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生体分子モーターの一分子非平衡統計力学

Research Project

Project/Area Number 20740239
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biophysics/Chemical physics
Research InstitutionThe University of Tokyo (2009)
University of Fukui (2008)

Principal Investigator

原田 崇広  The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 講師 (80432152)

Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2008: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords分子モーター / 非平衡統計力学 / 揺動応答関係式 / エネルギー散逸 / 生体分子モーター / 一分子計測 / 揺動散逸定理 / コロイド分散系 / 時系列解析
Research Abstract

昨年度までに、我々の得た揺らぎと応答およびエネルギー散逸量との関係式が、コロイド分散系の密度場のように、力学的自由度以外にも適用できることを明らかにした。これをさらに一般化して、粒子間の流体力学的相互作用を考慮し、流体場についても揺らぎと応答の関係を議論し、エネルギー散逸量に関する関係式を導くこと第一の目標として、考察を進めてきた。これが可能となれば、実際の分子モーターを形作るタンパク質と流体との相互作用や溶媒効果を取り入れることが可能となり、さらに広範な物理系・生体分子系にも適用範囲を広げることが期待される。第二の目的として、これまでは、エネルギー散逸量の平均値しか議論していなかった理論を、散逸の揺らぎの高次モーメントの情報を取り込むことによって、理論の形式をより一般化することを目指して研究を行った。これら2つの目標のうち、特に第一の目的に対しては、微小粒子やタンパク質の単純液体中の運動は、低レイノルズ数の流体力学現象であり、Stokes方程式で記述でき、流体系が線形で時間を含まないことからエネルギー散逸に関しては、散逸関数で変分原理的に書き表すことが可能であり、粒子の運動を記述するダイナミクスと併せても統一的な力学表現が可能となる。この考察を進めていくことにより、一般化の可能性が広がるという一定の見通しがえられるなど、一定の進歩を得ることが出来た。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2009 2008

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] 分子機械系におけるゆらぎと応答のエネルギー論2009

    • Author(s)
      原田崇広
    • Journal Title

      生物物理 Vol.49(2009)

      Pages: 88-89

    • NAID

      10025975533

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Macroscopic expression connecting the rate of energy dissipation with the violation of the fluctuation response relation2009

    • Author(s)
      T. Harada
    • Journal Title

      Physical Review E 79

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 隠れた自由度を持つ物理系に対するパラメータ推定法2009

    • Author(s)
      宮崎牧人, 原田崇広
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教大学, 東京
    • Year and Date
      2009-03-29
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Bayesian estimation for hidden information of a single molecular motor2009

    • Author(s)
      M. Miyazaki and T. Harada
    • Organizer
      Biophysical Society 53^<rd> Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2009-03-01
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 一分子計測における逆問題 : ベイズ的アプローチ2009

    • Author(s)
      原田崇広
    • Organizer
      バイオ操作→一分子研究会
    • Place of Presentation
      理化学研究所, 神奈川
    • Year and Date
      2009-01-30
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] プローブの軌道からシステムのパラメータを推定する方法2009

    • Author(s)
      宮崎牧人, 原田崇広
    • Organizer
      定量生物学の会 : 第1回年会
    • Place of Presentation
      東京大学産業技術研究所東京
    • Year and Date
      2009-01-11
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子モーターの軌道の効率的なベイズ推定法2008

    • Author(s)
      宮崎牧人, 原田崇広
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場, 福岡
    • Year and Date
      2008-12-04
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  • [Presentation] 分子モーターのprocessivityと消費エネルギーについての理論的研究2008

    • Author(s)
      土山典子, 原田崇広
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場, 福岡
    • Year and Date
      2008-12-04
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  • [Presentation] 微小な非平衡系の揺らぎと応答のエネルギー論2008

    • Author(s)
      原田崇広
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学, 岩手
    • Year and Date
      2008-09-21
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Energetics of fluctuations and response in nonequilibrium Langevin systems2008

    • Author(s)
      T. Harada
    • Organizer
      International Workshop on Biosoft matter
    • Place of Presentation
      東京大学, 東京
    • Year and Date
      2008-06-09
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 非平衡条件下のコロイド分散系における揺らぎと応答の関係2008

    • Author(s)
      原田崇広
    • Organizer
      特定領域研究「ソフトマター物理」A03班2008年度班会議・一般公開研究会
    • Place of Presentation
      東京大学, 東京
    • Year and Date
      2008-05-18
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2016-04-21  

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