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生体膜は、脂質膜と膜タンパク質などが高次に組織化された構造を持ち、細胞内におおいて重要な機能を担っている。研究代表者は、光重合されたポリマー脂質膜と生体膜(リン脂質膜)を光リソグラフィー技術でパターン化したハイブリッド型モデル生体膜作製手法を世界に先駆けて独自に開発し、これまで固体基板上に人工的なモデル生体膜を作製する手法を開発してきた。本研究では、これらのポテンシャルを活かし、構造の制御されたパターン化モデル生体膜に膜タンパク質を組み込む方法論の開発を行う。本年度は、膜タンパク質を含んだモデル生体膜作製の基盤技術として、界面活性剤の存在下で脂質二分子膜を基板表面に吸着する研究を行った。界面活性剤として短鎖リン脂質を用い、長鎖リン脂質(POPC)との混合膜を作製して、基板表面への吸着過程を水晶振動子マイクロバランス(QCM)法および蛍光顕微鏡観察によって検討した。その結果、これらの界面活性剤が基板表面におけるリン脂質二分子膜形成を促進することが観察された。また、短鎖リン脂質の分子構造や溶液の組成に応じて形成される脂質二分子膜の被覆率や安定性、物性が大きく左右されることが分かった。さらに、研究分担者は蛍光タンパク質(CFPおよびYFP)を融合した膜タンパク質(シトクロムP450)の作製に成功した。これらの結果は、基板上においてナノメートルオーダーで構造の制御された安定なモデル生体膜を形成し活性を維持した膜タンパク質を組み込む手法の確立に寄与するものと期待される。
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