| 研究領域 | 分子夾雑の生命化学 |
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| 研究課題/領域番号 |
17H06353
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
田中 成典 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (10379480)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| キーワード | 分子夾雑 / 分子動力学法 / 生体高分子 / 会合解離 / 自由エネルギー / アミロイド / 熱伝導 / 量子生命科学 |
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| 研究成果の概要 |
「細胞内の分子夾雑環境が生体分子の機能発現にどのように影響するか」という問題設定に対して、主に分子動力学（MD）シミュレーションの方法に基づき、タンパク質多量体の会合・解離過程を効率的に記述する手法を開発して実際の応用計算を行い、その分子メカニズムを定量的に解明した。具体的には脳神経疾患に関わるアミロイド凝集体やガンに関わるRasタンパク質複合体などを対象とし、それらの会合・解離ダイナミクスを自由エネルギーや熱エネルギーの観点から熱力学的に記述することに加えて、ATPやGTPなどの基質の果たす役割も微視的に解明した。さらに、生体系における熱伝導・温度緩和・量子性等の理論的記述も試みた。
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| 自由記述の分野 |
計算生物学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の分子生物学・細胞生物学は分子レベルから生命機能を解き明かす上で重要な多くの知見を蓄積してきたが、細胞内の分子夾雑環境が果たす役割については未解明の部分が多かった。本研究では特に、タンパク質や核酸などの生体高分子が形成する複合体に注目し、その形成や崩壊などの過程が微視的にどのように起きるのかを可視化・定量化する計算機シミュレーション技術を開発した。また、それに基づき、アルツハイマー病やガンなどに関わる分子系の応用計算を行い、細胞内のATPやGTPなどの共存分子が演じる役割についても新たな知見を得た。加えて、温度生物学や情報熱力学、量子生命科学などの新たな学術領域への展開も試みた。
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