膜タンパク質を利用した生体電気刺激デバイスの研究開発
【研究分野】医用生体工学・生体材料学
【研究キーワード】
医用マイクロ・ナノマシン / ギャップジャンクション / 人工脂質二重層 / 電気刺激 / ブレインマシンインタフェース / 神経補綴 / 電極 / 膜タンパク質 / 細胞内刺激 / リソグラフィー / マイクロパターン
【研究成果の概要】
管状膜タンパク質は細胞膜中に小孔を形成する管状のタンパク質であり,それが持つイオン透過性は細胞刺激デバイス等への利用が期待できる.膜タンパク質を利用したデバイスは高い生体適合性と空間分解能を持つことが期待でき,多数の細胞を個別に同時刺激する使用方法が想定される.しかし,それぞれの細胞に対する膜タンパク質のイオン透過を同時に計測することは現在利用されている電気計測では難しい.そこで我々は,この課題を解決する手法として細胞内シグナル計測に利用される蛍光イオンセンサを用い,その蛍光強度から膜タンパク質のイオン透過性を評価することを提案している.本研究では,イオン濃度勾配が存在する人工的な脂質二重膜中に評価対象となる管状膜タンパク質を導入し,それによって生じるイオン透過の推移を蛍光画像によって観測した.その結果,時間の経過とともにイオンが拡散していくことが確認でき,イオン透過性が定性的に評価可能であることが示唆された.
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2010 - 2012
【配分額】3,440千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 540千円)