非平衡統計力学による細胞内ゆらぎ測定

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24770143
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 林 久美子 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00585979)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 1分子計測・操作

研究概要

PC12細胞内で、細胞小器官であるミトコンドリアを蛍光色素で染色し、重心運動を観察した。ミトコンドリアは微小管に沿ってキネシンやダイニンなどのタンパク質モーターに輸送される。この非平衡定常状態に対し、揺動散逸定理を調べた。ミトコンドリアの重心揺らぎと人工的にエレクトロポーレーションで細胞内に導入したビーズの揺らぎを比較し、ミトコンドリアの重心運動における揺動散逸定理の破れの程度を測定した。

研究成果

• [雑誌論文] Viscosity and drag force involved in organelle transport : Investigation of the fluctuation dissipation theorem (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, C. G. Pack, M. K. Sato, K. Mouri, K. Kaizu, K. Takahashi, Y. Okada
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. E 巻: 36 ページ: 136
  • DOI: 10.1140/epje/i2013-13136-6
• [雑誌論文] Catalysis enhancement via rotary fluctuation of F_1-ATPase (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Watanabe, K. Hayashi, H. Ueno and H. Noji
  • 雑誌名: Biophys. J. 巻: 105 ページ: 2385-2391
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2013.09.050
• [雑誌論文] Protein motor F_1 as a model system for fluctuation theories of non-equilibrium statistical mechanics (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi and R. Hayashi
  • 雑誌名: Fluct. and Noise Lett. 巻: 11 ページ: 124001
  • DOI: 10.1142/S0219477512410015
• [雑誌論文] Single-molecule stochastic resonance (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, S. de Lorenzo, M. Manosas, J. M. Huguet and F. Ritort
  • 雑誌名: Phys. Rev. X 巻: 2 ページ: 031012
  • DOI: 10.1103/PhysRevX.2.031012
• [雑誌論文] Measurements of the driving forces of bio-motors using the fluctuation theorem (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, M. Tanigawara and J. Kishikawa
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 巻: 8 ページ: 67-72
  • DOI: 10.2142/biophysics.8.67
• [学会発表] F-subunit reinforces torque generation in V-ATPase (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Kishikawa, A. Seino, A. Nakanishi, N. E. Tirtom, H. Noji, K. Yokoyama, K. Hayashi
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] Transport of beads by kinesin in highly viscous environment (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Sawairi, T. Ariga, M. Tomishige, K. Hayashi
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Measuring the numbers of kinesin and dynein on neuronal cargo transport by using the fluctuation theorem (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, Y. Okada
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Giant Acceleration of diffusion in F_1-ATPase (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Hayashi, S. Nakamura, S. Kudo, K. Sasaki, H. Noji, K. Hayashi
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-10-23
• [学会発表] Estimation of driving force acting on a mitochondrion transported in a living cell : Application of the fluctuation theorem (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, M. K. Sato, K. Mouri, C. G. Pack, K. Kaizu, K. Takahashi, Y. Okada
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] Application of new step finding algorithm to F_1-ATPase (2012)
  • 著者名/発表者名: Seino, T. Nakagawa, K. Sasaki, K. Hayashi
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] Giant acceleration of diffusion in single-molecule experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Hayashi, S. Nakamura, S. Kudo, K. Sasaki, H. Noji, K. Hayashi
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-22
• [図書] 300号記念特集「生物物理の未来に寄せて」--非平衡統計力学による細胞内ゆらぎ測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林久美子
  • 総ページ数: 118
  • 出版者: 生物物理