| 研究課題/領域番号 |
20K14432
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (00779340)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 不均一場 / 生体膜 / メゾスケール / 反応拡散方程式 / ブラウン動力学法 / 動的不均一場 / 分子動力学計算 / 拡散 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体膜では，脂質やタンパク質が凝集した動的かつ不均一なドメインが形成される．本研究では，動的不均一場におけるタンパク質のクラスター化現象の解明を目指し，反応拡散方程式とブラウン動力学法を組み合わせたメゾスケールシミュレーション法を確立する．反応拡散方程式では，膜内で形成されるドメイン混在状態の時間変化挙動を，ブラウン動力学では不均一場を拡散するタンパク質挙動をモデル化する．
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| 研究成果の概要 |
生体膜では，細胞の機能維持において重要な特定の脂質やタンパク質が集まることで，大きさが10~200 nmオーダーの動的かつ不均一なドメインが形成されることが知られているが，場の不均一性が場を拡散する生体分子挙動に与える影響は不明な点が多い．本研究では，反応拡散方程式とブラウン動力学法を組み合わせた2次元メゾスケールシミュレーション法の開発を行い，場の不均一性がそこを拡散する分子挙動に与える影響を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では生体膜における場の不均一性の影響が顕著になる時空間スケールの現象をシミュレーションできる手法の開発を行うことで，生体分子挙動を扱える分子動力学シミュレーションと一分子計測実験の時空間分解能が交差するメゾスケールの現象を扱うことが可能となったことには学術的意義がある．今後，生体膜におけるタンパク質相互作用の破綻により生じる病理の解明に繋がることが期待されるため，社会的意義がある．
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