| 研究概要 |
リポソーム内で伸長する微小管と膜面との相互作用によって、リポソームがφ形に変形することが実験的に知られている。本研究では膜の曲げ弾性理論を取り込んだジョイント-セグメントモデルを用いて,伸長する微小管を含むリポソームのモデル化を行った。そしてこのモデルを用いて、系の温度とリポソームの浸透圧、微小管の長さを変化させて、φ形のリポソームがどのような条件で発生するかを、モンテカルロシミュレーションの技法を用いて解析した。解析は有限温度において行い、熱揺らぎによるリポソームの形状転移を調べた。
その結果、微小管が伸長する過程において、球形からレモン形を経てロリポップ形に至る形状転移と、ロリポップ形から棒状形に変形する2つの転移が存在することが明らかになった。また実験系で観察されるφ形のリポソームは、微小管が伸長して膜面を押し出す過程における、遷移的な形状であることが分かった。すなわちφ形はエネルギー的に準安定な状態であり、時間が経てばよりエネルギーの低いロリポップ形に落ち着いていくことが明らかとなった。このφ形からロリポップ形への緩和は実験によっても観察されている。また微小管と膜面との引カ相互作用は、膜面上の突起の形成における必要条件ではなく、むしろリポソーム内部の圧力が外部よりも大きくなること、あるいはリポソームの体積が一定値に保たれることが重要であることが分かった。
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