| 研究課題/領域番号 |
19K03653
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 奈良女子大学 |
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研究代表者 |
戸田 幹人 奈良女子大学, その他部局等, 継続研究員 (70197896)
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| 研究分担者 |
森藤 紳哉 奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (30273832)
鎌田 真由美 京都大学, 医学研究科, 准教授 (70749077)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 階層性 / 非平衡 / カオス / wavelet変換 / 時系列解析 / 生体分子 / 機能発現 / ラチェット |
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| 研究成果の概要 |
非定常な時系列に対し、遷移に寄与する自由度・周波数を抽出する手法としてwavelet PCAを考案し、非線形力学系の理論モデルに応用して、その有用性を実証した。また、階層性に起因する非平衡性が「詳細釣り合いの破れ」の原因となることを指摘し、DNA結合タンパク質における「アンテナ効果」の実験を良く説明する理論モデルを提唱した。さらに、分子の形のように、生体分子の機能発現に重要となる自由度の動的挙動が、振動励起によって制御できる可能性を示して、「動的誘導構造(Dynamically Induced Conformation)」と名付けた。
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| 自由記述の分野 |
非線形非平衡統計力学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体分子の機能発現は、時空間階層性を持つ系の動力学であり、その機構の解明や、新たな機能の設計には、機能発現に寄与する集団自由度の挙動を理解することが必須である。我々が開発したwavelet PCAは、大自由度の大規模時系列データから、集団運動に寄与する自由度・周波数を抽出する方法であり、今後、生体分子の分子動力学データに応用することで大きな成果を挙げる事が期待できる。また、「階層性に起因するラチェット機構」というアイデアは、「動的誘導構造」と合わせて、生体分子の機能発現の研究において、根源的な視点の転換に結びつく。
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