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非平衡条件下における多成分モデル生体膜の大変形ダイナミクス

非平衡条件下多组分模型生物膜的大变形动力学

基本信息

批准号：
07J12947
负责人：
柳澤実穂
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyoto University (2009)Ochanomizu University (2007-2008)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は、生体膜の示す膜変形現象を物理的な観点から明らかにするために、脂質のみからなるモデル生体膜ベシクル(以下、ベシクル)を用いた研究を行った。均一なベシクルは、面積と体積の比率を変化させることで、多様な形状を示す。一方、飽和リン脂質、不飽和リン脂質、コレステロールからなる3成分ベシクルは、転移点以下で液体秩序相と液体無秩序相に2相分離し、生体膜におけるラフトに似たドメインを形成する。そこで、様々な形状のべシクルにおける相分離現象を顕微鏡観察した。その結果、相分離を境に均一系とは全く異なる膜変形が観察された。特に筒状ベシクルでは、相分離と共にベシクルが波打ち、周期的ドメインパターンが現れることを見出した。またドメイン形状は、液体秩序相の面積分率に依存して、円形状からストライプ形状へと転移した。これは最も支配的となるドメイン界面をなるべく小さくするために起こったと、自由エネルギー解析から説明できた。またドメインの周期性は、面積と体積の保存に由来する幾何学的束縛だけでなく、相分離のキネティクすも影響していることを報告した。さらに、脂質のみからなる膜の物性から、より実際の生体膜に近づけた、膜蛋白質や糖鎖モデルとしての高分子(PEG:Polyethylene glycol)を添加した膜系での研究を展開した。その結果、高分子は脂質間の相分離を妨げ、生体膜に見られるラフトに似た小さなドメインが安定して現れることを見出した。以上の成果は、生体膜を物理学で記述するという目標に一歩近づいたといえる。

We have been conducting research on the application of biological membrane deformation phenomena such as lipid and lipid in the field of physics. Uniform, area to volume ratio, multiple shapes, etc. One side, saturated lipid, unsaturated lipid, three components, liquid order phase and liquid disorder phase below the transition point, two phase separation, biological membrane formation. The phase separation phenomenon of the shape and shape of the film is observed by micro-microscopy. The result is that the phase separation system is completely different. Special cylindrical shape, phase separation, total phase separation, periodic phase separation, phase separation The shape of the liquid depends on the area fraction of the liquid phase. The most important part of the game is to play the game. The periodicity of the phase, the origin of the area and the volume, the geometric constraints, and the influence of the phase separation on the evolution of the phase are reported. In addition, the study of membrane properties of lipid and lipid molecules was carried out. In fact, the study of membrane systems was carried out by adding polymer (PEG:Polyethylene glycol) to the membrane. As a result, polymer lipid phase separation, biological membrane can be seen as a small phenomenon. The above achievements are described in the physics of biological membranes.