膜タンパク質チャンネル／金属錯体ナノ孔複合システムを用いた一分子計測

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24655072
• 研究機関: 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー
• 研究代表者: 川野 竜司 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー, 人工細胞膜システムグループ, 人工細胞膜システムグループ (90401702)
• キーワード: ナノポア / 脂質二分子膜 / MOP / MEMS

研究概要

ナノポアセンシングは、脂質二分子膜中にナノ孔を形成する膜タンパク質を再構成し、その上下に配置した電極によりナノ孔を流れるイオンをイオン電流として計測、またナノ孔を通過する分子を一分子レベルで計測する方法である。これまでは主に、直径1.4 nmのチャネルを有するヘモリシンという膜タンパク質が用いられていたが、様々な標的分子の検出を考えた場合、目的とする分子サイズと膜タンパク質のチャネルサイズが合わないことが大きな問題であった。そこで本研究では合成的手法によりナノ孔を作製し、へモリシンチャネルと複合化させることにより汎用性のあるナノポアセンシング法を提案する。本実験を効率的に行うためには、プラットフォームとなる脂質二分子膜の安定形成が不可欠であるので、まずはじめにマイクロ微細加工技術を利用し、再現性よく安定した脂質膜の形成法を確立した。安定な脂質膜プラットフォームを用い、配位性高分子であるMOFの1ユニット構造を切り出したMOP分子を新たに合成し、種々の実験条件を検討した結果ヘモリシンとの複合化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Automated Parallel Recordings of Topologically Identified Single Ion Channels (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Kawano, Yutaro Tsuji, Koji Sato, Toshihisa Osaki, Koki Kamiya, Minako Hirano, Toru Ide, Norihisa Miki, Shoji Takeuchi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/srep01995.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic Nanocage Formed by Rhodium-Organic Cuboctahedra: For Single Molecule Detection in Lipid Bilayer (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Kawano, S. Furukawa, D. Kiriya, T. Osaki, K. Kamiya, S. Kitagawa, S. Takeuchi
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE Transducers 巻: 1 ページ: 416-417
  • 査読あり
• [学会発表] Synthetic Nanocage Formed by Rhodium-Organic Cuboctahedra: For Single Molecule Detection in Lipid Bilayer (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Kawano, S. Furukawa, D. Kiriya, T. Osaki, K. Kamiya, S. Kitagawa, S. Takeuchi
  • 学会等名: The 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXVII)
  • 発表場所: Centro de Convenciones Internacional de Barcelona (CCIB)
  • 年月日: 20130616-20130620
• [備考] 東京農工大学 川野研究室
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~rjkawano/index.html