2017 Fiscal Year Research-status Report
Exploring the molecular mechanism of the membrane lipid dependent gating of ion channels
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17K07360
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
岩本 真幸 福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (40452122)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | チャネル / 膜 / 脂質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞膜を貫通したイオン専用の移動路を形成するイオンチャネル蛋白質は、細胞機能に必須の膜電位形成のみならず、神経伝達物質の放出や筋収縮を引き起こすなど、その役割は広範に及ぶ。イオンチャネルの活性（移動路の開閉）は細胞内外からの様々な刺激によって制御されるが、存在場所の細胞膜の脂質組成が活性を左右することも定性的に知られてきた。本研究では、イオンチャネル活性に対する細胞膜脂質の効果を定量的に解析し、これまで明らかにされていない脂質効果の分子メカニズム解明を目指し、細胞膜脂質組成の時空間的変化が活性制御に寄与する可能性について検討する。
定量的解析には、膜脂質組成を厳密に制御・変動させつつチャネル活性を解析する必要があるが、今年度は過去に報告した独自の人工膜実験法（CBB法）を応用し、膜脂質組成を瞬時に変更する手法を開発した。CBB法で形成される脂質二重膜は、内部の疎水性領域が膜の末端で開放されている特徴がある。この点に着目し、脂質などの疎水性物質を開放部から膜内部に直接灌流する方法を試みた。実際に開放部に向けてコレステロールを灌流したところ、それが瞬時に脂質二重膜に組み込まれることが確認できた。また脂質のみならず、細胞膜に作用する疎水性の高い抗生物質も同様の灌流で膜に組み込むことができた。今回開発した「膜灌流」という新しい発想に基づく膜実験法は、膜脂質組成の動的側面とその生理的意義の解明、さらには、細胞膜に作用する様々な内・外因性化合物の作用メカニズムへのアプローチといった研究への応用が期待できる。
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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
本研究を推進していくための基盤的な実験システムを予定通り開発でき、実際にイオンチャネルを用いてデータ取得が可能であることが示されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した膜実験システムを応用し、研究計画通りイオンチャネルを様々な膜環境に置いて基本特性に対する影響を定量的に評価する。必要に応じてイオンチャネルに変異を導入し、膜脂質とチャネルの相互作用がどのようなメカニズムで起きているのか検討を進める。
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| Causes of Carryover |
平成29年度の消耗品の使用量が想定よりも少なかったため。その分の消耗品は平成30年度以降に必要となる見込みである。
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