研究・採択情報

生体分子モーターによって駆動される物質輸送機構における失活したモーターの影響を解明

 細胞内には力発生や物質輸送を担う分子機械(生体分子モーター1))が存在する。近年、この生体分子モーターを体外に取り出して、バイオセンサー2)での物質輸送機構として利用することが目指されている。岐阜大学工学部の新田高洋准教授、工学研究科のSamuel Macharia Kang'iriさんらの研究グループは、カナダMcGill大学のAndrew SalemさんとDan V. Nicolau教授との共同研究で、この物質輸送機構における失活したモーターが物質輸送に与える影響を解明した。
 本研究成果は、2022年2月3日(木)(日本時間)にBiosensors and Bioelectronics誌のオンライン版で発表された。

図1.分子シャトルの概念図
図1.分子シャトルの概念図

発表のポイント

  • 生体分子モーターは細胞内で力発生や物質輸送を担う分子スケールの機械である。
  • この生体分子モーターを細胞外に取り出してバイオセンサーの物質輸送に用いることにより、バイオセンサーの検出時間を短縮できる。しかし、バイオセンサー表面に固定すると生体分子モーターが機能しなくなり(失活し)、バイオセンサーでの物質輸送が効率的に行えなくなることがある。
  • 本研究は、バイオセンサーでの効率的な物質輸送を行うためには、90%以上の生体分子モーターが機能していなければならないことをシミュレーションを用いて示した。
  • 本研究は、生体分子モーターを利用したバイオセンサーとして適切な材料を選択する指針を与えるもので、高性能なバイオセンサーの開発に寄与することが期待できる。

用語解説

  • 1) 生体分子モーター
    生体内に存在するタンパク質の一種で、筋肉の収縮などを担うミオシン、細胞内物質輸送などを担うキネシンなどがある。アデノシン三リン酸という物質を分解するときに得られるエネルギーを利用して、力発生や運動を行う。
  • 2) バイオセンサー
    生体分子を検出する機器で、検出したい生体分子を機器内の検出部分に輸送する必要がある。この輸送には、検出したい生体分子を含んだ液体をポンプなどの外部装置を用いて流すことによって行われることが多い。

詳しい研究内容について

体分子モーターによって駆動される物質輸送機構における失活したモーターの影響を解明

論文情報

  • 雑誌名:Biosensors and Bioelectronics
  • 論文名:Effects of defective motors on the active transport in biosensors powered by biomolecular motors
  • 著 者:Samuel Macharia Kang'iri, Andrew Salem, Dan V. Nicolau, Takahiro Nitta
  • DOI番号:10.1016/j.bios.2022.114011
  • 論文公開URL:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566322000513

2022.02.08

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