| Budget Amount *help |
¥124,150,000 (Direct Cost: ¥95,500,000、Indirect Cost: ¥28,650,000)
Fiscal Year 2022: ¥23,270,000 (Direct Cost: ¥17,900,000、Indirect Cost: ¥5,370,000)
Fiscal Year 2021: ¥23,660,000 (Direct Cost: ¥18,200,000、Indirect Cost: ¥5,460,000)
Fiscal Year 2020: ¥22,100,000 (Direct Cost: ¥17,000,000、Indirect Cost: ¥5,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥22,100,000 (Direct Cost: ¥17,000,000、Indirect Cost: ¥5,100,000)
Fiscal Year 2018: ¥33,020,000 (Direct Cost: ¥25,400,000、Indirect Cost: ¥7,620,000)
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| Outline of Annual Research Achievements |
前多Gでは，生体発動分子によって駆動されるアクティブマターの集団運動の研究を進めた．ミオシン分子モーターとアクチン細胞骨格タンパク質を含む卵抽出液を細胞サイズの区画に封入し，自律的に収縮するアクトミオシンゲルを含む人工細胞系を構築した．この人工細胞が自発的に内部構造の対称性を破ることを明らかにし，論文発表を行った（Nat. Commun.2020）．また，人工細胞は内部のアクトミオシンの収縮から細胞膜近傍でずり応力が発生し，化学シグナルの伝達を要することなく自発的な運動を実現することを明らかにした．さらに，キネシン分子モーターと微小管細胞骨格の集団運動を制御する手法を整え，集団運動のパターン制御を実現すると共に理論的解析からパターン遷移の転移点を決定することに成功した．
鳥谷部Gでは，回転分子モーターF1-ATPaseおよびべん毛モーターのエネルギー変換機構について，１分子実験および統計力学的解析を用いて研究を進めた． 特に，F1-ATPaseの高効率なエネルギー変換機構の解明を目指し，分子内でのエネルギー・エントロピーの流れを計測する方法を模索した．モデルに基づいた数値計算により，固定子で発生したエントロピーを回転軸がくみ出して高効率な動作を実現していることが示唆された．さらに，回転自由度，固定子形状，化学状態の3自由度を用いたモデルを構築し，より詳細な解析を進めている．また，変異体のエネルギー収支を測定し野生型と比較を進めた．特に，詳細を調べるため分子動力学計算を用いた計算を導入した．これに加え，F1-ATPaseのブレーキ機構（インヒビション状態）のメカニズムを解明し，論文を投稿した（Nakayama and Toyabe, 査読中）．さらに，バクテリアべん毛モーターの固定子組み込み過程の原理の一端を解明した（Ito, Nakamura, Toyabe, 査読中）．
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