2016 Fiscal Year Annual Research Report
Coupling between order formation and motion of charged lipid membranes under nonequilibrium state
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26800222
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
下川 直史 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (20700181)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | リン脂質 / ベシクル / リポソーム / 脂質二重膜 / 相分離 / 膜変形 / 静電相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リン脂質から成る脂質二重膜は細胞膜・生体膜のモデル系として広く注目されている。多成分のリン脂質から成る脂質二重膜では、十分に低い温度で組成の不均一な相分離構造が形成される。多くの相分離研究では電気的に中性なリン脂質が使われてきている。本研究課題では、親水頭部にイオンを有する荷電脂質を含む脂質膜での相挙動・変形挙動・運動を明らかにすることを目的とし研究を進めてきた。
最終年度は（１）荷電脂質を含む脂質二重膜での多価カチオンが誘起する相分離、（２）荷電脂質を含む脂質二重膜での張力誘起の相分離、（３）脂肪酸を含む脂質二重膜での相分離を行ってきた。
（１）では加える塩の価数に応じて相分離の起きやすさが大きく変化することがわかった。添加するカチオンの価数・大きさ・水との親和性が重要になることが明らかになり、今後より詳細に実験を進めていく予定である。（２）では浸透圧により張力がかかった脂質膜において相分離を観察した。特に親水頭部のイオン化度合いに応じて、特徴的な三相分離が形成されることがわかった。（３）では脂肪酸を含む脂質膜での相分離を観察した。パルミチン酸、トランス脂肪酸であるエライジン酸は相分離ドメインを硬化させ、オレイン酸、分枝構造を有するフィタン酸はドメイン界面張力を大幅に下げ特徴的な相分離パターンを形成することがわかった。
研究期間全体を通して、荷電脂質膜の相分離と膜変形のカップリング、電場の印可によるエマルションの往復運動など、相分離・膜変形・運動が密に連携しあった物理化学現象を明らかにしていくことができたと考えている。
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