アクチンゲルの振動メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 23570181
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 日本工業大学
• 研究代表者: 佐野 健一 日本工業大学, 工学部, 准教授 (80321769)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: アクチン / ダイナミックインスタビリティ / ナノバイオ / 微小管 / ハイドロゲル / 自励振動 / 生物物理

研究概要

アクチンフィラメント間をPEG鎖で化学架橋したアクチンゲルの貯蔵弾性率、つまり硬さが自励振動することを明らかにした。この自励振動の源は、化学架橋とアクチンの脱重合・重合ダイナミクス、つまりアクチンの協調的・同調的な重合・脱重合現象、ダイナミックインスタビリティ（動的不安定性）と呼ばれる現象に起因することを示した。本研究では、動的粘弾性とアクチンの重合を同時観察する実験システムを構築し、ダイナミックインスタビリティに基づいたゲルモデルの作製および、運動抽出システムの構築を進めた。

研究成果

• [雑誌論文] 細胞骨格トレッドミルマシン—バイオアクチュエータとしての可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川村隆三, 佐野健一, 長田義仁
  • 雑誌名: 設計工学バイオサイエンスとインダストリー 巻: 48 ページ: 11-15
  • NAID: 10031146082
• [雑誌論文] 細胞骨格トレッドミルマシン ― バイオアクチュエータとしての可能性 ― (2013)
  • 著者名/発表者名: 川村隆三、佐野健一、長田義仁
  • 雑誌名: 設計工学 巻: 48 ページ: 11-15
  • NAID: 10031146082
• [雑誌論文] Self-repairing filamentous actin hydrogel with hierarchical structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Sano K., Kawamura R., Tominaga T., Oda N., Ijiro K., Osada Y.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 12 ページ: 4173-4177
  • 査読あり
• [学会発表] Slime mold in conflicting (2013)
  • 著者名/発表者名: Sano K., Ichimura M., Arai Y., Nakayama N., Hara M., Aono M.
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Soft Materials
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2013-10-18
• [学会発表] 生物を倣い、材料から習うナノテクノロジー (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐野健一
  • 学会等名: 精密工学会第65回マイクロ / ナノシステム研究専門委員会
  • 発表場所: 東京都目黒区
  • 年月日: 2013-10-11
  • 招待講演
• [学会発表] 葛藤する真正粘菌とその解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐野健一, 新井裕太, 市村充, 中山典久, 原正彦, 青野真士
  • 学会等名: 第86回日本生化学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Oscillatory property of PEG-Crosslinked Actin Hydrogel (2012)
  • 著者名/発表者名: Sano K., Kawamura R., Tominaga T., Osada Y.
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] Microtubule hydrogel and the motility with motor protein (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawamura R., Sano K., Tominaga T., Oda N., Ijiro K., Osada Y.
  • 学会等名: GelSympo2012
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] 高次階層構造による微小管ゲルのメカノケミカル効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川村隆三, 佐野健一, 富永大輝, 小田直子, 居城邦治, 長田義仁
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 生体分子を使った静的な構造構築から動的な構造形成へ (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐野健一
  • 学会等名: 北海道大学電子科学研究所講演会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2012-09-10
  • 招待講演
• [学会発表] 生体分子の分子認識能の利用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐野健一
  • 学会等名: つくばソフトマター研究会
  • 発表場所: 東海村
  • 年月日: 2012-08-30
  • 招待講演
• [学会発表] Stress-responsible cytoskeletal protein hydrogels with high hierarchical structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Sano K., Kawamura R., Ijiro K., Osada Y.
  • 学会等名: International Conference on Biopolymers 2011
  • 発表場所: 北京(中国)
  • 年月日: 2011-10-19
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞骨格タンパク質の機能材料化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐野健一, 川村隆三, 富永大輝, 小田直子, 居城邦治, 長田義仁
  • 学会等名: 第60回高分子学会年会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] Stress-responsible cytoskeletal protein hydrogels with high hierarchical structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken-Ichi Sano, Ryuzo Kawamura, Kuniharu Ijiro, Yoshihito Osada
  • 学会等名: International Conference on Biopolymers 2011(招待講演)
  • 発表場所: 北京大学（中国）
• [学会発表] 細胞骨格タンパク質の機能性材料化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐野健一、川村隆三、富永大輝、小田直子、居城邦治、長田義仁
  • 学会等名: 高分子学会年会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪）
• [学会発表] 葛藤する真正粘菌とその解析
  • 著者名/発表者名: 佐野健一、新井裕太、市村充、中山典久、原正彦、青野真士
  • 学会等名: 第86回日本生化学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
• [学会発表] 生物を倣い、材料から習う、ナノバイオテクノロジー
  • 著者名/発表者名: 佐野健一
  • 学会等名: 精密工学会 第65回マイクロ/ナノシステム研究専門委員会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京）
  • 招待講演
• [学会発表] Slime Mold in Conflicting
  • 著者名/発表者名: Ken-Ichi Sano, Makoto Ichimura, Yuta Arai, Norihisa Nakayama, Masahiko Hara, Masashi Aono
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Soft Materials
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
• [学会発表] 生体分子の分子認識能の利用
  • 著者名/発表者名: 佐野健一
  • 学会等名: つくばソフトマター研究会
  • 発表場所: KEK東海（茨城）
  • 招待講演
• [学会発表] 生体分子を使った静的な構造構築から動的な構造形成へ
  • 著者名/発表者名: 佐野健一
  • 学会等名: 北海道大学電子科学研究所「物質・デバイス領域共同研究」講演会
  • 発表場所: 北海道大学電子科学研究所（北海道）
• [学会発表] 高次階層構造による微小管ゲルのメカノケミカル効果
  • 著者名/発表者名: 川村隆三、佐野健一、富永大輝、小田直子、居城邦治、長田義仁
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学（愛知）
• [学会発表] Microtubule hydogel and the mobility with motor protein
  • 著者名/発表者名: Ryuzo Kawamura, Ken-Ichi Sano, Taiki Tominaga, Naoko Oda, Kuniharu Ijiro, Yoshihito Osada
  • 学会等名: GelSympo 2012 (9th International Gel Symposium)
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城）
• [学会発表] Oscillatory Property of PEG-Crosslinked Actin Hydrogel
  • 著者名/発表者名: Ken-Ichi Sano, Ryuzu Kawamura, Taiki Tominaga, Yoshihito Osada
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡（福岡）
• [図書] Employing Cytoskeletal Treadmilling in Bio-Actuator"in Soft Actuators- Materials, Modeling, Applications, and Future Perspectives (2014)
  • 著者名/発表者名: Sano K., Kawamura R., Osada Y.
  • 出版者: Springer
• [図書] Chapter 37 "Employing Cytoskeletal Treadmilling in Bio-Actuator" in Soft Actuators - Materials, Modeling, Applications, and Future Perspectives, (2014)
  • 著者名/発表者名: Ken-Ichi Sano, Ryuzo Kawamura, Yoshihito Osada
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Springer
• [備考] 日本工業大学 教員紹介 ホームページ
  • URL: http://www.nit.ac.jp/gakka/subject/kyoin7/se_sano.html