生体界面研究会

従来の医・生物学は、細胞内や形質膜、そしてバルク細胞外液で生ずる事象を主な研究対象として発展してきました （図）。その結果、示された多様な生命現象やその仕組みは、種々の病因の解明にも貢献し、 現代医療の礎となっています。しかし、成因不明の生体機能や難病は未だ数多く、かつてない概念に基づく研究が必要です。 そこで本研究会では、これまで注目されてこなかった細胞外液と形質膜との間の境界相、すなわち “生体界面”（図）の生理的意義と病態を明らかにし、 次世代の医療に資する革新的な生体機能学および病態生理学を樹立することを目指します。生体における界面現象の制御因子は 、イオン、水、種々の生体活性物質、糖鎖、膜タンパク質、膜脂質などが想定されます。界面研究は、医・生物学では未開ですが、 理・工学領域では、めっきや電池などの分野で古くから重視されてきました。しかも近年、生体の形質膜を模倣した人工材料表面と 外液が織りなす界面の新奇な物理化学現象が、特殊な計測手段で捉えられるようになってきました。本研究会では、このような先端 技術を開発・活用して生体界面を観測する理工学者、独自のモデルを用いて生体界面の現象をin vitroやin silicoで解析する理工学・ 理論科学・生物学者、そしてこれらの科学者と協働して生体界面を研究する医・生物・薬学者を集めて議論し、 異分野融合研究を推進して世界初の学際領域を開拓することを目指します。

年二度の成果発表会・交流会を、毎年、企画しています。ご興味のある方は、分子生理学分野にご連絡ください。

【この研究に関する主な成果】

(1) Ohgaki R, Teramura Y, Hayashi D, Quan L, Okuda S, Nagamori S, Takai M, Kanai Y (2017). Ratiometric fluorescence imaging of cell surface pH by poly(ethylene glycol)-phospholipid conjugated with fluorescein isothiocyanate. Sci Rep 7:17484.

(2) Ogata G, Ishii Y, Asai K, Sano Y, Nin F, Yoshida T, Higuchi T, Sawamura S, Ota T, Hori K, Maeda K, Komune S, Doi K, Takai M, Findlay I, Kusuhara H, Einaga Y, Hibino H (2017). A microsensing system for the in vivo real-time detection of local drug kinetics. Nat Biomed Eng 1:654-666.

(3) Hibino H, Takai M, Noguchi H, Sawamura S, Takahashi Y, Sakai H, Shiku H (2017). An approach to the research on ion and water properties in the interphase between the plasma membrane and bulk extracellular solution. J Physiol Sci 67:439-445.

(4) Fujii T, Watanabe M, Shimizu T, Takeshima H, Kushiro K, Takai M, Sakai H (2016). Positive regulation of the enzymatic activity of gastric H⁺,K⁺-ATPase by sialylation of its β-subunit. Biochim Biophys Acta Biomembr 1858:1228-1235.