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<< 研究計画の概要 >> 本研究では、収縮性タンパク質アクチンの集団的挙動に基づいて、生物種や細胞種に依らない普遍的な細胞運動モデルを提案することを目指している。具体的には次の二つの実験的研究を計画した。(1)ソフトマター物理の観点からせん断印加によるアクチン繊維の構造変化を調べて、細胞運動の物理基盤を構築する。(2)真正粘菌変形体の仮足形成についてずり応力に対する応答性を調べて、アクチン繊維の構造形成と運動との関連を明らかにする。
<< 本年度の研究実績 >> 共焦点レーザー顕微鏡とレオメータを用いて、せん断印加後のアクチン繊維の構造形態を3次元で観察できる実験系を構築した。この実験系を用いて、アクチン繊維溶液の応力がアクチン繊維の配向分布に依存していることを実験的に示した。
<< 研究期間全体を通じた研究成果 >> アクチン繊維溶液がせん断印加によって自発的に粘度の異なる2つの相に分離することを実験的に示した。アクチン繊維の構造形態の直接観察から、2つの相では繊維の配向分布が異なり、それが粘度の違いを生みだす要因であることがわかった。これらの実験結果は、せん断流下での棒状分子の配向を一体問題で扱った理論から予測される結果と概ね一致した。これまで高分子レオロジーの分野では、高分子の直接観察が難しく間接的な手法で構造を調べてきた。今回、生体高分子を用いることで直接観察により高分子の構造形態を明らかにできたことは、今後の高分子レオロジーの研究の発展に意義あるものであると考えられる。さらに、細胞が力を生み出して移動する際の物理機構を高分子の構造形態から理解する一助となり得る。これらの研究成果は、国内外の学会で発表され、論文投稿の準備を進めている。
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