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ナノ構造制約下におけるモータタンパク質による物質輸送系の設計原理構築

建立纳米结构约束下使用运动蛋白的质量运输系统的设计原则

基本信息

批准号：
13J01836
负责人：
藤本和也
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01836/
关键词：
キネシン微小管マイクロ流体デバイスナノスリット能動輸送 1分子観察ナノトランスポートマイクロ流体システムモータタンパク質 PDMS マイクロチャネル物質輸送マイクロ流路トラッキング微小管アレイ

项目摘要

平成27年度においては，前年度までに確立した動的マイクロチャネル形成デバイスを利用し，高さ1マイクロメートル以下のチャネル内への微小管固定およびキネシン運動アッセイを確立した．マイクロチャネル内におけるキネシンの運動を観察した結果，このような微小な構造に制限された環境下でキネシンの運動は阻害されず，ナノスケールのアクチュエータとして利用できることを示した．また，キネシンによる輸送量を，チャネルの断面を単位時間あたりに横切るキネシン分子数を用いて評価した．同じチャネル内で，濃度勾配によって駆動される拡散輸送と比較したところ，キネシンによる能動輸送は1 マイクロメートル当たり2 nM程度の濃度差がある場合の拡散による輸送量と同程度であることがわかった．これらの結果は微小管およびキネシンを利用したマイクロ・ナノスケールにおける輸送系の構築に向けて，重要な知見であると考えられる．また，マイクロ・ナノファブリケーションをキネシン運動機構のより詳細な計測に応用することを目指した．具体的には，幅100ナノメートル程度のナノスリットを利用して，従来の手法では不可能な高濃度の蛍光ATP存在下におけるATP加水分解サイクルとキネシンステップ運動の同時計測を目的として実験系の構築を行った．まず，トラック中における励起光電場分布をシミュレーションし，適切なトラックの設計及び電子線描画を利用した製作プロセスを確立した．また，キネシン加水分解サイクルの基質活性を持つ蛍光ATPを選定し，キネシン運動と蛍光ATPの同時1分子観察が可能な分子系および光学系を確立した．これらの結果は，理学的に重要なキネシン運動機構の解明に向けて有用な手法となり得ると考えられるとともに，工学的な応用にむけても，キネシン機能の評価手法として有用なものとなることが期待できる．

In 2007, the company established the first batch of mobile phone production equipment in the previous year, and established the first batch of mobile phone production equipment in the previous year. The movement of the body is observed in the micro-structure. The number of molecules in the cross section is evaluated. In the same way, the concentration of the mixture is adjusted, the dispersion of the mixture is compared, and the concentration of the mixture is adjusted. The result is that the transport system is constructed in the direction of micro-tubes. A detailed measurement of the movement mechanism is required. Specifically, it is impossible to measure the movement of ATP in the presence of high concentration of ATP and to construct a system for the purpose of simultaneous measurement of ATP movement in the presence of high concentration ATP. The design of the excitation light field and the design of the electron line are established. The matrix activity of the hydrolysis system is determined by the selection of ATP and the molecular observation of possible molecular and optical systems. The result is that science and technology are important to the development of sports.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Microfluidic valve technology produces microchannel array to evaluate kinesin-driven molecular transport

微流阀技术产生微通道阵列来评估驱动蛋白驱动的分子运输

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Fujimoto;H. Shintaku;H. Kotera and R. Yokokawa
通讯作者：
H. Kotera and R. Yokokawa

TRANSITION OF Q-DOT DISTRIBUTION ON MICROTUBULE ARRAY ENCLOSED BY PDMS SEALING FOR AXONAL TRANSPORT MODEL

轴突运输模型中 PDMS 密封封闭的微管阵列上 Q 点分布的转变

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
大崎達哉;武部貴則;福田淳二;藤本和也
通讯作者：
藤本和也

マイクロチャネル内における細胞内輸送系再構築に関する研究

微通道细胞内转运系统重建研究

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shirai Y.M.;Tsunoyama T.A.;Hiramoto-Yamaki N.;Hirosawa K.M.;Tsurumune A.;Ishidate F.;Kusumi A.;and Fujiwara T.K;森田健;藤本和也
通讯作者：
藤本和也

数値シミュレーションによるマイクロチャネル内でのキネシンを原動力とした効率的な輸送に関する検討

利用数值模拟研究微通道中驱动蛋白作为驱动力的高效运输

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kageyama Tatsuto;Kakegawa Takahiro;Osaki;Tatsuya;Enomoto Junko;Ito Taichi;Nittami Tadashi ;Fukuda Junji.;藤本和也，新宅博文，小寺秀俊，横川隆司
通讯作者：
藤本和也，新宅博文，小寺秀俊，横川隆司

動的に形成されるマイクロチャネルによる微小管グライディング制御

通过动态形成的微通道控制微管滑动