調製も行った。そこで本年度はこれらを用いて、まず光照射に伴うロドプシン(Rh)の構造変化の観察を試みた。暗所において2量体から成る列構造を形成するRhを高速AFMで観察すると2つの輝点が列状に並んでいる様子が観察されるが、その観察中に外部から緑色光を照射したところ、輝点の見え方に変化が生じた。Rhは暗状態、明状態(活性化状態)のそれぞれの結晶構造がすでに明らかにされており、それらによると暗状態から明状態への構造変化に伴ってRhの細胞質側(C末端側)表面のループ構造が2量体内で近づくことが分かっている。そこでこれらの結晶構造をもとに高速AFM像の再構成を行った結果、Rh2量体の２つの輝点が近づくことが示された。このことから、高速AFMで観察された輝点の変化は光照射に伴うRhの構造変化に由来するものであると考えられる。 次にRhとGtの相互作用の高速AFM観察を行うために、暗所でGtを機械的に投与するためのAFMシステムの構築を行った。Gtをマイクロ流路へ通して微量精密ポンプでAFM観察チャンバーへと転送する機構を作製し、完全暗所でGtを安定かつ迅速に投与できるようになった。また、Gtとの相互作用を観察するには、高活性な機能を保持したRh超分子クラスターの構築も必要になるため、パターン化膜技術のAFM計測への応用も試みた。専用の治具を作製することでAFM観察に用いる極微小ガラスステージの表面にポリマー膜からなるパターンを形成することに成功した。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 新学術領域研究(研究領域提案型), 神戸大学, 2019年04月01日 - 2021年03月31日パターン化人工膜を用いた光合成分子機構の再構成と機能解析高等植物の光合成を行うチラコイド膜には、光合成電子伝達を通じて光エネルギーを化学エネルギーに変換する多様な分子群が2次元膜内に配置されている。本研究は、チラコイド膜における光合成関連タンパク質の動的な分子分布や超分子構造形成が光合成機能にどのように寄与するかを、分子レベルで定量的に解析できる革新的なin vitro評価技術として、固体基板表面に人工チラコイド膜を形成し高感度で機能解析する技術を開発した。そのため、光リソグラフィー技術によりパターン化形成されたポリマー脂質膜に、植物由来のチラコイド膜を導入した。チラコイド膜を高圧処理により断片化し、リン脂質ベシクルを融合促進剤として添加することでパターン化人工膜に導入できることを発見した。そして、チラコイド膜とリン脂質ベシクルの量比を調節することで、区画内に任意の密度でチラコイド膜を導入できることが分かった。電子受容体や阻害剤存在下でのクロロフィル蛍光計測から、光化学系II（PSII）の電子伝達活性の一部が保持されていることが示唆された。一方、低温蛍光観測の結果より、人工チラコイド膜において光化学系I（PSI）は複合体を維持しているものの、PSIIは反応中心と集光性クロロフィルタンパク質複合体（LHCII）が分離していることが示唆された。現在、低温での蛍光イメージング、高速AFMなどを用いて人工チラコイド膜における分子分布を検証しており、今後分子分布の精密計測・操作を通じて光合成機能における分子分布の役割を解明してゆきたい。
- 学術研究助成基金助成金／基盤研究(B), 2017年04月 - 2020年03月, 研究代表者競争的資金
- 科学研究費補助金／基盤研究(B), 2017年04月 - 2020年03月, 研究代表者競争的資金
- 学術研究助成基金助成金／挑戦的萌芽研究, 2015年04月 - 2017年03月, 研究代表者競争的資金
- 科学研究費補助金／基盤研究(B), 2014年04月 - 2017年03月, 研究代表者競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 室蘭工業大学, 2013年04月01日 - 2016年03月31日局所励起表面プラズモンを用いた極微量検体中ウイルスの並列検出に関する研究インフルエンザウイルスはサブタイプによって感染性や病原性が異なっているため，これを迅速に決定する手法の開発が重要である．本研究では，基板の表面に多種類の抗体を配置して，これとウイルスが結合することによって生じる屈折率変化を測定し，ウイルスの判別を行う手法を提案した．そして，これを実現する基盤技術の開発を行い，ウイルス検出を行う際の感度や安定性の向上，測定時間を短縮する原理の検証，抗体を配列させるための表面化学修飾プロセスの確立に成功した．
- 科学研究費補助金／基盤研究(C), 2012年04月 - 2015年03月競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 室蘭工業大学, 2010年 - 2012年局所励起表面プラズモンセンシングによるインフルエンザウイルス検出と感染性評価金属表面の顕微領域に局所励起した表面プラズモンを用いて金属表面の屈折率を測定する手法を用いて,微量検体に含まれるインフルエンザウイルスのサブタイプを判定する装置の開発を行った.理論計算によって,屈折率測定を行う領域の大きさが半径180nm 程度であること,7個程度のウイルスを測定対象としていることを示し,測定基板表面のモノクロナール抗体と特定のサブタイプのウイルスとの相互作用を有効屈折率の変化から捉えることに成功した.
