物質輸送光発動分子システムの構築と応用
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Engine: Design of Autonomous Functions through Energy Conversion |
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| Project/Area Number |
21H00391
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
村岡 貴博 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70509132)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 脂質二分子膜 / 膜変形 / 光応答性 / 物質輸送 |
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| Outline of Research at the Start |
生体に倣うエネルギー変換分子システムの構築に向け、機械的動作により脂質二分子膜を変形する合成分子素子を開発し、物質輸送・濃度勾配形成システムの構築を行う。人工系においては、能動的な濃度勾配形成は未確立であり、その開拓はエネルギーを変換し、効率的に利用する技術につながる。光膜変形技術を基盤とし、生体分子のベシクル内部への輸送システムを構築することで、能動的な濃度勾配形成を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体に倣うエネルギー変換分子システムの構築に向け、機械的動作により脂質二分子膜を変形する合成分子素子を開発し、物質輸送・濃度勾配形成システムの構築を行うことを目的とした。人工系ではほとんど例のない光膜陥入技術を基盤とし、生体分子のベシクル内部への輸送システムを構築することで、能動的な濃度勾配形成の実現を目指した。本研究において、リン脂質から構成される二分子膜内で開閉運動を行う独自の合成分子素子として、可視光応答アゾベンゼンを基盤とした両親媒性分子を開発した。この光応答性両親媒性分子は、安定に脂質二分子膜内へ挿入され、光応答性を示した。この光反応に応答して、膜変形が誘導されることを確認した。様々な条件検討の結果、この両親媒性分子を用いて、本研究で目的とした、ベシクル内部への光陥入型の膜変形を行うことにも成功した。この光応答性膜変形分子は、アンモニウム基から成るカチオン性末端を有する。この点を利用し、アニオン性物質との相互作用が期待された。検討の結果、アニオン性の表面電荷を有する生体高分子との膜表面での相互作用が確認された。これらの複合体に対して、可視光照射によって、結合した生体高分子をベシクル内部へ輸送することにもう成功し、光駆動膜陥入運動を利用した能動的物質輸送システムを構築することに成功した。取り込まれた生体高分子は、もとの活性を保持していたことから、一連の光プロセスでの輸送対象に対する悪影響は少ないと考えられる。光で駆動する輸送マシンとして、濃度勾配形成などのエネルギー変換発動素子としての応用が期待される。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
