Lateral biasに基づく革新的膜タンパク質機能解析場の構築

点击翻译按钮获取中文摘要

我々はこれまで，電位依存性Naチャネルが示す膜貫通電流やフラーレン誘導体(PCBM)含有膜が示す膜貫通方向の光誘起電流が，Lateral biasの印加によって，ともに増大する現象を報告してきた（Faraday Discuss., 2022; Membranes, 2022）．1940年代の電圧固定法の発明以来，イオンチャネル等の膜タンパク質の機能評価は，膜貫通方向の電圧印加による開孔確率の制御に基づいてきたが，そこにLateral biasが導入されることにより，パッチクランプ法のみに頼ってきた膜タンパク質の機能評価の現場に新機軸が生まれる可能性がある．しかし，Lateral biasの印加から膜貫通電流の増大に至るメカニズムは不明であり，その展開の障壁となっていた．2022年度は，前年度に立ち上げた脂質二分子膜の蛍光イメージング観測系を用いて，種々の膜物性に対するLateral biasの作用の定量的評価を進め，そのメカニズムの概要を明らかにした（投稿準備中）．その過程において，Lateral biasを印加するための電極材料として用いていたチタン（Ti）がTiO2へと酸化しやすく，電圧印加に伴って接触抵抗が増大してしまうという課題も判明したため，酸化しにくい金属材料を用いた電極プロセスについても検討し，電極の長寿命化を試みた．また，Lateral biasによって誘起されたチャネル電流の解析法として，ユーザー入力不要の適応的解析アルゴリズムを開発し，新規な自動解析手法として提案した（投稿中）．一方，イオンチャネルは神経信号伝達におけるキープレイヤーでもあるため，本研究では，神経細胞膜中のイオンチャネルに対する新しい刺激電極(J. Nanotechnol., 2022)や記録法の開発(Front. Neurosci., 2023)についても検討を行った．