動いて並んでつながって。タンパク質が幾何学模様に!

~プログラムされた分子が自発的にナノ模様を形成~

ポイント

・タンパク質が自発的に動いて相手を選びながら模様をつくる
・タンパク質の部品を変えるだけで模様の種類を制御できる
・タンパク質を魚の群れのように操る分子ロボットの作成技術につながる

概要

 東京工業大学 生命理工学院 生命理工学系の菊池幸祐大学院生と上野隆史教授、古田忠臣助教のグループは、九州大学 大学院理学研究院の前多裕介准教授、福山達也研究員(当時)、名古屋大学/自然科学研究機構生命創成探究センターの内橋貴之教授の研究グループと共同で、タンパク質の部品を組み換えることで目的のナノ模様をつくりだすことに成功した。
 タンパク質集合体(用語1)は、持続可能なナノマテリアルや生体内ではたらく分子ロボットの素材として注目されているが、望みの模様をつくりだすことは困難とされていた。本研究では棒状の構造を有するタンパク質に着目し、その両末端を改造することで分子をプログラムし、三角形格子や横並び状態、ファイバー構造などの二次元ナノ模様の作り分けに成功した。
 今回の二次元ナノ模様は、タンパク質の群れが動きまわりながら相手を見つけ、連結していくことによって形成される。したがって、これまで分子レベルでは実現されてこなかった、イワシやムクドリの群れのようなアクティブマター(用語2)としてのタンパク質の利用が見込める。さらに、タンパク質が模様の欠陥をみずから修復して整列していく様子も確認されており、生体適合性の自己回復フィルムやタンパク質由来のウェアラブルデバイスをはじめとする、次世代スマート材料(用語3)としてさらなる応用が期待される。
 本成果は、新学術領域「発動分子科学」と文部科学省科研費の支援によるもので、ナノマテリアル分野において最も権威のある学術誌のひとつである「スモール(Small、Wiley-VCH誌)」のオンライン版で1月6日に公開された。

用語解説

(1) タンパク質集合体:タンパク質同士の相互作用によって複数のユニットが集まり、より大きなサイズや高度な機能をもつようになったもの。

(2) アクティブマター:魚や鳥、細胞、タンパク質など、自発的に運動しながらも集団として秩序だった行動パターンをみせる物質のこと。

(3) スマート材料:周囲の環境や刺激を知覚・判断し、それをもとに適切な行動を起こす機能素材。

詳細

詳細につきましては、こちらをご参照ください。

「マス・フォア・インダストリ研究所の紹介」(第34回 Q-AOS Brown Bag Seminar Series)

【学内向け】医療における国際交流・貢献の現状と未来

関連記事

  1. 室温程度の環境熱を活用した新機構有機熱電デバイス…

    有機エレクトロニクスが切り拓くクリーンエネルギー発電工学研究院安達 …

  2. 《11/7開催》九州大学熱帯農学研究センター 創…

    「アジアとの共創で描く持続可能な農業と環境」九州大学熱帯農学研究セン…

  3. 重力の実在性の破れを検証する方法を提案

    ~量子重力への新しいアプローチ~ポイント・物理学最大の未解決問題…

  4. 酸を用いて、プロペラ型分子トリプチセンの開環に成…

    ~有機半導体などに利用されるアセンの新しい合成法として期待~ポイント…

  5. 原子時計は「時間」の重ね合わせを明らかにできるの…

    超高精度の原子時計が時間の量子的な性質を観測できる可能性をもつ新理論高等…

  6. 黄金比・黄金角による点群生成機構の解明・一般化

    植物の形態モデリングに関わる数学の未解決問題を解決マス・フォア・インダス…

  7. 九州大学と長崎県対馬市が包括連携協定を締結

    令和6年5月22日、国立大学法人九州大学と長崎県対馬市は、持続可能な社会の発…

  8. 【11/10開催】社会課題解決型ワークショップ「…

    新たな交通機関として注目されている空飛ぶクルマの社会実装・普及を事例として考…