揺らぐ非平衡構造によるフィードバック制御：べん毛モーターのトルク発生機構の解明

Publicly Offered Research

Project Area	Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems
Project/Area Number	16H00791
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	鳥谷部祥一東北大学, 工学研究科, 准教授 (40453675)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help	¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000) Fiscal Year 2017: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000) Fiscal Year 2016: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Keywords	べん毛モーター / 回転電場法 / 統計力学 / 非平衡
Outline of Annual Research Achievements	H28年度に構築したトルクスピードカーブ測定法を発展させ，以下の成果を挙げた． 1. 固定子の蛍光観察．蛍光たんぱく質を融合した固定子を用い，固定子のモーターへの結合数を蛍光強度から測定できる系を構築した．この実験系は，すでに他研究室で実現されているが，当研究室では，回転電場法と組み合わせることで，今後，トルク発生と固定子脱着の同時観察に挑戦する．特に，負荷をON/OFFさせて蛍光強度変化のタイミングを測定することで，固定子の結合・解離の時定数の負荷依存性を決定することを目指す．これらの実験から仮説を検証し，固定子の結合解離メカニズムを究明する． 2. 解析法の改良．テザードセル法では，回転の揺らぎが小さいため，実験系のノイズの影響が大きくなり，測定に大きな問題が生じていた．そこで，Speck-Seifertの等式[Speck and Seifert, EPL 74, 391(2006)]を用い，回転速度から角度ごとの局所的な平均速度を引くことで，実験系のノイズを著しく減らすことに成功し，揺らぎの高精度測定が可能となった．これにより，より正確なトルクスピードカーブが得られるようになった． 3. 変異型モーターのトルクスピードカーブの測定．プロトンの流れが遅い変異型（M206IおよびD33E），および，固定子がなく回転ブラウン運動をする変異型（ΔMotAB）を用い，トルクスピードカーブを測定した．これまで，M206Iはゼロトルクスピードが低く，また，D33Eはストールトルクおよびゼロトルクスピードが低いことが知られていた．回転電場法を用いた本研究においても，同様の傾向が得られ，測定法の妥当性を実証することができた．以上の2および3について論文を執筆中である．
Research Progress Status	29年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	29年度が最終年度であるため、記入しない。