人工細胞膜を作る方法に関して

2018年から神奈川県立産業技術総合研究所の竹内グループで人工細胞膜膜の研究に取り組んでいます。

東京大学竹内研究室
http://www.hybrid.iis.u-tokyo.ac.jp
神奈川県立産業技術総合研究所
https://www.kanagawa-iri.jp/r_and_d/project_res/labo_intro/takeuchi_project/

今の研究室で取り組んでいる内容は微細加工技術(Micro Electro Mechanical Systems)を利用して人工細胞膜作り、センサや薬剤開発に応用するという研究です。MEMS技術を人工細胞膜の研究分野に応用することで、簡易にかつ量産できる液滴接触法(Droplet contact method)という方法を2006年頃に開発され、これがコア技術となってプロジェクトが進んでいます。

この液滴接触法は、まず油の中にリン脂質膜を溶け込ませます。その後、塩化カリウムなどを含んだ水溶液の微小液滴を油の中に滴下します。

このときの水の界面に着目してみましょう。
水と油は混ざり合いません。でも、油に溶け込んだリン脂質はどうでしょうか?リン脂質の構造の中には油になじみやすい箇所と水に馴染みやすい箇所の両方を有しています。このリン脂質の特徴は両親媒性と言います。この両親媒性という性質により油の中に滴下された液滴の界面では、リン脂質がまとっている状態になっています。この現象は洗剤が油汚れを落とすことに深く関係しています。液滴を更にもう一つ滴下すると同様に液滴表面にリン脂質が並びます。そして、この2つの液滴を近づけるとリン脂質が並びリン脂質二重膜が形成され、人工細胞膜を作ることができるのです。センサや薬剤スクリーニングを人工細胞膜で作る場合には更に目的のタンパク質を人工細胞膜の中に埋め込むことで可能になります。

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