| 研究課題/領域番号 |
18H01189
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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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| 審査区分 |
小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
水野 大介 九州大学, 理学研究院, 教授 (30452741)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
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| キーワード | マイクロレオロジー / 非平衡 / 細胞質 / アクティブガラス / アクティブマター / 非平衡メカニクス / 非平衡散逸 / 非平衡力学 / フィードバックマイクロレオロジー / 細胞質ガラス / アクティブ流動化 / 代謝 / 揺らぎ応答 / 細胞 |
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| 研究成果の概要 |
代謝の失われた細胞質はガラスとして固化するが、代謝の活発な細胞質は何故か流動性を持つ。代謝活動に伴う非平衡環境が、細胞質の力学的性質、ひいては生理応答に重大な影響を及ぼすが、その機序は不明である。本研究では、細胞質のガラス化が代謝依存的に決定される物理的な機構を解明するために、代謝活動や非平衡性を安定的に制御できる細胞質のモデル系を作製し、そのメカニクス(力学応答と代謝に伴う非平衡揺らぎ)をマイクロレオロジー計測した。生体乱流と呼ばれる強力な力学的駆動を伴う懸濁試料では、揺動散逸定理の破れとともに試料が流動化すること、そして、高周波数側の揺らぎまでも増大することが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生き物らしさは、複雑な散逸構造を内包する非平衡系である細胞内部における、生体物質の力学挙動に宿る。しかしながら、科学の一般的な方法論である要素還元主義が通用しないメカニズムに基づくために、その詳細は神秘のベールに包まれている。本研究では、細胞内部の非平衡環境を模したモデル系を構築する新しい方法論を確立した。非平衡系の力学を研究する新しい方法論であり、人類が追究してきた「生命の根源」に対する現代的な解を与えるための実験的成果に繋がる。
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