大量のナノポアを人工細胞膜への挿入技術を確立～高感度バイオセンサの開発に期待～

[投稿日] 2022/02/15 TUE [CATEGORY] プレスリリース, 受賞?成果等, 報道発表, 新着情報

理工学府分子科学部門神谷厚輝助教は、DNAなどの生体分子を検出するセンサとなるナノポア（薄膜上の小さな穴）を、人工細胞膜に多量に挿入できることを明らかにしました。

ナノポアを形成する外膜タンパク質（Outer membrane protein）である OmpG と OmpA を、試験管内の無細胞タンパク質発現系を用いて発現させ、OmpG と OmpA の人工細胞膜への挿入量を調べたところ、人工細胞膜を構成するリン脂質の組成によって、その挿入量が異なることが分かりました。

本研究成果は、2022年2月11日（日本時間）にオンラインで公開されました。

本件のポイント

??細胞膜表?の電荷と、リン脂質の炭化?素鎖の不均?性がOmpGの??細胞膜への挿?量に影響
??細胞膜に挿?されたOmpGやOmpAがナノポアを形成することを確認

本件の概要

OmpGやOmpAなどのナノポアタンパク質は、??細胞膜に挿?することで?体分?(特にDNA)の?感度検出が可能です。これは、??細胞膜を?体分?が通過する際、膜上のナノポアがイオンの流れを阻害することを利?しています。ナノポアタンパク質は通常、?腸菌等で発現?精製されており、多量に発現させるには時間と設備が必要となります。今回は、無細胞タンパク質発現系^（注1）を?いて、ナノポアを形成するOmpGやOmpA発現を、??細胞膜リポソームと共存下で?いました。リポソーム^(注2)に挿?されていないOmpGやOmpAは遠?処理で取除き、OmpGやOmpAのリポソームへの挿?量を評価しました。リポソームの表?が負電荷の場合、リポソームへのOmpGとOmpAの挿?が顕著に増?しました。リポソーム表?が負電荷で、リン脂質の炭化?素鎖が不均?な場合に最も多く挿?され、最?で約8倍のOmpGがリポソームに挿?されました。さらに、挿?されたOmpGがナノポアを形成していることを、パッチクランプ法^（注3）によって明らかにしました。本研究で、膜の電荷や不均?性がOmpGやOmpAの??細胞膜への挿?に影響することを明らかにし、膜タンパク質が膜上に集積されることによる機能化や、?体分?を検出できる?感度バイオセンサ素?としての活?が期待されます。

発表雑誌

雑誌名:Scientific Reports
論?題名: Formation and function of OmpG or OmpA-incorporated liposomes using an in vitro translation system
著者:Koki Kamiya
DOI番号: https://doi.org/10.1038/s41598-022-06314-4

?語

（注1）無細胞タンパク質発現系

?腸菌や酵?などの細胞内に存在する転写?翻訳機構を取出し、試験管内でタンパク質を発現させる?法。

（注2）リポソーム

細胞膜の構成成分のリン脂質が?分?膜を形成した?胞。細胞膜と同じ構造を持つため、ドラッグデリバリーシステムに活?されている。

（注3）パッチクランプ法

ナノポアやイオンチャネル内のイオンの流れを電気的に測定する?法。

プレスリリース

?量のナノポアを??細胞膜への挿?技術を確?～?感度バイオセンサの開発に期待～

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