2018 Fiscal Year Annual Research Report
Virtual molecular display by nanoscience and mechatronics for nanobiotechnology
| Project/Area Number |
15H05511
|
|---|
| Research Institution | Hirosaki University |
|---|
Principal Investigator |
星野 隆行 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (00516049)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | バーチャル電極ディスプレイ / 分子機械 / 微小管 / 局所電場 / オペランド計測 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度では，局所電場提示による分子操作・制御の実験を行い，たんぱく質分子モーターの運動を可逆的に操作することが可能であることを示した．バーチャル電極ディスプレイを用いて矩形にラスタースキャンすることにより，1平方マイクロメートル当たり 0.9 - 3.0 pAの電流密度でバーチャル電極を形成し，滑走中の微小管に与えることで滑走運動の制御を試みた．ディスプレイ表面には抗体を介してキネシン-GFPを固定し，このキネシンにより微小管が滑走するアッセイを形成し，標的の微小管に対して滑走の一時停止と再滑走が局所電場により起きることを確認した．このとき滑走停止の可逆性は電流密度との関連が考えられる．特に，バーチャル電極形成時に高速ラスタースキャンを止め，微小管先頭部の1点に電流印加を集中させた場合，微小管の先頭部のみが停止し，後続部分が進行するため微小管が屈曲，座屈することが観察された．このように微小管内の一部を滑走停止できることは，微小管の機械的特性を駆動中に自己駆動力を用いて計測できることを示している．今回の結果は，分子要素間の相互作用が駆動中の分子の機械的特性に影響を与え単一分子の場合と異なることが考え得る場合において．動作中の分子機械の機械的特性をオペランド計測の開発として重要な結果である．また，再滑走する微小管では，停止点を中心として滑走方向が変わるため，微小管滑走の停止，方向転換のその場制御を基軸とした分子機械のオペランド計測・制御手法としてバーチャル電極ディスプレイの応用が考えられる．
|
| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
