2013 Fiscal Year Research-status Report
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25800239
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Suzuka National College of Technology |
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Principal Investigator |
丹波 之宏 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50436911)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 脂質膜 / ポア形成 / フラボノイド |
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| Research Abstract |
ある種のペプチドや小分子は、脂質膜の構造変化を誘起し脂質膜に孔（ポア）を形成させる。これらの外来物質がどの様なメカニズムで生体膜のバリア機能を破壊し膜中にポアを形成するのか、またどの様な構造のポアを誘起するのかは興味深く、その脂質膜との相互作用の研究が活発に行われてきたが未だ不明な点が多い。従来このような研究に困難があった点は次の２点にある。１つは外来物質が脂質膜に誘起するポアの直径が多くの場合数十nm～数nmと微小であり、その構造の詳細が得難かったこと。もう１つは、ポア形成の初期段階が33ms以下で起きるなど非常に高速であったため通常の計測方法ではポアの動的構造を捉えきれなかった事があげられる。これらの困難のうちポアの大きさについては、我々が発見したフラボノイドの一種であるエピガロカテキンガレート（EGCg）が脂質膜に誘起するポアは直径数micromと巨大であり、光学顕微鏡によるポア構造の可視化が可能である。そこで本プロジェクトでは、非常に高速で起こるポアの形成初期段階を含めたEGCgが脂質膜に誘起するポアの動的構造の詳細や、その力学的安定性を明らかにする。平成25年度は、まず数msの時間分解能でGUVの脂質膜の状態をイメージングする測定系を作り上げた。これは、脂質膜に少量の蛍光プローブが混合されたGUVを作成し、これを蛍光顕微鏡を介した高解像度、高速撮影が可能なCMOSカメラにより測定する事で可能にした。次いで、単一GUV法により脂質膜とEGCgの相互作用を測定し、EGCgが脂質膜に誘起したポア構造を、形成初期段階からイメージングすることに成功した。その相互作用の詳細は検討中であるが、この結果はEGCgが脂質膜に誘起したポアの形成メカニズムを考える上のみではなく、脂質膜の安定性を考える上でも非常に示唆に富んだものとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本プロジェクトは平成25年度が初年度である。第一に、数msの時間分解能でGUVの脂質膜の状態を観測・記録・解析できうる実験系を作成すること。第二に、この実験系を用いてEGCgがGUVの脂質膜に誘起したポアの動的構造を、その形成初期段階から明らかにすること。第三に、ポア構造の安定性にEGCg濃度や脂質膜中のコレステロール濃度が与える影響を調べることを目指した。
現在のところ、第一、第二段階まで研究は達せられている。しかし、EGCgと脂質膜の相互作用の詳細は検討中であり、ポアの構造安定性にEGCgが与える影響や膜中のコレステロールの存在が与える影響については、まだ十分な知見を得ているとは言えない。そこで平成26年度は25年度に引き続き、EGCgが脂質膜に誘起したポア構造の安定性について調べる。これは実験の進行具合としては概ね計画通りあるいは若干遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度は25年度に引き続き、EGCgが脂質膜に誘起したポア構造の安定性について調べる。さらに、マイクロピペットを用いて引っ張り張力を与えた脂質膜や、基盤支持膜とEGCgとの相互作用も合わせて調べる。これら実験計画には、当初計画からの大きな変更点はない。また、これらの測定結果を元にポアの安定性についての力学モデルを構築し、ポアの縁に働く線張力などにEGCgが与える影響など、ポアの力学的安定性にEGCgが与える影響の詳細を明らかにする。研究の進捗状況は、若干遅れ気味であるが、実験系の構築は完了しており、以後の効率的な研究の推進が可能である。
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