2013 Fiscal Year Research-status Report
油中水滴接触膜を応用したイオンチャネル機能に対する脂質効果の一分子解析
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25440067
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
岩本 真幸 福井大学, 医学部, 助教 (40452122)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生体膜 / １分子計測 / チャネル / 脂質 |
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| Research Abstract |
本研究では細胞膜に普遍的に存在する膜タンパク質・イオンチャネルを用い、細胞膜脂質による機能修飾メカニズムを最もミクロなレベルで追究することを目指す。本年度はそのために必要な測定技術、脂質二重膜環境を自在にコントロールできる一分子機能計測プラットフォームの確立を試みた。これまでの試行的実験では、油中水滴の油水界面に脂質単分子層を形成させ、2つの油中水滴同士を接触させて作製した接触膜（脂質二重膜）にKcsAチャネルを挿入し、単一チャネル電流を測定することに成功している。これをさらに発展させ、2つの脂質単分子層に異なる種類の脂質を用いて非対称膜を作製し、その膜へのKcsAチャネルの再構成、および単一チャネル電流の測定を行った。本研究ではリポソーム溶液を充填した２本のガラスピペット先端を油層（ヘキサデカン）に浸し、各ピペット先端に膨らませた油中水滴同士を接触させることで接触膜を作製するユニークな方法を採用した。これは、電流測定中に接触膜両側の溶液をピペット内液の溶液交換によって変化させることを可能にするための工夫である。本法で作製した非対称膜中でのKcsAチャネル単一チャネル電流特性を調べたところ、張り合わせ法（Montal法）と呼ばれる従来法で作製した非対称膜中とほぼ同一であった。また張り合わせ法では、作製した非対称膜が一旦破れると再度多くの実験操作をやり直さなければならいが、本法では各ピペット先端に新しい溶液を再度膨らませて両者を接触させるだけなので非常に簡便であった。次年度以降、この測定法を応用して膜脂質とイオンチャネルの相互作用について一分子レベルで解析したい。
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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
当初の予定通り、様々な脂質二重膜環境を簡便に再現して単一チャネル電流を計測できる測定系を確立することができた。またこの測定法の妥当性を、従来の測定法でのデータが蓄積しているKcsAチャネルの単一チャネル電流の計測によって示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度開発した測定系を応用し、非対称膜組成の系統的な変化に対応するKcsAチャネルの単一チャネル電流特性の変化を解析する。また、従来の脂質平面膜法では困難であった、電流測定中に溶液条件を瞬間的に変化させる測定も並行して行いたい。迅速溶液交換が可能となれば、本法をイオンチャネルのみならず様々な膜輸送タンパク質の機能解析にも適用できるため、その可能性を模索したい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
消耗品が予定よりも少なかったため。
消耗品費に充てる。
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