| 研究課題/領域番号 |
21K14505
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分28040:ナノバイオサイエンス関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小宮 麻希 東北大学, 電気通信研究所, 特任助教 (00826274)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 人工細胞膜 / イオンチャネル / 蛍光イメージング / 膜物性 / 薬剤スクリーニング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々は，これまでの先行研究において，有機ナノ粒子を包埋した脂質二分子膜に対して膜平行電圧を印加すると，有機ナノ粒子由来の膜貫通方向の電流が増強されるという新規現象を見出し報告してきた．しかし，その作用機構については明らかとなっていない．本研究では，この作用原理について，脂質二分子膜の膜物性の観点から調査し，さらに，この膜平行電圧という新たな摂動を生体ナノ材料であるイオンチャネルを標的とした解析系へと展開する．それにより，膜平行電圧がイオンチャネルの開孔制御因子として機能し，薬剤スクリーニングといった医療的応用性の高いイオンチャネル解析系に有用であることを示す．
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| 研究成果の概要 |
我々は人工細胞膜系において膜平行電圧という新たな入力パラメータを導入することにより，生体維持に必要不可欠な活動電位の発生に関与する膜タンパク質“イオンチャネル”の活性の向上に繋がることを発見した．さらに，膜平行電圧の作用原理を膜物性の観点から解明するべく，新たに人工細胞膜系と蛍光イメージング系を融合したシステムの構築に取り組み，その基盤を確立することに成功した．このシステムを用いることで，今後，膜平行電圧印加による膜物性への影響を可視化できると期待される．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来，イオンチャネルの機能測定においては膜貫通方向に電圧を印加することが数十年来にわたり当然とされてきたため，膜平行電圧は今まで見落とされてきた概念であり，この新たな制御因子の導入はイオンチャネル機能解析に技術的革新をもたらす可能性を秘めている．膜平行電圧を導入したイオンチャネル電流測定系を確立・汎用化させるためには，その作用原理の解明は必須となるが，本研究によって人工細胞膜蛍光イメージングシステムの基盤を確立したため，膜平行電圧印加時の膜物性への影響を調査するための土台は整った．今後，膜平行電圧の作用原理を膜物性の観点から明らかとすることで，本系の汎用化・実用化が進むと期待される．
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