Verification of thermal factors for detachment of gliding microtubules and application to detachment control

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。2022年度においては、まず断熱材として機能するフォトレジストの膜厚を調整するとともに、製作したサンプルの光熱効果による温度上昇量をサーモグラフィカメラで計測した。その結果、フォトレジストの膜厚の増加に伴い、光熱効果による温度上昇量の増加を確認した。また、製作したサンプルの上に簡易流路を製作し、流路内に微小管運動を構築した後、光照射に対する剥離率の変化を評価した結果、時間経過に伴い微小管の剥離率が増加する傾向を確認した。さらに、光の照射時間が短い場合は、微小管を剥離させた領域へ別の微小管が再進入する様子を観察した。今後は、微小管運動における剥離要因として、キネシンの変性および流れ場の影響について詳細に調査するとともに、微小管運動の剥離制御技術の確立に向けて、時間分解能や空間分解能、操作性の評価に取り組む計画である。

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。2022年度においては、まず断熱材として機能するフォトレジストの膜厚を調整するとともに、製作したサンプルの光熱効果による温度上昇量をサーモグラフィカメラで計測した。その結果、フォトレジストの膜厚の増加に伴い、光熱効果による温度上昇量の増加を確認した。また、製作したサンプルの上に簡易流路を製作し、流路内に微小管運動を構築した後、光照射に対する剥離率の変化を評価した結果、時間経過に伴い微小管の剥離率が増加する傾向を確認した。さらに、光の照射時間が短い場合は、微小管を剥離させた領域へ別の微小管が再進入する様子を観察した。今後は、微小管運動における剥離要因として、キネシンの変性および流れ場の影響について詳細に調査するとともに、微小管運動の剥離制御技術の確立に向けて、時間分解能や空間分解能、操作性の評価に取り組む計画である。