研究・採択情報

生体分子モーターによって駆動される分子シャトル運動における理論予測と実験結果の不一致の理由を解明

 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))が存在します。近年、この生体分子モーターを細胞外に取り出して、工学利用することが目指されています。なかでも生体分子モーターによって駆動される分子シャトルは、マイクロスケールでの物質輸送や計算などに応用することが試みられています。岐阜大学工学部の新田高洋准教授、工学研究科のMay Sweetさん、Samuel Macharia Kang'iriさんらの研究グループは、この分子シャトル運動における従来の理論予測と実験結果との不一致の原因を解明しました。
 本研究成果は、2022年2月23日(水)(日本時間)にScientific Reports誌のオンライン版で発表されました。

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。

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図.分子シャトル運動の模式図

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分子シャトルを構成し、物質輸送や計算などに応用することが試みられている。
  • 分子シャトルの運動特性は物質輸送や計算の効率を左右するが、その理論予測と実験結果との間には約50倍程度もの不一致がある。
  • 本研究は、シミュレーションを用いて、分子シャトル運動についての理論予測と実験結果との間の不一致の原因を明らかにした。
  • 本研究から得られた知見は、分子シャトルを利用したデバイスの設計に役立ち、高性能なデバイスの開発に寄与することが期待される。

詳しい研究内容について

生体分子モーターによって駆動される分子シャトル運動における理論予測と実験結果の不一致の理由を解明

論文情報

  • 雑誌名:Scientific Reports
  • 論文名:Linking path and filament persistence lengths of microtubules gliding over kinesin
  • 著 者:May Sweet, Samuel Macharia Kang'iri & Takahiro Nitta
  • DOI番号:10.1038/s41598-022-06941-x
  • 論文公開URL:https://www.nature.com/articles/s41598-022-06941-x

2022.02.24

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