プラズマ刺激種子における壁膜浸透変移の分子動力学および回路理論解析

• 研究領域: プラズマ駆動種子記憶操作：プラズマが駆動する種子内分子動態の学理創成
• 研究課題/領域番号: 25H02219
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 内田 諭 東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (90305417)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2025年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: プラズマ刺激 / 種子 / 壁膜構造 / 分子動力学法 / 回路理論解析

研究開始時の研究の概要

プラズマ生命科学を基盤とする種子への放電直接照射は、細胞内DNAの新たな改変技術として注目されている。本手法では、放電由来の化学活性種や誘導された電荷・電界による細胞刺激を起点としているが、植物細胞に特有な細胞壁および細胞膜における多層間浸透特性と細胞内のDNA修飾機構を直接的に関連付ける一般的な理論体系は未だ確立されていない。
本研究では、種子細胞の壁膜多層構造を数値的に模擬するとともに、細胞壁、細胞膜および両層間における化学活性種の輸送係数を導出する。さらに、投入電力などの放電制御パラメータと膜浸透係数に代表される粒子輸送機能の定量的相関を明示した数理モデルを構築する。