2023 Fiscal Year Annual Research Report
Verification of thermal factors for detachment of gliding microtubules and application to detachment control
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22K18782
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
中原 佐 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00756968)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Keywords | キネシン / 微小管 / 光熱効果 / MicroTAS / BioMEMS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、生体分子モータのキネシン上で細胞骨格の微小管を移動させる運動系（微小管運動）を構築し、ナノスケールの輸送機構として応用する研究がおこなわれている。微小管運動における剥離現象は、これまで輸送を阻害するものと考えられてきたため、能動的に剥離させる方法は極めて少ない。しかし、剥離制御技術が確立できれば、輸送対象を特定の位置で選別できるツールとなるため、微小管運動の新たな制御技術になると考えられる。本研究では金薄膜への光照射によって生じる光熱効果を用いて、微小管運動の剥離制御技術を確立することが目的である。
2023年度においては、アクリル板を用いた再現性の高いデバイス製作プロセスを確立するとともに、剥離要因の調査と剥離制御技術の確立に向けて、微小管剥離率の変化および剥離後に再侵入する微小管の密度を評価した。剥離要因の調査については、熱によるキネシンの変性の影響を調べるために、照射強度と剥離までにかかる時間の関係性を評価した。また、キネシンの駆動源となるアデノシン三リン酸の有無による影響を評価することで、微小管の剥離にはキネシンの活性が影響していることを明らかにした。剥離制御技術への応用性を示すために、一度剥離させた領域への微小管の再進入の可否を評価した結果、30秒間の光照射によって微小管を剥離させた後は、時間経過に伴い別の微小管が再侵入する様子を観察し、初期の微小管密度と比較して約30%の密度まで復元することを確認した。得られた結果より、提案する手法は光照射領域において10秒程度で微小管を剥離させることができ、一度剥離させた領域へ微小管を再進入させることが可能であるため、微小管運動による物質輸送において所望の領域で輸送対象を選別できるツールとして応用できる可能性を示したと考えられる。
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