2012 Fiscal Year Annual Research Report
内的・外的要因を取り入れた生体分子モーター能動的自己組織化法の確立
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23681019
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
角五 彰 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10374224)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 生体分子モーター / 能動的集積法 / 力学刺激 |
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| Research Abstract |
生体分子モーターの高次元集積に向け、構造情報デザインや機械的摂動などの新たなパラメーターを取り入れた能動的自己組織化法を確立することを目的としている。以下に具体的な研究課題と実施内容を挙げる。1) 立体構造をデザインした生体分子モーターの能動的集積法の確立：微小管の螺旋構造をデザインした生体分子モーター集積法を確立することを目的とし、微小管の螺旋構造は重合条件で制御しその構造を評価してきた。24年度はリング状微小管集合体の作成および運動発現との運動特性解析を行った。2) 気/液・液/液界面を利用した生体分子モーターの能動的集積法の確立：空間的制約や境界条件下での生体分子モーター集積法の確立を目的とし、境界面や膜厚の動的制御可能な集積チャンバーを作成してきた。24 年度は顕微鏡と組み合わせたリアルタイム観察系を構築し集合体の形成過程を解析した。3) 凹凸構造可変な表面を利用した生体分子モーターの能動的集積法の確立：前年度は一軸圧縮による表面凹凸構造や溝方向の動的変化に対する生体分子モーター運動の応答挙動について調べてきた。24 年度は凹凸構造の変化に対する分子モーター集合体構造の自己保持能力などについて評価した。4) 伸展刺激を組み合わせた生体分子モーターの能動的集積法の確立：前年度は足場材の最適化と生体分子モーターの固定法を確立し、平行して伸展装置の設計開発を行ってきた。24 年度は伸展刺激下での分子モーター集積を実現させた。5) 二次元集合体を鋳型とした生体分子モーターの逐次的三次元集積法の確立：パイロット実験として課題２）で作成した二次元リング状集合体を一次鋳型とし三次元への集積が可能であることを実証してきた。24年度は二次元リング状集合体や配向微小管集合体などを一次鋳型とし、自己複製的に多層集積体を構築可能であることを実証した。
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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
（理由）24年度に掲げた５つの課題１）リング状微小管集合体の作成および運動発現との運動特性解析、２）顕微鏡と組み合わせたリアルタイム観察系の構築、３）凹凸構造の変化に対する分子モーター集合体構造の自己保持能力評価、４）伸展刺激下での分子モーター集積、５）自己複製的な多層集積法の確立が当初の予定通り達成された。これらの成果から、当初の目的に対し概ね達成できたと評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記課題を引き続き推進していく。具体的には以下のように進めていく。1) 立体構造をデザインした生体分子モーターの能動的集積法の確立： 25年度は構造/機能情報の相関から非対称回転運動の発現機構を明らかにし、さらに構造情報の増幅機構を解明していく。これら構造/機能情報の相関から非対称回転運動の発現機構を明らかにしていく。2) 気/液・液/液界面を利用した生体分子モーターの能動的集積法の確立： 25 年度は境界条件や閉じ込め効果、誘電率や界面張力の不均一性効果を明らかにする3) 凹凸構造可変な表面を利用した生体分子モーターの能動的集積法の確立：25 年度以降は凹凸構造の変化に対する分子モーター集合体構造の秩序構造形成メカニズムついても評価していく。4) 伸展刺激を組み合わせた生体分子モーターの能動的集積法の確立：25年度は生体分子モーター集合体の自己修復機能に及ぼす影響について調べていく。5) 生体分子モーター集合体の機能創発メカニズムの解明：本研究課題1)-5)で形成される生体分子モーター集合体の運動特性を解析し、速度、運動直進性、走性、自己保持性、自己修復性、自己複製能などの機能を総合的に評価していく。得られた構造情報と機能特性との相関性から機能創発メカニズムを系統的に探っていく。
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Research Products
(20 results)
