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エンドサイトーシスによる物質輸送のマルチスケール解析

Research Project

Project/Area Number 16656061
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高木 周  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30272371)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 崎山 幸紀  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20345086)
Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords脂質二分子膜 / リポソーム / ドラッグデリバリーシステム / 膜モデル / 膜融合 / ジャイアントベシクル / マイクロ流体 / マルチスケール解析 / ドラッグテリバリーシステム
Research Abstract

昨年度は,脂質2分子膜に関して,分子シミュレーションの粗視化手法の一つである散逸粒子動力学(DPD)法により計算コードを構築した.本年度は昨年度得られたコードをもとに,DPD法による計算をさらに進め,分子動力学計算および実験結果との比較を通して,DPD法による結果の妥当性について詳細な検討を行い,以下の結果を得た.
・DPD法による計算結果は,膜面内の拡散係数に関しては実験値およびMD法の計算結果と良好な一致を示す.
・緩和時間と関連する回転相関関数に関して,疎水基の部分はMD法の結果と良好な一致を示すのに対し,親水基の部分は水分子の粗視化の影響により誤差が大きくなり,緩和時間を短く評価する傾向がある.
・膜面の熱揺らぎに対するスペクトル解析の結果は,低波数側において連続体理論より導かれる理論式に漸近する傾向を示し,さらにその結果を用いて見積もった曲げ剛性係数は実験結果と良好な一致を示す.
さらに,より粗視化されたDPD粒子を用いて,リポソームの形成とせん断流中における変形挙動のシミュレーションを行い,自発的にリポソームの形成,分裂が引き起こされることを示し,本手法が生体膜の融合現象を解析するために有効なツールとなることを示した.

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2005 2004

All Journal Article (7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 脂質2分子膜のメゾスケール解析2005

    • Author(s)
      杉井泰介, 高木周, 松本洋一郎
    • Journal Title

      日本機械学会2005年度年次大会講演論文集 (6)

      Pages: 27-28

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 散逸粒子動力学を用いた脂質2分子膜のメゾスケール解析2005

    • Author(s)
      杉井泰介, 高木周, 松本洋一郎
    • Journal Title

      日本機械学会第18回計算力学講演会講演論文集

      Pages: 443-444

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 脂質2分子膜の熱揺らぎに関するメゾスケール解析2005

    • Author(s)
      杉井泰介, 高木周, 松本洋一郎
    • Journal Title

      第19回分子シミュレーション討論会講演要旨集

      Pages: 171-172

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Microscopic and Mesoscopic Simulation of Self-Assembled Membrane2005

    • Author(s)
      Sugii, T., Takagi, S., Matsumoto Y.
    • Journal Title

      Proceedings of the 6th KSME-JSME Thermal & Fluids Engineering Conference (発表予定)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Molecular Dynamics Study of Transport of a Lipid Membrane2004

    • Author(s)
      Sugii, T., Takagi, S., Matsumoto Y.
    • Journal Title

      Thermal Science & Engineering 12

      Pages: 83-84

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Deformation of Giant Vesicles in Capillary Flow2004

    • Author(s)
      Yamada, Y., Takagi, S., Matsumoto Y.
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference of Multiphase Flows (CD-ROM)

      Pages: 559-559

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Molecular Dynamics Study of Permeation Process of Small Molecules through a Lipid Bilayer2004

    • Author(s)
      Sugii, T., Takagi, S., Matsumoto Y.
    • Journal Title

      Proceedings of 21st International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (CD-ROM)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Book] マイクロ・ナノ熱流体ハンドブック (3-2節マイクロ混相流(pp.67-76)担当)2005

    • Author(s)
      高木 周(分担執筆)
    • Total Pages
      669
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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