| Project/Area Number |
22K18782
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
Nakahara Tasuku 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00756968)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | キネシン / 微小管 / 光熱効果 / MicroTAS / BioMEMS |
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| Outline of Research at the Start |
生体分子モータと呼ばれるタンパク質（キネシン）と細胞骨格（微小管）の運動系を体の外で再構築し、ナノスケールの輸送機構（微小管運動）として応用する研究がおこなわれている。本研究では光照射箇所での微小管運動の剥離および再進入の要因を明らかにするとともに、本特性を利用した微小管運動の剥離制御技術を確立することが目的である。剥離制御技術が確立できれば、輸送対象を特定の位置で選別できるツールとなるため、微小管運動の新たな制御技術になると考えられる。
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| Outline of Final Research Achievements |
To evaluate the factors behind the detachment and re-entry of gliding microtubules at the irradiated areas, samples with Au/Cr thin films that induce photothermal effects were fabricated in this study. We constructed gliding microtubules on the fabricated samples and observed the microtubules when excitation light was irradiated. As a result, it was confirmed that the detachment time of the microtubules decreased with the increase in rise of temperature. Additionally, it was revealed that the presence or absence of adenosine triphosphate, which serves as the driving source for kinesin, influences the detachment phenomenon. Furthermore, we confirmed that another microtubule re-entered the region once it had been detached, restoring the microtubule density to about 30% of its initial level. In the future, we plan to investigate the detailed mechanisms of the microtubule detachment phenomenon and develop applications using detachment control technology.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでに、微小管運動の剥離要因としてキネシンの付着密度や微小管長さ等の影響について評価した例は報告されているが、熱による影響を検証し、微小管の剥離現象を制御技術として応用した例は報告されていない。本研究では光熱効果によって生じる微小管剥離の要因と、剥離させた領域へ別の微小管が再進入する要因を検証し、温度上昇量の大きさとキネシンの運動が影響していることを明らかにした。また、任意の光照射領域において最小10 sで微小管を剥離させることができたため、本技術は将来、微小管運動を輸送機構として応用する際、輸送対象を特定の位置で選別できるツールになると考えられる。
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