2022 年度研究成果報告書

生体分子認識型ナノポアによるバイオセンサと細胞機能制御

研究課題

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研究課題/領域番号	21K19039
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関	群馬大学
研究代表者	神谷厚輝群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (70612315)
研究期間 (年度)	2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード	ナノポアタンパク質 / リン脂質膜 / バイオセンシング / タンパク質改変 / 無細胞タンパク質合成系
研究成果の概要	本研究によって、βバレル構造をもつナノポアタンパク質群であるouter membrane proteinの一つのOmpGのβストランド数を増減させることで、ナノポアタンパク質のポア直径を変えることに成功した。そして、改変OmpGナノポアにおけるDNA通過を人工細胞膜のパッチクランプにて観察した。ポア直径を大きくした改変型OmpGのほうが、野生型OmpGに比べ、分岐部分のDNA残基が長いT字型の二本鎖DNAが通過できることを明らかにした。無細胞タンパク質合成系時にリポソームを共存させると、OmpGやOmpAがリポソームに再構成され、ナノポアを形成していることを明らかにした。
自由記述の分野	生体関連化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	βストランド数を増減させることでポア内のイオンの通過には、ポア内の水と接する部分のアミノ酸残基の電荷やかさ高さが重要な役割を果たしていることが分かった。改変体OmpGなどによって、分岐の長さが異なるT字DNAの検出に成功した。しがたって、自由にポアサイズを設計できるようになると、様々な大きさの生体分子の検出が可能になる。