| 研究課題/領域番号 |
20K21117
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 (2021-2022)
埼玉大学 (2020) |
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研究代表者 |
吉川 洋史 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50551173)
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| 研究分担者 |
川村 隆三 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50534591)
杉山 輝樹 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 客員教授 (80397687)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | レーザートラッピング / レーザーアブレーション / 細胞骨格 / チューブリン / モータータンパク質 / キネシン / 化学エネルギー / 微小管 / タンパク質 / 光電場 / 対流 / 光熱作用 / レーザー操作 / 自己組織化 / 構造制御 / レーザー加熱 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、レーザーの物理作用（圧力・熱等）を駆使して、タンパク質の凝集・配列を非侵襲かつ直接的に制御し、高次に配向制御された３次元細胞骨格構造を作製する手法を開発する。さらに、作製した細胞骨格を用いて、細胞骨格の３次元構造と運動性との定量相関を調べ、並進や回転などの秩序的な集団運動が発現する細胞骨格構造を解明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、研究代表者らが専門とする集光レーザービーム技術の物理作用（圧力・熱など）を駆使して、細胞骨格タンパク質の凝集・配列を制御する技術を開発した。これにより、高次に配向制御された細胞骨格ネットワークを生体外で時空間制御して再構成することに成功した。さらに再構成された細胞骨格が直進や回転などの規律的な集団運動を発現することを発見した。本成果は、従来の化学的・分子生物学的手法とは異なる、生体分子の新しい時空間操作法の開拓に繋がるものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の意義は、光物理作用により細胞骨格タンパク質を直接的に制御する、生命科学研究における革新的手法論を開発した点である。実際本手法の原理は、オプトジェネティクスや、光によるゲノム編集技術などの分子生物学的手法とも全く異なる。光物理作用は原理的に全ての物質系の自己組織化制御に応用できるため、潜在的な汎用性は非常に大きく、様々な用途への応用が期待できる。
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