2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K13725
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
井出 徹 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (60231148)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | チャネル蛋白 / 単一チャネル電流計測 / バイオセンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、金属電極表面に固定したチャネル蛋白の活性を迅速に測定可能となる装置の開発を目指している。研究計画は、先行研究の結果を踏まえて、大きくは（ⅰ）人工膜形成法の改良（ⅱ）チャネル蛋白組み込み法の改良（ⅲ）マイクロタス技術との融合・測定の自動化に分けられる。
（ⅰ）膜形成法の改良：人工膜を金属電極と水溶液の界面に形成するために、前年度に引き続き電極の素材、形状、修飾法を検討した。電解研磨した金電極の他に、金線先端をハサミで斜めに切断したものを用いても良好な結果が得られた。何れの場合も安定な二重層膜形成が見られ、グラミシジン等のチャネル形成ペプチドによる単一チャネル電流計測も容易に行うことが出来た。以上をまとめて論文発表した。
（ⅱ）チャネル蛋白組み込み法の改良： 上記電極表面に界面活性剤を用いて精製したチャネル蛋白をHis-tagを介して結合させ、人工膜に再構成した。電極表面に脂質二重層膜が形成されるのとほぼ同時にチャネル蛋白が膜中に組み込まれることを確認した。BK、P2X4等のヒトチャネル蛋白の組込に成功しており、賦活剤、阻害剤による活性の制御も測定可能となった。以上の結果をまとめて学術論文を投稿中である。
（ⅲ）マイクロタス技術との融合:マイクロ流路技術との融合に向けて、電極先端の形状検討を行った。ガラス管を用いた微小電極をモデルとして、水溶液の流動に耐え得る膜形成法（電極の形状）を検討した。これを用いて、チャネル形成ペプチドの活性測定が安定して行えるようになった。また、上記(ⅰ)(ⅱ)を自動化することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書に記載したとおりの進度で研究が進行している。計画にはなかった新たな手法の発見にも成功しており、予定していた性能は十分に開発し得たと考えている。また、測定の自動化にも成功しており、将来の汎用的なデバイス作製に向けて、予想以上の成果を得たと言って良い。
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| Strategy for Future Research Activity |
測定装置の要素技術（電極、流路等）は概ね開発し得たと考えている。実際の薬理測定への応用に向けて、生理的に重要と思われる多種類のチャネル蛋白への適用の可否を検討する。また、さらなる効率化を図るために、装置の並列化、小型化を検討する。
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| Causes of Carryover |
測定装置の要素技術（電極、流路等）は概ね開発し得たと考えている。実際の薬理測定への応用に向けて、生理的に重要と思われる多種類のチャネル蛋白への適用の可否を検討する。また、さらなる効率化を図るために、装置の並列化、小型化を検討する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
蛋白発現用細胞の購入に約20万円、金線等材料費に約15万円、分子生物学、生化学試薬の購入に約20万円使用する予定。
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Research Products
(4 results)
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[Presentation] Single molecule measurement of ion-channel proteins. .2017
Author(s)
Toru Ide, Saki Nomura, Minako Hirano, Junnya Ichinose, Hiroaki Yokota
Organizer
The Joint symposium of 9th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics, and 6th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
Place of Presentation
東北大学
Year and Date
2017-03-07 – 2017-03-07
Int'l Joint Research / Invited
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