半導体デバイスを利用した生体膜相分離構造のアクティブ制御

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生体膜は数種類の脂質からなる多元系で、体内の環境に応じて「相分離」し、ドメイン構造を形成する。我々は、膜タンパク質のバイオセンサーへの応用として、また構造解析に有用な二次元結晶化の手法として、固体基板上脂質二重膜におけるドメイン構造の凝集、輸送のアクティブ制御の実現を目標としている。本研究では、最初に外部からの光刺激によって、相分離ゲル相ドメインの優先形成制御を試みた。さらにこの優先形成のメカニズムを解明するともに、この現象を利用することで、このドメイン密集領域の位置、サイズ場制御、最終的には輸送制御を試みた。昨年度までに光照射によるゲル相ドメインの優先形成制御に成功してたので、本年度はさらにそれを発展させて、以下のことを行った。・ ゲル相ドメイン密集領域を一種のパターンに見立てることで、光照射と温度制御の組み合わせにより、ゲル相ドメインパターンの書き込み、消去、パターン位置の輸送を、その場アクティブ制御で実現した。・ 光照射スポットサイズによりパターンサイズの制御を実現した。・ 実際の生体においては、ゲル相ドメインではなく、ラフト構造と呼ばれるコレステロールを含む相分離構造が重要な役割を果たしている。そこで、PSM-DOPC-Cholesterol系において、人工的にラフト構造を再現し、そこに光照射を行うことで、ゲル相ドメインと同様に優先形成に成功した。・ 光照射だけでなく、電圧印加による相分離ドメインの制御も行った。