| 研究課題/領域番号 |
17H03206
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
横川 隆司 京都大学, 工学研究科, 教授 (10411216)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2017年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | 分子ロボティクス / マイクロ・ナノデバイス / 生物物理 / 分子モーター / ナノバイオ |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、分子機械としての微小管の運動について、微小管先端の曲げ剛性と基板上の生体分子モーター（キネシン）の配置間隔を制御することによって、微小管の運動方向を制御する設計論を確立することを目指した。曲げ剛性測定方法については、ガラス基板上に微小管の一端を特異的に固定し、熱揺らぎから曲げ剛性を導出する画像処理アルゴリズムを確立した。これにより、微小管結合タンパク質、微小管重合速度、重合時のヌクレオチドの違いがどのように曲げ剛性に影響するかを調べ、重合速度が最も支配的であることを明らかにした。さらに、二種類のキネシンを金ナノピラー上に固定して運動速度を評価し、その運動特性の違いを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果は、微小管の曲げ剛性と生体分子モーターの配置間隔に着目して、ナノマイクロ加工技術とモーターを利用した分子機械の設計論を体系化することにつながるものである。この過程において、微小管の曲げ剛性が伸張速度により支配的に決まることや、モーターの種類によって運動特性が異なることを見出した。これらは、分子機械の開発と言うナノマイクロ工学的視点から研究を進めることにより得られた新たな知見であるが、同時に生物物理学における中心的な課題でもあり当該分野への貢献も大きい。
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