Name: 化合物巨大ユニラメラ小胞の合成:核細胞の生体模倣モデル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-03T13:10:00.000+00:00
Duration: 10 min 10 s
Description: 学ぶ化合物巨大ユニラメラ小胞の合成法と電気流体力学特性。電気形成と浸透圧ショックを用いて核細胞を模倣する小胞内小胞構造を作製し、生体細胞への電場応用技術の理解を深める。

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<ol><li>Dimova, R. Chapter one - Giant vesicles: A biomimetic tool for membrane characterization. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDimova%2C+R+%22Advances+in+planar+lipid+bilayers+and+liposomes%22">Advances in planar lipid bilayers and liposomes</a>. Iglic, A. 16, 1-50 (2012).</li>
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<li>Nair, K. S., Bajaj, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+giant+unilamellar+vesicle+preparation+techniques+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Advances in giant unilamellar vesicle preparation techniques and applications.</a> Adv Colloid Interface Sci. 318, 102935(2023).</li>
<li>Göpfrich, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-pot+assembly+of+complex+giant+unilamellar+vesicle-based+synthetic+cells%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Synth+Biol%22%5BJournal%5D)">One-pot assembly of complex giant unilamellar vesicle-based synthetic cells.</a> ACS Synth Biol. 8 (5), 937-947 (2019).</li>
<li>Chen, S., Sun, Z. G., Murrell, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+reconstitution+of+the+actin+cytoskeleton+inside+giant+unilamellar+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">In vitro reconstitution of the actin cytoskeleton inside giant unilamellar vesicles.</a> J Vis Exp. (186), e64026(2022).</li>
<li>Merkle, D., Kahya, N., Schwille, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstitution+and+anchoring+of+cytoskeleton+inside+giant+unilamellar+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22ChemBioChem%22%5BJournal%5D)">Reconstitution and anchoring of cytoskeleton inside giant unilamellar vesicles.</a> ChemBioChem. 9 (16), 2673-2681 (2008).</li>
<li>Fink, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+cues+govern+shape+and+cytoskeletal+organization+in+giant+unilamellar+lipid+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Synth+Biol%22%5BJournal%5D)">Extracellular cues govern shape and cytoskeletal organization in giant unilamellar lipid vesicles.</a> ACS Synth Biol. 12 (2), 369-374 (2023).</li>
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<li>Maoyafikuddin, M., Pundir, M., Thaokar, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Starch+aided+synthesis+of+giant+unilamellar+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Phys+Lipids%22%5BJournal%5D)">Starch aided synthesis of giant unilamellar vesicles.</a> Chem Phys Lipids. 226, 104834(2020).</li>
<li>Shi, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphological+transformations+of+vesicles+with+confined+flexible+filaments%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Morphological transformations of vesicles with confined flexible filaments.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 120 (18), e2300380120(2023).</li>
<li>Litschel, T., Schwille, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+reconstitution+inside+giant+unilamellar+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Biophys%22%5BJournal%5D)">Protein reconstitution inside giant unilamellar vesicles.</a> Annu Rev Biophys. 50, 525-548 (2021).</li>
<li>Kurihara, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-reproduction+of+supramolecular+giant+vesicles+combined+with+the+amplification+of+encapsulated+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Chem%22%5BJournal%5D)">Self-reproduction of supramolecular giant vesicles combined with the amplification of encapsulated DNA.</a> Nat Chem. 3 (10), 775-781 (2011).</li>
<li>Zong, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fissionable+artificial+eukaryote-like+cell+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Chem+Soc%22%5BJournal%5D)">A fissionable artificial eukaryote-like cell model.</a> J Am Chem Soc. 139 (29), 9955-9960 (2017).</li>
<li>Zong, W., Li, Q., Zhang, X., Han, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deformation+of+giant+unilamellar+vesicles+under+osmotic+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+Surf+B%3A+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Deformation of giant unilamellar vesicles under osmotic stress.</a> Colloids Surf B: Biointerfaces. 172, 459-463 (2018).</li>
