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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、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った。本年度は、界面活性剤の存在下で脂質二分子膜を基板表面に吸着し、モデル生体膜を再構成する研究を行った。界面活性剤として、オクチルグルコシドおよびドデシルマルトサイドを用い、リン脂質との混合膜の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、膜タンパク質のモデル系としてカエル視細胞のロドプシンをパターン化モデル生体膜に導入し、トランスデューシンとの結合を1分子蛍光観察で解析した。GTP存在下/非存在下で、膜表面のトランスデューシンの拡散速度が有意に異なり、ロドプシンが活性を保ったまま再構成されたことが示された。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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