2019 Fiscal Year Research-status Report
Biomembrane shape regulation by proteins
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17K05607
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野口 博司 東京大学, 物性研究所, 准教授 (00514564)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生物物理 / ソフトマター / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近、BARスーパーファミリータンパク質をはじめ、局所的に曲げるタンパク質が見つかっている。本研究では多数の膜タンパク質分子の協同的な振る舞いに注目して、膜の形状がどのように制御されているかを、主に数値シミュレーションを用いて探求する。
２０１９年度はタンパク質の吸着による生体膜の基板からの剥離とその後のベシクル形成について研究した。タンパク質annexinsの吸着により、脂質膜が基板から剥離することが最近実験で報告されている。annexinsの種類によってロール状や球状の構造を形成する。タンパク質の吸着によって膜に自発曲率が生じると考え、その効果をメッシュレス膜模型を用いた粗視化シミュレーションによって調べた。その結果、ロール状の構造は等方的な自発曲率の膜では不安定し、ベシクルが形成されることがわかった。このベシクル形成は実験で見られる球状構造とよい一致を示している。ロール状構造形成は異方的な自発曲率によることが示唆される。また、実験で見られている凹状の基板状の膜構造は、汚れなどによって膜の一部がピン付けされていることを考慮すれば、再現できることを示した。
基板がない場合における等方的な自発曲率をもつ膜の形態を理論とシミュレーションを用いて調べた。理論的にカップ状膜からベシクルへの形態転移点の膜面責が自発曲率によって小さくなることや、カップ状膜の形状からガウス弾性率が求まることなどを明らかにした。
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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
理由
計画通り、膜の剥離についての研究を遂行した。他の研究についても順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
２０２０年度は、タンパク質の吸着とともに脱離も起こる場合の膜のダイナミクスを中心に研究を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
３月の物理学会が現地開催中止になったため残額が生じた。
次年度の成果発表のために用いる計画である。
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