【統合バイオイブニングセミナー】

今回のセミナーでは、生物において重要な役割を果たすDNA、そして細胞骨格等 を形成するフィラメント(アクティン、微小管など)の非平衡ダイナミクスを物理 的視点から調べる。
先ず、実験技術の進歩により、分子レベルでの計測が十分可能になってきた、 DNA等の単一高分子鎖の一端を、光ピンセット等で溶媒中を引っ張るときの運動 を理論的に調べる。具体的には、引っ張る力と速度の非線形応答、高分子鎖の 引っ張る方向の広がり等をみる。高分子の内部自由度、各セグメント間の流体力 学的相互作用、非一様な高分子の形状の競合により、引っぱる力・鎖長により異 なるいくつかの領域があることを示す。

次に、細胞骨格等を形成する、フィラメントのダイナミクスを調べる。これまで 物理学が主に対象としてきたのは、熱揺らぎ・外場等で駆動する受動的な系であ る。　一方、細胞はアクティン等の細胞骨格を形成するフィラメント上を、ATP をエネルギーとし自ら駆動する分子モーター等からなる”アクティブ”な系であ り、その非平衡状態で細胞の形状等を保っている。最近実験で、分子モーターの 運動を止めたとき(系は熱平衡状態)、細胞質の形状が保てなくなり、細胞核がつ ぶれると言う現象がある。この現象の理解を念頭に、フィラメントの運動を、ア クティブ系と言う非平衡現象を扱う新しい枠組みを用い調べる。