2020 Fiscal Year Annual Research Report
生体分子モータで駆動する自律振動型人工筋肉の光造形とマイクロロボットの開発
| Project/Area Number |
18H01407
|
|---|
| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
平塚 祐一 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (10431818)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新田 高洋 岐阜大学, 工学部, 准教授 (20402216)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | モータータンパク質 / 人工筋肉 / マイクロロボット |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
人工筋肉の自律振動機能付加のために鞭毛を含む人工筋肉の作製を試みた。鞭毛はクラミドモナスから従来法を用いて調整した。鞭毛の調整方法はジブカインの添加によって細胞体から鞭毛を脱毛させる事により行い、それらの鞭毛を遠心分離等で精製後に鞭毛の周囲を覆っている脂質二重膜をTrion X100により取り除き、人工筋肉の原料とした。
研究代表者らは、遺伝子組換により改変したキネシンを用いることにより光照射により微小管を束化させ収縮性のファイバ（人工筋肉）を作ることを可能にしているが、今回、微小管の代わりに脱膜した鞭毛を用いることで鞭毛から構成される人工筋肉の作製を試みた。その結果、脱膜した鞭毛と改変キネシンを加えた場合、光照射をしても鞭毛の束（集合体）は形成されなかった。これまでの研究結果から、鞭毛（または微小管）の数密度およびその長さによって人工筋肉が相転移的に形成することが分かっており、鞭毛単体の場合、形成に十分な数密度に達成していないことが原因であると予想された。そこで鞭毛に重量比２５％の微小管を加えることにより、鞭毛を含んだ、集合体が作製可能となった。この集合体は鞭毛を含まない場合と同様に収縮した。しかし、期待していた振動現象は見られなかった。
実験と並行してコンピュータシミュレーションによる運動制御の解析も行った。運動方向を微小管のプラス端またはマイナス端方向に外部刺激で変更できるモーター分子を想定した結果、シミュレーション上で振動のような往復運動を作る事が可能となった。さらに往復振動を繰り返すことで、微小管ネットワークの網目構造が均質化し、収縮力の向上やより方向が揃った構造になることが分かった。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