- 科学研究費補助金／新学術領域研究, 2011年, 研究代表者競争的資金
- 科学研究費補助金／挑戦的萌芽研究, 2009年, 研究代表者競争的資金
- 科学研究費補助金／特定領域研究, 2009年, 研究代表者競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 独立行政法人産業技術総合研究所, 2006年 - 2007年固体基板上における集積型人工生体膜の作製生体膜は、脂質膜と膜タンパク質、裏打ちタンパク質などが組織化された構造を持ち、細胞内における情報伝達・エネルギー変換などの重要な機能を担っている。我々は、新しいモデル生体膜として、光リソグラフィー技術により光重合したポリマー脂質二分子膜と流動性脂質二分子膜をハイブリッド化するパターン化モデル生体膜作製手法を世界に先駆けて独自に開発した。「集積型人工生体膜」は、この独自技術を発展させることで膜タンパク質を含むパターン化モデル生体膜を構築し、生体膜機能を高精度に再現することを目指している。平成19年度には、集積型人工生体膜の実現に向けて、ポリマー脂質二分子膜の作製技術の改善、および界面活性剤を用いた流動性脂質膜組み込み技術の開発が行われた。ポリマー脂質二分子膜の作製技術については、光重合性ジアセチレン脂質のモノマーを基板に成膜する際、水面上に低温で脂質単分子膜を展開することが有効であることが確認された。一方、生体膜と同等の機能を発現する流動性脂質二分子膜の組み込みについては、これまで主にベシクル融合法によって基板表面に堆積されてきたが、脂質組成や膜タンパク質の存在によって基板表面への膜吸着が著しく阻害されるという問題があった。この問題を克服するために、炭素鎖の短いリン脂質(例:DHPC)を界面活性剤として加えることによって、ベシクルの二分子膜を部分的に可溶化した構造(バイセル)を形成し、基板表面への膜吸着を検討した。短鎖リン脂質存在下では基板表面への膜吸着がベシクルのみの場合に較べて著しく促進されることが分かった。さらに、この現象を利用してウサギ筋肉より得られた筋小胞体由来の脂質膜をパターン化された人工生体膜内に組み込むことに成功した。これらの技術は、集積型人工生体膜の作製において重要な役割を果たすものと期待される。
- ナノギャップ構造型基板特願2015-001194, 2015年01月16日, 大学長, 特許6400483, 2018年09月14日, 国内特許権
- シトクロムP450酵素代謝活性パターンによる化合物の毒性予測法特願2012-023269, 2012年02月06日, 大学長, 特許5930170, 2016年05月13日, 国内特許権
- 多様なチトクロムＰ４５０分子種の酵素活性を網羅的かつ高効率で測定する方法及びキット特願2011-529888, 2010年08月27日, 大学長, WO11027718, 2011年03月10日, 特許5713318, 2015年03月20日特許権
- ポリマー脂質二分子膜を用いた機能性基板特願2010-097027, 2010年04月20日, 特開2011-226920, 2011年, 特許5532229, 2014年05月09日, 国内特許権
- ベシクル融合法による光重合性脂質二分子膜の作製方法特願2009-004265, 2009年01月13日, 特開2010-163471, 2010年07月29日, 国内特許権
