リニア系生体分子モータを用いたナノ搬送システム

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生体分子モータの一つである,キネシンと微小管を利用したナノ搬送システムの製作を試みてきた.生体内においてキネシンは微小管上を動くことによって生体内物質を搬送している.このようなシステムを人工的に再構築して,マイクロ・ナノスケールの物体搬送に使用するのが本研究の目的である.代表的なトップダウン技術である半導体マイクロマシーニングにより微小流体システムを製作し,キネシンと微小管を導入して搬送に用いる.このシステム構築のための要素技術として重要な,人工物の搬送,キネシンモータの駆動・停止制御,微小管の極性配向・固定による物体搬送方向の制御技術などを確立した.ここで重要なことは,遺伝子操作などによる生化学的なボトムアップ手法だけではなく,工学的なトップダウン手法を組み合わせることで生体分子モータを工学的に応用する手法を開発したことである.例えば,微小管の配向技術については以下のように行った.グライディングアッセイにより微小管を微小流体チャネル内で動かす.この際に,ポンプによってバッファ流速を与え微小管の極性を配向し,化学的にチャネル内に固定した.この上でキネシンを付加したビーズを動かすと,約97%のビーズが一方向に動くことを確認できた.このように微小管を配向・固定したチャネルを複数組み合わせることができれば,生体分子モータによって物体を搬送するシステムを構築することができる.今後はより複雑な流体デバイスをマイクロマシーニングにより製作し,その中での搬送を実現したいと考えている.これによって,例えば目的の分子を数分子だけ搬送することも将来可能になると考えている.