2005 Fiscal Year Annual Research Report
デジタル処理限界を超える生体分子による情報処理現場の1分子直接観察
Project/Area Number |
05J02824
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Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
Principal Investigator |
塚崎 克和 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | ナノマシン / 1分子計測 / 分子認識 / ナノ反応場 / 分子間力顕微鏡 |
Research Abstract |
ゆらぐ世界に適応してきた生体情報処理システムの動作原理を解明することは、従来のデジタル処理を超えるような新しい情報処理の原理構築へつながる可能性がある。ノイズと生体情報処理の関係を明らかにするためには、ノイズによる生体分子素子間の反応の揺らぎや構造の揺らぎを精緻に計測することが重要である。申請者が開発した超高感度分子間力計測システムは、従来困難であったこうした生体分子の揺らぎの計測を可能にした。本研究では、開発したシステムを用いて、生体情報伝達過程において機能する個々の素子間の揺らぎ特性(反応揺らぎや構造揺らぎ)を力学的に計測する。それにより、例えば可変応答性や柔軟性といった情報伝達分子自身が持つ固有の揺らぎ特性を定量的に検証し、その動作原理を学ぶ。 1.研究成果 ・情報伝達分子を発現・精製し、基板・探針への固定方法を確立した。 ・申請者が開発した超高感度分子間力計測システムを情報伝達系分子に応用展開することにより、情報伝達分子間の結合力の負荷速度依存性を計測した。 ・外部環境の変化による情報伝達分子間の相互作用特性の変化を計測する。 ・実時間で情報伝達分子間の分子間相互作用の硬さ(結合状態)を可視化する系を確立した。 ・情報伝達分子間の揺らぎ特性を実時間で計測した。 ・外部環境の変化によるRas-エフェクター間の揺らぎ特性の変化を実時間で計測する。 2.研究成果の発表 研究内容の公開並びに意見交流を目的として、本研究により得られた成果を、第43回日本生物物理学会年会、並びに米国で開催されるBiophysical society 50th meetingにて発表した。
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