Channel regulating mechanisms of lipid bilayers via chemical-physical transduction

脂質2重膜はチャネルにどのように働きかけてその機能を制御しているのか。これが本研究の問いである。脂質2重膜はチャネルなどを載せる単なる受動的な容器ではなく、もっと能動的にチャネルに働きかけていることが分かってきた。この機構を解明することが本研究の目的であり、このことにより生体膜の複雑な機能の理解が深まる。脂質2重膜の内部では膜張力や膜内電場などの物理特性が変化し、チャネルに働きかけている。そしてそれらの物理特性は、脂質組成の変動や膜に溶け込む小分子（リガンドや薬物）によっても変化することが明らかになってきた。すなわち脂質2重膜は、リガンドや薬物が膜に入り込み化学組成変化が起これば、内部の物理特性を変化させ（化学－物理変換）、それをチャネルに作用させる、一種の「化学－物理変換体」である。この機構を解明するために生体膜を解体し、脂質2重膜にチャネルを組み込んだ系（再構成チャネル膜）で実験を行うことが本研究の戦略である。研究代表者らが世界に先駆けて開発した再構成 チャネル膜法によって様々な実験が可能になり、「脂質2重膜の化学-物理変換という普遍的な機構とチャネルへの作用」を解明する。特に膜張力は様々な生理的環境の中で変化し、その変化が直接チャネルに作用するので、膜張力をダイナミックに測定することが不可欠である。これにより従来、静的・半定量的であった 実験の精度を上げ、より詳細なチャネル－膜相互作用について検討した。本年度の特筆すべき実績は、チャネルのゲート特性を解析するための新しい方法を開発することに成功したことである。従来の方法では解析できなかった単一チャネルのフリッカー現象を解析できるようになった。この解析方法の確立に膨大な時間を費やしたが、これによりチャネルが膜張力に対してどのように応答しているか明らかになり、投稿間近である。これに関係する論文も投稿準備中である。

脂質2重膜はチャネルにどのように働きかけてその機能を制御しているのか。これが本研究の問いである。脂質2重膜はチャネルなどを載せる単なる受動的な容器ではなく、もっと能動的にチャネルに働きかけていることが分かってきた。この機構を解明することが本研究の目的であり、このことにより生体膜の複雑な機能の理解が深まる。脂質2重膜の内部では膜張力や膜内電場などの物理特性が変化し、チャネルに働きかけている。そしてそれらの物理特性は、脂質組成の変動や膜に溶け込む小分子（リガンドや薬物）によっても変化することが明らかになってきた。すなわち脂質2重膜は、リガンドや薬物が膜に入り込み化学組成変化が起これば、内部の物理特性を変化させ（化学－物理変換）、それをチャネルに作用させる、一種の「化学－物理変換体」である。この機構を解明するために生体膜を解体し、脂質2重膜にチャネルを組み込んだ系（再構成チャネル膜）で実験を行うことが本研究の戦略である。研究代表者らが世界に先駆けて開発した再構成 チャネル膜法によって様々な実験が可能になり、「脂質2重膜の化学-物理変換という普遍的な機構とチャネルへの作用」を解明する。特に膜張力は様々な生理的環境の中で変化し、その変化が直接チャネルに作用するので、膜張力をダイナミックに測定することが不可欠である。これにより従来、静的・半定量的であった 実験の精度を上げ、より詳細なチャネル－膜相互作用について検討した。本年度の特筆すべき実績は、チャネルのゲート特性を解析するための新しい方法を開発することに成功したことである。従来の方法では解析できなかった単一チャネルのフリッカー現象を解析できるようになった。この解析方法の確立に膨大な時間を費やしたが、これによりチャネルが膜張力に対してどのように応答しているか明らかになり、投稿間近である。これに関係する論文も投稿準備中である。