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高強度THz光照射による生体高分子の制御

研究課題

研究課題/領域番号 17H07365
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 分子生物学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

山崎 祥他  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 基礎科学特別研究員 (50798345)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードテラヘルツ / 生体高分子 / アクチン / クロマチン
研究成果の概要

本研究では、ジャイロトロンを光源とした高強度テラヘルツ(THz)光の照射により水溶液中のアクチン繊維形成が促進されることを見出した。THz光はその周波数が高分子の分子間結合に相当するため、高強度照射により高分子の高次構造変換を誘起できると考えられているが、これまで生体内に存在する高分子への影響は明らかになっていない。本研究はTHz光がアクチン繊維など生体内高分子の人為的制御に利用できる可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

分子間振動や格子振動を励起可能な高出力THz光源は存在するが、THz光照射による細胞内のタンパク質高次構造操作や機能制御を目的とした研究は行われていない。本研究ではTHz光照射によりタンパク質の構造変化を誘起可能であることを明らかにした。アクチンは細胞の遊走、増殖、分裂など様々な生命現象に関わる。そのため、THz光によるアクチン繊維の操作は将来的な新しい細胞機能制御手法の創出に繋がることが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Actin polymerization is activated by terahertz irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Shota、Harata Masahiko、Idehara Toshitaka、Konagaya Keiji、Yokoyama Ginji、Hoshina Hiromichi、Ogawa Yuichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28245-9

    • NAID

      120006532085

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] テラヘルツ光による生体高分子操作の可能性探索2018

    • 著者名/発表者名
      山崎 祥他
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部 第84回例会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Roles of nuclear filamentous-actin in transcriptional regulation2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamazaki
    • 学会等名
      22nd INTERNATIONAL CHROMOSOME CONFERENCE
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz irradiation enhances actin polymerization2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamazaki
    • 学会等名
      43rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW THz-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ光照射を利用したライフサイエンスへのアプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      山崎 祥他
    • 学会等名
      テラヘルツビジネスセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] THz光照射による生体高分子アクチンの制御2018

    • 著者名/発表者名
      山崎祥他
    • 学会等名
      第18回ミリ波サブミリ波受信機ワークショップ、第4回理研NICT合同テラヘルツワーク
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] THzを応用した生体高分子制御技術の探索2017

    • 著者名/発表者名
      山崎祥他
    • 学会等名
      理研シンポジウム 第5回「光量子工学」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] THz光照射による生体高分子アクチンの制御2017

    • 著者名/発表者名
      山崎祥他
    • 学会等名
      テラヘルツ科学の最先端IV
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-08-25   更新日: 2020-03-30  

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