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変形と回転の幾何学に基づく複雑分子システムの集団運動と機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23740300
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関早稲田大学

研究代表者

柳尾 朋洋  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (40444450)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード統計力学 / 非線形力学 / 幾何学 / DNA / クラスター / タンパク質 / 分子モーター / 小惑星 / 非平衡統計力学 / 応用数学 / 分子機械 / 天体力学 / 多体問題 / 国際情報交換(米国、ドイツ) / 国際情報交換(米国,ドイツ) / シグナル伝達 / 宇宙ミッション / 非線形科学 / 国際情報交換 アメリカ合衆国 / キラリティ / 国際情報交流 / アメリカ、ドイツ
研究成果の概要

本研究課題では、原子分子集合体や生体高分子などの高度な秩序構造と機能を有する階層的分子システムの集団運動のメカニズムを、統計力学、非線形力学、幾何学の手法に基づき明らかにする研究を進めた。特に、オブレート-プロレート遷移や解離反応など、質量分布を大きく変える原子分子集合体の集団運動の駆動機構や、DNAを始めとする生体高分子の非対称な弾性特性と高次構造の形成機構の一端を明らかにした。さらに、分子系と天体系の力学的類似性に注目し、小惑星の遷移ダイナミクスに関する研究を推進した。

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Roles of dynamical symmetry breaking in driving oblate-prolate transitions of atomic clusters2015

    • 著者名/発表者名
      Yurie Oka, Tomohiro Yanao, and Wang Sang Koon
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 142 号: 13 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1063/1.4915928

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Jumping mechanisms of Trojan asteroids in the planar restricted three- and four-body problems2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta Oshima and Tomohiro Yanao
    • 雑誌名

      Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy

      巻: 122 号: 1 ページ: 53-74

    • DOI

      10.1007/s10569-015-9609-4

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chiral symmetry breaking of a double-stranded helical chain through bend-writhe coupling2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Yanao and Kenichi Yoshikawa
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 89 号: 6 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1103/physreve.89.062713

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] らせん高分子の動的特性:対称性の破れがもたらす特質2014

    • 著者名/発表者名
      柳尾朋洋,吉川研一
    • 雑誌名

      シミュレーション

      巻: 33 ページ: 55-58

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] The falling cat problem and shape effects in small molecules in a random environment: a case study2013

    • 著者名/発表者名
      Carsten Hartmann and Tomohiro Yanao
    • 雑誌名

      Molecular Physics

      巻: 111 号: 22-23 ページ: 3534-3545

    • DOI

      10.1080/00268976.2013.831956

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intramolecular Energy Flow and the Mechanisms for Dissociation of Atomic Clusters2013

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Yanao, Yurie Oka, and Wang Sang Koon
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: 8 号: 2 ページ: 423-434

    • DOI

      10.1299/jtst.8.423

    • NAID

      130003366748

    • ISSN
      1880-5566
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of a model of DNA division via parametric resonance2013

    • 著者名/発表者名
      Wang Sang Koon, Houman Owhadi, Molei Tao, and Tomohiro Yanao
    • 雑誌名

      Chaos

      巻: 23 号: 1 ページ: 13117-13117

    • DOI

      10.1063/1.4790835

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Selection in Supercoiling and Wrapping of DNA2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yanao and K. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Polymer Science

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高分子の捩れ運動から生じる幾何学的位相と軸まわりの回転2015

    • 著者名/発表者名
      柳尾朋洋,日野泰子
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mode-selective effects in multi-channel reactions of molecular systems2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Yanao, Shinya Akiba
    • 学会等名
      Workshop on Dynamical Systems and Computation
    • 発表場所
      北海道大学理学部(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-03-03 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of the jumping mechanism of Trojan asteroids to the design of a tour trajectory through the collinear and triangular Lagrange points2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta Oshima and Tomohiro Yanao
    • 学会等名
      25th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting
    • 発表場所
      Williamsburg (USA)
    • 年月日
      2015-01-11 – 2015-01-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] トロヤ群小惑星のL4-L5間遷移現象の力学的機構2014

    • 著者名/発表者名
      大島健太,柳尾朋洋
    • 学会等名
      日本惑星科学会秋季講演会
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Collective motions of complex molecular systems driven by spontaneous symmetry breaking2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Yanao
    • 学会等名
      Energy Landscapes
    • 発表場所
      Durham (UK)
    • 年月日
      2014-08-15 – 2014-08-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Chaotic State Transitions in Molecular and Astronomical Systems2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yanao and K. Oshima
    • 学会等名
      Workshop on Lagrangian Coherent Structures and Dynamical Systems
    • 発表場所
      Sapporo
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Applications of Gravity Assists in the Bicircular and Bielliptic Restricted Four-Body Problem2014

    • 著者名/発表者名
      K. Oshima and T. Yanao
    • 学会等名
      The 24th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting
    • 発表場所
      Santa Fe
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Geometric Effects in Shape Dynamics of Complex Molecular Systems2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yanao
    • 学会等名
      1st International Symposium on Computational Materials and Biological Sciences
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gravity Assist in the Sun-Earth-Moon-Spacecraft 4-Body System2013

    • 著者名/発表者名
      K. Oshima and T. Yanao
    • 学会等名
      International Conference on Simulation Technology
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Gravity Assists and Associated Phase-Space Flows in Space Mission Design2013

    • 著者名/発表者名
      K. Oshima and T. Yanao
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Driving Mechanisms for Structural Transitions of Ar7 Clusters2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Oka and T. Yanao
    • 学会等名
      1st International Symposium on Computational Materials and Biological Sciences
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Lagrangian Coherent Structures Mediating Phase-Space Flows in Unimolecular Reactions2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshioka and T. Yanao
    • 学会等名
      1st International Symposium on Computational Materials and Biological Sciences
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 重力アシストを用いた太陽-地球-月-宇宙機の四体問題におけるCaptureとEscape2013

    • 著者名/発表者名
      大島健太,柳尾朋洋
    • 学会等名
      アストロダイナミクスシンポジウム
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽-地球-月-宇宙機系における重力アシストとその応用2013

    • 著者名/発表者名
      大島健太,柳尾朋洋
    • 学会等名
      第57回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      米子
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 質量分布の対称性に起因する分子内エネルギー移動と集団運動2013

    • 著者名/発表者名
      柳尾朋洋,岡右里恵,W. S. Koon
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞内のシグナル伝達および輸送におけるノイズの役割の探求2012

    • 著者名/発表者名
      大島健太,日野泰子,柳尾朋洋
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会5.0
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 対称性からみた原子クラスターのモード間エネルギー移動と反応機構2012

    • 著者名/発表者名
      岡右里恵,柳尾朋洋
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Applications of LCS to the study of transport trajectories in space mission2012

    • 著者名/発表者名
      K. Oshima, S. Wada, and T. Yanao
    • 学会等名
      9th International conference on flow dynamics
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Intramolecular energy flow and the mechanisms for collective motions of complex molecular systems2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yanao, Y. Oka, and W. S. Koon
    • 学会等名
      9th International conference on flow dynamics
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 原子分子集合系における振動エネルギー移動と反応速度2012

    • 著者名/発表者名
      柳尾朋洋
    • 学会等名
      日本材料学会 分子動力学部門委員会
    • 発表場所
      岡山
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 複雑分子システムにおける集団運動の発生機構と幾何学的効果2012

    • 著者名/発表者名
      柳尾朋洋
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会(招待講演)
    • 発表場所
      西宮市
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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