Membrane potential-loaded structure of voltage-gated channels: Development of membrane potential-loaded synthetic membrane and single-particle structural analysis

• Project/Area Number: 24K21270
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 老木 成稔 福井大学, 高エネルギー医学研究センター, 特命教授 (10185176)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 宏明 中央大学, 理工学部, 教授 (20372427) ; 竹田 一旗 京都大学, 理学研究科, 准教授 (30332290) ; 岩本 真幸 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (40452122) ; 米倉 功治 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50346144)
• Project Period (FY): 2024-06-28 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2026: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000); Fiscal Year 2025: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2024: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
• Keywords: 脂質2重膜 / イオンチャネル / 膜物性 / 膜張力 / 接触バブル2重膜法

Outline of Research at the Start

ニューロンなどの活動電位は、電位依存性チャネルが膜電位に応答して構造変化することに起因する。したがってこの構造変化を明らかにすることがニューロン機能の本質にかかわる。電位依存性チャネルの膜電位無負荷の構造（膜電位ゼロ構造）はすでに解かれているが、膜電位負荷状態での構造（膜電位負荷構造）は未だ得られていない。本研究の目的は、膜電位を安定に負荷し、構造解析が可能な実験系を確立することである。従来の不完全な膜電位負荷法を改善するための原理はすでに確立している。これを構造解析に適用できるよう、大量、均一なサンプルを作成する技術的な方法を確立することが本研究の概要である。