ナノ凝縮体トンネリング

ナノ凝縮体は、空間的尺度と熱力学的状態の双方においてメソスコピックな領域を占めており、このメソスコピック尺度は生命システムにおける構造と機能の変換の中核をなす。しかし、ナノ凝縮体は小さく動態が速いため、生細胞内での直接観察が困難であり、その二重のメソスコピック特性が生物学的機能をどのように支えるのかは依然として不明である。本研究では、細胞膜界面においてナノ凝縮体をその場で形成し、それらが数秒以内に膜を透過し、自由に拡散し、数分以内に細胞外へ出た後、隣接細胞へ再侵入して多層障壁を通過する様子を観察した。この現象を初めて観察し、「ナノ凝縮体トンネリング」と命名した。ナノ凝縮体は膜に包まれることなく膜を通過し、通過後も濡れ特性を保持することが明らかになった。理論的解析および超微細構造解析は、この挙動を説明する一過性細孔モデルを支持した。ナノ凝縮体トンネリングを利用して、低分子、siRNA、抗体を細胞障壁越しに輸送し、さらに低分子とsiRNAを多層角膜障壁越しに輸送することで、細胞間輸送における機能的能力を実証した。以上の結果は、ナノ凝縮体トンネリングがこれまで報告されていない細胞間輸送様式であることを示唆する。ナノ凝縮体トンネリングは、生物学的製剤送達の物理的基盤をもたらすとともに、ウイルス透過などの未解明な生物学的現象を研究するための検証可能な枠組みを提供する。

https://doi.org/10.64898/2026.06.22.731667