<li>Shin, J., Jang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multicompartment+synthetic+vesicles+for+artificial+cell+applications%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Eng+Mater%22%5BJournal%5D)">Multicompartment synthetic vesicles for artificial cell applications.</a> ACS Appl Eng Mater. 2 (12), 2758-2770 (2024).</li>
<li>Riske, K. A., Dimova, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electro-deformation+and+poration+of+giant+vesicles+viewed+with+high+temporal+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys+J%22%5BJournal%5D)">Electro-deformation and poration of giant vesicles viewed with high temporal resolution.</a> Biophys J. 88 (2), 1143-1155 (2005).</li>
<li>Maoyafikuddin, M., Kulkarni, S. V., Thaokar, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+method+and+high+salt+concentration+can+affect+electrodeformation+of+GUVs+under+strong+pulsed+DC+fields%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Omega%22%5BJournal%5D)">Synthesis method and high salt concentration can affect electrodeformation of GUVs under strong pulsed DC fields.</a> ACS Omega. 10 (7), 6427-6436 (2025).</li>
<li>Behera, N., Thaokar, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Numerical+modeling+of+giant+pore+formation+in+vesicles+under+msPEF-induced+electroporation%3A+Role+of+charging+time+and+waveform%5BTitle%5D)+AND+%22Bioelectrochemistry%22%5BJournal%5D)">Numerical modeling of giant pore formation in vesicles under msPEF-induced electroporation: Role of charging time and waveform.</a> Bioelectrochemistry. 164, 108926(2025).</li>
<li>Kumar, R., Chakrabarti, R., Thaokar, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compound+giant+unilamellar+vesicles+as+a+bio-mimetic+model+for+electrohydrodynamics+of+a+nucleate+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Compound giant unilamellar vesicles as a bio-mimetic model for electrohydrodynamics of a nucleate cell.</a> Soft Matter. 20 (35), 6995-7011 (2024).</li>
<li>Sinha, K. P., Thaokar, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrohydrodynamics+of+a+compound+vesicle+under+an+AC+electric+field%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics%22%5BJournal%5D)">Electrohydrodynamics of a compound vesicle under an AC electric field.</a> Journal of Physics. 29 (27), 275101(2017).</li>
<li>Méléard, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bending+elasticities+of+model+membranes%3A+Influences+of+temperature+and+sterol+content%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys+J%22%5BJournal%5D)">Bending elasticities of model membranes: Influences of temperature and sterol content.</a> Biophys J. 72 (6), 2616-2629 (1997).</li>
<li>Dimova, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+developments+in+the+field+of+bending+rigidity+measurements+on+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Recent developments in the field of bending rigidity measurements on membranes.</a> Adv Colloid Interface Sci. 208, 225-234 (2014).</li>
<li>Needham, D., McIntosh, T. J., Evans, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermomechanical+and+transition+properties+of+dimyristoylphosphatidylcholine%2Fcholesterol+bilayers%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Thermomechanical and transition properties of dimyristoylphosphatidylcholine/cholesterol bilayers.</a> Biochemistry. 27 (13), 4668-4673 (1988).</li>
<li>Almeida, P. F. F., Vaz, W. L. C., Thompson, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateral+diffusion+in+the+liquid+phases+of+dimyristoylphosphatidylcholine%2Fcholesterol+lipid+bilayers%3A+a+free+volume+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Lateral diffusion in the liquid phases of dimyristoylphosphatidylcholine/cholesterol lipid bilayers: a free volume analysis.</a> Biochemistry. 31 (29), 6739-6747 (1992).</li>
<li>de Meyer, F., Smit, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+cholesterol+on+the+structure+of+a+phospholipid+bilayer%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Effect of cholesterol on the structure of a phospholipid bilayer.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 106 (10), 3654-3658 (2009).</li>
