Finding origins of the thermal conductivity lowered locally in a cell

研究代表者らはこれまでに、局所的な熱伝導率を計測できる新しい手法を開発することで、細胞内の熱伝導率を計測することに成功した。しかし、未知である細胞内熱物性のごく一部が明らかとされたに過ぎない。本研究では、①細胞内で熱伝導率を計測するのと同時にその局所環境を同定することと、②細胞を構成する因子の一つ一つが熱伝導にどのように影響するのかを確かめることを、大きく分けて2つの挑戦課題として設定している。2022年度はそれぞれ次を実施し、それぞれ成果を得た。①本課題の達成には、局所的な熱伝導率を計測する微小プローブとして用いる蛍光ナノダイヤモンドの性能を、さらに向上させる必要があった。特に、より小さく、明るく、環境変化に対して頑強で、かつ調製した単一ロット内におけるナノ粒子間の性質にバラつきが少なくなることを目指した材料開発を進めた。これまでに得た途中経過を、学会発表等で報告した。②分子動力学シミュレーションを利用した理解への試みを開始した。まず当該分野における最新の現状を整理することを目的とし、総説を執筆した。当該総説は、「Simulation toolkits at the molecular scale for trans-scale thermal signaling」とのタイトルで、Computational and Structural Biotechnology Journal誌で年度終了間際にオンライン公開された。生化学反応から放出される熱と、生体分子が熱伝導に与える影響について、これらを原子分解能で理解するために有効と思われる現在の手法をまとめた。

研究代表者らはこれまでに、局所的な熱伝導率を計測できる新しい手法を開発することで、細胞内の熱伝導率を計測することに成功した。しかし、未知である細胞内熱物性のごく一部が明らかとされたに過ぎない。本研究では、①細胞内で熱伝導率を計測するのと同時にその局所環境を同定することと、②細胞を構成する因子の一つ一つが熱伝導にどのように影響するのかを確かめることを、大きく分けて2つの挑戦課題として設定している。2022年度はそれぞれ次を実施し、それぞれ成果を得た。①本課題の達成には、局所的な熱伝導率を計測する微小プローブとして用いる蛍光ナノダイヤモンドの性能を、さらに向上させる必要があった。特に、より小さく、明るく、環境変化に対して頑強で、かつ調製した単一ロット内におけるナノ粒子間の性質にバラつきが少なくなることを目指した材料開発を進めた。これまでに得た途中経過を、学会発表等で報告した。②分子動力学シミュレーションを利用した理解への試みを開始した。まず当該分野における最新の現状を整理することを目的とし、総説を執筆した。当該総説は、「Simulation toolkits at the molecular scale for trans-scale thermal signaling」とのタイトルで、Computational and Structural Biotechnology Journal誌で年度終了間際にオンライン公開された。生化学反応から放出される熱と、生体分子が熱伝導に与える影響について、これらを原子分解能で理解するために有効と思われる現在の手法をまとめた。