2018 Fiscal Year Annual Research Report
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18H03673
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
角五 彰 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10374224)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小長谷 明彦 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (00301200)
秋山 良 九州大学, 理学研究院, 准教授 (60363347)
勝本 之晶 福岡大学, 理学部, 准教授 (90351741)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生体分子機械 / 集団運動 / 高速数値シミュレーション / 熱力学 / 動力システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体分子機械における１）集団運動の発現機構、２）集団運動の構造的安定性、３）集団運動のエネルギー収支を微視的および巨視的な観点から統一的に理解することを目的としている。これらの知見をもとに生体分子機械による革新的動力システムの合理的な設計指針を提案する。具体的な研究課題は以下のとおりである。課題① 生体分子機械の集団運動を支配する制御因子の探索とその安定性の評価、課題② 高速数値シミュレーション技術を用いた生体分子機械の形態予測、課題③ 生体分子機械による集団運動の熱力学的考察。
昨年度は、微小管の集団運動がどのような制御因子によって支配されているのかを統一的に理解するための実験系の組み立て及び実験データーの取得を行った。制御因子としては、これまでの試行から、微小管の運動速度、微小管の運動持続長および微小管間の相互作用などに着目した。また集団運動の安定化評価、実時間可視化粒子シミュレーション、集団運動形成の熱力学的解釈に向けた次年度課題にも着手した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実施計画書通り進んているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、生体分子機械における１）集団運動の発現機構、２）集団運動の構造的安定性、３）集団運動のエネルギー収支を微視的および巨視的な観点から統一的に理解することを目的としている。本年度は、昨年度に得られた実験データーをもとに集団運動と制御因子との関係を数式を使っての一般化を行う予定である。さらに集団運動する微小管の構造的な安定性を評価するため、力学的な摂動を印可可能な実験系のセットアップならびに力学的な摂動に対する集団運動の応答性を評価する予定である。さらに実験系における制御因子の統一的な理解に向け、微小管による集団運動を実時間で再現するシミュレーションシステムの開発を行う。また集団運動の熱力学的考察に向け、主要な物理的なパラメーターの絞り込みを行う予定である。
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