人工細胞質を活性化させるメソ非平衡動力学の研究

• 研究課題/領域番号: 24K21535
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分13:物性物理学およびその関連分野
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 水野 大介 九州大学, 理学研究院, 教授 (30452741)
• 研究期間 (年度): 2024-06-28 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2025年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2024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: 非平衡動力学 / 生体分子機械 / 細胞内混雑 / マイクロレオロジー / 人工細胞質

研究開始時の研究の概要

細胞内は様々な生体分子で溢れており、代謝が停止するとガラス化する。本研究では、細胞内の非平衡プロセスを模倣する人工細胞質の作製と、その中でのメソスケールの非平衡動力学の観察を行う。具体的には、半透膜を使用して外部環境とエネルギー物質や代謝産物の交換を行いながら、混雑状態と代謝環境を保つ人工細胞質を作製する。この細胞質内での非熱的な揺動やレオロジーの計測とモータータンパク質の1分子計測を通じて、メソスケールの非平衡動力学が、細胞内の生体分子機械が効果的に動作する理由を調べる。本研究は、ミクロな分子レベルではなく、メソスケールの非平衡動力学の観点で、生命の理解を深める。