- 固定化チトクロムＰ４５０と酸素センサーを有する積層基板特願2009-201190, 2009年09月01日, 大学長, 国内特許権
- ＮＡＤＰＨ依存性酵素又は該依存性酵素により還元される酸化酵素の酵素活性を測定する方法及びキット特願2009-201187, 2009年09月01日, 大学長, 国内特許権
- 基板上に固定化された膜結合型チトクローム P450の活性測定特願2007-027382, 2007年02月06日, 大学長, 特開2008-187975, 2008年08月21日, 国内特許権
- 光重合性脂質膜による膜内分子の水平拡散制御特願2004-069864, 2004年03月12日, 特開2004-309464, 2004年11月04日, 国内特許権
研究シーズ
■ 研究シーズ- 人工生体膜チップの開発シーズカテゴリ：ライフサイエンス, 環境・農学, ナノテク・材料研究キーワード：生体膜, 人工生体膜, 膜タンパク質, 創薬, 診断研究の背景と目的：生体膜は、情報伝達、エネルギー変換など生命現象に必要不可欠な機能を担っています。しかし、生体膜は多くの脂質分子とタンパク質分子が協調して機能する動的な超分子系であるため、その構造や機能の理解が遅れています。私たちは、自己組織化現象、微細加工技術、計測技術を組み合わせて、生体膜の構造と機能を再現する「人工生体膜」を作製し、診断、食品・環境計測などに応用する技術を開発しています。研究内容：私たちは、生体膜を模倣した人工生体膜を、ガラス基板表面に形成する技術を開発しています。生体膜は多くの脂質分子が自己組織化現象により集合して形成される動的で不安定な膜構造です。私たちは、生体膜と同じ構造を持つ高分子膜（ポリマー脂質膜）と生体由来の脂質膜を微細加工技術により集積化して、生体膜の構造と機能を安定に模倣できるパターン化人工生体膜を開発しました（図1）。パターン化人工生体膜に膜タンパク質を再構成することで、生体膜で重要な役割を果たしている膜タンパク質の分子物性や機能を詳細に解析することができます。また、人工生体膜を厚さが極めて小さいナノ空間に封入することで、膜タンパク質や膜と相互作用する分子を超高感度に計測することが可能になります（図2）。この技術を利用して、超高感度な環境計測、診断技術を開発しています。
期待される効果や応用分野：生体膜の基本構造と機能を固体基板表面で再現するチップが実現すれば、生体膜の果たす多様な機能（情報伝達、エネルギー変換）をシミュレーションする人工生体膜を実現します。疾患に関連し医薬品の標的となる膜タンパク質を解析することで、創薬候補分子の評価が可能になります。また、膜表面での分子認識を利用して、特定の疾患マーカー分子や環境中分子を高感度で検出することが可能になるものと期待されます。関係する業績：【論文】 ・Small 14 (49), 1802804, (2018) ・Langmuir 32 (31), 7958-7964, (2016) ・Biophys. J. 109 (11), 2307-2316, (2015) 【特許】 ・特許6400483号「ナノギャップ構造型基板」 (2018) ・特許5532229号「ポリマー脂質二分子膜を用いた機能性基板」 (2014)
morigaki
port.kobe-u.ac.jp ※左記の「@」は画像ですので、ご利用の際はテキストの「@」を入力してください。
port.kobe-u.ac.jp ※左記の「@」は画像ですので、ご利用の際はテキストの「@」を入力してください。