生物運動の制御基盤；化学力学フィードバックループ

2015 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22227005
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 石渡 信一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10130866)
• 連携研究者: 武岡 真司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20222094) ; 鈴木 団 早稲田大学, 重点領域研究機構, 主任研究員(准教授) (40350475) ; 宮崎 牧人 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (40609236) ; 板橋 岳志 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (20434384) ; Sergey V. Mikhailenko 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (10424805) ; 下山 勲 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (60154332) ; 福田 紀男 東京慈恵会医科大学, 細胞生理学教室, 准教授 (30301534) ; 島本 勇太 国立遺伝学研究所, 准教授 (80409656) ; 小口 祐伴 東京大学, 理学系研究科・生物科学専攻・生物化学科, 特任助教 (40599370) ; 大山 廣太郎 東京慈恵会医科大学, 細胞生理学教室, 学振PD (70632131) ; 新谷 正嶺 東京大学, 理学系研究科・物理学専攻, 学振PD (40650536) ; 高木 潤 国立遺伝学研究所, 博士研究員 (40632196) ; 佐藤 勝彦 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (90513622)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 生体分子モーター / １分子生物学 / 化学力学フィードバック / 筋収縮自励振動 / SPOC / 細胞分裂 / 人工細胞 / 細胞熱力学

研究成果の概要

本研究の第一の目標は、輸送・振動・分裂などの生物要素運動に必要な分子モーターや細胞骨格動態などが生み出す力が、要素運動の制御にフィードバックするという化学力学フィードバックループ（CMFループ）の存在を明らかにすることであった。その点、筋収縮自励振動（SPOC）現象における「ミオシンクロスブリッジ（CB）による力発生、筋フィラメントの滑り運動、フィラメント格子間隔の変化、CB形成確率の変化」というループの存在が強く示唆されたこと、外力パルス依存的に染色体分配のタイミングが調節されること、細胞質分裂に必要な収縮環の形成を人工細胞系で実現するなど、CMF ループの具体例を示すことができた。

自由記述の分野

生物物理学