<li>Kraske, W. V., Mountcastle, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+cholesterol+and+temperature+on+the+permeability+of+dimyristoylphosphatidylcholine+bilayers+near+the+chain+melting+phase+transition%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">Effects of cholesterol and temperature on the permeability of dimyristoylphosphatidylcholine bilayers near the chain melting phase transition.</a> Biochim Biophys Acta. 1514 (2), 159-164 (2001).</li>
<li>Corvera, E., Mouritsen, O. G., Singer, M. A., Zuckermann, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+permeability+and+the+effect+of+acyl-chain+length+for+phospholipid+bilayers+containing+cholesterol%3A+theory+and+experiment%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">The permeability and the effect of acyl-chain length for phospholipid bilayers containing cholesterol: theory and experiment.</a> Biochim Biophys Acta. 1107 (2), 261-270 (1992).</li>
<li>Kamiya, K., Osaki, T., Takeuchi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+vesicles-in-a-vesicle+with+asymmetric+lipid+components+using+a+pulsed-jet+flow+method%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Formation of vesicles-in-a-vesicle with asymmetric lipid components using a pulsed-jet flow method.</a> RSC Advances. 9 (52), 30071-30075 (2019).</li>
<li>Doğan Güzel, F., Kaur, J., Zendeh, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cheap+portable+electroformed+giant+unilamellar+vesicles+preparation+kit%5BTitle%5D)+AND+%22J+Liposome+Res%22%5BJournal%5D)">Cheap portable electroformed giant unilamellar vesicles preparation kit.</a> J Liposome Res. 33 (2), 183-188 (2023).</li>
<li>Kaur, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-chip+label-free+impedance-based+detection+of+antibiotic+permeation%5BTitle%5D)+AND+%22IET+Nanobiotechnol%22%5BJournal%5D)">On-chip label-free impedance-based detection of antibiotic permeation.</a> IET Nanobiotechnol. 15 (1), 100-106 (2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Cholesterol (Sigma grade, 99%)</td><td>Avanti Polar Lipids, Inc.</td><td>C8667</td><td>sGUV合成用</td></tr><tr><td>Choloroform</td><td>Merck Life Science Pvt. Ltd.</td><td>DA2P711602</td><td>リピッドストック溶液の調製溶媒用</td></tr><tr><td>DMPC</td><td>Avanti Polar Lipids, Inc.</td><td>850345C</td><td>sGUV合成用</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Hayman</td><td>F204325</td><td>ITOスライドの洗浄用</td></tr><tr><td>FITC-DEXTRAN (4 Kda-MW)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>466994</td><td>cGUVの内側の小胞内へのカプセル化用</td></tr><tr><td>Glucose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G-7021</td><td>グルコース溶液の調製用、ショ糖溶液に懸濁されたsGUVへの浸透圧ショック用</td></tr><tr><td>Liss Rhod PE</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>810150C-1MG</td><td>脂質分子の染色用</td></tr><tr><td>Nile red</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>72485</td><td>cGUVとsGUV膜の染色用</td></tr><tr><td>Sodium chloride (NaCl)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1936060521</td><td>塩溶液の調製用、cGUVのコンパートメントの導電性の変更用</td></tr><tr><td>Sucrose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9378</td><td>電形成チャンバーの水和媒体としてのショ糖溶液用</td></tr><tr><td>機器</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cavity slides</td><td>Blue star</td><td></td><td>cGUVサスペンションの顕微鏡観察用</td></tr><tr><td>cMOS pco.edge 4.2 camera</td><td>Excelitas</td><td>61009524</td><td>蛍光単色画像とDICイメージング用</td></tr><tr><td>Cover slip (22 x 60 mm)</td><td>Blue star</td><td></td><td>キャビティスライドのカバー用</td></tr><tr><td>Eppendrof Electrofusion chamber</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>sGUVサスペンションを電気形成および顕微鏡観察用にチャンバーに入れる、他の単純なチャンバーも使用可能</td></tr><tr><td>Function generator (Dual channel)</td><td>Tektronix</td><td>AFG3022C</td><td>AC電界を電形成チャンバーに送るためのファンクションジェネレーター</td></tr><tr><td>Incubator</td><td>local customised</td><td></td><td>40℃に設定された電形成チャンバー</td></tr><tr><td>ITO slides</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>576352-10PAK</td><td>電形成法で使用するITOスライド</td></tr><tr><td>Nikon Eclipse inverted microscope</td><td>Nikon</td><td>TE2000-U</td><td>sGUVとcGUVの視覚化用</td></tr><tr><td>Silicone sheet (3 mm thickness)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>GF49463141</td><td>電形成チャンバーの間隔用</td></tr><tr><td>Syringe (2 mL)</td><td>Becton Dickinson India Pvt Ltd.</td><td>300844</td><td>水和媒体の注入およびsGUVの電形成チャンバーからの回収用</td></tr><tr><td>Zeiss confocal microscopy setup</td><td>Central facility of IIT Bombay</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

