• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

負の相関に起因する異常拡散現象とその周辺

公募研究

研究領域ゆらぎと構造の協奏:非平衡系における普遍法則の確立
研究課題/領域番号 26103525
研究機関九州大学

研究代表者

坂上 貴洋  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30512959)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード異常拡散 / 高分子鎖 / 非平衡ダイナミクス / 記憶効果
研究実績の概要

構成要素が鎖状に連なった高分子鎖は、負の相関効果による異常動力学現象の宝庫である。今年度は、主に外力により駆動される非平衡ダイナミクスを研究した。まず、最も基本的と考えられる伸長過程について基礎的事項を定式化し、トルクによる回転ダイナミクス、ナノチャネル中での圧縮過程のダイナミクスへと研究を展開した。
(1) 高分子鎖の伸張ダイナミクス: 高分子系に見られる多くの異常動力学において本質的に重要となる鎖に沿っての張力伝播様式について、平衡状態下と、外力誘起の非平衡状態の両方に於いて、ミクロな高分子模型(ラウス模型)から出発し、標識モノマーの異常拡散挙動を記述する一般化ランジュバン方程式の導出を系統的に議論した。
(2) 棒の周りを回転する高分子鎖の定常ダイナミクス: 長くて柔らかい高分子鎖の一端を棒状の障害物に固定し、棒を回転させると高分子は棒の周りに巻きついていく。「ねじれブロブ」という概念を導入し、張力による伸張過程との類似、差異を明確にしつつ、定常状態での構成関係式(トルク-角運動量関係)を導出した。
(3) ナノチャネル中に拘束されたDNAの圧縮ダイナミクス: ナノチャンネル中に拘束した高分子を方端から圧縮すると、圧縮応力の伝播を伴う特徴的な非平衡ダイナミクスが見られる。この過程を記述する非線形移流拡散方程式を導出し、その解析を行い実験結果との良い一致を得た。また、負の相関による異常動力学という視点から、張力による伸長過程との対比を行った。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] McGill University(Canada)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      McGill University
  • [国際共同研究] K U Leuven(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      K U Leuven
  • [雑誌論文] CarlonRotational Dynamics in Polymers: Torsional Blobs and Thinning2016

    • 著者名/発表者名
      M. Laleman, M. Baiesi, B.P. Belotserkovskii, T. Sakaue, J-C Walter and E. Carlon
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 49 ページ: 405 - 414

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.5b01481

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Non-Equilibrium Dynamics of Nanochannel Confined DNA2016

    • 著者名/発表者名
      A. Khorshid, S. Amin, Z. Zhang, T. Sakaue, W. Reisner
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 49 ページ: 1933 - 1940

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.5b02240

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Driven anomalous diffusion: An example from polymer stretching2015

    • 著者名/発表者名
      T. Saito and T. Sakaue
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 92 ページ: 012601:1-13

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.92.012601

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 環状鎖ブレンドの相溶性相図2016

    • 著者名/発表者名
      坂上貴洋
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [学会発表] Dynamics of translocation in complex medium2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakaue
    • 学会等名
      Translocation of polymer through nanopores: Interplay between theory, simulations and experiments
    • 発表場所
      Espoo, Finland
    • 年月日
      2016-02-08 – 2016-02-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On anomalous diffusion of chromosomal loci in living cells2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sakaue
    • 学会等名
      4-th International Symposium of the Mathematics on Chromatin Live Dynamics
    • 発表場所
      Hiroshima, Japan
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anomalous driven motion of biopolymers: stretching, compression and rotational dynamics2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sakaue
    • 学会等名
      KIAS Workshop on Anomalous Dynamics in Biological Systems
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Driven Anomalous Diffusion: a Model for Chromosome Segregation?2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sakaue and T. Saito
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-08-22 – 2015-08-22
    • 国際学会
  • [学会発表] On miscibility of ring polymer blend2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sakaue
    • 学会等名
      RING POLYMERS: ADVANCES AND PERSPECTIVES
    • 発表場所
      Crete, Greece
    • 年月日
      2015-07-14 – 2015-07-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノピストン中でのDNAの動的圧縮と非平衡ダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      坂上貴洋
    • 学会等名
      新学術領域「ゆらぎと構造の協奏」第二回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-05-01 – 2015-05-01
  • [図書] 自然世界の高分子 ---物理現象から生命の起源まで---2016

    • 著者名/発表者名
      田中 基彦、 鴇田 昌之、柳澤 美穂、坂上 貴洋、藤原 慶
    • 総ページ数
      372
    • 出版者
      吉岡書店
  • [備考] ナノ世界のブルドーザー「ナノドーザー」システムを構築! DNA分子の動態制御を初めて可能に

    • URL

      https://www.kyushu-u.ac.jp/f/1055/2014_12_08.pdf

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-22  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi