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2004 年度 実績報告書

マイクロ・ナノマシン技術を用いた分子モータの新しい単分子計測

研究課題

研究課題/領域番号 14205035
研究機関東京大学

研究代表者

金 範ジュン  東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60334356)

研究分担者 野地 博行  東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (00343111)
キーワード生体分子モータ / マイクロ・ナノマシン / ナノ加工技術 / MEMS / 生物物理 / 一分子観察 / ナノパターン
研究概要

本研究の目的は、生物の分子モーターの回転運動特性を解明にするために、マイクロ・ナノマシン技術を用いて単分子レベルで計測する技術を確立することである。
本研究において、世界最小の溶液チャンバーアレイの開発に成功した(Nature Biotechnology)。このチャンバーは体積がfL(10^<-15>L)しかないため、こめ中に酵素1分子を閉じ込めると、わずか数十秒で反応産物の濃度がμMとなり容易に1分子検出ができる。これを、市販の酵素アッセイキットを用いて実証した。
上述のマイクロチャンバーを用いて、回転分子モーターであるF1モーターの単分子計測を行った(Nature)。このモーターは、単独でATPを加水分解して回転運動を行うが、生体内では別の回転分子モーターによって逆回転されATPを合体する。この反応効率を測定するために、F1モーターを今回開発したマイクロチャンバーに閉じ込め、これを磁気ピンセットを用いて逆回転した。逆回転の結果合成されたATP分子は1800個程度であるが、6fLのチャンバーでは、濃度は0.5μM上昇する。そのため、磁気ピンセットから開放されたモーターは、逆回転する前より高速度で回転する。この速度上昇から合成ATP量を見積もり、ATP合成の効率が極めて高い(^〜100%)ことを示した。
一方、マイクロ・ナノパターンの新技術の開発を行い、以下の結果を得られた。タンパク質パターニングのため、マイクロノズルからの分子射出・ナノコンタクトプリント法による分子パターニングの実証実験は終了した。今後は、これらの方法をタンパク質パターニングに応用する。さらに、パターニングされたタンパク質が活性を維持していることを顕微観察から確認する計画であった。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (7件)

  • [雑誌論文] Highly coupled ATP synthesis by F1-ATPase single molecules.2005

    • 著者名/発表者名
      Rondelez, Y., Tresset, G., Nakashima, T., Kato-Yamada, Y., Fujita, H., Takeuchi, S., Noji, H.
    • 雑誌名

      Nature 433

      ページ: 773-777

  • [雑誌論文] Microfabricated arrays of femtoliter chambers allow single molecule enzymology.2005

    • 著者名/発表者名
      Rondelez, Y., Tresset, G., Tabata, K., Arata, H., Fujita, H., Takeuchi, S., Noji, H.
    • 雑誌名

      Nature Biotechnolog 3

      ページ: 361-365

  • [雑誌論文] Fabrication of sharp knife-edged micro probe card combined with shadow mask deposition.2004

    • 著者名/発表者名
      Younghak, Cho, Tony Kuki, Yamato Fukuda, Hiroyuki Fujita, Beomjoon Kim
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A 114・2-3

      ページ: 327-331

  • [雑誌論文] Observation of Self-Assembled Monolayer using the Lateral Resonance of the cantilever in the contact and noncontact regions2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Hoshi, T.Kawagishi, S.Kawai, D.Kobayashi, JG Kim, Y.Cho, S.Takeuchi, B.J.Kim, H.Kawakatsu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 43・7B

      ページ: 4533-4536

  • [雑誌論文] Micro Patterning of Fluorescent Nanoparticles by Atomizers Combined with Electrostatic Deposition and Stencil Mask2004

    • 著者名/発表者名
      Joon-Wan Kim, Yutaka Yamagata, Beomjoon Kim, Toshiro Higuchi
    • 雑誌名

      Proceeding of IEEE International Micro Electro Mechanical Systems

      ページ: 625-628

  • [雑誌論文] A twin microcantilever array for measurement of red blood cell deformability and electrical impedance2004

    • 著者名/発表者名
      Y.H.Cho, N.Takama, B.J.Kim
    • 雑誌名

      Technical Digest of 10-IMCS, Chemical Sensors 20・B

      ページ: 346-347

  • [雑誌論文] Nano Scale Surface Patterning by Micro Contact Printing using a Novel Type of PDMS Stamp2004

    • 著者名/発表者名
      J.G.Kim, N.Takama, V.Blech, B.J.Kim
    • 雑誌名

      Proc. International Symp. on Nanomanufacturing (ISNM2004)

      ページ: 308-311

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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