Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
細胞システムの物理学的本質を理解するため、ゲスト分子を含む複合化ベシクルを設計し、非平衡環境下で機能する細胞モデル系の実験的研究を行った。既に、ベシクル内部のDNA分子の振る舞いを決定する物理パラメータとして、小胞空間サイズが重要であることを発見している。膜のダイナミクスをカップルさせた膜-DNA複合体へとシステムを発展させるために、ベシクル空間の時間発展（膜融合システム）の設計を行った。膜融合は、細胞内の物質輸送や受精・ウィルス感染など多くの生体現象に関わる重要なプロセスであり、様々なタンパク質の援助によって起こる。ここでは、融合を人工的に制御するため、光応答性界面活性剤を利用した。光照射により膜張力の増減をコントロールすることで、融合システムの構築に成功した。マイクロマニピュレーター実験から、光照射によるリポソームの面積減少率を測定し、張力変化を見積もった。そして、膜の自由エネルギーにより、融合の中間体（融合ポア）の安定性について説明した。また、原始的な細胞運動モデルとして、生体エネルギー（ATP分子）を利用する分子モーター・細胞骨格システムとベシクルとの複合化実験を進めた。先ず、脂質膜で被覆した油滴上を走る微小管の運動解析を行った。Cholesterolにより膜面の流動性を増減させると、微小管の運動特性が変化することを見出した。また、２つの微小管が衝突すると、運動の向きが揃う現象が観察された。これらの結果は、曲率を持ち流動性のある場における微小管の集団運動を初めて明らかにしたものである。今後、微小管の集団運動による膜への力学的フィードバックの機構を解明し、原始的な細胞動態機能を創発させる。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Nano Lett
Volume: 15 Issue: 5 Pages: 3370-3376
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Phys. Rev. E
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Physical Review E
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120005829720
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120005624461
