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(In Japanese)筋肉タンパク自己組織化ゲルによるソフトナノマシンの創製

Research report code R070000303
File No. R070000303
Posted date Apr 11, 2008
Researchers
  • (In Japanese)龔 剣萍
Affiliation
Report name (In Japanese)筋肉タンパク自己組織化ゲルによるソフトナノマシンの創製
Technology summary (In Japanese)ゲルによるソフトマシンの開発が契機となって世界的にもソフト&ウェットマシンへの関心が集まるようになってきた。これというのも高効率や柔軟性、低摩擦や環境適合性さらには生体適合性を満足しうる新しいシステムの需要が高まってきたことにある。そこで最も注目を浴びているのが、生物のシステムである。なぜ生物はあれほどまでに滑らかに運動を発現し、そして外部からの応力に対ししなやかに対応できるのであろうか。この生物の様な運動システムを作製するためには生物類似材料の開発とそれに運動機能を付与することが必須である。本研究は筋肉蛋白のアクチンとミオシンを基本Building Blockとして使い、人工的に再構築した自己組織化筋肉蛋白ゲルを用いて、熱揺らぎ程度のエネルギーで駆動するソフトナノマシンの実現を目標とする。具体的にはアクチンとミオシンをホタテから取り出して、それぞれ自己組織化と科学架橋によって、アクチンゲルとミオシンゲルを得る。この二つのゲルを2次元的に接触させ、ATPを添加することで運動を実現させることである。さらには、アクチン集合体やミオシン集合体の構造と運動特性の関係を明らかにし、運動制御が可能なソフトナノマシンの制作に挑む。本研究は生物由来のミオシン分子、アクチン分子を化学修飾することにより、高次機能およびを熱的、機械的、化学的安定性を付与し、同時に生体機械と同様のエネルギー効率を有するソフトマイクロマシンの創出を目指す。
Drawing

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Research field
  • Biological function
Published papers related (In Japanese)(1) A. Kakugo, S. Sugimoto, K. Shikinaka, J. P. Gong, Y. Osada, "Characteristics of Chemically Cross-linked Myosin Gels", J. of Biomater. Sci., in press.
(2) A. Kakugo, K. Shikinaka, K Matsumoto, J. P. Gong, Y. Osada, "Growth of Large Polymer-Actin Complexes", Bioconjugate Chem. 14, 1185-1190(2003).
(3) J. P. Gong, Y. Katsuyama, T. Kurokawa, Y. Osada, "Double Network Hydrogels with Extremely High Mechanical Strength", Advanced Materials, 15, 1155-1158(2003).
(4) T. Kurokawa, J. P. Gong, Y. Osada, "Substrate Effect on Topographical, Elastic, and Frictional Properties of Hydrogels", Macromolecules, 35, 8161-8166(2002).
(5) A. Kakugo, S. Sugimoto, J. P. Gong, Y. Osada, "Nanoactuators built of covalently bound myosin and actin gel fibers", Advanced Materials, 14, 1124-1126 (2002).
(6) "Muscle artificial enkit" SCIENCE ET AVENIR p20 Oct, 2002 (Franceの雑誌).
(7) "Building up some muscle", Artificial muscle made from natural building blocks, Nature, Science update, 16, Aug, 2002.
(8) 「動物たんぱくで人工筋肉作製」,日経産業新聞,2003年5月28日。
Research project
  • Precursory Research for Embryonic Science and Technology.;Organization and Function
Information research report
  • (In Japanese)龔 剣萍. 筋肉タンパク自己組織化ゲルによるソフトナノマシンの創製. さきがけライブ2004 ナノテクノロジー分野合同研究報告会 「組織化と機能」領域 講演要旨集(研究期間:2001-2004), 2005. p.8 - 11.

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