| Budget Amount *help |
¥124,150,000 (Direct Cost: ¥95,500,000、Indirect Cost: ¥28,650,000)
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．バクテリアはべん毛モーターで水中を遊泳するアクティブマターである．高密度のバクテリア懸濁液では多数の渦に組織化した集団運動が生じることが知られており，この集団運動を制御するため，バクテリアの遊泳運動のキラリティーを増強させるマイクロ流体デバイスによる制御法を構築した．キラルな渦同士の相互作用では，より大きなサイズの渦へと成長する幾何学的特徴をもつことをVicsekモデルの平均場理論から明らかにした．
さらに，ミオシン分子モーターとアクチン細胞骨格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ティブゲルを再構成した。この細胞サイズのアクティブゲルは自律的に変形し，細孔内を自発的に運動する．この人工細胞の運動が境界との摩擦力に駆動されることを理論と実験から明らかにした．
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のブレーキ機構（インヒビション状態）の挙動を明らかにし，実験結果を説明する新しい理論モデルを構築した．また，F1-ATPaseの高効率なエネルギー変換機構を明らかにするため，３種類の変異型F1-ATPaseと野生型F1-ATPaseの比較実験を行い，野生型の高効率性を発見した．
また，べん毛モーターのデューティ比を測定することに初めて成功し，論文を出版した（Sato, et al., Biophys. J.）．さらに進めて，べん毛モーターの固定子結合ダイナミクスを明らかにした.
さらに，自律的な非平衡系のマクロなモデル実験として，スターリングエンジンを用いた実験を行い，そのダイナミクスを少数自由度のモデルで記述することに成功した．
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