| 研究概要 |
(1)アクチン-ミオシン系の筋肉の収縮に関係する分子モータのモデルである、ラチェットの自由度間の相互作用が1次元格子モデルで記述できる結合したフラッシングラチェットモデルに対して計算機シミュレーションを行なった。系の速度等のダイナミカルな性質に温度、結合の強さ、外力がどのように影響するかを調べた。また、系のエネルギー効率を計算し、1自由度の場合の結果と比較し、結合することで効率が改善されることを示した。(2)2次元の運動の自由度を持ったブラウニアンモーターが多数結合した系を計算機シミュレーションによって調べた。この系によってアクチンフィラメントをミオシンを並べたスライドガラスの上におきATPを加え,適当な条件でフィラメントは運動を始めるという実験を再現できた。この実験では,フィラメントの長さが短い間は速度の方向が定まらず煩雑に運動方向を変えるが,十分長いフィラメントはほぼ一定の方向に持続的に進んでいく。またスライドガラス上のミオシンの密度が小さいうちは密度の増加とともにフィラメントの速度は増加していき,ある程度密度が大きくなるとミオシンの密度をあげても速度は変化しなくなり飽和してしまう。以上2つの結果を,我々のモデルは定性的に説明することができた。(3)上のようなラチェットモデルの機構を用いて種類の違う粒子の混合物を分離することを試みた。すなわち底が空間的に非対称なギザギザの形をした容器内に粒子の混合物を入れ、粒子が鉛直面内を重力の元で動き回るように容器を鉛直方向に振動させる。こうすることによって,性質の違う2種類の粒子は、うまく実験条件を設定することにより互いに反対の方向に動きだし、混合物が効率よく分離できることを計算機シュミレーションを用いて示した。研究の成果は平成14年7月イタリアのEriceで開かれた国際会議"Stochastic Systems : From Randomness to Complexity"で報告しそのproceedingがPhycica Aに平成15年7月に掲載された。また、平成14年8月に連合王国ランカスターで開かれたワークショップ"Fluctuation, Chaos and Complexity in Multistable Systems"においても発表した。粒子分離に関して得られた成果は,平成15年9月ポーランドのZakopaneで行われた第16回スモルコフスキー記念統計物理学国際シンポジウムにおいて,発表しそのproceedingが平成16年4月にActa Physica Polonica Bに掲載された。
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