化合物巨大ユニラメラ小胞の合成:核細胞の生体模倣モデル

Synthesis of Compound Giant Unilamellar Vesicles: A Biomimetic Model of Nucleate Cells

A simple Giant unilamellar vesicle (sGUV) is a micron-sized spherical vesicle, which is composed of a lipid bilayer that encloses an aqueous solution ...

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

液滴界面の脂質二重層に対するマイクロ流体噴射は、膜の非対称性、膜貫通タンパク質の取り込み、および材料のカプセル化を制御して小胞を生成するための信頼できる方法を提供します。この技術は、区画化された生体分子が所望される生体系の様々な研究に適用することができる。...

マイクロ流体ジェッティングを使用して、脂質二重層小胞の生成

電鋳し、ゲル支援腫れ - 巨人層小胞（GUVs）に貫通タンパク質、KvAPの再構成は、2脱水 - 再水和法について実証されている。両方の方法では、タンパク質を含む小さな単層小胞を蛍光顕微鏡法およびパッチクランプ電気生理学によって研究することができるGUVsを形成するために一緒に融合される。...

膜貫通タンパク質の再構成、顕微鏡およびパッチクランプ研究のための巨大単膜小胞への電位依存性イオンチャネル、KvAP、

ジャイアントベシクルは、マイクロメートルサイズの成分を高度に詰め込んだ有用な細胞モデルです。油中水型エマルジョン遠心分離法は、カプセル化された材料で巨大小胞を調製するためのシンプルで強力なツールです。...

油中水型エマルションの遠心分離により巨大ベシクルカプセル化微小球の調製

ローカライズされたカルシウム イオン勾配を使用して小胞の非接触マイクロマニピュレーション用手法を提案します。巨大な脂質ベシクルの近くのカルシウム...

ローカライズされたカルシウム イオン勾配に対応した膜小胞の膜を改造

我々は、巨大な小胞(GV)内の細菌の単細胞培養を実証する。細菌細胞を含むGVは液滴転写法により調製し、ガラス基板上の支持膜上に固定化し、細菌増殖を直接観察した。このアプローチは、他の細胞にも適応可能である。...

巨小胞内部の単細胞レベルにおける細菌細胞培養

プロトコルの目的は、マイクロピペット吸引によって巨大小胞の膜機械的特性を確実に測定することである。...

マイクロピペット吸引による電気形成による巨大ユニラメラハイブリッド小胞の閉塞と機械的性質の測定

この記事では、細胞骨格タンパク質を内包した巨大な単層小胞を迅速に生産するための簡単な方法を紹介します。この方法は、閉じ込めおよび細胞骨格 - 膜相互作用における細胞骨格構造のボトムアップ再構成に有用であることが証明されている。...

巨大な単層小胞内の再構成された細胞骨格の迅速なカプセル化

本稿では、F-アクチン細胞骨格を巨大な単層脂質小胞(リポソームとも呼ばれる)に封入する実験技術と、リポソーム膜の内小葉に皮質生物模倣型F-アクチン層を形成する方法を示す。...

インビトロ 巨大単層小胞内のアクチン細胞骨格の再構成

この初心者向けガイドでは、液滴移動法による巨大単層小胞(GUV)の調製に関する一般的なプロトコルを紹介し、重要なステップについて説明し、合成生物学やマイクロロボティクスなどのさまざまな用途に必要な調整に役立つ洞察を提供します。...

液滴移動法による巨大単層小胞の確実な作製

この記事では、相分離された巨大小胞内の細胞骨格ネットワークの単純なワンポット再構成を紹介します。この方法は一般化でき、広範囲の生体分子のカプセル化または閉じ込めに適用できます。...

インビトロ Phase Separated Giant Unilamellar Vesicles(GUV)内部の細胞骨格ネットワークの再構成

学ぶ化合物巨大ユニラメラ小胞の合成法と電気流体力学特性。電気形成と浸透圧ショックを用いて核細胞を模倣する小胞内小胞構造を作製し、生体細胞への電場応用技術の理解を深める。

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