[論文レビュー] Cavity-Based Single-Atom Quantum Memory

Jerome Dilley, Peter Nisbet+2 more|arXiv (Cornell University)|May 9, 2011

Quantum optics and atomic interactions被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、二重スクロースギャップ電位クランプ法を用いて、ショウジョウボンの精巣巣筋線維におけるATP誘発性脱分極を調査した。ATPは濃度依存的に脱分極および膜透過率の上昇を誘発し、逆転電位は+27 mV程度であった。これはCa2+を含まない条件下でも同様であったため、ATPが細胞外Ca2+の流入に依存せずにカチオンチャネルを直接活性化することが示唆された。

ABSTRACT

The double sucrose-gap method was used to examine the electrical responses of the guinea-pig vas deferens to ATP and their possible dependence on external Ca2+. Normally ATP induced a depolarization and an increase in membrane conductance and both effects were concentration-dependent. The reversal potential of the 10(-4) M ATP-induced depolarization was 27.1 mV positive to the resting membrane potential of the tissue. This value was quite similar to that previously obtained for the 3 X 10(-5) M ATP-induced depolarization. The smooth muscle membrane was depolarized by 5.9 mV in a Ca-free medium, in which ATP also caused a depolarization, associated with an increase in membrane conductance. The reversal potential of the depolarization induced by ATP (10(-4) M) in the Ca-free medium was 26.5 mV positive to the resting membrane potential. The results suggest that, in this tissue, ATP induces membrane depolarization with little effect on Ca2+ conductance.

研究の動機と目的

• ショウジョウボンの精巣巣におけるATP誘発性膜反応における細胞外Ca2+の役割を調査すること。
• ATP誘発性脱分極がCa2+透過率の変化を伴うかどうかを特定すること。
• さまざまなCa2+条件におけるATP誘発電流の逆転電位を測定すること。
• 平滑筋における膜透過率の変化にATPが果たす寄与を評価すること。

提案手法

• 孤立した精巣巣組織における膜電位および透過率の変化を測定するために、二重スクロースギャップ電位クランプ法が用いられた。
• ATPを varying 濃度（10−4 Mおよび3×10−5 M）で投与し、用量依存的反応を評価した。
• ATPの効果をCa2+流入から分離するために、Ca2+を含まない生理的溶液で実験を行った。
• ATP誘発脱分極の逆転電位を静止膜電位を基準として計算した。
• 膜透過率をATP濃度および細胞外Ca2+濃度の関数として測定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 細胞外Ca2+が欠如する状態でも、ATPはショウジョウボンの精巣巣平滑筋に脱分極を誘発するか？
• RQ2 Ca2+-フリー条件下におけるATP誘発脱分極の逆転電位は何か？
• RQ3 ATP誘発膜透過率の上昇は細胞外Ca2+に依存するか？
• RQ4 ATP濃度は膜脱分極および透過率にどのように影響するか？

主な発見

• ATPはショウジョウボンの精巣巣平滑筋において濃度依存的に脱分極および膜透過率の上昇を誘発した。
• 10−4 MのATPによる脱分極の逆転電位は、静止膜電位よりも+27.1 mVであった。
• Ca2+を含まない培地でも、ATPは5.9 mVの脱分極を誘発し、膜透過率を上昇させた。
• Ca2+を含まない培地におけるATP誘発脱分極の逆転電位は、静止膜電位よりも+26.5 mVであった。
• 通常状態とCa2+-フリー状態における逆転電位の類似性から、ATPがCa2+透過率を介さずにカチオンチャネルを直接活性化することが示唆された。